نگاه بنیادی به صنعت گاز؛ تولید سخت و فروش سخت‌تر!

نفت و گاز شاید چالش‌برانگیزترین منابع خدادادی در دهه‌های اخیر به‌حساب بیایند. مانند برخی از منابع طبیعی دیگر، این دو منبع قدرتمندِ انرژی نیز به‌صورت یکنواخت و یکپارچه بر روی کره زمین توزیع نشده‌اند. نفت و گاز طبیعی به دلیل تولید انرژی بالا و نیاز روزافزون دنیا به انرژی از منابع طبیعی بسیار مهم و درآمدزا به‌حساب می‌آیند.

بااینکه مدت‌زمان طولانی از وجود گاز طبیعی می‌گذرد اما تنها در سه دهه گذشته این صنعت به‌صورت برجسته موردتوجه قرار گرفته است. چینی‌ها بر این باورند که 500 سال پیش از میلاد مسیح از گاز طبیعی برای نمک‌زدایی آب استفاده می‌کرده‌اند. اما چیزی که همگان بر آن اذعان دارند، این است که گاز طبیعی در قرن هفدهم و در ایالات‌متحده آمریکا کشف شده و اولین چاه گازی در سال 1821 حفر شده است.

این کهنه‌های دل‌آزار

از اواخر دهه 1980 و اوایل دهه 1990 هم‌زمان با بالا گرفتن نگرانی‌ها درباره محیط‌زیست در سطح جهانی، نفت و زغال‌سنگ و به‌طورکلی انرژی‌های قدیمی‌تر، دیگر آن محبوبیت سابق را نداشتند. کره زمین رو به گرم شدن گذاشت و آلودگی‌های ناشی از انرژی‌های سنتی باعث بازنگری در منابع تولید انرژی شد.

در همین زمان گاز طبیعی به‌عنوان منبع انرژی سازگارتر با محیط‌زیست موردتوجه قرار گرفت و استفاده از آن رشد چشم‌گیری پیدا کرد. همچنین در هزاره جدید به دلیل اینکه نگرانی‌های مربوط به امنیت عرضه انرژی مطرح شده، توجه به گاز طبیعی به دلیل توزیع بهتر ذخایر آن افزایش پیدا کرده است. تا سال 2009 به‌طور متوسط 24 درصد از تقاضای جهانی انرژی اولیه مربوط به گاز بوده است. با توجه به مقدمه‌ای که گفته شد. شاید خالی از لطف نباشد که به بررسی کلی بازار گاز طبیعی از منظر اقتصادی بپردازیم و جایگاه آن را در بازار جهانی متوجه شویم.

مقایسه برخی ویژگی‌های نفت و گاز

گاز یک فرآورده فرعی نفتی یا یک محصول همراه نفت نیست و یک هیدروکربن متفاوت است. گاز به‌مراتب فراوان‌تر از نفت است و به‌صورت گسترده‌تر در سطح جهان پخش شده است. دسترسی به منابع گاز متنوع‌تر از منابع نفتی است. بااینکه نزدیک به 70 درصد ذخایر گاز دنیا در کشورهای خاورمیانه و اتحاد جماهیر شوروی سابق وجود دارد اما گاز در تمام قاره‎های کره زمین کشف شده است. این پراکندگیِ گسترده‌ی گاز به‌تبع نگرانی‌ها درباره امنیت عرضه انرژی را تا حدودی تعدیل می‌کند.

آلودگی گاز به‌مراتب کم‌تر از نفت است.

یکی از ویژگی‌های موردتوجه گاز طبیعی سازگاری آن با محیط‌زیست است. به‌عنوان‌مثال هر تراژول گاز طبیعی 56.1 تن CO 2 تولید می‌کند، این در حالی است که میزان انتشار CO 2 به ازای هر تراژول نفت و زغال‌سنگ به ترتیب 73.3 و 94.6 تن است. بنابراین میزان CO 2 تولیدی توسط گاز طبیعی برای تولید یک مقدار انرژی برابر، 30 درصد کمتر از نفت و 70 درصد کمتر از زغال‌سنگ است که این به‌نوبه خود ویژگی بسیار جالب‌توجهی در گاز طبیعی با توجه به نگرانی‌های موجود درباره آینده حیات بر روی زمین است.

زنجیره عرضه گاز

صنعت گاز از یک سری فعالیت‌های سرمایه‌بر با تکنولوژی بالا تشکیل می‌شود. این فعالیت‌ها در کنار هم یک زنجیره را می‌سازند. حلقه‌های این زنجیره تولید، جمع‌آوری، ذخیره‌سازی، انتقال از طریق لوله، توزیع و عرضه به مصرف‌کننده نهایی هستند.

