即将推出的尿素期货干货指南
尿素作为第一大农产品，是农业生产成本的主要项目，与农民增收密切相关。
像螺纹、煤炭、铁矿石等品种，其供需量大，价格波动剧烈，金融性强。许多生产和消费企业迫切需要这种可以规避价格波动的金融工具。目前，现有的农产品期货包括小麦、“三菜”、棉花、大米等。尿素的上市将形成较为完整的农业生产资料和农产品系列，更有助于农业企业利用期货工具服务生产经营。同时，尿素作为能源化工的工业品，上市后将与甲醇、煤炭、石油等品种形成更多的套利交易机会，有利于投资者提高资金使用效率。
每天，我们餐桌上几乎所有的食物都离不开“尿素”的影子。
在农业上是一种优质高效的中性氮肥，长期使用不会使土壤板结、板结。同时也可作为牛、羊等反刍动物的辅助饲料。青饲料中的尿素和碳水化合物可以被胃液转化为蛋白质。对牛羊的生长和育肥有重要的促进作用。
尿素及相关肥料的使用，对于我们这些生活在当代中国，能够熬过饥荒的人来说，是一个非常重要的因素。化肥出现之前，粪肥是提高土地肥力，增加粮食产量的主要原料。按照我国每亩近30公斤(纯养分)的化肥施用量，如果换算成同等养分的粪肥，至少需要1吨。按照我国人均2亩多的耕地来算，一个人一辈子产生的粪便只有七八吨，如果每年平均摊在每亩土地上，也只相当于一把化肥。
1958-1970期间，由于关键技术没有突破，我国不得不依靠国外关键设备自主生产化肥原料。20世纪60年代，我们的化肥产量平均每年只增加20万吨左右，相应的粮食产量有所波动。10年只增加了3000万吨(以1958计算)。同期，通过购买化肥和制造化肥的设备，印度的粮食产量也增加了3000万吨。
到1970，我们掌握了合成氨成套设备建设技术，一口气建了几百个合成氨厂，几千个化肥厂。此后，中国年均化肥产量增加654.38+0万吨，从1975开始每年增加200万吨，相当于1970的化肥总产量。2004年后，中国粮食自给率保持在95%以上。相比之下，日本的粮食自给率在40%左右，韩国的粮食自给率只有25%左右。中国成为世界第二产粮大国，其实与尿素密切相关。
尿素在工业领域也发挥着重要的作用。可用于合成塑料、药物、粘合剂、涂料等。还可生产脱蜡剂、选矿发泡剂、发泡剂AC等多种化工产品。，药用尿素注射液可用于降低颅内压，磺酰脲类可用于减轻炎症；也可用于制革、颜料等生产。
目前，世界尿素产量的1/3用于工业消费。在中国，60%的尿素产品用于农业和其他主要工业领域。
作为即将上市的品种，其产业链、市场供求、价格影响因素都是投资者未来参与尿素期货交易必须了解的基础知识。
因此，我们有必要梳理一下尿素行业的脉络，从生产技术到国内外市场。
尿素期货一旦上市，这篇文章就是你的第一块敲门砖。
尿素生产技术
尿素生产
从尿素原料来源来看，目前国内普遍使用的是煤和天然气。
煤制尿素
煤炭作为尿素生产的主要原料，通常能占到尿素成本的60%以上。煤价的波动无疑是尿素涨跌的“风向标”。
在中国，水煤浆通常用纯氧部分氧化，生成以CO2和H2为主要成分的气态产物。接下来，将氨合成催化剂中的毒物CO、H2S和COS从工艺中去除，以净化气体，然后进一步分离出高纯度的CO2以满足尿素合成的需要，制备高纯度的H2并去除惰性气体CH4和Ar，对高纯度的H2进行精制，最终得到纯净的氢气和氮气以满足氨合成的需要。来自液氮洗装置的合格新鲜气(H2:N2=3:1)经合成气压缩机增压后送至氨合成塔，在此部分气体在高温(380-430℃)、高压(14.2Mpa)下由氨合成催化剂催化合成。它以液氮的形式被送到尿素工厂。摩尔比为2: 1的液氮和二氧化碳进入合成单元。
从天然气生产尿素
天然气原料纯氧自热转化制尿素生产氨时氨和碳基本平衡，可生产1t氨到1.7t尿素，无多余CO2排放。煤的纯氧气化生产氨和尿素可产生65，438+0.6 t CO2。H2和CO2可以通过加压电解水分离，多余的CO2可以直接制成干冰。
