Технико-экономическая оценка
Техноэкономическая оценка или технико-экономический анализ (сокращенно ТЭА) — это метод анализа экономических показателей промышленного процесса, продукта или услуги. Методология основана на более ранних работах по объединению технических, экономических оценок и оценок рисков для процессов химического производства. [ 1 ] . Обычно используется программное моделирование для оценки капитальных затрат, эксплуатационных затрат и доходов на основе технических и финансовых входных параметров. [ 2 ] Одним из желаемых результатов является обобщение результатов в краткой и визуально последовательной форме с использованием таких инструментов визуализации, как диаграммы торнадо и анализа чувствительности графики .
В настоящее время TEA чаще всего используется для анализа технологий в химической , биотехнологической , нефтяной , энергетической и подобных отраслях. В данной статье основное внимание уделяется этим областям применения.
Варианты использования
[ редактировать ]TEA можно использовать для изучения новых технологий или оптимизации существующих. В идеале технико-экономическая модель представляет собой лучшее современное понимание моделируемой системы. Ниже приведены примеры типичного использования.
- Оценка экономической целесообразности: TEA можно использовать для прогнозирования того, будет ли процесс достаточно прибыльным при определенном наборе допущений. Тем самым это может помочь компаниям избежать тупиковой ситуации.
- Руководство исследованиями и разработками: в сочетании с анализом чувствительности, таким как диаграммы торнадо , TEA может использоваться для определения целей исследований и разработок (НИОКР) с наибольшим потенциалом повышения прибыльности. Таким образом, это может помочь компаниям более эффективно выводить свои технологии на рынок.
- Количественная оценка неопределенности и риска: анализы чувствительности, такие как диаграммы торнадо и анализ Монте-Карло, могут использоваться для количественной оценки экономической неопределенности в результатах модели. Их также можно использовать для определения того, какие переменные являются источником наибольшей неопределенности.
Методология
[ редактировать ]Технико-экономический анализ обычно проводится с использованием технико-экономической модели. Технико-экономическая модель представляет собой интегрированную модель процессов и затрат . Он сочетает в себе элементы проектирования процессов , моделирования процессов , определения размеров оборудования, оценки капитальных затрат и оценки эксплуатационных затрат .
Проектирование процесса
[ редактировать ]Для начала система определяется в виде технологической схемы (PFD). Типичный PFD показывает основное оборудование и потоки материалов. Термин «поток материала» относится к жидкостям, твердым веществам или газам, поступающим или выходящим из системы, или перетекающим от одной части оборудования к другой.
Моделирование процессов
[ редактировать ]Модель процесса использует инженерные расчеты и расчеты материального баланса для более полной характеристики анализируемой системы. Результаты часто обобщаются в виде таблицы материального баланса или таблицы потоков, что соответствует PFD.
Определение размеров оборудования
[ редактировать ]Выходные данные модели процесса используются для:
- Оцените параметры расчета для каждой единицы оборудования (т. е. один или несколько параметров, которые коррелируют со стоимостью).
- Оцените потребности в коммунальных услугах для каждой единицы оборудования (т. е. электроэнергия, топливо, охлаждающая вода и т. д.).
Оценка капитальных затрат
[ редактировать ]Капитальные затраты обычно оцениваются с использованием подхода, учитывающего основное оборудование. [ 3 ] [ 4 ] Во-первых, стоимость покупки каждой единицы оборудования оценивается на основе результатов расчетов оборудования, часто с использованием степенных масштабных соотношений. [ 2 ] Далее баланс капитальных затрат оценивается путем применения повышающих коэффициентов на основе аналогичных систем. [ 5 ]
Оценка эксплуатационных расходов
[ редактировать ]Типичные эксплуатационные затраты включают сырье, рабочую силу, обработку и утилизацию отходов, коммунальные услуги и накладные расходы . Затраты на сырье и переработку отходов оцениваются путем применения цен к расходам сырья и отходов из модели процесса. Аналогичным образом, затраты на коммунальные услуги оцениваются путем применения цен к тарифам на коммунальные услуги, исходя из размеров оборудования. [ 5 ]
Операционная рабочая сила может быть оценена на основе размера, количества и типа оборудования. Накладные расходы обычно оцениваются путем применения эвристических коэффициентов к капитальным затратам и эксплуатационным затратам труда. [ 5 ]
Анализ денежных потоков
[ редактировать ]Техноэкономические модели могут также включать анализ дисконтированных денежных потоков для расчета таких показателей, как чистая приведенная стоимость и внутренняя норма прибыли. Анализ денежных потоков обычно включает финансовые параметры, такие как налоги и ставки дисконтирования.
Платформы
[ редактировать ]TEA обычно выполняется с использованием одной из двух платформ: программного обеспечения для работы с электронными таблицами , такого как Microsoft Excel, или симулятора процесса , такого как AVEVA Process Simulation, Aspen, SuperPro Designer, интегрированных инструментов, таких как thecubeSphere, или программного обеспечения с открытым исходным кодом, такого как BioSTEAM на основе Python. [ 6 ] В целом эти платформы используют описанную выше методологию.
Моделирование в электронных таблицах часто предпочтительнее для технологий и стартапов на ранних стадиях, поскольку оно обеспечивает большую гибкость, доступность и прозрачность. С другой стороны, симуляторы процессов предлагают более мощные возможности моделирования процессов, большую стандартизацию и интегрированные модули оценки затрат.