انرژی‌هایی همچون نفت و گاز به دلیل ماهیتشان هزینه‌های زیادی را برای اجرای فرآیندهای زنجیره عرضه خود در برمی‌گیرند. نفت و گاز نیاز به عملیات وسیعی برای اکتشاف دارند که این مرحله تولیدکنندگان گاز را متحمل هزینه‌های بالایی می‌کند. این هزینه‌ها نشات گرفته از ماهیت فنی و ریسک بالای فرآیند اکتشاف است.

پس‌ازاینکه فرآیند اکتشاف با موفقیت سپری شد نوبت به توسعه میدان‌ها می‌رسد. توسعه میدان‌ها نیز پروسه‌ای زمان‌بر و پرهزینه است. میزان این هزینه به تعداد چاه‌های موردنیاز برای توسعه، مکان موردنظر، شرایط مخزن و زیرساخت‌های موردنیاز بستگی دارد.

صرفه مقیاس و زنجیره عزضه

به همین دلیل کمپانی‌های موجود که به فعالیت در این زمینه می‌پردازند، علاقه‌مند به بزرگ بودن مجموعه خود دارند. اگرچه ممکن است در مقایسه با کل بازار کوچک به نظر بیایند، اما صرفه‌های ناشی از مقیاس این میل را در آن‌ها پدید می‌آورد.

بعد از اکتشاف برای تکمیل زنجیره عرضه ، نیاز به فرآیندی برای انتقال گاز از مبدا به مقصد وجود دارد. در حال حاضر در دنیا این انتقال از دو طریق انجام می‌شود. عرضه‌کنندگان با استفاده از تاسیسات انتقال با خطوط لوله پرفشار و گاز مایع ارتباط بین تولیدکننده و مصرف‌کننده را شکل می‌دهند.

تاسیسات انتقال، باید ویژگی‌های خاصی داشته باشند که همین باعث بالا بودن هزینه آن‌ها می‌شود. هزینه سرمایه‌گذاری در این زمینه و به طریق خط لوله بستگی به‌اندازه (قطر) خط لوله دارد که قطر خط لوله نیز وابسته به فاصله و تقاضای اوج است. درنتیجه هزینه متوسط انتقال در مقیاسِ وسیع از تولید، گرایش به کاهش دارد که نشان‌دهنده آن است که سیستم انتقال گاز طبیعی از ویژگی انحصار طبیعی برخوردار است.

حادثه در کمین است!

اینکه به‌صورت مستمر و یکپارچه بتوان گاز تمام مصرف‌کنندگان را تامین کرد، از مهم‌ترین دغدغه‌های صنعت گاز طبیعی است. اخلال در عرضه گاز طبیعی حتی برای یک مدت‌زمان کوتاه می‌تواند، منجر به بروز فاجعه شود. به‌طور مثال ممکن است قطعی گاز در دستگاه‌هایی که فرسوده و مستهلک شده‌اند، باعث نشت گاز، احتراق و حتی انفجار شود.

درنتیجه امنیت عرضه (به معنای تامین گاز مصرف‌کنندگان به‌صورت مستمر و بدون قطعی) بسیار حائز اهمیت است. مانند برق، تقاضای گاز نیز به‌صورت فصلی و روزانه تغییر می‌کند و در فصولی تقاضا به‌صورت فزاینده افزایش می‌یابد.

عرضه‌کنندگان گاز باید این پیک‌ها را شناسایی کرده و با توجه به زمان آن خود را برای عرضه بیشتر و متناسب با تقاضا آماده کنند. به‌طور مثال در سال 1999 نیوبری در آمریکا محاسبه کرد که اوج تقاضای روزانه معمولا 1.5 برابر متوسط تقاضا و 4 برابر حداقل تقاضا است. این محاسبات از کشوری به کشور دیگر متغیر بوده و برای امنیت عرضه گاز باید دقیق و اصولی محاسبه شوند.

بنابراین همان‌طور که متوجه شدید مدیریت عرضه گاز بسیار مهم است چراکه قطعی گاز برعکس برق بسیار پرریسک‌تر و خطرناک‌تر بوده و از طرفی با توجه به تغییرات روزانه و فصلی نباید سیستم دچار کمبود و افت فشار شود. تغییرات تقاضا در مورد گاز را می‌توان از طریق ذخیره‌سازی یا تغییر نرخ استخراج از چاه‌ها برطرف کرد.

