甲醇与尿素的关系

甲醇与尿素的价差回顾

想要研究甲醇与尿素的价差关系，首先需要回顾二者的历史价差。

由于尿素期货上市晚，我们参考现货作为参考依据来对标。以山东作为甲醇与尿素的价格比较区域，可以看出二者的价差在-300到2000之间波动，相比于两三千元的货值，波幅略大。当然波动大意味着交易机会也比较多。

2019年前，市场呈现典型区间震荡态势，整体趋势性明显，400-600适合做多价差，1000以上尝试做空，胜率都很不错。2019年以前整体的价差交易比较稳定，当时的价差中枢在800左右；2019年来，由于市场格局的变化，价差中枢也出现了变化，而我们认为当前的交易机会似乎更为可靠。

回顾过去7年现货市场的价差，价差分布呈现了几个高峰期，即300左右、500左右和800左右，这是三个比较主力的价差区域。从频率分布图上可以看出，如果在零值附近选择做多，其实就站在了一个胜率较高的地位，因为有90%的时间都是在零值以上；如果在1000以上选择做空，可能有95%以上的时间价差都是在1000以内，反向的胜率也会相对较高。

数据来源：天风期货研究所

甲醇与尿素的生产工艺

尿素与甲醇生产上有很强的相关性，生产原料有很大的相似，基本都是从无烟煤、烟煤等普通煤炭或者天然气而来，少部分从焦炉气而来。但随着单醇装置和一体化装置的增加，甲醇的原料比例与尿素原料比例逐渐产生了一定差异。具体公式如下：

甲醇：CO+2H2=CH3OH

尿素：H2+N2=NH3

CO2+2NH3=CO(NH2)2+H2O

其中，CO,CO2均来自于煤炭，H2来自于水煤气，N2来自于空气。

联产生产工艺

由于甲醇与尿素的生产原料相似，因此加工过程中的合成气可以用于氨醇联产。

对于传统的氨醇联产装置来讲，甲醇与尿素的生产是以串联为主的，先经过压缩去进行甲醇的合成，再经过压缩去进行氨的合成。产成品比例小范围可调，一般调整幅度在20%左右。

对于新型氨醇联产装置来讲，甲醇合成与氨合成是并联的，这种调整幅度会比较大，可以单独停甲醇或者停液氨。但这种装置受制于前端合成气的总量，停甲醇时，液氨产能很难全面翻番。

甲醇概览

探讨甲醇和尿素的价差，就必须考虑到二者自身的产业格局态势。甲醇的全国产能接近9000万吨，年度产量超过6000万吨。

其中西北、山东是甲醇的主产区。华中地区的河南、山西等地产能紧随其后。

甲醇新增产能变化

从历史经验看，如果每年甲醇新产能投放量低于历年平均水平，则整体价格会比较强势；投放量高于平均水平，整体就会相对偏弱。

从总量看，过去多年来，国内甲醇产能年度投放量在500万吨左右，但2020年预计投放总量近900万吨，远超历年平均水平。这是今年甲醇弱势的一个重要原因。

根据已知的装置信息可推测未来的产能投放节奏，目前看，预计明年的产能投放量或将重回600万吨以内，环比今年会下降很多，但跟历年平均水平相比是基本持平的态势。这对甲醇上游和中游企业来讲，明年或许能够稍微好过一些。

尿素概览

尿素的全国产能接近7000万吨，年度产量超过5000万吨。

其中山西、山东、内蒙、新疆等地是尿素的主产区。河南紧随其后。

国内的联醇装置主要分布在河南、安徽、山东等地。装置规模普遍较小。

尿素格局

过去多年，尿素经历了落后产能淘汰关停的大格局。从2018年开始，尿素产量停止下滑，市场开工率也重新回升。

联醇企业分布

如图所示，华北的天津碱厂、山西丰喜、安徽的临泉化工、河南心连心等企业，均属于煤制联醇企业。唯一特殊的是四川玖源化工，属于天然气制联醇的生产企业。这两类企业有很明显的差异，有的缺一氧化碳，有的缺二氧化碳，氢气消耗比例也不同。

