Natural Gas Liquids (NGLs): Khái niệm, cách định giá và tầm quan trọng

Định nghĩa về Natural Gas Liquids
Natural gas liquids (NGLs) là các hợp chất hydrocacbon — chủ yếu bao gồm ethane, propane, butane, isobutane và pentane — được tách ra từ dòng khí tự nhiên tại các nhà máy xử lý khí. Chúng nặng hơn methane và có thể được tách riêng cũng như hóa lỏng để bán lẻ. NGL khác biệt với LNG (vốn là methane) và có quan hệ mật thiết với LPG (propane và butane là một phần của NGL). Các khu vực sản xuất NGL chiếm ưu thế trên thế giới là Permian Basin và Marcellus Shale của Mỹ, với giá được ấn định tại Mont Belvieu, Texas.

---

Mục lục

1. NGL là gì và sự khác biệt giữa NGL, LNG và LPG
2. Năm thành phần chính của NGL và ứng dụng của từng loại
3. Cách tách NGL từ khí tự nhiên
4. Nguồn gốc của NGL: Sự thống trị của Mỹ
5. Hai trung tâm định giá chính tại Mỹ: Mont Belvieu và Conway
6. Đường cong nhu cầu theo mùa
7. Y-Grade, độ tinh khiết và chênh lệch giá phân tách (fractionation spread)
8. Các câu hỏi thường gặp
9. Những điểm chính cần lưu ý

---

NGL là gì và sự khác biệt giữa NGL, LNG và LPG

Các quy ước đặt tên trong ngành khí đốt thực sự gây nhầm lẫn. Hãy cùng làm rõ chúng.

Khí tự nhiên từ giếng khoan không phải là methane tinh khiết. Nó chứa methane (khoảng 70–90%) cộng với một lượng nhỏ ethane, propane, butane, isobutane và pentane. Nó cũng chứa các thành phần phi hydrocacbon: CO2, nitơ và hydro sunfua.

Các thành phần hydrocacbon nặng hơn — từ ethane đến pentane — chính là natural gas liquids. Chúng được gọi là “chất lỏng” vì không giống như methane, chúng có thể hóa lỏng trong điều kiện tương đối nhẹ (áp suất vừa phải hoặc làm mát nhẹ) và được vận chuyển dưới dạng lỏng trong các đường ống và bồn chứa.

Sự khác biệt với LNG và LPG:

• LNG = liquefied natural gas (khí tự nhiên hóa lỏng) = chủ yếu là methane, được làm lạnh đến −162°C để vận chuyển bằng đường biển. LNG không phải là NGL.
• LPG = liquefied petroleum gas (khí dầu mỏ hóa lỏng) = propane và butane được sử dụng làm nhiên liệu thương mại. LPG là một phân nhóm của NGL — tất cả các thành phần LPG đều là NGL, nhưng ethane và pentane-plus cũng là NGL dù không phải là LPG.
• NGLs = toàn bộ nhóm các thành phần hydrocacbon nặng hơn được tách ra từ khí tự nhiên, trong đó propane và butane (LPG) chỉ là hai thành phần.

Sản phẩm	Thành phần chính	Mối quan hệ với NGL
Khí tự nhiên (đường ống)	Methane (CH4)	Không phải NGL
LNG	Methane (làm lạnh đến −162°C)	Không phải NGL
Ethane	C2H6	NGL — không phải LPG
LPG (propane + butane)	C3H8 + C4H10	Phân nhóm NGL
Pentane-plus / natural gasoline	C5+	NGL — không phải LPG

---

Năm thành phần chính của NGL và ứng dụng của từng loại

Mỗi thành phần NGL là một loại hàng hóa riêng biệt với thị trường, giá cả và lĩnh vực tiêu thụ cuối cùng của riêng nó.

Ethane (C2H6)

Ethane là NGL nhẹ nhất. Nó gần như chỉ được sử dụng làm nguyên liệu hóa dầu — đưa vào các lò cracking hơi nước để phân tách thành ethylene (C2H4), khối xây dựng hóa dầu quan trọng nhất. Ethylene cung cấp nguyên liệu cho sản xuất nhựa polyethylene (loại nhựa được sản xuất rộng rãi nhất toàn cầu), ethylene glycol (chất chống đông, polyester) và nhiều dẫn xuất khác.

