水利工程投资经济评价与决策

第六节　水利工程投资经济评价与决策

目前，对工程项目进行评价分析的方法可以分为三个层次，一是财务评价二是经济评价，对于经济评价又有两种提法，即从工程项目着眼的经济评价和从国家社会经济发展的国民经济评价三是综合评价。前两者应该是综合评价中比较重要的一部分。因为工程建设是最基本的经济活动之一，而工程项目的投资决策在很大程度是那个取决于对工程项目经济效益评价的结果。这里所说的经济效益是指从决策者本人或他所代表的集团所追求的经济目标角度来看的“经济”效益。虽然决策时，大型工程投资建设对诸如各个地区的均衡发展，普遍就业，维持生态系统良性发展等社会经济目标的实现的效果是要考虑的因素，但在考虑这些社会效果时必须弄清楚为了满足综合指标而在经济上必须付出的代价。因此，在进行方案综合评价时，除了认真做好非经济指标的评价外，应首先做好大型工程投资的经济分析决策。

1、问题的提出

水利工程投资的全过程中，投资项目的开发周期长，投资总额及资金来源的变化，相应技术的改变，产品价格的波动以及国家政治经济政策的变化等等，这些不确定因素都将对大型工程投资项目的效益和费用产生重大影响。投资者必须根据这些不确定因素的变动，随时准备调整投资策略如延迟投资、追加投资或者放弃投资等。这种灵活性被称为项目的柔性。投资环境因素的变化以及不确定性，是投资项目柔性存在的前提。而投资项目所具有的柔性是有价值的，它可以使投资者尽可能规避项目失败所带来的损失、争取最大利润。传统的投资决策理论主要包括净现值法、内部收益率法、投资回收期法等。这些方法基于现金流折现法的思想。这些方法虽然考虑了投资项目中现金流形成的风险，但是它们的假设忽略了投资项目的未来不确定性、不可逆性等许多重要的现实影响因素，无法衡量具有风险的投资项目创造的战略价值，以及在投资过程中管理柔性的价值。例如，净现值法的判断准则相当简单把未来各年净现金流量期望值明按与项目风险相适应的折现率折现，得出净现值，从而确定项目在经济上是否可行。一般而言，决策的原则是净现值大于零时项目可行，反之则不可行。例如水利工程的经济评价常用“成本—效益”分析法。水利工程成本—效益分析通常按照下列步骤进行①计算各个项目或方案的效益和成本②确定社会贴现率、计算费用与效益现值③计算各个项目或方案的效益和成本的比率④确定各个项目或方案的优劣次序⑤进行各个项目或方案的选择和决策。该类方法在投资决策中对不确定性的分析时，简化不确定对投资价值的决定性影响，采用了盈亏平衡分析、敏感性分析和概率分析等，都是从影响投资项目的某一因素或几个因素的变动分析了对项目的影响，缺乏对被投资项目的以下几个方面特征的考虑

（1）从资产可撤回性、变现性角度看，对那些与特定行业相关的大型项目投资，一旦支出，由于资产的专用性就不可能再全部收回。例如修建大型水库工程，由于水库功能的专用性，项目一旦中止，则至少部分投资转化为沉淀成本。而净现值法假设投资成本可以撤回，即市场条件不如预测的好时，可以撤回全部投资。

（2）从收益的确定性角度看，大型工程投资的收益受内外环境影响，具有很大的不确定而净现值法假设未来收益可以预测，并将不确定性等同于风险，利用高折现率抵减风险。从未投入资金在投资时间、数量上的可控性来看，大型工程投资的决策者很少建立在单一时点投资的基础上，实际上决策者通常拥有一个延迟投资的选择权或者机会。延迟投资可以帮助决策者获取更多的信息来评估项目的获利能力，或争取更多的资源为项目开展做出更充分的准备，从而减少风险。而净现值法假设投资没有延迟性。

（3）从投资规模的角度看，在大型工程项目实施阶段，投资者可以根据实际的市场状态等内外部条件的变化，发挥经营柔性，确定项目的规模是保持、扩大、缩小等。而净现值法假设一旦投资后，在可预期的寿命里一直持续下去，不考虑中止和规模的改变。正是净现值法的假设不能够满足大型工程投资项目柔性的要求，则在投资决策过程中，采取什么样的方法既能考虑到项目的柔性，又能合理的进行投资决策。

