一、以港原为起点的第三代电石技术的发展之路和升华之路
1、第三代电石技术的由来与发展
我国在解放前几乎没有电石工业，只是在某些采矿场建有几座小型电石炉，容量为300KVA左右，生产电石产生的乙炔主要用于点灯，与国外电石工业相比，落后约半个世纪。解放后，1950年在吉林建成了第一座容量为1750KVA的开放电石炉。开放型电石炉只有用于电石反应用的炉体而没有炉盖，这种电石炉的炉料表面温度高、灰尘多且环境恶劣。之后在上世纪六十年代由上海吴淞化工厂与化工部第一设计院合作首先自主开发16500KVA全密闭电石炉，全密闭电石炉是在开放式电石炉基础上加上一个炉盖，将炉内产生的一氧化碳炉气用抽气设备抽出，并将炉气加以净化处理。1958年以电石乙炔为原料的有机合成工业在我国兴起以后，电石工业才在全国各地发展兴起，许多城市纷纷建设电石厂。1960年全国共建成容量为10000KVA的三相圆形开放电石炉13座，年生产能力超过35万吨。而2016年，国内生产企业已达220家，产能达到4500万吨/年，产量为2730万吨。可见我国电石行业的发展之快。发展之快的原因之一，就是对国外先进技术的引进。国外先进技术一般有两种，一种是以挪威为代表的挪威埃肯型电石炉，一种是以德国为代表的或者以日本为代表的压力环式电石炉，这两种电石炉事实上在我们国家发展是2000年以后才发展起来，特别是挪威埃肯型电石炉，时至今日我们所看到的大多数电石炉都是挪威埃肯型电石炉。先进技术的引进和推广，对电石行业的发展起到了重要的推动作用。
但是目前电石生产工业依然存在着诸多问题：(1)原料要求苛刻：仅可采用块状(8~40mm)石灰和块状优质兰炭或焦炭(5~35mm)为原料;(2)生产能耗偏高：生产工艺的每个单元独立运行，物料均要经过升温—降温—升温过程，能量损失大，最终单位电石生产能耗高;(3)污染严重：生产过程中存在大量的粉尘污染;(4)经济效益差：生产成本高，产品比较单一。随着电石行业的发展与规范，标准也逐步提高，《电石行业准入条件(2016修订版)》已规定电石新建或改扩建电石生产装置吨电石(折标发气量300升/公斤)电炉电耗≤3080kWh，综合能耗≤0.823吨标准煤。更是对电石技术的革新提出了新的要求。
神雾环保的蓄热式电石生产新工艺，则是在密闭式电石炉基础上进行的再一次颠覆式的技术革新，港原项目是神雾环保的蓄热式电石生产新工艺的起点。
2、港原成为新技术首秀项目的历史渊源
神雾环保的电石生产新工艺是公司二十年来潜心研究燃烧技术的成果(对集团的介绍可以参加我们2016年11月发表的文章《神雾环保：二十年积淀成就国际领先技术，国家级鉴定开启7000亿独家市场》)，同时也是国际首创，而这一独创技术在国内的第一次成功应用就在内蒙古港原化工的14万吨/年的电石生产项目上，为何神雾会将自己这一首创技术的工业应用首秀在港原化工项目上，从神雾环保的上市历程中可以看到，其最早的控股权来自于天立环保控股股东王利品持有股份的司法划转，而天立环保当时的主营产品为电石生产的密闭炉，主要客户为新疆圣雄、中泰、内蒙古港原化工等电石生产企业。
神雾集团控股天立环保后，于2014年7月即无偿赠予公司“神雾热装式节能密闭电石炉”相关专利及其工艺包，具体包括“基于热送的电石制备系统”专利权(专利号：201420201321.3)、以及基于上述专利权已编制完成的针对不同电石炉规格的全系列工艺包。虽然神雾集团在燃烧领域已深耕二十余年，但从专利申请时间可以看到，电石相关工艺的专利申请仅开始于2014年4月。因此，将蓄热式燃烧技术应用到电石行业，对2014年的神雾集团来说也是一次新的尝试和突破。在工业生产过程中，工况复杂、对生产安全有极高要求，因此工业客户对新技术的尝试往往非常谨慎，此时，对神雾环保而言，与自己有历史合作关系、同时又对经营状况有极大改善需求的内蒙古港原化工就成为了神雾环保首创工艺第一个吃螃蟹客户的最佳选择。
