整體模型成品油出口效益測(cè)算方法

黃友生，康賀娟

（中國(guó)石油化工股份有限公司煉油事業(yè)部，北京 100728）

近年來(lái)，我國(guó)煉油產(chǎn)能增長(zhǎng)高于成品油市場(chǎng)消費(fèi)增長(zhǎng)，產(chǎn)能過(guò)剩的矛盾日漸突出，國(guó)內(nèi)成品油市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。成品油出口成為緩解國(guó)內(nèi)供需矛盾、保持煉油裝置正常負(fù)荷的重要手段。成品油出口的經(jīng)濟(jì)性研究成為石油能源公司及煉油企業(yè)的重要課題，對(duì)于其生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)安排、經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)防控以及產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃等都具有重要意義。

1 成品油出口效益測(cè)算方法

1.1 單個(gè)煉廠成品油出口效益測(cè)算方法

單個(gè)煉廠成品油出口效益測(cè)算通常采用方案比較法?；舅悸肥欠謩e測(cè)算基準(zhǔn)方案（為方便測(cè)算，可采用成品油全部安排內(nèi)貿(mào)方案）和變化方案（基準(zhǔn)方案基礎(chǔ)上，增加成品油出口）的效益，以變化方案與基礎(chǔ)方案的效益差值評(píng)價(jià)成品油出口的效益。具體測(cè)算舉例如下：

某煉油企業(yè)A設(shè)計(jì)加工能力1 200萬(wàn)噸/年，主要產(chǎn)品為汽油、航煤、柴油成品油，副產(chǎn)品為化工輕油、液化氣、燃料油等其他常規(guī)煉油產(chǎn)品。為便于計(jì)算分析，歸類為其他產(chǎn)品，價(jià)格取加權(quán)平均價(jià)格。該煉油企業(yè)測(cè)算條件表：

基準(zhǔn)方案：內(nèi)貿(mào)成品油數(shù)量固定，沒(méi)有成品油出口，原油加工量80萬(wàn)噸。

images/BZ_31_1311_1533_2256_2314.png

變化方案：內(nèi)貿(mào)成品油數(shù)量與基準(zhǔn)方案相同，成品油出口11.6萬(wàn)噸，原油加工量100萬(wàn)噸，產(chǎn)品收率與基準(zhǔn)方案相同。測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 A企業(yè)基準(zhǔn)方案與變化方案效益測(cè)算表

噸油出口邊際效益＝（變化方案利潤(rùn)－基本方案利潤(rùn)）/出口數(shù)量＝（23 543－20 944）/11.6＝224.1元/噸。即，每增加1噸成品油煉油企業(yè)可增加效益224.1元。

對(duì)于當(dāng)個(gè)煉廠，利用優(yōu)化軟件，可以較為方便地實(shí)現(xiàn)單個(gè)煉廠成品油出口效益測(cè)算，目前利用工業(yè)過(guò)程模型系統(tǒng)（PIMS，Process Industry Modeling System）軟件用于單個(gè)煉廠成品油出口效益測(cè)算比較普遍。

1.2 集團(tuán)（板塊）層面成品油出口效益測(cè)算方法

1.2.1 多廠直接匯總法

測(cè)算由多家煉廠組成的集團(tuán)或板塊，比較容易想到的方法是多廠直接匯總法，即測(cè)算集團(tuán)或板塊中所有成品油出口企業(yè)的效益，再進(jìn)行匯總。但這種方法存在一個(gè)較大的缺陷，在某些情況下，集團(tuán)或板塊的整體成品油出口效益與其中所有出口企業(yè)的成品油出口效益之和并不一致。

