• No results found

TA3290 Life-Cycle Modeling and Economic Evaluation

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "TA3290 Life-Cycle Modeling and Economic Evaluation"

Copied!
52
0
0

Bezig met laden.... (Bekijk nu de volledige tekst)

Hele tekst

(1)

December 15, 2011

Vermelding onderdeel organisatie

1

TA3290 Life-Cycle Modeling and Economic Evaluation

CiTG, minor Mining and Resource Engineering

Economie 3: Vervolg Investment Projects Dr.ir. Gerard P.J. Dijkema

Energy & Industry Group

(2)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 2

Project (economic) evaluation Focus on a new >100M€ facility

• What does one (management) have to do?

Market research

Life-cycle economic estimate

Investment & production cost

Economic performance

Funding strategy

Risk assessment

Strategic alignment – project portfolio!

Initial go/no go on business case

(3)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 3

Life cycle economic estimates

Activity

• D – Design

• B – Build

• F – Finance

• O – Operate

• M – Maintain

• D – Dismantle

When looking at a “project” life of decades!

Estimate

• Investment capital cost

• Lead time (go <-> live)

• Interest rate

• Operating cost/revenue

• Maintenance time & cost

• Dismantling cost

(4)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 4

Industrial project life cycle

Production

Design

Technical perspective

Optimization?

Build

Decision perspective

Where?

What?

How?

Go?

No-Go?

Improve process for Environment….

Economic reasons…

License to operate?

Economic

perspective Design Build Production

Dedicated money on project

Profit Go?

No-Go?

Slope of curve is Industry-specific!

(5)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 5

Hoe nu een investering evalueren?

Voor de onderneming geldt:

Winstafter tax =

Verkopen + Andere inkomsten – Kosten – Taxes

(6)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 6

Investeringsselectie

• Bij het beoordelen en selecteren van investeringen maken ondernemingen gebruik van cashflow of

kasstroom

Cashflow is het verschil tussen de uitgaande en binnenkomende kasstroom in een onderneming

• “Cash in hand”

(7)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 7

Kasstroom / Cash flow

• te gebruiken of je iets kunt betalen...

• ...dan wel moet lenen

• brood, benzine, huur, kleren etc.

• kun je meestal betalen uit je lopende kasstroom

• huis, auto, (scooter, flatscreen) niet  lenen

• kun je de rente betalen uit je lopende kasstroom?

(8)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 8

Kasstromen

• drie hoofdcategorien kasstromen

• operating – de activiteiten van de onderneming

• investing – merger, acquisities, investeringen

• financing – aflossingen, dividenden, aandelen-inkoop

• Voor het beoordelen van investeringsprojecten wordt de operating cash flow gebruikt.

(9)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 9

Operating cash flow

• Direct gekoppeld aan winst (uit een project)

• Cashflow = kasstroom in – kasstroom uit

• Winst = opbrengst – kosten

• Omdat afschrijving wèl bij de kosten is meegerekend (terwijl het géén uitgave is) moeten we deze

afschrijvingen weer bij de winst optellen om de operating cashflow te bepalen

• Operating Cashflow = Winst + Afschrijvingen

(10)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 10

Voorbeeld

(11)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 11

Voorbeeld

(12)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 12

Voorbeeld

(13)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 13

Voorbeeld

(14)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 14

Voorbeeld

(15)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 15

Voorbeeld

(16)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 16

Voorbeeld

(17)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 17

Investeringsselectie

• Terugverdientijd

• Netto contante waarde

• Return-on-Investment

(18)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 18

Terugverdientijd

• Na hoeveel tijd is de investering terugverdiend

(19)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 19

Terugverdientijd

• Na hoeveel tijd is de investering terugverdiend

(20)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 20

Terugverdientijd vs. netto contante waarde

• Voordeel: eenvoud

• Nadelen:

• Revenuen na de terugverdientijd niet meegenomen

• Verdeling van cash-flow over de tijd

• Geld dat eerder binnenkomt is 'meer waard'

• Ondervangen door Netto-Contante-Waarde berekening

• Cash flows worden contant gemaakt m.b.v.

rentevoet

(21)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 21

Return-on-Investment

• Naast terugverdientijd & NCW

• Veel gebruikt in kapitaalsintensieve industrie

• “wat is de verdienkracht van een project over de looptijd uitgedrukt in fictief rentepercentage”

• ROI is gelijk aan het rentepercentage i waarbij de

NCW van de cash-flow serie over de looptijd n van het project gelijk is aan 0.

(22)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 22

Investeringsproject- evaluatie

• Tot zover: financiële methoden

• Voor deze gebruikte methoden zijn inputs nodig:

• Te verwachten / geschatte opbrengsten

• Te verwachten / geschatte kosten

• Probleem: looptijd investering > 20 jaar!

(23)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 23

Vervolg: schatten investeringskosten

• Project

• Arbeid, materialen, grondstoffen enz.

• Afzetmarkt, opbrengst produkten enz.

