A sua refinaria está pronta para o futuro de baixo carbono?

A invasão da Ucrânia pela Rússia teve grandes implicações para os mercados de energia. Na esteira imediata da invasão, os preços do petróleo subiram para quase US $ 130 por barril; Embora os preços tenham caído, eles permaneceram voláteis devido ao estresse contínuo no sistema. Enquanto isso, as tendências que eram evidentes antes da guerra-incluindo o descomissionamento da capacidade da refinaria, bem como o rápido retorno da demanda, à medida que a pandemia covid-19 facilita-também contribuíram para o aumento dos preços refinados do produto, resultando em margens sem precedentes para refinarias em todo o mundo.

No entanto, mesmo que muitos participantes do setor estejam se perguntando se ocorreu uma mudança durável, vale a pena dar um passo atrás e examinar os fundamentos subjacentes do negócio. E, apesar das atuais condições favoráveis ​​do mercado para as refinarias, está cada vez mais claro que a indústria está em uma encruzilhada. À medida que os custos aumentam e as margens contratam, muitas refinarias se tornarão inúteis.

Consumer demand for refined products is likely to peak in the next ten years, and the imposition of additional carbon pricing schemes will add costs to what has historically been a low-margin business. As costs rise and margins contract, many refineries will become unprofitable.

Em resumo, a década seguinte separará os vencedores dos perdedores no negócio de refino. Os vencedores serão aqueles que podem permanecer lucrativos diante dos ventos do setor-incluindo a destruição da demanda, os impactos físicos das mudanças climáticas, o custo das políticas de preço de carbono e o aumento da pressão dos reguladores. A vitória também exigirá que as refinarias aproveitem as oportunidades apresentadas pelo Transição de energia , como o mix de demanda de produtos em evolução, os avanços nas tecnologias digitais e o suporte regulatório e do consumidor à descarbonização. Mas as condições atuais não durarão para sempre. Aceitar essa realidade-e fazer as mudanças necessárias mais cedo ou mais tarde-será a chave para a sobrevivência. A mudança contínua do mecanismo de combustão interna (ICE) reduzirá significativamente a demanda por seus produtos. Veículos de bateria-elétricos (BEVs) serão o tipo mais popular de veículo leve vendido globalmente até 2028-três anos antes do que nós

The refining business will remain vital for some time to come. But the present conditions won’t last forever. Accepting that reality—and making the necessary changes sooner rather than later—will be the key to survival.

Declining Demand, Increasing Costs

A wide range of adverse factors is clouding the long-term future of the refining industry. The ongoing shift away from the internal combustion engine (ICE) will significantly reduce demand for its products. Battery-electric vehicles (BEVs) will be the most popular type of light vehicle sold globally by 2028—three years earlier than we Projetado em 2021 . De fato, as vendas globais de BEV devem superar as vendas de todos os tipos de veículos híbridos combinados e exceder em muito as vendas de veículos movidos a gelo, até o final da década. (See Exhibit 1.)

To accommodate the expected decline in demand for transportation fuels, production capacity will have to be reduced by the equivalent of an entire refinery every year after 2030—reductions that will most likely occur among refineries in higher-income nations, where operations are typically more expensive. Além disso, a capacidade moderna e altamente eficiente ainda está online na China, Índia e em outros lugares-com seis milhões de barris por dia de nova capacidade de refinaria já foi anunciada-comprando mais pressão competitiva sobre os ativos em países de renda superior. Espera -se que o custo de emitir carbono, na forma de impostos e compensações, suba consideravelmente na próxima década - para US $ 100 por tonelada métrica ou mais em algumas regiões - como governos e agências regulatórias apóiam o impulso em direção a zero líquido. As implicações para as refinarias são enormes, dado que as refinarias produzem uma média de 1,2 milhão de toneladas de CO

Meanwhile, the costs associated with refinery operations are steadily increasing. The cost of emitting carbon, in the form of taxes and offsets, is expected to rise considerably in the next decade—to $100 per metric ton or more in some regions—as governments and regulatory agencies support the push toward net zero. The implications for refiners are huge, given that refineries produce an average of 1.2 million metric tons of CO ₂-equivalente (co ₂-e), de acordo com a agência de proteção ambiental. De fato, calculamos que, se você somasse as emissões de gases de efeito estufa (GHG) da indústria de refino global, ele ficaria em sexto lugar em emissões por país, atrás apenas da China, EUA, Índia, Rússia e Japão. Como resultado, em uma base global, as margens brutas de refinaria devem se deteriorar significativamente nas próximas duas décadas. Como mostra o Anexo 2, a maioria das refinarias foi lucrativa em 2021, mas até 2030, as margens serão acentuadamente mais baixas. Os regulamentos também se tornarão mais rigorosos em relação ao ruído, odor, material particulado e outras emissões que podem afetar a saúde daqueles que vivem perto das refinarias, e isso aumentará ainda mais os custos. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA está planejando buscar o aumento da conformidade com as regras que cobrem a poluição do ar e atualmente está revisando seus padrões nacionais de qualidade do ar ambiente. A China também planeja apertar sua aplicação dos regulamentos de poluição do ar.

