多维随机不确定性下的超重油加绿氢解构技术经济分析与系统优化

来源：石油科学通报杂志2025年第4期北京时间：

作者：王泽军, 张洛源, 阎立军, 张奇

单位：1 中国石油大学(北京)经济管理学院，北京 1022492 中国石油大学(北京)克拉玛依校区文理学院，克拉玛依 8340003 碳中和与能源经济自治区咨询研究平台，克拉玛依 8340004 克拉玛依市先进科技联合研究院，克拉玛依 8340005 中国石油大学(北京)克拉玛依校区工商管理学院，克拉玛依 834000

摘要：在国际油价波动和供应链风险加剧的背景下，提升原油供应的稳定性和自主保障能力已成为保障国家能源安全的战略重点。超重油储量丰富、价格低廉，并且具备通过加氢解构转化为高品质轻质合成原油的技术潜力。然而，该路径的经济性受超重油采购价格、绿氢及绿电成本波动等关键因素影响显著，需构建多维不确定性下的定量评估与优化模型，为投资决策提供依据。本研究在传统技术经济分析模型的基础上，引入多维随机变量波动的影响，采用参数扰动与蒙特卡洛模拟技术，构建了一个多维随机不确定性下的盈亏平衡价格模型。在此基础上，结合超重油价格的波动特征，构建原料采购与储备优化模型，形成了一套系统化的评估与优化框架。研究结果表明，原料采购成本和绿氢成本是影响盈亏平衡价格分布的主要因素。在基准情景下，盈亏平衡价格呈右偏分布，偏度系数0.76，其10%~90% 分位数区间为 [5537, 7601] 元/t。盈亏平衡价格存在长尾分布特征，有5% 的概率盈亏平衡价格超过 8000元/t。在作用机制上，价格上升推高了边际成本，使盈亏平衡点整体右移。同时，价格波动幅度的扩大加剧成本不确定性，拉长分布尾部、拓宽区间，显著增加尾部风险。在实施采购储备优化策略的情景下，每年可节约成本 2.66 亿元，并使盈亏平衡价格由右偏分布转变为近似正态分布。相较于未进行采购储备优化的基准情景，优化后极端高位盈亏平衡价格的出现概率降低，其10%~90% 分位数区间宽度减少 1519 元/t。按照轻质合成原油市场价格7000元/t计算，盈利概率由 74% 提升至 99%。储备优化有效降低了高盈亏平衡价格的发生概率，提高了盈利稳定性。同时，绿氢制取成本下降将进一步改善经济性。此外，不同风险偏好显著影响投资者对收益不确定性的接受程度，政策设计应考虑其差异性以提升方案适配性。本研究可为超重油加绿氢解构生产轻质合成原油技术投资提供科学决策支持，有望为我国在碳中和目标下的能源安全与低碳转型提供新型可行路径。

关键词：超重油,绿氢,随机不确定性,蒙特卡洛模拟,盈亏平衡价格

基金资助：国家社科基金项目(24VRC022);中央引导地方科技发展资金项目(ZYYD2025ZY13);天山研究院开放基金重点项目(TSKF20240001)