• Kapitaalgoederen / bedrijfsmiddelen

• Kapitaalsintensieve industrie: investeringskosten / kapitaalslasten werken sterk door op elk project

(24)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 24

Annualized costs

• Kt = Total Annual Cost

• Kp = direct Production Cost

a = model parameter > 1 indirect production costs

• L = direct Labour costs

d = parameter to convert to total Labour cost

• i = depreciation and interest

• f = other capital related cost

• IB = Total On-Site Investment

(25)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 25

Cost Types

Investment related cost

Direct capital cost

Cost of working capital

Startup expense

Goodwill, engineering & license fees

Operating cost

maintenance

operating labor

overhead

charges, taxes, insurance

raw materials

operating materials

utilities

shipping/packaging

(26)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 26

Working capital

• Funds required to actually operate the plant:

• to pay for initial raw materials

• to pay salaries

• to fill up tanks

• to fill up equipment

• to buy catalysts

• etc.

• Estimate: 10 to 20% of capital cost

(27)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 27

Operating cost - I

• raw materials

• quotations from literature and suppliers

• operating materials

• safety clothing, instrument charts, etc.

• 10% of maintenance cost

• utilities

• steam, power, air, water

• depends on location

• shipping/packaging

• depends on product

(28)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 28

Operating Cost - II

• maintenance

• 5 to 15% of capital cost

• operating labour, incl. supervision

• operators in shifts plus overheads

• appr. 15% of total operating cost, 20% extra

• overhead

• general management, security, etc.

• appr. 50-100% of total labour cost

• charges, taxes, insurance

• 15-20% of fixed capital

(29)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 29

Capital Cost Estimation

Detailed Design Basic Design

Conceptual Design Strategic

How?

Accuracy Phase

(30)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 30

Capital Cost Estimation

• Cost of making the estimate increases from 0,1% to 2% of total project cost

Detailed cost estimation;

procurement +/- 2-5%

Detailed Design

Refined Lang Factor method;

+/- 10-15%

Basic Design

e.g. Guthrie + Lang Factor method; FUM

+/- 20-30%

Conceptual Design

Indices (e.g. Nelson Refinery Index)

+/- 40-50%

Strategic

How?

Accuracy Phase

(31)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 31

Working with Indices

• “Weather forecast”

• Cost of a new plant = Last Plant * Index

• Simplest index = Inflation

• Order of Magnitude Estimates: Capacity*Index

• Index may be sector specific

• Nelson (Oil) Refinery Index

• CE (Chem. Eng) Plant cost index

• Or location specific

• U.S. Gulf Coast Plant Cost Index

(32)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 32

Chemical Engineering Plant Cost Index (CEPI) / Producer Price Index (PPI

• CEPI

• 1957-1959 = 100

• 1960 = 102

• 1970 = 126

• 1980 = 261

• 1990 = 358

• 2000 = 394

• 2005 = 468

• PPI

• 1984 = 100

• 1990 = 121

• 2000 = 157

• 2005 = 187

(33)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 33

Economy-of-scale

• ECONOMY OF SCALE (Guthrie)

• I = I0 * (C / C0) n

• Process Industry: n = 0.6

A plant of double capacity costs only 50% more!

In many a sector, only world-scale plants are competitive

(34)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

34

Evolution of Plant Size

Capacity of new construction W.Europe Product X

- 50 100 150 200 250 300 350 400

1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

KT / Plant

(35)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 35

Capital cost when operating

• DBFOM

• Typical plant utilisation rate is 85%

(Dutch Chemical Industry)

AVERAGE PRODUCTION = 85% of RATED CAPACITY

(36)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

36

Evolution of Plant Age Distribution W.Europe as of 2002; Product X

1

2

0

6

3

1

14

10

5

7

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

<=1965 1965 to 1969

1969 to 1973

1973 to 1977

1977 to 1981

1981 to 1985

1985 to 1989

1989 to 1993

1993 to 1997

>1997 Percent in Year

(37)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

37

Evolution of Plant Size

Capacity Distribution W.Europe Product X as of 2002

1 6

6 22

6 3

0% 0

10%

20%

30%

40%

50%

60%

<=50 50 to 100 100 to 150 150 to 200 200 to 250 250 to 300 >300 2001 KTA Capacity

Percent in size Distribution

(38)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

38

Evolution of Plant Size

Capacity of new construction W.Europe Product X

- 50 100 150 200 250 300 350 400

1964 1966 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002

KT / Plant

(39)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 39

General structure of an industrial plant:

An assemblage of unit operations

Puri- fication

Recycle Flow Separation Reaction

Feed Product

Purge Feed

preparation

T

Fuel

Dijkema, G.P.J., Process System Innovation by Design, 2004

(40)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 40

General structure of an industrial plant:

An assemblage of unit operations

Unit operations model and cost engineering:

This model is the basis for a number of methods of cost estimation (early phase)

Puri- fication

Recycle Flow Separation Reaction

Feed Product

Purge Feed

preparation

T

Fuel

Dijkema, G.P.J., Process System Innovation by Design, 2004

(41)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 41

Functional Unit Method

Zevnik and Buchanan (1963)

• Investment = f (capacity, complexity)

• A plant is divided into “functional units”

• IB= Investment estimated

• CI = plant cost index (e.g. 361.3 in 1991; 1970=100)

• Cf,i = complexity factor per functional unit

• Pi = capacity per functional unit; m = 0.6

(42)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 42

Functional Unit Methode (2)

• Complexity factor

• Ft =Temperature

• Fp =Pressure Factor

• Fm= Material Factor”

Steel, wood = 0

Al, Cu, Bronz, 400-steel = 0.1

Monel, Ni, Inconel 300 = 0.2

Hastelloy etc. = 0.3

Precious Metals = 0.4

(43)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 43

Functional Unit Method

• Advantages?

