Economia e politica dell’ambiente e dell’energia

A.A. 2012-2013

Modulo IVa Le industrie energetiche:

Le fonti fossili

Gli stadi dell’attività energetica (in generale)

• Scoperta

• Estrazione Fase mineraria

• Trasformazione

• Trasporto e distribuzione

L’importanza dei problemi legati ai diversi stadi varia da un’industria energetica ad un’altra

L’industria petrolifera

• La fase di scoperta:

• Elevati costi fissi

• Elevata incertezza

Entrambe le caratteristiche favoriscono una struttura di mercato altamente concentrata, con imprese dotate di grandi risorse finanziarie

Il petrolio

Petroleum: nella terminologia anglosassone, una miscela naturale di idrocarburi e altre sostanze:

- In fase liquida (oil)

- In fase gassosa (natural gas)

- In fase solida (bitumi e asfalti)

In italiano, petrolio indica di solito solo la forma liquida (“olio” o “greggio”)

L’unità di misura del greggio è il barile (barrel) che corrisponde a 159 litri

Il petrolio (in senso lato) ha origine da un processo di alterazione termica di materiale organico disperso nelle rocce sedimentarie

Il 90% delle riserve di olio è contenuto in meno di 1500 grandi giacimenti (una piccola parte degli oltre 40.000 giacimenti (oil fields) esistenti)

I giacimenti differiscono per la qualità dell’olio in essi contenuto (inversamente proporzionale al tenore di zolfo e direttamente alla densità, misurata mediante i gradi API)

Riserve: L’insieme dei prodotti contenuti in giacimenti accertati ed effettivamente sfruttabili data la tecnologia ed i prezzi correnti Risorse: Produzione cumulata+Riserve+Giacimenti potenzialmente scopribili e sfruttabili Riserve/Produzione annua= Durata in anni delle riserve esistenti L’entità delle riserve è comunque soggetta ad incertezza e viene stimata in modo più preciso man mano che il giacimento viene sfruttato. La stima è tanto più precisa quanto più numerosi sono i pozzi scavati.

PRODUCTION

TOTA

L P

ETR

OLE

UM

INIT

IALL

Y IN

PLA

CE

(PII

P)

UN

DIS

CO

VER

ED P

IIP

DIS

CO

VER

ED P

IIP

CO

MM

ERC

IAL

SUB

-CO

MM

ERC

IAL

RESERVES

CONTINGENT RESOURCES

UNRECOVERABLE

PROSPECTIVE RESOURCES

UNRECOVERABLE

Riserve e risorse secondo la nomenclatura Society of Petroleum Engineers

0,0

200,0

400,0

600,0

800,0

1000,0

1200,0

1400,0

1600,0

Tito

lo a

sse

Oil proven reserves

World

OPEC

Fonte: BP Statistical Review

Total North America 5%

Total S. & Cent. America

17%

Total Europe & Eurasia

10%

Total Middle East 55%

Total Africa 10%

Total Asia Pacific 3%

Proven Oil Reserves 2010

La concentrazione geografica delle riserve

Fonte BP Statistical review

La concentrazione per impresa

La concentrazione geografica si riflette in una forte concentrazione per impresa. Il 50% delle riserve mondiali di olio è controllato da 3 imprese (Saudi Arabian Oil Company, Petroleos de Venezuela.S.A, National Iranian Oil Company ), il 90% da 13 imprese appartenenti a 12 paesi. L’italiana ENI è al 26 posto, e controlla il 3 per 1000 delle riserve mondiali

(Fonte: www.petrostrategies.org/)

Modalità di accesso alle risorse

I giacimenti di petrolio appartengono in genere al governo del paese che li ospita, per cui le imprese esploratrici ed estrattrici devono concludere contratti con i governi.

I principali modelli di accordo sono: 1. Concessione mineraria: la Oil company si assume l’intero rischio

minerario e paga una royalty proporzionale alla produzione (di fatto un’imposta di fabbricazione) più un’imposta sul reddito

2. Production sharing: i costi di esplorazione vengono condivisi con il paese, se l’esplorazione ha avuto successo, altrimenti restano a carico dell’ oil company. La produzione viene divisa e il governo commercializza la propria quota indipendentemente dalla oil company

3. Prestazione di servizi: la oil company fornisce appunto i servizi (di esplorazione e di sfruttamento) ma il rischio di esplorazione prima e di commercializzazione poi sono in capo al paese proprietario.

4. Joint ventures: collaborazione tra più imprese per suddividere il rischio. Nel caso di joint ventures con l’impresa del paese ospitante, questo ha il vantaggio dell’accesso alla tecnologia.