3、神雾技术在港原的落地，是第三方严谨技术考察后的选择
虽然港原化工与神雾环保之间有历史合作关系，但在工业生成中，对新技术的第一次尝试应用使用绝非仅历史合作关系即可获得项目。对于港原化工而言，神雾环保和港原化工间的历史渊源为两家企业提供了更好的交流窗口，港原最终愿意成为新工艺首个应用者，是对风险有了充分评估的结果。
类似原理技术在钢铁领域已有三年稳定运营历史：与公司电石预热炉技术原理类似的蓄热式转底炉在钢铁领域已有三年稳定运营的历史，也有多个项目经验，其中沙钢项目投资2亿，每年内部结算效益9000万，投资回报率极高。
预热炉中试已达到3万吨/年的电石炉项目规模，到港原项目应用放大倍数有限可控：2009年以来，神雾集团累计投资近六亿元建成了占地3.5万平方米、国内唯一、国际领先的大型节能与大气雾霾治理技术实验室，拥有十八套冶金、有色、石油化工、煤化工、民用及工业锅炉、火力发电、城市(农村)生活垃圾处理等行业的大型中试试验平台，专门从事化石能源、矿产资源及可再生资源领域颠覆性节能环保技术的创新研究与试验。在港原项目合同签订前，神雾环保已在其大型中试试验平台完成了3万吨/年规模的电石预热炉项目试验，而港原项目为14万吨/年规模，中试到实际项目放大倍数不到5倍，风险是可控的。
港原项目建设过程前，已有较长期的全流程试验：包括将在神雾集团总部压好球再运送至港原项目试车等，均已顺利通过。
项目模式合理：首个项目投资1.6亿元，采用EMC模式，由神雾环保投资建设，分享节能收益，港原化工无需承担投资，项目成功后还可以获得节能收益分成。
基于以上四点，2014年9月，神雾环保与港原化工签署《密闭电炉节能技术改造项目合同能源管理项目合同》，公司投入技改资金1.6亿，技改期6个月，分享期8年，每年节能收益7576万元，公司分享70%，即5303.2万元/年，8年累计4.24亿。神雾环保电石生产新工艺的第一个项目合同终落地。2015年10月完成建设，2016年2月生产运行，并于今年4月进行了升级改造。2015年9月，神雾环保与港原化工签订了港原二期合同，采用EPC模式，对剩余四台电石炉进行技改，并将预热炉产生的煤气和电石炉的尾气进行综合利用，配套建设年产1亿标立的LNG。目前，一期项目累计运行时间已达14个月，设备作业率达到92%以上，累计电石产量约14.8万吨。截止2016年底，已获得合同能源分享收益约4417万元。截止2017年5月底，累计确认分享收入5期13个月(16年3月-17年3月)，分享节能收入5420.5万，项目盈利稳定。
4、港原项目后订单获取加速，乌海项目打开化工段市场
作为第一个成功投产的项目，港原项目的实施和长期稳定运行对于神雾环保具有重大意义。我们将神雾环保订单获取按时间顺序绘制时间轴如图5所示。可以看到，首先，大部分新订单签订均在港原项目订单签订之后;其次，2016年3月港原项目正式投产后，神雾环保承接电石新工艺项目规模开始明显增大，单体项目金额从10亿以下跃升至30亿以上;最后，港原项目正式投产后，其他项目的建设开工进度加快，工程周期缩短，促进了业绩高增长的兑现。
(1)港原项目签订后，尚未投产前，已有少量电石改造合同签订。
