天然氣長(zhǎng)輸管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的提出與應(yīng)用

1、    天然氣長(zhǎng)輸管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的提出與應(yīng)用    楊魯明 王志方 董平省摘    要 經(jīng)過(guò)對(duì)比分析常用的天然氣管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法及特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法在整條管道建設(shè)及壓氣站建設(shè)方案和逐年下游市場(chǎng)量不確定的情況下很難做出經(jīng)濟(jì)判斷。由此，根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值法公式推導(dǎo)出了區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的判斷公式，其特點(diǎn)是以“理性人”假設(shè)為基礎(chǔ)，適用于輸量單調(diào)遞增區(qū)間，通過(guò)相鄰壓氣站建站方案遞進(jìn)比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值。區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法可以在已知低輸量運(yùn)行方案而高輸量運(yùn)行方案不明確的情況下

2、，對(duì)新建管道壓氣站的提前建設(shè)經(jīng)濟(jì)有效性做出判斷，對(duì)新建管道下游市場(chǎng)波動(dòng)較大或動(dòng)向不明時(shí)，做出合理正確的壓氣站建設(shè)方案判斷。關(guān)鍵詞 天然氣;管道工程;經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià);區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 05. 007 f272.5;te85      a        1673 - 0194（2019）05- 0019- 050      引    言常用的天然氣管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法是在已經(jīng)明確整條管道建

3、設(shè)及壓氣站建設(shè)方案和逐年下游市場(chǎng)量的情況下進(jìn)行比選。然而，實(shí)際上某些管道的下游市場(chǎng)變化較大，預(yù)測(cè)難度高，壓氣站建站方案數(shù)量較多且運(yùn)行工況難以確定。由此，根據(jù)天然氣長(zhǎng)輸管道及壓氣站的建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種全新的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法，由費(fèi)用現(xiàn)值法公式推導(dǎo)出判斷公式，以“理性人”假設(shè)為基礎(chǔ)，適用于輸量單調(diào)遞增區(qū)間，通過(guò)相鄰建站方案遞進(jìn)比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值。1      常用管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法及特點(diǎn)1.1   凈現(xiàn)值（npv）比較法財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值是將各年凈現(xiàn)金流量折算到建設(shè)期初的現(xiàn)值之和，

4、比較備選方案的財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值或經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值，以凈現(xiàn)值大的方案為優(yōu)，各方案采用相同的折現(xiàn)率，是多方案比選中最常用的一種方法。其特點(diǎn)是：凈現(xiàn)值對(duì)現(xiàn)金流量進(jìn)行了合理折現(xiàn)，考慮了資金時(shí)間價(jià)值，增強(qiáng)了投資經(jīng)濟(jì)性的平均;考慮了項(xiàng)目計(jì)算期全部的現(xiàn)金流量，體現(xiàn)了流動(dòng)性與收益性的統(tǒng)一;凈現(xiàn)值能夠明確地反映出從事一項(xiàng)投資會(huì)使企業(yè)增值（或減值）數(shù)額大小。1.2   凈年值（nav）比較法凈年值是指投資項(xiàng)目按基準(zhǔn)折現(xiàn)率將各年的凈現(xiàn)金流量折現(xiàn)到投資起點(diǎn)的現(xiàn)值的代數(shù)和。以社會(huì)折現(xiàn)率或財(cái)務(wù)基準(zhǔn)收益率分別計(jì)算各方案的凈流量等額年值，并進(jìn)行比較，以凈年值大的方案為優(yōu)。凈年值法是對(duì)計(jì)算期不相等的多個(gè)互斥方案精細(xì)比較

5、的方法之一。其特點(diǎn)是：與凈現(xiàn)值成比例且評(píng)價(jià)結(jié)論等效;凈年值是項(xiàng)目在壽命期內(nèi)，每年的超額收益年值;凈年值反映的是項(xiàng)目在計(jì)算期內(nèi)每期的等額超額收益，一般適用于現(xiàn)金流量和利率已知、初始投資額相近，但各方案壽命期不同的方案比較。1.3   費(fèi)用現(xiàn)值（pc）比較法計(jì)算備選方案的總費(fèi)用現(xiàn)值并進(jìn)行對(duì)比，以費(fèi)用現(xiàn)值較低的方案為優(yōu)。適用于收入相同，經(jīng)營(yíng)期相同但成本不同的項(xiàng)目比選。費(fèi)用現(xiàn)值比較法實(shí)際上是凈現(xiàn)值法的一個(gè)特例。其特點(diǎn)是：不考慮投資方案的收益;僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值;在方案壽命期相同時(shí)，運(yùn)用費(fèi)用現(xiàn)值法進(jìn)行兩方案的比較，方法較方便;有一定的局限性。1.4  

