劉　暢，李　艷，張　亮，李傳良

(1.中南大學(xué)商學(xué)院，湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長沙 410083；3.長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司 深海礦產(chǎn)資源開發(fā)利用技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，湖南 長沙 410012)

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海底礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型研究

劉暢1，李艷2，3，張亮2，李傳良2

(1.中南大學(xué)商學(xué)院，湖南 長沙 410083；2.中南大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長沙 410083；3.長沙礦冶研究院有限責(zé)任公司 深海礦產(chǎn)資源開發(fā)利用技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，湖南 長沙 410012)

海底礦產(chǎn)資源技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價研究是當(dāng)前我國國際海底資源開發(fā)工作中必不可少的重要內(nèi)容。本文針對海底礦產(chǎn)資源及其開發(fā)利用技術(shù)現(xiàn)狀，基于折現(xiàn)現(xiàn)金流量法，建立了適合我國的海底礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型。并利用該評價模型針對具體項目進(jìn)行了實例評價分析，結(jié)果表明海底礦產(chǎn)資源開發(fā)項目具有投資大、收益高、高回報率的特點(diǎn)。進(jìn)一步的敏感性分析表明：對經(jīng)濟(jì)效益影響最大的因素依次為礦石產(chǎn)量、礦石品位和金屬價格。

海底礦產(chǎn)資源；技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價；折現(xiàn)現(xiàn)金流量法；敏感性分析

海底礦產(chǎn)資源主要包括多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼和多金屬硫化物，由于其富含多種金屬，開發(fā)價值極高，被認(rèn)為是21世紀(jì)陸地金屬礦產(chǎn)資源最具潛力的可接替資源，已經(jīng)成為各國發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo)[1]。根據(jù)國際海底管理局的勘探規(guī)章和我國有關(guān)資源勘探的法規(guī)，資源的調(diào)查評價必須以相應(yīng)的采礦方法及技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性為依據(jù)。在海底礦產(chǎn)資源開發(fā)之前，根據(jù)地質(zhì)勘探成果、現(xiàn)有開發(fā)技術(shù)和市場環(huán)境進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價可以預(yù)估該資源開發(fā)利用項目未來的經(jīng)濟(jì)價值，并能分析影響其經(jīng)濟(jì)價值的主要因素和風(fēng)險，為資源開發(fā)項目工作的開展提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1　國內(nèi)外海底礦產(chǎn)經(jīng)濟(jì)評價現(xiàn)狀

20世紀(jì)七、八十年代，隨著國際海底多金屬結(jié)核的開發(fā)研究，美國麻省理工學(xué)院(MIT)[2]、德州農(nóng)工大學(xué)(Texas A&M)[3]等機(jī)構(gòu)及學(xué)者在多金屬結(jié)核開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方面開展了大量的研究，并提出了典型的評價模型。在這些模型中主要進(jìn)行了成本分析和財務(wù)分析。在日本政府支持下，日本學(xué)者yamazaki[4]分別建立了多金屬結(jié)核、富鈷結(jié)殼、多金屬硫化物資源開發(fā)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型，多年來一直跟蹤分析和比較，對日本政府近年來對海洋資源開發(fā)政策的制定起了較大的影響。鸚鵡螺礦業(yè)[5]、海王星礦業(yè)在其西南太平洋的多金屬硫化物勘探活動中亦針對開發(fā)進(jìn)展的各個階段開展了不同程度的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。

我國學(xué)者對海底礦產(chǎn)資源進(jìn)行了一些地質(zhì)儲量評價工作[6-9]，但對于技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價研究工作開展甚少，沒有規(guī)范的模型和分析評價方法，更談不上對勘查和開發(fā)技術(shù)研究工作有任何指導(dǎo)作用。技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價研究是當(dāng)前我國國際海底資源開發(fā)工作中需要加強(qiáng)的一個重要內(nèi)容，對未來我國在國際海底就同一資源申請多塊礦區(qū)而言，科學(xué)規(guī)范的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價結(jié)果是國家主管部門決策時要求提供的基本依據(jù)。

2　海底礦產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價因素

2.1礦床地質(zhì)因素

地質(zhì)因素是礦床最基本的自然性因素，主要包括礦床規(guī)模、礦體形態(tài)、礦石品質(zhì)。在經(jīng)濟(jì)評價中礦床地質(zhì)因素主要量化為儲量和礦石品位等。

