Economia e politica dell ambiente e dell energia A.A Modulo IVa Le industrie energetiche: Le fonti fossili

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1 Economia e politica dell ambiente e dell energia A.A Modulo IVa Le industrie energetiche: Le fonti fossili

2 Gli stadi dell attività energetica (in generale) Scoperta Estrazione Trasformazione Trasporto e distribuzione Fase mineraria L importanza dei problemi legati ai diversi stadi varia da un industria energetica ad un altra

3 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

4 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

5 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 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)

6 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.

7 UNDISCOVERED PIIP TOTAL PETROLEUM INITIALLY IN PLACE (PIIP) SUB-COMMERCIAL DISCOVERED PIIP COMMERCIAL Riserve e risorse secondo la nomenclatura Society of Petroleum Engineers PRODUCTION RESERVES CONTINGENT RESOURCES UNRECOVERABLE PROSPECTIVE RESOURCES UNRECOVERABLE

8 Titolo asse Oil proven reserves 1600,0 1400,0 1200,0 1000,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 World OPEC Fonte: BP Statistical Review

9 La concentrazione geografica delle riserve Proven Oil Reserves 2010 Total Asia Pacific 3% Total North America 5% Total Africa 10% Total S. & Cent. America 17% Total Middle East 55% Total Europe & Eurasia 10% Fonte BP Statistical review

10 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:

11 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.

12 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.

13 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

14 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)

15 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.

16 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)

17 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

18 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

19 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 P c =prezzo del greggio ( crude ) P G =prezzo del gasolio P L =prezzo del LPG P K =prezzo del Kerosene N lavoro, w salario 3 impianti con capacità limitate

20 maxp G G P L L P K K P C C wn min C 1, N 1 G G 1 1 min C 2, N 2 G G 2 2 min C 3, N 3 G G 3 3 G 0 min C 1, N 1 L L 1 1 min C 2, N 2 L L 2 2 min C 3, N 3 L L 3 3 L 0 min C 1, N 1 K K 1 1 min C 2, N 2 K K 2 2 min C 3, N 3 K K 3 3 K 0 C C 1 C 2 C 3 0 N N 1 N 2 N 3 0 C 1 C 1 C 2 C 2 C 3 C 3

21 Margine di raffinazione (Ricavo dai prodotti raffinati costo del greggio e altri costi di raffinazione)/quantità di greggio= margine di raffinazione unitario P G G P L L P K K P C C wn C

22 1Q92 4Q92 3Q93 2Q94 1Q95 4Q95 3Q96 2Q97 1Q98 4Q98 3Q99 2Q00 1Q01 4Q01 3Q02 2Q03 1Q04 4Q04 3Q05 2Q06 1Q07 4Q07 3Q08 2Q09 1Q10 4Q10 3Q11 30,00 Refining Margins (USGC) 25,00 20,00 15,00 10,00 Refining Margins (USGC) 5,00 0,00-5,00 Margini di raffinazione benchmark in USD /barile. Fonte BP statistical review

23 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 Refining margin crude oil price 20,00 0, ,00 Margini di raffinazione e prezzi del greggio. Fonte BP statistical review

24 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?

25 Per quanto dureranno le riserve? 60 RP ratio (World) RP ratio (World) 10 0 Fonte: BP Statistical review