對(duì)于單個(gè)成品油出口企業(yè)，以全部?jī)?nèi)貿(mào)為基準(zhǔn)時(shí)，測(cè)算成品油出口邊際貢獻(xiàn)為正值，此時(shí)增加成品油出口量，拉動(dòng)產(chǎn)能逐步釋放，企業(yè)效益逐步增加。當(dāng)產(chǎn)能完全釋放時(shí)，企業(yè)效益達(dá)到最大值。此時(shí)，再增加成品油出口，則需要相應(yīng)調(diào)減內(nèi)貿(mào)數(shù)量。由于通常情況下，成品油內(nèi)貿(mào)價(jià)格高于成品油出口價(jià)格，因此企業(yè)效益反而下降。即企業(yè)成品油出口量存在效益“拐點(diǎn)”，且不同企業(yè)出口效益“拐點(diǎn)”的條件不同。仍以上述A企業(yè)為例，測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 A企業(yè)出口效益“拐點(diǎn)”測(cè)算表

A企業(yè)加工能力達(dá)到上限100萬(wàn)噸，增加出口3.8萬(wàn)噸，相應(yīng)調(diào)減內(nèi)貿(mào)成品油3.8萬(wàn)噸，利潤(rùn)減少1 716萬(wàn)元。在內(nèi)貿(mào)價(jià)格高于外貿(mào)價(jià)格的情況下，產(chǎn)能達(dá)到上限，且增加出口不調(diào)減內(nèi)貿(mào)成品油量時(shí)，企業(yè)達(dá)到效益最大值。

但對(duì)于集團(tuán)或板塊而言，即使其中所有的成品油出口企業(yè)產(chǎn)能均已經(jīng)充分釋放時(shí)，但如果集團(tuán)或板塊中純內(nèi)貿(mào)企業(yè)仍有富余產(chǎn)能，此時(shí)再增加出口量，可以拉動(dòng)集團(tuán)或板塊的產(chǎn)能進(jìn)一步釋放。盡管再增加出口會(huì)導(dǎo)致成品油出口企業(yè)內(nèi)貿(mào)減少，效益下降，但出口企業(yè)減少的內(nèi)貿(mào)數(shù)量可以分配給純內(nèi)貿(mào)企業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)增量增效，對(duì)于集團(tuán)或板塊來(lái)說(shuō)仍有可能實(shí)現(xiàn)增加效益。

因此，用測(cè)算集團(tuán)或板塊中所有成品油出口企業(yè)的效益，再進(jìn)行匯總的方法，無(wú)法真實(shí)、準(zhǔn)確地反映集團(tuán)或板塊成品油出口效益。其根本原因是，集團(tuán)或板塊的富余產(chǎn)能要大于所有成品油出口企業(yè)的富余產(chǎn)能，因此集團(tuán)或板塊的成品油出口效益“拐點(diǎn)”要大于所有成品油出口企業(yè)的效益“拐點(diǎn)”。在出口能力不足以釋放集團(tuán)或板塊全部產(chǎn)能的情況，甚至可能不出現(xiàn)效益“拐點(diǎn)”。

1.2.2 多廠模型軟件測(cè)算法

為了解決多廠直接匯總法的缺陷，可以利用優(yōu)化軟件（如MPIMS軟件）建立包含集團(tuán)或板塊內(nèi)全部煉廠的多廠軟件模型，進(jìn)行成品油出口效益測(cè)算。測(cè)算思路同單廠模型測(cè)算相同，即先分別測(cè)算基礎(chǔ)方案和變化方案，再進(jìn)行方案比較，從而算出集團(tuán)或板塊成品油出口邊際貢獻(xiàn)。但此方法存在兩個(gè)困難。

