2009年5月26日 星期二
惡性循環的小島寓言:開發石油、原物料及水資源要面對的問題
昨天(2009.5.25)看到「中油:九二汽油漲破30元 不排除油價凍漲」的新聞,第一個想起的是《石油玩完了Game Over: How You Can Prosper in a Shattered Economy》裡面描寫的「小島寓言」。這寓言提供了一個我未曾仔細思考過的角度,特別是臺灣不產石油,情況可能更加不妙。
假設有座小島,島上擁有三項主要資源:每年雨季所帶來的淡水、豐富的瀝青砂能源、富含金屬與礦物的礦產。有了這些天然資源,島上居民可以生產足夠的食物,住所與日常生活所需物品,也都能自給自足。
然而,島上人口漸漸成長,到最後,所有淡水只能用來供應居民飲用與灌溉,已經沒有剩餘可供其他用途。不久,島上居民意識到,淡水可能會不夠用。不過,他們自認為有解決之道:海水淡化。他們可以利用從瀝青砂提煉出來的能源開採金屬,然後再用開採出來的金屬,興建海水淡化廠,將海水變成淡水。
不過這種做法有點棘手,因為要生產任何一種資源(金屬、瀝青砂、淡水),都要仰賴另外兩種資源。從瀝青砂裡提煉石油,需要用到淡水與金屬;要挖出金屬並加以精煉,則需要淡水和石油;而要興建、運作一座海水淡化廠,則需要能源與金屬。但是島上居民計算過,他們有足夠的資源可以興建新的海水淡化廠,一旦淡化廠開始運作,就可以提高金屬與石油的產量,而且還有多餘的淡水供給,可以維持人口成長所需。於是,他們把海水淡化廠興建完成,一切看起來都運作良好。
然而好景不長。經過一段時間之後,瀝青砂蘊藏量開始有點枯竭了,島上居民被迫去開採叫次等的瀝青砂,而次等瀝青砂需要用更大量的淡水與金屬來提煉出石油,而為了滿足新增的金屬需求,又必須投入更多的石油能源與淡水。現在,必須投入愈來愈多淡水,才能生產石油與金屬,所以居民需要有更大的海水淡化廠,而淡化廠又必須動用更多石油能源與礦產。
這就像人類從很容易挖的陸地油田取得石油,到現在必須挖深海油田。從很容易提煉的輕甜石油,到現在必須打油砂,甚至油頁岩的主意。
同時還出現另一項打擊,最佳的礦場日漸耗竭,也就是說,島上居民必須在投入額外的石油與金屬,去開發新的礦源、興建新的礦場,而這些新礦場都是比較次等的。以上情況一點都不令人意外,因為居民當然會先從品質最高的礦場開始開採,所以現在當然需要投入,更多石油能源才能運作。另一方面,島上人口還在成長,水資源與其他資源的需求因而愈來愈高。
到了某個程度,島上居民便會發現,他們陷入一個惡性循環當中。如果想要獲得足夠的任何一種資源,就必須超額使用另外兩種資源。愈是努力要去取得,套在身上的繩索就愈緊。唯一的解決方案是:要有無限的石油供給,可以讓他們取得礦物(透過開採、回收使用、甚至是從海水提煉),以及淡化出足夠的淡水。但是瀝青砂並非無限供應,相反的,現在已經快速消耗到所剩無幾。
最後的結局:到最後,要生產金屬、淡水或石油,所需投入的另外兩種資源成本,會超過生產所得的資源價值——換句話說,島上居民所投入的生產成本,大於最後取得的產出價值,這明顯是一項賠本生意,事情到了這步田地,就玩完了。這三種資源的產量已經達到最高點,島上的居民必須面對,每一項資源都嚴重匱乏的狀態。
這一則小島寓言,是地球這個大島今日實際現況的縮影。有一些原物料愈來愈稀少,價格因而愈來愈高,造成其他原物料需要更多成本才能探勘、開採與生產,產量因而減緩。不久之後,大部分關鍵原物料都會變得愈來愈稀少,再加上高漲的石油價格,接踵而來的一連串採礦成本高漲,最後會造成所有開採與生產活動都太昂貴,而無法繼續下去。
明確的警訊早就出現了。比方說,生產鋁的龍頭大廠美鋁(Alcoa),2008年第一季的營收創下歷史新高,這個數字並不令人意外,因為鋁的價格從2000年開始,至今已經漲到三倍。但是美鋁公司的盈餘卻非常令人失望,因為能源價格上漲造成成本大增。
2000年1月1日至2008年3月31日鋁的現貨價走勢圖,資料出處:倫敦金屬交易所(LME)http://www.lme.co.uk/aluminium_graphs.asp
美鋁公司所出現的情況,也出現在其他製鋁公司。生產鋁的過程中,能源是單一最大成本。要生產一噸的鋁,必須使用35桶石油或等量的能源。沒錯,利用回收的方法來取得鋁所需的能源,只要直接提煉鋁所需能源的6.5%,但是全球的鋁供應當中,只有40%左右是利用回收方式取得。
鋁是所有營造興建過程中,用量第二大的金屬,全世界對鋁的需求正快速上升。到2009年結束之前,全世界將會消耗大約4000萬噸的鋁。一年要消耗8億7500萬桶石油來生產鋁,也就是石油產量的2%以上;看起來,鋁的價格顯然還會繼續飆高。
高漲的能源價格也造成,其他原物料的生產成本上升,對製造廠商的盈餘產生負面衝擊。儘管黃金與銅的價格雙雙創新高,但是高漲的成本,已經造成許多新礦場開發計畫暫時擱置,例如NovaGold公司在加拿大的Galore Creek計畫,以及Petaquilla公司在巴拿馬的銅礦開發案。
