整体模型成品油出口效益测算方法

黄友生，康贺娟

（中国石油化工股份有限公司炼油事业部，北京 100728）

近年来，我国炼油产能增长高于成品油市场消费增长，产能过剩的矛盾日渐突出，国内成品油市场竞争更加激烈。成品油出口成为缓解国内供需矛盾、保持炼油装置正常负荷的重要手段。成品油出口的经济性研究成为石油能源公司及炼油企业的重要课题，对于其生产经营安排、经营风险防控以及产业布局规划等都具有重要意义。

1 成品油出口效益测算方法

1.1 单个炼厂成品油出口效益测算方法

单个炼厂成品油出口效益测算通常采用方案比较法。基本思路是分别测算基准方案（为方便测算，可采用成品油全部安排内贸方案）和变化方案（基准方案基础上，增加成品油出口）的效益，以变化方案与基础方案的效益差值评价成品油出口的效益。具体测算举例如下：

某炼油企业A设计加工能力1 200万吨/年，主要产品为汽油、航煤、柴油成品油，副产品为化工轻油、液化气、燃料油等其他常规炼油产品。为便于计算分析，归类为其他产品，价格取加权平均价格。该炼油企业测算条件表：

基准方案：内贸成品油数量固定，没有成品油出口，原油加工量80万吨。

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变化方案：内贸成品油数量与基准方案相同，成品油出口11.6万吨，原油加工量100万吨，产品收率与基准方案相同。测算结果见表1。

表1 A企业基准方案与变化方案效益测算表

吨油出口边际效益＝（变化方案利润－基本方案利润）/出口数量＝（23 543－20 944）/11.6＝224.1元/吨。即，每增加1吨成品油炼油企业可增加效益224.1元。

对于当个炼厂，利用优化软件，可以较为方便地实现单个炼厂成品油出口效益测算，目前利用工业过程模型系统（PIMS，Process Industry Modeling System）软件用于单个炼厂成品油出口效益测算比较普遍。

1.2 集团（板块）层面成品油出口效益测算方法

1.2.1 多厂直接汇总法

测算由多家炼厂组成的集团或板块，比较容易想到的方法是多厂直接汇总法，即测算集团或板块中所有成品油出口企业的效益，再进行汇总。但这种方法存在一个较大的缺陷，在某些情况下，集团或板块的整体成品油出口效益与其中所有出口企业的成品油出口效益之和并不一致。

对于单个成品油出口企业，以全部内贸为基准时，测算成品油出口边际贡献为正值，此时增加成品油出口量，拉动产能逐步释放，企业效益逐步增加。当产能完全释放时，企业效益达到最大值。此时，再增加成品油出口，则需要相应调减内贸数量。由于通常情况下，成品油内贸价格高于成品油出口价格，因此企业效益反而下降。即企业成品油出口量存在效益“拐点”，且不同企业出口效益“拐点”的条件不同。仍以上述A企业为例，测算结果见表2。

表2 A企业出口效益“拐点”测算表

A企业加工能力达到上限100万吨，增加出口3.8万吨，相应调减内贸成品油3.8万吨，利润减少1 716万元。在内贸价格高于外贸价格的情况下，产能达到上限，且增加出口不调减内贸成品油量时，企业达到效益最大值。

但对于集团或板块而言，即使其中所有的成品油出口企业产能均已经充分释放时，但如果集团或板块中纯内贸企业仍有富余产能，此时再增加出口量，可以拉动集团或板块的产能进一步释放。尽管再增加出口会导致成品油出口企业内贸减少，效益下降，但出口企业减少的内贸数量可以分配给纯内贸企业，从而实现增量增效，对于集团或板块来说仍有可能实现增加效益。

因此，用测算集团或板块中所有成品油出口企业的效益，再进行汇总的方法，无法真实、准确地反映集团或板块成品油出口效益。其根本原因是，集团或板块的富余产能要大于所有成品油出口企业的富余产能，因此集团或板块的成品油出口效益“拐点”要大于所有成品油出口企业的效益“拐点”。在出口能力不足以释放集团或板块全部产能的情况，甚至可能不出现效益“拐点”。