Bờ Vịnh Mỹ (US Gulf Coast) đã trở thành trung tâm toàn cầu về sản xuất ethylene từ ethane, dựa trên nguồn ethane giá rẻ từ Permian và Marcellus. Ethane của Mỹ cũng được xuất khẩu bằng các tàu chở ethane chuyên dụng (VLECs) đến các nhà máy cracking hơi nước ở Châu Âu và Châu Á — một hoạt động thương mại đã tăng trưởng đáng kể sau năm 2016.

Propane (C3H8)

Propane là loại NGL đa năng nhất. Các ứng dụng cuối cùng bao gồm:
– Sưởi ấm dân dụng và thương mại (“khí LP” ở các vùng nông thôn không có đường ống khí tự nhiên)
– Autogas (nhiên liệu xe hơi ở nhiều quốc gia, đặc biệt là Thổ Nhĩ Kỳ, Hàn Quốc, Ba Lan)
– Nguyên liệu hóa dầu (quá trình khử hydro propane hay PDH, sản xuất propylene cho nhựa polypropylene)
– Sấy ngũ cốc nông nghiệp (một công dụng theo mùa quan trọng ở vùng Trung Tây Mỹ)

Propane chiếm khoảng 30% tổng sản lượng NGL của Mỹ theo khối lượng.

Normal Butane (C4H10) và Isobutane (C4H10)

Butane và isobutane có cùng công thức phân tử nhưng cấu trúc và công dụng khác nhau:
– Normal butane được pha trộn vào xăng loại mùa đông (nó có áp suất hơi cao giúp khởi động xe trong thời tiết lạnh). Các nhà máy lọc dầu giảm butane trong xăng mùa hè do các quy định RVP.
– Isobutane là nguyên liệu để sản xuất alkylate (thành phần xăng có chỉ số octan cao, cháy sạch) và tổng hợp propylene oxide.
– Cả hai đều được sử dụng trong bật lửa và chất đẩy aerosol với khối lượng nhỏ hơn.

Pentane-plus (C5+ / Natural Gasoline)

Pentane và các thành phần nặng hơn ở dạng lỏng ở nhiệt độ phòng. Công dụng chính của chúng:
– Thành phần pha chế xăng tại các nhà máy lọc dầu
– Chất pha loãng cho dầu nặng: các nhà sản xuất cát dầu của Canada sử dụng pentane-plus để làm loãng bitum phục vụ vận chuyển đường ống đến các nhà máy lọc dầu
– Nguyên liệu hóa dầu gốc naphtha

---

Cách tách NGL từ khí tự nhiên

Việc chiết xuất và tách NGL diễn ra theo hai giai đoạn.

Giai đoạn 1: Nhà máy xử lý khí (chiết xuất)

Tại nhà máy xử lý khí gần giếng khoan, khí tự nhiên thô được xử lý để loại bỏ tạp chất và chiết xuất các thành phần NGL. NGL thoát ra dưới dạng hỗn hợp gọi là Y-grade hoặc raw mix — ethane, propane, butane, isobutane và pentane cùng nằm trong một dòng chất lỏng. Y-grade thường được vận chuyển bằng đường ống đến cơ sở phân tách.

Giai đoạn 2: Máy phân tách NGL (tách thành các sản phẩm tinh khiết)

Tại cơ sở phân tách, Y-grade được tách thành các dòng NGL tinh khiết riêng lẻ thông qua một loạt các tháp chưng cất, mỗi tháp hoạt động ở nhiệt độ và áp suất khác nhau:

1. Deethaniser — loại bỏ ethane từ phía trên
2. Depropaniser — loại bỏ propane từ dòng còn lại
3. Debutaniser — tách phân đoạn butane khỏi pentane-plus
4. Butane splitter — tách normal butane khỏi isobutane
5. Pentane-plus còn lại ở đáy

Các sản phẩm tinh khiết thu được (ethane kỹ thuật, propane kỹ thuật, v.v.) được lưu trữ và bán riêng lẻ. Các tổ hợp phân tách NGL lớn nhất ở Mỹ nằm tại Mont Belvieu, Texas.

