حاشیه سود گوگردزدایی نفت کوره: متغیر نامرئی شکاف قیمتی میان نفت سبک و سنگین

هنگامی که فاصله قیمتی یک بشکه نفت خام سبک تگزاس و نفت سنگین کانادا عریض‌تر می‌شود، معامله‌گران نفتی فوراً مازاد عرضه را متهم می‌کنند. به باور آن‌ها، کاهش تولید اوپک یا راه‌اندازی ظرفیت‌های خطوط لوله جدید، تعادل بازار را به نفع یک گرید بر هم زده و شاخص‌ها را از یکدیگر دور می‌کند.

اما مهندسان پالایشگاه با نگاه به همان اختلاف قیمت، نگاه خود را مستقیماً به سمت بازار گاز طبیعی برمی‌گردانند. از منظر یک راهبر تأسیسات، ارزان‌تر بودن نفت سنگین انعکاس عرضه جهانی نفت نیست؛ بلکه تابعی ریاضی و دقیق از هزینه خرید هیدروژنی است که برای گوگردزدایی از آن گرید نفتی نیاز است.

هر دو گروه بر سر یک کالای فیزیکی واحد قیمت‌گذاری می‌کنند، اما سازوکار معاملاتی آن‌ها کاملاً متفاوت است. تاجر جریان ژئوپلیتیک حجم مایع را دادوستد می‌کند، در حالی که پالایشگر هزینه شیمیایی تبدیل‌های مولکولی را به ارزیابی می‌نشیند.

در ساختار بازار مدرن انرژی، در نهایت این هزینه محاسبات شیمیایی است که غلبه می‌کند. اختلاف قیمت میان نفت خام سبک-شیرین و سنگین-ترش اساساً توسط حاشیه سود گوگردزدایی تعیین می‌شود؛ یعنی همان هزینه عملیاتی لازم برای تبدیل ته‌مانده‌های سنگین به محصولاتی سازگار با استانداردهای قانونی.

مختصات چگالی و گوگرد

پدیده‌ای به نام «بشکه نفت استاندارد و یکدست» در واقعیت وجود ندارد. یک محموله وست تگزاس اینترمیدیت (WTI) و محموله‌ای از نفت مایا مکزیک یا وسترن کانادین سلکت (WCS)، خوراک‌های صنعتی کاملاً متفاوتی هستند که به زیرساخت‌ها و ادوات پالایشی مجزایی نیاز دارند.

این تمایز روی دو محور اصلی سنجیده می‌شود: چگالی و میزان گوگرد. چگالی بر پایه درجه ای‌پی‌آی (API) ارزیابی می‌شود؛ شاخصی معکوس که در آن ارقام بالاتر به معنای نفت سبک‌تر است. نفت سبک با درجه API بالاتر از ۳۵ به‌راحتی جریان می‌یابد و به محصولات ارزشمندی مانند بنزین و گازوئیل تقطیر می‌شود.

نفت سنگین با درجه API زیر ۲۵، گران‌رو، چگال و متراکم است و حجم چشمگیری مازوت و ته‌مانده سنگین برجای می‌گذارد. تحلیل‌گران صنعتی نشریه «اویل اسلیک» یادآور می‌شوند: «نفت سبک و شیرین، سودآوری آسانی برای یک واحد ساده دارد و بالاتر معامله می‌شود؛ اما نفت سنگین و ترش با تخفیفی عرضه می‌شود که تنها یک پالایشگاه با الگوی تبدیل پیشرفته می‌تواند آن را به سود بدل کند.»

محور دوم، گوگرد است؛ آلاینده‌ای فرساینده که کاتالیست‌های پالایشگاهی را مسموم کرده و هنگام احتراق، گاز سمی دی‌اکسید گوگرد منتشر می‌کند. نفت با گوگرد کمتر از ۱ درصد «شیرین» نامیده می‌شود، و هر گریدی بالاتر از آن «ترش» به حساب آمده و پیش از فروش به فرآیند غلیظ‌زدایی شیمیایی فشرده احتیاج دارد.

عوارض هیدروژنی تصفیه

جداسازی گوگرد از نفت سنگین یک غربالگری فیزیکی یا تصفیه ساده نیست، بلکه نیازمند واحد گوگردزدایی با هیدروژن (هیدروترتینگ) است؛ واکنشی کاتالیستی تحت دما و فشار فوق‌العاده بالا که مولکول‌های هیدروژن را به ساختار هیدروکربن پیوند داده تا با گوگرد ترکیب شده و سولفید هیدروژن قابل جداسازی تشکیل شود.

فرایند هیدروترتینگ نیازمند تزریق مستمر و عظیم هیدروژن خالص است. از آنجا که هیدروژن به صورت خالص و در حجم تجاری در طبیعت یافت نمی‌شود، پالایشگاه‌ها ناچارند آن را در محل و عمدتاً از طریق فرایند ریفرمینگ متان با بخار آب تولید کنند.