Ultimately, there will likely be close stewardship and scrutiny of the carbon impact of every barrel of crude oil, from drilling and extraction to transportation, refining, and final combustion. As a result, on a global basis, gross refinery margins are expected to deteriorate significantly over the next two decades. As Exhibit 2 shows, most refineries were profitable in 2021, but by 2030, margins will be sharply lower.

The increased cost of carbon isn’t the only cost associated with regulations that’s expected to rise. Regulations will also become more stringent with respect to noise, odor, particulate matter, and other emissions that can affect the health of those living near refineries, and that will increase costs further. The US Environmental Protection Agency is planning to pursue increased compliance with rules covering air pollution and is currently reviewing its National Ambient Air Quality Standards. China, too, plans to tighten its enforcement of air pollution regulations.

Refinarias também devem estar preparadas para os riscos físicos associados a Mudança climática . Muitas refinarias estão localizadas em áreas baixas próximas às costuras e, portanto, estão sujeitas ao aumento da frequência de grandes furacões, tufões e outros eventos climáticos extremos, bem como os efeitos de longo prazo do aumento dos níveis do mar. As instalações que não fizeram essas melhorias ficaram sob água salgada, desligando -as por meses enquanto substituíam os sistemas de distribuição elétrica, bem como numerosos peças de equipamento rotativo. Em alguns casos, o custo combinado de reparos e as margens perdidas custou mais de US $ 150 milhões. As refinarias que se concentraram em endurecer suas instalações para os impactos das mudanças climáticas - levantando e reforçando suas paredes do dique do rio, por exemplo - foram capazes de voltar on -line rapidamente quando a energia externa foi restaurada, com custos mínimos de reparo; Isso também lhes permitiu fornecer apoio financeiro aos esforços de recuperação de furacões nas comunidades locais.

Hurricane Harvey, which struck the US Gulf Coast in 2017, highlighted the need to focus on increasing dike levels and improving drainage systems. Facilities that hadn’t made these improvements sat beneath salt water, shutting them down for months as they replaced electrical distribution systems as well as numerous pieces of rotating equipment. In some cases, the combined cost of repairs and lost margins ran over $150 million. Refiners that had focused on hardening their facilities for the impacts of climate change—raising and reinforcing their river dike walls, for example—were able to come back online quickly once external power was restored, with minimal repair costs; this also allowed them to provide financial support for hurricane recovery efforts in local communities.

As mudanças climáticas provavelmente afetarão as refinarias de outras maneiras. O aumento das temperaturas criará limitações adicionais de capacidade - especialmente durante os meses mais quentes, à medida que a capacidade de resfriamento das torres de resfriamento tradicional se torna ainda mais limitada. Mudanças nos padrões climáticas resultarão em fluxos de água reduzidos nos principais rios de transporte interior, impedindo a capacidade dos refinadores de trazer petróleo e enviar produtos para os clientes. Sob essas condições, a produção de refinaria de baixo carbono é obrigatória-incluindo fontes mais limpas de energia operacional, eficiência operacional de classe mundial, produtos alternativos e rastreamento completo de como os produtos de refinaria são usados ​​a jusante. Não será fácil. Como mostra o Anexo 3, a redução das emissões de um escopo 1 e 2 de uma refinaria exigirá ações em várias alavancas. O preço será alto, com partes consideráveis ​​das emissões das refinarias custando perto ou excedendo US $ 100 por tonelada de CO

To sum up, refinery operators must prepare for a far more problematic future, one in which the key to survival lies in transforming how they operate and placing their bets on their strongest assets. Under these conditions, low-carbon refinery production is a must—including cleaner sources of operating power, world-class operational efficiency, alternative products, and full tracking of how refinery products are used downstream.

The Low-Emissions Refinery of the Future

Many refinery operators have announced ambitious goals for reducing their carbon emissions, but achieving those goals won’t be easy. As Exhibit 3 shows, abating a refinery’s Scope 1 and 2 emissions will require actions across multiple levers. The price will be high, with considerable portions of refineries’ emissions costing close to or exceeding $100 per ton of CO ₂-E para diminuir. E os esforços de redução dependerão em parte de uma variedade de tecnologias que ainda não se tornaram práticas em escala. Intensidade das emissões das refinarias-a quantidade de CO

While reducing Scope 2 emissions will largely be a matter of increasing efficiency and buying renewable power when its available, operators looking to reduce their Scope 1 emissions must develop and implement plans to reduce their refineries’ emissions intensity—the amount of CO ₂-E gerado por unidade de energia produzida. Aqui estão as técnicas e tecnologias que as refinarias devem considerar.

