推文人 | 郑佳佳 

原文信息：Ian Lange, Michael Redlinger. Effects of stricter environmental regulations on resource development, Journal of Environmental Economics and Management, 2019,96:60-87.

 

1.引言

 

　　在美国页岩革命过程中，伴随着石油和天然气的生产而产生了诸多的负外部性（地下水和地表水污染，空气质量下降，石油泄漏和石油废弃物污染等等），为了减轻这些负外部性，美国许多州的地方政府正在考虑或已经执行较为严格的对石油和天然气钻井及生产活动方面的规制。支持者认为这些严格的规制政策是保护环境的必要措施，而反对者则认为严格的规制会导致企业负担过重从而阻碍油气的开采。许多地区的政府都面临如何在资源发展和环境质量之间保持平衡的问题。然而，对石油和天然气作业的严格监管最终会在多大程度上减少油气钻井和生产活动依然是不确定的，这使得对规制政策的效果衡量变得更为复杂。

 

2.背景

 

　　2012年4月1日，美国North Dakota (ND)工业委员会针对石油钻井行为采取了一系列改进的监管规则，主要体现在以下四个方面的政策变化：提高了井压要求，新增了废弃物处置的限制，增加了水力压裂用化学品的披露，设置了水力压裂的正式标准。

 

　　为了保证钻井活动的顺利开展，运营商必须在钻井前向国家监管机构提交现金保证金（如存款证明）或担保保证金。ND 2012年的新规制政策将原来的担保保证金面值从20000美元提高到了50000美元，并且新油井和已在运营的油井都适用新规则。相反，隔壁的MT地区依然保持着对每一个深度超过3500 尺（该地区所有的油井深度都超过了这一深度）的油井征收10000美元面值的保证金的规定。这意味着提高了石油生产的固定成本。

 

　　第二个变化是废弃物处置。钻井过程中会产生两种主要废弃物：钻花和泥浆。钻花是钻挖钻井眼产生的基岩。水或油基液体，通常被称为泥浆，用于钻井，以去除孔中的切割，防止地下层中的碳氢化合物上升到地表，产生“井喷”。在钻井过程中，泥浆通常是在露天矿坑中的钻井场进行处置，被称为储备矿坑或土坑。来自美国鱼类和野生动物局的报告显示：这些坑内有包括柴油、石油、氢氧化钠、甘露鱼，还可能有铬、锌、聚丙烯、铅等物质，可能会污染到地下水、地表水和土壤。鸟类和其他动物很有可能会被这些土坑所吸引，从而被困死在坑中。在2012年之前，没有关于石油钻井废弃物处置的相关规制，而2012年新颁布的政策中则强调了对于石油钻井废弃物的处置规范：除非在紧急情况下，并经署长批准，任何咸水、钻泥、原油、废油或其他废物不得存放在矿坑或露天容器中。因此，石油钻探生产商必须将钻泥和其他废弃物存放在油罐中或在指定场所进行处置。隔壁的MT地区却只规定了使用盐水或油基泥浆的水井必须在外部处置废弃物。尽管这些废弃物处置要求看起来是可变成本，事实上，这些处置成本更像是固定成本，因为运营商必须在生产开始之前支付废弃物处置的大部分成本，而与直接堆放在露天矿坑相比， 将废弃物运送至处置场所的运输费用则包含在运输环节中。

 

　　钻井保证金要求提高和废弃物处置新规加在一起预计会将石油钻井的固定成本提高至400000美金。一个典型的Bakken 油井的成本大概是7-8百万美金，这意味着这两项新政策将石油钻井的成本提高了5-6%。

 

　　监管变化的第三个主要部分是要求公司在FracFocus.org网站上披露压裂液中所使用的化学物品信息，第四个主要的变化则是增加了对石油钻井中所使用的水力压裂工艺的要求。隔壁的MT地区也施行了相似的政策。

 

3. 框架设计

 