中国的大部分天然气集中在西北和西南地区。每年一、四季度，当地气头装置会大面积减产或停产。天然气价格上涨预期，天然气价格上涨幅度较大，导致气烧尿素竞争力大幅下降，最终因成本上涨快于尿素价格而退出尿素市场。以煤为原料的尿素生产企业将两极分化。首先，烟煤生产尿素的比例将增加。二是“1830”以下的大量小尿素装置最终将退出市场，焦炉煤气生产合成氨和尿素的比例将增加。
世界上生产尿素的方法有50多种，但工业化的只有氰氨化钙(石灰氮)法和氨与CO2直接合成法。其中，由氨和CO2直接合成尿素因原料获取方便而被广泛使用。
我国目前有200多套尿素装置，其规模分为大型(48万吨/年以上)、中型(11万吨/年以上)和小型(4万吨/年以上)。中小型尿素装置均采用国产水溶液全循环技术，大型装置多采用进口技术。中国大型尿素装置技术目前采用CO2汽提法和氨汽提法设计的尿素装置基本接近理论水平，与传统设计相比，公用工程消耗较低，投资较少。
现代尿素生产无论采用哪种工艺，基本上都由原料供应、尿素高压合成、含尿素溶液分离工艺、未反应氨和二氧化碳回收、尿素溶液浓缩、造粒、产品输送、工艺冷凝液处理六个工艺单元组成。基本流程如图所示。原料CO2和NH3加压送入高压合成环反应生成尿素，二氧化碳转化率在50%~75%范围内，称为合成过程；分离工序和未反应物料回收单元负责从溶液中分离出未转化为尿素的氨和二氧化碳，并回收回合成工序，所以这两个单元统称为循环工序；最后，70%~75%的尿素溶液在真空蒸发造粒设备中浓缩加工成固体产品，称为最终加工工序。
尿素生产的基本工艺虽然相似，但在具体流程、工艺条件、设备结构等方面存在一定差异。迄今为止，世界上大多数尿素装置都是由几家工程设计公司开发设计的，并形成了几种典型的工艺流程。典型的例子有荷兰Stamicarbon公司的水溶液全循环CO2汽提，意大利Snamprogetti公司的氨汽提，Monte Edison集团公司的恒压双循环工艺(IDR)，日本三井东亚-东洋工程公司全循环的改进“C”工艺和改进“D”工艺，美国尿素技术公司UTI的ACES工艺和热循环尿素工艺(HR)。但无论哪种工艺流程，生产过程中的主要原料NH3和CO2的消耗基本相同，工艺流程是否先进主要体现在公用工程的水、电、蒸汽消耗上。尿素生产工艺的改进过程实质上是降低公用工程消耗的过程。
水溶液全循环法
在20世纪60年代，水溶液全循环的方法是成功的。国内中型尿素厂都属于这一类。此外，荷兰Stamicarbon水溶液全循环法和日本三井东压溶液全循环改良C法也属于此类。其工艺原理基本是通过减压加热使未反应的氨和二氧化碳分解分离，然后用水吸收生成氨基甲酸铵或碳酸水溶液，循环回合成系统。这种方法主要用于中小型氮肥企业。水溶液全循环尿素生产装置静态高压设备少，工艺可靠，对设备材料要求低，投资少。但能耗物耗高、放空损失大、规模小的问题十分突出，改造增产潜力很大。
Stamicarbon二氧化碳汽提尿素工艺
CO2汽提是在水溶液全循环的基础上改进的。与后者相比，省去了在1.7-2.6Mpa压力下运行的中压循环部分，从而省去了中压甲铵泵。从美国Kellogg公司引进的1620t/d尿素装置、从法国Holty公司引进的1740t/d尿素装置、中国原化工部第四设计院与荷兰大陆公司联合设计的1740t/d尿素装置均采用CO2汽提法尿素生产技术。其中，中荷尿素装置采用改进的CO2汽提法，与美国、法国尿素装置相比，工艺流程略有改进。
消耗定额(保证值，按1吨尿素计算)
Snamprogetti尿素氨提取工艺
意大利Snamprogetti公司成立于1956，60年代初就开始了尿素生产的研究。1966年建成第一套日产70吨尿素装置，采用氨作为汽提气。早期的第一代氨提法尿素装置，设备布置在立体框架内，氨直接加入汽提塔底部。70年代中期改进设计，设备改为平面布局。而且氨不是直接加到汽提塔中，也就是所谓的自汽提工艺或第二代氨汽提工艺，也就是目前采用的方法。
消耗定额设计指标(按1吨尿素计算)