一是集團(tuán)或板塊內(nèi)多家企業(yè)的內(nèi)貿(mào)基準(zhǔn)量設(shè)定存在困難。以中國(guó)石化煉油板塊為例，板塊包含30多家煉廠，分布在華北、西北、華中、華東、華南等不同區(qū)域。各煉廠運(yùn)費(fèi)及盈利水平不同，各區(qū)域消費(fèi)需求及消費(fèi)結(jié)構(gòu)差異較大。在內(nèi)貿(mào)總量一定的情況下，各煉廠的內(nèi)貿(mào)分配難以確定統(tǒng)一的分配標(biāo)準(zhǔn)。若以模型軟件自動(dòng)優(yōu)化分配，相當(dāng)于完全按照效益最大化進(jìn)行分配，則結(jié)果可能與成品油消費(fèi)需求、自產(chǎn)原油配置、化工原料保供等產(chǎn)生矛盾。為了綜合考慮以上因素，需要對(duì)各煉廠邊界條件設(shè)定上下限進(jìn)行限制，但限制條件難以確定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。如處于華北區(qū)的煉廠M，盈利能力強(qiáng)，優(yōu)化測(cè)算結(jié)果應(yīng)安排高負(fù)荷，但華北地區(qū)成品油消費(fèi)需求有限，難以設(shè)定加工負(fù)荷（或成品油產(chǎn)量）上限。同樣處于華北區(qū)域的煉廠N，盈利能力弱，優(yōu)化測(cè)算結(jié)果應(yīng)安排停工，但該廠承擔(dān)保自產(chǎn)原油后路及保供化工原料的任務(wù)，不能安排停工，需要設(shè)定加工負(fù)荷下限，下限的具體數(shù)據(jù)設(shè)定卻也沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。因此，內(nèi)貿(mào)總量一定、出口增量一定的條件下，會(huì)因分企業(yè)的內(nèi)貿(mào)基準(zhǔn)不同，造成測(cè)算的成品油出口效益出現(xiàn)不同結(jié)果。

二是測(cè)算操作過(guò)程較為復(fù)雜。測(cè)算基礎(chǔ)方案時(shí)需要對(duì)分煉廠邊界條件進(jìn)行限定，測(cè)算變化方案時(shí)需要對(duì)基礎(chǔ)方案設(shè)定的煉廠邊界條件重新限定。如基礎(chǔ)方案時(shí)設(shè)定M煉廠負(fù)荷上限80%，N煉廠負(fù)荷下限60%；測(cè)算變化方案時(shí)，增加一定量出口拉動(dòng)產(chǎn)能釋放，重新設(shè)定M煉廠負(fù)荷上限90%；進(jìn)一步增加出口時(shí)，取消M煉廠負(fù)荷上限。當(dāng)原油、成品油及其他產(chǎn)品價(jià)格變化時(shí)，需對(duì)基礎(chǔ)方案和變化方案的價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整，因涉及多個(gè)煉廠，操作較為繁瑣。

1.2.3 整體模型測(cè)算法

為了克服以上兩種方法的缺陷，建立了整體模型測(cè)算法。成品油出口釋放的產(chǎn)能是整個(gè)集團(tuán)或板塊的產(chǎn)能，測(cè)算的目標(biāo)是集團(tuán)或板塊的成品油出口效益，考慮將集團(tuán)或板塊作為一個(gè)虛擬的整體煉廠進(jìn)行測(cè)算。

測(cè)算思路同單個(gè)煉廠的算法，并通過(guò)推導(dǎo)，簡(jiǎn)化為僅計(jì)算兩個(gè)方案的差量。

基準(zhǔn)方案效益＝（成品油銷售收入1＋其他產(chǎn)品銷售收入1）－（固定費(fèi)用＋變動(dòng)費(fèi)用1）－原料成本1（1）

變化方案效益＝（成品油銷售收入2＋其他產(chǎn)品銷售收入2）－（固定費(fèi)用＋變動(dòng)費(fèi)用2）－原料成本2（2）

出口效益＝式（2）－式（1）＝（成品油銷售收入2＋其他產(chǎn)品銷售收入2）－（成品油銷售收入1＋其他產(chǎn)品銷售收入1）－（變動(dòng)費(fèi)用2－變動(dòng)費(fèi)用1）－（原料成本2－原料成本1） （3）