Renováveis. O grau de CO Refineries can offset their emissions by developing their own renewable energy sources, both to power their own operations and to sell back into the power grid. The degree of CO ₂-E A redução, no entanto, depende em grande parte da configuração da refinaria e da capacidade de armazenar a energia gerada. E os custos de armazenamento ainda são altos.

Comutação de combustível. O custo desses combustíveis - e assim a economia de usá -los - depende muito da disponibilidade das matérias -primas necessárias e de sua proximidade com onde elas devem ser usadas. A further tactic for both abating GHG emissions and lowering costs is to switch to alternate fuel sources, including biomass, synthetic gas produced from biomass, biogas produced from other organic sources such as municipal waste and sewage sludge, and biomethane, which is produced by upgrading biogas. The cost of these fuels—and thus the economics of using them—depends heavily on the availability of the required feedstocks and their proximity to where they are to be used.

Hidrogênio verde. O argumento comercial para o hidrogênio verde depende fortemente do custo de produção, que atualmente é alto demais para ser economicamente viável. Mas o custo está caindo e mais de 800 projetos de hidrogênio verde foram anunciados, com uma capacidade total de aproximadamente 29 milhões de toneladas por ano. O aumento do apoio regulatório e político será necessário para acelerar ainda mais o desenvolvimento. Refineries can lower emissions further by shifting away from the production of hydrogen via steam methane reforming and to green hydrogen made from entirely renewable sources of power. The business case for green hydrogen is heavily dependent on the cost of production, which is currently too high to be economically viable. But the cost is dropping, and over 800 green hydrogen projects have been announced, with a total capacity of approximately 29 million tons per year. Increased regulatory and political support will be required to further speed up development.

Captura, utilização e armazenamento de carbono (CCUS). Para as refinarias, as tecnologias associadas à precombção e captura de pós-combustão não são novas, mas a economia depende em grande parte do volume de CO The development of economically viable technologies for capturing, storing, and using the CO₂ released during refinery operations, including the production of blue hydrogen, will be essential if refineries are to meet their net-zero emissions goals. For refiners, the technologies associated with precombustion and postcombustion capture are not new, but the economics depends largely on the volume of CO ₂ sendo capturado. Inscreva -se

Além disso, o valor econômico da captura de carbono depende, em última análise, da capacidade de armazenar o CO capturado ₂ e colocá -lo em uso. Pode ser armazenado no subsolo em reservatórios de petróleo e gás esgotados, aqüíferos salinos, formações de basalto e depósitos de carvão que não podem ser extraídos. Em seguida, pode ser usado em uma variedade de processos industriais, incluindo mineralização, síntese química, síntese de algas e fotossíntese artificial. Os governos podem ajudar desenvolvendo regulamentação e incentivos de apoio, como estão fazendo os EUA, o Reino Unido e a Noruega. A Lei de Redução de Inflação aprovada recentemente dos EUA, por exemplo, está aumentando os incentivos de CCUs para US $ 85 por tonelada de CO

Developing large-scale CCUS infrastructure, however, will require considerable up-front investment, which may require partnering across the value chain. Governments can help by developing supportive regulation and incentives, as the US, the UK, and Norway are doing. The US’s recently passed Inflation Reduction Act, for example, is increasing the CCUS incentives to $85 per ton of CO ₂ e fornecendo um crédito de imposto de US $ 3 por quilograma da produção de hidrogênio. Eficaz, envolve melhorar sua eficiência energética operacional. As refinarias podem obter ganhos significativos em suas atividades comerciais como usuais através da otimização de suas plantas e redução do gás, vapor e energia necessárias para operá-las e, implementando uma nova estratégia de fornecimento de energia para reduzir o custo de entrada de energia. Isso inclui novos métodos de recuperação de calor, fornos de baixa emissão, membranas de separação, usos alternativos para gás combustível e o armazenamento de energia térmica. As refinarias também podem aproveitar novas soluções digitais para garantir o uso eficiente da energia em cada unidade de refinaria. De fato, a digitalização será crucial para todos os aspectos do esforço para descarbonizar as refinarias e, assim, garantir sua licença para operar, além de impulsionar margens aumentadas e minimizar as despesas operacionais. Os operadores podem começar a entender seu escopo 3 emissões desenvolvendo uma linha de base e

Energy Efficiency. The least costly means of reducing refineries’ carbon footprint, and the most effective, involves improving their operational energy efficiency. Refineries can make significant gains in their business-as-usual activities through the optimization of their plants and reduction of the gas, steam, and power needed to operate them, and by implementing a new energy sourcing strategy to lower the cost of energy inputs.

