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1、技术经济学案例三薛湖煤矿投资决策的方法研究1.1薛湖煤矿概况薛湖矿井位于河南省永城市北部,属于永城市管辖。井田东西长16幻“，南北宽2.86.5Q”,面积约82AM,工业资源储量:为20210万t,矿井工业储量为14138万t0薛湖井田煤质为低-中灰、特低硫、特低磷、中高发热量、灰触性好、抗碎强度高、热梗定性好、易淋损性好的优质贫燥和无烟煤，煤层顶板以砂质泥岩粉砂岩为主，细粒、中粒砂岩顶板次之，老顶为细粒、中粒砂岩。矿井正常涌水量为1378.79/?.最大犷井涌水量为1654.55,该井田为全的蔽式煤田，煤系地层被巨厚的新生界松散沉积岩所覆盖,煤层埋敏深，新生界松散沉积层含水丰存，故采用立井开
2、拓方式。井卜主运输采用胶带运输机，辅助运输采用5t电动车和I1.旷车。选煤厂采用适应性强、分选精度鸟、自动化程度海、经济效益佳、维护管理方便的重介（浅槽分选机）选煤方法加工块煤,旋流重介末煤，浮选煤泥.薛湖选煤厂的商品煤分为手选特大块（+100mm）、洗中块（10025mm）、洗小块（2513mm）、洗粒煤（136mm）和末精煤（-13m）,另外尚有煤泥和洗阡。煤炭运输采用铁路运输，铁路专用线接轨矿区陈四楼矿井专用线，铁路专运线长约12km。矿井设计生产能力为1.20Mta矿井建设期为51个月,工程已于2005年12月开始建设,拟于2009年3月建成投产,投产第一年产量0.80Mt,第二年到达
3、设计生产能力1.20址该工程矿井、选煤厂、铁路三局部总在籍人数1378人。其中：矿井劳动定员1138人，选煤厂劳动定员90人，铁路劳动定员150人。1.2问题的提出矿业投资受许多不确定性因崇包括矿产品价格、生产本钱、资源条件、方案效劳年限以及经济环境、政策等，这使得矿业投资和其它工程工程的投资样具有较大的投资不确定性和投资风险，投资者在进行矿业投资决策时，必须对这些不确定因素进行充分的分析，对矿业投资工程的投资价值做出准确的评价。传统矿业投资多采用贴现现金流氏（DiscountedCashF1.ow.DCF）法，其中又以净现值（NetPresentVa1.ue,NPV）法运用最为广泛。丁业投资
4、是刚性的是这种方法赖以成立的根本假设之也就是说，要么投资，要么放弃，投资过程中出现的局面事先就必须精神预计，因而投资策略也是不可更改的。在4T业工程的评价上一般也采用净现值法。但是，在全球竞争和融资渠道多元化的背景下，矿业工程受到越来越多的不确定性因素影响“投资者不得不根据矿业产品的市场行情、利率等的变动陋时准备谢整投资策略，如延迟投资、追加投资或放弃投资等，这被称为投资的管理柔性。在这种情况卜.，再应用净现值法对矿业投资工程进行评价必然难以正确描述工程价值.事实上，这种柔性使得投资者尽可能躲避工程失败的巨大损失，又能最大程度的争取最大利润，因而是有价值的,净现值法评价的结果往往使得矿业投资享
5、目价值被低估，导致许多虽然风险很大但很有潜力的M业投资工程被放弃。因此M业投资决策应该探索新的方法。期权理论产生于金融领域，近年来它的应用范困突破了金融领域的界限，逐步应用于商品融资定价、企业的研究与开发、工程估价、战略并购和风险投资等环境不确定且风险较大的实物资产投资领域，因此衍生出了实物期权（ReaIOptions）的概念。实物期权是金融期权理论在实物资产领域的扩展。它是种新的思维方式,应用这种新的投资思路和评价方法，不但能让投资者适时地分析外部经营环境的变化，及时调整投资规模、时机以及投资领域，以提高决策的灵活性，还能对忽略、低估或无法确定投资价值的传统决策方法、评价思路做出必要的修正或
