درخت زنجیرۀ ارزش

شمارهٔ ۱۱۲ | بررسی جایگاه مواد در زنجیرهٔ ارزش نفت و گاز | فاطمه خلیفه بهبهانی

به‌عنوان یک مهندس شیمی فعلی یا آینده، تصویری از «زنجیرۀ ارزش نفت و گاز» در ذهن دارید؟ زنجیرۀ ارزش نفت و گاز، یعنی مجموعه‌ای از فعالیت‌هایی که روی نفت خام و گاز طبیعی انجام می‌شوند تا این مواد از حالت خام، شامل مواد زائد و مخلوطی از مواد ارزشمند تفکیک‌نشده، به محصولات نهایی ارزشمندتری مانند انواع پلیمرها، اسیدها، شوینده‌ها، کودهای شیمایی و... تبدیل شوند که در زندگی انسان‌ها نقش‌های مختلف و مهمی ایفا کنند. آیا اصلاً مهم است تصویری از این زنجیره داشته باشیم؟ بله؛ مهم است. چون برش‌های مختلف نفت خام یا گاز طبیعی پس از پالایش و جداسازی، راهی پتروشیمی‌ها می‌شوند تا با انجام واکنش‌های مختلف روی آن‌‌ها، به مواد جدیدی تبدیل شوند؛ اما همۀ این مواد جدید در زندگی انسان‌ها اهمیت، کاربرد و ارزش افزودۀ یکسانی ندارند. بسیار مهم است که بدانیم صنعت پتروشیمی کشور را چگونه و به‌سمت تولید چه محصولاتی گسترش دهیم تا بیشترین ارزش از آن مواد خام خلق شوند.

بیایید دقیق‌تر نگاه کنیم. در یک دسته‌بندی، می‌توان محصولات پتروشیمی را براساس جایگاه آن‌ها در سلسله‌مراتب زنجیرۀ ارزش، به «بالادست» و «پایین‌دست» تقسیم کرد. میزان فرایندی که روی این مواد انجام شده است تا از نفت یا گاز تصفیه‌شده فاصله بگیرند و به مواد جدید ارزشمند تبدیل شوند، این جایگاه را تعیین می‌کند. متانول، آمونیاک، اتیلن، پروپیلن، بوتادین، کلر و آروماتیک‌ها (بنزن، تولوئن، زایلن‌ها) در بالادست صنعت پتروشیمی قرار داشته و به آن‌ها محصولات «پایه» گفته می‌شود. این محصولات با فرایندهای اندکی از نفت یا گاز تصفیه‌شده تولید می‌شوند و خود می‌توانند خوراک سایر واحدها برای تولید محصولات پایین‌دستی باشند.

با انجام فرایندهای بیشتر، محصولات پایین‌دستی ساخته می‌شوند. اغلب این مواد پس از فراوری لازم، به محصولات نهایی‌ای تبدیل می‌شوند که به‌صورت مستقیم یا غیرمستقیم در زندگی ما نقش دارند. مثلاً اوره از آمونیاک تولید و نهایتاً به کود شیمیایی، کرم‌های دست و صورت و... تبدیل می‌شود. همچنین پلی‌اتیلن‌ها، اتیلن‌گلایکول‌ها و پلی‌اتیلن‌ترفتالات از اتیلن ساخته شده و پس از فراورش و شکل‌‌دهی، به‌ترتیب در انواع ظروف مواد غذایی، بطری آب معدنی، ضدیخ خودرو و... مصرف می‌شوند. فنول، آلکیل‌ بنزن سولفونیک‌اسید خطی و پلی‌استایرن نیز از بنزن تولید شده و به‌ترتیب در ضدعفونی‌کننده‌ها، شوینده‌ها، ظروف یک‌بارمصرف و... استفاده می‌شوند. حتی پلی‌وینیل‌کلراید از اتیلن و کلر ساخته شده و به‌شکل در و پنجرۀ خانه، دستکش و... ظاهر می‌شود. همچنین بیش از 75 درصد مواد اولیۀ داروها و مواد بهداشتی از منشأ نفت و گاز تأمین می‌شوند. برای مثال، بنزن در تولید ایبوپروفن و پروپیلن در تولید پلیمرهای سوپرجاذب (مورد استفاده در پوشک و الیاف جاذب) کاربرد دارند. این مثال‌ها تنها برگ‌هایی از درخت پربار زنجیرۀ ارزش نفت و گاز هستند که کامل آن‌ها را می‌توانید در این فایل ببینید.

