鹿特丹港工业集群去化石化的投资组合优化

为何清理大型工业港区至关重要

许多日常产品——包装、燃料、建筑材料——的背后是大型工业集群，这些集群不仅将化石燃料用于能源，还将其作为原料。鹿特丹港是欧洲最大的石化中心之一，其选择如何“去化石化”生产过程，可能深刻影响气候目标与全球未来投资。本文研究一个务实问题：如果企业和政府希望用更绿色的替代品替代化石原料，哪种工厂与技术组合在利润与财务风险之间提供最佳平衡？

重新审视以化石为基础的工业邻里关系

鹿特丹港汇聚了许多相互关联的化工厂，这些工厂共享原料、副产物以及蒸汽、电力等公用设施。仅仅将一座工厂从化石原料切换到替代碳源，就可能在整个网络中产生连锁反应。作者关注的是用生物质、回收塑料和将二氧化碳转化为化学品等替代品，替代石脑油、丁烷和常规甲醇等化石来源的投入。他们将每座工厂——无论是基于化石的还是使用替代碳源（ACS）的——视为一个具有自身成本、收入和面临能源及化工品市场价格波动风险的投资选项。

借用金融学的工具

为了解析这些选项，研究借用了金融学中的现代投资组合理论，投资者在该理论中通过在一篮子资产间平衡预期收益与风险来决策。在此情境下，每一“资产”对应一座化工厂。作者使用2018–2024年的真实月度价格数据，计算每座工厂在这段期间的潜在利润及其波动性。随后他们构建了一个优化模型：在给定预算和对关键产品（如乙烯和苯）的需求下，哪种工厂产能组合能在特定风险水平下实现最高总体回报？输出是一系列“有效”投资组合，描绘了该集群在利润与风险间可达到的最佳权衡。

当绿色工厂被纳入时会发生什么

在未调整的市场价格下运行模型时，结果令人清醒。大多数基于ACS的工厂资本强度高，目前相比成熟的化石工厂通常带来较低甚至为负的回报。完全用ACS替代化石装置通常会压缩利润并提高风险，使得全面去化石化对投资者缺乏吸引力。在若干场景中——例如替代供应众多下游流程的主要烯烃装置——模型发现即便投资者愿意承担更高风险，仅部分采用ACS技术在经济上才可行。

政策支持如何改变局面

为探讨公共政策的作用，作者引入一种模拟政府支持的再定价方法。他们提高ACS工厂产品的有效销售价格，使其附加值利润率接近化石工厂的水平。这可以被解释为有针对性的补贴、价格担保或类似激励。在这些调整后的价格下，ACS工厂开始显示正回报，优化后的投资组合中也显著包含更多低碳技术。对于像乙烯这样的关键原料，模型识别出的投资组合显示，在充足财政支持下，大约三分之一到一半的化石投入可以在可接受的风险水平下被替代。不过即便在再定价情形下，受模型约束，完全消除集群内的化石原料在经济上仍难以实现。

这对更清洁化学品道路意味着什么

对非专业读者而言，主要结论是：清理大型工业枢纽不仅是技术问题，也是一个财务问题。在鹿特丹港的案例中，现行市场条件使许多有前景的低碳技术在全面推广上既昂贵又高风险。然而，通过像分散金融投资组合那样谨慎地将这些技术与现有工厂结合，并利用明智的政策工具弥补利润差距，朝向去化石化可以取得实质性进展。该研究提供了一个量化路线图，显示在不同的收益与风险水平下可替代多少化石原料，帮助政府和投资者设计分阶段的过渡路径，而非寄希望于目前在经济上不可行的全面快速切换。

引用: Moradvandi, A., Ramírez, A.R. Portfolio optimization for industrial cluster defossilization in the Port of Rotterdam. Sci Rep 16, 5470 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-34990-z

关键词: 工业脱碳, 化工集群, 投资组合优化, 替代碳原料, 能源转型政策