几周前，我发布了一份关于终止联邦土地上新的石油和天然气租赁的影响的新工作文件。就在这之前的一周，美国石油学会（API）发布了另一项关于类似主题的研究结果。我的研究和API的研究基于不同的模型，对碳排放的潜在影响得出了截然不同的结论。虽然我估计通过租赁禁令减少联邦石油和天然气产量会减少排放，但API的研究预计排放会增加。，在这篇博客文章中，我深入研究了API分析的细节，试图调和这些截然不同的发现。简言之，API的反直觉发现源于一系列有问题的假设，这些假设导致他们过高估计联邦租赁禁令对石油和天然气生产和碳排放的影响。，根据现行法律，美国内政部向私人公司发放租约，在联邦土地和水域生产石油和天然气。作为交换，政府从这块土地上生产的石油和天然气收入中收取特许权使用费。与该生产相关的排放越来越引起决策者的注意。去年，众议院提出了一项禁止新租赁的法案，拜登竞选团队也支持这项政策。租赁禁令意味着政府将停止发放新的租约，尽管公司仍将被允许在现有租约上钻井和生产。，由于租赁禁令正在成为一项越来越受欢迎的气候政策，我最近的论文估计了这种政策对温室气体排放的影响。为了做出这些估计，我定制了一个美国上游石油和天然气行业的详细经济模型。本文的方法论基于我过去关于美国石油和天然气供应的同行评审学术文献，但也包括区分联邦和非联邦油气生产经济学的新特征。，该模型解释了当前政策提案的一些重要特征，包括潜在的“泄漏”，即联邦石油和天然气产量的减少可以被其他地方的增加所抵消。它还解释了租赁政策变化与实现石油和天然气生产之间的时间滞后，以反映现有联邦租赁的生产将不受新租赁结束的影响这一事实。该模型还解释了今年油价的大幅下跌，这导致美国石油供应在没有任何政策变化的情况下大幅收缩。简而言之，我的模型是专门为它所回答的特定问题而构建的。，最终，我估计，禁止新的联邦租赁可以使全球温室气体排放量减少8500万至1.47亿吨CO₂ 即使考虑到国家和私人土地以及国外的产量因租赁禁令而增加的可能性，平均每年也相当于此。相比之下，API估计CO将增加5800万吨₂ 排放。，为什么结果如此不同？现在很难确定，因为API提供的总结报告结果的PowerPoint幻灯片只是幻灯片，因此对许多重要细节都很清楚。正如我在未来资源部的同事Marc Hafstead在描述另一项研究时指出的那样，如果没有一项详细阐述其假设的全面研究，公众根本不知道结果的可信度。因此，我深入研究了API公开的信息，然后与API员工本人进行了跟进，以进一步明确他们的研究假设。，为了进行分析，API与OnLocation签订了合同，OnLocation是一家在运行能源信息管理局（EIA）使用的内部模型方面拥有长期经验的咨询公司。API的研究采用了被称为国家能源建模系统（NEMS）的模型，对其进行了修改，并假设新的联邦石油和天然气租赁和开发结束（而不仅仅是租赁结束，这是一个重要的区别，我将在下面回到）。结果发现，受煤炭在电力行业不太可能卷土重来的推动，美国的碳排放量有所增加。
上周，美国环境保护局（EPA）决定，石油和天然气固体废物仍将不受联邦危险废物处置规定的约束。这项豁免是由1980年《资源保护和回收法》（RCRA）C子标题的“本特森修正案”实施的，在一群环保组织提起诉讼后，于2019年再次提起诉讼。根据这项豁免，石油和天然气勘探和生产产生的废物可以像处理生活垃圾一样进行处理，例如，可以将其送往城市垃圾填埋场。这项豁免是在美国页岩开发开始之前做出的，美国页岩开发在过去十年中经历了繁荣，改变了产生的固体废物的数量和类型。