6、0;費(fèi)用年值（ac）比較法費(fèi)用年值法是指按基準(zhǔn)折現(xiàn)率，通過(guò)等值換算，將方案計(jì)算期內(nèi)各年不同時(shí)點(diǎn)的現(xiàn)金流出分?jǐn)偟接?jì)算期內(nèi)各年的等額年值。以費(fèi)用年值最小的優(yōu)選原則選擇最優(yōu)方案。其特點(diǎn)是：應(yīng)用范圍、隱含條件同費(fèi)用現(xiàn)值，尤其適用于各方案壽命期不等時(shí)的方案比選;產(chǎn)出相同或滿足相同需要的各類方案之間的比較;只用于判別方案優(yōu)劣，不能判斷方案是否可行。1.5   差額內(nèi)部收益率法財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率是指使投資方案在計(jì)算期內(nèi)各年凈現(xiàn)金流量的現(xiàn)值累計(jì)等于零時(shí)的折現(xiàn)率。內(nèi)部收益率指標(biāo)只能用于單方案的檢驗(yàn)，不能直接用于多方案比選。在眾多方案進(jìn)行比選時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)這種情況，內(nèi)部收益率較高的方案，其凈現(xiàn)值卻

7、較低，而內(nèi)部收益率較低的方案其凈現(xiàn)值卻較高，在這種情況下，用凈現(xiàn)值評(píng)估和內(nèi)部收益率評(píng)估方案所得出的結(jié)論可能產(chǎn)生矛盾，那么這時(shí)可采取差額內(nèi)部收益率法進(jìn)行方案比選。差額內(nèi)部收益率是指相比較的兩個(gè)方案各年凈現(xiàn)金流量差額的現(xiàn)值之和等于零時(shí)的折現(xiàn)率。其特點(diǎn)是：只能說(shuō)明增加投資部分的經(jīng)濟(jì)合理性，只能說(shuō)明增量投資部分是有效，并不能說(shuō)明全部投資的效果，因此采用此法前，應(yīng)先對(duì)備選方案進(jìn)行單方案檢驗(yàn)，只有可行的方案才能作為對(duì)比對(duì)象。2      區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法常用的工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法是在管道建設(shè)和壓氣站建設(shè)方案及逐年下游市場(chǎng)量已經(jīng)明確的情況下進(jìn)行比選。然而，實(shí)際上某些管道的下游市場(chǎng)

8、變化較大，預(yù)測(cè)難度高，壓氣站建站方案數(shù)量較多，且運(yùn)行工況難以確定。由此，根據(jù)長(zhǎng)輸管道及壓氣站的建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種全新的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法。2.1   提前建1座壓氣站方案與基本建設(shè)方案的比較假設(shè)在y1年，計(jì)劃建設(shè)管道的市場(chǎng)量為a0×108 nm3/a，計(jì)劃建設(shè)管道壓氣站最少運(yùn)行數(shù)量為s個(gè);x年后，當(dāng)市場(chǎng)量增加到a1×108 nm3/a，達(dá)到輸量臨界值，壓氣站最少運(yùn)行數(shù)量為s+1個(gè)，新建1座壓氣站場(chǎng)p（1），建設(shè)周期為1年，投入資金為cp（1），項(xiàng)目資金內(nèi)部收益率為i0;自y1年起，壓氣站建設(shè)期年限為j，管道使用期年限為k;y1yx年間，系統(tǒng)輸量變值為a

9、x×108 nm3/a，a0axcase（0） ：（1）y1yx年間，開(kāi)啟s座站場(chǎng)，每年的最優(yōu)運(yùn)行費(fèi)用為eax;（2）在yx年，修建壓氣站場(chǎng)p（1），建設(shè)成本cp（1），x，yx+1年投用。（3）自yx+1年起，為滿足數(shù)量變化，最少建設(shè)s（a）座站場(chǎng)，壓氣站場(chǎng)遵循“建站必投”原則。case（1） ：（1）在y0年，修建壓氣站場(chǎng)p（1），建設(shè)成本cp（1），0，y1年投用;（2）y1yx年間，開(kāi)啟s+1座站場(chǎng)，每年的最優(yōu)運(yùn)行費(fèi)用為eax，1;（3）自yx+1年起，最少建設(shè)s（a）座站場(chǎng)，s（a）s（a），壓氣站場(chǎng)遵循“建站必投”原則。由上可知，在yx+1之前，case（0）和case（