1.2.2 多厂模型软件测算法

为了解决多厂直接汇总法的缺陷，可以利用优化软件（如MPIMS软件）建立包含集团或板块内全部炼厂的多厂软件模型，进行成品油出口效益测算。测算思路同单厂模型测算相同，即先分别测算基础方案和变化方案，再进行方案比较，从而算出集团或板块成品油出口边际贡献。但此方法存在两个困难。

一是集团或板块内多家企业的内贸基准量设定存在困难。以中国石化炼油板块为例，板块包含30多家炼厂，分布在华北、西北、华中、华东、华南等不同区域。各炼厂运费及盈利水平不同，各区域消费需求及消费结构差异较大。在内贸总量一定的情况下，各炼厂的内贸分配难以确定统一的分配标准。若以模型软件自动优化分配，相当于完全按照效益最大化进行分配，则结果可能与成品油消费需求、自产原油配置、化工原料保供等产生矛盾。为了综合考虑以上因素，需要对各炼厂边界条件设定上下限进行限制，但限制条件难以确定统一标准。如处于华北区的炼厂M，盈利能力强，优化测算结果应安排高负荷，但华北地区成品油消费需求有限，难以设定加工负荷（或成品油产量）上限。同样处于华北区域的炼厂N，盈利能力弱，优化测算结果应安排停工，但该厂承担保自产原油后路及保供化工原料的任务，不能安排停工，需要设定加工负荷下限，下限的具体数据设定却也没有统一标准。因此，内贸总量一定、出口增量一定的条件下，会因分企业的内贸基准不同，造成测算的成品油出口效益出现不同结果。

二是测算操作过程较为复杂。测算基础方案时需要对分炼厂边界条件进行限定，测算变化方案时需要对基础方案设定的炼厂边界条件重新限定。如基础方案时设定M炼厂负荷上限80%，N炼厂负荷下限60%；测算变化方案时，增加一定量出口拉动产能释放，重新设定M炼厂负荷上限90%；进一步增加出口时，取消M炼厂负荷上限。当原油、成品油及其他产品价格变化时，需对基础方案和变化方案的价格数据进行调整，因涉及多个炼厂，操作较为繁琐。

1.2.3 整体模型测算法

为了克服以上两种方法的缺陷，建立了整体模型测算法。成品油出口释放的产能是整个集团或板块的产能，测算的目标是集团或板块的成品油出口效益，考虑将集团或板块作为一个虚拟的整体炼厂进行测算。

测算思路同单个炼厂的算法，并通过推导，简化为仅计算两个方案的差量。

基准方案效益＝（成品油销售收入1＋其他产品销售收入1）－（固定费用＋变动费用1）－原料成本1（1）

变化方案效益＝（成品油销售收入2＋其他产品销售收入2）－（固定费用＋变动费用2）－原料成本2（2）

出口效益＝式（2）－式（1）＝（成品油销售收入2＋其他产品销售收入2）－（成品油销售收入1＋其他产品销售收入1）－（变动费用2－变动费用1）－（原料成本2－原料成本1） （3）

由式（3）简化可以得到式（4）：

出口效益＝Δ销售收入－Δ变动费用－Δ原料成本 （4）

由于成品油出口增量已知，出口拉动的原料油加工量增量（Δ原料油）可根据集团或板块实际或计划的成品油收率算出，其他产品也可以根据收率算出，成品油出口效益很容易计算。

Δ原料油＝Δ成品油出口÷成品油收率

Δ其他产品＝Δ原料油×其他产品收率

Δ销售收入＝Δ成品油出口×成品油出口单价＋Δ其他产品×其他产品单价

Δ变动费用＝Δ原料油×吨油变动费用

Δ原料成本＝Δ原料油×吨油成本

以上述测算相似的测算条件，测算某集团增加180万吨出口的边际效益，增加180万吨成品油出口，拉动加工量增加310万吨，成品油出口边际效益达到65元/吨。测算结果见表3。