• Disadvantages?

(44)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 44

Capital Cost Estimation - Lang

• Modified Lang factor method

• A plant is thought to be composed of a collection of (major) equipment items, each with their own cost characteristics

• These determine the cost of the item

(45)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 45

Capital Cost Estimation – Lang (2)

• The plant cost is given by Cf = ∑ fL,i * Ce,i

Where

• Cf = Fixed capital cost

• Ce,i = Cost of major equipment i

(from quotes or estimates)

• FL,i = Lang factor of equipment i:

3.1 for solids processing 4.7 for fluids processing

3.6 for solid/fluid processing

(46)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 46

Equipment cost estimation

Ce = C*Sn

• Ce = equipment cost

C = cost constant

• S = size parameter

• n = index for that equipment (-1.0 to 1.3) Ce = C*Sn

• Ce = equipment cost

C = cost constant

• S = size parameter

• n = index for that equipment (-1.0 to 1.3)

100 101 102 103 102 103 104

Vessel height

Vessel cost

D=1 m D=2 m

(47)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 47

Compounded Lang factor

• fL = Σ fi

• f1 = equipment erection

• f2 = pipes

• f3 = instrumentation

• f4 = electrical

• f10-12 = design and engineering, contractor

• Compounded Lang factor helps estimating the total fixed capital cost

(48)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 48

Capital cost when operating

• DBFOM

• Typical plant utilisation rate is 85%

(Dutch Chemical Industry)

AVERAGE PRODUCTION = 85% of RATED CAPACITY

(49)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 49

Aluminium smelters in Ijsland

Alcoa Fjardaál smelter in Reydarfjordur, Iceland

Opened June 2007

•System perspective (?

• The author of an anti-smelter book says efforts to please aluminum giants like Alcoa have created a "heroin economy"

and worries that leaders are "diverting the whole ecosystem of the east.“

• Er zijn niet alleen effecten in Ijsland (alumina smelting) maar ook elders (bauxiet-mining, red-mud)

• Aluminium-boom  overcapaciteit drijft prijzen naar beneden; boom &bust

cyclus?

• enz. enz.

(50)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 50

Literature

Investment Estimation Theory

Thane Brown (2007), Engineering Economics and Economic Design for Process Engineers, CRC Press, Boca Raton, Chapter 1 & 3 (in electronic reader)

(51)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 51

Industrial design

technology/system

Design of new production facilities has become more efficient:

• Computer aided design methods.

• Better understanding of underlying engineering problems.

Process efficiency

Time Theoretical maximum efficiency

Design efficiency gains

50’s 2003

Operational efficiency

(52)

(c) G.P.J. Dijkema, TU Delft, 2009

December 15, 2011 52

ta3290

Vragen, Discussie?

Dr.ir. Gerard P.J. Dijkema

Faculty of Technology, Policy and Management Energy and Industry Group

PO Box 5015, 2600 GA Delft-NL

Referenties

GERELATEERDE DOCUMENTEN

Hierover gaat de haalbaarheidsstudie naar de ‘ruimtelift’: langs een lange kabel duizenden kilometers omhoog klimmen.. Wat je nodig hebt is een strakke kabel en een slimme manier

Hij moet de huur van 600 euro per kwartaal vooruit betalen en heeft daarnaast 150 euro kosten per maand.. Hij moet vanaf februari elke maand 400 euro

afvalverwerking, voedselconsumptie op de campus en woon-werkverkeer bij scope 3 in de berekeningen mee te nemen. Om in aanmerking te komen voor certificering op basis van de CO

Agendanummer 09.12.20 Verordening Lijkbezorgingsrechten 2010 Zonder dat iemand het woord verlangt, zonder amendering en zonder hoofdelijke stemming wordt overeenkomstig het

gewijzigd voorstel Fractie Algemeen Belang heeft aan- gegeven dat zij geacht worden te hebben tegengestemd. voorstel 09.12.20 Verordening lijkbezorgingsrechten 2010 Vastgesteld

De raad, in besloten vergadering bijeen op 15 december om 22.45 uur in de raadzaal van het gemeentehuis, heeft het volgende besloten. Onderwerp

1) Het tarief voor de inwoners van de stad Herentals wordt alleen toegestaan indien de bezoeker, op spontaan vertoon van een identiteitsbewijs, kan aantonen dat hij/zij

ondersteuning maximaal 12 maanden. Het College van Bestuur stelt jaarlijks de hoogte van de financiële ondersteuning vast. De student die in de periode van vertraging een