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不可再生资源难题:为什么价格没有大幅上涨?

2019/09/06 10:30
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对照中文英文原文
从直觉来说,随着时间的推移,金属或化石燃料等不可再生资源将变得更加稀缺和昂贵。然而,覆盖1700年到2018年的数据表明情况并非如此。

不可再生能源不仅产量增加了,经通胀调整后的价格似乎也没有上涨。达拉斯联储的研究提出了一种解释:开采技术的创新利用了一条地质规律,即在逐渐降低品位(注:品位指能源中所含有用成分的百分率)的矿床中发现了更多的资源。不可再生资源的产量在不变的价格下增长,以满足日益增长的全球需求。

令人费解的长期趋势

文中利用了长达三个世纪的数据集,记录了65种不可再生能源的开采和实际(经通胀调整)价格。在此期间,世界实际国内生产总值增长了17倍,而全球资源开采已从人均约5公斤增加到3000多公斤。与此同时,大多数不可再生能源的价格要么保持不变,要么有所下降(图1)。

这很奇怪。不可再生资源是如何以越来越多的数量被开采出来的?为什么从长期来看,价格变化如此之小?

技术和开采难题

越来越多的不可再生商品的开采证明传统的经济直觉是有误的,因为这种动态没有考虑到埋藏在地壳中的大量资源,而且低估了企业开发技术获取这些资源的能力。

在地球上大量不可再生资源中,只有一小部分可以用现有技术经济地开采出来(表1)。

表1:地壳中不可再生资源

例如,铜的地壳丰度约为1500万亿公吨;其储量只有8亿公吨。如果储量是固定的,按目前年产量计算,我们将在大约40年内耗尽铜储量。同样,地壳中碳氢化合物的估计丰度也非常大,而储量和年产量则要小得多。

技术创新改变了人们对储量的认识。随着储量的枯竭,企业利用技术创新来开发以前无法开采的矿藏,并将其转化为更多的储量。这表明铜储量有相当大的增长空间。如果地球上所有的铜都是可开采的,那么按照目前的生产速度,大约需要7700万年才能耗尽。

现实情况更为复杂。一些矿藏将永远无法获得。更重要的是,我们对储备枯竭的计算假定了对这些资源的持续消费和生产,这可能不符合现实。随着产量的指数式增长,这种计算可以重复,潜在储量仍将持续数百年甚至数千年。

因此,技术的发展可以通过创造新的储量来增加对资源的开采,从而缓解资源的短缺。

开采低品位矿床

对于非地质学家来说,黄金是技术创新力量的一个很好的例子。金块是一种高品位矿床,而小溪中的小金粒是一种低品位矿床。如果企业要在低品位和高品位矿床之间做出选择,往往会先选择高品位矿床,然后再考虑较小的金粒,这就需要更先进的技术。

原油是另一个例子。一个世纪以前,在德克萨斯州西部的二叠纪盆地,公司开采传统的石油。这些高品位矿床是最容易开采的。随着石油资源的枯竭,石油公司别无选择,只能在品位较低的非常规储量中寻找石油。开采的焦点最终转向页岩孔隙中的石油。技术创新带来了水力压裂技术,这是一种从二叠纪页岩地层中提取致密油的方法。

技术创新不是一个持续的过程。随着矿藏品位的降低,针对不同品位的开采技术的创新变得更加昂贵。例如,页岩地层中的低品位油层需要越来越复杂的技术创新;然而,高品位的常规矿床则不然。

地质影响价格

因此,如果开发低品位矿床的技术变得更昂贵,那么长期来看,为什么大多经通胀调整的不可再生资源价格没有上涨?地质学可以帮助回答这个问题。L.H. Ahrens和他的地球化学基本定律指出,更多的资源被锁定在更麻烦的较低品位,这反过来意味着,一项新技术的较高开发成本可能会被它所开发的不断增加地资源供应所缓解。

2014年的页岩油革命就是一个很好的例子。尽管水力压裂技术的开发成本很可能比早期常规方法的开发成本更高,但有地壳中有更多的非常规石油。

国际能源署(International Energy Agency)估计,常规或高品位储量中蕴藏着1.5万亿桶原油,非常规或低品位储量中蕴藏着4.5万亿桶原油,其中包括液化天然气。尽管开采非常规石油所需的技术开发成本更高,但有更多的此类石油资源可供开采。

化石燃料开采,绿色科技

这种开采技术与地质相互作用的结果是,在不涨价的情况下,经济上可开采的不可再生资源日益丰富,达到了一种平衡。

这些发现引出了进一步的问题。例如,尽管政策制定者认为有必要向清洁能源转型,但从长期来看,技术创新可能会以不增加的价格供应越来越多的化石燃料。

需求方面的干预,如碳排放税或排放交易,可能会抑制化石燃料开采技术的发展,使可再生能源技术的发展更具吸引力。与此同时,如果开采技术的历史趋势继续下去,能源转型所需的关键金属的供应可能不会受到限制。

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