楊魯明 王志方 董平省

[摘? ? 要] 經過對比分析常用的天然氣管道工程經濟評價方法及特點，發(fā)現傳統(tǒng)方法在整條管道建設及壓氣站建設方案和逐年下游市場量不確定的情況下很難做出經濟判斷。由此，根據費用現值法公式推導出了區(qū)間費用現值差額法的判斷公式，其特點是以“理性人”假設為基礎，適用于輸量單調遞增區(qū)間，通過相鄰壓氣站建站方案遞進比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值。區(qū)間費用現值差額法可以在已知低輸量運行方案而高輸量運行方案不明確的情況下，對新建管道壓氣站的提前建設經濟有效性做出判斷，對新建管道下游市場波動較大或動向不明時，做出合理正確的壓氣站建設方案判斷。

[關鍵詞] 天然氣;管道工程;經濟評價;區(qū)間費用現值差額法

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2019. 05. 007

[中圖分類號] F272.5;TE85? ? [文獻標識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2019）05- 0019- 05

0? ? ? 引? ? 言

常用的天然氣管道工程經濟評價方法是在已經明確整條管道建設及壓氣站建設方案和逐年下游市場量的情況下進行比選。然而，實際上某些管道的下游市場變化較大，預測難度高，壓氣站建站方案數量較多且運行工況難以確定。由此，根據天然氣長輸管道及壓氣站的建設和運行特點，提出了一種全新的經濟評價方法區(qū)間費用現值差額法，由費用現值法公式推導出判斷公式，以“理性人”假設為基礎，適用于輸量單調遞增區(qū)間，通過相鄰建站方案遞進比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值。

1? ? ? 常用管道工程經濟評價方法及特點

1.1? ?凈現值（NPV）比較法

財務凈現值是將各年凈現金流量折算到建設期初的現值之和，比較備選方案的財務凈現值或經濟凈現值，以凈現值大的方案為優(yōu)，各方案采用相同的折現率，是多方案比選中最常用的一種方法。其特點是：凈現值對現金流量進行了合理折現，考慮了資金時間價值，增強了投資經濟性的平均;考慮了項目計算期全部的現金流量，體現了流動性與收益性的統(tǒng)一;凈現值能夠明確地反映出從事一項投資會使企業(yè)增值（或減值）數額大小。

1.2? ?凈年值（NAV）比較法

凈年值是指投資項目按基準折現率將各年的凈現金流量折現到投資起點的現值的代數和。以社會折現率或財務基準收益率分別計算各方案的凈流量等額年值，并進行比較，以凈年值大的方案為優(yōu)。凈年值法是對計算期不相等的多個互斥方案精細比較的方法之一。其特點是：與凈現值成比例且評價結論等效;凈年值是項目在壽命期內，每年的超額收益年值;凈年值反映的是項目在計算期內每期的等額超額收益，一般適用于現金流量和利率已知、初始投資額相近，但各方案壽命期不同的方案比較。

1.3? ?費用現值（PC）比較法

計算備選方案的總費用現值并進行對比，以費用現值較低的方案為優(yōu)。適用于收入相同，經營期相同但成本不同的項目比選。費用現值比較法實際上是凈現值法的一個特例。其特點是：不考慮投資方案的收益;僅考慮投資、經營成本或殘值的現值;在方案壽命期相同時，運用費用現值法進行兩方案的比較，方法較方便;有一定的局限性。

1.4? ?費用年值（AC）比較法

費用年值法是指按基準折現率，通過等值換算，將方案計算期內各年不同時點的現金流出分攤到計算期內各年的等額年值。以費用年值最小的優(yōu)選原則選擇最優(yōu)方案。其特點是：應用范圍、隱含條件同費用現值，尤其適用于各方案壽命期不等時的方案比選;產出相同或滿足相同需要的各類方案之間的比較;只用于判別方案優(yōu)劣，不能判斷方案是否可行。

1.5? ?差額內部收益率法

財務內部收益率是指使投資方案在計算期內各年凈現金流量的現值累計等于零時的折現率。內部收益率指標只能用于單方案的檢驗，不能直接用于多方案比選。在眾多方案進行比選時，可能會出現這種情況，內部收益率較高的方案，其凈現值卻較低，而內部收益率較低的方案其凈現值卻較高，在這種情況下，用凈現值評估和內部收益率評估方案所得出的結論可能產生矛盾，那么這時可采取差額內部收益率法進行方案比選。差額內部收益率是指相比較的兩個方案各年凈現金流量差額的現值之和等于零時的折現率。其特點是：只能說明增加投資部分的經濟合理性，只能說明增量投資部分是有效，并不能說明全部投資的效果，因此采用此法前，應先對備選方案進行單方案檢驗，只有可行的方案才能作為對比對象。

