蘇素+黃莉華

摘要： 本文首先對頁巖氣勘探開發(fā)項目的投資特征進行了分析，發(fā)現(xiàn)其具有以下幾個特點：①投資不可逆性。②價值不確定性。③投資時機選擇的具有靈活性。④多階段性。然后，結(jié)合復合實物期權理論以及頁巖氣投資市場的現(xiàn)實狀況，建立了考慮變波動率的頁巖氣勘探開發(fā)投資決策模型，并闡述了該模型在頁巖氣項目投資決策運用的基本思路及其意義。

Abstract： This paper first analyzes the investment characteristics of shale gas exploration and development projects， finding the following characteristics： irreversibility of investment； value uncertainty； flexibility of the investment timing choice； multi-stage. Then， combined with compound real option theory and the actual situation of shale gas investment market， it establishes shale gas exploration and development investment decision model in consideration of variable volatility， and expounds the basic ideas and significance of the use of this model in shale gas project investment and decision making.

關鍵詞： 頁巖氣；復合實物期權；多階段；變波動率；投資決策

Key words： shale gas；compound real option；multi-stage；variable volatility；investment decision

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）20-0241-02

0 引言

能源作為人類社會生存發(fā)展的重要物質(zhì)基礎，攸關國計民生和國家戰(zhàn)略競爭力。為改變我國能源行業(yè)粗放式發(fā)展現(xiàn)狀，促進我國能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，《能源“十三五”規(guī)劃》提出把發(fā)展清潔低碳能源作為調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的主攻方向。頁巖氣因其清潔、高效、資源豐富等特征，獲得很多發(fā)展機遇。但新形式下，頁巖氣勘探勘探開發(fā)項目同時也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，中國頁巖氣勘探開發(fā)目前仍然處于起步階段。雖然中國頁巖氣勘探開發(fā)項目已完成多批次的先導性試驗和陸上頁巖氣資源潛力初步評價，但相較于國外先進的頁巖氣勘探技術，中國頁巖氣勘探開發(fā)技術仍然比較落后。其次，中國頁巖氣勘探開發(fā)項目的非技術成本較高。中國頁巖氣資源多位于交通不便、地形復雜的山區(qū)和沙漠等環(huán)境惡劣地區(qū)，使得項目開發(fā)難度變大，非技術成本增加。因此，如何建立一個科學有效的投資評價機制對于頁巖氣的遠期發(fā)展有著重要的意義。

1 文獻綜述

國內(nèi)學者對頁巖氣的研究主要涉及四個方面——勘探開發(fā)特征分析、開采成本分析、投資決策模型分析及投資評價分析。王書彥等[1-3]運用SWOT量化分析等方法對頁巖氣勘探開發(fā)基本特征的梳理，討論了各決策點需解決的關鍵問題，以期降低勘探?jīng)Q策風險，提高成功率。凌春華等[4-5]分析了傳統(tǒng)經(jīng)濟評價方法——凈現(xiàn)值法在油氣勘探項目經(jīng)濟評價中應用的局限性，探討了新的經(jīng)濟評價方法——實物期權法及其適用性。李志學等[6-7]對石油開發(fā)期權應用B-S模型的假設條件進行了分析，經(jīng)驗證石油價格遵循對數(shù)正態(tài)分布的假設，即石油開發(fā)實物期權符合幾何布朗運動的假設前提。吳艷婷等[8]基于頁巖氣開發(fā)的特殊性，討論了頁巖氣經(jīng)濟評價方法及各類評價指標，確定了頁巖氣經(jīng)濟評價參數(shù)，建立了頁巖氣經(jīng)濟評價數(shù)學模型，并指出不確定性分析對頁巖氣經(jīng)濟評價的必要性。龐敏等[9]利用貝葉斯理論，對頁巖氣賦存量的先驗概率進行了修正，以提高決策的準確性，降低投資風險。王婷等[10-12]結(jié)合實物期權理論，構(gòu)建了基于實物期權的頁巖氣勘探開發(fā)投資決策模型。通過以上文獻綜述發(fā)現(xiàn)，頁巖氣勘探開發(fā)項目的投資決策采用實物期權法的學者比較少，采用復合實物期權的則更少，即使運用也采用的是二叉樹這種原理簡單但是運用復雜的方法。本文以頁巖氣勘探開發(fā)項目投資決策中實物期權具有多階段復合性這一特性為切入點，結(jié)合頁巖氣投資市場的現(xiàn)實狀況，借鑒徐舒等[13]建立的運用于醫(yī)學投資的多階段復合期權模型原理，引入變動波動率，建立了更加貼近頁巖氣投資項目實際的投資決策模型。

2 中國頁巖氣勘探開發(fā)投資決策基本特征

頁巖氣勘探開發(fā)項目投資決策的特點，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①不可逆性。頁巖氣勘探開發(fā)項目一旦開始投資，其初始成本大多為沉沒成本，不可回收。②價值不確定性。國內(nèi)外頁巖氣投資決策環(huán)境不斷變化，使得頁巖氣項目預計可獲得的凈現(xiàn)值是不確定的。③投資時機選擇具有靈活性。投資期間內(nèi)，由于獲得信息的增加使得管理層針對投資時機有更靈活的選擇性。④多階段性。頁巖氣項目的投資決策是一個依時序的商業(yè)決策過程，一個頁巖氣勘探開發(fā)項目大致可劃分為勘探階段、開發(fā)階段、先導試驗階段、產(chǎn)能建設和生產(chǎn)階段等4個階段，每一個階段隱含了投資者的一種選擇權，即每一階段都有一個期權[1]。