从各种工艺流程的消耗来看，水溶液全循环法无疑是最大的消耗。水溶液全循环法与气提法相比，能量利用不合理，消耗高，流程长，近年来新建大中型工厂很少采用该工艺。CO2汽提在高压回路中操作压力最低，无中压系统，流程短，设备少，生产稳定，消耗低，投资少。在国内具有丰富的设计、设备制造和生产经验，采用脱氢技术，从根本上消除了生产中的爆炸危险。氨提取工艺先进，消耗低，无高框架结构，无爆炸危险。但该工艺需要购买国外特殊工艺包，设备无法国产化，设备制造周期长，所以不采用该工艺。
中国尿素市场
目前国内氮肥市场用“四面楚歌”来形容比较合适。
继煤炭、钢铁行业的供给侧改革之后，2016年，一场浩浩荡荡的供给侧改革运动在农业领域展开。全年粮食玉米减产约3000万亩。2016-10中国尿素出口取消，中国尿素出口优势丧失，出口暴跌。2016年8月，我国尿素市场价格也跌至10年最低水平，跌幅超过1100元/吨。售价与成本严重倒挂，企业开工率骤降。目前仍有约500万吨产能处于“僵尸”状态，僵而不死。
2017根据刚刚结束的两会精神，继续调减玉米种植面积，力争实现总调减4000万亩。这也意味着中国北方“镰刀弯”地区等非优势主产区将继续减产654.38+00万亩。种植面积的减少意味着国内对尿素的需求进一步疲软。
同时，今年年初，国家出台了《果蔬茶有机肥替代化肥行动计划》。3月初，各地开始申请试点和宣传替代化肥。据估计，我国果树和蔬菜的氮肥施用量约占氮肥农业消耗量的36%。该行动计划的实施将在不久的将来对氮肥消费产生重大影响。
所以，从多方面的信息来看，我国对农用氮肥的需求已经进入了平台期，未来不会大幅增加，还可能逐渐下降。但非农尿素需求仍有增长空间。2017年，工业尿素需求将继续增长。人造板企业开工好转，三聚氰胺利润较好，开工好转，新增产能；此外，由于环保力度的加强，预计火电脱硝和车用尿素用量将继续增加。根据数据，2017年尿素表观消费量预计为51.5万吨，比2016年下降3%。
从供给端来看，2017尿素行业将继续去产能。2016年我国尿素产能已退出433万吨，今年将继续关闭300万吨尿素产能，未来我国有效产能约为7555万吨。但相对于国内需求约51.5万吨，不考虑产品出口，产能仍有35%的富余。
从尿素生产成本来看，原材料价格上涨导致的尿素生产成本上升可能对尿素价格形成支撑。能源方面，预计2017煤炭价格将保持稳定或小幅上涨。预计供暖季结束后，天然气供应紧张局面将有所缓解，部分气烧尿素企业将恢复生产，但气价仍将维持高位。电价方面，预计2017年将保持稳定，部分地区可能会有小幅下调。
此外，甲醇、液氨等化工产品市场看好，对尿素市场有积极推动作用。
值得关注的是，2017年国际原油市场将出现供需拐点，油价反弹将成为大概率事件。油价反弹将推高国外天然气价格，削弱国外气头氮肥竞争力，导致下游化工产品甲醇、合成氨价格上涨，进而支撑国际氮肥价格。
届时，中国的尿素出口将是有利的。
因此尿素市场整体处于供需递减状态，但仍供大于求。但2017年尿素市场和企业效益会好于2016年。在产能进一步推进、过剩缓解的情况下，仍需关注原材料价格走势、电力成本、除农业外的新增尿素需求。
中国尿素生产的区域分布
从我国尿素生产的分布来看，大部分企业集中在粮棉主产区和原料集中区。随着近年来尿素行业的不断发展，我国尿素产能的分布也发生了很大变化。原粮棉主产区(东北三省、山东、河南、河北、安徽、江苏、湖北、湖南、江西)尿素产能逐渐减少，而内蒙古、新疆的资源地产能大幅增加。从产能分布来看，山东、山西、内蒙古、新疆、河南成为我国尿素主产区。
占据资源的山西、内蒙古与远离资源的福建、湖南、广东尿素生产成本相差300元/吨。
中国尿素出口情况
2016年，中国出口尿素887万吨，比去年下降35.5%。出口下滑是压制2016国内尿素价格的主要因素。因为中国一直对尿素实行各种补贴，导致出口竞争力很强，所以中国的很多产能扩张也是面向出口市场的。
但近两年国外低成本产能过了巅峰，造成了中国出口市场的急剧萎缩。甚至全球最大的尿素进口市场印度的进口价格甚至低于中国的市场价，出现了10年没有出现过的价格倒挂，这也迫使中国的尿素热潮跌至冰点。
此外，根据美国农业部发布的种植意向报告，美国玉米种植面积将比去年减少2400万亩，大豆增加2700多万亩，小麦减少8.3%，水稻减少17%，棉花面积略有增加。这种种植结构的调整必然导致尿素需求的减少，相信欧洲乃至全球都在发生这种情况。