Совсем недавно исследователи продемонстрировали, что модели машинного обучения можно обучать на основе результатов моделирования для создания так называемых суррогатных моделей, способных прогнозировать затраты, балансы масс и балансы энергии. [ 7 ]
Точность
[ редактировать ]При условии полного проектирования процесса подход с учетом основного оборудования, который часто используется в TEA, имеет ожидаемую точность от -30% до +50%. [ 4 ] Однако на ранних стадиях разработки проект процесса часто бывает неполным или неточным, поэтому границы ошибок часто значительно выше. Примеры того, как управляется неопределенность при моделировании процессов и экономическом анализе технологий на ранней стадии, можно найти для материалов, используемых для длительного хранения энергии и хранения водорода. [ 8 ] [ 9 ]
Ресурсы
[ редактировать ]Учебный материал
Онлайн-инструменты
- Калькулятор биопроцесса ТЭА
- Стоимость кота
- БиоC2G
- Инструмент принятия решения о разделении
- Библиотека моделей JBEI TEA
Интегрированные инструменты
Рекомендации
- Руководство по технико-экономической оценке CO 2 использования [ 10 ]
- Техноэкономический анализ биотоплива и биопродуктов [ 11 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Боде, Джеральд; Шомекер, Рейнхард; Хунгербюлер, Конрад; Макрей, Грегори Дж. (7 ноября 2007 г.). «Управление рисками в проектах разработки химических продуктов и процессов» . Исследования в области промышленной и инженерной химии . 46 (23): 7758–7779. дои : 10.1021/ie060826v . ISSN 0888-5885 .
- ^ Jump up to: а б Чай, Слайвестр Ю Ван; Пханг, Фредерик Джит Фук; Йео, Лип Сианг; Нгу, Лок Хей; Как, Бин Шен (2022). «Будущая эра технико-экономического анализа: выводы из обзора» . Границы устойчивого развития . 3 . дои : 10.3389/frsus.2022.924047 . ISSN 2673-4524 .
- ^ Перри, Роберт Х.; Грин, Дон В. (2008). Справочник инженеров-химиков Перри (8-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. стр. 9–10. ISBN 978-0-07-159313-7 . OCLC 194071107 .
- ^ Jump up to: а б AACE International (2005). Система классификации сметы затрат – применительно к проектированию, закупкам и строительству перерабатывающих отраслей промышленности; Структура TCM: 7.3 – Оценка затрат и составление бюджета. Страница 2.
- ^ Jump up to: а б с Петерс, Макс С. (2003). Проектирование и экономика предприятий для инженеров-химиков . Клаус Д. Тиммерхаус, Рональд Э. Уэст (5-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 273. ИСБН 0-07-239266-5 . OCLC 50410278 .
- ^ Кортес-Пенья, Йоэль; Кумар, Дипак; Сингх, Виджай; Гость, Джереми С. (02 марта 2020 г.). «BioSTEAM: быстрая и гибкая платформа для проектирования, моделирования и технико-экономического анализа биоперерабатывающих заводов в условиях неопределенности» . ACS Устойчивая химия и инженерия . 8 (8): 3302–3310. doi : 10.1021/acssuschemeng.9b07040 . ISSN 2168-0485 .
- ^ Хантингтон, Тайлер; Барал, Нава Радж; Ян, Минлян; Сундстрем, Эрик; Скаун, Корин Д. (1 февраля 2023 г.). «Машинное обучение для суррогатных моделей процессов биопроизводства» (PDF) . Биоресурсные технологии . 370 : 128528. Бибкод : 2023BiTec.37028528H . doi : 10.1016/j.biortech.2022.128528 . ПМИД 36574885 . S2CID 255120419 .
- ^ Пэн, Пэн; Анастасопулу, Айкатерини; Брукс, Кристон; Фурукава, Хироясу; Боуден, Марк; Лонг, Джеффри; Отри, Томас; Бройниг, Ханна (25 апреля 2022 г.). «Стоимость и возможности металлоорганических каркасов для резервного электроснабжения водородом» (PDF) . Энергия природы . 7 (5): 448–458. Бибкод : 2022NatEn...7..448P . дои : 10.1038/s41560-022-01013-w . S2CID 256708350 .
- ^ Пэн, Пэн; Ян, Лин; Менон, Аканша; Вегер, Натаниэль; Прашер, Рави; Прашер, Брюниг; Ханна, Любнер; Шон (16 января 2022 г.). «Технико-экономический анализ высокотемпературного хранения тепловой энергии для обеспечения потребности в тепловой и электрической энергии» . ChemRxiv . doi : 10.26434/chemrxiv-2022-3l03r . S2CID 246032753 .
- ^ Циммерманн, Арно В.; Вундерлих, Йоханнес; Мюллер, Леонард; Бюхнер, Георг А.; Марксен, Анника; Михаилос, Ставрос; Армстронг, Кэти; Наимс, Генриетта; МакКорд, Стивен; Стайринг, Питер; Больной, Волкер (2020). «Руководство по технико-экономической оценке использования CO 2 » (PDF) . Границы энергетических исследований . 8 . дои : 10.3389/fenrg.2020.00005 . ISSN 2296-598X .
- ^ Скаун, Корин Д.; Барал, Нава Радж; Ян, Минлян; Вора, Неми; Хантингтон, Тайлер (1 февраля 2021 г.). «Техноэкономический анализ биотоплива и биопродуктов» (PDF) . Современное мнение в области биотехнологии . 67 : 58–64. doi : 10.1016/j.copbio.2021.01.002 . ПМИД 33477090 . S2CID 231679223 .