2.2地理環(huán)境因素

地理環(huán)境因素也是礦床開發(fā)利用的重要自然因素，其中地理因素包括位置、氣候和地形等因素，決定了礦床開發(fā)利用活動的交通運(yùn)輸條件、能源來源條件以及生產(chǎn)活動條件。環(huán)境因素主要是指礦床未來開發(fā)活動對礦床周邊生態(tài)環(huán)境所造成的影響和破壞，受人類環(huán)保意識和生態(tài)保護(hù)意識的增強(qiáng)、在礦床開發(fā)活動中產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題也越來越受到人們的重視和關(guān)注，目前西方國家的環(huán)境評估已經(jīng)成為礦床開發(fā)利用可行性報告一個核心因素，而且其評估過程通常需要幾年甚至上十年，所以說環(huán)境地理因素也是嚴(yán)重制約礦床開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)價值的越來越重要的一個因素。在經(jīng)濟(jì)評價中地理環(huán)境因素主要可以量化為運(yùn)輸距離、廢水廢物處理系統(tǒng)設(shè)備投資等。

2.3開發(fā)技術(shù)因素

開發(fā)技術(shù)因素是人類能開發(fā)利用礦床資源的前提因素，是在礦床地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)有科學(xué)技術(shù)水平為參照，分析得到的生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)。由于科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)發(fā)展迅速，礦床開發(fā)技術(shù)因素也是一個隨時間動態(tài)變化的因素。在經(jīng)濟(jì)評價中開發(fā)技術(shù)因素主要量化為礦床生產(chǎn)規(guī)模、采礦回收率、礦石貧化率和選礦回收率等。

2.4社會經(jīng)濟(jì)因素

社會經(jīng)濟(jì)因素是礦床開發(fā)利用的基本外部因素，主要包括資源的供求狀況和可替代性、國家政策、市場價格、稅收法律政策、資金籌集政策等。社會經(jīng)濟(jì)因素不僅決定了礦床有無開發(fā)利用的需要，也對礦床開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)價值的大小有很大的影響。在經(jīng)濟(jì)評價中社會經(jīng)濟(jì)因素主要可以量化為市場價格、利率、社會折現(xiàn)率、投資、成本和稅費(fèi)等。

總之，海底礦產(chǎn)資源開發(fā)利用的經(jīng)濟(jì)價值是由多方面的因素影響。在這些因素中，礦床地質(zhì)因素和地理環(huán)境因素是自然要素，和現(xiàn)有技術(shù)水平共同決定了資源開發(fā)技術(shù)，開發(fā)技術(shù)因素決定了現(xiàn)階段資源開發(fā)的可行性，并和社會經(jīng)濟(jì)因素一起共同決定了資源開發(fā)利用的社會經(jīng)濟(jì)效益，這四者之間相互影響制約，所以在經(jīng)濟(jì)評價過程中需要全面多角度的考慮分析和預(yù)測，并在經(jīng)濟(jì)評價模型中量化為相應(yīng)的變量指標(biāo)。

3　海底礦產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)

本文遵循宏觀分析和微觀分析相結(jié)合、動態(tài)指標(biāo)和靜態(tài)指標(biāo)相結(jié)合、定性指標(biāo)和定量指標(biāo)相互補(bǔ)充的原則，將經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)體系分為兩個層次，如圖1所示。并針對三個微觀經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)即財務(wù)內(nèi)部收益率、財務(wù)凈現(xiàn)值和動態(tài)投資回收期建立了相應(yīng)的評價指標(biāo)數(shù)學(xué)模型，評價宏觀層面給國家?guī)淼亩愘M(fèi)收入，分析地質(zhì)、技術(shù)、市場等各風(fēng)險因素對評價指標(biāo)期望值的影響。

圖1　礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)

4　海底礦產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型

本文基于折現(xiàn)現(xiàn)金流量法，建立了適合我國的海底礦產(chǎn)資源開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型。折現(xiàn)現(xiàn)金流量法 (DCF)[10]是將項目在計算期內(nèi)未來產(chǎn)生的現(xiàn)金流折現(xiàn)，折算為當(dāng)前價值的一種方法。DCF法計算財務(wù)凈現(xiàn)值的公式，見式(1)。

(1)

式中：NPV為財務(wù)凈現(xiàn)值；CIt為第t年的現(xiàn)金流入；COt為第t年的現(xiàn)金流出；n為項目壽命年限；i0為基準(zhǔn)折現(xiàn)率。

從式(1)中可以看出通過折現(xiàn)現(xiàn)金流量法模型進(jìn)行礦產(chǎn)資源經(jīng)濟(jì)評價的核心問題是模型中現(xiàn)金流入量和現(xiàn)金流出量的計算問題。在中國礦業(yè)權(quán)評估準(zhǔn)則[11]中規(guī)定現(xiàn)金流入項目包括：銷售收入、回收固定資產(chǎn)殘(余)值、回收流動資金；現(xiàn)金流出項目包括：地質(zhì)勘查投資、固定資產(chǎn)投資、無形資產(chǎn)投資、其他資產(chǎn)投資、流動資金、經(jīng)營成本、銷售稅金及附加、企業(yè)所得稅。這些參數(shù)的統(tǒng)計計算方法可以參考礦業(yè)權(quán)評估參數(shù)確定指導(dǎo)意見[12]的相關(guān)規(guī)定。基于DCF模型的經(jīng)濟(jì)評價流程見圖2。

