一、石油化工产业链概述
化学工业是用化学方法改变物质的组成和结构或合成新的物质，从而为人们提供丰富多彩的生产和生活用品的行业。从产业链来看，化工行业是典型的中游行业。上游是石油、煤炭、磷矿、农作物等能源、原材料、资源产业，下游服务于房地产、纺织、汽车、家电等衣食住行各方面。
按照申万工业分类，化工可分为石化工业、化工原料、化工产品、化纤、塑料、橡胶等几大类。如果简单划分，化工行业大致可以分为两类：周期和增长。前者属于技术成熟、需求空间稳定的范畴。景气度受宏观经济形势和行业供需影响较大，如石油和农化产业链。后者属于需求空间高速增长，受益于下游科技产业需求爆发式增长，但受经济周期影响不大，如新能源电池、有机发光二极管原材料等。
化工产品种类多，技术含量高，工艺复杂。不花费大量的时间和精力，很难对各种细分有深刻的理解。本文以石化产业链为代表进行探讨。石油化工是以石油为原料的化工，主要包括两个系统：一个是从原油中分离出燃料油、润滑油、液化石油气、焦炭、石蜡、沥青等产品的炼油系统，另一个是通过裂解原料油生产合成塑料、合成纤维、合成橡胶等产品，生成烯烃、苯、甲苯等各种化工原料的石化系统。石化产业链体系复杂，主要产品和基本结构如下图所示。
石化产业链中的主要产品及生产关系
来源：太平洋证券研究报告
这里重点讲第二类石化系统，但是以石油为原料的化工行业很多，我们没有计划覆盖所有的石化行业。为便于分析对比，我们以产业链为分析依据，仅聚焦少数a股市场价值较高的产业链，主要涵盖聚酯纤维(PX、PTA、聚酯)、聚氨酯纤维(MDI、TDI、氨纶)、合成塑料(PVC)、合成橡胶(轮胎)、石油加工，分别进行简要分析和最终对比。其中，石油加工是前几个行业的上游，从原油加工中提取和制备初级石化产品，并作为不同下游生产需求的原料。
首先，我们来看看石化产业链的几个基本特征。除了石化产业链，这些特点和分析点也普遍适用于其他化工行业：
第一，石化行业景气具有较强的周期性。
石化产业链公司作为工业产品的共同特征，具有很强的周期性，表现为产品价格的周期性和石化企业收入利润的波动性。强周期性特征形成的原因在于以下几个方面：
从成本方面来看，石化行业以石油为产业链上端的基本原料，石油价格受宏观经济、地缘政治、美元汇率、市场情绪等因素影响较大，产生较为剧烈的周期性变化，进而影响石化产品成本的剧烈变化并传导至价格。
从需求侧看，石化产品下游分布极其广泛，涉及宏观经济的方方面面，而下游需求的周期性变化与宏观经济高度相关，尤其是房地产、汽车等行业具有较强的周期性特征，不容忽视。
从行业本身来看，石化行业投资大、技术壁垒高、进入和退出成本高，短期内供给相对稳定，下游需求变化容易导致供需失衡，从而造成巨大的f
库存、企业盈利等指标，结合宏观和行业周期判断来指导投资。第二，从利润来看，石化产业链与油价、产业链不同环节间关系复杂。
石油化工产品以石油作为基本原料，那么产品价格与油价的变动必然高度相关，国际油价的涨跌对石化产品的价格一般是同向变动的关系。但油价与石化企业的盈利状况的关系则没有那么简单，不同种类的产品同油价的关系既有正向的，也有负向的，应当具体问题具体分析。
以油价上涨的情形为例，出现这种复杂性的原因主要从几个方面来看：一是看成本。石油化工以石油为最初原材料，那么石油、石脑油价格的上涨必然会造成成本的提高，这是一目了然的。二是看库存。尽管油价上涨会造成原材料成本提高，但若以历史成本计价的话，原材料库存价格的提高并不意味着当期成本的提高；而产品价格同向提升，当期利润率还是提高的。三是看成本转嫁能力。尽管油价上涨导致上游原材料成本上升，但如果能够通过产品价格提高来转嫁这部分成本的话，就不存在对利润的侵蚀了，这就需要考察行业壁垒、竞争结构、供求关系等角度来考察公司在上下游产业链中的议价能力大小。四是看油价上涨与宏观经济周期的关系。国际油价上涨往往是同宏观经济周期高度贴合的，如果是经济增长加速导致油价上涨，那么对化工产品的下游需求也是增长的，是石化行业景气提升的信号；而如果仅仅是成本提高而经济增长乏力，则可能对利润形成较长期的利空。