Chênh lệch giá phân tách (Frac spread)

Mối quan hệ kinh tế giữa giá trị Y-grade NGL và giá trị của các sản phẩm tinh khiết riêng lẻ là fractionation spread (frac spread). Nếu giá trị kết hợp của các sản phẩm tinh khiết đã tách vượt quá giá trị của Y-grade cộng với chi phí phân tách, thì việc phân tách là có lợi về mặt kinh tế. Nếu không, một số nhà xử lý có thể giữ NGL trong dòng khí tự nhiên — một lựa chọn gọi là ethane rejection — và bán tất cả dưới dạng khí đường ống có BTU cao hơn.

---

Nguồn gốc của NGL: Sự thống trị của Mỹ

Hoa Kỳ sản xuất khoảng 60–65% nguồn cung NGL thế giới — một sự thống trị được xây dựng nhờ cuộc cách mạng đá phiến.

Permian Basin (Tây Texas và New Mexico)

Permian sản xuất khối lượng lớn khí liên quan — khí tự nhiên xuất hiện cùng với dầu thô từ các tầng đá chặt. Khí liên quan từ Permian có hàm lượng NGL cao, khiến mỗi thùng dầu sản xuất ra cũng trở thành một nguồn tạo NGL đáng kể. Sản lượng dầu thô Permian tăng từ khoảng 2 triệu thùng/ngày năm 2016 lên hơn 5 triệu thùng/ngày vào năm 2023, kéo theo khối lượng NGL tăng tỷ lệ thuận.

Marcellus và Utica (Pennsylvania, West Virginia, Ohio)

Các tầng đá phiến Appalachian này có “vùng khí ướt” — đặc biệt là ở tây nam Pennsylvania và West Virginia — sản xuất đáng kể ethane, propane và butane cùng với methane. Antero Resources, EQT và Range Resources là những nhà sản xuất NGL lớn tại Appalachian.

DJ Basin (Colorado), Bakken (North Dakota), Eagle Ford (Texas)

Các lưu vực này đóng góp thêm khối lượng NGL đáng kể. DJ Basin (hạt Weld, Colorado) sản xuất khí có hàm lượng NGL cao từ các nhà vận hành mỏ Wattenberg bao gồm Civitas Resources và Chevron.

Ngoài Mỹ, Trung Đông (Ả Rập Xê Út, UAE, Qatar), Canada (Alberta) và Nga là những nhà sản xuất NGL quan trọng. Tuy nhiên, cuộc cách mạng đá phiến đã đưa Mỹ trở thành nhà cung cấp propane và ethane linh hoạt trên toàn cầu và tạo cho Mỹ năng lực xuất khẩu LPG và NGL vốn không tồn tại trước năm 2012.

---

Hai trung tâm định giá chính tại Mỹ: Mont Belvieu và Conway

Giá NGL tại Mỹ được niêm yết tại hai trung tâm vật chất chính.

Mont Belvieu, Texas

Mont Belvieu cách Houston 25 dặm về phía đông và là trung tâm định giá NGL quan trọng nhất thế giới. Nó chứa tổ hợp lưu trữ và phân tách NGL lớn nhất thế giới — các hang muối dưới lòng đất lưu trữ hàng chục triệu thùng ethane, propane, butane và pentane-plus. Enterprise Products Partners, Targa Resources và MPLX điều hành các cơ sở lớn tại Mont Belvieu.

Các sản phẩm NGL tinh khiết tại Mont Belvieu được định giá bằng xu trên mỗi gallon theo thành phần. Giá được công bố hàng ngày bởi Argus Media và OPIS (Oil Price Information Service). Propane tại Mont Belvieu đôi khi cũng được báo giá theo phần trăm giá dầu thô WTI — “propane tính theo phần trăm dầu thô” là một tham chiếu thị trường tiêu chuẩn.

Hầu hết các cảng xuất khẩu NGL của Mỹ (Morgan’s Point của Enterprise, Galena Park của Targa) đều nằm gần Mont Belvieu, khiến nơi đây trở thành trung tâm tự nhiên cho cả định giá xuất khẩu NGL.