6、补充。将实物期权法引人矿业投资的经济评价主要有两个原因：1、实物期权法可以解决风险大、不确定性大的工程的经济评价和投资决策，而矿业投资最大的特点恰恰就是风险大、不确定性大，而且投资一般为多阶段投资。实物期权法招矿业投资的各个阶段分别作为一个整体来考虑，在每个阶段结束后，矿业公司都可以决定是否继续投资1在这点上，实物期权法与净现值法相比具有很大的优势，因为净现值法规定：旦对工程投资，中途是不可以取消的。所以净现值法产生的结果必然会对投资产生误导，而实物期权法则有效地躲避了风险。2、实物期权法要求的假设少。以石油开发为例，公司首先要向政府申请购置勘探开发许可证，以得到在定时间内进行勘探开发的权利。
7、净现值法在评价许可证价格时，为确定未来的期望现金流，首先要设定本钱和价格的统计分布，然后还要设定勘探开发的时机以及开采量。有了以上信息，才能用净现值法确定许可证的价值.正是由于净现值法须对一系列的参数做出假设，产生的结果就随不同的设定而产生差异.用实物期权法评价许可证的价值，则是从总体进行分析，无须对每个变量都作出假设，从而消除了不同的勘探开发时机对结果的影响。在净现值法中，高的波动率会导致低的净现值，而矿业投资的不确定性对实物期权则会产生正面的影响,传统的观点认为工程投资收益的多少随着不确定性的增加而降低：但期权法观点则认为：不确定性越大，可能得到的投资收益也就越多,换句话说，传统的观点是将
8、不确定性作为种消极的因素来考虑，而期权法观点则是将不确定性作为积极的因素加以考虑。木文基于上述观点，提出“投资决策的方法研究”作为本文研究的课题，以传统的矿业投资决策方法为基础探索矿业投资实物期权特性，研究实物期权观念下不确定性矿业投资决策理论与方法。1. 3研究意义矿业工程投资具有投资建设时间长、投资不可逆性和较高的不幽定性的特点。应用实物期权定价的理论和方法，研究在不确定情况下矿业投资的理论和方法，为矿业工程的投资决策提供r一种新的思路与方法。1、本研究有利于推进实物期权理论与方法在矿业投资领域的应用。从实物期权应用研究现状中，可以看到，实物期权理论与方法在矿业投资领域的应用尚处于起步阶段
9、，目前还很少有人系统地运用实物期权理论与方法来研究矿业投资。本文研究基于实物期权理论的旷业投资决策方法，为矿业企业进行投资提供有力的保障.2、本研究应用实物期权理论和方法对矿业工程的投资价值进行评估，考虑了矿业工程开发的特点和与其相关的不幽定性因素，弥补了传统的净现值评价方法的缺陷，使得矿业工程投资评估更趋于实际。3、矿业企业进行投资时面临剧烈的竞争.在市场竞争中，抢先进入的犷业企业一般具有先动优势。矿业企业为了获得这种优势.往往会抢先进行矿业投资以占领市.场。因此,竞争降低了矿业投资等待期权的价值。用实物期权理论研究不确定条件卜.矿业公司的投资决策，为解决矿业企业在投资决策中所面临的这种等待
10、以获得期权价值和立即进入（矿业投资）以获得先动优势之间的冲突提供科学的指导。1.4实物期权理论应用研究回忆1.4.1 实物期权理论在矿业投资中的应用国外早期实物期权理论都是应用于石油大然气等矿产资源的开发方面。因为厅产资源价格波动性比较大而且投资周期比较长，因而产生了价值较高的期权。Brennan和SChWartZ(1985)刈利用商品期货和现货价格所产生的收益差额来评估哲时停止和放弃矿产开采的期权价值。Paddock,Siege1.和SWith(1988)探讨了沿海石油矿藏的评价,建立了美式买权定价模型，并与传统的投资决策等理论进行了比较，指出未来不确定性因素越多，实物期权的价值越大。Tri