L’OPEC

L’OPEC è un cartello internazionale, del quale fanno attualmente parte 12 paesi

- Nigeria, Angola, Libia e Algeria

- Iran, Iraq, Kuwait, Qatar, EAU, Arabia Saudita

- Ecuador, Venezuela

Controllano circa l’80% delle riserve di petrolio e il 50% di quelle di gas naturale

La raffinazione

• Il petrolio greggio non è utilizzabile direttamente, ma va trasformato in altri “vettori” energetici mediante un processo detto raffinazione. Il settore della raffinazione è relativamente meno concentrato di quello dell’esplorazione/sfruttamento (il 50% della capacità di raffinazione è controllato da 9 imprese che non coincidono in parte con le imprese estrattrici)

• Si tratta in gran parte delle stesse compagnie che si occupano dell’upstream, anche se con una graduatoria un po’ diversa (p.e. il primo raffinatore mondiale è Exxon, che si trova però in 14ma posizione nella graduatoria delle riserve) La National Iranian Oil&Gas Company, che è la prima nella graduatoria delle riserve, è 14 ma nella raffinazione.

• Questo suggerisce che il settore è fortemente integrato in senso verticale.

• Le motivazioni dell’integrazione verticale sono numerose, ma soprattutto legate alla gestione dell’incertezza e alla necessità di programmazione dell’intera filiera.

Distillazione primaria (topping)

• Separazione dei “tagli” di idrocarburi in funzione del punto di ebollizione. Il topping dà luogo a :

- Gas di petrolio liquefatto

- Virgin Naphta (leggera e pesante)

- Kerosene

- Gasoli (leggero-medio-pesante)

- Residuo Atmosferico

(input dei processi successivi)

Vacuum (distillazione sotto vuoto)

• Il RA viene trasformato in gasolio (più pesante dei precedenti) ed in un residuo pesante

• Il gasolio da Vacuum viene poi trasformato mediante cracking in prodotti più leggeri

Reforming catalitico , isomerizzazione, desolforazione, coking (ciclo complesso)

• La virgin naphta viene migliorata per la

produzione di benzine (Reforming, isomerizzazione)

• Tutti i prodotti vengono depurati dallo zolfo (desulphuration)

• Pet-coke (o coke di petrolio, combustibile molto pesante) riutilizzato dalla raffineria stessa

• Dal punto di vista economico, ciò che più ci interessa è che la raffineria è un impianto multiprodotto. Il problema decisionale dell’impresa è in questo caso un tipico problema di programmazione lineare

Pc=prezzo del greggio (“crude”)

PG=prezzo del gasolio

PL=prezzo del LPG

PK=prezzo del Kerosene

N lavoro, w salario

3 impianti con capacità limitate

maxPGG PLL PKK PCC wN

C C1 C2 C3 0

N N1 N2 N3 0

C1 C1

C3 C3

C2 C2

minC1

1G

,N1

1G

minC2

2G

,N2

2G

minC3

3G

,N3

3G

G 0

minC1

1L

,N1

1L

minC2

2L

,N2

2L

minC3

3L

,N3

3L

L 0

minC1

1K

,N1

1K

minC2

2K

,N2

2K

minC3

3K

,N3

3K

K 0

Margine di raffinazione

• (Ricavo dai prodotti raffinati – costo del greggio e altri costi di raffinazione)/quantità di greggio= margine di raffinazione unitario

PGGPLLPKKPCCwN

C

-5,00

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

1Q

92

4Q

92

3Q

93

2Q

94

1Q

95

4Q

95

3Q

96

2Q

97

1Q

98

4Q

98

3Q

99

2Q

00

1Q

01

4Q

01

3Q

02

2Q

03

1Q

04

4Q

04

3Q

05

2Q

06

1Q

07

4Q

07

3Q

08

2Q

09

1Q

10

4Q

10

3Q

11

Refining Margins (USGC)

Refining Margins (USGC)

Margini di raffinazione “benchmark” in USD /barile. Fonte BP statistical review

-20,00

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111

Refining margin

crude oil price

Margini di raffinazione e prezzi del greggio. Fonte BP statistical review

La questione petrolifera

- Esistono regole ottimali per lo sfruttamento di risorse scarse ?

- Il petrolio è destinato ad esaurirsi ?

- Come funziona il mercato del petrolio ?

- La dipendenza petrolifera è un problema?

Per quanto dureranno le riserve ?

Fonte: BP Statistical review

0

10

20

30

40

50

60

RP ratio (World)

RP ratio (World)