زنجیرۀ ارزش صنعت پتروشیمی می‌تواند هم در طول و هم در عرض توسعه یابد. توسعۀ عرضی، یعنی تنوع بیشتر محصولات بالادستی و توسعۀ طولی، یعنی گسترش پایین‌دست محصولات پتروشیمی. نمی‌توان یک حکم کلی داد که توسعۀ عرضی بهتر است یا توسعۀ طولی و باید در هر موقعیت سنجیده شود؛ اما این را می‌دانیم که اگر اغلب سرمایه را روی یک محصول خاص متمرکز کنیم و توسعۀ کاریکاتوری و نامتناسب با شرایط خوراک و بازار داشته باشیم، فرصت توسعۀ سایر بخش‌های زنجیره از دست می‌رود. حال هرچه این ماده بیشتر در بالادست زنجیره باشد، معمولاً ارزش افزودۀ کمتری تولید می‌کند.

در یک دسته‌بندی دیگر، خانواده‌های محصولات پتروشیمی‌ها می‌توانند بسته به حجم تولید و تنوع محصولات، به چهار دسته تقسیم شوند. یک ‌دسته، محصولات «عمومی» (که در صنعت همان «کامودیتی» (commodity) گفته می‌شوند) هستند که در حجم بالا تولید می‌شوند، فرایند تولید خیلی پیچیده یا محدودیت و تنوع زیادی در محصولات ندارند و در نهایت، ارزش افزودۀ زیادی ایجاد نمی‌کنند. نمونه‌ای از این مواد، متانول‌ است که با فناوری متداولی، از گاز سنتز و در حجم زیادی تولید و تجارت می‌شود و مادۀ کمیاب یا خاصی محسوب نمی‌شود. البته اینکه ماده‌ای کامودیتی باشد، به این معنا نیست که بی‌ارزش یا کم‌اهمیت است و می‌توان از تولید آن صرف‌نظر کرد؛ بلکه بدین معناست که این مواد، ارزش افزودۀ کمتری تولید می‌کنند. برای مثال، اوره نیز در همین دسته قرار می‌گیرد؛ اما برای تولید کودهای شیمیایی و حفظ امنیت غذایی بشر بسیار مهم است.

دستۀ دوم، محصولات «شبه‌عمومی» (pseudo-commodities) هستند که حجم تولید بالایی دارند؛ اما تنوع مصرف زیادی هم دارند و ارزش افزودۀ بیشتری تولید می‌کنند. پلی‌اتیلن‌ها نمونه‌ای از این مواد هستند که در پنج گرید (garde) مختلف تولید می‌شوند و هر گرید، برای یک کاربرد خاص نیاز است. پلی‌اتیلن در مجموع پرمصرف‌ترین پلیمر در سطح جهان است و از ساخت فیلم‌ها و روکش‌های کابل تا ساخت ایمپلنت‌های پزشکی، لولۀ آب، ظروف محصولات خوراکی، کیسه‌های پلاستیکی و... کاربرد دارد. بنابراین این مواد نسبت به محصولات کامودیتی، مصرف‌ گسترده‌تر و تخصصی‌تری دارند.

دستۀ سوم، محصولات «تخصصی» (fine chemicals) هستند که هم در حجم کم و هم با تنوع کم تولید می‌شوند. فنول یکی از این مواد است که به‌عنوان ضدعفونی‌کنندۀ قوی، در داروهای مسکن مثل استامینوفن، در برخی محصولات شوینده و... کاربرد دارد؛ اما چون برای کاربردهای خاص و در مقادیر اندک مصرف می‌شود، بازار محدود‌تری دارد.