چهار محور اصلی بازار گاز

برای تحلیل بازار گاز ابتدا به بررسی آن در چهار محور ذخایر، تولید، مصرف و تجارت می‌پردازیم.

ذخایر گاز:

ذخایر گاز در فاصله سال‌های 1980 تا 2009 بیش از 2 برابر شده است. ذخایر اثبات‌شده گاز در سال 1980 در سطح 81 تریلیون مترمکعب بوده است، درحالی‌که در سال 2009 به 188 تریلیون مترمکعب رسیده است. بخش اعظم ذخایر گاز یعنی نزدیک به 70 درصد در خاورمیانه و کشورهای اتحادیه جماهیر شوروی سابق است.

هزینه اکتشاف و توسعه میادین گازی خیلی زیاد است.

در فاصله سال‌های 1980 تا سال 2009 میلادی ذخایر خاورمیانه رشد بیشتری نسبت به سایر مناطق داشته است. این مناطق در سال 1980 دارای 25 تریلیون مترمکعب ذخایر گاز بوده که این مقدار در سال 2009 به 76 تریلیون مترمکعب رسیده است. شاید برایتان جالب‌توجه باشد که بدانید کشورهای OECD تنها کمتر از یک‌دهم ذخایر گازی را دارا هستند. کشورهای ایران، روسیه و قطر در سال 2009 بیش از 50 درصد منابع گازی جهان را در اختیار داشته‌اند.

تولید گاز:

همان‌طور که گفته شد کشورهای OECD یا The Organisation for Economic Co-operation and Development کمتر از 10 درصد از ذخایر گازی جهان را در اختیار دارند اما نکته جالب این است که در سال 2009 بیش از 38 درصد گاز را در جهان تولید کرده‌اند. البته این مقدار نسبت به دهه‌های قبل به دلیل افزایش تولید دیگر کشورها کاهش یافته است. به طور مثال سهم تولید OECD در دهه 70 میلادی قریب به 75 درصد بوده است.

مصرف گاز:

درحالی‌که کشورهای توسعه‌نیافته همچنان درگیر نفت هستند، تقاضا برای گاز در کشورهای توسعه‌یافته بیشتر شده است. طبق آمار در 2009 میزان تقاضای گاز در کشورهای OECD، بالغ بر 49 درصدِ کل تقاضای جهانی گاز بوده است. نکته‌ای که وجود دارد، این است که میان پنج کشور تولیدکننده گاز تنها نروژ است که دارای تقاضای داخلی پایینی است.

عرضه گاز در ایالات‌متحده آمریکا پاسخگوی نیازهای آن‌ها نیست. این در حالی است که روسیه تقریبا دوسوم تولید داخلی خود را مصرف می‌کند. ایران و عربستان به دلیل محدودیت‌های سیاسی تولید خود را بیشتر به مصرف داخلی اختصاص داده‌اند و کانادا شصت درصد تولید داخلی خود را مصرف می‌کند.

در دهه 1980 میلادی بعد از ظهور توربین‌های گازیِ سیکل ترکیبی و مقررات‌زدایی بازار برق در دهه 1990 تغییرات بزرگی در تکنولوژی تولید برق اتفاق افتاد. توجه به Global warming نیز باعث تغییرات مصرف انرژی شد. ویژگی‌هایی چون جاذبه‌های زیست‌محیطی گاز طبیعی، هزینه سرمایه پایین‌تر، دوره بازگشت سرمایه کوتاه‌تر، کارایی بالاتر باعث توجه به گاز در دهه‌های اخیر شد.

تجارت گاز:

همان‌طور که مشخص است در بازار گاز تعادلی میان عرضه و تقاضا وجود ندارد، چراکه این انرژی به‌صورت یکپارچه بر روی زمین پخش نشده است. به همین دلیل کشورها به سمت تجارت گاز طبیعی سوق پیدا کردند. برای انتقال این انرژی از دو روش خطوط لوله و انتقال از طریق مایع ‌ سازی liquefied natural gas استفاده می‌شود.

در سال 2009 تجارت گاز طبیعی طبق آمار نزدیک به 877 میلیارد مترمکعب بوده که 72 درصد آن از طریق خط لوله انتقال یافته است. در همین سال اروپا با 45 درصد تجارت گاز مقام اول را در این زمینه به خود اختصاص داده است. در آسیا مرسوم‌ترین نوع انتقال گاز به‌صورت LNG است. اما در سایر نقاط جهان این انتقال از طریق خط لوله اتفاق می‌افتد.

