NPV法在空分外包方案评价中的应用

张伟

【摘 要】本文主要就空分外包方案评价当中的NPV方法的实际应用进行分析，结合实际案例将这一方法的作用发挥情况加以分析，希望能有助于理论的丰富化。

【关键词】空分外包；评价；现状

业务外包是近年来快速发展的一种经营模式，通过业务外包，企业可以有效利用外部专业资源，弥补自身的短板或摆脱非核心的杂务，使企业得以集中宝贵的资源专注于核心领域，保障核心竞争力持续发展。业务外包适用于各类企业，不论是服务型的中小企业还是生产型的大规模厂矿，都能从中受益，空分装置外包即是其中一例。

空分装置，即空气分离装置，是通过压缩循环深度冷冻的方法把空气液化，再经过精馏而从液态空气中逐步分离生产出氧气、氮气及氩气等气体的装置，其在钢铁、化工等行业有着大量的应用。对于大多数生产企业来说，空分装置不是核心生产装置，而是企业生产所需原料气体的来源，并且相对独立，不与企业核心装置混同，与企业的自备电站、水处理装置等类似，具有公用工程的属性，因此近年来，国内逐渐兴起了将空分装置外包给专业气体供应商的商业模式，將原本属于工厂或即将兴建的空分车间，外包给气体商，由其负责建设和运营，并收取相应费用。目前常见的空分外包的模式有BOT、BOO。所谓BOT，即BUIDE-OPERATE-TRANSFER，建设-运营-转移模式，气体商在外包期内，投资建设并运营空分装置，外包期满后将装置交还给工厂；所谓BOO，即BUIDE-OWN-OPERATE，建设-拥有-运营模式，气体商出资建设并拥有空分装置，在外包期内运营装置并向工厂售气，期满后双方可协商是否继续合作，工厂企业可以根据自身需要选择BOO或BOT模式进行空分外包。不论何种模式，空分工厂与企业往往为一对一的供求关系，即企业是空分工厂气体产品唯一的大用户，而空分工厂也是企业唯一的气体供应者，双方彼此依赖，互助共存。这种背靠背的共存模式一般会持续较长的时间，贯穿企业的运营周期，因此，在确立外包关系前，找到好的合作方、商定好的供气价格和完备的供气合同，对双方来讲都是至关重要的。目前，国内的气体产业外包市场有多家大型企业并存，竞争较为激烈，对工厂企业来说，可以有多种方式进行外包气体商的选择，包括招标、竞争性谈判等等，但无论哪种方式，都需要对气体商的报价方案进行评价。

评价投资方案的方法很多，比例法、数额法等都是常用的方法大类，比例法顾名思义采用相对数作为评判指标的方法，其代表为内部收益率法，即通过求取投资方案的内部收益率并和基准收益率进行比较来判断投资方案是否可接受的方法；数额法则是采用绝对数作为评判指标的方法，其代表为净现值法，即通过求取基准收益率基础上的净现值并依其大小来判定投资方案是否可接受的方法。在评价单一方案是否可接受时，上述两种方法的结论是一致的。但空分外包方案评价，往往是针对几个投资方案进行的，而且这些方案不能同时实施，属于互斥方案，其评价不适宜采用比例法，因此实际的空分外包评价多采用数额法（主要是净现值法），本文将详细介绍用净现值（NPV）法来进行空分外包方案的评价。

净现值法，即NPV（Net Present Value）法，是将项目的收支情况以一定的基准收益率折算为净现值，根据净现值的大小来评价投资方案的一种方法。在评估空分外包方案时，可以将不同方案外包周期内的各年度的气费支出按统一的折现率折算为净现值，净现值最大的即为对企业最有利的方案（也可从气体供应商的角度，把各年度的气费收入折算为净现值，则净现值最小的为对企业最有利）。

下面结合实例具体说明。

S公司是一家煤基化工企业，拟投资建设一家煤基化工厂，以煤为原料生产聚烯烃产品，简要的生产流程为：煤炭气化、净化→制甲醇→甲醇制烯烃→烯烃分离→聚合→挤压造粒→包装外运，其中煤炭气化的反应过程需要大量氧气，而这些氧气就来源于空分装置。该厂需要的空分装置规模较大，标准工况下，氧气的需求量为22.4万Nm3/h，年平均运行时间为8000小时。另外，该空分装置还应为全厂提供5万Nm3/h的氮气。S公司经研究，决定采用BOO空分装置外包的模式，由专业气体商来建设运营空分工厂，向煤化工厂供应氧气、氮气，并收取费用，首个外包周期为15～20年。