دستۀ چهارم و آخر نیز محصولات «خاص» (special products) هستند که در مقادیر کم اما با تنوع بالا و گریدهای گوناگون تولید می‌شوند. این دسته از محصولات، معمولاً بیشترین ارزش افزوده نسبت به هیدروکربن‌های خام را تولید می‌کنند؛ ولی تکنولوژی تولید آن‌ها نیز دشوارتر است. پلی‌اُل‌ها نمونه‌ای از این محصولات خاص هستند که یکی از کاربردهای آن‌ها، در تولید پلی‌اورتان است که به‌عنوان اسفنج در ساخت بالش و تشک‌سازی، عایق‌های حرارتی و صوتی، قطعات داخلی و خارجی خودرو، کفی کفش و... استفاده می‌شوند.

همۀ موادی که در این چهار دسته قرار دارند، اهمیتی دارند و کاربردی داشته‌اند که تولید شده‌اند؛ اما احتمالاً الان دیگر بهتر از من می‌دانید که اگر اغلب واحدهای پتروشیمی یک کشور متمرکز بر محصولات کامودیتی باشند، ارزش افزوده‌ای که از استفادۀ منابع تجدیدناپذیر آن کشور تولید می‌شود، کمتر از حالتی خواهد بود که توسعه‌ای متناسب و با توجه کافی به اغلب بخش‌های زنجیرۀ ارزش شکل بگیرد.

نمونه‌ای از توسعۀ یک‌جانبه، احداث واحدهای متانول‌ساز در ایران است که در زمانی که نرخ گاز طبیعی ارزان‌تر و قیمت متانول بالاتر بود، حاشیۀ سود خوبی داشت و سرمایه‌گذاران زیادی به احداث واحدهای تولید متانول روی آوردند. البته باید دانست که بسیاری از طرح‌های بالادستی تولید متانول، همراه با احداث واحدهای پایین‌دستی این ماده تعریف شده و مجوز گرفته بودند؛ اما سرمایه‌گذاران بخش بالادستی را اجرا کردند که شاید یکی از دلایل آن، دردسترس‌بودن فناوری و سود بالا بود. ظرفیت اسمی تولید متانول در ایران، 17.4میلیون تن در سال 1404 بوده است. در این میان، ایران ظرفیت مصرف سالانه 762هزار تن متانول را دارد. یعنی طبق ظرفیت اسمی که بیشتر از تولید واقعی است، حدود 16.7میلیون تن در سال مازاد مصرف متانول در ایران است که به میزان تفاضل تولید و مصرف، باید صادر شود. چین بزرگ‌ترین مصرف‌کننده و واردکنندۀ متانول جهان و بزرگ‌ترین خریدار متانول ایران (متوسط 7.4میلیون تن متانول در سال) است. از حدود سال 2022، به‌علت افزایش نرخ خوراک گاز طبیعی پتروشیمی‌ها و کاهش نرخ جهانی متانول (به‌علت افزایش عرضۀ آن در جهان)، قیمت متانول و حاشیۀ سود متانول‌سازی در ایران کاهشی بوده است. همچنین در شرایطی که مخازن ذخیرۀ متانول پر شده باشند، تولیدکنندۀ ایرانی مجبور می‌شود با قیمتی که خریدار عمده (چین) می‌خواهد، متانول خود را بفروشد که منجر به دامپینگ بازار (dumping) و کاهش بیشتر حاشیۀ سود می‌شود.

در این شرایط، طرح‌های احداث واحدهای جدید متانول‌ساز با ظرفیت اسمی 29.6میلیون تن در سال و طرح‌های احداث واحدهای پایین‌دست متانول با مصرف 31.3میلیون تن متانول در سال نیز برنامه‌ریزی شده‌اند. یعنی درصورتی‌که تمام طرح‌های تولید و مصرف متانول به بهره‌برداری برسند، ایران همچنان حدود 14.9میلیون تن در سال ظرفیت اسمی مازاد متانول خواهد داشت که باید آن را صادر کند، آن هم در شرایطی که چین، به‌عنوان بزرگ‌ترین خریدار فعلی، در حال افزایش ظرفیت اسمی خود است تا بتواند از سال 2023، میزان واردات خود را کاهش دهد.