，美国环保局决定保留这一豁免，认为现有的州和联邦计划通常“足以控制废物”，而且取消这一豁免将对C子标题的设施以及固体废物处理的许可程序造成限制，这可能会导致石油和天然气活动的延误。，几个月前，我们发表了一篇关于宾夕法尼亚州231口压裂井固体废物化学成分的论文。虽然这只是一个小样本井，但它是迄今为止汇编的最大的页岩井固体废物数据库。使用该公司提交的从固体中浸出的化学物质量（“浸出液”）的测试结果，我们将实验室测试与RCRA中列出的限值进行了比较，以确定毒性。做了这项工作，我们知道环保局的决定是一个艰难的决定。虽然大多数固体废物含有《加拿大皇家骑警条例》中列为有毒的化学物质，但只有少数样本的渗滤液浓度超过了《加拿大皇家战警条例》的毒性限值。这与美国环保局报告中的发现一致，即“每种废物类型的成分可能存在数量级的可变性。”，显然存在危险的异常值（可能会影响水质），但在大多数情况下，浓度低于有毒水平。在RCRA中被列为有毒的40种化学物质中，有8种存在于我们的样本中，其中两种——钡和铬——偶尔会超过RCRA的毒性极限。美国环保局的报告还指出，在之前关于页岩废物的文献中，钡浓度很高，并讨论了这可能来自常用的钻井液添加剂重晶石的可能性。，这种情况很难监管，尤其是在有毒异常值难以检测的情况下。然而，一些州目前要求页岩开发商在场外处置前测试废物流中的有毒化学品含量。事实上，我们之所以能够研究这些实验室样本，是因为宾夕法尼亚州的公司必须为每个废物流提交一份年度残余废物报告，称为表格26R，如果他们在任何一个月从井场产生的残余废物超过2200磅。因此，要求对所有固体废物进行监测并对有毒异常值进行特殊处理可能是合理的。美国环保局确定的八个州在允许“有益使用”（例如，在混凝土或道路应用中）之前对废物进行测试，其中只有五个州对钡进行了测试，三个州对铬进行了测试。我们建议废物在使用前进行钡和铬的测试。，许多州对固体废物流进行监管，但监管方式并不一致。特别是，有些需要测试，而另一些则不需要。为了防止运营商跨越州界，寻找最不严格的监管环境来处理他们的废物，我们认为应该有适用于所有州的最低指导方针。，RCRA要求对其法规进行审查，必要时至少每三年修订一次。在下一次审查之前，有必要对固体废物的成分进行更多的研究（迄今为止的研究主要集中在液体废物上）。还需要对垃圾填埋场中废物运输的聚集风险进行研究；即使每种渗滤液的浓度都很低，总浓度也可能明显更高。，最后，通过数字报告可以降低固体和液体废物的分析成本。为了研究实验室样本，我们的合著者朱紫燕驱车前往宾夕法尼亚州保护部的所有地区办公室，扫描实验室报告的纸质副本。然后必须对这些信息进行解密，并将其形成一个统一的数据库。简化和数字化废物报告将有助于这一领域的进一步研究。
在过去的几年里，对石油和天然气开发的监管一直是科罗拉多州Front Range地区一个极具争议的政治问题。在此期间，许多城市对国家法规提出质疑，试图对石油和天然气生产设施的选址施加更多控制，导致诉讼和持续的政治辩论。，朗蒙特和科林斯堡等城市位于落基山脉脚下，处于石油和天然气开发的边缘，前几年曾通过禁止或暂停水力压裂（也称为“水力压裂”）的禁令。然而，在这些城市以东10或20英里的地方旅行，地方政府面临的石油和天然气相关问题会迅速转变。在生产区的中心地带，石油和天然气开发经常发生在居民区及其周围。也许令人惊讶的是，在这些地区，大多数钻井和生产实际上都在进行，但对工业活动的政治反对却很少。，在2013年11月对丹佛-朱尔斯堡盆地的一次访问中，我们考察了韦尔德县及其周边的几个地方政府，大部分工业活动都发生在韦尔德县。虽然这些政府描述了管理基础设施成本和留住劳动力的一些挑战，但我们调查的每个司法管辖区都经历了石油和天然气开发带来的净财政效益。