空分單元對煤制氣項目投資的經(jīng)濟性影響分析

Value Engineering17空分單元對煤制氣項目投資的經(jīng)濟性影響分析Impact Analysis on the Investment Economy of the Coal Gasification Project by the Space Division Unit徐立昊XULi-hao(中海石油氣電集團有限責任公司技術(shù)研發(fā)中心,北京100028( Technology Research and Development Center of CNOOC Gas Power Group, Beijing 100028,China摘要:從項目?jì)炔渴找媛?IRR)、成本結構以及價(jià)格敏感性等三方面分析入手,研究了某煤制夭然氣項目的投資優(yōu)化模式中,將空分單元外包的可行性。結果表明:煤制天然氣項目對空分的依賴(lài)性較強,空分的成本在其總成本中的占比較重,其收益率對空分產(chǎn)品的價(jià)格也較為敏感,因此不建議將空分單元外包,應采取全投資或控股投資的方式建設該單元。dependence of coal gasification by thedivyield is sensitive with the price of space division products. So it is not recommended to put space division unit outsourcing, the overalnvestment and investment holding should be taken to build the unit.關(guān)鍵詞:空分單元;煤制氣;影響分析Key words: space division unit; coal gasification; impact analysis中圖分類(lèi)號:F283文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2015)1-0017-040引言本研究先假設將空分單元作為煤制天然氣項目的外包能源作為國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎,隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速單元,SNG、焦油加氫、凈水廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)、LNG則作為項發(fā)展,對其需求也將不斷增大。我國能源結構的特點(diǎn)是“富目的投資組合單元。因此,項目無(wú)需投資建設空分單元,只煤、少氣、缺油",煤炭消費在整個(gè)能源消費中占65%左右,需向外包的空分單元購入包括SNG生產(chǎn)所需的氧氣原料、但煤炭消費所產(chǎn)生的主要大氣污染物,如粉塵、幾氧化硫、LNG和焦油加氫單元所需的氮氣、儀表空氣等原料。另外氮氧化物、硫化碳等嚴重污染了環(huán)境,也是溫室氣體排放的空分所需的高壓蒸汽也不再作為內部交易,將作為組合單主要來(lái)源,對生態(tài)環(huán)境的保護造成了極大的威脅。據估計,元的收入計算。在該情景下,減少了部分初期投資及單元運煤炭作為我國能源主體的格局在以后相當長(cháng)的時(shí)間內還不營(yíng)成本,增加了外來(lái)原料采購的成本,將重點(diǎn)討論投資組合會(huì )改變,因此開(kāi)發(fā)煤炭清潔利用顯得非常重要和急迫。單元的收益情況、成本結構、主要原材料與產(chǎn)品的價(jià)格敏感煤制天然氣被認為是煤炭清潔利用的一個(gè)重要途徑,性分析,以及與空分廠(chǎng)收益的相互關(guān)系。外包空分單元與投隨著(zhù)近年來(lái)國家相繼批復了一批大型項目,未來(lái)煤制天然資組合單元主要物料交易關(guān)系如圖1所示。氣產(chǎn)業(yè)將在我國快速發(fā)展,而項目的經(jīng)濟性分析則是項目投資決策的重要依據。