به نظرتان بهتر نیست در طرح‌های احداث واحدهای متانول‌ساز، تجدیدنظر شود؟ به نظرتان بهتر نبود از ابتدا، سرمایه‌گذاران و برنامه‌ریزان، آیندۀ بازار و چشم‌انداز قیمت‌ها را بررسی می‌کردند و بر پایۀ وجود خوراک گاز ارزان، این حجم عظیم از گاز ایران را به‌سمت تولید متانول هدایت نمی‌کردند؟ به سؤال دوم ابتدای این بخش برمی‌گردم. اگر ما به‌عنوان مهندسان و مدیران آیندۀ صنعت پتروشیمی ایران، اهمیت توسعۀ متوازن، هوشمندانه و با دید بلندمدت صنعت پتروشیمی را درک نکنیم، در آینده به نقطۀ مشابه وضع فعلی متانول، منتهی برای ماده‌ای جدید می‌رسیم.

ناترازی گاز و برق و آب، تقصیر پتروشیمی؟

همه‌مان اسم ناترازی گاز را شنیده‌ایم. ناترازی ۱یعنی برخی مواقع، خصوصاً در ماه‌های سرد سال، گاز بیشتر از آنچه تولید می‌شود، متقاضی دارد و به همین علت تحویل گاز طبیعی به برخی صنایع قطع یا کم می‌شود؛ اما پتروشیمی چقدر گاز مصرف می‌کند؟ شرکت ملی «صنایع پتروشیمی ایران» بیان داشته است که در سال 1403، متوسط مجموع مصرف گاز طبیعی صنعت پتروشیمی به‌عنوان سوخت و خوراک، 68.3میلیون متر مکعب در روز (9 درصد از کل مصرف گاز طبیعی در ایران) بوده است. 59 درصد از این مقدار، در 76 مجتمع پتروشیمی کشور به‌عنوان سوخت و مابقی به‌عنوان خوراک مجتمع‌ها مصرف شده است. همچنین 46 درصد مصرف گاز طبیعی در کشور در این سال، متعلق ‌به بخش خانگی، تجاری و صنایع غیرعمده بوده است. سال 1403، نرخ خوراک گازی واحدهای پتروشیمی بیش از 10 برابر نرخ بخش خانگی بوده است. همچنین در شرایط ناترازی گاز در زمستان، خوراک گاز پتروشیمی‌ها کم یا قطع می‌شود. بنابراین مشکل تأمین گاز طبیعی و هزینۀ آن، عامل تعیین‌کننده‌ای برای سودآوری مجتمع‌های پتروشیمی ایران است. معضل ناترازی گاز طبیعی در ایران با قطع گاز این واحدها برطرف نمی‌شود و تنها یک مسکن غلط کوتاه‌مدت برای تسکین مشکل اساسی مصرف بالای گاز طبیعی در کشور است. در ایران به مقولۀ بهره‌وری چه در پتروشیمی‌ها، چه در صنایع عمده و غیرعمده و چه در بخش خانگی و تجاری، به اندازۀ کافی توجه نشده است و خانه، از خشت اول کج بنا شده است. همچنین نقش گاز طبیعی در زندگی مردم ایران، به‌علت دردسترس‌بودن و قیمت بسیار پایین، به مثابۀ «کالای عمومی» در علم اقتصاد است که به‌علت پایین‌بودن نرخ آن، عموم مردم انگیزۀ کافی را برای بهینه‌سازی مصرف خود ندارند. یعنی هزینۀ اغلب روش‌های کاهش مصرف گاز، بیشتر از هزینۀ ازیاد مصرف آن است و در این شرایط اقتصادی، مردم محرک چندانی برای صرف هزینه با هدف جلوگیری از هدررفت گاز را ندارند. بنابراین تا زمانی که به بهره‌وری انرژی در کشور به اندازۀ کافی توجه و سرمایه اختصاص داده نشود و ازسوی دیگر، تلاش شود تا با اختصاص یارانه‌های بالا، هزینه‌های زندگی مردم تعدیل شود، معضل ناترازی گاز در ایران حل نخواهد شد.