3 頁巖氣多階段復合實物期權決策模型

考慮多階段頁巖氣投資項目總價值可由以下方程式進行計算：項目總價值V=項目內(nèi)在價值V0+項目實物期權價值C，即V=V0+C。若項目總價值V>0，則投資該頁巖氣勘探開發(fā)項目；否則，放棄該項目。

3.1 模型假設 通過對頁巖氣勘探開發(fā)項目及其實物期權特征的梳理，針對頁巖氣勘探開發(fā)項目投資決策模型做出如下假設：①將頁巖氣勘探開發(fā)項目中各階段存在的實物期權都看做是一個歐式看漲期權，且后續(xù)期權的實施以前期期權的執(zhí)行為前提條件。②頁巖氣勘探開發(fā)項目投資期間，無風險利率r是確定的常數(shù)。③頁巖氣勘探項目各階段初期都會進行投資，且投資成本不變。④各階段實物期權產(chǎn)生的增量收益服從相似的隨機過程，但隨機過程的參數(shù)不同。

3.2 頁巖氣項目實物期權定價模型 傳統(tǒng)的復合實物期權模型認為各階段的波動率都是相同的，但現(xiàn)實是各階段的波動率是不相同的。頁巖氣勘探開發(fā)項目各階段的目標和任務都不同，故波動率不同。因此，為使模型更具有適應性，需要在原有模型的基礎上引進變波動率。

假定含有延遲期權項目的價值Vt遵循幾何布朗運動，則：dVt=？滋Vtdt+？滓iVtdWt（1）

其中，μ為價值瞬時期望漂移率；Vt為t時刻標的資產(chǎn)價值；？滓i為價值增長的瞬時標準差； Wt是標準布朗運動，dWt表示維納過程。

期權價格C滿足下列偏微分方程：

=rC-rVt-？滓V（2）

該微分方程在ti時刻滿足的邊界條件是：

Ci（Vi，ti）=max（0，Ci+1（Vi，ti）-Ii）（3）

其中V是非線性方程Ci+1（V，ti）=Ii 的解。

則在t=t1時，標的資產(chǎn)的價格V可以表示為：

V=Ve（4）

引入格林函數(shù)G（z-z′，t′）=e，且

G（z-z′，t′）dz′=-edq=1

得到改進的四階段變波動率復合期權模型為：

C=h4V0N4（a1，a2，a3，a4，A4）-∑hiIieNi（b1，b2，…，bi；Ai）（5）

其中，bi=，ai=bi+？滓，（i=1，2，3，4）；

？滓（i=1，2，3，4）表示各階段的波動率；

V是非線性方程Cl+1（V，tl）=I1（l=1，2，3）的解，V=I4；

？籽ij=（i

Nn（a1，…，an；An）是n維標準正態(tài)分布函數(shù)，ti表示各階段的到期時間，Ii表示各階段的執(zhí)行價格；

hi=pi（i=1，2，3，4）

4 模型中參數(shù)估計

①各階段波動率？滓i。關于各階段波動率？滓i的計算我們參考了Arnold， T. and R. Shockley[14，15]的方法，具體計算公式如下：pi=N（）

其中pi為第i階段成功的概率，V0為標的資產(chǎn)的貼現(xiàn)值，Zi為第i階段假設的項目價值，ti為第i階段所花費的時間，r為無風險利率。

②各階段成功概率pi。本文采用泊松分布法來確定各階段成功的概率值。假設用？鬃t來表示頁巖氣投資勘探開發(fā)項目在該階段成功的可能性，則有：

？鬃t=1 p=e-？姿t（技術失敗不發(fā)生）0 p=1-e-？姿t（技術失發(fā)生）

其中，t表示到期時間，λ表示跳的強度，p表示該階段投資成功的概率。

③無風險利率r。無風險利率是對機會成本的補償，也就是對無信用風險和市場風險的資產(chǎn)的投資。一般情況下，使用即期的長期國債利率替代。

5 結(jié)論

將復合實物期權模型引入到頁巖氣投資項目的評估并不是對傳統(tǒng)現(xiàn)金流法的否定，而是對傳統(tǒng)方法的延伸，以提高投資決策的科學性和準確性，為油氣公司在條件不確定的情況下做出理性的決策奠定基礎。運用復合實物期權方法對頁巖氣探勘開發(fā)投資項目進行評估，能夠確定出隱藏在戰(zhàn)略投資中的管理價值，解決了頁巖氣勘探開發(fā)過程中的不確定性等問題，提高了投資決策的科學性。同時，考慮到頁巖氣勘探開發(fā)的階段性特征，即勘探開發(fā)階段不同，目標和任務不同，使得各階段風險價值不同，因此將變波動率引入到復合實物期權模型中更接近項目投資實際，提高了投資決策的準確性。

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