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高温天能“预知”油价?研究发现极端高温指数可提升原油期货预测准确率

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“刚加完油,油价又涨了!这和最近40℃的高温有关系吗?”最近全国多地持续极端高温,加油站里的“油价焦虑”也跟着升温。很多人不知道,极端高温天气可能不只是让你“热到融化”,还可能成为预测油价的“新信号”。近日,发表在《Frontiers of Engineering Management》的一项研究,通过分析2018-2022年极端高温数据与原油期货价格的关系,发现极端高温指数(HTI)能有效提升油价预测准确率,为能源市场参与者提供了“气候风险预警工具”。

高温与油价:看似不相关,实则“暗藏联系”

“夏天空调开得多,用电需求涨,发电厂烧煤烧油增加,原油需求跟着涨——这是高温影响油价的‘常规剧本’。”但研究团队指出,极端高温对油价的影响远比“用电增加”更复杂:一方面,持续高温可能导致炼油厂因设备过热减产(如2022年欧洲热浪导致炼油产能下降5%),供给减少推高油价;另一方面,高温可能引发干旱,影响水力发电,进一步增加火电用油量。这些“供需双侧”的影响,让极端高温成为油价波动的“隐形推手”。

过去,油价预测模型主要关注供需数据、地缘政治等传统因素,却很少系统纳入气候变量。“就像给油价预测装了‘雷达’,但没开‘天气频道’,可能漏掉关键信号。”论文第一作者解释,随着极端天气越来越频繁(2024年全球极端高温天数较2010年增加68%),气候因素对能源市场的影响已不容忽视。

技术创新:给油价预测装“天气传感器”,HTI成关键输入

为了验证极端高温能否“预知”油价,研究团队构建了一套融合气候数据的预测模型框架(Fig.1)。简单说,就是给传统的油价预测模型(如RNN循环神经网络)“加装”了“天气传感器”——极端高温指数(HTI)

HTI是啥?“可以理解为‘高温强度的体温计’,综合了高温天数、极端高温峰值、覆盖范围等数据,数值越高代表高温越严重(Fig.3显示2018-2022年HTI的波动情况)。”团队将HTI与传统影响因素(如库存数据、美元指数)一起输入RNN模型,让AI“学习”高温与油价的关联规律。

这套方法的创新点在于,它不是简单把高温当“干扰项”,而是作为“预测因子”。通过Granger因果检验(Table 2)发现,HTI与原油期货价格存在显著的因果关系(P值小于0.05),Pearson相关系数也显示两者在极端高温期的相关性达0.32(Table 3),说明高温确实会“影响”油价走势。

实验验证:加入HTI后,预测准确率提升,RNN模型表现最优

模型到底准不准?团队用2018-2022年的日度数据做了测试,对比了“传统模型”(不含HTI)和“融合HTI模型”的预测效果(Table 4)。结果显示:

  • 预测误差降低:加入HTI的RNN模型,平均绝对误差(MAE)比传统模型降低12.3%,意味着预测值与实际油价的偏差更小;
  • 极端行情捕捉更准:在2022年夏季极端高温期(HTI达峰值),模型对油价暴涨的预测提前量比传统模型多2-3天,“就像提前看到‘油价预警灯’,给投资者留出反应时间”;
  • 解释性更强:通过LIME分析(Fig.5)和ALE分析(Fig.6)发现,在高温强度超过38℃时,HTI对油价预测的“贡献度”跃升至18%,成为仅次于库存数据的第二大影响因子。

应用价值:车主加油、企业决策都能用,但有3个“注意事项”

这项研究的实际价值不止于“学术发现”。对普通人来说,未来如果看到“极端高温预警”,或许能提前判断油价走势,“比如高温持续超10天,油价可能上涨,那就趁涨价前加满油”;对能源企业,可利用HTI优化采购策略,降低库存成本;对政策制定者,能更好评估气候风险对能源安全的影响。

不过研究也指出局限性:一是模型在非高温期(如冬季)的预测提升不明显,“HTI就像‘季节性传感器’,天冷时会‘失灵’”;二是依赖高质量的高温数据,部分地区气象记录不全可能影响模型效果;三是未考虑其他极端天气(如寒潮、飓风)的叠加影响。

“未来可以给模型‘升级’,加入更多气候因子,让它变成‘全能天气预警系统’。”团队表示。随着“双碳”目标推进和极端天气常态化,气候与能源市场的关联研究将越来越重要。

内容来自:工程管理前沿