Nelson Complexity Index - 복잡도 측정법 (ft. 고도화 비율)

국내 정유회사에서 근무하다 보면, 고도화 비율이라는 이야기를 종종 듣곤 한다.

우리 나라의 경우에는 CDU에서 원유를 처리하며 Bottom 으로 나오는 AR (Atmospheric Residue)를 처리해서 고품질의 제품으로 만드는 시설들의 처리량 (Capacity)을 기준으로 고도화 비율을 계산하며, 대략 평균적으로 30% 이상의 고도화 비율을 보이고 있다. 대충 고도화 시설로 인정되는 유닛들은 아래와 같다.

• FCC (Fluidic Catalytic Cracking) 
• Hydrocracker 
• Delayed Coker
• RDS (Residue De-sulfurization) 
• 그 외 등등

위의 고도화 비율은 거의 국내에서만 쓰이며, 국제적으로 정유시설의 복잡도를 알아보기 위해 사용되는 지표는 Nelson Complexity Index (NCI) 라고 볼 수 있다. NCI는 정유시설의 물리적/공정적 복잡도와 업그레이드 능력을 나타내는 지표로, 위의 고도화 비율 내용을 포함하는 개념이라고 볼 수 있다.

 

NCI는 기본적으로 CDU를 기준으로 하여 (1.0), 각 유닛별로 Complexity Factor를 부여한 뒤에 공정별로 용량 비율을 고려하여 합한 지수이다. 즉, NCI = Σ[(유닛별 Complexity Factor) × (해당 유닛 용량 / CDU 용량)]

유닛의 Factor는 출처마다 값이 다를 수 있으므로 계산할 때는 일관성을 위해 동일한 출처를 이용하도록 하고, 아래는 공정별 Factor를 예시로 추가해 보았다.

Process Unit	Complexity Factor
CDU	1.0
VDU	2.0
Catalytic Reforming	5.0
FCC	6.0
Hydrocracker	6.0

 

만약 어떤 정유공장의 CDU가 100 KBD (kb/d)이고, VDU가 40 KBD, Hydrocracker가 20 KBD, FCC가 20 KBD라고 한다면,

CDU = 1

VDU = 2*(40/100) =0.8

Hydrocracker = 6*(20/100) = 1.2

FCC = 6*(20/100) = 1.2

즉, NCI는 4.2가 되는 것이다. 

 

과거 초기의 정유시설들은 NCI 가 2~4 수준으로 매우 낮았지만, 현재는 그 정도 수준으로는 글로벌하게 경쟁할 수가 없는 상태다.

지역별로 보자면 대략 아래와 같고, 역시 아시아와 북미쪽이 상당히 높음을 알 수 있다. 아시아의 경우 계속해서 고도화 설비를 증가하는 추세고, 미국은 FCC, Alkylation 등의 비중이 높고 캐나다는 중질유 처리를 위한 Hydrocracker 등이 많아서 높아진 것으로 보인다. 

 

 

NCI는 현업에서 대략 아래의 목적으로 쓰이는 경우가 많으며, 아무래도 지표이다 보니 Rough하게 쓰일 수밖에 없다.

• 벤치마크/밸류에이션: 동일 지역·유사 규모 정유소 간 상대적 업그레이드 능력 비교에 사용되고, M&A, IPO, 신용평가/채권 IR 자료에서 빈번히 인용
• 마진 분석: NCI가 높을수록 Spread가 벌어질수록 잠재 마진이 커진다고 볼 수 있음
• 프로젝트 의사결정: 특정 유닛 추가에 따른 복잡도 증감 확인이 쉬우며, NCI 가 높아질수록 CAPEX가 크게 증가하는 감을 잡을 수 있음

현실에서는 Operability나 Reliability가 무척 중요하기 때문에, NCI가 높다 하더라도 해당 업체의 경쟁력을 보장한다고 볼 수만은 없다는 이야기. 그런 측면에서 보았을 때 한국 정유사들은 상당히 경쟁력이 있다고 생각된다. NCI를 계산해 보지는 않았으나 아마 충분히 높을 것이고, 운전 자체도 상당히 잘 하고 있기 때문이다.

 

한국에서 사우디처럼 원유나 가스만 나온다면....