خوراک اصلی در روش ریفرمینگ متان، گاز طبیعی است. بنابراین، هزینه گوگردزدایی نفت سنگین مستقیماً به بهای گاز طبیعی وابسته است. با اوج‌گیری بهای گاز طبیعی، هزینه ساخت هیدروژن و در نتیجه تصفیه نفت نیز هم‌گام با آن جهش می‌یابد.

اداره اطلاعات انرژی آمریکا به این پیوستگی سیستمی اشاره کرده و تصریح می‌کند افزایش نرخ گاز، هزینه تأمین خوراک پالایشگاه‌ها برای تصفیه نفت ترش را مستقیماً بالا می‌برد. طبق گزارش این نهاد: «افزایش این مخارج تقاضا برای گریدهای ترشِ پرهزینه را تضعیف کرده و هم‌زمان اشتها برای نفت‌های شیرین‌تر را افزایش داده است.»[1]

شوک نظارتی ایمو ۲۰۲۰

هزینه تصفیه گوگرد از اول ژانویه ۲۰۲۰ به یک نیروی دگرگون‌کننده در بازار تبدیل شد. در این تاریخ، سازمان بین‌المللی دریانوردی (IMO) مقرراتی جهانی را اجرایی کرد که سقف گوگرد سوخت کشتی‌ها را از ۳.۵ درصد پیشین به ۰.۵ درصد محدود ساخت.

پیش از اجرایی شدن این ضابطه، پالایشگاه‌ها ته‌مانده نفت کوره پرگوگرد ناشی از پردازش نفت سنگین را مستقیماً به ناوگان کشتیرانی جهان می‌فروختند. اقیانوس‌ها عملاً نقش مقصدی نهایی و مقررات‌زدایی‌شده را برای پست‌ترین برش‌های بشکه نفت ایفا می‌کردند.

دستورالعمل جدید، بازار سوخت کشتی (بانکرینگ) را به دو بخش جدا تقسیم کرد: شناورها یا باید از نفت کوره بسیار کم‌گوگرد (VLSFO) مطابق استاندارد استفاده می‌کردند، یا سامانه‌های گران‌قیمت شست‌وشوی گازهای خروجی (اسکرابر) را نصب می‌کردند تا اجازه سوزاندن سوخت پرگوگرد (HSFO) را حفظ نمایند.

این دگرگونی نظارتی، پالایشگاه‌ها را بر سر دوراهی گذاشت: یا سوخت پرگوگرد خود را با تخفیفی سنگین به اقلیت مجهز به اسکرابر بفروشند، یا با صرف هزینه‌های کلان سرمایه‌ای و عملیاتی، ته‌مانده برج تقطیر را هیدروتریت کنند. به این ترتیب، شکاف قیمتی میان سوخت بسیار کم‌گوگرد و پرگوگرد به شاخصی حیاتی برای بقای پالایشگاه‌ها تبدیل شد.

محاسبه شکاف سودآوری

شکاف VLSFO و HSFO نوسان بالایی دارد و اقتصاد پالایش کل بشکه را کنترل می‌کند. در اواخر ۲۰۱۹ و پیش از اعمال موعد مقرر، این فاصله در شمال غرب اروپا به ۲۹۰ دلار در هر تن اوج گرفت، هرچند بعدها در شوک تقاضای سال ۲۰۲۰ به زیر ۴۵ دلار در هر تن سقوط کرد.[3]

همین فاصله است که تخفیف نفت خام سنگین را تحمیل می‌کند. پالایشگاهی که نفت سنگین ترش می‌خرد، می‌داند که سهم بزرگی از آن به مازوت پرگوگرد تبدیل خواهد شد؛ در نتیجه اگر جریمه و افت ارزش فروش این مازوت بالا باشد، پالایشگاه برای سر‌به‌سر شدن عملیات، تخفیف بسیار عمیق‌تری روی خرید نفت خام سنگین مطالبه می‌کند.

بانک فدرال رزرو کانزاس‌سیتی این روند را در بازار آمریکای شمالی مستند کرده است. در بازه ژانویه ۲۰۲۴ تا مارس ۲۰۲۵، شکاف قیمتی میان WTI سبک-شیرین و وسترن کانادین سلکت سنگین-ترش از ۱۹ دلار در هر بشکه به ۱۱ دلار کاهش یافت.[2]

این بازه ۱۱ تا ۱۹ دلاری عددی تصادفی نیست؛ بلکه بازتاب‌دهنده حاشیه هزینه عملیاتی و استهلاک سرمایه‌ای است که صرف کارکرد واحدهای پیچیده هیدروکراکینگ و گوگردزدایی می‌شود؛ هزینه‌هایی که نفت سبک نیازی به آن‌ها ندارد. اگر این شکاف قیمتی از هزینه عملیاتی کمتر شود، تصفیه نفت خام سنگین ارزش اقتصادی خود را از دست می‌دهد.

