技术经济分析是通过运用经济理论和定量化科学原理,对技术项目进行财务分析计算,可以有效地遴选出技术与经济的最佳结合方案,在优选不同技术、过程升级改造、新工艺开发等方面有重要的作用。指标有总投资、总生产成本方面和最小销售价格等。
投资
投资是建成工厂或装置并维持正常运营所需的全部资金,可通过费用系数法计算,即以项目工程中的设备投资额为基础,通过乘以相关系数得到总投资费用TCI。
工程项目总投资计算规则及取值
项目 | 计算方法 |
界区内费用(ISBL) | 所有设备的投资额 |
界区外费用(OSBL) | ISBL的20%–50%,典型参考值40% |
直接资本(TDC) | ISBL + OSBL |
建筑工程费用 | 小工程取TDC的30%,大工程取TDC的10% |
不可预见费用 | TDC的10% |
固定投资(FCI) | 直接资本 + 建筑工程费用 + 不可预见费用 |
流动资金 | 固定投资的10% |
总投资(TCI) | FCI + 流动资金 |
设备投资额包括设备购置费和安装费,安装费通常为设备购置费的一定比例,设备投资额购置费可通过软件Aspen Process Economic Analyzer或装置能力指数估算法得到:Aspen Process Economic Analyzer法是基于Aspen plus对工艺或单元进行模拟后,得出工艺物流信息及反应运行条件,计算设备尺寸及材质等,以此确定设备购置费或投资额;指数估算法是基于已有单元或装置的设备购置费或投资额为参考体系,通过公式计算得到目标单元或装置的设备购置费或投资额:
式中,为目标单元或装置的设备购置费或投资额,为已有单元或装置的设备购置费或投资额,为目标单元或装置的生产规模,为已有单元或装置的生产规模。为规模指数,是经验数据,在涉及气体压缩、机械功的工程中通常取0.8–0.9,在石油化工工程中取0.7,在精细化工和制药工业中常为0.4–0.5。
已知设备购置费时,可通过安装因子求得设备投资额。另外,不同地域和不同年份由于市场、税率、资源开采量、工人薪酬等方面存在差异,因而不同地域和不同年份的设备投资额不能直接混用。区位因子表示不同地域间同一工程的设备投资额变化的相对值,例如选择中国为目标区域,工程的设备投资额应通过中国与其他地区的区域因子比值换算。成本指数表示不同年份工程项目的设备投资额变动趋势的相对数,例如选择2023年为目标年费,工程的设备投资额应通过2023年与其他年份的成本指数比值换算。化工设备成本指数采用Chemical Engineering期刊发布的Chmical engineering plant cost index (CEPCI)值,见表。
式中,为设备投资额,为设备购置费,为安装因子,为目标地区的区位因子,为原地区的区位因子,为目标年份的成本指数,为原年份的成本指数。
不同设备的安装因子
设备类型 | 安装因子 | 设备类型 | 安装因子 |
压缩机 | 2.5 | 精馏塔 | 4 |
加热锅炉 | 2 | 换热器 | 3.5 |
Instruments | 4 | 杂项设备 | 2.5 |
压力容器 | 4 | 泵 | 2.5 |
不同地区的化工设备区位因子
地区 | 区位因子 | 地区 | 区位因子 |
美国Gulf Coast | 1.00 | 美国East Coast | 1.04 |
美国West Coast | 1.07 | 美国Midwest | 1.02 |
加拿大Ontario | 1.00 | 加拿大Fort McMurray | 1.60 |
墨西哥 | 1.03 | 巴西 | 1.14 |
中国-进口 | 1.12 | 中国-本土 | 0.61 |
日本 | 1.26 | SE Asia | 1.12 |
加拿大 | 1.21 | 印度 | 1.02 |
中东 | 1.07 | 法国 | 1.13 |
德国 | 1.11 | 意大利 | 1.14 |
Netherlands | 1.19 | 俄罗斯 | 1.53 |
英国 | 1.02 |
不同年份的化工设备成本指数
年份 | 成本指数 | 年份 | 成本指数 |
2017 | 567.5 | 2020 | 596.2 |
2018 | 603.1 | 2021 | 708.8 |
2019 | 607.5 | 2022 | 816.0 |
总生产成本
总生产成本是项目生产和销售过程中产生的费用,由固定成本、可变成本以及副产物收益组成,具体来讲:
(1)固定成本,指运营期间不随业务量变化而变化的成本。包含设备折旧费、操作与维护费用、间接费用、行政费用和销售费用;
(2)可变成本,指运营期间随生产量、销售量或其他业务活动量的增减而变化的成本。包括原材料费和燃料动力费;
(3)副产物收益,指运营期间产生的副产品所创造的价值或收益。
总生产成本计算规则及取值
项目 | 成本组成 | 研究基准 | |
固定成本 | 1 | 折旧费 | 设备直线折旧,寿命为20年,残值按4%计算 |
2 | 操作与维护费用 | ||
2.1 | 操作费用 | 操作人员工资205 CNY/a,每个岗位4.8人 | |
2.2 | 管理费用 | 项目2.1的20% | |
2.3 | 维护费用 | 投资的2% | |
2.4 | 营业用品 | 投资的0.8% | |
2.5 | 化验 | 项目2.1的1.5% | |
3 | 间接费用 | 项目(2.1+2.2+2.3)的60% | |
4 | 行政费用 | 项目10的2% | |
5 | 销售费用 | 项目10的2% | |
可变成本 | 6 | 原材料费 | 原料的消耗量和单价确定 |
7 | 燃料动力费 | 公用工程的消耗量和单价确定 | |
8 | 辅助材料费 | 溶剂、助剂等的消耗量和单价确定 | |
副产物收益 | 9 | 副产品收入 | 副产品的产量和单价确定 |
总生产成本 | 10 | 1+2+3+4+5+6+7+8-9 |
参考文献:
- Gavin P Towler, R K Sinnott. Chemical engineering design: principles, practice, and economics of plant and process design. 2nd ed. Boston, MA: Butterworth-Heinemann, 2013.
- Chemical Engineering, Chmical engineering plant cost index(CEPCI)