Value Engineering17空分單元對煤制氣項目投資的經濟性影響分析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:從項目內部收益率(IRR)、成本結構以及價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,其收益率對空分產品的價格也較為敏感,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濟發(fā)展的基礎,隨著我國經濟的快速單元,SNG、焦油加氫、凈水廠、污水處理廠、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是“富目的投資組合單元。因此,項目無需投資建設空分單元,只煤、少氣、缺油",煤炭消費在整個能源消費中占65%左右,需向外包的空分單元購入包括SNG生產所需的氧氣原料、但煤炭消費所產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源,對生態(tài)環(huán)境的保護造成了極大的威脅。據(jù)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的時間內還不營成本,增加了外來原料采購的成本,將重點討論投資組合會改變,因此開發(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、主要原材料與產品的價格敏感煤制天然氣被認為是煤炭清潔利用的一個重要途徑,性分析,以及與空分廠收益的相互關系。外包空分單元與投隨著近年來國家相繼批復了一批大型項目,未來煤制天然資組合單元主要物料交易關系如圖1所示。氣產業(yè)將在我國快速發(fā)展,而項目的經濟性分析則是項目投資決策的重要依據(jù)。本文通過建模分析空分單元對某煤各單元關系圖■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(jù)。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、凈水廠污熱電廠氧氣甚他↑高懲壓水處理廠、液化天然氣(LNG)。一般與項目配套的煤礦、熱電力、蒸汽電廠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系其中空分是以空氣為原料,利用空氣中各組分沸點的不同,通過一系列的工藝過程,將空氣液化,并通過精餾,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根據(jù)不同外包體。此單元主要為全廠工藝提供氧氣、氮氣、儀表空氣及工情景發(fā)生改變,并且由于相關單元外包后,外包單元與投空氣等。同時,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。從項目的經濟性出發(fā),是額的變化會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提高項目經濟性,還是自益。因此需要就相關物料、服務交易對IRR的影響進行重主投資空分單元以獲取更為廉價的生產原材料,來提高項點分析。此外,在相關物料、服務交易中,一方的輸出是另目經濟性,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存在此消彼長的關系。并且,不同的獨立單元的作者簡介:徐立吳(1983-),男,四川攀枝花人,工程師,研究方向HR變動對于投資組合單元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價值工程空分廠IRR曲線組合單元IRR曲線氧氣價格0.55氧氣價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IRR(%)組合單元IRR(%)圖2空分廠及組合單元IRR曲線圖元,而這樣的單元更應引起關注。合單元SNG銷售價格變動來平衡,例如前者的價格上升模型原理:找到不同模式下外包單元和投資組合單元需要后者價格的上升來填補成本上升的影響。具體操作過的相關交易產品,通過變化相關產品價格,得到外包單元程中,變動主要原材料價格和SNG的價格,得到相應價格和投資組合單元的IRR,從而繪制出外包單元IRR曲線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格的投資組合單元IRR曲線圖,IRR=10%時對應的原材料和SNG價格的組合,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,進一步擬合得到兩者之間的函數(shù)關系。的變化關系。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。通過成本結構分析可得到不同空氣、冷凝液,同時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或按相關單元劃分的成本本,會同時影響空分IRR和組合單元IRR。通過分析,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:從兩方面進行成本結構分析,①按照成本影響最大,因此將氧氣價格作為關鍵變量,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、生產成數(shù)(如:其他物料的價格,空分供應組合單元的氧氣量)不本、電費、財務費用、其他管理費用、銷售費用。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;生產成與氧氣價格相關。在模型中設定氧氣價格為變量,通過預本包括:人力成本、修理費及其他制造相關費用;財務費用測外包空分單元和投資組合單元未來18年的凈現(xiàn)金流是指:運營期內的長期貸款利息和流動資金短期貸款利息量,可以計算得到不同氧氣價格下,對應的空分單元IRR的總和。②按照單元對成本進行拆分,包括:煤礦、熱電廠、和組合單元IRR,并通過繪制相應的IRR曲線,找到空分SNG廠、空分廠、凈水廠、其他單元(污水廠、焦油加氫廠、和組合單元IRR的相互關系,如圖2所示。LNG廠)。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曲線和組合單元IRR曲線并熱電廠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(氧氣價格)的取值范圍相同,可由空分元單獨核算成本時,不再計入蒸汽和電力成本);SNG廠的廠/組合單元IRR曲線上任一點出發(fā),通過左右兩圖相同成本是指SNG單元的原材料采購成本、生產成本、折舊攤的氧氣價格為“橋梁",找到此時對應的組合單元/空分廠銷、財務/管理銷售費用之和;而空分廠和凈水廠的成本與的IHR。