Evaluating climate risk and return premiums in resource-intensive sectors: Evidence from critical minerals and fossil fuels

Abstract

The transition to low-carbon energy systems has heightened the strategic importance of critical minerals while exposing the fossil fuel sector to significant climate-related transition risks. This dissertation evaluates the financial performance and risk-return dynamics of investment portfolios comprised of critical mineral and fossil fuel equities within developed markets. Using monthly data from 1996 to 2026, portfolios were constructed for both resource-intensive sectors. To assess whether climate and systematic risks translate into distinct return premiums, portfolio performance is evaluated using established multi-factor asset pricing models, including the Fama and French (1993, 2015, 2018) three, five, and six-factor models, as well as the Hou et al. (2021) q-factor model. The initial baseline results indicate that the excess returns for both sectors are primarily driven by systematic market risk, size, and value exposures, with no evidence of statistically significant abnormal performance. However, we observe that fossil fuel portfolios show negative and statistically significant alphas following the international financial crisis. Furthermore, when portfolios are evaluated under different global oil market conditions, fossil fuel portfolios consistently underperform during periods of market contraction.

A transição para sistemas energéticos de baixo carbono acentuou a importância estratégica dos minerais críticos, ao mesmo tempo que expôs o setor dos combustíveis fósseis a riscos de transição significativos relacionados com o clima. Esta dissertação avalia o desempenho financeiro e a dinâmica de risco-retorno de carteiras de investimento compostas por ações de minerais críticos e de combustíveis fósseis nos mercados desenvolvidos. Utilizando dados mensais de 1996 a 2026, foram construídas carteiras para ambos os setores intensivos em recursos. Para avaliar se os riscos climáticos e sistemáticos se traduzem em prémios de retorno distintos, o desempenho das carteiras é avaliado utilizando modelos de avaliação de ativos multifatoriais estabelecidos, incluindo os modelos de três, cinco e seis fatores de Fama e French (1993, 2015, 2018), bem como o modelo de fator q de Hou et al. (2021). Os resultados de base iniciais indicam que os retornos das carteiras de ambos os setores são impulsionados principalmente pela exposição ao risco de mercado sistemático, dimensão e valor, sem evidência de desempenho anormal estatisticamente significativo. No entanto, observamos que as carteiras de combustíveis fósseis apresentam alfas negativos e estatisticamente significativos após a crise financeira internacional. Além disso, quando as carteiras são avaliadas sob diferentes condições do mercado global de petróleo, as carteiras de combustíveis fósseis apresentam um desempenho consistentemente inferior durante períodos de contração do mercado.