与以上的分析类似，产业链不同环节之间的景气也并不是简单的正向或负相关关系，也需要考虑成本、库存、上下游价格转嫁能力等。
第三，与煤、天然气以及农作物为原料的化工产品有替代关系。
从其他种类的原料出发，通过不同的生产工艺流程，可以生产出石化产品完全相同或相近的产品，从而形成一定的替代。主要分为两类：
一类是煤、天然气等原料可以生产石油化工相同的产品，形成完全替代。广义上说以天然气为原料的化工行业也属于石油化工，而煤化工则可以看作石油化工的完全替代。如以煤为原料经过煤气化、变换、净化、合成、裂化等流程可制备烯烃、乙二醇等化工产品，相关的工艺已经较为成熟。当前石化产品的生产合成仍然以石油为主要原料，煤化工体量与石油化工相比相去甚远。但中国作为产煤大国，煤炭资源远比石油丰富，不排除未来煤化工行业工艺改进、技术进步、成本降低，为行业打开发展空间。
第二类是非石油的其他原材料生产不同但功能类似类似产品。如从动植物上取得的棉﹑麻﹑毛﹑丝等直接生产的天然纤维，从竹子、木材、甘蔗天然木纤维素中提取并重塑纤维分子而得到的人造纤维，都可以作为石化合成纤维的替代品，作为下游纺织服装的原料。
关注石化产品替代品的意义在于，当油价大幅上涨对石化产品价格产生影响时，对相关产品的刚性需求可能对替代品形成利好，对替代产品来说可能存在较好的投资机会。同样，在替代品价格较快上涨时，也会形成对石化产业链的利好。
接下来我们针对主要的石油化工行业来进行分析，首先在梳理几个重要的石化产业链投研方法，然后再对比较不同产业链和产业链中不同环节投资价值的大小。
二、聚酯产业链投资方法
1.聚酯产业链简介
聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而得的聚合物总称，主要指聚对苯二甲酸乙二酯（PET），聚酯产业链上的最主要产品包括PX、PTA、PET、涤纶几种，产业链结构如下图所示。随着纺织产业向亚洲集中，中国成为全球最大聚酯产业区。截至2014年，我国聚酯、PTA、PX产能占全球比重分别为52%、49%、24%。
聚酯产业链主要产品和生产关系
资料来源：荣盛石化（002493）招股意向书
1）PX即对二甲苯，是从原油中分离出的石脑油通过裂解、抽提、分离等步骤生产，PX产能大部分由中国石化为代表的石油炼化企业提供。
2）PX经过氧化结晶分离干燥生产出PTA，后者是最重要的大宗有机原料之一，全球98%的PX都用于PTA的合成。
3）全球90%以上的PTA用于生产聚精对苯二甲酸乙二醇酯（PET），具体由PTA与乙二醇（MEG）反应生产。
4）在PET的用途上，约75%的PET用于生产聚酯纤维，近20%用于生产聚酯瓶片。
聚酯纤维又分为涤纶长丝和涤纶短纤，其中涤纶长丝又可分为预取向丝（POY，主要用于后加工生产，也可直接应用于丝绸纺织）、全拉伸丝（FDY，主要用于服装、纺织行业）和拉伸变形丝（DTY，是针织或机织加工的理想原料，适宜制作服装面料、床上用品等）。涤纶短纤可单独纺纱或与棉、粘胶纤维、麻、毛等混纺。
聚酯瓶片则主要应用于各种饮料的包装。
2.聚酯产业链的景气分析
聚酯产业链的投资，有两个问题需要解决：一是看产业链的整体性的趋势性机会，二是看产业链中哪个环节投资价值更高。其中后者已经涉及到行业比较的范畴，我们最后将集中做比较，因此在这里就不做大篇幅展开，只将其中的部分重点在这里做简要提示。具体来说可以从三个角度出发来进行综合分析：
一是看纺织服装的整体需求。这个分析角度不言而喻，由于聚酯产业链的最终下游产品主要是为纺织服装提供原材料，那么纺织服装行业的景气度会直接影响聚酯行业的需求。自我国加入WTO后，伴随着出口的爆发式增长和国民收入的快速提高，纺织服装景气高涨。2010年来增速有逐年下行的趋势但基本维持稳健增长，受其带动上游涤纶长丝产量从2006年的不足1000万吨增长到2014年的2620万吨，年均增长率达13%。未来纺织服装行业景气如何演变，需要从以下几个角度综合看待：