但北美气价上涨也会改变其比较优势，使其再次成为高成本产能。预计明年尿素出口将止跌。如果未来能进一步降低甚至取消80元/吨的出口关税，中国煤电尿素成本将重新获得全球比较优势。
中国尿素生产成本差异
从尿素的生产成本来看，气头成本会大大增加。国家一直在大力补贴化肥气价格，气价普遍比工业气低0.4元/立方米以上。根据测算，西北、川渝地区气价较低，成本在1000元/吨以下；其他地区气价高，成本约1300元/吨，不具备经济效益。但随着2016 11月，国家明确取消化肥气价优惠，预计未来化肥气成本至少上涨0.4元/平方米，相应的尿素成本将上涨280元/吨以上。按照目前的价格，除了西北和川渝地区，其他产能已经完全失去竞争力，影响产能超过10万吨。
大量固定床位将被撤回。煤浆法和固定床法最大的区别是煤气化工艺不同。煤浆煤耗较高，但用烟煤，比固定床用无烟煤便宜，耗电少。由于不同地区煤炭价格差异很大，煤头成本也有很大差异。一般来说，同地区固定床成本比水煤浆法高200元/吨左右。目前固定床普遍处于亏损状态，甚至现金流亏损，认为这部分产能未来也可能大量退出。
目前尿素行业两极分化非常严重。40万吨以下的小产能量比较大。2016年40万吨以下小产能合计700万吨，其中固定床605万吨，气头95万吨。然而，大型尿素企业仍然保持较高的开工率。
一般情况下，小企业生产成本高。过去几年尿素市场表现一般，没有积累起抵御行业波动的资金。目前极端情况下只能选择停工止损；中部地区在环保要求下开始关停小锅炉。以河南为例，654.38+万吨以下锅炉全部被要求关停，改用天然气或电，成本大幅上涨，小企业被迫关停。
中国未来尿素格局？因为天然气会继续上涨，未来煤炭会成为尿素生产的主要原料。未来三到五年，中国的天然气尿素生产商将退出尿素行业，就像石油生产尿素的企业一样。由于地域差异，江南的尿素企业基本都会倒闭，将以进口为主。
中国尿素行业将出现新格局。在新疆和内蒙古，包括东北有煤的地方，尿素企业会异军突起。山西的采煤成本高(因为快完了)，而新疆的煤基本免费。新疆的煤生产尿素总成本600元，新疆生产天然气吨成本1.600元，价差1.000元。如果交通便利，新疆最有优势。但是，敢来新疆设厂的一定是大企业，小企业做不到。新疆的戈壁滩上必须建一个资本平台，三年至少投入200亿。在戈壁滩，尿素虽然成本低，但其他成本都很高。
国际尿素市场
全球尿素产能约2.08亿吨，需求654.38+8500万吨(产能过剩严重)，开工率89%。其中，中国和印度的产能最大，分别占40%和16%，基本都是基于煤头产能。其他地区，如中东、北美和俄罗斯，都使用天然气作为原料。
全球尿素贸易总量为每年4700万吨，占总需求的25%。主要进口地区为美国、印度、非洲和拉美，出口国家为中国、中东和俄罗斯。近两年最大的产能增长来自北美和北非，共增加859万吨，大大减少了原有进口，压迫全球过剩出口产能向印度聚集。印度占中国尿素出口的70%。
2017年国外尿素产能增加616万吨，其中美国两套尿素产能预计上半年投产，其他几套设备陆续投产，势必影响国际市场，挤占我国出口市场。预计2017年中国尿素出口量约为700万吨。近期国际利好仍不明显，中国尿素出口难有起色，印度新一轮尿素招标尚未确定。
尿素与煤、石油和天然气的联动关系
天然气、煤和石油是工业生产尿素的三大原料，通常称为气头、煤头和油头。通常情况下，尿素与这些原材料的涨跌密切相关。从下图煤炭和尿素的价格走势来看，2016下半年，国内煤炭价格一路上涨，作为尿素传统工艺原料的无烟煤块煤价格几乎翻倍。煤炭价格的暴涨自然是后续尿素后续成本和价格暴涨的主要原因。但随着后期国内煤价的下跌，尿素成本支撑已经看空。部分尿素企业选择回报价，市场心态也在相应变化。与原油相比，根据皮尔森公式，近三年国际原油与尿素价格的相关系数高达0.85。
因此，尿素期货的上市将为更多的投资者提供更多的投资选择。扑克投资者也将继续跟踪尿素期货上市的任何进展。