2、实物期权柔性决策模型

（1）实物期权理论

实物期权。的概念最初是由麻省理工学院工的提出来的。期权是指一种选择权。持有者通过付出一定成本而获得一种权利，在规定的时间内有权利但不负有义务按约定条件实施某种行为。实物期权就是一项权力，这项权力既可能被经营者创造出来，也有可能从其他投资人手中购买。总之这项权力使其持有人在面对不确定性的未来前景时，可以预先以一定代价实物期权的价格锁定损失，同时保留着获取未来发展和投资机遇的权力。简而言之，期权的不确定性是其价值所在，许多战略投资形成可能的后续发展机会。因此，投资机会可以看作一支现金流加上一组期权。许多嵌于非金融资产和债务中的管理和操作灵活性可以被视为实物期权，它们代表着企业对于延迟不可撤销的决策，直至解决决策中不确定性问题的管理能力。

狭义地理解，实物期权方法是金融期权理论向实物非金融资产的延伸。从信息的角度将期权价值解释为获得更多信息后再进行选择决策的价值。假设只有两个时间段，决策者可以进行一项不可挽回的项目投资，用表示时间段的投资额，设，只能为或，则（d₁,d₂）=（0，0），or（1，0），用B1表示时间段t的收益，B1是d1，的函数，B1是d1，d2和一个随机变量的函数。两个时间段的收益V^。(d₁)=B₁(d₁)+max{E[B₂(d₁,d_2，θ)]}如果d₂在θ确定之后在选择，则总的收益为V^。(d₁)=B₁(d₁)+E{max[B₂(d₁,d₂，θ)]}期权的价值定义为V(0)=V(0)-V(0)。可见如果现在的一项投资赋予决策者在未来进行进一步投资的权利而不是义务，这种决策中就含有实物期权。一个具有未来机会的投资方案的价值，来自于目前所拥有资产的使用所产生的现金流，再加上一个对未来投资机会的选择权的价值，即考虑了实物期权价值后的项目总价值等于项目本身的净现值加上项目的期权价值。期权定价的理论模型是建立在非套利均衡的基础上，其核心思想是在确定投资机会的价值和最优投资策略时，投资者不应该简单地使用主观的概率方法或效用函数，理性的投资者应寻求一种建立在市场基础上的使项目价值最大化的方法。期权定价方法在投资估价中，更能体现投资项目柔性的价值。目前的研究，大多数是采用经典期权定价公式进行实物期权价值的评估。这要求有完善的金融市场，标的物资产的风险能够有效分散，并通过相应资产组合进行动态复制，与现实情况有一定的差距。对于时间跨度长，涉及资金数额巨大、不确定性较高的投资项目，决策过程中常常有一些传统决策方法无法辨别的价值，投资决策人员能够感觉到其存在，却不能系统地解释，而期权思想则可以作为一个概念工具来支持这些具有“无形”价值的方法和观点，例如管理柔性、分期投资、学习进程、市场先机等，从而帮助管理人员更科学地进行项目投资项目决策。

大型工程投资决策应当前瞻和匹配于当前的决策环境。而实物期权是未来导向，它通过赋予管理决策相关的和量化的信息，从而使决策环境更易于理解。我们借鉴期权的概念，在实物期权分析中，内外部环境的不确定性通过影响项目投资的现金流入量决定投资价值，并通过机会成本和重置成本等因素决定投资决策，这两方面的共同作用决定了实际投资行为。因此，不确定性是大型工程项目投资价值、决策和行为三者共同的自变量。实物期权价值定量地分析了不确定性对这三者的影响，使项目投资价值、决策与实际投资行为协调一致，获得最大投资收益。

首先，实物期权方法改变了传统的项目决策标准。一个期望值为负的项目由于具有期权的性质有可能在将来成为一个有价值的项目，因此投资决策者不能因项目当前的值为负就轻易拒绝它，因为项目中隐含期权的价值是不可忽视的。而一个具有正值的项目在实物期权法下却有可能不会被立即执行，因为在不确定条件下，等待权是具有相当价值的。

其次，实物期权方法充分地体现了柔性决策的思想。实物期权法是一种动态评估方法，它充分考虑了不确定性和灵活性在投资决策中的作用，准确评估项目价值。在实物期权发生情形下，期权持有者对决策环境条件的应变柔性表现为扩大净现值使其达到最大值。但是，净现值的最值常常来自增加期权价值的前摄柔性。存在这种机会是因为金融市场和实物交易的区别。金融期权在完善、透明、有效的市场中获得和执行。实物交易由于自身的特征只在有限的几个交易者之间进行，每个交易者能够通过对几个特定的杠杆的影响，从而控制实物期权的价值，交易者之间可产生交互作用。因此，决策者在他们真正执行期权之前可以运用他们的技巧来增加期权的价值，使期权的价值超过获得或创造期权的价格。同时，运用该方法，投资决策者可以具有灵活性，可以根据投资环境的变化，决定项目的投资时间、规模、方式等，即投资决策者在投资过程中具有某种相机的选择权，而无相应义务，发挥了决策者的主观能动性。