Conway, Kansas

Conway là trung tâm thứ cấp phục vụ khu vực sản xuất Midcontinent (Oklahoma, Kansas, Colorado). Nó thường giao dịch ở mức chiết khấu so với Mont Belvieu, phản ánh chi phí vận chuyển để đến thị trường Bờ Vịnh và các cảng xuất khẩu.

Chênh lệch Conway-Belvieu là một chỉ số được theo dõi sát sao. Khi sản xuất tại Midcontinent vượt quá năng lực vận chuyển bằng đường ống đến Mont Belvieu, giá tại Conway giảm so với Belvieu. Việc mở rộng đường ống trong những năm 2010 nhìn chung đã thu hẹp sự chênh lệch này đối với propane và butane, mặc dù nó định kỳ nới rộng trở lại khi sản lượng mới vượt quá cơ sở hạ tầng.

---

Đường cong nhu cầu theo mùa

Giá NGL — đặc biệt là propane — tuân theo các mô hình theo mùa mạnh mẽ.

Propane: nhu cầu sưởi ấm mùa đông

Propane là nhiên liệu sưởi ấm chính cho hàng triệu hộ gia đình nông thôn Mỹ không có quyền tiếp cận đường ống khí tự nhiên. Nhu cầu sưởi ấm đạt đỉnh mạnh mẽ từ tháng 11 đến tháng 2. Giá propane thường tăng từ cuối mùa hè (khi thị trường dự đoán nhu cầu mùa đông và các nhà phân phối xây dựng hàng tồn kho) và giảm từ mùa xuân đến mùa hè (khi hàng tồn kho được bổ sung và nhu cầu giảm).

EIA (Cơ quan Thông tin Năng lượng Mỹ) công bố dữ liệu tồn kho propane/propylene hàng tuần của Mỹ — một báo cáo gây biến động thị trường vào mùa đông. Tồn kho thấp hơn đáng kể so với mức trung bình năm năm khi bước vào mùa đông có thể kích hoạt đợt tăng giá propane. Mùa đông 2013–14 (“cực xoáy”) đã khiến giá propane tăng vọt trên 5 USD/gallon ở một số vùng của vùng Trung Tây Mỹ do sự kết hợp của nhu cầu sưởi ấm cao và các hạn chế về hậu cần trong việc vận chuyển propane từ kho đến các nhà phân phối nông thôn.

Butane: các mùa pha trộn xăng

Việc pha trộn normal butane vào xăng phải tuân theo các quy định về RVP (Áp suất hơi Reid) theo mùa. Vào mùa đông, RVP cao hơn được cho phép và các nhà máy lọc dầu pha trộn nhiều butane hơn vào xăng. Vào mùa hè, giới hạn RVP giảm xuống. Điều này tạo ra một “mùa pha trộn butane” bắt đầu vào mùa thu (tháng 10–11) và kết thúc vào mùa xuân. Giá butane thường tăng trước mùa pha trộn và giảm khi mùa hè đến gần.

Ethane: tính thời vụ tương đối phẳng

Nhu cầu ethane từ các lò cracking hơi nước hoạt động liên tục tương đối ổn định trong suốt cả năm. Những biến động theo mùa của giá ethane phản ánh nhiều hơn về tính kinh tế của nguyên liệu thô (biên lợi nhuận cracking ethane vs. propane vs. naphtha) và sự cố nhà máy hơn là chu kỳ nhu cầu sử dụng cuối cùng.

---

Y-Grade, độ tinh khiết và chênh lệch giá phân tách (fractionation spread)

Đối với các nhà phân tích theo dõi thị trường NGL, mối quan hệ giữa Y-grade và các sản phẩm tinh khiết là nền tảng.

Y-grade (NGL hỗn hợp thô) giao dịch ở giá trị pha trộn phản ánh thành phần của nó và giá các sản phẩm tinh khiết hiện tại. Một thùng Y-grade giàu propane và butane sẽ giao dịch cao hơn một thùng giàu ethane, vì ethane có giá trị thấp hơn trong hầu hết các môi trường.

Các công ty trung nguồn (midstream) — Enterprise Products Partners, Targa Resources, MPLX, DCP Midstream (nay là một phần của Phillips 66) — thu gom Y-grade từ các nhà sản xuất, vận chuyển đến các cơ sở phân tách và tách thành các sản phẩm tinh khiết. Họ kiếm được phí cố định trên mỗi gallon được xử lý hoặc một phần giá trị NGL (hợp đồng keep-whole).

