18.11.2021 - University of Pittsburgh

Das fehlende Element in der globalen Öl-Ökobilanzierung finden

Neue Forschung modelliert die Beziehung zwischen Kohlenstoffauswirkungen und Marktfaktoren in der Ölindustrie

Die Vorhersage des Verhaltens eines jeden Marktes ist eine schwierige Angelegenheit. Die Energiemärkte verändern sich besonders schnell, und das zeigt sich am deutlichsten in der Ölindustrie. Mit dem Nachfragerückgang während der COVID-19-Pandemie und dem Aufkommen von Elektrofahrzeugen hat der Markt einen Schock erlebt, und es wird wahrscheinlich nicht der letzte sein.

Eine abnehmende Abhängigkeit von Erdöl als Kraftstoff wird unweigerlich zu einer Verringerung der Kohlenstoffmenge führen, die während des gesamten Lebenszyklus des Kraftstoffs - von der Förderung und Raffination bis zur Verbrennung durch den Verbraucher - in die Atmosphäre gelangt. Das Ausmaß dieser Auswirkungen hängt jedoch von Marktfaktoren ab, die bisher noch nicht vollständig modelliert wurden.

Neue Forschungsarbeiten unter der Leitung von Mohammad Masnadi, Assistenzprofessor für Chemie- und Erdöltechnik an der Swanson School of Engineering der Universität Pittsburgh, werfen einen genaueren Blick auf die Beziehung zwischen einer sinkenden Ölnachfrage und einem widerstandsfähigen, schwankenden Ölmarkt - und auf den mit beiden verbundenen Kohlenstoff-Fußabdruck. Die Arbeit wurde in Nature veröffentlicht.

"Frühere Modelle haben den Kohlenstoff-Fußabdruck der Ölproduzenten so behandelt, als ob alle Barrel Öl genau gleich wären, aber mit neuen Fördertechnologien gibt es eine große Variabilität im globalen Ölangebot", sagte Masnadi. "Es ist komplex und nicht linear. Unser Modell berücksichtigt das."

In der Studie verknüpfen die Forscher ökonometrische Modelle der Produktionsrentabilität von 1.933 globalen Ölfeldern (die etwa 90 Prozent des weltweiten Angebots im Jahr 2015 ausmachen) mit ihrer Kohlenstoffintensität bei der Produktion, einem Maß für die Menge an Kohlenstoff, die pro produzierter Energieeinheit (oder Barrel Öl) ausgestoßen wird.

Anschließend untersuchten sie die Reaktionen der Ölfelder auf einen Nachfragerückgang unter drei Marktstrukturen: Die erste Struktur modelliert den perfekten Wettbewerb zwischen den Produzenten, die zweite geht von einem Oligopol aus, bei dem mehrere große Akteure den größten Einfluss haben, und die dritte beschreibt eine Kartellstruktur, bei der davon ausgegangen wird, dass eine internationale Organisation wie die OPEC die Produktion anpasst, um die Ölpreise zu beeinflussen und die Gewinne zu maximieren.

Unter Berücksichtigung dieser Faktoren sagt das Modell voraus, dass kleine Nachfrageschocks andere Auswirkungen auf die Kohlenstoffintensität haben werden als große Schocks, aber die Beziehung kann kontraintuitiv sein. Unabhängig von der Marktstruktur wird vorhergesagt, dass kleine Schocks vor allem schwere Rohöle verdrängen, die eine um 25 bis 54 Prozent höhere Kohlenstoffintensität als der globale Durchschnitt aufweisen, wodurch die mit Öl verbundenen Kohlenstoffemissionen insgesamt sinken. Das Ungleichgewicht nimmt jedoch ab, wenn die Schocks größer werden - vorausgesetzt, die Marktstruktur erlaubt es Produzenten mit Marktmacht, ihre Reaktion auf die gesunkene Nachfrage zu koordinieren, indem sie die Produktion senken, um ihre Gewinne zu erhalten.

Das Modell enthüllt eine wichtige Überlegung für Regierungsbehörden, wenn sie Vorschriften zur Bekämpfung des Klimawandels erlassen: Um die Kohlenstoffemissionen durch eine Verringerung der Ölnachfrage zu reduzieren, müssen die politischen Entscheidungsträger die Struktur des globalen Ölmarktes berücksichtigen.

"Man geht davon aus, dass bei sinkender Nachfrage die Ölproduzenten, die am Rande des Marktes stehen, aus dem Geschäft gedrängt werden, aber wir haben festgestellt, dass das nicht immer der Fall ist", so Masnadi. "Jeder kennt diese Marktstrukturen, aber wenn wir sie betrachten, zeigen wir, dass sie in einer globalen Wirtschaft sehr wichtig sind. Die Art und Weise, wie sich die Strukturen entwickeln, wirkt sich auf die Art von Ölfeldern aus, die an den Rand gedrängt werden und darum kämpfen müssen, sich über Wasser zu halten. Selbst bei einer stärkeren Durchdringung mit alternativen Kraftstoffen werden nicht viele der erwarteten Akteure aus dem Geschäft ausscheiden - je nach Marktstruktur und finanzieller Situation werden viele von ihnen widerstandsfähig genug sein, um ihre Kosten anzupassen und weiter zu produzieren."

Masnadi arbeitete bei dieser Arbeit hauptsächlich mit Wirtschaftswissenschaftlern, Ingenieuren, Umweltwissenschaftlern, Statistikern und Politikexperten der Stanford University und der Ca' Foscari University in Venedig, Italien, zusammen. Gemeinsam war das Team in der Lage, ein realistisches Modell der Auswirkungen einer sich ändernden Nachfrage nach einem Brennstoff zu erstellen, der sich am Rande des Abgrunds befindet.

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