首先需要关注全球宏观经济环境的好坏。纺织服装行业景气度同宏观经济一致性较高，特别是家纺、奢侈品牌具有较为明显的周期性特征。而我国纺织产品占出口比重较高，海外需求、贸易环境等也对纺织服装的需求产生影响。
其次应当关注人民币汇率的变化。人民币贬值提高彰显出口产品价格优势，通常是利好纺织产品出口的；相反，人民币升值则对纺织品出口形成压力。
最后，关注人口结构改变的长期影响。随着刘易斯拐点的到来，劳动力成本逐渐提高，我国纺织服装低成本优势将逐渐削弱，产能逐渐转向越南、马来西亚、印度等成本更低的发展中国家转移，我国纺织业长期维持低增长甚至负增长或都是可以预见的。而中等收入群体规模的不断扩大提供了强大的市场驱动力，新旧动能转换加快，未来纺织产品质量、品牌的优化提升要优于数量的增长。
在纺织服装方面以上的分析也是提供了几个关注重方向，本文也不做详细讨论。
二是看国际油价、棉价的走势。在油价大幅波动的过程中，聚酯产业链产品价格基本上是同油价同涨同跌的。而站在行业利润的角度，油价的涨跌对盈利影响主要的逻辑较为复杂。不过从历史数据看，除了油价涨跌过快且与宏观经济形成背离的情形，大多数情况下油价同聚酯产业链的利润变动方向基本上是一致的。主要原因在于上文所讨论的库存因素，而且动态来看企业在经营中往往买涨不买跌，对行业景气形成助推。即产业链价格上涨时，企业预期产品售价和原材料成本将持续上升，会主动补库存，增加原材料购进并带动需求增长；而在产业链价格下跌时会促进企业去库存，减少甚至停止原材料购进，进而对产业链需求形成拖累。油价上涨时中长期虽然有成本提高的影响，但只要只要没有上涨过多，同宏观经济没有出现背离，基本能将成本转移至下游。也就是说，通常国际油价处于上涨趋势中时对聚酯产业链形成利好，而油价下跌趋势中则存在利空。至于产业链不同环节盈利能力高低同油价的关系，也就是看各环节的成本转嫁能力，这也就涉及到议价能力、供求格局的变化了，我们将在第三个方面讨论。对于油价的预判是一个十分复杂的系统工程，在这里我们也不能给出系统全面的研究框架，只能将其看作外部变量作为分析的起点。
另外需要关注棉花价格的走势，作为聚酯纤维的替代品，棉花价格走势将对聚酯产业的需求形成同向的作用。如2009-2011年期间同期棉花价格大涨，涤纶长丝对棉花替代带动需求量激增，带动产业链整体利润大幅上行。
聚酯产业链差价与油价、棉价关系
资料来源：申万宏源证券研究报告
三是看各环节议价能力的变动。
这里主要是为了讨论议价能力，探讨哪些环节能在在产业链中获取更多利润，以及在供需变化中转嫁能力更强。为了比较产业链不同环节的利润分配格局，很重要的一个方面就是各环节的供需格局，主要是由供给变动带来的供需对比失衡。即哪一环节供给过剩，议价能力降低，利润就会被压缩；而若供不应求，议价能力提高，利润就会相应提高。
聚酯产业链各环节尽管集中度都不低，2017年三大石油集团PX合计产能占比高达59.5%， PTA行业集中度CR3约为54%，涤纶长丝行业集中度CR4约为35%。但由于产品同质化且并未阻止产能扩产，没有形成较强壁垒阻止行业整体产能供给扩充。
在PX方面，随着恒力炼化一体化、浙石化炼化一体化和文莱PMB等项目的顺利推进，PX产能将进入集中投产期，2018-2020年我国新增PX产能达1620万吨，届时我国PX对外依赖度将从60%以上降到20%左右，PX盈利能力预计将有所下滑。
在PTA方面，产能从2010年的不到1500万吨/年大规模扩张到2015年的超过4600万吨/年，一度造成PTA产能过剩局面，行业连续几年陷入亏损。近年来PTA价差保持低位，产能增速较低，预计盈利能力将有所上升。
下游聚酯纤维基本保持稳定增长，近年来合成纤维产量基本维持5%左右的稳健增长，涤纶长丝增速稍高但尚未在价格层面形成较大压力。