Khôi phục ethane vs. loại bỏ ethane

Các nhà sản xuất và nhà xử lý quyết định bao nhiêu ethane cần chiết xuất so với để lại trong dòng khí đường ống. Khi giá ethane thấp hơn giá trị năng lượng của việc để lại ethane trong khí (dưới dạng hàm lượng BTU tương đương methane), lựa chọn kinh tế là “loại bỏ ethane” (ethane rejection) — để nó trong khí và bán làm nhiên liệu. Khi giá ethane cao so với khí (thường khi nhu cầu ethylene mạnh), “khôi phục ethane” (ethane recovery) sẽ tối đa hóa doanh thu.

Việc loại bỏ ethane ảnh hưởng đáng kể đến nguồn cung ethylene. Khi các nhà sản xuất Mỹ loại bỏ ethane trên quy mô lớn, ít nguyên liệu thắt chặt hơn cho các lò cracking hơi nước, điều này có thể làm thắt chặt nguồn cung ethylene và hỗ trợ giá hóa dầu.

---

Các câu hỏi thường gặp

Sự khác biệt giữa khí ướt và khí khô là gì?

Khí ướt là khí tự nhiên có hàm lượng NGL đáng kể — tỷ lệ phần trăm cao của ethane, propane và các hydrocacbon nặng hơn. Khí khô là methane gần như tinh khiết với hàm lượng NGL tối thiểu. Các khu vực khí ướt (như vùng khí ướt Marcellus ở tây nam Pennsylvania) sản xuất các sản phẩm phụ NGL có giá trị cùng với methane. Các khu vực khí khô (như lõi Haynesville Shale ở Louisiana) sản xuất chủ yếu methane đạt tiêu chuẩn đường ống. Các nhà sản xuất thường ưu tiên khí ướt vì doanh thu NGL bổ sung cho doanh thu khí đốt, cải thiện tính kinh tế của giếng khoan.

Tại sao ethane đôi khi có giá rất thấp hoặc âm?

Khi sản lượng NGL vượt quá công suất phân tách hoặc khả năng vận chuyển bằng đường ống, giá ethane có thể giảm xuống gần bằng 0 tại các địa điểm bị cô lập. Khi ethane có giá trị thấp hơn giá trị tương đương của nó dưới dạng BTU khí đường ống, các nhà xử lý sẽ loại bỏ ethane — để nó lại trong dòng khí. Điều này làm giảm chất lượng dòng khí một chút nhưng tránh được chi phí vận chuyển một loại hàng hóa giá trị thấp. Ethane đã giao dịch gần bằng 0 hoặc thấp hơn tại Conway và một số địa điểm ở Appalachian trong đợt tăng sản lượng Marcellus giữa những năm 2010.

Giá khí tự nhiên Henry Hub ảnh hưởng thế nào đến giá NGL?

Giá khí tự nhiên thiết lập một mức giá sàn cho NGL trong một số ứng dụng — NGL cạnh tranh với khí tự nhiên như một loại nhiên liệu sưởi ấm. Khi giá khí tăng, propane trở nên cạnh tranh tương đối hơn, hỗ trợ nhu cầu và giá propane. Tuy nhiên, giá của ethane gắn liền với kinh tế biên lợi nhuận ethylene hơn là Henry Hub. Giá khí cao hơn cũng làm giảm động lực cho việc loại bỏ ethane, vì giá trị năng lượng tương đương của việc để lại ethane trong dòng khí tăng cùng với giá khí.

Xuất khẩu NGL của Mỹ là gì và tại sao chúng tăng nhanh sau năm 2015?

Sự bùng nổ đá phiến của Mỹ đã tạo ra nhiều propane và butane hơn mức thị trường nội địa có thể hấp thụ. Xuất khẩu propane của Mỹ tăng từ gần bằng 0 năm 2012 lên hơn 1,5 triệu thùng mỗi ngày vào năm 2020 — chủ yếu sang các khách hàng Châu Á (Trung Quốc, Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ) và các công ty hóa dầu Châu Âu. Các cảng xuất khẩu tại Marcus Hook (Pennsylvania), Nederland (Texas) và Morgan’s Point (Texas) xử lý hầu hết xuất khẩu NGL của Mỹ. Xuất khẩu ethane cũng tăng khi các nhà máy cracking hơi nước ở Châu Âu và Châu Á đầu tư vào thiết bị để chạy nguyên liệu ethane của Mỹ.