要讓廠商願意開發新的原物料供給,原物料價格必須高到可以支應廠商的成本,而且讓投資人有夠大的獲利空間,否則不會有人去開發新的供給。但是隨著高漲的能源價格吃掉了廠商的利潤,要開發新資源就更加困難,在這種情況下,沒有新的資源可以取代那些快要耗竭的資源,原物料只會愈來愈稀少,價格只會愈來愈高。
從前文的案例可以看出,高漲的能源價格已經開始抑制金屬與礦物的部分生產。但是,如同小島寓言裡所苗數的,這是一條雙向道,反過來說也可以成立——高漲的金屬與礦物價格已經開始打擊能源產量。
就像小島的情形一樣,開發能源資源,需要投入大量的其他原物料,包括鐵礦、鋅、銅,甚至包括銀在內的一些少量貴金屬。當石油價格上升,使得這些原物料變貴的同時,開發其他能源資源的成本也就變貴。惡性循環於是形成。
舉個例子:2004年5月,《紐約時報》刊登了一篇文章,披露杜克能源公司(Duke Energy)開始規劃,要在北卡羅萊納州興建兩座燃煤發電廠。不過,到了2006年11月,這家公司取消了其中一座電廠的興建計畫,取消的理由是:因為銅、鎳、不銹鋼,以及其他原物料的價格上漲,整個興建成本已經上漲超過80%。同樣的,最近這幾年,從核能發電廠到風力發電廠,各種能源設施的興建成本都漲幅驚人。
馬修‧瓦德(Matthew L. Wald),〈發電廠興建成本高漲〉(Costs Surge for Building Power Plants),2007年7月10日,《紐約時報New York Times》。
沙烏地阿拉伯的石油部長(Saudi oil minister)謝克‧艾爾奈米(Sheikh Al-Naimi)曾經說過,一天增加一桶石油產量所需的成本,已經從剛步入2000年當時的2000美元左右,上漲到現在的一萬美元左右。而且我們還懷疑這個數字,並沒有把生產勞力需要之基礎建設的興建成本算進去,例如必須興建海水淡化廠來提供勞工飲用水。如果把這些必要的花費都算進去,多生產一桶油的總成本可能會更大幅提高。如果你不是很相信,沙烏地阿拉伯在這些事情上的說法,還有很多其他管道,可以證實石油生產成本已經高漲。
比方說,美國的石油公司也提出了相去不遠的生產成本上升報告。以全球最大的石油上市公司艾克森美孚石油(ExxonMobil)來說,該公司公佈2008年第一季的淨利創下歷史新高,達到將近109億美元,較去年同期成長17%。乍看之下,這似乎聽起來很不錯,但是不要忘記了,同樣在這段期間,石油價格上漲了超過70%。一般都會以為,獲利應該跟油價漲幅一致才對,但是並沒有。換句話說,艾克森美孚顯示出一個令人吃驚的事實:這家石油公司沒有能力從高漲的石油價格中獲利。
假設油價100美元時,艾克森美孚的固定成本為50美元,也就是賺50美元。當油價上漲70%,變成170美元時,假設艾克森美孚的固定成本不變,應該變成賺120美元,獲利成長120%。
有兩個主要的原因可以解釋,為何艾克森美孚無法從高油價中獲得高利潤,這兩個原因也強烈顯示了:石油產量正快速達到「石油頂點Peak Oil」,以及「石油絕對頂點Absolute Peak Oil」。第一個原因,艾克森美孚的探勘成本大增30%。第二個原因是,儘管探勘成本大幅增加,實際的石油產量卻減少5%,這是拖累營收的主要原因。
全世界最大、可說是營運最佳的石油公司,竟然要透過不斷花更多錢來避免產量大幅下降,我們該如何解讀這個事實呢?一個結論是:石油產業已經走到了,不管花多少錢都無法避免產量下滑的地步。如果真是如此,這代表了在各大石油公司的產區,亦即不在國營企業掌控範圍的每個油田,例如中東的油田,其石油產量可能已經達到或接近「石油頂點」,甚至可能是「石油絕對頂點」。……
就算我們還沒走到「石油頂點」,能源與其他原物料所形成的惡性循環意味著,我們也會很快就走到那一步,因為開發石油新供給所需的成本不斷在上升。許多具體的例子再一次證明,這不只是理論而已。卡瑞歐卡油田(Carioca oil deposit),2007年在巴西外海發現的油田,假設在扣除能源成本、人力成本,以及其他開發營運成本之後,每桶石油價格必須超過150美元時,開採這個油田才會有利可圖。現在,假設油價真的漲到150美元,擁有開採權的石油公司,應該開始興建油井嗎?
答案是:不一定。150美元只是依照現行原物料價格,所做的一個靜態估計,等到真正開始鑽油的時候,成本可能會大幅攀升。事實上,光是開始整合大量人力與設備,要開發卡瑞歐卡油田,以及世界上其他類似油田,就會造成所需的能源與其他原物料更加稀少,成本當然會攀升——這也是我們的理論重點。
這種惡性循環,會使得鑽油成本上升的幅度,大於石油價格上漲的幅度。一旦投入開採的能源(包含用於建造油井、油管、其他設備所需的能源),大於開採出來的能源時,那就是走到「石油絕對頂點」了!同時這也會是「原物料絕對頂點Absolute Peak Commodities」。(《石油玩完了Game Over: How You Can Prosper in a Shattered Economy》頁48)
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