10、1）的建站方案是明確的。在yx+1年之后，case（0）的建站方案集合為c0，啟站運(yùn)行方案集合為e0;case（1）建站集合為c1，啟站運(yùn)行方案集合為e1。由于s（a）s（a），則c0c1，e0e1，因此，c1中存在某一合理建站方案s及對(duì)應(yīng)的運(yùn)行方案，使得（pc0-pc1）yx+10。在經(jīng)濟(jì)學(xué)中，“理性人”假設(shè)（hypothesis of rational man）是指作為經(jīng)濟(jì)決策的主體都是充滿理智的，既不會(huì)感情用事，也不會(huì)盲從，而是精于判斷和計(jì)算，其行為是理性的。因此，在“理性人”假設(shè)前提下，當(dāng)yx+1年之后，根據(jù)公式（5），提前建1座壓氣站場(chǎng)節(jié)省的費(fèi)用現(xiàn)值與提前的年數(shù)或年份有關(guān)。但由公式（

11、7）可知，提前建站的方案經(jīng)濟(jì)有效性判斷與年份無(wú)關(guān)。2.2   最優(yōu)提前建站方案的經(jīng)濟(jì)性判斷此式中，a0為計(jì)算輸量臺(tái)階的最小值。在以a0為輸量初值的單調(diào)遞增輸量范圍a0，an）內(nèi)，判斷提前建設(shè)n座站場(chǎng)為最優(yōu)建站方案需要滿足以下條件集合：公式（10）可以被稱為“區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法”判斷公式，公式（9）可以稱為單座站場(chǎng)的“區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法”判斷公式。由此可知，最優(yōu)提前建站的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)邏輯如圖1所示。區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法判斷公式是根據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值法推導(dǎo)而出，其形式接近差額內(nèi)部收益率法。其特點(diǎn)為：（1）以“理性人”假設(shè)為基礎(chǔ);（2）適用于輸量單調(diào)遞增區(qū)間;（3）需通過(guò)相鄰建站方案（差1座壓

12、氣站）遞進(jìn)比選確定最優(yōu)方案;（4）不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值;（5）可以判斷提前建站投資的經(jīng)濟(jì)合理性，無(wú)法給出管道運(yùn)行全周期的投資效果。由以上特點(diǎn)可以看出， 區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法可以在已知低輸量運(yùn)行方案而高輸量運(yùn)行方案不明確的情況下，對(duì)壓氣站的提前建設(shè)的經(jīng)濟(jì)有效性做出判斷，非常有利于市場(chǎng)波動(dòng)較大或動(dòng)向不明時(shí)，做出合理正確的壓氣站建設(shè)判斷。當(dāng)明確了時(shí)間區(qū)間和區(qū)間內(nèi)輸量變化，區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差法可以給出不同方案間費(fèi)用現(xiàn)值差額的具體值，但對(duì)于整個(gè)管道運(yùn)行周期，只能給出經(jīng)濟(jì)定性判斷。3      西三線中段工程應(yīng)用案例相鄰建站方案（相差1座壓氣站）之

13、間的運(yùn)行費(fèi)用的差異eax主要包括以下部分：（1）年運(yùn)行費(fèi)用的差值e1（包括耗電和耗氣）;（2）年容量費(fèi)用的差值-e2（多建站場(chǎng)的容量費(fèi)）;（3）年維修費(fèi)用的差值-e3（多建站場(chǎng)的維修費(fèi)）;（4）年工資費(fèi)用的差值-e4（多建站場(chǎng)的人員費(fèi)）;（5）西三線中段和西二線東段可聯(lián)合運(yùn)行，西三線中段壓氣站的投運(yùn)會(huì)使西二線東段電驅(qū)站產(chǎn)生年停運(yùn)費(fèi)用的差值-e5。因此，其中，當(dāng)提前建設(shè)的壓氣站確定后，cp、e2、e3、e4將確定，而e1和e5則由生產(chǎn)運(yùn)行的具體情況決定。將公式（11）帶入公式（9）可得根據(jù)西二線東段站場(chǎng)的布置情況，西三線中段提前建1座壓氣站時(shí)，西二線東段電驅(qū)站增加的停站數(shù)量在02座之間。為了得到

