净现值和能源投资回报方法比较研究

时间：2024-11-07

闫君冯连勇熊苡杨桂荣 Попова Людмила

1. 中国石油大学(北京)经济管理学院, 北京 102249;2. 圣彼得堡国立大学经济学院, 俄罗斯圣彼得堡 199034;3. 中国石油国际勘探开发有限公司, 北京 100034

0 前言

资源环境问题是人类社会工业化和城市化的结果,资源约束成为人类社会发展的重大障碍。石油天然气是重要的战略性资源,国际油气资源勘探开发市场日益激烈。从全球范围看,中东、西亚、北非主要是常规油气资源,其勘探开发成本很低;北美油气资源丰富地区人口密度低,随着技术的发展,美国页岩气革命到来;中国地域广阔,油气资源储量丰富,地质情况复杂,油气资源勘探开发面临诸多不确定性和风险,尤其是非常规油气资源的开发在资源赋存条件、开采技术条件、加工工艺、运输条件等方面更加复杂。传统油气资源经济评价方法中以西方折现现金流方法应用广泛。特别是在非常规能源经济评价中,仍然沿用该方法。中国页岩气富集区的地表多为山区,埋藏深,钻探、压裂、开采成本高,技术开发尚处早期,配套设备也不成熟。页岩气开发井产量递减速度非常快,开采过程中的碳排放、水污染、大气污染等环境问题明显。传统方法仅从“现金流”角度评价,忽略了环境、不确定因素下柔性决策的价值以及全生命周期投入产出等要素[1]。因此,建立和引入适合非常规油气资源的经济评价方法迫在眉睫[2]。

在深入了解传统油气资源经济评价过程中涉及油气资源储量预测、技术可采储量、经济可采储量预测、开发时间、开发投资、经济开采年限预估、折旧期限等重要考量因素后,建议建立能源动态经济评价体系,强调能源投资回报(Energy Return on Investment)方法的科学合理性,见图1。油气资源开发投资决策不应依赖传统的净现值和内部收益率及敏感性分析判断,而应综合考虑能源投入与产出、环境影响、时间价值。

图1 油气资源经济评价框架图 Fig.1 The framework of economic evaluation of oiland gas resources

1 理论研究

以货币为衡量单位,资源价值评估可以通过收益法、市场法和成本法三种途径实现。油气资源经济评价方法中,以净现值法为代表的折现金流方法通过估算油气资源未来预期收益的现值来确定其价值,评价过程中因参数明确、结果客观、易于操作,故被广泛使用。但是净现值经济评价指标单一,微小的参数变化使得结果大相径庭,在低油价背景下容易造成项目价值低估[3]。在2000年和2002年的石油工程师协会(Society of Petroleum Engineers,SPE)年会上,参会者针对净现值等经济评价方法展开讨论,2003年的SPE年会上对“资产价值评估理论与艺术”进行了研讨。净现值法在油气资源经济评价方面有优势,但同时也存在使用陷阱。

能源投资回报是能源产出与能源投入的比率,其实质是运用物理方法来衡量资源稀缺性。能源投入一般认为是与人类活动有关的投资,而资源开发经济评价过程中自然资源本身的一次性能源投入(能源自耗)往往被忽略[4]。油气资源经济评价中能源投资回报计算过程考虑了能源自耗和初始勘探投入。能源投资回报方法从生物物理经济学角度,考虑资源开发中的投入、产出要素。目前能源投资回报方法在学术界备受关注,被认为是可广泛应用的、非常有价值的经济评价工具和方法,强调了能源质量和经济环境社会效益[5]。

因此,在油气资源经济评价过程中,立足风险规避和科学评价角度,应建立油气资源勘探开发动态经济评价体系,既从“货币流”的角度评价油气资源投资经济性,又要从”能量流”角度评价油气资源的投入和产出,全面合理修正经济评价结果,使投资决策更准确。

美国纽约州立大学Lambert J C和Hall C A S等人[6]量化了全球化石能源开发能源投资回报值,探索了能源投资回报值与资源价格、社会经济之间的关系。美国德克萨斯奥斯丁大学能源研究所King C[7]研究了化石能源净能源下降与经济发展的动态联系。

2 研究方法

2.1 净现值评价方法

净现值属于折现现金流的一种,源于Irving Fisher的资本价值理论，1906年他在《资本与收入的性质》中提到了将未来收入资本化，1930年他创立了未来收益的折现模型,即净现值公式[8]:

(1)