圖2　基于DCF模型的經(jīng)濟(jì)評價流程

5　評價模型在具體實例中的應(yīng)用

目前我國位于西南印度洋的多金屬硫化物勘探礦區(qū)由于缺乏相應(yīng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)報告和項目報告，無法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，故本文以鸚鵡螺礦業(yè)的Solwara1礦的地質(zhì)數(shù)據(jù)和項目報告[5]為參考，并結(jié)合目前我國政策法規(guī)的實際情況，用DCF模型進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，并開展敏感性分析。

5.1Solwara項目簡介

Solwara1礦床位于太平洋西南部俾斯麥海域巴布亞新幾內(nèi)亞的專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)，距離最近的海岸約30km。Solwara1礦床位于Su北部火山中心西北側(cè)小山脊上，深度為1500～1660m，開采系統(tǒng)設(shè)計水深為2500m。礦床頂部有富含硫化物的礦囪，高度達(dá) 15m。目前部分礦囪仍然處于活躍狀態(tài)，且噴出富含多金屬硫化物的熱液液體。

5.2基礎(chǔ)參數(shù)選取估算

5.2.1生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品方案

Solwara1開采項目分為兩個階段：3年基建期和10年開采期，年開采量180萬t。產(chǎn)品方案為精礦銷售方式，精礦中伴生金、銀，且精礦中含金、銀均單獨(dú)計價。

5.2.2投資估算

固定資產(chǎn)投資包括采礦、運(yùn)輸、選礦三部分，在建設(shè)期三年按50%、30%、20%分別投入，并按70%的貸款和6%的利率計算建設(shè)期利息，且將建設(shè)期利息并入到固定資產(chǎn)原值中。本文在鸚鵡螺報告基礎(chǔ)之上依據(jù)中國的基本情況進(jìn)行修改，并參照日本學(xué)者yamazaki的評估報告做出本研究的初步評估，固定資產(chǎn)投資估算見表1。此外，無形資產(chǎn)投資為15.5百萬美元，地質(zhì)勘查投資為20.4百萬美元，流動資金取固定資產(chǎn)投資的20%為101百萬美元，總投資為680.2百萬美元。

表1　固定資產(chǎn)投資估算表

5.2.3成本估算

參考鸚鵡螺報告將生產(chǎn)成本分為采礦、運(yùn)輸、選礦三部分，見表2。此外，礦床資源補(bǔ)償費(fèi)率取2%，安全費(fèi)取8元/t原礦石，計算折舊費(fèi)時假設(shè)房屋建筑折舊年限為30年，殘值為5%計算得到房屋建設(shè)折舊率為3.17%，機(jī)械設(shè)備折舊年限為10年 ，殘值為5%計算得到機(jī)械設(shè)備折舊率為7.31%，借款利率取6%，估算得到生產(chǎn)期第一年總成本為260.6百萬美元/a，見表3，后面生產(chǎn)期總成本因利息支出的減少而少許減少。

5.2.4收入估算

金屬價格參考倫敦金屬交易所(LME)最近5年的市場價格。因沒有精礦品位數(shù)據(jù)，本模型保守假設(shè)精礦計價系數(shù)為0.6，計算得到年銷售收入為575.4百萬美元，估算結(jié)果見表4。

表3　總成本費(fèi)用

表4　銷售收入估算表

5.2.5稅金估算

資源稅單位稅額取7元/t原礦石，增值稅率為17%，所得稅率為25%，估算得到正常生產(chǎn)年份資源稅為2.0百萬美元/a，增值稅為71.0百萬美元，每年的所得稅因增值稅抵扣和利息支出變化在59.7百萬～76.9百萬美元之間。

5.3礦床財務(wù)評價

我國經(jīng)濟(jì)部門規(guī)定的社會貼現(xiàn)率為12%，考慮到深海采礦項目相比傳統(tǒng)陸地采礦具有較高的風(fēng)險，在選取折現(xiàn)率時本文考慮較高的風(fēng)險報酬率，暫取15%。根據(jù)估算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)用DCF法分析得到項目的財務(wù)凈現(xiàn)值為320.06百萬美元，稅后內(nèi)部收益率為26.1%，稅后動態(tài)投資回收期為4.57年。表5給出了不同折現(xiàn)率下的凈現(xiàn)值計算結(jié)果。