表3 某集团成品油出口效益测算表

3 整体模型测算法应用情况

整体模型测算法自2016年建立以来，为中国石化炼油板块的产业布局规划、生产经营优化以及经营风险防控等提供了数据支持，取得了较好的应用效果。

3.1 产业布局规划

在炼油产能发展规划中，需要找到制约提升竞争力的短板，从而有针对性地采取措施消除瓶颈。根据国内消费预测和出口能力，运用整体模型进行板块效益测算，发现出口量达到最大出口能力时，板块效益不出现“拐点”，说明现有出口能力不足以释放炼油板块全部产能。于是在产业布局规划时，大力推进成品油出口能力建设。至2019年，中国石化炼油板块成品油出口企业数量比2015年增加了7家，出口能力增长了65%，建成了5个500万吨/年的成品油出口基地，产业布局得到优化，炼油板块竞争力明显提升。

3.2 生产经营优化

整体模型测算法在生产经营总量安排和出口结构优化中发挥了重要作用。

3.2.1 生产经营总量安排

通过测算成品油出口边际效益，为总量安排决策提供数据支持。

2016-2019年，国际市场成品油裂解价差相对较高，测算成品油出口边际效益保持在100元/吨以上水平，增加成品油出口，做大加工总量能够实现炼油板块增量增效。随着成品油出口能力建设推进，成品油出口总量持续增加，2017年首次突破2 000万吨，2019年突破2 500万吨，达到2 650万吨，拉动炼油板块原油加工量不断创历史新高，2017年突破2.4亿吨，2019年突破2.5亿吨。

2020年4月开始，受新冠疫情及国际原油市场“黑天鹅”事件影响，国际市场成品油裂解价差大幅下降，测算成品油出口边际效益降低到约-70元/吨水平。于是大幅减少成品油出口，并通过调整产品结构及降低加工负荷来应对市场变化，实现减亏增效。

3.2.2 出口结构优化

表3中，汽油内贸价格高于出口价格723元/吨，航煤内贸价格仅高于出口价格118元/吨，如果增加汽油内贸50万吨，相应调减汽油出口50万吨；同时减少航煤内贸50万吨，相应增加出口50万吨，则内贸及成品油出口总量都不变，仅仅通过结构调整可增加效益3.03亿元。通过整体模型测算法，可以对汽油、航煤、柴油出口边际效益进行比较测算。2016-2019年，总体上航煤出口边际效益略高于柴油，柴油明显好于汽油。2020年2、3季度，测算出口边际效益汽油好于柴油，柴油好于航煤。在不同时段，根据测算结果，对出口结构进行优化，取得了较好的经济效益。

3.3 经营风险防控

成品油出口主要有两项经营风险。一是市场价格波动风险。由于成品油出口量通常提前1～2个月安排，实际出口时存在市场价格变化风险。二是月差风险。由于原油采购通常提前2～3个月安排，加工的原油和出口的成品油存在月差。为了防控成品油出口的经营风险，可以利用金融衍生品工具，采取套期保值操作，锁定原油和成品油的裂解价差，从而实现避险增效。锁定裂解价差，需要测算成品油出口的保本点。整体模型测算保本点简单高效，设定边际效益为零，此时推算的成品油出口价格即为保本点。如，测算柴油保本价格与原油价差6美元/桶，则此价格之上锁定裂解价差可以实现不亏损。实际应用中，多次在出口边际效益超过200元/吨时，采取套期保值操作，较好地实现了防控经营风险的目标。如，2019年12月，以17.5～19.5美元/桶的裂解价差，分别锁定了2020年10-12月一定数量的柴油和航煤，而2020年4月以后，实际航煤、柴油裂解价差在-1美元至6美元之间波动，多数时候不足3美元/桶。

4 结论

1）整体模型测算法克服了一些常用方法的缺陷不足，具有原理简明、方案灵活、计算过程简单、结果准确等优点，在测算由多个炼厂组成的集团或板块成品油出口效益方面具有明显优势。

2）整体模型测算法自2016年建立以来，为中国石化炼油板块的产业布局规划、生产经营优化以及经营风险防控等提供了数据支持，取得了较好的应用效果。

3）整体模型测算法目前仅在中国石化炼油板块的生产经营中得以应用，基于其测算原理，既可以向下延伸应用于包含几个炼厂的某个区域或单个炼厂，也可以向上延伸在中国石化炼油销售产业链，甚至整个集团公司，在生产经营中提供数据支持，发挥更大的作用。