联醇企业尿素、液氨与甲醇的切换，主要考虑长期经济性问题，短期对价差的反应不敏感。具体切换情况需要结合各企业的调节成本进行计算。

除此外，转换情况有限制，除了转换周期长带来的时间成本以外，一次性转换的费用也需要几十万人民币，后期还需特别维护，且装置需要配套全停。

联醇影响评估

联醇的产能总共是800万吨，意味着对于甲醇来讲是11%的产能，对于尿素来讲是15%的产能，所以整体影响产能大概是在11%-15%，这个量并不算不小，毕竟甲醇今年新投才投900万吨，过去多年平均每年投产只有500万吨，所以影响是比较大的。

由于联醇装置下游两个主要产品的负荷不是100%可调的，是有比例限制的，因此折算到边际产量上，影响大概是200万吨，对应的是3%-5%的产量上的影响，一个月15万吨的影响也不小，大概相当于多开了一家MTO工厂。而一家MTO工厂对于价格的影响从前几年看是非常明显的。所以说，联醇装置对价格有一定影响，200万吨的量不能忽视；对区域，尤其是转产的局部区域有重要影响，转产尿素会出现明显的缺口，转产甲醇有明显的供应。这个影响范围一般在500公里以内。

甲醇与尿素的价差交易

甲醇价格与主逻辑

过去几年，甲醇主要逻辑是在下游MTO投产周期与上游煤制甲醇装置投产周期之间进行摆动。

数据来源：卓创、金联创、天风期货研究所

对应的现货价格波动非常大，从2015年的2000上涨至2018年的3500，随后又一路下挫至1500，最近有一些反弹的曙光。

此外，原油对整个板块的影响不容忽视，尤其是2018年以后，明显有几段行情就是跟着原油走的。所以甲醇就是两个逻辑，一个是上下游产能投放节奏的差异，另一个就是跟着原油走。

尿素价格与主逻辑

尿素现货在过去几年的走势中也出现过翻倍的行情。

数据来源：卓创、金联创、天风期货研究所

2016年以来的上涨其实跟甲醇有一些类似，除了基本面本身的改观以外，正赶上原油价格翻了三倍，能化品种价格同步上行，这期间又叠加了尿素基本面相对紧张的局面，导致价格持续上行。

2018年10月后原油暴跌，带动能化估值回落，尿素相比甲醇偏强，正是由于供需基本面表现比甲醇更好一些，但整体往下走的趋势是明确的。两图对比可见，甲醇下跌超过了60%，而尿素下跌不到50%，因此如果单纯做甲醇交易，要面临的除了基本面以外，还有极大的原油不可控风险，但如果甲醇和尿素做一个对冲，相当于把原油的风险屏蔽掉之后做两个品种基本面强弱的交易。

甲醇与尿素的价差

以山东作为甲醇与尿素的价格作比较，可以看出二者的价差在-300到2000之间波动，相比于两三千元的货值，波幅略大。

在2020年以前，甲醇价格一向高于尿素，进入2020年后，尿素价格转为高于甲醇。这是多年来相对罕见的局面。

数据来源：天风期货研究所

甲醇与尿素的比价

相对于价差，比价有时候更能体现两个品种之间的关系约束。

比如甲醇与聚丙烯是典型的上下游关系，生产关系大概是3:1，实际比价基本在4上下波动，超过3的部分是利润。从甲醇和尿素的比价图看，甲醇尿素的关系约束稍显薄弱一些，2019年前基本在1.5上下波动，近期回落至1附近。

之所以强调比价的关系，是因为纯粹的价差研究有时会忽略两者之间的生产约束。

数据来源：天风期货研究所

甲醇尿素比价的分布特征

从山东地区甲醇与尿素的比价分布看，二者历史的平均比价在1.35附近。这个值将对后期的价差交易起到重要的影响。

当前的值是1.02左右，对应的分位点是10%，意味着历史上只有10%的时间比值小于1，如果去做这个价差交易，未来有80%或90%的时间会高于这个水平。25%的分位点对应1.2左右；75%的分位点是1.5以内，意味着有75%的时间，比值小于1.5。如果有一天发现比价达到1.8，可以同时做反向的交易。