在S公司决定将空分装置外包前，空分装置的技术选择与基础设计已经完成，长周期设备也完成选型与订货，因此空分装置的主要性能、能耗水平、投资金额等已基本确定，各家气体商将在一个比较统一的基础上进行外包报价。

S公司的空分装置选用4套公称制氧能力60000m3（标）/小时的空分装置，负荷调节范围75～105%，装置由蒸汽驱动，单套空分单元包括空气过滤器、空气压缩机系统（包括汽轮机、原料空压机和空气增压机）、预冷系统、分子筛空气净化器、带中压空气增压透平膨胀机、高低压板翅式换热器、四溢流筛板塔、双层浴式冷凝蒸发器。空分装置的主要公用工程消耗将由气体商向S公司支付，具体情况见下表：

S公司通过邀请招标的形式进行外包气体商选择，共有3家气体商参与了投标，下面分别用A、B、C标示这三家气体商。

通常，空分装置外包报价需要考虑的因素较多，包括投资额、融资成本、回收周期、管理及人工成本、生产消耗成本、预期收益等，因此报价的构成也比较复杂，不同气体商的报价模式也不尽相同。

A气体商的报价大致如下：

气体价格是根据从供应气体开始的15 年的气体供应来测算的。气体价格有几部份组成：

基本供气费（BGC）：收费始于供气开始日，在15 年的合同期的整个过程中不间断按月支付，无论气体的实际消耗量。基本供气费主要是补偿了建设运营空分装置所发生的固定成本。这包括投资成本。资本利息，维修费用，保险和涉及空分装置投资，建设和运行的人员费用。

基本操作费（BOC）：用于补偿公用工程的固定成本，包括电、低压蒸汽、和冷却水而发生的成本。基本操作费收费始于供气开始日，在15 年的合同期的整个过程中按月支付，无论空分装置的负荷。装置没有运行时，基本操作费可不予收取。

氧气和氮气的可变费（VC）：主要是用以补偿气体生产和输送时的实际所消耗的可变公用工程，也就是高压蒸汽的成本。可变费是按单位用量的费用，每月的可变费取决于实际供应给客户的气体。用于可变费的最低使用量反映了空分工厂的技术负荷和最低的供应系统运行时间，氧气最低使用量为192000标准立方米/小时，氮气最低使用量为40000标准立方米/小时，最低使用量按月度供气总量进行考核。

基本供气费 BGC0 人民币元/月 23，878，000

基本操作费 BOC0 人民币元/月 4，845，180

氧气可变费 VC0（GOX） 人民币元/Nm3 0.228

氮气可变费 VC0（GAN） 人民币元/Nm3 0.100

所有的以上价格是净价，不包括增值税和其他的商业税，从向甲方供气时起计，公用工程消耗费用由A气体商按S公司的报价及实际消耗量与S公司进行结算。

针对S公司在项目试车期和年度检维修期，A气体商没有给予优惠。

B氣体商的报价大致如下：

气体价格由以下几部份组成：

基本设施费（BFF）

基本设施费BFF基本涵盖装置外包后的固定运营费用，包括： 人工费用、维护/维修/保养费用、行政/保险费用、折旧（按15年）等及部分回报。自合同生效日起，S公司每月按约定向B气体商空支付月基本设施费 （BFF）：

初始基本设施费BFFo 人民币元/月 20700000

基本运行费

在装置投运期间，神华每月按约定向液空支付基本运行费BOC，基本运行费的主要定价因素是：低压蒸汽价格（LS）、生产用水价格（CW）、电价（E）。在空分投运期间，S公司每月按约定向B气体商支付基本运行费BOC（空分装置停车期间基本运行费可不收取）：

初始基本气费BOCo 人民币元/月 4800000

单位气费

实际单位气费按瞬时测量的照付不议量或不低于照付不议量的实际用气量，以以下第2.3.2条所列价格分别计算，并有可能根据计算公式随时进行调整。氧气、氮气的主要定价因素是高压蒸汽价格（HS）。S公司需要根据气体使用量支付按下列变动气价计算得出的单位气费