我们于2016年10月返回，看看发生了什么变化。，最重要的是，由于石油和天然气价格下跌，钻井速度大幅放缓。在2014年的高峰期，丹佛-朱尔斯堡盆地有60多个钻井平台活跃。2016年9月，在我们访问前不久，这一数字已降至15人左右（图1）。这种放缓意味着工业车辆交通和劳动力竞争的减少，缓解了对韦尔德县等地方政府以及格里利、埃文斯和温莎等城市的需求。此外，公司增加了输送原油和采出水等液体的管道容量，减少了整个地区的重型卡车运输量。，与此同时，商品价格和产量的下降导致这些地方政府的收入大幅下降。这些削减主要是以降低财产税收入和减少国家征收的石油和天然气生产税的分配为形式。地方政府的其他收入来源，如销售税和使用税，受到的影响较小，因为与我们调查的美国其他一些地区不同，该地区的经济相当多样化，限制了石油和天然气活动变化导致的收入波动水平。尽管收入普遍较峰值有所下降，但地方政府仍在继续从石油和天然气生产中收取大笔款项。，韦尔德县就是一个典型的例子，该县的年度预算很大一部分依赖石油和天然气相关收入。该县预计，由于石油和天然气价格下跌，房产税总收入将从2015年的1.8亿美元下降到2016年的约1.4亿美元。然而，韦尔德县的预算策略是，该县将出乎意料的高收入投资于储蓄基金和资本项目，这意味着当地官员不希望削减服务或裁员。，从长远来看，该地区的一些城市可能会面临与石油和天然气开发遗留问题相关的新挑战。由于丹佛北部的许多郊区城市预计将继续增长，现有的石油和天然气基础设施与新的住宅和商业开发之间存在一些土地使用冲突的可能性。例如，埃文斯市预计，最近的一个石油和天然气项目将使该市未来潜在的住房存量减少约200套。，科罗拉多州的Front Range提供了一个引人入胜的案例研究，研究了不同的地方政府如何寻求管理石油和天然气开发，以及即使在很小的地理距离内，这些方法的差异有多大。在我们首次访问该地区三年后，我们继续发现，该地区及其周边地区的大多数地方政府都从该行业中获得了净财政利益。
2014年初，解除自20世纪70年代以来一直实施的原油出口禁令的呼声开始高涨，这是有充分理由的。取消这项禁令将导致美国汽油价格下跌，美国致密油产量增加。但由于原油价格在过去几个月大幅下跌，这种势头停滞不前。事实上，Russell Gold最近在《华尔街日报》上报道称，在两个关键的生产盆地——Bakken油田和Eagle Ford油田——的新井钻探将减少。一方面，这一短期观察似乎表明，解除石油出口禁令的理由变得不那么紧迫了。另一方面，美国能源信息署（EIA）在最近发布的《2015年年度能源展望》中预测，未来几年，美国国内原油产量将上升，进口原油在美国消费的份额将稳步下降，到2040年将降至17%。这两个预测之间的明显冲突似乎让人怀疑解除出口禁令的紧迫性。但是是吗？，在我看来，无论新钻井的未来道路如何，解除禁令的理由仍然很充分。最近流入美国炼油厂的致密轻质油越来越多的趋势显然仍在快速发展。考虑一下北达科他州和得克萨斯州这两个轻质致密油的关键地区最近的石油生产历史轨迹。如图1所示，美国的产量在过去五年中急剧增长，一直持续到最后几个月。相比之下，来自西半球三个主要贸易伙伴——加拿大、墨西哥和委内瑞拉——的进口增长速度要慢得多。，正如我的合著者Steve Brown、Alan Krupnick、Jan Mares和我去年在RFF的一期简报中指出的那样，这种轻质油与中西部和墨西哥湾沿岸地区的炼油厂配置不匹配，迫使轻质油卖家接受大幅的价格折扣。在这些石油出口之前，这些折扣不太可能被套利。