دربارۀ قطعی برق چه؟ برق به‌عنوان یکی از سرویس‌های جانبی و اصلی مجتمع‌های پتروشیمی محسوب می‌شود. شرکت‌های پتروشیمی مبین و دماوند در منطقۀ عسلویه و شرکت پتروشیمی فجر در منطقۀ ماهشهر، واحدهای متمرکز سرویس جانبی محسوب می‌شوند که وظیفۀ اصلی تولید برق مورد نیاز را برعهده دارندۀ اما پتروشیمی بندر امام خمینی نیز یک واحد نیروگاه آبی دارد. طبق اطلاعات شرکت ملی صنایع پتروشیمی ایران، صنعت پتروشیمی در مجموع 1887مگاوات برق در سال 1403 تولید کرده که 213مگاوات از آن را به شبکۀ برق کشوری داده است. همچنین مجموعاً 1939مگاوات برق مصرف کرده است که 265مگاوات آن از شبکۀ برق کشوری بوده است. بنابراین در زمینۀ برق، پتروشیمی بار اضافه بر دوش کشور یا عامل ناترازی نیست. کمااینکه ظرفیت اسمی تولید برق این صنعت، 4105مگاوات است که درصورت قطع گاز پتروشیمی‌ها و عدم تولید آن‌ها، میزان تولید برق منطقه نیز کاسته خواهد شد؛ اما اگر این پدیده اتفاق نیفتد، پتانسیل تولید برق بیشتری وجود دارد، هرچند که نقص‌هایی نیز در شبکه هستند.

شاید کمبود آب تقصیر پتروشیمی‌هاست؟ آب در فرایندهای پتروشیمیایی هم به‌عنوان سرویس جانبی (utility) مانند بخار و آب خنک‌کننده در گردش و هم به‌عنوان واکنشگر در برخی واکنش‌ها نیاز است. طبق داده‌های شرکت ملی صنایع پتروشیمی ایران، در سال 1403، 360میلیون متر مکعب آب در صنعت پتروشیمی مصرف شده است. از این مقدار، 17 درصد سهم مجتمع‌های مستقر در عسلویه است که از منابع آب خلیج فارس برداشت شده و در منطقۀ ماهشهر نیز با سهم 24 درصد، آب مورد نیاز از آب رودخانۀ کارون تأمین شده است. بنابراین 211میلیون متر مکعب آب مورد نیاز صنعت پتروشیمی از منابع آب‌های سطحی و زیرزمینی داخل کشور (درون‌سرزمینی) برداشت شده است. در این سال، 100میلیارد متر مکعب آب از منابع درون‌سرزمینی در ایران مصرف شد که 86 درصد متعلق به بخش کشاورزی، 10 درصد مصارف خانگی و شهری، 0.25 درصد سهم صنعت پتروشمی و کمتر از 4 درصد سهم سایر بوده است. بنابراین می‌توان سهم پتروشیمی‌ها در بحران منابع آب زیرزمینی ایران را اندک دانست؛ اما باید توجه داشت که این درصد کمِ مصرف، به‌علت احداث اغلب پتروشیمی‌ها در کنار رودخانه و آب‌های آزاد بوده است و همچنان باید از احداث پتروشیمی در مناطق مرکزی و کویری ایران (مانند اصفهان) پرهیز می‌شده است. مقایسۀ میزان مصرف آب فرایندهای اصلی صنعت پتروشیمی در شرایط آب و هوایی مختلف نشان می‌دهد که واحدهای تولید اوره، آمونیاک و تبدیل گاز به الفین‌ها، بیشترین میزان مصرف آب را دارند و نباید واحدهای تولید این محصولات در مناطق دارای خشک‌سالی یا تنش آبی احداث شوند.

منابع: یادداشت‌های مرکز مطالعات زنجیرهٔ ارزش نفت و گاز مهام، کتاب پتروشیمی سال ۱۴۰۳