本文通過(guò)建模分析空分單元對某煤各單元關(guān)系圖■組合測算單元■獨立測算單元回非測算單元制天然氣項目經(jīng)濟性的影響,為項目投資模式的優(yōu)化提供碎煤、粉煤了依據。藝余熱研究方法LNG、柴油SNG組合單元凈水等煤制天然氣項目需要預算投資范圍大致可分為六大電力、蒸汽其他原料單元,煤制合成天然氣(SNG)空分、焦油加氫、凈水廠(chǎng)污熱電廠(chǎng)氧氣甚他↑高懲壓水處理廠(chǎng)、液化天然氣(LNG)。一般與項目配套的煤礦、熱電力、蒸汽電廠(chǎng)以及管道工程則等只作為外部單元,僅作為原料的提供和產(chǎn)品的消納方,不作為投資測算對象。圖1空分單元與投資組合單元主要物料交易關(guān)系其中空分是以空氣為原料,利用空氣中各組分沸點(diǎn)的不同,通過(guò)一系列的工藝過(guò)程,將空氣液化,并通過(guò)精餾,1.1外包單元和投資組合單元IRR分析從液態(tài)空氣中逐步分離生產(chǎn)出氧氣、氮氣及氬氣等惰性氣分析目的:投資組合單元的收益情況會(huì )根據不同外包體。此單元主要為全廠(chǎng)工藝提供氧氣、氮氣、儀表空氣及工情景發(fā)生改變,并且由于相關(guān)單元外包后,外包單元與投空氣等。同時(shí),空分單元的投資占煤制氣項目總投資的資組合單元之間的關(guān)聯(lián)交易不再屬于內部交易,該交易金七分之一左右,也可謂投資頗大。從項目的經(jīng)濟性出發(fā),是額的變化會(huì )直接影響投資組合單元與外包單元雙方的收將空分單元外包以減少投資來(lái)提高項目經(jīng)濟性,還是自益。因此需要就相關(guān)物料、服務(wù)交易對IRR的影響進(jìn)行重主投資空分單元以獲取更為廉價(jià)的生產(chǎn)原材料,來(lái)提高項點(diǎn)分析。此外,在相關(guān)物料、服務(wù)交易中,一方的輸出是另目經(jīng)濟性,需要做更為深入的研究測算。方的輸入,因此項目中獨立外包單元IRR與投資組合單元IRR存在此消彼長(cháng)的關(guān)系。并且,不同的獨立單元的作者簡(jiǎn)介:徐立吳(1983-),男,四川攀枝花人,工程師,研究方向HR變動(dòng)對于投資組合單元RR的影響各有不同。該分析為燃氣發(fā)電及煤基清潔利用。能夠幫助找到對于投資組合單元收益影響較大的外包單18價(jià)值工程空分廠(chǎng)IRR曲線(xiàn)組合單元IRR曲線(xiàn)氧氣價(jià)格0.55氧氣價(jià)0.55(元/噸)(13.1%,0.4940.50=-0.509.8%,0.494)11.9%,0.4710%,0.477)0.45(8%,043(10%,0.4320.400.355.0%10.0%15.0%20.0%9.0%9.5%10.0%15.0%空分廠(chǎng)IRR(%)組合單元IRR(%)圖2空分廠(chǎng)及組合單元IRR曲線(xiàn)圖元,而這樣的單元更應引起關(guān)注。合單元SNG銷(xiāo)售價(jià)格變動(dòng)來(lái)平衡,例如前者的價(jià)格上升模型原理:找到不同模式下外包單元和投資組合單元需要后者價(jià)格的上升來(lái)填補成本上升的影響。具體操作過(guò)的相關(guān)交易產(chǎn)品,通過(guò)變化相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格,得到外包單元程中,變動(dòng)主要原材料價(jià)格和SNG的價(jià)格,得到相應價(jià)格和投資組合單元的IRR,從而繪制出外包單元IRR曲線(xiàn)組合下的投資組合單元IRR。然后找到投資組合單元圖,以及對應這一交易價(jià)格的投資組合單元IRR曲線(xiàn)圖,IRR=10%時(shí)對應的原材料和SNG價(jià)格的組合,并將其繪將兩圖聯(lián)合使用,即能找到外包單元和投資組合單元IRR制成圖,進(jìn)一步擬合得到兩者之間的函數關(guān)系。