式中：NPV为油气资源目标区在评价期内的经济效益，元;CI为评价期内开发油气资源的现金流入;CO为评价期内开发油气资源的现金流出;t为评价期，a;i为基准折现率,%;(1+i)-t第t年的折现系数。

净现值是投资决策中对于资本支出(流出)的重要决策过程,属于油气资源勘探开发项目中前期的资本预算环节。油气项目的决策取决于经济评价结果科学性。油气资源投资的净现值为投资项目的现值与投资成本的差,公式为:

而来自凉州区云昌镇中沟村的西红柿种植户张万鑫给我们算了一笔细账，过去，冲一次水，肥料成本在230元左右，而用“亲土1号”后，冲一次水只需100元，全年来看，过去每亩用肥成本有2500-3000元，而现在只需1000-1500元，而且西红柿品质提升后，平均每公斤还可多卖0.2-0.3元，真正做到了提质又增收。

NPV=PC-C

(2)

式中：PC为油气资源的现值(目标值);C为投资成本，元。

进一步细化该方法公式表达为:

(3)

在进行投资决策时,若净现值为正值,则进行投资。与其他投资决策方法相比,该方法在国内外油气资源评价中被普遍接受和认可。油气投资一般属于大型投资项目,需要估算即期和以后各期的资本投入,实践中科学估算各期的项目现金流相对困难,因此一般用平均现金流。而各年的现金流受折旧率影响,因此折现率的确定是关键。“PV-10”通常被认为是油气投资的折现率,但是10%的折现率仅仅是经验法则[9]。

净现值以现值为基础,根据财务数据的现金流入和流出来分析机会成本,具有一定的客观性。同时,净现值具有可加性,直观简单。但是净现值隐含的假定投资项目存在一个静态的预期现金流,忽视了增长机会的价值。

Hodder J C等人[10]总结了折现现金流模型的缺陷:一是不能很好处理通货膨胀因素的影响,尤其是在长期投资决策案例中;二是单一的折现率不能反映复杂的风险状况;三是投资决策不可逆,而实践中是灵活的,决策者可以根据外界环境的变化以及投资项目的不确定性进一步更改投资决策,以达到灵活投资,避免损失。

2.2 净现值评价应用举例

影响净现值的因素包含了油价、成本等变化对投资收益净现值造成的影响。对致密经济评价的影响因素包括天然气价格、成本、勘探开发生命周期、折现率。以中国南部致密气田为例,年平均产气2×105m3,预计可采年限为20 a,经济参数见表1。由表2不同天然气价格预测基准下计算的净现值结果分析,天然气价格变化对净现值结果影响巨大。在日常实践中,天然气价格受市场和国内外政治因素影响,对经济评价结果至关重要。

表1 中国南部致密气项目开发基础数据表

Tab.1 Basic data of the tight gas project

序号参数取值及说明一基本参数1井口数/口322产气时间/a203基准率/(%)8二税金类参数1增值税率/(%)52城市维护建设费/元增值税金额1%3教育附加/元增值税金额5%4天然气资源税/元增值税金额4.8%三成本费用类参数1固定成本/万元28 1642可变成本/(元·m-3)0.69四收入类参数1气价/(元·m-3)1.52商品率/(%)82.37五产量1平均年产气量/104 m3202经济极限年产量/108 m34.96

表2 不同天然气价格下净现值和内部收益率计算结果表

Tab.2 Results of NPV and IRR at different gas prices

天然气价格/(元·m-3)净现值/元内部收益率/(%)0.75-10 585 619 971.43-1.731.5111 548 002 997.608.05

2.3 能源投资回报评价方法

早在1955年,Fred提出了能源盈余(即能源净生产量)概念,成为最早的能源投资回报的雏形。1973年,美国生态学家Odum首次提出净能源概念,得到《联邦非核能研究和发展法案》的认可和引用。1975年,Gilliland指出能源投资回报方法的优越性,认为它是评价净能源最合适的方法之一。1984年,Hall C A S等人[11]正式提出了能源投资回报概念,阐述了能源投资回报对社会发展和经济增长的重要意义,但此后国内外未重视。2008年后,国际金融危机爆发、国际石油价格大幅波动、国际石油市场不断变化,Murphy D J等人[12]研究了全球范围内油气资源能源投资回报阈值,其成果被学术界广泛关注和接受。

能源投资回报是能源开发的产出与投入的比值,如式(4)所示。能源投资回报关注如下几个问题:一是经济分析的边界;二是能源质量的相关性;三是能源与经济的相互关系;四是能源投资回报阈值数据库[13-15]。