11、georgis(1996)针对跨国石油公司的矿产开采方案,提出了开发方案中含有多种期权，比方开发阶段的放弃期权，提出了开发阶段的放弃期权，营运阶段的扩张期权和中止期权等等，并针对这些期权提出了评价模型.1990年，在MkinSey公司从事咨询工作时，Cope1.and等人研究了期权定价在研究石油开采和矿山租赁时，他们的客户对推迟开采和扩大规模有选择权。另一个例子是一个正在生产的矿山，该矿山可根据金属的现货交易价格来确定停产或生产，而金属的现货交易价格变动性很大，他们的应用包括停产、生产封存砂山，BerkSUnd和Ekem对未开发的挪威北海油田的研究说明，优化投资时间可增加63万美元的现金流量，
12、占DCF法计算的期望现金流量的12.6%。1992年，CaVendCr应用期权定价理论对个美国小型金矿的研究说明，关闭矿山和恢亚生产的管理当局的选择权的应用，可增加3.8万美元的现金流量，占DCF法计算的期望现金流量的16.6%.Dixit和Pindyek的著作给出了好几个案例，一个涉及到评估尚未开发的海上油田，另一个调查J火力电厂降硫问题，空气净化法规要求降低SQ的排盘，火力电厂可选用化学方法降疏，但需要昂贵的降疏设备投资，或者接受处分，但可以继续污染空气。问题是允许排放的费用是未知的，据1996年10月25日采矿杂志(Niningj。Urna1.)25期报道，南非黄金采矿公司JC1.应用期
13、权定价理论研究了一个深部黄金开采的案例，结果是在当前的市场条件下(即金价)和开采冶金技术条件下，开采该矿床是不经济的.1996年，Moyen等人应用期权定价理论建立了个评估金属市场价格和生产技术所决定的价值模型，并利用个加拿大铜矿进行了验证。国内学者从1998年己经开始进行实物期权的研究工作，起初主要是通过对兴旺国家公司估价思想和方法的研究，进行有关实物期权概念的导入工作，随后一些学者开展更多的研究工作。在矿业投资决策中实物期权应用方面也取得了些成果。廖作鸿H等人将实物期权的方法运用于矿业期权的评估，马义飞等人做了实物期权在油气储量价值评估中如何应用的研究。柳兴邦在研究油气勘探经济评价原则的堪
14、础上，提出了单位经济可采储珏勘探本钱作为经济评价的主要指标，并对其进行r全面分析。高世葵、笊大忠加根据石油勘探开发工程典型的实物期权特征，研究了两种期权决策方法：是对于勘探工程，将B1.aCk-SChOIeS期权定价模型中的5个变量缩减为2个，作为勘探工程投资决策的二维空间的期权准则；二是时于开发工程，利用风险中性定价方法的二叉树期权定价模型作为开发工程的时机决策的期权方法，为油气开发工程的投资决策提供科学依据。刘新风、王树丰、徐宏伟用实物期权法评估我国矿业权的价值，主要采用的是基于延迟的实物期权法，该文针对该方法中的缺点，提出了二叉树模型法，弥补了该方法的缺乏，井以晓南矿为实例，用二叉树模型
15、法对其矿业权进行了评估，说明了应用二叉树模型法对旷业权进行评估是有效的和切实可行的.张永峰，杨树锋，陈汉林，贾承造倒对石油勘探工程实物期权应用模型中的波动率参数性版及其在计算石油勘探工程的期权价值中的作用进行了分析，提出了适合石油行业易于操作的波动率参数的计算模型。以净现值法为基础,应用蒙特卡罗原理，提出了在石油产量和市场油价随机变动条件卜石油勘探工程实物期权应用模型中不同阶段的波动率参数估算方法。实例分析结果说明，该方法能够相对准确地估算出石油勘探工程实物期权模型中的阶段性波动率参数。1.4.2 实物期权理论在企业价值评估中的应用实物期权理论也可用在企业价值评估中。Mi1.es(1986)应
16、用多重期间的资本资产定价模型(CAPM)评价公司内部现有的资产，及其未来所带来的现金流量之价值，而成长时机价值则以用实物期权理论进行评估。公司的市场价值将等于以卜.两个局部之和：一局部是公司内部资产的价值，另一局部则是公司未来投资时机的成长期权(grow1.hoption)之价值。Chun和Charoenwong(1991)认为企业的价值应当包括公司现有内部资产的价值与公司未来成长时机的价值，但对企业而言，企业不需对投资时机进行投资，故将来投资时机期权的价值视为成长时机的价值更为恰当。他们从1979年至1988年的CRSP月报时资料及COMPUSTAT会计资料做分析,4EP(earningpr