的變化關(guān)系。2計算結果及分析1.2成本結構分析21外包單元和投資組合單元IRR分析結果分析目的:在不同的外包假設下,各投資組合單元外包空分單元向投資組合單元供應氧氣、氮氣、儀表的成本結構均有所不同。通過(guò)成本結構分析可得到不同空氣、冷凝液,同時(shí)投資組合單元向空分供應蒸汽。因此,支出項在SNG投資組合單元總成本構成中的占比,從而上述各項物料的交易額既是一方的收入,又是另一方的成更好地理解按主要原料分類(lèi)或按相關(guān)單元劃分的成本本,會(huì )同時(shí)影響空分IRR和組合單元IRR。通過(guò)分析,氧氣占比占投資組合單元年采購成本的29%,對投資組合單元IRR模型原理:從兩方面進(jìn)行成本結構分析,①按照成本影響最大,因此將氧氣價(jià)格作為關(guān)鍵變量,在保證其他參屬性,將成本分成:原材料采購成本、折舊和攤銷(xiāo)、生產(chǎn)成數(如:其他物料的價(jià)格,空分供應組合單元的氧氣量)不本、電費、財務(wù)費用、其他管理費用、銷(xiāo)售費用。其中,原材變的情況下,外包空分單元IRR和投資組合單元IRR僅料采購成本包括:煤炭、蒸汽、等原料的采購成本;生產(chǎn)成與氧氣價(jià)格相關(guān)。在模型中設定氧氣價(jià)格為變量,通過(guò)預本包括:人力成本、修理費及其他制造相關(guān)費用;財務(wù)費用測外包空分單元和投資組合單元未來(lái)18年的凈現金流是指:運營(yíng)期內的長(cháng)期貸款利息和流動(dòng)資金短期貸款利息量,可以計算得到不同氧氣價(jià)格下,對應的空分單元IRR的總和。②按照單元對成本進(jìn)行拆分,包括:煤礦、熱電廠(chǎng)、和組合單元IRR,并通過(guò)繪制相應的IRR曲線(xiàn),找到空分SNG廠(chǎng)、空分廠(chǎng)、凈水廠(chǎng)、其他單元(污水廠(chǎng)、焦油加氫廠(chǎng)、和組合單元IRR的相互關(guān)系,如圖2所示。LNG廠(chǎng))。其中,煤礦單元包括碎煤和煤粉采購成本之和如圖2將空分單元IRR曲線(xiàn)和組合單元IRR曲線(xiàn)并熱電廠(chǎng)計入各單元的蒸汽采購和電力成本之和(因此各單列排放,保證縱軸(氧氣價(jià)格)的取值范圍相同,可由空分元單獨核算成本時(shí),不再計入蒸汽和電力成本);SNG廠(chǎng)的廠(chǎng)/組合單元IRR曲線(xiàn)上任一點(diǎn)出發(fā),通過(guò)左右兩圖相同成本是指SNG單元的原材料采購成本、生產(chǎn)成本、折舊攤的氧氣價(jià)格為“橋梁",找到此時(shí)對應的組合單元/空分廠(chǎng)銷(xiāo)、財務(wù)/管理銷(xiāo)售費用之和;而空分廠(chǎng)和凈水廠(chǎng)的成本與的IHR。者為獨立測算單元還是組合單元有關(guān)。以空分廠(chǎng)IRR曲線(xiàn)圖(圖2左)上的A點(diǎn)為例:A點(diǎn)1.3價(jià)格傳遞分析所在位置為橫軸上的8%,代表此時(shí)空分廠(chǎng)IRR為8%。通分析目的:顯示不同外包情況下,為保證投資組合單過(guò)空分廠(chǎng)IRR曲線(xiàn)圖,可查得此時(shí)氧氣價(jià)格為0432元/元的收益固定,原材料價(jià)格變動(dòng)時(shí),SNG價(jià)格應該如何進(jìn)方;以y=0.432,從左向右,做一條紅色的虛線(xiàn),與組合單元行調整聯(lián)動(dòng)。IRR曲線(xiàn)圖(圖2右)交于一點(diǎn),該點(diǎn)對應的橫軸坐標為模型原理:將主要原材料價(jià)格和主要產(chǎn)品價(jià)格分別作10.6%,即代表當氧氣價(jià)格為0.432元/方時(shí),組合單元的為自變量和因變量,通過(guò)建模計算價(jià)格間的敏感性。在保IRR為10.6%。