(4)

式中：Ei和Eo分别代表第i种能源产出与投入的值，J。

能源投资回报作为能源投资经济评价的新指标,以热量为衡量单位,可以直观比较不同能源生产价值的大小;能够有效评价能源质量的变动情况;客观说明能源耗竭与技术进步的关系;为决策者提供油气能源投资评价决策依据。传统净现值从经济角度进行评价,关注资源的产量、成本和质量,以现金流和利润率作为评价基础,以货币为单位衡量经济价值,但忽略了在能源生产和转化过程中的能源消耗。能源投资回报不仅考虑了投入产出,从能量流动(实物流)的动态角度关注了能量的损耗和环境指标,有效测量了能源效率和质量,较好地评价了能源生产的真正价值,同时能够有效解释技术进步对能源产出影响[5,15]。

此外,能源投资回报在定义了投入产出边界后,考虑了能源转换过程中的生态环境以及社会影响,直观衡量能源成本高低。目前，能源投资回报方法还未大规模应用,但该理论方法在学术界重视程度很高,不仅是在油气等能源经济评价中,在军事领域、碳排放领域也受到关注。2019年中国石油大学(北京)冯连勇石油峰值研究团队测算了加拿大油砂能源投资回报值,该研究成果2019年获法国埃尼奖提名[16-18]。能源投资回报方法也存在不足,能源产出经济边界国际上尚未统一标准;能源转换过程中直接投入和间接投入数据要求严格,与财务数据相比不易获取,需要获取更为准确的货币量背后隐含的物质流和能源流。未来在将能源投资回报定义了统一的核算标准和边界后,建立大规模能源数据库,为政府和工业化部门、企业界和公共管理决策提供决策依据。

2.4 能源投资回报方法评价应用举例

当前，世界上主要的非常规油气资源包括重油、油砂、致密油、油页岩、页岩气、致密气、煤层气等。油砂和页岩油气的生产目前仅仅集中在北美地区。油砂属于非传统石油资源,外观似黑色糖蜜，因为开采和提炼过程中污染很大,又被称作“脏油”,全球绝大部分油砂资源都集中在加拿大[18]。研究团队采用能源回报评价方法,从公司层面对加拿大油砂近六年资源价值进行分析,见图2。开采油砂需要露天挖掘,开采出的油砂运到加工厂进行分离,极易产生尾矿坑,且分离油砂还需要大量燃料。由图2可以看出,加拿大五大油砂公司能源投资回报值仅维持在1左右,油砂项目的投资风险很大。

图2 加拿大五大油砂公司能源投资回报值统计图Fig.2 EROI value of five Canadian oil sands companies

2.5 能源投资回报与净现值评价方法比较

能源投资回报以热量为衡量单位,是能源产出与投入的比值;净现值是以货币为衡量单位,是确定数值。能源投资回报与净现值综合决策参照标准见表3。表面上看，它们似乎没有必然联系,但都是资源经济评价的有效指标[19]。

表3 经济评价综合方法表

Tab.3 Comprehensive method of economic evaluation

能源投资回报方法净现值法油气项目投资可行性决策>基准值>0可行>基准值<0不可行<基准值>0不可行<基准值<0不可行

3 油气资源经济评价方法的选择

油气资源开发经济评价包含了内外部诸多主观和客观因素,是复杂的过程。折现现金流法被普遍认为是一种重要的评价方法,其他评估方法如实物期权法、能源回报方法等也具有一定的科学性和实用性。

不同的评估方法会使评估结果大相径庭。因此,建立一种科学的动态评估体系,综合运用不同的评价方法,从经济、环境、时间多角度考虑勘探开发项目,全方位评价资源的勘探开发价值变得尤为重要。传统油气资源经济评价案例中,净现值法应用广泛，评价方法以财务数据为基础,有一定可信度。但随着经济社会的发展和科学技术的进步,传统单一的净现值法已不能满足投资决策的需要,人们对环境、气候变化、健康等关注度越来越高,净现值法显然只考虑了经济因素,此评价方法会有悖于客观现实和未来预期。尤其是在低油价背景下,油气开发评价往往容易被低估,造成错误的投资决策,甚至是资源浪费。相反,在高油价背景下,净现值又会造成盲目投资后果,给企业未来经营带来利润损失。油气资源在全球范围内面临挑战和困境,传统资源经济评价体系追求经济效益最大化,忽略了环境因素。能源投资回报方法是学术界新兴的评价净能源产出的方法,其关注重点是扣除能源投入后的能源产出[20]。