由式（3）簡(jiǎn)化可以得到式（4）：

出口效益＝Δ銷售收入－Δ變動(dòng)費(fèi)用－Δ原料成本 （4）

由于成品油出口增量已知，出口拉動(dòng)的原料油加工量增量（Δ原料油）可根據(jù)集團(tuán)或板塊實(shí)際或計(jì)劃的成品油收率算出，其他產(chǎn)品也可以根據(jù)收率算出，成品油出口效益很容易計(jì)算。

Δ原料油＝Δ成品油出口÷成品油收率

Δ其他產(chǎn)品＝Δ原料油×其他產(chǎn)品收率

Δ銷售收入＝Δ成品油出口×成品油出口單價(jià)＋Δ其他產(chǎn)品×其他產(chǎn)品單價(jià)

Δ變動(dòng)費(fèi)用＝Δ原料油×噸油變動(dòng)費(fèi)用

Δ原料成本＝Δ原料油×噸油成本

以上述測(cè)算相似的測(cè)算條件，測(cè)算某集團(tuán)增加180萬(wàn)噸出口的邊際效益，增加180萬(wàn)噸成品油出口，拉動(dòng)加工量增加310萬(wàn)噸，成品油出口邊際效益達(dá)到65元/噸。測(cè)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 某集團(tuán)成品油出口效益測(cè)算表

3 整體模型測(cè)算法應(yīng)用情況

整體模型測(cè)算法自2016年建立以來(lái)，為中國(guó)石化煉油板塊的產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化以及經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)防控等提供了數(shù)據(jù)支持，取得了較好的應(yīng)用效果。

3.1 產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃

在煉油產(chǎn)能發(fā)展規(guī)劃中，需要找到制約提升競(jìng)爭(zhēng)力的短板，從而有針對(duì)性地采取措施消除瓶頸。根據(jù)國(guó)內(nèi)消費(fèi)預(yù)測(cè)和出口能力，運(yùn)用整體模型進(jìn)行板塊效益測(cè)算，發(fā)現(xiàn)出口量達(dá)到最大出口能力時(shí)，板塊效益不出現(xiàn)“拐點(diǎn)”，說(shuō)明現(xiàn)有出口能力不足以釋放煉油板塊全部產(chǎn)能。于是在產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃時(shí)，大力推進(jìn)成品油出口能力建設(shè)。至2019年，中國(guó)石化煉油板塊成品油出口企業(yè)數(shù)量比2015年增加了7家，出口能力增長(zhǎng)了65%，建成了5個(gè)500萬(wàn)噸/年的成品油出口基地，產(chǎn)業(yè)布局得到優(yōu)化，煉油板塊競(jìng)爭(zhēng)力明顯提升。

3.2 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化

整體模型測(cè)算法在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)總量安排和出口結(jié)構(gòu)優(yōu)化中發(fā)揮了重要作用。

3.2.1 生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)總量安排

通過(guò)測(cè)算成品油出口邊際效益，為總量安排決策提供數(shù)據(jù)支持。

2016-2019年，國(guó)際市場(chǎng)成品油裂解價(jià)差相對(duì)較高，測(cè)算成品油出口邊際效益保持在100元/噸以上水平，增加成品油出口，做大加工總量能夠?qū)崿F(xiàn)煉油板塊增量增效。隨著成品油出口能力建設(shè)推進(jìn)，成品油出口總量持續(xù)增加，2017年首次突破2 000萬(wàn)噸，2019年突破2 500萬(wàn)噸，達(dá)到2 650萬(wàn)噸，拉動(dòng)煉油板塊原油加工量不斷創(chuàng)歷史新高，2017年突破2.4億噸，2019年突破2.5億噸。

2020年4月開(kāi)始，受新冠疫情及國(guó)際原油市場(chǎng)“黑天鵝”事件影響，國(guó)際市場(chǎng)成品油裂解價(jià)差大幅下降，測(cè)算成品油出口邊際效益降低到約-70元/噸水平。于是大幅減少成品油出口，并通過(guò)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及降低加工負(fù)荷來(lái)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化，實(shí)現(xiàn)減虧增效。