پیچیدگی فنی و سرمایه‌گذاری

پالایش نفت خام سنگین و ترش نیازمند تأسیساتی با ضریب پیچیدگی نلسون بالاست؛ مقیاسی که سطح پیشرفته بودن فناوری یک پالایشگاه را نشان می‌دهد. در شرایطی که پالایشگاهی برای نفت سبک با ضریب ۵ تا ۷ فعالیت می‌کند، پردازش گریدهای سنگین و ترش نیازمند ضریب پیچیدگی بالای ۱۰ است.[4]

این پالایشگاه‌های پیشرفته معمولاً حاشیه سودی معادل ۱۲ تا ۱۸ دلار در هر بشکه دارند که در مقایسه با ارقام ۸ تا ۱۲ دلاری واحدهای ساده رقمی چشمگیر است؛ امتیازی که منحصراً ناشی از داشتن فناوری و تجهیزات لازم برای شکستن مولکول‌های سنگین است.[4]

با این حال، احداث و نگهداری این ماشین‌آلات سنگین هزینه‌های بسیار گزافی دارد. واحدهای گوگردزدایی پرفشار نیازمند متالورژی ویژه، طراحی‌های ایمن ضد‌انفجار و کمپرسورهای عظیم برای متراکم‌سازی گاز هیدروژن تا فشارهای نزدیک به ۱۰ مگاپاسکال هستند.

هرگاه تخفیف نفت سنگین از هزینه عملیاتی این تجهیزات کمتر شود، پالایشگاه‌های پیشرفته خرید آن را متوقف کرده و به سمت نفت‌های سبک‌تر می‌روند. پیامد این رفتار، بی‌مشتری ماندن نفت سنگین تا زمان اصلاح قیمت و کاهش مجدد آن به زیر آستانه هزینه‌های گوگردزدایی است.

گزینه جایگزین کک‌سازی

گوگردزدایی با هیدروژن تنها راهکار مهار ته‌مانده‌های سنگین نیست. برخی واحدهای تبدیل عمیق از کوره‌های کک‌سازی (Coker) استفاده می‌کنند که با بهره‌گیری از حرارت بالا، سوخت ته‌مانده را به صورت حرارتی به برش‌های سبک‌تر و کک نفتی جامد تجزیه می‌کنند.

واحدهای کک‌سازی با سوزاندن و تخریب ته‌مانده‌ها به‌جای پاکسازی شیمیایی، عملاً نیازی به هیدروژن ندارند. در چنین تأسیساتی، اقتصاد فرآوری نفت سنگین به قیمت فروش کک نفتی و هزینه سوخت کوره وابسته است، نه نرخ بازار گاز طبیعی.

با این حال، ظرفیت کک‌سازی در سطح جهانی محدود بوده و ایجاد واحدهای جدید مستلزم میلیاردها دلار سرمایه‌گذاری سنگین است. در نتیجه، بخش عمده نفت خام سنگین همچنان باید از مسیر هیدروترتینگ عبور کند؛ موضوعی که هزینه هیدروژن را به اهرم پایدار تعیین قیمت در کل بازار بدل می‌سازد.

با تشدید الزامات اقلیمی و تمایل فزاینده به هیدروژن سبز ناشی از الکترولیز تجدیدپذیر، تراز هزینه‌های گوگردزدایی دستخوش تحول خواهد شد. اما تا آن زمان، شکاف میان نفت سبک و سنگین کماکان در گروی بهای گاز طبیعی لازم برای تصفیه آن باقی خواهد ماند.[6]

گذار به هیدروژن پاک متغیر محاسباتی نوینی به این معادله می‌افزاید. از آنجا که هیدروژن سبز در حال حاضر بهای گزاف‌تری نسبت به هیدروژن خاکستری فسیلی دارد، پالایشگاه‌هایی که طرح‌های پایلوت الکترولیز را پیاده می‌کنند با هزینه‌های عملیاتی بالاتری مواجهند؛ پدیده‌ای که می‌تواند تخفیف الزامی برای نفت سنگین را موقتاً عمیق‌تر کند.[6]

در نهایت، بازار نفت بیش از آنکه بازار حجم فیزیکی باشد، بازار حاشیه‌های فرآوری و هزینه‌های تصفیه است. تا زمانی که گوگرد عنصری آلاینده و تحت نظارت‌های سخت‌گیرانه باشد، بهای نفت خام سنگین هرگز مستقل از هزینه صنعتی استخراج گوگرد از آن نخواهد بود.