2? ? ? 區(qū)間費用現值差額法

常用的工程經濟評價方法是在管道建設和壓氣站建設方案及逐年下游市場量已經明確的情況下進行比選。然而，實際上某些管道的下游市場變化較大，預測難度高，壓氣站建站方案數量較多，且運行工況難以確定。由此，根據長輸管道及壓氣站的建設和運行特點，提出了一種全新的經濟評價方法。

2.1? ?提前建1座壓氣站方案與基本建設方案的比較

假設在y1年，計劃建設管道的市場量為a0×108 Nm3/a，計劃建設管道壓氣站最少運行數量為s個;x年后，當市場量增加到a1×108 Nm3/a，達到輸量臨界值，壓氣站最少運行數量為s+1個，新建1座壓氣站場P（1），建設周期為1年，投入資金為Cp（1），項目資金內部收益率為i0;自y1年起，壓氣站建設期年限為j，管道使用期年限為k;y1～yx年間，系統(tǒng)輸量變值為ax×108 Nm3/a，a0≤ax

Case（0） ：

（1）y1～yx年間，開啟s座站場，每年的最優(yōu)運行費用為Eax;

（2）在yx年，修建壓氣站場P（1），建設成本Cp（1），x，yx+1年投用。

（3）自yx+1年起，為滿足數量變化，最少建設s（a）座站場，壓氣站場遵循“建站必投”原則。

Case（1） ：

（1）在y0年，修建壓氣站場P（1），建設成本Cp（1），0，y1年投用;

（2）y1～yx年間，開啟s+1座站場，每年的最優(yōu)運行費用為Eax，1;

（3）自yx+1年起，最少建設s′（a）座站場，s′（a）≥s（a），壓氣站場遵循“建站必投”原則。

由上可知，在yx+1之前，Case（0）和Case（1）的建站方案是明確的。在yx+1年之后，Case（0）的建站方案集合為C0，啟站運行方案集合為E0;Case（1）建站集合為C1，啟站運行方案集合為E1。

由于s′（a）≥s（a），

則C0∈C1，E0∈E1，

因此，C1中存在某一合理建站方案s′及對應的運行方案，使得（PC0-PC1）yx+1≥0。

在經濟學中，“理性人”假設（hypothesis of rational man）是指作為經濟決策的主體都是充滿理智的，既不會感情用事，也不會盲從，而是精于判斷和計算，其行為是理性的。因此，在“理性人”假設前提下，當yx+1年之后，

根據公式（5），提前建1座壓氣站場節(jié)省的費用現值與提前的年數或年份有關。但由公式（7）可知，提前建站的方案經濟有效性判斷與年份無關。

2.2? ?最優(yōu)提前建站方案的經濟性判斷

此式中，a0為計算輸量臺階的最小值。在以a0為輸量初值的單調遞增輸量范圍[a0，an）內，判斷提前建設n座站場為最優(yōu)建站方案需要滿足以下條件集合：

公式（10）可以被稱為“區(qū)間費用現值差額法”判斷公式，公式（9）可以稱為單座站場的“區(qū)間費用現值差額法”判斷公式。

由此可知，最優(yōu)提前建站的經濟評價邏輯如圖1所示。

區(qū)間費用現值差額法判斷公式是根據費用現值法推導而出，其形式接近差額內部收益率法。其特點為：

（1）以“理性人”假設為基礎;

（2）適用于輸量單調遞增區(qū)間;

（3）需通過相鄰建站方案（差1座壓氣站）遞進比選確定最優(yōu)方案;

（4）不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值;

（5）可以判斷提前建站投資的經濟合理性，無法給出管道運行全周期的投資效果。

由以上特點可以看出， 區(qū)間費用現值差額法可以在已知低輸量運行方案而高輸量運行方案不明確的情況下，對壓氣站的提前建設的經濟有效性做出判斷，非常有利于市場波動較大或動向不明時，做出合理正確的壓氣站建設判斷。當明確了時間區(qū)間和區(qū)間內輸量變化，區(qū)間費用現值差法可以給出不同方案間費用現值差額的具體值，但對于整個管道運行周期，只能給出經濟定性判斷。