在一定程度上，轻质致密油来源必须承担折扣，开采这些多产储量的动机减少了，最终损害了美国消费者和生产商的利益。事实上，开采紧张存款可能带来的收益很可能达到每月数十亿美元。（在本相关RFF讨论文件中对此进行了详细介绍。）然而，采取行动缓解生产商以低于全球市场指令的价格出售致密油的压力，可能会鼓励增加产量。，但是，放宽出口禁令会迫使汽油价格上涨吗？正如我和我的合著者（以及其他一些人）所指出的那样，放松禁令可能会导致汽油价格下降，而不是上升。随着供应的增加，相对于出口禁令仍然有效的情况，全球市场上将有更多的石油。反过来，这将导致原油价格下跌，从而导致全球和美国的炼油成本下降。所有炼油厂成本的降低将导致汽油价格的下降。，人们可能会想，支付给致密油生产商的价格上涨是否会与这种影响相反。令人惊讶的是，答案是否定的：巴肯石油的较低价格主要惠及中西部炼油厂。因此，这些炼油商承担的成本变化是经济学家所说的超边际变化：它们不会影响最后一单位汽油的销售成本，因此也不会影响汽油的市场价格。这一点的明确证据得到了美国裂缝扩散数据的证实——本质上，每桶石油的成本与从该石油生产的汽油中获得的收入之间的差异。，几个月来，中西部炼油厂收到的裂纹扩展明显大于美国其他炼油厂（见图2）。换言之，这些炼油商在原油投入方面获得的大幅折扣并没有转嫁给汽油消费者。如果产出价格（即汽油价格）来自国家甚至全球市场，而卖方成本基于区域投入市场，这正是人们所期望的现象。，最终，解除出口禁令的理由仍然具有说服力：禁令的主要作用是迫使巴肯盆地、鹰福特盆地和二叠纪盆地的轻质致密油销售商以低于全球市场指令水平的价格出售石油。这一折扣对中西部炼油商有利，但对美国汽油消费者不利。解除禁令将导致紧张的石油产量增加，汽油价格下降。
新墨西哥州的圣胡安盆地位于该州的西北角，在过去的15年里，石油和天然气的开发有大幅度的增加和减少。在21世纪初，该地区钻探了数千口煤层气井，生产了大量天然气，石油相对较少。，新墨西哥州圣胡安盆地的油气井完井。但随着从页岩地层中提取天然气的新技术变得更加经济，公司开始放弃圣胡安盆地煤层气，转而在科罗拉多州、怀俄明州、得克萨斯州及其他地区开采页岩和其他致密气田。因此，该地区新钻井的数量急剧下降。，从2000年到2006年，随着钻探活动的增加和相关人口的增长，政府收入迅速增长。但随着钻探活动的减少，政府收入急剧下滑，美国人口普查局估计，自2010年以来，圣胡安县的人口减少了约3%。在我们访问期间，该地区只有四台钻机在活动，而2000年代中期只有几十台。，圣胡安县南部的一座钻机，最近石油和天然气价格的下跌，加上对页岩开采的持续偏好超过了圣胡安盆地的煤层气资源，导致当地官员计划继续减少收入。例如，在圣胡安县，石油和天然气生产及设备的财产税收入已从2008年的1700多万美元下降到2013年的700多万美元。对于负责管理政府资源的地方领导人来说，应对财政波动是一个意料之中的挑战，大多数人都在石油和天然气活动放缓时努力将现金储存在储备中多年。，正如一位当地官员所说，应对石油和天然气行业的波动会带来巨大的规划挑战。但如果没有该行业，圣胡安盆地的经济将“彻底枯竭”。这项研究是在阿尔弗雷德·P·斯隆基金会的支持下由杜克大学能源倡议组织进行的。
