化工項目經濟評價教學與前序課程的關系討論

王璟德，張佳瑾，孫 巍

(北京化工大學化學工程學院，北京 100029)

在教育部有關工程教育專業認證中，要求工科類高校的畢業生應該具有項目經濟分析和項目管理的能力，很多工科類高校都在高年級開設了《工程項目經濟分析和項目管理》類的課程[1]。大多數工科類院校也都設有經濟管理學院(系、專業)，因此，此類課程多由管理類專業的教師進行講授。而管理專業的教師通常并不了解各工程專業的專業特點和對應的工程項目情況，在講授過程中很難互相聯系。以化工類專業為例，化工項目具有典型的流程工業的特點，項目經濟分析在方法上與前序課程，包括化工熱力學[2]、化工原理、反應工程[3]、傳遞原理等，有著很好的延續性，如能將其結合起來，會收到更好的教學效果。

1 化工類專業前序課程的特點

化工類專業本科學生在學習技術經濟評價課程之前，學習的知識除了通識基礎課程，如：思政、數理化、英語等，化工類專業課程也占有很大的比重，例如：化工熱力學、化工原理、反應工程、傳遞原理等，其最具特點的分析方法即守恒分析，貫穿了專業課程的始終。當界定了研究對象之后，對其的描述主要是通過變量和變量之間的關系實現的[4]。

因此，在進行項目的經濟性評價過程中，可以結合上述前序的專業課程來進行對比式學習和分析。舉例來說，不失一般性，如圖1所示，一個連續攪拌釜內有化學反應發生，反應會伴隨一定的反應熱，反應釜內有盤管，以調節反應釜內的溫度。假設通過攪拌，反應釜內各點性質一致，即對該體系進行建模時，不需要釜內各點性質在空間上的不同。

圖1 帶有盤管的連續攪拌反應釜內的反應過程

假設出入口的流量保持不變，當反應過程不會引起體系體積發生變化，則反應釜內的液位，即反應體系內的體積會保持恒定，因而不用擔心隨著時間的變化，體系內液位為零和液位過高而溢出的問題，假設體系內有M個組分和N 個反應，那么一般性的描述方程可以由如下方程給出。

i組分質量守恒：

(1)

反應區能量守恒

(2)

其中：T、Tf分別代表反應區內和加料混合物的溫度；

U表示反應液體與冷卻劑之間熱交換的總傳熱系數；

A表示反應液體與冷卻劑之間的總傳熱面；

Tc表示冷卻劑平均溫度；

ρ、Cp分別代表反應混合物的平均密度與比熱容；

(-Hj)表示第j個反應的熱效應；

Rj表示第j個反應的速率；

Ri表示因化學反應引起的第i個組分濃度的變化速率

并且有：

Ri=∑jμi,jRj

(3)

其中：μi,j表示第j個反應計量式中i組分的系數。

可見，在化工類專業課程中對研究對象的描述是通過物料的物理和化學性質來實現的，其具有守恒性，雖然描述了系統隨時間的變化情況，但是在求解過程中所涉及的時間范圍是相對較短的，與實際的生產過程相對應[5]。

2 工程項目經濟性分析的特點

工程項目的經濟性分析的目的是分析項目在經濟方面的可行性，因而，對其的描述與在前序課程中對研究對象(體系)的描述角度是不同。在前序課程中，注重物料流的物理化學性質，而在經濟分析中，無論研究對象(工程項目)在規模和工藝上存在著怎樣的差異，在物料的物理化學性質上如何不同，都不重要，重要的是整個項目在其壽命期內，在經濟上的輸入和輸出，即貨幣量化后的現金流的大小。