除了新疆胜沃一期一部分供货合同与港原项目几乎同时签订，其他项目订单均签订于港原之后，虽然当时项目尚未投产，但港原合同的签订已为神雾电石新工艺提供了一定背书。此外，2015年10月，在港原一期改造项目即将正式投运前，港原二期合同已经以EPC模式签订，更进一步说明了港原在经过充分沟通和合作后，对神雾环保电石生产新工艺的高度认可。
(2)2016年3月港原项目正式投产后，神雾环保单体项目金额大幅提升。
而港原项目在2016年3月的正式投运对于神雾环保新工艺获得市场认可更具重大意义。2016年3月，6月，12月，公司先后签订新疆胜沃二期、内蒙古乌海项目、包头项目共三个电石生产新工艺应用的大型项目，并先后获得产业及政府资金支持，单体项目金额从之前的10亿以下跃升至30亿以上。
(3)港原项目正式投产后，其他项目建设开工进度加快，促进业绩高增长兑现。
在港原项目投产前，仅有新疆胜沃一期项目同步在开工建设，且从项目结算情况来看，建设工期也超过了一年，而在港原项目投产后，新签订的新疆胜沃二期、内蒙古乌海项目、港原二期项目均迅速开工，且电石段工期基本在一年左右。港原项目的顺利投产为神雾环保积累了实际项目经验，加快了项目建设开工进度，使得订单转化为业绩高增长顺利兑现。2017年，神雾环保电石新工艺即将投运的项目数量将进一步增加，成功项目的不断累积将为公司新技术提供越来越坚实的背书，而更多第三方电石企业对新技术的采纳也终将连续实现。
其中，在2016年6月23日和2017年3月22日，公司分别签订和中标了乌海40万吨/年PE多联产示范项目的电石工段和乙炔工段的EPC合同。业主方乌海洪远新能源科技有限公司原名“乌海神雾煤化科技有限公司”，成立于2015年9月，初始股东系神雾集团全资子公司北京神雾资源综合利用技术投资管理有限公司。2015年11月6日，神雾环保与关联方神雾资源签署《股权转让协议》，收购神雾资源持有的乌海洪远100%股权，股权转让价款为0元。乌海洪远成为神雾环保的全资子公司后，全面加快了项目相关立项、备案、环评等审批手续。基于公司“港原化工节能技改项目”成功竣工投产，“乙炔化工新工艺”的应用效果，受到了众多产业资本和金融资本的关注和青睐。在相关审批手续基本完备的情况下，神雾环保于2016年6月(即港原项目投产3个月时)通过转让90%股权的方式，成功引入恒泽荣耀入主乌海洪远。随后，中国长城资产管理股份有限公司经多次对公司的技术及港原化工节能技改项目进行考察，于2016年9月(即港原项目正式投产半年时)与神雾集团等共同组成长新衡盛(杭州)投资合伙企业(有限合伙)，以现金4.92亿元对乌海洪远进行增资。至此，长新衡盛在乌海洪远的持股比例达83.11%。公司控股股东神雾集团在长新衡盛中合计的出资比例为30.08%，在乌海洪远的间接持股比例为25%，同时，神雾环保对乌海洪远的持股比例也降为仅为1.69%，不再存在控制和重大影响。乌海项目的成功签订，打开了电石新工艺后续的化工工段，整个乙炔化工链条成功打通，使之能与石油化工法匹敌，从而激活乙炔化工新生，带来巨大新兴市场空间。
5、以港原为起点的第三代电石炉技术的历史意义与未来之路
神雾环保电石生产新工艺耦合了预热炉热解技术和电石生产技术。采用粉料生产，实现了原料100%利用，提高了原料利用率;采用中低阶煤代替兰炭，降低了原料成本;打破传统电石生产工艺对原料的粒度要求，提高反应活性，缩短了反应时间;预热炉热效率达到86%以上，结合热装热送，系统能量利用率提高;降低了电石生产电耗，吨电石生产综合电耗由3360度以上将至2860度;氮氧化物、硫氧化物、PM2.5等污染物排放减少了80%以上;同时副产的热解气和电石炉尾气生产高经济价值的液化天然气(LNG)，高附加值产品不仅带动了整个电石行业的产业升级，更增加了企业经济效益。