Công ty nào thống trị mảng trung nguồn NGL của Mỹ?

Enterprise Products Partners (EPD) là công ty trung nguồn NGL lớn nhất theo mọi tiêu chí — vận hành tổ hợp phân tách lớn nhất tại Mont Belvieu, mạng lưới đường ống NGL lớn nhất và năng lực xuất khẩu NGL đáng kể. Targa Resources, Williams Companies, MPLX (Marathon Petroleum), DCP Midstream (nay là một phần của Phillips 66) và Crestwood Equity Partners là những tên tuổi lớn khác. Về phía sản xuất, Pioneer Natural Resources, ConocoPhillips và Diamondback Energy (Permian) và Antero Resources (Marcellus) tạo ra khối lượng NGL sản xuất lớn nhất.

Giá NGL ảnh hưởng thế nào đến kinh tế sản xuất dầu?

Trong các lưu vực dầu nơi khí liên quan được sản xuất cùng với dầu thô (Permian, Bakken, Eagle Ford), doanh thu NGL từ khí liên quan đó tạo thêm giá trị đáng kể cho mỗi thùng dầu sản xuất ra. Khi giá propane và ethane cao, tổng kinh tế của một giếng Permian — doanh thu dầu thô + doanh thu khí + doanh thu NGL — tốt hơn đáng kể so với khi NGL bị trầm lắng. Sự sụp đổ giá NGL (như trong năm 2019–20) làm giảm đáng kể lợi nhuận giếng Permian, làm chậm hoạt động khoan ngay cả khi bản thân giá dầu thô vẫn ở mức đủ tốt.

---

Những điểm chính cần lưu ý

• Natural gas liquids (NGLs) là ethane, propane, butane, isobutane và pentane — các thành phần hydrocacbon nặng hơn được chiết xuất từ khí tự nhiên tại các nhà máy xử lý khí.
• LPG (propane và butane) là một phân nhóm của NGL; ethane và pentane-plus cũng là NGL nhưng không phải là LPG. LNG (methane) hoàn toàn không phải là NGL.
• Mỗi thành phần NGL có một công dụng cuối cùng riêng biệt: ethane → ethylene/nhựa; propane → sưởi ấm/autogas/hóa dầu; butane → pha trộn xăng; pentane-plus → thành phần xăng và chất pha loãng bitum.
• NGL được tách khỏi dòng khí tự nhiên dưới dạng dòng Y-grade hỗn hợp, sau đó được phân tách thành các sản phẩm tinh khiết tại các cơ sở tập trung ở Mont Belvieu, Texas.
• Mont Belvieu, Texas là trung tâm định giá NGL quan trọng nhất thế giới; Conway, Kansas phục vụ Midcontinent như một chuẩn mực thứ cấp. Cả hai đều công bố giá sản phẩm tinh khiết hàng ngày.
• Hoa Kỳ sản xuất khoảng 60–65% nguồn cung NGL thế giới, chiếm ưu thế bởi các khu vực Permian Basin và Marcellus Shale, với Mỹ là nhà xuất khẩu NGL hàng đầu thế giới.
• Giá propane tuân theo các mô hình theo mùa mạnh mẽ — tăng khi nhu cầu sưởi ấm mùa đông đến và giảm vào mùa xuân — làm cho dữ liệu tồn kho propane hàng tuần của EIA trở thành một chỉ số thị trường chính.
• Chênh lệch giá phân tách (giá trị sản phẩm tinh khiết trừ đi giá trị Y-grade và chi phí xử lý) xác định mức độ các nhà vận hành trung nguồn chiết xuất NGL, bao gồm quyết định quan trọng về việc khôi phục ethane so với loại bỏ ethane.

Related Reading

To deepen your understanding of the topics covered in this article, explore these related guides: the downstream products that compete in heating and transport fuel markets, the upstream operations where associated gas is often co-produced and how biofuel blending mandates compete with NGL-derived gasoline components.