5.4敏感性分析

本項目的敏感性因素主要包括地質(zhì)因素中的礦石品位，技術(shù)因素中的年礦石產(chǎn)量、采礦回采率、礦石貧化率和選礦回收率，經(jīng)濟(jì)因素中的投資、成本、稅費(fèi)和金屬價格，其中經(jīng)濟(jì)因素中投資和成本又與采運(yùn)選各子部分有關(guān)。從銷售收入的計算公式可以分析發(fā)現(xiàn)技術(shù)因素中的年礦石產(chǎn)量、采礦回采率、礦石貧化率對評價指標(biāo)的敏感性影響是相同的，礦石中每種金屬的價格、品位和選礦回收率對對評價指標(biāo)的敏感性影響也是相同的。分析結(jié)果顯示三個評價指標(biāo)的敏感性變化具有一致性，其中對內(nèi)部收益率的影響結(jié)果見圖3。

表5　不同折現(xiàn)率下的凈現(xiàn)值

圖3　內(nèi)部收益率敏感性分析

各因素對評價指標(biāo)的影響程度進(jìn)行排序如表6所示，可以看出技術(shù)因素中的年礦石產(chǎn)量對評價指標(biāo)的影響最大，其次是地質(zhì)因素中的礦石品位和經(jīng)濟(jì)因素中的金屬價格。因此在該項目的開展過程中，首先要重點(diǎn)評估項目開發(fā)的技術(shù)因素，確保項目開發(fā)方案能達(dá)到預(yù)期的年生產(chǎn)能力，其次要通過大量詳細(xì)的地質(zhì)勘探采樣數(shù)據(jù)來確定地質(zhì)因素中的礦石品位以及通過對金屬市場尤其是銅和金的分析來預(yù)估未來金屬價格的走向。

表6　敏感性因素敏感度排序表

6　結(jié)　論

本文基于我國現(xiàn)有的礦床技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價理論、建設(shè)項目經(jīng)濟(jì)評價方法與參數(shù)和礦業(yè)權(quán)評估理論，在折現(xiàn)現(xiàn)金流量法的基礎(chǔ)上建立了深海礦產(chǎn)資源開發(fā)項目經(jīng)濟(jì)評價模型，并針對具體的深海礦產(chǎn)資源開發(fā)項目進(jìn)行了實例評價分析，評價結(jié)果顯示，深海礦產(chǎn)資源開發(fā)項目具有投資大、收益高、高回報率的特點(diǎn)。同時進(jìn)一步的敏感性分析表明：對經(jīng)濟(jì)效益影響最大的因素依次為礦石產(chǎn)量、礦石品位和金屬價格。本文經(jīng)濟(jì)評價模型的建立為我國深海礦產(chǎn)資源技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價提供了初步的分析平臺，可為國家主管部門決策提供基本數(shù)據(jù)支持。后續(xù)

將進(jìn)一步追蹤和分析國際深海礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)活動進(jìn)展及國際海底管理局礦產(chǎn)資源開發(fā)規(guī)章制定情況，進(jìn)一步修改和完善技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價模型。

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Study on technical and economic evaluation model of seabed mineral resources exploitation

LIU Chang1，LI Yan2，3，ZHANG Liang2，LI Chuan-liang2

(1.Business School，Central South University，Changsha 410083，China；2.College of Mechanical and Electrical Engineering，Central South University，Changsha 410083，China；3.State Key Laboratory of Exploitation and Utilization of Deep Sea Mineral Resources，Changsha 410012，China)

The technical and economic evaluation of seabed mineral resources is an important part for exploitation of seabed mineral resources in China.Considering the present seabed mineral resources exploitation and utilization technology，in this paper a technical and economic evaluation model of seabed mineral resources exploitation is established based on discounted cash flow method.An example of the evaluation is given，the results show that the seabed mineral resources exploitation project has the characteristics of large investment，high income and high rate of return.Sensitivity analysis shows that the major impact factors on the economic benefit are as follows：annual mine output，ore grade and ore price.

seabed mineral resource；technical and economic evaluation；discounted cash flow method；sensitivity analysis

2015-12-09

國際海域資源調(diào)查與開發(fā)“十二五”重大項目資助 (編號：DY125-11-R-01) ；國家社科基金重大項目資助(編號：12&ZD210)；湖南省社科基金重點(diǎn)項目資助(編號：13ZDB57)

劉暢(1986- )，女，湖南長沙人，博士生，主要研究方向為資源開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。

李艷(1975- )，女，湖南永州人，副教授，博士，主要研究方向為機(jī)電液系統(tǒng)控制理論與技術(shù)、深海作業(yè)裝備設(shè)計與控制、資源開發(fā)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價。E-mail：lylsjhome@163.com。

F407.1；F224.0

A

1004-4051(2016)08-069-05