　　与原来的政策相比， 上文中提到的在ND地区施行的新的规制政策提高了石油钻井和生产的固定成本，降低了从事该行业的企业能获得的净现值。因此，为了保证净现值不降低，企业可能会选择从该地区迁移至隔壁并未施行新的规制政策的MT地区。另外，若这种成本的提高导致某一项石油钻探开发项目的回报率低于可接受的最低水平的话，会导致该项目直接被停止或退出该地区；如果这种成本提高导致的石油钻探开发项目的回报率虽然降低了，但依然处于可接受的最低投资回报率之上，则该项目会被继续实施，但存在着两种可能的结果：（1）石油钻探开发商赚得少一点；（2）石油钻探开发商通过与其上游供应商竞价，压低投入品成本从而保证自己的利润保持不变，这不会改变企业的生产但是会改变企业之间的租金分配状态。本文结合该规制政策的更新，对ND和MT地区边界线周围的石油钻井企业在钻井和石油开采等方面的变化进行分析，以全面衡量规制政策变化的影响。

 

4.数据

 

　　本文中所使用的关于钻井位置（经纬度）和钻井时间的数据来源于Drilling info（2015），一个订阅式的油气统计信息资源。表1总结了在ND-MT边界上（20英里、30英里）的油田数量信息。断点回归会使用20英里和30英里两个窗口对ND-MT边界线上两侧20英里和30英里内的油田信息进行估计，这些油田的更多信息见附件A。

　　在本文的研究期间，在ND地区大约有4700个油田，其中有大约1400个位于距离ND-MT边界线30英里以内的范围内，即本文选取的油田数目占总油田数目的30%左右，是一个相对不小的比例，这从数量上保证了本文分析的有效性。

 

　　此外，作者还使用直方图的形式（文中Fig.1）展示了规制更新之前（2010.4-2012.3）两地区边界线周围50英里范围内的油田开采数量信息，结果显示：在规制更新之前的两年内，两地区的油田开采密度并未发生显著的变化；进一步，作者考察了2010-2013年间两地区边界线周围10英里范围内石油开采运行企业的生产能力分布状况，详见表2.表2中按照企业在2011年（规制更新之前）的总石油生产能力大小进行划分，quartile 1表示规模最小的25%的企业石油日生产能力，quartile 4表示规模最大的企业石油日生产能力。由表2可见，不同规模的企业石油生产能力差别很大，规模最小的企业日均产油量低于10桶，而规模最大的企业日均产油量超过了3000桶。

5.实证策略

 

　　本文使用两种实证策略考察规制更新对地区石油开采的影响。（1）断点回归策略，衡量规制更新对于石油钻井活动的影响，详见5.1和5.2；（2）双重差分策略，衡量规制更新对石油生产能力和企业退出行为的影响。

 

 

6.估计结果

 

6.1 断点估计结果

 

　　Fig 3给出了规制更新前的两年内（2010年4月至2012年3月），MT-ND边界线周围20英里和30英里范围内的石油钻井数量。可以看出：在规制更新前的两年内，两地区边界线附近的石油钻井数量并未发生显著的断点式变化，这也可以从表3中基于方程（1）的估计结果得知。

　　Fig 4给出了规制更新后的两年内（2012年4月至2014年3月），ND-MT地区边界线周围的石油钻井数量。表4提供了基于方程（1）对规制更新后两年内样本地区石油钻井数量变化进行估计的结果。由表4 和图4 可知：两地区边界线周围的石油钻井数量在规制更新后的两年内发生了较小但在统计上并不显著的间断点。（详见文中图4与表4）

 

　　Fig 5 将规制更新前后的ND-MT边界周围20英里、30英里范围内的石油钻井数量及变化趋势进行综合比较，结合文中表5基于断点估计方程（2）的估计结果，可知：在规制更新前后，两地边界线周围的石油钻井数量并未发生显著性的断点变化；尤其是在距离两地边界线较近的地区，石油钻井开发活动并未受到规制增强的影响，而在距离边界线较远的地方，ND地区这边的石油钻井数量有所上升。