3.2.2 出口結(jié)構(gòu)優(yōu)化

表3中，汽油內(nèi)貿(mào)價(jià)格高于出口價(jià)格723元/噸，航煤內(nèi)貿(mào)價(jià)格僅高于出口價(jià)格118元/噸，如果增加汽油內(nèi)貿(mào)50萬(wàn)噸，相應(yīng)調(diào)減汽油出口50萬(wàn)噸；同時(shí)減少航煤內(nèi)貿(mào)50萬(wàn)噸，相應(yīng)增加出口50萬(wàn)噸，則內(nèi)貿(mào)及成品油出口總量都不變，僅僅通過(guò)結(jié)構(gòu)調(diào)整可增加效益3.03億元。通過(guò)整體模型測(cè)算法，可以對(duì)汽油、航煤、柴油出口邊際效益進(jìn)行比較測(cè)算。2016-2019年，總體上航煤出口邊際效益略高于柴油，柴油明顯好于汽油。2020年2、3季度，測(cè)算出口邊際效益汽油好于柴油，柴油好于航煤。在不同時(shí)段，根據(jù)測(cè)算結(jié)果，對(duì)出口結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3.3 經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)防控

成品油出口主要有兩項(xiàng)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。一是市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。由于成品油出口量通常提前1～2個(gè)月安排，實(shí)際出口時(shí)存在市場(chǎng)價(jià)格變化風(fēng)險(xiǎn)。二是月差風(fēng)險(xiǎn)。由于原油采購(gòu)?fù)ǔＬ崆?～3個(gè)月安排，加工的原油和出口的成品油存在月差。為了防控成品油出口的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，可以利用金融衍生品工具，采取套期保值操作，鎖定原油和成品油的裂解價(jià)差，從而實(shí)現(xiàn)避險(xiǎn)增效。鎖定裂解價(jià)差，需要測(cè)算成品油出口的保本點(diǎn)。整體模型測(cè)算保本點(diǎn)簡(jiǎn)單高效，設(shè)定邊際效益為零，此時(shí)推算的成品油出口價(jià)格即為保本點(diǎn)。如，測(cè)算柴油保本價(jià)格與原油價(jià)差6美元/桶，則此價(jià)格之上鎖定裂解價(jià)差可以實(shí)現(xiàn)不虧損。實(shí)際應(yīng)用中，多次在出口邊際效益超過(guò)200元/噸時(shí)，采取套期保值操作，較好地實(shí)現(xiàn)了防控經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)的目標(biāo)。如，2019年12月，以17.5～19.5美元/桶的裂解價(jià)差，分別鎖定了2020年10-12月一定數(shù)量的柴油和航煤，而2020年4月以后，實(shí)際航煤、柴油裂解價(jià)差在-1美元至6美元之間波動(dòng)，多數(shù)時(shí)候不足3美元/桶。

4 結(jié)論

1）整體模型測(cè)算法克服了一些常用方法的缺陷不足，具有原理簡(jiǎn)明、方案靈活、計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，在測(cè)算由多個(gè)煉廠組成的集團(tuán)或板塊成品油出口效益方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。

2）整體模型測(cè)算法自2016年建立以來(lái)，為中國(guó)石化煉油板塊的產(chǎn)業(yè)布局規(guī)劃、生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)優(yōu)化以及經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)防控等提供了數(shù)據(jù)支持，取得了較好的應(yīng)用效果。

3）整體模型測(cè)算法目前僅在中國(guó)石化煉油板塊的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中得以應(yīng)用，基于其測(cè)算原理，既可以向下延伸應(yīng)用于包含幾個(gè)煉廠的某個(gè)區(qū)域或單個(gè)煉廠，也可以向上延伸在中國(guó)石化煉油銷售產(chǎn)業(yè)鏈，甚至整個(gè)集團(tuán)公司，在生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中提供數(shù)據(jù)支持，發(fā)揮更大的作用。