产品 照付不议量（Nm3/h） “V0”单位气价

（元人民币/Nm3）

氧气单位气费 180，000（按月考核） 0.20

氮气单位气费 40，000（按月考核） 0.09

除非特别说明，所有的价格均不含增值税，用工程消耗费用由B气体商按S公司的报价及实际消耗量与S公司进行结算。

对于S公司项目试车期，B气体商提供了以下优惠：

在试车期，B气体商提供为期5个月的过渡期，其间不设照付不议量，S公司免费提供的公用工程介质，并仅向B气体商按月支付基本设施费。

C气体商的报价大致如下：

供气合同期为15年，所有价格均不含税。

1.氧气：0.150元/Nm3；

2.氮气：0.100元/Nm3；

3. 基本运行费：每月实际的水费Fw、电费Fe 和蒸汽费Fs 之和；

4.每月的气体费用为3.所述之基本运行费与1、2所述费用之和；

5.最低用量为额定产量的75%，即氧气最低用量180000Nm3/h、氮气最低用量为35000Nm3/h，最低用气量按月进行考核。

6. 水费Fw、电费Fe 和蒸汽费Fs 等公用工程消耗由C气体商按S公司的报价及实际消耗量与S公司进行结算。

对于S公司项目试车期和年度检维修期，C气体上给予以下优惠：

给予S公司6个月试车优惠期，在该6个月内，不设定最低用气量，按实际用量向S公司收费；每年给予S公司一个月大修优惠期，在大修期内，不设最低用量，按际用量收费。

可以看出，A、B两家气体商的报价模式相类似，气价都由三部分组成，有固定部分及可变部分，比较复杂，而C气体商的报价模式则采用综合单价的形式，比较简单，与前两家的报价模式迥异，再考虑到试车阶段的优惠措施，通常直接对价格高低进行对比的评估方法无法适用，采用NPV法进行方案评估是一个恰当的选择。

使用NPV法进行评估的大致过程如下：

首先，需要制定统一的评估背景，即要为各家的报价设定一个统一的空分装置供气情景，以便在统一的用气量下比对费用。根据S公司煤化工项目的进度安排，项目开车期为3个月，之后整修1个月，再试运行2个月，因此总计有6个月的开车试运行阶段，之后进入到正式生产阶段。考虑到前3个月氧气用气量由少及多，增幅较大，为方便计算，假定第1个月用气量为零，第2个月为一半，即11.2万Nm3/h，第三个月为标准使用量，即22.4万Nm3/h，第4个月整修用气量为零，第5、6个月满负荷试运行，氧气为标准使用量。氮气的用量则比较稳定，除第4个月整修时设定为零外，其它几个月均为满负荷使用。按照项目进度安排，正式生产阶段，平均每年有一个月的检维修期，其间各类气体的用量为零，其它11个月的用量为标准使用量。

虽然气费与公用工程物料的结算通常是按月进行的，但为简化评估计算工作量，可以将结算视为按年进行且统一定为发生在每年年末（第一年的试车期视为在年中发生，后半年正式生产期的结算仍在年末发生），同时气价及公用工程物料价格的调整因素也暂不考虑，以初始价格为评估基础。正式生产后年度的供气量统一按照空分装置每年运行8000小时、每小时供氧气22.4万Nm3、氮气5万Nm3的理想情况计算。

其次，根据各家的报价对工厂企业购买气体产品及气体商购买公用工程物料的费用收支情况进行梳理。

根据A气体商的报价及公用工程价格，S公司与A气体商之间的结算情况整理如下（每月按30天计，以下同）：

試车阶段费用：

2387.8000×6+484.5180×5+（19.2×0.228+5×0.10）×24×30×2+（19.2×0.228+4×0.10）×24×30+（22.4×0.228+5×0.10）×24×30×3 = 39324.558万元；

第一年试车期结束后半年的费用：

（2387.8000+484.5180）×6+（22.4×0.228+5×0.10）×24×30×6 = 41457.012万元；

正式生产阶段费用：

2387.8000×12+484.5180×11+（22.4×0.228+5×0.10）×8000+（19.2×0.228+4×0.10）×24×30 = 82280.77万元/年。

与此同时，S公司应向A气体商收取的公用工程消耗费用情况如下（假定氧气产量与高压蒸汽消耗成正比，下同）：

试车阶段公用工程消耗费用：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30×（1+1+1+0+1+1）+591×22.4/24×100×24×30×（0+0.5+1+0+1+1）= 16229.7792万元

（为方便计算，高压蒸汽的消耗全 部摊在氧气中，氮气不分摊，以下同）

第一年试车期结束后半年公用工程费用：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30×6+591×22.4/24×100×24×30×6 = 26624.47104万元