14、量化的判斷依據(jù)，需要做以下2個(gè)規(guī)定：（1）西二線東段和西三線中段干線上燃驅(qū)壓氣站數(shù)量較少，同時(shí)多數(shù)工況下很少一起開(kāi)啟，此外，燃驅(qū)壓氣站耗氣成本折算成耗電成本僅提高10%左右，因此可將所有燃驅(qū)壓氣站視為電驅(qū)壓氣站，進(jìn)行臨界節(jié)約功率的計(jì)算。（2）臨界節(jié)約的電費(fèi)等于新建站場(chǎng)所在區(qū)域的電度電價(jià)與臨界節(jié)約電量的乘積。另外，根據(jù)以上分析，管道不提前建設(shè)和管道提前建設(shè)費(fèi)用差別包括e1、e3、e4、e5。則，西三線中段管道和各站提前建站的臨界數(shù)值如表2所示。從表2中數(shù)據(jù)可知，管道提前建設(shè)后，系統(tǒng)運(yùn)行功率必須減少至344.7mw才能證明建設(shè)投資的經(jīng)濟(jì)有效性。西二線東段管道最大輸氣量約為293×108

15、nm3/a，該輸量下西二線東段為西三線中段代輸，在此輸量臺(tái)階下，系統(tǒng)能耗為373 mw，僅高出最小臨界節(jié)約功率不足30 mw，可見(jiàn)管道提前建設(shè)是不可取的，應(yīng)當(dāng)盡量晚建。4      結(jié)    論（1）常用的天然氣管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法是在已經(jīng)明確整條管道建設(shè)及壓氣站建設(shè)方案和逐年下游市場(chǎng)量的情況下進(jìn)行方案比選。然而，實(shí)際上某些新建管道的下游市場(chǎng)變化較大，預(yù)測(cè)難度高，壓氣站建站方案數(shù)量較多且運(yùn)行工況難以確定，通過(guò)比選難以確定最優(yōu)方案。（2）根據(jù)天然氣長(zhǎng)輸管道及壓氣站的建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)，依據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值法公式推導(dǎo)出了區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的判斷公式，以“理性人

16、”假設(shè)為基礎(chǔ)，適用于輸量單調(diào)遞增區(qū)間，通過(guò)相鄰建站方案遞進(jìn)比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值。（3）區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法可以在已知低輸量運(yùn)行方案而高輸量運(yùn)行方案不明確的情況下，對(duì)新建管道壓氣站的提前建設(shè)方案經(jīng)濟(jì)有效性做出判斷，對(duì)新建管道下游市場(chǎng)波動(dòng)較大或動(dòng)向不明時(shí)，做出合理正確的壓氣站建設(shè)方案判斷。（4）利用區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法對(duì)西三線中段管道及壓氣站建設(shè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，得到量化后的節(jié)約功率臨界值，由此判斷出在滿足市場(chǎng)需求的情況下，西三線中段干線越晚建設(shè)經(jīng)濟(jì)性越好。5      創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新點(diǎn)名稱：天然氣長(zhǎng)輸管道工程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的提出與應(yīng)用。創(chuàng)新點(diǎn)內(nèi)容：根據(jù)天然氣長(zhǎng)輸管道及壓氣站的建設(shè)和運(yùn)行特點(diǎn)，依據(jù)費(fèi)用現(xiàn)值法公式推導(dǎo)出了區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法的判斷公式，以“理性人”假設(shè)為基礎(chǔ)，適用于輸量單調(diào)遞增區(qū)間，通過(guò)相鄰建站方案遞進(jìn)比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經(jīng)營(yíng)成本或殘值的現(xiàn)值。區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法可以在已知低輸量運(yùn)行方案而高輸量運(yùn)行方案不明確的情況下，對(duì)新建管道壓氣站的提前建設(shè)方案經(jīng)濟(jì)有效性做出判斷，對(duì)新建管道下游市場(chǎng)波動(dòng)較大或動(dòng)向不明時(shí)，做出合理正確的壓氣站建設(shè)方案判斷。利用區(qū)間費(fèi)用現(xiàn)值差額法對(duì)西三線中段管道及壓氣站建設(shè)方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，得到量化后的節(jié)約功率臨