因此，与传统电石工艺相比，神雾环保蓄热式电石生产新工艺电石实际产能较以往有大幅度提高，产品质量稳定，每吨电石成本优势为580元左右，叠加高附加值产品，每吨电石经济效益为800元左右，不仅在生产实践中取得了很大的成效，在行业内也引起了很大的震动。由于其巨大的技术优势，此项目入选中美两国首批10项提高能效示范项目，2016年11月，“蓄热式电石生产新工艺成套技术开发及产业化示范”通过工信部组织的国家级科技成果鉴定，认定“该技术创新性突出，达到国际领先水平，建议加强该成果的标准化研究，加快更大规模化推广应用。”2016年底，港原技改项目荣获“2016年国家绿色制造系统集成项目”。既解决了传统电石成产中的诸多问题，极大地增厚了电石生产企业的利润空间，又顺应国家节能环保政策，推动了整个电石行业向更绿色的方向发展，可以称之为兼具经济与环保效益的第三代电石炉技术，有望开启电石行业发展的新的时代。
同时，电石是神雾环保的起点，却也仅仅是起点。因为由电石的成本大幅下降，其下游市场在被可预期的迅速打开，也是就目前上市公司神雾环保所大力发展的，乙炔法煤化工市场。目前乙烯的生产仍是以油基为主，近5-10年兴起的煤化工技术在油价跌至60美金后失去成本优势，兼之环保和水资源等综合考虑，后续进展较缓慢，神雾的新新型煤化工技术同样是以煤基制备乙烯，但由于其从电石-乙炔-乙烯的碳二化工路线，从原理上将成本大幅下降至对应油价30美金/桶附近(当油价跌至30美金时，以神雾的方式测算仍为盈利状态)，从而使煤化工重新具备成本优势，有望开启新一代煤化工投资大市场。
二、港原项目顺利推进，技术改造永不止步
1、一期盈利稳定，成本优势再次提升
港原项目是神雾环保对内蒙古港原化工有限公司的传统电石炉生产线进行节能降耗的颠覆性技术改造。2014年9月，港原化工技改一期项目开始启动，应用公司“蓄热式电石生产新工艺”对3、4#电石炉进行了技改。新工艺耦合了预热炉热解技术和电石生产技术，并结合干法细粉成型技术和高温固体输送技术，突破了粉状原料生产电石的技术壁垒;通过预热炉热解技术将中低阶煤中的油气产品提取出来，副产高附加值的热解油和热解气;热解产生的高温固体球团携带显热直接输送至电石炉，充分利用热解固体的显热，降低电石生产的电耗;同时副产的热解气和电石炉尾气将用于生产高经济价值的液化天然气(LNG)。其技术原理是在电石炉前增加电石预热炉，采用低阶煤与生石灰磨粉后充分混合并压球，在电石预热炉中烧制至600-700℃，提取挥发分煤气和煤焦油，并将剩余高温固体组分热送进电石炉中反应生产电石。
一期工程于2015年10月完成建设，2016年2月生产运行，并于今年4月进行了升级改造，4月份以来，预热炉运行效率进一步提高，活性球团有效成分的一次提取率从75%提高到90%以上，热解气、油气产率都大幅提高，同时，针对不同的工况、配比，通过对预热炉参数的在线调节，可满足下游电石和LNG生产的需要。技术改造完成后，与传统电石工艺相比，每吨电石成本优势由520元提升至580元，成本优势再次大幅度提升。
技改后主要生产环节目前的生产运行数据如下：压球单元，即将煤与石灰磨成粉状，进入到压球机进行压球，压球的一次成球率在90%以上，冷球强度在400N/个左右，热球的抗压强度达800N/个以上。预热炉热解单元，热解气产量4883Nm3/h，有效组分(H2、CH4、CO)≥80%，热值≥4500 kcal/Nm3，焦油产量2.6t/h。电石炉冶炼单元，共两班，班产量200-210吨，平均发气量300-305L/kg，平均电耗2820-2900KWh/吨电石，电极工作长度1.9-2.0m，插入长度0.9-1.1m，出炉时间35-40min。