正式生产阶段公用工程消耗费用：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×8000+591×22.4/24×100×8000 = 49304.576万元/年

由以上，绘制A气体商气费结算情况图：

由于评估的目的是对方案进行比选而非评估方案本身的效益，因此可以选择便于计算的收益率值，只要尺度统一即可，本例中选择基准收益率为10%，以下同。净现值计算如下：

PWA=（16229.7792-39324）/（1+0.05）+（26624.47104-41457.012）/（1+0.1）+（49304.576-82280.77）/（1+0.1）2+（49304.576-82280.77）/（1+0.1）3+（49304.576-82280.77）/ （1+0.1）4…+（49304.576-82280.77）/（1+0.1）15

= -256319.8193万元

根据B气体商的报价及公用工程价格，S公司与B气体商之间的情况整理如下：

试车阶段费用（不含公用工程）：

2070×6+480+（22.4×0.20+5×0.09）×24×30 = 16449.6万元；

第一年试车期结束后半年的费用：

（2070+480）×6+（22.4×0.20+5×0.09）×24×30×6 = 36597.6万元；

正式生产阶段费用：

2070×12+480×11+（22.4×0.20+5×0.09）×8000+（18×0.20+4×0.09）×24×30 = 72411.2万元/年。

与此同时，S公司应向B气体商收取的公用工程消耗费用情况如下：

试车阶段公用工程消耗费用（由于B气体商的优惠中，试车期公用工程的消耗由S公司自行承担，因此在测算试车阶段优惠期的气体费用时需要加上公用工程的消耗费用）：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30×（1+1+1+0+1+1）+591×22.4/24×100×24×30×（0+0.5+1+0+1+1） = 16229.7792万元

试车阶段的最后一个月，因无优惠，所以S公司需要与B 气体商进行公用工程结算：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30+591×22.4/24×100×24×30 = 4437.41184万元

第一年试车期结束后半年公用工程费用：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30×6+591×22.4/24×100×24×30×6=26624.47104万元

正式生产阶段公用工程消耗费用：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×8000+591×22.4/24×100×8000 = 49304.576万元/年

由以上，绘制B气体商气费结算情况图：

根据10%的基准收益率，计算净现值：

PWB=（4437.41184-16449.6-16229.7792）/（1+0.05）+（26624.47104-36597.6）/（1+0.1）+（49304.576-72411.2）/（1+0.1）2+（49304.576-72411.2）/（1+0.1）3+ （49304.576-72411.2）/（1+0.1）4…+（49304.576-72411.2）/（1+0.1）15

= -190708.3901万元

根据C气体商的报价及公用工程价格，S公司与C气体商之间的结算整理如下：

试车阶段费用（不含公用工程）：

（0+11.2+22.4×3+0）×0.15×24×30+5×5×0.10×24×30 = 10267.2万元；

第一年试车期结束后半年的费用：

（22.4×0.15+5×0.10）×24×30×6 = 16675.2万元；

正式生产阶段费用：

（22.4×0.15+5×0.10）×8000 = 30880万元/年。

由于C气体商的报价中，公用工程的消耗直接记入气价中，与C气体商向S公司结算的公用工程费用可以抵消，因此在测算相关费用时可以不计，仅需考虑试车期由S公司自行承担的公用工程的消耗即可：

试车期公用工程消耗：

（11.2×80+17076×0.12+9348×0.325+1500×0.325）×24×30× （1+1+1+0+1+1）+591×22.4/24×100×24×30×（0+0.5+1+0+1+1） = 16229.7792万元

由以上，绘制C气体商气费结算情况图：

根据10%的基准收益率，计算净现值：

PWC=-（10267.2+16229.7792）/（1+0.05）-16675.2/（1+0.1）-30880/（1+0.1）2-30880/（1+0.1）3-30880/（1+0.1）4…-30880/（1+0.1）15

=-247197.4989万元

由以上可知，PWB>PWC>PWA ，因此B气体商的报价方案对S公司最有利。

综上所述，NPV法非常适合进行空分外包方案评估比选时采用，能够比较直观地展现出不同方案的优劣，但由于其计算过程比较负责，在使用时应注意设定一个各方统一的费用收支情景，细致计算各类费用的收支，在合理的前提下尽可能采用便于计算的情景设置和参数设定，以便用较少的计算量得出正确的评估结果。