3? ? ? 西三線中段工程應用案例

相鄰建站方案（相差1座壓氣站）之間的運行費用的差異ΔEax主要包括以下部分：

（1）年運行費用的差值ΔE1（包括耗電和耗氣）;

（2）年容量費用的差值-ΔE2（多建站場的容量費）;

（3）年維修費用的差值-ΔE3（多建站場的維修費）;

（4）年工資費用的差值-ΔE4（多建站場的人員費）;

（5）西三線中段和西二線東段可聯合運行，西三線中段壓氣站的投運會使西二線東段電驅站產生年停運費用的差值-ΔE5。

因此，

其中，當提前建設的壓氣站確定后，CP、ΔE2、ΔE3、ΔE4將確定，而ΔE1和ΔE5則由生產運行的具體情況決定。將公式（11）帶入公式（9）可得

根據西二線東段站場的布置情況，西三線中段提前建1座壓氣站時，西二線東段電驅站增加的停站數量在0～2座之間。為了得到量化的判斷依據，需要做以下2個規(guī)定：

（1）西二線東段和西三線中段干線上燃驅壓氣站數量較少，同時多數工況下很少一起開啟，此外，燃驅壓氣站耗氣成本折算成耗電成本僅提高10%左右，因此可將所有燃驅壓氣站視為電驅壓氣站，進行臨界節(jié)約功率的計算。

（2）臨界節(jié)約的電費等于新建站場所在區(qū)域的電度電價與臨界節(jié)約電量的乘積。

另外，根據以上分析，管道不提前建設和管道提前建設費用差別包括ΔE1、ΔE3、ΔE4、ΔE5。則，西三線中段管道和各站提前建站的臨界數值如表2所示。

從表2中數據可知，管道提前建設后，系統(tǒng)運行功率必須減少至344.7MW才能證明建設投資的經濟有效性。西二線東段管道最大輸氣量約為293×108 Nm3/a，該輸量下西二線東段為西三線中段代輸，在此輸量臺階下，系統(tǒng)能耗為373 MW，僅高出最小臨界節(jié)約功率不足30 MW，可見管道提前建設是不可取的，應當盡量晚建。

4? ? ? 結? ? 論

（1）常用的天然氣管道工程經濟評價方法是在已經明確整條管道建設及壓氣站建設方案和逐年下游市場量的情況下進行方案比選。然而，實際上某些新建管道的下游市場變化較大，預測難度高，壓氣站建站方案數量較多且運行工況難以確定，通過比選難以確定最優(yōu)方案。

（2）根據天然氣長輸管道及壓氣站的建設和運行特點，依據費用現值法公式推導出了區(qū)間費用現值差額法的判斷公式，以“理性人”假設為基礎，適用于輸量單調遞增區(qū)間，通過相鄰建站方案遞進比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值。

（3）區(qū)間費用現值差額法可以在已知低輸量運行方案而高輸量運行方案不明確的情況下，對新建管道壓氣站的提前建設方案經濟有效性做出判斷，對新建管道下游市場波動較大或動向不明時，做出合理正確的壓氣站建設方案判斷。

（4）利用區(qū)間費用現值差額法對西三線中段管道及壓氣站建設方案進行經濟性分析，得到量化后的節(jié)約功率臨界值，由此判斷出在滿足市場需求的情況下，西三線中段干線越晚建設經濟性越好。

5? ? ? 創(chuàng)新點

創(chuàng)新點名稱：天然氣長輸管道工程經濟評價區(qū)間費用現值差額法的提出與應用。

創(chuàng)新點內容：①根據天然氣長輸管道及壓氣站的建設和運行特點，依據費用現值法公式推導出了區(qū)間費用現值差額法的判斷公式，以“理性人”假設為基礎，適用于輸量單調遞增區(qū)間，通過相鄰建站方案遞進比選確定最優(yōu)方案，不考慮投資方案的收益，僅考慮投資、經營成本或殘值的現值。②區(qū)間費用現值差額法可以在已知低輸量運行方案而高輸量運行方案不明確的情況下，對新建管道壓氣站的提前建設方案經濟有效性做出判斷，對新建管道下游市場波動較大或動向不明時，做出合理正確的壓氣站建設方案判斷。③利用區(qū)間費用現值差額法對西三線中段管道及壓氣站建設方案進行經濟性分析，得到量化后的節(jié)約功率臨界值，由此判斷出在滿足市場需求的情況下，西三線中段干線越晚建設經濟性越好。

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