Il cost pass-through lungo la filiera degli intermedi chimici del propilene

Dopo l'etilene, il propilene rappresenta il principale elemento di base (building block) dell’industria petrolchimica, essendo impiegato nella produzione di polimeri, solventi e intermedi chimici per un’ampia gamma di applicazioni industriali e di consumo.

La figura seguente illustra la mappa della filiera produttiva che ha come materia prima di base il propilene. Il suo impiego più rilevante è come monomero nella produzione del polipropilene. Inoltre, il propilene riveste un ruolo chiave nella sintesi di numerosi alcoli ed eteri (butanolo, propanolo, ossido di propilene), di fenoli e chetoni (bisfenolo A, acetone) ed altri composti, che fungono da intermedi chimici essenziali in molteplici processi industriali.

Il prezzo del propilene è altamente volatile, influenzando in modo significativo i prezzi dei suoi derivati. In questo articolo vengono presentati i risultati di un’analisi su come le fluttuazioni del prezzo del propilene si riflettano nei prezzi dei prodotti derivati. Questo fenomeno è noto nella letteratura economica come cost pass-through.

I risultati dell’analisi sono ottenuti mediante la stima di modelli con specificazione dinamica ed espressi in termini di elasticità di lungo periodo del prezzo del derivato rispetto alle variazioni del prezzo del propilene. Questa elasticità è il valore riportato negli incroci tra i diversi prodotti nella mappa degli intermedi chimici del propilene, sopra illustrata.

Volatilità del prezzo del propilene

L’elevata volatilità del prezzo del propilene è determinata da diversi fattori, in particolare quelli legati alla sua offerta. Tra i più rilevanti si possono evidenziare:

• Dipendenza da processi produttivi non dedicati: il propilene è spesso un sottoprodotto di processi industriali come il cracking a vapore (steam cracking) e il cracking catalitico fluido (fluid catalytic cracking, FCC) nelle raffinerie. Poiché questi processi sono ottimizzati per produrre principalmente altri prodotti (etilene nel primo caso, benzina nel secondo), la produzione di propilene risulta rigida e meno adattabile alle variazioni della domanda.
• Costi fortemente legati ai prezzi delle materie prime petrolifere: le fluttuazioni del prezzo del petrolio e del gas influenzano direttamente i costi di produzione del propilene, rendendolo particolarmente sensibile alle dinamiche del mercato energetico.
• Forte regionalizzazione dei mercati dovuta agli elevati costi di trasporto: a temperatura ambiente e pressione atmosferica, il propilene è allo stato gassoso e può essere trasportato solo tramite oleodotti specializzati. Per il trasporto su lunghe distanze, deve essere liquefatto mediante raffreddamento o pressurizzazione. Sebbene il processo di liquefazione del propilene sia simile a quello del gas naturale, richiede però temperature meno basse.

Regionalizzazione del mercato mondiale del propilene

L’elevata regionalizzazione del mercato mondiale del propilene è evidenziata dai limitati volumi di scambio tra paesi. A fronte di una produzione globale stimata in oltre 80 milioni di tonnellate, nel 2024 gli scambi internazionali di propilene hanno totalizzato appena 5.5 milioni di tonnellate, registrando un calo significativo rispetto ai 7.7 milioni di tonnellate del 2017.

In particolare, la maggior parte dei flussi commerciali si concentra su specifiche rotte regionali, riguardanti:

• le esportazioni della Corea del Sud, primo paese esportatore, e del Giappone, terzo esportatore, dirette quasi esclusivamente verso la Cina e, in misura minore, verso Taiwan.
• i flussi di propilene gassoso trasportati attraverso il gasdotto che collega Paesi Bassi, Germania e Belgio.
• le importazioni degli Stati Uniti dal Canada e le loro esportazioni verso Messico e Colombia.

Cost Pass-Through dei Prezzi del Propilene

La teoria economica del cost pass-through analizza il modo in cui l’aumento dei costi di un prodotto si trasferisce sui prezzi dell’output. Questo trasferimento può avvenire con intensità e velocità variabili. L’intensità del trasferimento è misurata dall’elasticità di lungo periodo del prezzo dell’output rispetto alle variazioni del prezzo dell’input. Tale elasticità è riportata nella mappa degli intermedi del propilene, in corrispondenza degli incroci tra il prezzo dell’input e quello dell’output.

Ad esempio, l’elasticità tra il prezzo del propilene e quello del polipropilene è pari a 0.56. Ciò significa che un aumento del 10% nel prezzo del propilene, nel lungo periodo, tenderà a determinare un incremento del 5.6% nel prezzo del polipropilene.

