凈現值和能源投資回報方法比較研究

閆 君 馮連勇 熊 苡 楊桂榮 Попова Людмила

1. 中國石油大學(北京)經濟管理學院, 北京 102249;2. 圣彼得堡國立大學經濟學院, 俄羅斯 圣彼得堡 199034;3. 中國石油國際勘探開發有限公司, 北京 100034

0 前言

資源環境問題是人類社會工業化和城市化的結果,資源約束成為人類社會發展的重大障礙。石油天然氣是重要的戰略性資源,國際油氣資源勘探開發市場日益激烈。從全球范圍看,中東、西亞、北非主要是常規油氣資源,其勘探開發成本很低;北美油氣資源豐富地區人口密度低,隨著技術的發展,美國頁巖氣革命到來;中國地域廣闊,油氣資源儲量豐富,地質情況復雜,油氣資源勘探開發面臨諸多不確定性和風險,尤其是非常規油氣資源的開發在資源賦存條件、開采技術條件、加工工藝、運輸條件等方面更加復雜。傳統油氣資源經濟評價方法中以西方折現現金流方法應用廣泛。特別是在非常規能源經濟評價中,仍然沿用該方法。中國頁巖氣富集區的地表多為山區,埋藏深,鉆探、壓裂、開采成本高,技術開發尚處早期,配套設備也不成熟。頁巖氣開發井產量遞減速度非常快,開采過程中的碳排放、水污染、大氣污染等環境問題明顯。傳統方法僅從“現金流”角度評價,忽略了環境、不確定因素下柔性決策的價值以及全生命周期投入產出等要素[1]。因此,建立和引入適合非常規油氣資源的經濟評價方法迫在眉睫[2]。

在深入了解傳統油氣資源經濟評價過程中涉及油氣資源儲量預測、技術可采儲量、經濟可采儲量預測、開發時間、開發投資、經濟開采年限預估、折舊期限等重要考量因素后,建議建立能源動態經濟評價體系,強調能源投資回報(Energy Return on Investment)方法的科學合理性,見圖1。油氣資源開發投資決策不應依賴傳統的凈現值和內部收益率及敏感性分析判斷,而應綜合考慮能源投入與產出、環境影響、時間價值。

圖1 油氣資源經濟評價框架圖 Fig.1 The framework of economic evaluation of oiland gas resources

1 理論研究

以貨幣為衡量單位,資源價值評估可以通過收益法、市場法和成本法三種途徑實現。油氣資源經濟評價方法中,以凈現值法為代表的折現金流方法通過估算油氣資源未來預期收益的現值來確定其價值,評價過程中因參數明確、結果客觀、易于操作,故被廣泛使用。但是凈現值經濟評價指標單一,微小的參數變化使得結果大相徑庭,在低油價背景下容易造成項目價值低估[3]。在2000年和2002年的石油工程師協會(Society of Petroleum Engineers,SPE)年會上,參會者針對凈現值等經濟評價方法展開討論,2003年的SPE年會上對“資產價值評估理論與藝術”進行了研討。凈現值法在油氣資源經濟評價方面有優勢,但同時也存在使用陷阱。

能源投資回報是能源產出與能源投入的比率,其實質是運用物理方法來衡量資源稀缺性。能源投入一般認為是與人類活動有關的投資,而資源開發經濟評價過程中自然資源本身的一次性能源投入(能源自耗)往往被忽略[4]。油氣資源經濟評價中能源投資回報計算過程考慮了能源自耗和初始勘探投入。能源投資回報方法從生物物理經濟學角度,考慮資源開發中的投入、產出要素。目前能源投資回報方法在學術界備受關注,被認為是可廣泛應用的、非常有價值的經濟評價工具和方法,強調了能源質量和經濟環境社會效益[5]。

因此,在油氣資源經濟評價過程中,立足風險規避和科學評價角度,應建立油氣資源勘探開發動態經濟評價體系,既從“貨幣流”的角度評價油氣資源投資經濟性,又要從”能量流”角度評價油氣資源的投入和產出,全面合理修正經濟評價結果,使投資決策更準確。

美國紐約州立大學Lambert J C和Hall C A S等人[6]量化了全球化石能源開發能源投資回報值,探索了能源投資回報值與資源價格、社會經濟之間的關系。美國德克薩斯奧斯丁大學能源研究所King C[7]研究了化石能源凈能源下降與經濟發展的動態聯系。

2 研究方法

2.1 凈現值評價方法

凈現值屬于折現現金流的一種,源于Irving Fisher的資本價值理論，1906年他在《資本與收入的性質》中提到了將未來收入資本化，1930年他創立了未來收益的折現模型,即凈現值公式[8]:

(1)

式中：NPV為油氣資源目標區在評價期內的經濟效益，元;CI為評價期內開發油氣資源的現金流入;CO為評價期內開發油氣資源的現金流出;t為評價期，a;i為基準折現率,%;(1+i)-t第t年的折現系數。