在过去的十年里，页岩气的繁荣已经成为美国能源领域最大的新闻。2000年，从页岩地层中提取的天然气仅占美国天然气总产量的1.6%，到2013年，这一比例激增至40%以上。它对美国能源行业的变革性影响促使许多学者和政策制定者探索页岩最初发展和爆炸性增长的因素。页岩气扩张背后的市场结构通常被引用，目前正试图开发本国页岩气资源的国家对此特别感兴趣。，行业和媒体观察人士经常重复但未经证实的市场说法是，美国页岩行业是由数千家中小型公司创建的，钻井由夫妻公司主导。这种观点已经影响了中国等国的政策制定，在中国，页岩开发已经向以前几乎没有或根本没有钻探经验的新成立的小公司开放。在一篇新的RFF讨论论文中，我们对美国页岩气钻探市场的结构进行了首次实证研究，并证明了该行业的这些常见观点既不准确又具有误导性。，利用DrillingInfo关于六个主要现代页岩气区块（占产量的92%）以及泥盆纪页岩的数据，我们分析了哪些公司在每个区块钻井，以及他们选择钻多少井。从1981年至2000年间六个最大区块的钻井数量来看，只有少数公司对绝大多数油井负责。在同一时间段内，出现了一长串罕见的钻探者，这些钻探者仅占这些区块油井的2%；在这些地区运营的所有公司中，约有34%只钻了一口井。，在页岩气繁荣开始之前，米切尔能源公司实际上是美国唯一的钻探公司。在这一实验阶段，Mitchell Energy钻探了该行业页岩气井总数的绝大多数——截至1999年为482口，而其15家竞争对手共钻探了102口。与这段时间的大多数小公司不同，米切尔愿意将大量的财政和技术资源投资于一个回报高度不确定的行业。在后期扩张阶段，钻井变得不那么集中，因为盈利能力降低了小公司的进入门槛；泥盆纪页岩的进入障碍特别低，导致不经常钻探的钻探者的尾部更长。尽管这些市场变化帮助更多的小公司参与了该行业的竞争，但我们的数据表明，在勘探和扩张阶段，钻井市场一直由数量有限的大型独立石油和天然气生产商主导，夫妻公司的贡献微乎其微。
这篇文章之前曾作为评论出现在《国家期刊》的能源内幕论坛“北极钻探能安全进行吗？”上。，8月15日，奥巴马政府在制定北极海上钻井作业安全标准方面迈出了人们期待已久的一步。内政部（DOI）向管理和预算办公室提交拟议条例，为评估“在北极外大陆架进行安全、负责任和有效的钻探活动”所需的未决问题和考虑因素提供了一个关键时刻。，北极钻探已经进行了几十年，其他国家将继续发展其在该地区的能源工业。但北极正在经历深刻的变化，这影响了运营环境。北极地区的风险评估不能仅仅是回顾性的，不能以过去的经验为基础。它还必须具有前瞻性，并适应最新的科学信息。新的冰情更具流动性和不可预测性，海浪高度前所未有，海岸侵蚀和永久冻土退化威胁着基础设施。这些新的操作参数还需要行业和政府的大量投资，包括极地级破冰船、可结冰的钻机，以及扩大的运输、通信和监测网络。，考虑到这些条件，拟议的法规应该是什么样子的？这是一个活跃的研究领域，联邦监管机构有很多可以考虑的来源。对于那些有兴趣阅读最近文献的人来说，一个好的起点是皮尤慈善信托基金会去年在内政部法规最初预计发布日期之前编写的关于漏油预防和应对的深入报告。皮尤研究中心就勘探和生产过程的每个阶段提供了详细的建议，重点是季节性钻井限制和冗余安全做法。美国国家科学院刚刚在美国北极海洋环境报告中发布了其《应对漏油》的最终版本，该报告涵盖了现有的数据差距和建议的北极能力。最后，北极理事会有几份来自北极海洋环境保护和北极监测与评估计划工作组的出版物，重点关注北极石油和天然气部门，这些出版物还有一个额外的好处，那就是提供了北极作业实践的环极视角。这些出版物包括《北极海上石油和天然气指南》（2009年）和关于系统安全管理和安全文化的后续报告（2014年）等。，总的来说，这些和其他评估提醒我们，监管需要解决几个关键问题：与许多资源决策一样，北极开发的管理既是一个巨大的机会，也是一项重大责任。行业、监管机构和公众应该继续认识到在技术前沿开发过去资源的经验教训。潜在的资源是巨大的，它们的安全开发值得公共和私营部门的最大创造力。