6.2 双倍差分估计结果

 

　　双倍差分法在这里主要用于估计规制更新对于两地区石油钻井企业的石油生产率的影响。作者首先对两地区边界线两边的石油钻井企业在样本期间的石油生产率进行了趋势分析，在规制更新之前，两地区特定范围内的石油钻井企业的石油生产率基本保持了相似的趋势，见文中图6。表6的估计结果也证实了这一点。

 

　　作者进一步结合方程（3）对样本地区内处理组和控制组地区的石油钻井企业石油生产率进行总体估计，结果显示：该规制政策更新对两地区一定范围内的石油钻井企业的石油生产量并未产生显著影响，详见文中表7。

 

　　作者进一步结合样本中石油钻井企业的生产规模对样本进行了四分位划分，并针对不同规模的企业进行双倍差分估计，结果见文中表8。从表8中的估计结果可知：规制更新显著降低了石油生产规模最小的1/4企业的石油产量，相反，规制更新显著提高了石油生产规模最大的1/4企业的石油产量。这意味着规制的更新导致了石油生产从小企业向大企业的转移，即小企业可能退出了该市场或向大企业出售了他们的油井，或者小企业减少了石油产量。

 

　　结合企业的退出行为，作者对规制更新是否影响了石油钻井企业退出当地市场以及对不同规模企业的退出行为的异质性影响进行了双倍差分估计，结果见表9和表10。从这两个表的估计结果可知：规制政策的更新在一定程度上会导致石油钻井企业退出该市场，这在日石油生产量最小的企业中表现尤为显著，而对生产规模最大的石油钻井企业几乎没有影响。

 

6.3 启示

 

　　上述实证研究认为：ND地区关于石油钻井规制的更新政策并未对当地石油钻井企业的石油开采行为和石油生产量产生显著的影响，然而，这种规制更新的策略会产生其他的影响。作者对此展开讨论。

 

　　一种可能的影响是改变当地石油钻井企在钻井结束至石油开采之间的时间周期，这可能来源于当地石油生产商与其上下游企业之间的谈判能力的博弈。以样本企业石油钻井完成至石油生产开始之间所经历的时间段为因变量，作者对规制更新的影响进行了双倍差分估计，结果见表11，即该规制政策更新显著延长了石油钻井企业从钻井完成到开始石油生产的时间周期。

 

　　另一种可能的影响是降低ND当地与石油钻井相关的环境事故的发生频率。作者以ND地区的石油钻井企业样本为依据，对样本期间当地与石油钻井相关的环境事故数量进行了OLS估计，结果见表12：该规制政策的更新降低了企业石油钻井的安全风险，淘汰了部分危险性企业，从而降低了了当地与石油钻井环境事故的发生频率。

 

7.结论

 

　　本文的研究认为：ND地区关于石油钻井的规制更新总体上并未对当地的石油钻井企业和其石油生产能力产生显著的影响，但是导致了小规模的石油生产企业或者退出当地市场，或减少石油产量，同时大规模的石油开采企业却加大了石油生产量。除此之外，该规制政策的更新延长了当地石油开采企业钻井完成到石油生产之间的周期；降低了ND地区与石油钻井相关的环境事故的发生频率。

 

Abstract

 

This analysis seeks to understand whether changes in oil regulation brought about by the shale revolution have restricted the pace of drilling. This hypothesis is tested using data on North Dakota and Montana both before and after North Dakota increased regulations that raise fixed costs. Results generally find that the new regulations had no statistical impact on the pace of drilling and production, however it is found that smaller operators reduced their production and exited. These results are instructive for policymakers who weigh the loss of economic welfare against improved environmental quality when deciding on the new regulations.

 

Key words: Oil and gas regulation; shale oil; drilling; firm exit