Il livello di elasticità di lungo periodo tra le variazioni del prezzo dell’input e quelle dell’output dipende principalmente da due fattori:

• Incidenza dei costi dell’input sul valore dell’output: maggiore è l’incidenza del costo dell’input sul prezzo finale, maggiore sarà, a parità di condizioni, il valore dell’elasticità.
• Differenziazione del prodotto di output: la letteratura economica suggerisce che, all’aumentare del grado di differenziazione del prodotto, l’elasticità del prezzo dell’output rispetto a quello dell’input tende a diminuire.

Nella mappa sopra riportata, la massima elasticità si riscontra nella relazione tra il prezzo del propilene e quello dell’acrilonitrile, pari a 0.72. Questo valore elevato è coerente sia con l’elevata incidenza del costo del propilene nella produzione dell’acrilonitrile, sia con la limitata differenziazione del prodotto, che avviene essenzialmente tramite servizi aggiuntivi.

All’opposto, l’elasticità più bassa, tra i prodotti in cui il propilene è direttamente coinvolto nel processo produttivo, si registra nel caso della gomma EPDM (Etilene Propilene Diene Monomero). Questo materiale presenta un elevato grado di differenziazione: i produttori sviluppano diverse varianti di EPDM in base alle specifiche esigenze industriali, modificando la composizione dei monomeri e le caratteristiche chimico-fisiche. Inoltre, in quasi tutte le formulazioni, la percentuale di propilene utilizzata è significativamente inferiore rispetto a quella dell’etilene. Anche in questo caso, l’elasticità stimata risulta coerente sia con l’incidenza del prezzo dell’input sui costi di produzione, sia con il grado di differenziazione del prodotto finale.

Cost Pass-Through lungo la filiera di produzione

La mappa riporta anche le elasticità relative all’utilizzo di prodotti derivati dal propilene nei processi di produzione di altri intermedi chimici, in cui il propilene svolge un ruolo determinante, seppur in modo indiretto. Un esempio è l'acetato di n-butile, ottenuto dalla combinazione di butanolo e acido acetico.

Quando la relazione tra il prezzo del propilene e quello dell’intermedio chimico è indiretta (come nel caso dell'acetato di n-butile), l’effetto delle variazioni del prezzo del propilene sul prezzo dell’intermedio chimico può essere stimato attraverso il prodotto delle diverse elasticità di prezzo lungo la filiera produttiva. Nel caso specifico, l’elasticità del prezzo dell'acetato di n-butile rispetto al prezzo del propilene è pari a 0.37 (0.61 × 0.62). Questo significa che, a parità di condizioni, in equilibrio un aumento del 10% nel prezzo del propilene tende a tradursi in un incremento del 3.7% nel prezzo dell'acetato di n-butile.

Un caso estremo è rappresentato dall’acido propionico, il cui prezzo mostra un’elasticità molto bassa rispetto a quello del propilene, inferiore allo 0.05%. La produzione dell’acido propionico dal propilene segue infatti un percorso indiretto, passando attraverso la formazione di propanolo e richiedendo l’impiego di specifici catalizzatori in ogni fase del processo. Questo riduce significativamente l’incidenza del costo del propilene sul prezzo finale dell’acido propionico. Inoltre, esistono alternative biotecnologiche e chimiche (basate sull’etilene) che offrono vie di produzione differenti, potenzialmente più convenienti in base ai costi e agli obiettivi di sostenibilità.

Conclusioni

Il propilene è una materia prima fondamentale per l’industria chimica, utilizzata in numerosi processi produttivi. Le variazioni del suo prezzo tendono a influenzare, attraverso i costi di produzione, i prezzi dei prodotti derivati. Una misura di questi effetti è fornita dall’elasticità di lungo periodo del prezzo dell’output rispetto alle variazioni del prezzo dell’input.

Attraverso la stima e l’analisi di queste elasticità, è possibile quantificare l’impatto del prezzo del propilene non solo sui composti direttamente derivati, ma anche sui prodotti chimici situati più a valle nella filiera produttiva. Questo approccio consente di comprendere meglio le dinamiche di trasmissione dei costi lungo la catena del valore e di valutare con maggiore precisione le implicazioni economiche dei cambiamenti nei prezzi delle materie prime.

La teoria del cost pass-through fornisce un quadro analitico essenziale per studiare questi meccanismi di trasmissione dei prezzi lungo le filiere produttive. Si tratta di uno strumento di analisi indispensabile sia per l’interpretazione storica delle dinamiche di mercato, sia per le previsioni sui futuri andamenti dei prezzi nel settore delle commodity.