這也就意味著(zhù),在將空分廠(chǎng)外包的情景下,證其他參數(如:投資組合單元的其他成本和收入,煤、電、當空分廠(chǎng)獲得8%的基本收益率時(shí),組合單元的IRR高于SNG的交易量)不變的情況下,投資組合單元IRR僅與原10%,投資收益性較好。另一方面,當組合單元IRR為10%材料價(jià)格和SNG價(jià)格相關(guān)。如需保證一定的投資組合單時(shí)(對應上圖右橫軸上的B點(diǎn)),通過(guò)組合單元IRR曲線(xiàn)元IRR,則原材料價(jià)格變動(dòng)導致的成本變動(dòng)需要由投資組可查得此時(shí)氧氣價(jià)格為0477元/方,再通過(guò)查看空分單元Value Engineering19·曲線(xiàn),可得到此時(shí)空分廠(chǎng)的IRR為11.9%。這意味著(zhù)空分廠(chǎng)購買(mǎi)大量氧氣和氮氣,從而造成氣體成本在原材料當組合單元的收益情況較好(10%)時(shí),空分廠(chǎng)也可獲得較采購成本中的比重較高高的收益(119%2.22按單元劃分分析由此可見(jiàn),在空分單元外包的情景下,無(wú)論是從空分在該情景下,空分單元屬于獨立測算單元,其單元成廠(chǎng)角度出發(fā),還是從組合單元角度出發(fā),均能獲得較好的本按照組合單元從空分廠(chǎng)購入氣體的采購成本計算,具體投資收益。此外,當氧氣價(jià)格從0.432元/方,上漲到0477情況如表3所示。時(shí),空分單元IRR從8%上漲到119%,增幅達到3.9%,而表3按單元劃分的組合單元成本比列組合單元IRR從10.6%下降至10%,由此可見(jiàn)空分單元對按單元劃分總成本百分比(%)組合單元的IRR也頗有影響。煤礦37.622成本結構分析結果空分廠(chǎng)221按照成本屬性分析NG(不含電力、蒸汽和來(lái)自空分的材料)在該情景下,煤礦、熱電廠(chǎng)、管道以及空分都作為外部?jì)羲畯S(chǎng)(不含電力)1.9單元,其余單元(SNG、焦油加氫、凈水廠(chǎng)、污水處理廠(chǎng)其他單元LNG)則為自有。在達產(chǎn)運營(yíng)期內,按照成本屬性劃分的投資組合單元成本比例如表1所示根據上表,支付給煤礦的采購成本是單元成本的最大表1按屬性劃分組合單元成本比例項,占到總成本的37.6%;其次是SNG單元所產(chǎn)生原料、按屬性劃分總成本百分比(%)生產(chǎn)管理等成本,占到24%來(lái)自空分廠(chǎng)的采購成本占原材料采購成本的比例折舊和攤銷(xiāo)2.3價(jià)格傳遞分析結果生產(chǎn)成本8通過(guò)分析在空分單元被外包情況下的組合單元輸入電費成本結構,可得到占主要比例的原材料項目,例如碎煤、粉財務(wù)費用其他管理費用311煤、氧氣以及電力分別占到輸入成本的26%、24%、25%和銷(xiāo)售費用8%,這四項占到了年均輸入成本的83%,因此這四項的價(jià)100格變化會(huì )對輸入成本有決定性影響,并間接影響組合單元根據表2可見(jiàn),原材料采購成本是主要的成本支出,收益,如需保證一定的組合單元IR,碎煤、粉煤以及電力占到了總成本的689%;其次是折舊和攤銷(xiāo)成本,占到的成本價(jià)格變動(dòng)需要由SNG的銷(xiāo)售價(jià)格變動(dòng)來(lái)平衡,前13.1%;生產(chǎn)成本和電費分別占到78%和56%者的價(jià)格上升需要SNG價(jià)格的上升來(lái)抵消成本上升的影進(jìn)一步,將原材料采購成本進(jìn)行細分,如表2所示。響,具體影響關(guān)系如下表2投資組合單元原材料采購成本細分碎煤價(jià)格對SNG價(jià)格的影響如圖3所示。由擬合直采購成本劃分占采購成本(%)占總成本(%廠(chǎng)線(xiàn)得到在組合單元RR一定時(shí),SNG的價(jià)格變動(dòng)與碎煤水蒸氣價(jià)格變動(dòng)的比值為0.0012,這表示碎煤價(jià)格每上升(下降煤炭54100元/噸,SNG價(jià)格需上升(下降).12元/方以滿(mǎn)足組合原水單元IRR=10%。