《自然》｜来自市场的需求冲击对边际油的碳影响
——石油需求减少的碳排放效益
取决于需求下降的幅度和全球石油市场的结构。
新型石油开采技术的扩大使用增加了石油资源的可变性，并使全球石油供应的碳足迹多样化。过去的生命周期评价（LCA）研究忽视了上游排放的异质性，假设石油需求的下降将取代平均原油。发表于《自然》上的文章探讨了边际原油来源的生命周期温室气体排放影响，确定了对石油需求下降最敏感的生产商的上游碳强度。根据作者们的估计，小的需求冲击与大的需求冲击有不同的上游碳强度影响。
研究背景
能源部门正处于快速变化的状态。一些国家宣布了各种绿色*策，以期从疫情造成的衰退中恢复。其中许多*策可能会对石油和天然气行业产生长期的影响。这一个行业可能会进入需求下降、技术主导的供应反应、激烈的竞争、投资者的怀疑以及与环境相关的压力越来越大的时代。
石油的环境影响通常用生命周期评价（LCA）的方法来衡量。由于油田的地下属性、碳氢化合物的物理和热力学特性以及生产和资源管理方法各不相同，因此，所谓的原油勘探、开采和转运的上游排放在各油田之间的差异很大。同样，由于加工原油流的质量和所采用的炼油技术不同，炼油的“中游”排放差别很大，这些排放造成了不同原油供应链的生命周期碳强度变化。
同时，原油生产的盈利能力在一定程度上反映了温室气体排放的不均匀性，上游部门的成本效应因开采的原油特性、边际生产成本、生产商影响全球石油的能力而有所不同价格，以及全球石油需求弹性，因此，一些油田的利润非常高，而一些只能勉强达到收支平衡。
“结果性”生命周期评价的发展旨在讲许多经济因素纳入以前基于工程的静态分析中，并模拟引入替代品的收入和替代效应。到目前为止，这样的方法还没有应用到对原油的生命周期评价中。研究者们将个油田（约占年全球原油产量的90%）的上游碳强度与他们的盈利能力联系起来，并评估了从特定油田生产额外生产一单位（一桶）原油所产生的排放量。换句话说，作者们分离出了那些管理选择悬在“我应该生产多少？”和“我应该继续生产还是停止商业运作？”之间的油田的排放。
相关结果
2.1
//国家层面
图1显示了年各国体积加权平均（VWA）边际生产成本（MC）的全球图。
图1｜全球原油上游边际生产成本估算（年）
图中横向虚线所示的全球平均生产成本估计为5.9美元/桶原油。生产成本最低的油田主要位于中东和北非，这些地区的生产排放范围很广，但由于缺乏处理天然气的投资和基础设施，常规燃烧是造成高碳强度的主要因素。
在大型生产商中，委内瑞拉、墨西哥和加拿大的石油是最昂贵的，其生产碳强度往往也很高。在温室气体排放方面，美国的石油工业接近全球平均水平，并具有较高的边际成本。
2.2
//原油类型
表1将油田层面的结果归入一组全球原油类别的汇总统计。
表1｜使用不同经济模型减少原油需求的小型和COVID-19冲击方案的特点
重油田（最常见于委内瑞拉）和特重油田（主要位于加拿大）是利润最低的油田，具有相对较高的边际成分和更低售价。油砂仅分布于加拿大，因此，它们对特定国家的冲击和运输物流问题特别敏感。页岩油和致密油资源在某种程度上更有竞争力，在所有三种经济情况下，利润率相对较高，排放较低，原油密度较轻（销售价格较高，炼油排放较低）。传统的轻油田和中油田是最大和最便宜的原油开采，具有售价高、边际成本低、碳强度相对低的特点。
本研究考虑了三种市场形态，分别是完全竞争市场、寡头垄断市场和卡塔尔市场。不同类型原油的平均利润率（影子价格）根据市场结构的假设而变化。在完全竞争市场中，油田的影子价格是其出售产出的价格与边际价格之间的差异。通常，轻型和中型油田是最有利可图的生产单位。而在寡头垄断和卡特尔的情况下，关闭或减少个别盈利油田的产量是合理的，因为公司/卡特尔将出售更少的产出，但伴随着更高的价格。因此，在寡头垄断和卡特尔情况下，许多由大型国际或国家石油公司拥有的轻型和中型油田转到了利润最低的位置。在三种情况下，重油田都仍然是利润最低的油田。因此，这些是最有可能被石油需求减少所取代的原油。同时碳税也将大大影响它们的盈利能力，因为它们的生产碳强度很高。
2.3
//油田层面
为了估计油田层面的碳强度，研究者们将增加一桶油的生产所产生的温室气体排放与勘探、钻探和开发所产生的排放分开。图2结合了上游累积的体积加权平均碳强度（右轴）和分类的影子价格（左轴），并与该工作中所涉及的石油总产量的百分比相比较。
图2｜年三种经济情况下全球油田的上游累计体积加权平均碳强度（右轴）和排序影子价格（左轴）与石油总产量的百分比。
图2中CI曲线上的每个局部峰值都表示与前面覆盖的油田相比增加了一个具有相对较高CI和产量的油田。在所有案例中，由于覆盖的排放油田较少，累积碳强度曲线呈下降趋势。然而，对于其他两种情况（即寡头垄断和卡特尔），在计算影子时包括全球石油需求弹性和市场力量修正，导致几个低排放常规生产商的利润率降低。因此，对于寡头垄断和卡特尔模型，在几个高峰之后，累积碳强度曲线首先呈下降趋势，随后呈上升趋势。
2.4
//转移的影响
作者们没有选择任何一种情景，而是创造了抽象的整数冲击，以确定石油工业的广义边际转移所带来的环境效应。作者们首先考虑相对于基线的石油需求减少2.5%（小冲击情景）；第二种考虑减少~5%（COVID-19大流行情景）；最后考虑减少10%（（中等冲击）。在所有三个经济模型中，边缘油田的体积加权平均边际成本比全球平均边际成本高得多，达到25-%。本文的结论是，石油需求冲击导致了非线性的碳排放减少。
需求减少的幅度会影响到被替代原油的平均碳强度。本文的研究结果表明，在假定的三种经济情况下，全球石油需求的小幅度、COVID-19和10%的减少冲击将分别导致每年消除39-54、61-92和-兆吨二氧化碳的上游排放。
文章信息
Masnadi,M.S.,Benini,G.,El-Houjeiri,H.M.etal.Carbonimplicationsofmarginaloilsfrommarket-deriveddemandshocks.Nature,80–84().