目前，港原项目(包括今年4月的改造之前)累计运行时间已达14个月，设备作业率达到92%以上，累计电石产量约14.8万吨。技改一期项目采用合同能源管理商业模式(EMC)，投入资金约1.6亿元。截止2016年底，已获得合同能源分享收益约4417万元。截止2017年5月底，累计确认分享收入5期13个月(16年3月-17年3月)，分享节能收入5420.5万。
2、二期进展顺利，年内建成进入调试
港原项目电石产量共计42万吨，其中一期已完成14万吨的技术改造，二期规模28万吨。目前二期技改项目采用EPC模式，对剩余四台电石炉进行技改，并将预热炉产生的煤气和电石炉的尾气进行综合利用，配套建设年产1亿标立的LNG。二期改造项目融合了3项核心技术，电石装置采用神雾环保蓄热式电石冶炼技术，LNG装置采用神雾集团旗下华福工程无循环甲烷化工艺，煤气站采用北京澳柯清洁能源科技公司的双床粉煤气化工艺。
二期项目较一期进行了四项工程优化进。第一，优化了粉料输送系统，提高了输送效率。技改一期粉料输送采用皮带输送和气力输送，二期在上料、返料中采用完全封闭，安全、环保、可靠的管式输送机，输送效率从85%提高99%，在进一步改善操作环境的同时，能耗降低了约10%。第二，优化了热送系统，提高了生产效率，减少了人员配置。技改二期热物料输送，完全实现无人操作、精准定位的输送系统，准确上料，在提高生产的稳定性和效率的同时，可减少生产人员编制18人。 第三，优化了原料成型系统，提高了一次成球率。通过反复试验研究分析并结合技改一期的实践成果，技改二期样机的成球率从70%提高到90%以上，并已得到推广应用。 第四，优化了预热炉参数，提高了热效率，同时实现生产操作的灵活调节，与今年4月份一期的升级改造相同，将活性球团有效成分的一次提取率从75%提高到90%以上。
预计2017年11月底港原化工技改工程竣工验收并进入试生产阶段。截至目前，二期项目进展如下：配料间，主体已经封顶，设备安装到位;原料成型间，主体已经完成，正在进行厂房整体封闭工作;预热炉，主体安装全部结束，电气仪表全部安装完成，正在安装防雨棚，后续将进入调试阶段;热送单元，安装完成并较一期有所改进;电石炉安装完毕，预计本月中旬进入生产阶段;石灰窑，已经投入运行;LNG装置，设备全部到厂，进入设备安装环节;煤气站，两台4W标方，供预热炉热源使用，设备安装基本结束;循环水站，东西厂区一共两个，一共1.1W立方米循环冷却水，已经投入使用;脱盐水站，已经建成，设备安装仪表安装已经结束;空分空压装置，规模11500标立每小时的氮气，目前已经进入试生产运行;总变电站，110kV，已经顺利投入使用。
随着LNG的投产，每吨电石相比传统工艺可多创造200-240元收益，在580元成本优势的基础上，每吨电石相比传统工艺可以节约800元左右的成本。港原二期技改工程预计投入技改资金共计11.6亿元，改造完成后每年将给港原化工带来2亿-2.2亿元增量收益，预计前期投入资金将在5年内收回成本，不含项目建设期。港原二期的顺利建成投产，也将使得公司技术的可靠性进一步得到验证，加速电石改造订单的推进和落实。
三、维持“强烈推荐”评级
公司拥有“煤炭-电石-乙炔-乙烯”的新型化工生产工艺，首个完整链条的项目有望于2018年完成投产，届时将带来我国煤炭消费格局的重塑，激活万亿级别的煤化工新建市场。目前，公司拥有在手订单超过200亿，未来订单预期仍将持续增长，我们预计公司2017年有望实现归属净利润14亿元，2018年有望实现归属净利润25.4亿元，按2018年25倍PE给予目标市值，预计可达635亿元。