凈現值是投資決策中對于資本支出(流出)的重要決策過程,屬于油氣資源勘探開發項目中前期的資本預算環節。油氣項目的決策取決于經濟評價結果科學性。油氣資源投資的凈現值為投資項目的現值與投資成本的差,公式為:

而來自涼州區云昌鎮中溝村的西紅柿種植戶張萬鑫給我們算了一筆細賬，過去，沖一次水，肥料成本在230元左右，而用“親土1號”后，沖一次水只需100元，全年來看，過去每畝用肥成本有2500-3000元，而現在只需1000-1500元，而且西紅柿品質提升后，平均每公斤還可多賣0.2-0.3元，真正做到了提質又增收。

NPV=PC-C

(2)

式中：PC為油氣資源的現值(目標值);C為投資成本，元。

進一步細化該方法公式表達為:

(3)

在進行投資決策時,若凈現值為正值,則進行投資。與其他投資決策方法相比,該方法在國內外油氣資源評價中被普遍接受和認可。油氣投資一般屬于大型投資項目,需要估算即期和以后各期的資本投入,實踐中科學估算各期的項目現金流相對困難,因此一般用平均現金流。而各年的現金流受折舊率影響,因此折現率的確定是關鍵。“PV-10”通常被認為是油氣投資的折現率,但是10%的折現率僅僅是經驗法則[9]。

凈現值以現值為基礎,根據財務數據的現金流入和流出來分析機會成本,具有一定的客觀性。同時,凈現值具有可加性,直觀簡單。但是凈現值隱含的假定投資項目存在一個靜態的預期現金流,忽視了增長機會的價值。

Hodder J C等人[10]總結了折現現金流模型的缺陷:一是不能很好處理通貨膨脹因素的影響,尤其是在長期投資決策案例中;二是單一的折現率不能反映復雜的風險狀況;三是投資決策不可逆,而實踐中是靈活的,決策者可以根據外界環境的變化以及投資項目的不確定性進一步更改投資決策,以達到靈活投資,避免損失。

2.2 凈現值評價應用舉例

影響凈現值的因素包含了油價、成本等變化對投資收益凈現值造成的影響。對致密經濟評價的影響因素包括天然氣價格、成本、勘探開發生命周期、折現率。以中國南部致密氣田為例,年平均產氣2×105m3,預計可采年限為20 a,經濟參數見表1。由表2不同天然氣價格預測基準下計算的凈現值結果分析,天然氣價格變化對凈現值結果影響巨大。在日常實踐中,天然氣價格受市場和國內外政治因素影響,對經濟評價結果至關重要。

表1 中國南部致密氣項目開發基礎數據表

Tab.1 Basic data of the tight gas project

序號參數取值及說明一基本參數1井口數/口322產氣時間/a203基準率/(%)8二稅金類參數1增值稅率/(%)52城市維護建設費/元增值稅金額1%3教育附加/元增值稅金額5%4天然氣資源稅/元增值稅金額4.8%三成本費用類參數1固定成本/萬元28 1642可變成本/(元·m-3)0.69四收入類參數1氣價/(元·m-3)1.52商品率/(%)82.37五產量1平均年產氣量/104 m3202經濟極限年產量/108 m34.96

表2 不同天然氣價格下凈現值和內部收益率計算結果表

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

天然氣價格/(元·m-3)凈現值/元內部收益率/(%)0.75-10 585 619 971.43-1.731.5111 548 002 997.608.05

2.3 能源投資回報評價方法

早在1955年,Fred提出了能源盈余(即能源凈生產量)概念,成為最早的能源投資回報的雛形。1973年,美國生態學家Odum首次提出凈能源概念,得到《聯邦非核能研究和發展法案》的認可和引用。1975年,Gilliland指出能源投資回報方法的優越性,認為它是評價凈能源最合適的方法之一。1984年,Hall C A S等人[11]正式提出了能源投資回報概念,闡述了能源投資回報對社會發展和經濟增長的重要意義,但此后國內外未重視。2008年后,國際金融危機爆發、國際石油價格大幅波動、國際石油市場不斷變化,Murphy D J等人[12]研究了全球范圍內油氣資源能源投資回報閾值,其成果被學術界廣泛關注和接受。

能源投資回報是能源開發的產出與投入的比值,如式(4)所示。能源投資回報關注如下幾個問題:一是經濟分析的邊界;二是能源質量的相關性;三是能源與經濟的相互關系;四是能源投資回報閾值數據庫[13-15]。

(4)

式中：Ei和Eo分別代表第i種能源產出與投入的值，J。

能源投資回報作為能源投資經濟評價的新指標,以熱量為衡量單位,可以直觀比較不同能源生產價值的大小;能夠有效評價能源質量的變動情況;客觀說明能源耗竭與技術進步的關系;為決策者提供油氣能源投資評價決策依據。傳統凈現值從經濟角度進行評價,關注資源的產量、成本和質量,以現金流和利潤率作為評價基礎,以貨幣為單位衡量經濟價值,但忽略了在能源生產和轉化過程中的能源消耗。能源投資回報不僅考慮了投入產出,從能量流動(實物流)的動態角度關注了能量的損耗和環境指標,有效測量了能源效率和質量,較好地評價了能源生產的真正價值,同時能夠有效解釋技術進步對能源產出影響[5,15]。