第三，它改变了决策者对风险的态度。在传统法下，不确定性的提高增加了项目的风险，降低了项目的吸引力，但如果将该项目视为一个期权，不确定性的增加反而会增加期权的价值。由于实物期权方法引入了新的变量，能够较传统的净现值法更准确地衡量项目的不确定性和灵活性。尤其是对于大型工程投资来说，这类投资项目规模庞大、目标特殊以及影响深远，是具有投资不可逆转的特征，而且其未来的收益也是不确定的。此时，各种投资选择权具有的决策柔性可以用于规避风险，因而产生相应选择权的价值。实物期权的标的资产是某个投资项目，对项目的实施，投资者可以伺机在情况变化时行使延迟、冻结或者放弃的选择权，以期降低当前直接拥有该项资产可能造成的市场风险。

（2）水利工程投资决策中实物期权种类

实物期权投资方法包含两方面内容确定实物期权和计算实物期权的价值。实物期权的产生原因与定价中的具体处理办法，因实物期权的种类的不同而不同。在进行大型工程投资决策之前，有必要对其投资项目的实物期权进行分类，以便确定各类实物期权特性及大小构成。大型工程投资项目的主要实物期权分类如下：

第一、增长期权

增长期权是指要投资的项目具有开创未来成长机会的能力。对于一些基础性工程投资，如水库、公路、桥梁等基础性项目的大型工程投资来说，其初始投资本身并不能产生具有吸引力的现金收入，但它们确实一系列后继相关项目的必要前提。因此，初期的投资机会可以看作初始规模的投资加上对将来成长机会的买权。从期权分析的角度看，大型工程项目中增长期权属于期权的期权，即不同项目的复合期权，以矿业公司某项矿产资源开发投资为例说明其特点。假设该项目的净现值是负值，按照传统项目评价准则，它不应当被采纳。但是，考虑到该项目实施后可能带来以下非现金收益经验的积累、勘探人才一的培养、基础设施的建设以及可能的新发现，它能为矿业公司以后从事矿产资源开发奠定了坚实的基础。因此，第一个项目的实施为后续项目的上马提供了跳板或机会。换句话讲，如果矿业公司最初不进行资源开发的投资，后面的发展根本无从谈起。

第二、等待期权

很多时候延期实施某项目投资者来说是件有利的事情，尽管选择立即实施的净现值是正的，可是延期实施也许会带来更多的价值。所以投资者宁可为这一等待的权利支付费用，从而拥有可以随时介入该项目的机会。对于投资者来说，相当于拥有了一个买权。当未来市场环境变得难以预测或者项目的现金流波动性很大的时候，等待性期权的价值也会跟着水涨船高。对于大型工程投资来说，其项目的不确定型来源较多，且不确定性足够大时，必须等待以获取更多的信息，例如在核电站投资建设项目中，需要等待和推迟投资，尽可能消除一切可观测的不确定性。这些不确定性包括国家间的关于核技术、核条约甚至是恐怖威胁的一些不确定性等。

第三、转换期权

如果投资项目进行当中有两个以上的可选方案，随着时间推移，不确定性逐渐消失，可以根据市场条件选择更有利的一种，我们把这种灵活性称为转换期权。在有的产业的大型工程投资项目的实施过程中，企业或投资者有能力根据外部环境的变化进行投入要素或产出品的转换，则该项投资项目包含了转换期权。例如，对于矿产投资项目投资来说，当某种原材料价格上涨时，可以方便地用另一种相对价格较低的原材料替代。同样，如果矿业投资项目含有产出品的转换期权，则当矿产品市场相对价格波动频繁时，矿业公司可以实时调整自己的矿产品组合，以谋取较大收益。

第四、放弃期权

放弃期权是指外部环境的条件不利时，投资者可以灵活的放弃一个项目，以便在其结束之前换取残值或最佳替换用途的价值。当项目的净现值低于清算价值时，放弃或转卖这一资产，相当于投资者执行了这一卖权，可以避免更大的损失。在一些政府管制日趋严格行业和领域、一些资本密集型的行业以及一些存在高度市场不确定性的新投资项目中，诸如涉及环保管制、铁路、民航、金融服务业等方面的投资项目中往往会包含这类期权。例如德国政府对磁悬浮列车的投资考虑，尽管德国政府投资了巨额资金研发磁悬浮列车的相关技术，但最终因经济原因决定放弃在德国投资建设和运营磁悬浮列车。但最初对这项技术的投资仍然是有价值的，它使德国政府获得了一种放弃期权，尽管最终政府执行了这一期权。