者為獨立測算單元還是組合單元有關。以空分廠IRR曲線圖(圖2左)上的A點為例:A點1.3價格傳遞分析所在位置為橫軸上的8%,代表此時空分廠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空分廠IRR曲線圖,可查得此時氧氣價格為0432元/元的收益固定,原材料價格變動時,SNG價格應該如何進方;以y=0.432,從左向右,做一條紅色的虛線,與組合單元行調整聯(lián)動。IRR曲線圖(圖2右)交于一點,該點對應的橫軸坐標為模型原理:將主要原材料價格和主要產品價格分別作10.6%,即代表當氧氣價格為0.432元/方時,組合單元的為自變量和因變量,通過建模計算價格間的敏感性。在保IRR為10.6%。這也就意味著,在將空分廠外包的情景下,證其他參數(shù)(如:投資組合單元的其他成本和收入,煤、電、當空分廠獲得8%的基本收益率時,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%材料價格和SNG價格相關。如需保證一定的投資組合單時(對應上圖右橫軸上的B點),通過組合單元IRR曲線元IRR,則原材料價格變動導致的成本變動需要由投資組可查得此時氧氣價格為0477元/方,再通過查看空分單元Value Engineering19·曲線,可得到此時空分廠的IRR為11.9%。這意味著空分廠購買大量氧氣和氮氣,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,空分廠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,在空分單元外包的情景下,無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購入氣體的采購成本計算,具體投資收益。此外,當氧氣價格從0.432元/方,上漲到0477情況如表3所示。時,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221按照成本屬性分析NG(不含電力、蒸汽和來自空分的材料)在該情景下,煤礦、熱電廠、管道以及空分都作為外部凈水廠(不含電力)1.9單元,其余單元(SNG、焦油加氫、凈水廠、污水處理廠其他單元LNG)則為自有。在達產運營期內,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(jù)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單元所產生原料、按屬性劃分總成本百分比(%)生產管理等成本,占到24%來自空分廠的采購成本占原材料采購成本的比例折舊和攤銷2.3價格傳遞分析結果生產成本8通過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100格變化會對輸入成本有決定性影響,并間接影響組合單元根據(jù)表2可見,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%;其次是折舊和攤銷成本,占到的成本價格變動需要由SNG的銷售價格變動來平衡,前13.1%;生產成本和電費分別占到78%和56%者的價格上升需要SNG價格的上升來抵消成本上升的影進一步,將原材料采購成本進行細分,如表2所示。響,具體影響關系如下表2投資組合單元原材料采購成本細分碎煤價格對SNG價格的影響如圖3所示。由擬合直采購成本劃分占采購成本(%)占總成本(%廠線得到在組合單元RR一定時,SNG的價格變動與碎煤水蒸氣價格變動的比值為0.0012,這表示碎煤價格每上升(下降煤炭54100元/噸,SNG價格需上升(下降).12元/方以滿足組合原水單元IRR=10%。氣體(氧氣、氮氣、儀表空氣等)226化學品及催化劑粉煤價格對SNG價格的影響如圖4所示。由擬合直線得到在組合單元IRR一定時,SNG的價格變動與粉煤由表2可見,煤炭原料成本占到了總采購成本的價格變動的比值為00013,這表示粉煤價格每上升(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價格需上升(下降)0.3元/方以滿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格對SNG價格的影響如圖5所示。由擬合直SNG價格(元/方)y=00012x+1.85IRRe1o%o(403,2.32)碎煤價格(元/噸)200220240260280300320340360380400420440460480500520540圖3碎煤價格與SNG價格變動關系20價值工程價格=0.0013x+1.88IRR=10%(330,232)粉煤價格120140160180200220240260280300320340360380400420440460480(元/噸SNG價格圖4粉煤價格與SNG價格變動關系(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電力價格與SNG價格變動關系線得到在組合單元IRR一定時,SNG的價格變動與電力從以上分析可知,組合單元的IRR對碎煤、粉煤、空價格變動的比值為033,這表示電力價格每上升(下降)分以及電力的價格較為敏感,以上四項價格的波動,對組0.1元/度,SNG價格需上升(下降).033元/方以滿足組合合單元的IRR影響較為突出。單元IRR=10%3結論氧氣價格對SNG價格的影響如圖6所示。由擬合直從以上分析來看,投資組合單元對外包空分單元的依線得到在組合單元IR一定時,SNG的價格變動與氧氣賴性較強,當氧氣價格從0.432元/方,上漲到0.477元/方價格變動的比值為1.11,這表示氧氣價格每上升(下降)時,組合單元的HR從106%下降至10%,投資組合單元0.1元/方,SNG價格需上升(下降0.1元/方以滿足組合單的IRR對空分的價格較為敏感。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價格(元/方)料成本增加,從成本單元劃分來看,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(wěn)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,對空分單元要實行有效的控制,不建議將該單元外包,可實行全投資或者控股投資的方式建設參考文獻]錢衛(wèi),黃于益,張慶偉煤制天然氣(SNG)技術現(xiàn)狀即潔凈煤技術,2011(1):28-22]田基本煤制天然氣氣化技術選擇煤化工,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氧氣價格與SNG價格變動關化工,2009(02):1-8