氣體(氧氣、氮氣、儀表空氣等)226化學(xué)品及催化劑粉煤價(jià)格對SNG價(jià)格的影響如圖4所示。由擬合直線(xiàn)得到在組合單元IRR一定時(shí),SNG的價(jià)格變動(dòng)與粉煤由表2可見(jiàn),煤炭原料成本占到了總采購成本的價(jià)格變動(dòng)的比值為00013,這表示粉煤價(jià)格每上升(下降)54.5%,是投資組合單元最大的采購成本項;與通常情況不100元/噸,SNG價(jià)格需上升(下降)0.3元/方以滿(mǎn)足組合同的是氣體成本占到了32.8%的采購成本,這是由于在該單元IRR=10%情景下,空分單元被作為獨立單元測算,組合單元需要向電力價(jià)格對SNG價(jià)格的影響如圖5所示。由擬合直SNG價(jià)格(元/方)y=00012x+1.85IRRe1o%o(403,2.32)碎煤價(jià)格(元/噸)200220240260280300320340360380400420440460480500520540圖3碎煤價(jià)格與SNG價(jià)格變動(dòng)關(guān)系20價(jià)值工程價(jià)格=0.0013x+1.88IRR=10%(330,232)粉煤價(jià)格120140160180200220240260280300320340360380400420440460480(元/噸SNG價(jià)格圖4粉煤價(jià)格與SNG價(jià)格變動(dòng)關(guān)系(元/方)y=0.33x+2.18IRR=lo%o(0.42,2.32)2.12.01.9l.80.320.340.360.380400420440460.480.500.520.540.560.580600620.640.660.680.700.720.740.76圖5電力價(jià)格與SNG價(jià)格變動(dòng)關(guān)系線(xiàn)得到在組合單元IRR一定時(shí),SNG的價(jià)格變動(dòng)與電力從以上分析可知,組合單元的IRR對碎煤、粉煤、空價(jià)格變動(dòng)的比值為033,這表示電力價(jià)格每上升(下降)分以及電力的價(jià)格較為敏感,以上四項價(jià)格的波動(dòng),對組0.1元/度,SNG價(jià)格需上升(下降).033元/方以滿(mǎn)足組合合單元的IRR影響較為突出。單元IRR=10%3結論氧氣價(jià)格對SNG價(jià)格的影響如圖6所示。由擬合直從以上分析來(lái)看,投資組合單元對外包空分單元的依線(xiàn)得到在組合單元IR一定時(shí),SNG的價(jià)格變動(dòng)與氧氣賴(lài)性較強,當氧氣價(jià)格從0.432元/方,上漲到0.477元/方價(jià)格變動(dòng)的比值為1.11,這表示氧氣價(jià)格每上升(下降)時(shí),組合單元的HR從106%下降至10%,投資組合單元0.1元/方,SNG價(jià)格需上升(下降0.1元/方以滿(mǎn)足組合單的IRR對空分的價(jià)格較為敏感。另外,空分單元外包后元IRR=10%。造成投資組合單元中氣體采購成本增加,從而造成其原材SNG價(jià)格(元/方)料成本增加,從成本單元劃分來(lái)看,空分成本占總成本的23.5%,對總成本的影響較大。因此,為了獲得項目穩定的IRR=10%原料供給和保證項目收益,在優(yōu)化該煤制天然氣項目投資方案時(shí),對空分單元要實(shí)行有效的控制,不建議將該單元外包,可實(shí)行全投資或者控股投資的方式建設參考文獻]錢(qián)衛,黃于益,張慶偉煤制天然氣(SNG)技術(shù)現狀即潔凈煤技術(shù),2011(1):28-22]田基本煤制天然氣氣化技術(shù)選擇煤化工,2009(5:9-13劉志光,龔華俊,余黎明我國煤制天然氣發(fā)展的探討煤圖6氧氣價(jià)格與SNG價(jià)格變動(dòng)關(guān)化工,2009(02):1-8