17、ice)比率及MB(marke1.va1.ue/bookva1.ue)比率作为成长时机的替代指标。研究证实了公司的价值来自于其公司未来成长时机愈大时，其风险也会愈大.Ke1.1.ogg和Char1.eS(2000)利用决策树模型和成长期权模型评估了生化科技公司的股价，发现在公司早期实物期权的评价方法较为准确。而SChWar1.和MoOn(2000)认为企业价值评价模型多为二叉树模型，因此不能准确衡母公司价值。为此，他们建立了连续时间的实物期权模型，并对网络公司的价值进行/评估.1.4 .3实物期权理论在风险投资中的应用在风险投资领域，国外许多学者提出应用实物期权理论对高新技术风险企业价值进行评
18、估,Manigart和Wright认为实物期权可能是种评价高新技术风险企业的好方法：1.enOS认为将实物期权理论应用到高新技术风险投资中，可使风险投资家获得延迟投资、扩大投资、放弃工程和转换使用的灵活性。我国学者刘照谯根据风险投资的特征，指出对1.利技企业的风险投资过程应视为一种豆合期权，并在此基础上建立了一个评价风险投资决策的Geske现实期权模型，它可防止风险投资决策中使用传统评价方法造成的时机损失。徐尚友、张子刚、赵秀云等人在这方面也做了初步的研尢。淡毅等人利用美式期权定价模型，在分析竞争市场中创业投资的特点的基础上指出了各阶段投资中隐含的期权思想，指出在现阶段运用这种思想培育我国的创
19、业投资企业，对于我国的科技开展必将产生巨大的推动作用.张宗成等人指出可将创业投资视为一种多阶段实物期权,并建立了多阶段更合式期权模型。安实等人针对风险投资工程所具有的时间选择期权和放弃期权的混合特征，在考虑资金的时间价值、投资收益的不确定性、投资策略组合基础等的基础上，根据决策树的思想，采用二叉树期权定价理论和不确定性规划方法，构造了一种以战略净现值最大化为投资目标的风险投资决策模型.1.4.4实物期权理论在其他领域中的应用在弹性制造领域，当一项投资工程在执行过程中，为了生产特定产品，可以投入不同的生产资源，称为产品弹性(productf1.exibi1.ity)。Kensingcr1987)
20、,Aggarwa1.-1.）2、收益率的分布为r从实际数据估计股票价格的波动率，观察股票价格的时间间隔通常是固定的（例如每天、每周和每月）。定义N+1：观察次数：5,：在第i个时间间隔木的股票价格（i=1.,2,n）;t：以年为电位表示的时间间隔的长度：令ui=1.n（S1S/.,）,其中，i-1.2,，n因为S=Sr心为第i个时间间隔后的连续更利收益（并不是年度复利）。4的标准差S的一般估计值为S得其中为“,的平均值。由式（2.1）可知，勺的标准差为。7,因此变显S是。4的估计值。本身可被估计为s,其中SSF此估计的标准误差近似为S=含选择一个适宜的n值并不容易。然而，数据越多，一般来说获得的精度越高。3,B1.ack-Scho1.es微分方程的根本假设B1.ack-Scho1.es微分方程是基丁不付红利股票的任意一种期权的价格必须满足的方程。在推导BIaCk-SCho1.eS微分方程时，需要用的下面的些假设：（1）股票价格遵循几何布朗运动dS=SM+oSdz,并且参数为常数：（2）允许使用全部所得卖空期权：（3）在期权有效期内没有红利支付：（4）没有交易费用或税收，所以证券都是高度可分的：（5）不存在无风险套利时机：（6）证券交易是连续