Several new technologies also have the potential to increase refinery efficiency. These include new heat-recovery methods, low-emission furnaces, separation membranes, alternative uses for fuel gas, and the storage of thermal energy. Refineries can also take advantage of new digital solutions to ensure the efficient use of energy in each refinery unit. Indeed, digitization will be crucial to all aspects of the effort to decarbonize refineries, and thus to ensure their license to operate while also driving increased margins and minimizing operating expenses.

What About Scope 3 Emissions?

Refinery operators also have an obligation to promote the reduction of their Scope 3 emissions to the fullest extent possible. Operators can begin to understand their Scope 3 emissions by developing a baseline and Usando a IA e outras ferramentas Para acompanhar o impacto no meio ambiente através do uso de seus produtos pelos clientes. As refinarias podem diminuir diretamente essas emissões, mudando para produtos menos intensivos em carbono, como biodiesel, diesel renovável e combustível de aviação sustentável. (Veja a barra lateral: “Uma refinaria verdadeiramente de zero é lucrativa?”)

Ultimately, they must collaborate with their customers to develop strategies for lowering Scope 3 emissions. (See the sidebar, “Can a Truly Net-Zero Refinery be Profitable?”)

Estratégias vencedoras

À medida que o custo do refino de combustíveis fósseis cresce e a pressão nas margens aumenta, os proprietários de refinarias devem decidir sobre o papel estratégico de cada refinaria em seu portfólio e a melhor forma de posicioná -los para o futuro. Esperamos que a refinaria do futuro caia em três arquétipos gerais: concorrentes globais, campeões regionais e novas plataformas de energia.

concorrentes globais. Para garantir sua sobrevivência, os concorrentes globais precisarão investir em profarbonização profunda, endurecimento ao clima, integração petroquímica, logística vantagem e toda a gama de ferramentas digitais necessárias para reduzir os custos de produção. Mercados - As refinarias da Costa da Lúcula poderão exportar economicamente combustíveis para a América Central e do Sul, por exemplo. A integração com a indústria petroquímica será essencial para manter as margens-e para alguns, a disposição de correr riscos por meio de atividades como negociações apoiadas por ativos ajudarão a aumentar a receita.

These world-scale operations will be located in refining hubs such as the Gulf Coast of the US, the Middle East, Northwest Europe, and Singapore, but they will be in a position to remain competitive in global markets—Gulf Coast refineries will be able to economically export fuels to Central and South America, for example. Integration with the petrochemical industry will be essential to maintain margins—and for some, a willingness to take risks through activities such as asset-backed trading will help prop up revenue.

Campeões regionais. Para esses jogadores, a sobrevivência dependerá de investir no que for preciso para permanecer lucrativo em seus mercados, pois enfrentam a demanda gradualmente em declínio e a concorrência aumentada de rivais. Eles devem cuidar de que as refinarias de mercados adjacentes não tentem invadir suas regiões e capturar sua participação de mercado. Eles devem considerar a conversão para a produção de biocombustíveis e a construção de um terminal para armazenar e distribuir biocombustíveis provenientes de outros lugares. Eles também podem mudar algumas operações para a produção de hidrogênio-conversando suas operações de metano a vapor para produzir hidrogênio azul e usar infraestrutura de energia limpa em escala industrial para executar eletrolisadores para hidrogênio verde. A conversão de unidades de hidroprocessamento para processar o diesel renovável é uma possibilidade adicional. A sobrevivência dependerá da escolha da estratégia certa para cada ativo, dependendo de sua localização, capacidade e base de clientes - e o mais importante, estar disposto a fazer as mudanças tecnológicas e operacionais necessárias para aumentar a receita e manter as margens. futuro. These operators will be located in nonhub markets and will be able to maintain the lowest cost to serve their regional customers. For these players, survival will depend on investing in whatever it takes to remain profitable in their markets as they face gradually declining demand and heightened competition from rivals. They must take care that refiners from adjacent markets don’t try to encroach on their regions and capture their market share.

New Energy Platforms. Some operators will be able to take advantage of the synergies between their existing operations and the opportunities arising from the energy transition. They should consider both converting to biofuels production and building a terminal for storing and distributing biofuels sourced elsewhere. They could also shift some operations to the production of hydrogen—converting their steam methane operations to produce blue hydrogen and using industrial-scale clean power infrastructure to run electrolyzers for green hydrogen. Converting hydroprocessing units to process renewable diesel is a further possibility.

Refiners willing to take advantage of the opportunities available in the shift to new climate-sensitive products can prosper. Survival will be contingent on choosing the right strategy for each asset depending on its location, capacity, and customer base—and most importantly, being willing to make the technological and operational changes necessary to increase revenue and maintain margins.

The winners will be those that begin now—determining and implementing strategies that best fit their current capabilities and a realistic vision for the future.