圖2 工程項目經濟分析的重要內容

如圖2中所示，對一個項目的描述是從其項目壽命期內現金的流入和流出入手的。影響項目現金流大小的因素有項目的投資、成本、銷售收入、利潤和稅金。其中成本和利潤是不會直接出現在項目的現金流之中，但是會直接影響到項目各年份的利潤的計算，進而影響稅金的多少，即影響當年凈現金流的大小。項目現金流的另一個特點是，現金流是發生在項目壽命期內的不同時點上的，如圖3所示。隨著項目經營、原料供給、產品營銷狀況，甚至技術進步等發生變化。由于資金發生在不同的時點上，對生產和再生產的意義是不同的，在經濟分析中必須承認發生在不同時點的資金所具有的價值是不一樣的，即資金具有時間價值。資金的時間價值理論是項目經濟評級的基點，表征資金時間價值大小的是利率。由于利率的存在才使得發生在不同時點的資金可以進行相互的比較。現代工程經濟分析中采用復利計息。復利被認為更符合經濟發展的規律。通過資金的等效計算，可以自由地把某一時間點的資金等效到現值、將來值和年值，為后續的工程項目的經濟評級奠定了基礎。

圖3 工程項目現金流示例

基于資金的等效計算，三類工程項目經濟評價指標被廣泛應用[1]。一類是價值型經濟評價指標，其旨在衡量項目壽命期內一個經營狀況的絕對經濟效果，最具代表性的此類經濟評級指標是凈現值。其定義如方程(4)所示，即將一個項目不同時點上發生的現金流入流出，都這算到項目建設之初。它是一個項目絕對經濟效果的衡量，不考慮投入了多少初期投入。

(4)

其中：NPV——凈現值；CIt——第t年的現金流入；COt——第t年的現金流出；n——項目壽命期；i0——基準折線率。

除凈現值指標之外，衡量項目絕對經濟效果的還有凈年值指標。對于非盈利型項目，與之對應的有費用現值和費用年值指標。

第二類經濟評級指標是效率型評價指標，即結合資金的投入情況，體現資金的使用效率，或單位資金的盈利情況。最具有代表性的效率型指標為內部收益率指標，其定義如方程(5)所示，即當凈現值指標為零時的投資收益率，故稱內部收益率。

(5)

其中：IRR——內部收益率。

內部收益率的求解實際上是求解一個一元N次代數多項式方程，根據笛卡爾符號規則，其可能出現多解的情況，為內部收益率的計算帶來了困難，而同樣可以衡量單位資金盈利狀況的凈現值率指標的計算就簡捷得多。其定義見方程(6)。

(6)

式中：KP——項目總投資現值。

第三類經濟分析指標是時間型的，即總投資的回收時間，成為投資回收期，返本期等，不考慮資金時間價值的靜態投資回收期的定義如方程(7)所示。

(7)

式中：K——投資總額；TP——靜態投資回收期。投資回收期越小，投資的風險性也越小。

由于未來工程項目的現金流都是通過分析預測得到的，不可避免的會存在風險和不確定性，為了更加客觀地評價工程項目的經濟效果，對于可能影響經濟效果的重要因素發生變化時的情況需要提前進行分析，即敏感性分析。敏感性分析主要針對形成現金流的主要因素對最終經濟評價結果的影響展開。甄別出敏感性因素，再結合其可能發生的概率，有利于在后續的項目實施和運行過程中有效控制敏感因素，保證項目的經濟效果。

3 工程項目經濟分析與前序課程的聯系

工程項目經濟分析通常開始在大四上，學生已基本完成了其他專業必修課程，對專業課程中的研究方法有了一定程度的掌握。在對研究對象的數學描述方面已經習慣了對物料流的守恒描述，系統的概念已經建立，而工程項目的經濟分析也是建立在系統概念之上的，針對這個特殊的經濟系統，所要描述的不再是物料流，而是現金流，這是二者之間最大的區別。而資金時間價值及復利的概念是不同于前序課程中的知識的，在現代的生產經營活動中資金是以復利的形式進行增值的。盡管工程項目的經濟分析中所需要的基礎數據與前序課程中所學到的過程和設備的情況密不可分，由于一旦工藝和設備條件確定，其對應的成本和造價都是有據可查，或進行粗略估計，反而可以不作為課程的重點，以突出課程的知識主線。至于具體的規章制度，均用于課程中舉例說明而用，它們會隨著時間的變化而不斷修改，其主管部門會實時更新，學生學習的重點在于對象的描述方法和基于資金時間價值的等效計算。