عرضه گاز از طریق خط لوله

انتقال گاز پروسه پرهزینه‌ای است و باید بین گزینه‌های محدود، کم‌هزینه‌ترین آن را انتخاب کرد. به دلیل بالا بودن هزینه انتقال تنها بخش کمی از گاز در سطح بین‌المللی معامله می‌شود و بیشتر آن در محل تولید مصرف‌شده و یا سوزانده می‌شود.

زمانی که گاز را از طریق خط لوله منتقل می‌کنیم، این انتقال باعث به وجود آمدن صرفه‌های مقیاس می‌شود هرچه قطر لوله افزایش می‌یابد به‌تبع میزان حجم گاز انتقالی نیز افزایش می‌یابد. با افزایش طول خط لوله فشار گاز به دلیل اصطکاک کاهش‌یافته، بنابراین برای تقویت فشار نیاز به دستگاه کمپرسور خواهد بود. ادبیات اقتصادی در زمینه انتقال گاز از طریق خط لوله تا حدی محدود است. البته در سال‌های اخیر پیشرفت‌هایی داشته است.

عرضه LNG

با سرد کردن گاز طبیعیِ خالص تا دمای 162- درجه سانتیگراد گاز طبیعی مایع به دست می‌آید. در طی این فرآیند حجم گاز به 1.600 برابر حجم اصلی آن در دمای اتاق و فشار هوا کاهش پیدا می‌کند. بعد از تبدیل حالت گاز به مایع آن را به مخزن‌های مخصوصی منتقل کرده و آماده مصرفِ تقاضاکنندگان می‌کنند.

البته باید به این نکته توجه کرد که گاز مایع پیش از اینکه مصرف شود، باید مجددا به گاز تبدیل شود. درنتیجه زنجیره عرضه شامل سه مرحله جداگانه می‌شود: مایع‌سازی ، ذخیره‌سازی و انتقال و تبدیل دوباره آن به گاز.

انتقال گاز طبیعی دشواری‌های زیادی دارد.

در بخش مایع‌سازی سرمایه زیادی لازم است. در این بخش صرفه‌های مقیاس به کار می‌آید، یعنی با افزایش اندازه بنگاه هزینه هر واحد محصول کم و کمتر می‌شود. در سال 2004 جنسن نشان داد که اگر اندازه واحد تولیدی از 2 میلیون تن به 4 میلیون تن افزایش داده شود، هزینه‌ها به میزان 25 درصد کاهش پیدا خواهد کرد.

البته در سال‌های اخیر به دلیل افزایش تقاضا برای گاز مایع هزینه‌های تولید آن افزایش پیدا کرده است. در مقایسه با نفت، انتقال گاز مایع پرهزینه‌تر است، چراکه کشتی‌هایی که برای انتقال در نظر گرفته می‌شوند باید به‌طور خاصی طراحی شوند.

انتقال گاز از طریق خط لوله در برابر LNG

همان‌طور که گفته شد، LNG نیازمند سرمایه‌گذاری اولیه بیشتر است اما این نکته نیز مهم است که بعد از تبدیل‌شدن به مایع هزینه‌ها با افزایش فاصله به‌آرامی افزایش می‌یابد. حال‌آنکه با افزایش فاصله در حالت انتقال از طریق خط لوله نیازمند افزایش خط لوله و تجهیزات هستیم که این باعث افزایش هزینه‌ها متناسب با افزایش فاصله می‌شود.

به‌هرحال مبادله اقتصادی بین این دو روش به عوامل مختلفی مانند؛ میزان بهره‌برداری، شرایط جغرافیایی (زمینی و دریایی)، پیشرفت‌های تکنولوژیکی، عوامل اقتصادی و سیاسی و… بستگی دارد. به‌طورکلی زمانی که میزان بهره‌برداری افزایش پیدا می‌کند، میزان هزینه‌ها کاهش می‌یابد.

اگرچه گاز طبیعی در دهه‌های اخیر به دلیل ویژگی‌هایش در کشورهای توسعه‌یافته و درحال‌توسعه بسیار موردتوجه قرار گرفته است اما بازار آن همچنان منطقه‌ای و چندتکه و مجزا است. به دلیل سرمایه‌بر بودنِ زنجیره عرضه گاز طبیعی و احتمال تغییر رفتار مصرف‌کننده سرمایه‌گذاری در این صنعت با مخاطره و نا اطمینانی مواجه است. درنتیجه توسعه این صنعت نسبت به نفت بسیار کندتر بوده است. اما بحث Global warming و مشکلات زیست‌محیطی جست‌وجو را برای یافتن انرژی‌هایی که میزان کربن کمتری منتشر می‌کنند توجه به این انرژی را افزایش داده است.