数据来源：天风期货研究所

价差交易的比例设置方法

甲醇和尿素不具有生产上直接的上下游关系，二者是替代性关系，所以价差交易的比例不好设置，不能像甲醇和聚丙烯一样直接设置是2:1或3:1，因为理论上不存在甲醇直接生产尿素或尿素直接生产甲醇，也没有生产装置去做比价的纠偏。所以在做价差交易时可以用到以下四种方法。四种方法有不同的比例，大家可以根据自己的交易逻辑来选择合适的对冲比例。

注：以上参数为吨数关系。甲醇期货每手10吨，尿素每手20吨，交易时请注意转换。投资者可根据自己交易的逻辑选择合适的对冲比例。

甲醇与尿素价差交易的策略

根据生产成本的匹配关系，结合比价的分布特征，我们设定甲醇与1.5倍的尿素进行价差交易。

从甲醇-1.5倍尿素的价差上，可以看出二者价差基本围绕0轴上下波动。

因此大概可以开发一个简单的策略：即二者价差低于-500时，做多价差，高于500时做空。

考虑到二者价差关系处于强约束与弱对冲之间，因此有必要设置止损100点。

止损后，价差重新回到-500时，重新开仓进行交易。

数据来源：天风期货研究所

甲醇与尿素价差交易的策略明细

考虑到尿素上市时间相对较短，不便于用期货价格回测。我们用现货价格作为替代进行策略回测。图中用了500和-500两条线，之所以选这两条线，是因为既存在一定的交易机会，同时也不会触发特别多的止损，这是通过量化回测出的相对比较可靠的区间。大家也可以用类似方法挖掘一下，做一些价差线和指引线来参考出入场点的选择。

以1000吨甲醇与1500吨尿素进行价差交易为例，市场存在如下交易机会：

2013年4月入场，2013年8月8日止盈离场。

2013年9月入场，随后止损离场。10月入场，11月止损离场。

2013年12月入场，2014年6月止盈离场。

2014年12月入场，随后止损。随后重新入场，2015年4月止盈。

2015年8月入场，随后止损。重新入场后，2016年9月止盈。

2016年12月入场，2017年1月止盈。

2017年12月入场，止损后重新入场，2018年2月止盈。

2018年3月入场，2018年8月止盈，期间可以做提前的止盈。

2018年11月入场，随后止损。2019年3月入场，随后止损。

2019年9月入场，随后止损。之后一直空仓，因为基本面的大格局发生了变化。做量化的时候可能也需要结合基本面，扩展交易思路。

注：如果用期货进行套利，请将吨数转换为合理的手数。以上策略仅供学习研究，不代表未来效果。

策略回测结果

如图所示，可把历史每次交易的盈亏叠加做成曲线，回测显示甲醇与尿素的价差交易具有较好的收益特征。

曲线整体平稳向右上方倾斜，回撤较小，夏普比例较高，其中的最大盈利与最大亏损的比值为5，交易时很有吸引力。

当然，从良好的策略回测效果到优秀的实盘盈利，有着巨大的鸿沟，这其中有不少工作要做，也有很多细节可以进行优化。

策略提升空间

基本面融合

①甲醇与尿素的价差交易需要考虑到两个品种基本面的差异。重点考虑大格局变化，如产能投放周期，库存周期的变化也可以适当考虑一些。

②在策略研发时，建议将两个品种的产业格局、基本面的变化和季节性因素纳入考虑。

③建议将联醇装置的转产动态纳入考虑。比如2018年2季度，多套装置转产甲醇，这会导致价差收敛。2019年2季度起，陆续有装置转产液氨和尿素，也会导致价差有明显变化。

执行优化

①交易比例可以优化。我们设置了交易比例1.5:1，实际上大家可以在量化方面进一步优化，比如1.35等，这个比例是灵活的。

②交易频率、点位可以更详细的优化。有些人交易频率高一些搏短收益，有些人注重止损。

③可以考虑滑点、手续费等问题。

④风控点位、策略优化

⑤基本面逻辑+技术面优化

⑥多维度的统计量化支持等

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