此外,能源投資回報在定義了投入產出邊界后,考慮了能源轉換過程中的生態環境以及社會影響,直觀衡量能源成本高低。目前，能源投資回報方法還未大規模應用,但該理論方法在學術界重視程度很高,不僅是在油氣等能源經濟評價中,在軍事領域、碳排放領域也受到關注。2019年中國石油大學(北京)馮連勇石油峰值研究團隊測算了加拿大油砂能源投資回報值,該研究成果2019年獲法國埃尼獎提名[16-18]。能源投資回報方法也存在不足,能源產出經濟邊界國際上尚未統一標準;能源轉換過程中直接投入和間接投入數據要求嚴格,與財務數據相比不易獲取,需要獲取更為準確的貨幣量背后隱含的物質流和能源流。未來在將能源投資回報定義了統一的核算標準和邊界后,建立大規模能源數據庫,為政府和工業化部門、企業界和公共管理決策提供決策依據。

2.4 能源投資回報方法評價應用舉例

當前，世界上主要的非常規油氣資源包括重油、油砂、致密油、油頁巖、頁巖氣、致密氣、煤層氣等。油砂和頁巖油氣的生產目前僅僅集中在北美地區。油砂屬于非傳統石油資源,外觀似黑色糖蜜，因為開采和提煉過程中污染很大,又被稱作“臟油”,全球絕大部分油砂資源都集中在加拿大[18]。研究團隊采用能源回報評價方法,從公司層面對加拿大油砂近六年資源價值進行分析,見圖2。開采油砂需要露天挖掘,開采出的油砂運到加工廠進行分離,極易產生尾礦坑,且分離油砂還需要大量燃料。由圖2可以看出,加拿大五大油砂公司能源投資回報值僅維持在1左右,油砂項目的投資風險很大。

圖2 加拿大五大油砂公司能源投資回報值統計圖Fig.2 EROI value of five Canadian oil sands companies

2.5 能源投資回報與凈現值評價方法比較

能源投資回報以熱量為衡量單位,是能源產出與投入的比值;凈現值是以貨幣為衡量單位,是確定數值。能源投資回報與凈現值綜合決策參照標準見表3。表面上看，它們似乎沒有必然聯系,但都是資源經濟評價的有效指標[19]。

表3 經濟評價綜合方法表

Tab.3 Comprehensive method of economic evaluation

能源投資回報方法凈現值法油氣項目投資可行性決策>基準值>0可行>基準值<0不可行<基準值>0不可行<基準值<0不可行

3 油氣資源經濟評價方法的選擇

油氣資源開發經濟評價包含了內外部諸多主觀和客觀因素,是復雜的過程。折現現金流法被普遍認為是一種重要的評價方法,其他評估方法如實物期權法、能源回報方法等也具有一定的科學性和實用性。

不同的評估方法會使評估結果大相徑庭。因此,建立一種科學的動態評估體系,綜合運用不同的評價方法,從經濟、環境、時間多角度考慮勘探開發項目,全方位評價資源的勘探開發價值變得尤為重要。傳統油氣資源經濟評價案例中,凈現值法應用廣泛，評價方法以財務數據為基礎,有一定可信度。但隨著經濟社會的發展和科學技術的進步,傳統單一的凈現值法已不能滿足投資決策的需要,人們對環境、氣候變化、健康等關注度越來越高,凈現值法顯然只考慮了經濟因素,此評價方法會有悖于客觀現實和未來預期。尤其是在低油價背景下,油氣開發評價往往容易被低估,造成錯誤的投資決策,甚至是資源浪費。相反,在高油價背景下,凈現值又會造成盲目投資后果,給企業未來經營帶來利潤損失。油氣資源在全球范圍內面臨挑戰和困境,傳統資源經濟評價體系追求經濟效益最大化,忽略了環境因素。能源投資回報方法是學術界新興的評價凈能源產出的方法,其關注重點是扣除能源投入后的能源產出[20]。

4 結論

在條件允許的情況下,油氣資源投資決策應該同時運用多種方法進行評估,建立動態評估機制,從而做出科學合理的投資決策。兩種評價方法中,在進行凈現值計算前還可運用能源投資回報綜合考慮能源成本和質量、環境等要素,建立油氣資源投資決策的動態評價機制,從經濟、環境、社會、時間、效率多方面綜合考慮。

綜上得出如下結論:凈現值是財務的指標靜態分析；能源投資回報從能量流角度出發,考慮了能源自耗。兩種經濟評價方法各有利弊,評價標準和依據不同,目前還不會相互替代。在大型勘探開發項目中建議綜合運用不同評價方法,使投資決策結果更加科學、準確、合理，且具有戰略價值及意義;適時建立非常規油氣資源經濟評價體系。