第五、改变经营规模的期权

改变经营规模期权是指事先设计一定的规模灵活性，如果市场条件不如预期的好，则放弃计划的未来支出，缩小项目的经营规模如果市场条件表现出良好的势头，则履行计划的未来支出，扩大项目的经营规模。扩大期权相当一个买权，原形资产为扩大生产后增加的收益，执行价为扩大生产而增加的成本，其价值在于增加收入的可能性。扩大期权对于投资者来说，具有重要的战略意义，能够使投资者获得未来的发展机会。例如一家生产制造彩电的企业投资引进彩电生产线，一种方案是投资方建设可容纳条生产线的厂房，另一种方案是投资方建设目前可容纳条生产线，稍加扩建就可容纳条生产线的厂房。显然第二种方案赋予了企业一种扩张投资期权，在对这两种方案进行评估的时候，需要将第二种方案的期权价值考虑进来。缩小期权相当一个买权，原形资产为缩小生产后减少的收益，执行价为由于缩小生产而能减少的开支，其价值在于减少损失的可能性。在不确定的市场条件下投资新产品或新市场，选择具有不同比例的建设成本和维持成本的技术或工厂时，收缩期权和扩张期权一样应该被考虑进来。

第六、分段期权

对于大型工程投资来说，由于所需的资金数量大，为了减少投资风险，一般都尽量避免将所需资本一次性全部投入。分阶段投资期权是指把项目所需的投资按时间顺序分成都互相联系的部分，每一阶段的投资决策取决前面已经执行的各阶段投资的实际结果。例如铜业公司可以把铜矿开发投资分成勘探、基础设施安装、矿石开采、冶炼等不同阶段。如果在第一阶段勘探投资结束后，发现情况不如原先测算的那样乐观，则立即决定中止以后各阶段的投资，以避免更大的损失。显然，从本质上看，分阶段投资期权是一个复合期权。更确切地讲，它是买权的买权。在分部投资的每一个阶段，其价格取决于前面各阶段的选择结果。

在实际操作过程中，大型工程投资十分复杂，可能需要多种期权的复合，而不是单一期权的简单应用，不同投资项目含有不同的实物期权，有的一个投资项目同时包含有几种实物期权。所以实物期权相对于金融期权来讲比较复杂。为了分析的方便，可以进行单一的对应关系分析具体内容见表，实际中可能是这些简单形式的组合。

项目类型与实物期权类型对应

（3）水利工程投资中实物期权价值的确定

运用实物期权理论发挥水利工程投资项目自身的柔性，关键在于分析水利工程投资中的实物期权以及期权价值的确定。在进行投资问题分析时，主要分析识别投资项目的不确定性，从而识别存在的期权。

实物期权价值的计算一般有三种方法随机偏微分方程求解法、动态求解方法以及模拟方法。每一种方法都有许多计算公式，都有许多可供选择的计算技术去处理数学模型。该方法是以随机偏微分方程和边界条件对期权的价值进行数学表达为基础的。它将期权价值的持续变化和市场上能够观察到的证券价值的变化联系起来，通过边界条件限定所求期权在已知点以及极值条件下的价值。方法一般不存在解析解，如果存在解析解的话，它将是求解期权价值最简捷的方法，其期权价值用一个等式表示为输入量的直接函数。最著名的解析解便是一期权定价模型。随机偏微分方程求解法该方法的优点是可以活的计算软件，计算十分迅速。缺点是随着不确定性来源的增加，计算会迅速变得复杂。一般的中数值方法只能处理两个不确定性来源。另一个缺点是其决策结构不明显，使跟踪或有决策的结果变得很困难。

动态规划法是解决如何在当前决策影响未来收益的情况下做出最优决策。这种方法罗列出实物期权有效期内标的资产的可能价值，然后返回未来最优策略的价值。这种方法采用的是风险中性定价理论。该方法能够处理复杂的决策结构、期权价值和标的资产之间的复杂关系，使得使用者对期权价值的来源产生很强的直觉。其核心是贝尔曼法则，即无论过去的状态和决策如何，对未来的决策所决定状态而言，未来的决策必须构成最优决策。这种方法将未来价值和现金流折现返回到当前决策点，用反向递推公式解决最优决策问题。

模拟方法是列出标的资产从当前价格到期权最终决策日之间多种可能变化的途径。常用的蒙特卡罗模拟方法，是在每个路径的末端做出最优投资决策并计算支付通过对支付进行平均，然后折现到当前，从而得到最优决策。