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Resources Policy 66 (2020) 101612
基于风险分析的深部矿产资源经济可行性评价：松桃锰矿 -中国案例研究
窦石泉 a、b、 刘江毅a 、b、*、肖建中a、b、文潘 c
- 中国地质大学（武汉）经济管理学院（武汉），武汉，430074，中国
- 中国地质大学（武汉）资源与环境经济研究中心，武汉，430074
- 贵州省地质矿产开发局103地质队，中国铜仁，554300
文章信息 摘 要
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关键 字： 深部采矿 风险价值评估 DNPV 风险管理 松桃锰矿 |
深部矿产资源的开发是经济发展和资源短缺的必然选择。评估深部矿产资源开发项目的经济可行性是资源产业发展的前提。采矿业存在影响其经济可行性的问题，包括开采周期长、基础设施投资高、缺乏灵活性，存在地质不稳定和经济储量退化的风险。另一方面，随着矿产资源埋藏深度的增加，一些问题加剧了采矿工程利润的不确定性，如高应力、高岩性、高温环境、升级成本上升等。净现值（NPV）和内部收益率（IRR）是难以准确识别和评估风险的传统经济评价手段。分离净现值 （DNPV） 提供了一种效率工具来分离时间值和风险成本，这有助于找到项目的实际价值。分析了位于中国贵州省的锰矿项目，根据DNPV技术，对项目可行性研究项目进行多种主要影响风险分析，包括矿体厚度、矿石品位、市场价格、运营成本和自然灾害。分析了潜在的环境风险成本（碳排放成本）。本文通过风险识别、评估和分类构建风险管理框架，并分析降低风险成本的相应措施。主要风险成本研究案例来自市场价格冲击和意外矿石品位下降，占总风险成本的80%。在深部矿产资源开发的过程中，有效的成本控制措施可以在一定程度上降低风险成本，包括提高生产率、降低矿石单位成本、提高矿山可持续性和勘探精度。绿色矿产建设是资源利用的可行方向。为提高矿产资源利用经济可行性评价的准确性，在选测和构建不同风险评估模型方面还需要进一步完善。 |
介绍
矿产资源的开发利用是人类社会发展的基础。依靠丰富的矿产资源储量，中国、印度、巴西和南非等新兴经济体创造了战后世界经济发展的新纪录。巨大的人口基础和经济规模也在促进经济发展的同时，迅速消耗有限的矿产资源资源。虽然有效的国际贸易和航运系统可以确保全球范围的矿产资源的分配，但许多重要原因包括对矿产资源的新需求、各国的安全和资源数量无法支持未来的社会发展，也要求这些国家找到可靠的新的矿产资源供应来源。
随着资源消耗的增加和需求的增加，全世界对矿山的商业开采深度也越来越大。世界上有超过120个矿井，深度超过1000米。在这些深矿中，有16口井，深度超过3000米，其中南非的Mpaneng Mponig金矿深4530米。据介绍，未来十年，中国将有三分之一的金属矿山深度达到或超过1000米。中国已经在探索采矿2000米深浅的技术能力。在全球范围内，勘探和开发深层地球资源将是未来10-20年不可逆转的趋势。
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bull; 通讯作者。 电子邮件地址：liujiangyi@cug.edu.cn（刘建勋）。 https://doi.org/10.1016/j.resourpol.2020.101612 |
2019年4月27日收到;2019年11月11日修订本收到;2020年2月10日接受
2020年2月17日可在线获得
0301-4207/copy; 2020 埃尔塞维尔有限公司保留所有权利。
研究机构通常将'深部开采'定义为作业深度在600米以上地下采矿活动，2000米以上的地下采矿活动运行深度被视为'超深开采'。理论上，地下成矿范围从地表到地下10，000米不等。目前，世界勘探开采的先进水平已达2500米至4000米。因此，一些研究指出，如果固体矿物的勘探深度达到2000米，探明资源将深刻地改变现有资源储量格局。然而，深挖面临着一些特殊的地质和经济问题：1）深部高应力可能导致破坏性地压活动，在挖掘过程中造成动态灾害，可能岩层爆裂、滑坡、屋顶坍塌、水涌等;2）深部岩性在潜在塑性体作用后转化为支撑和安全风险;3）深井高温环境下劳动效率持续下降;4） 升级的难度增大，升级成本增加 （费尔赫斯特， 2017）.地球深层地质环境往往呈现出非线性和灾难性的特征，给采矿活动带来极大的不确定性。
此外，作为商品，矿产品的价格非常不稳定。虽然战后世界经济增长对矿产品的需求很高，但世界矿产品的绝对价格并没有发生重大变化（辛西娅·林和瓦格纳，2017年）。主要原因是成本因素占矿产品价格的70%左右。采矿技术的改进带来的效率的提高在很大程度上抵消了其它部分成本上升的影响。但是，随着矿业深度的急剧调整，成本因素变化的不确定性增加，矿产品价格的波动预期将大大降低，矿山企业的长期盈利能力风险将大大增加。
另一方面，随着世界贸易网络的不断完善，散装矿价格对产销国的产业政策、国际航运价格等因素的敏感性进一步上升。矿山生产活动持续了几十年的生产周期，在一定程度上叠加了多种扰动因素，加剧了矿产资源生产活动的经济不确定性。
NPV（净现值）和IRR(内部收益率)这两种比较流行的评估基础设施项目投资机会的方法，将资金的时间价值和项目风险集中在一起，产生了两个问题：1）将项目风险与实际来源脱节;和2）它隐含地假设风险和时间可互换参数（埃斯皮诺萨，2014）。对于矿业投资者而言，净现值和内部收益率方法对长期开采的矿山（30–40年）的估价产生高度波动。传统的净现值方法是使用折现利率折现现金流，再结合无风险利率和风险溢价（市场风险和非市场风险）。根据净现值技术，与项目相关的所有风险都集成到单个参数（风险溢价）中，该参数添加到无风险利率中，以获得风险调整后的折现率。由于风险和时间是两个独立的变量，因此以这种方式进行风险管理可能会导致评估偏差，尤其是对于需要几十年发展的基础设施投资。因此，在矿山建设投资的财务分析与决策中，有必要将时间价值与风险成本分离。对于长期采矿项目，用NPV或IRR评估项目的概率会产生两个问题：1）在评估方面：净现值技术高估了实际项目价值，导致决策失误。2）在管理方面：净现值技术使识别项目风险变得极其困难，削弱了采矿项目管理的效率。
分离净现值 （DNPV） 技术提供了一个有用的工具来评估风险成本，通过简单的方法将时间值和风险成本分开。在项目投资过程中，DNPV技术可以为决策者提供更多的信息，并且可以无缝地结合项目投资评估和风险管理（Shimbar和Ebrahimi，2017）。DNPV 将基于经验的技术与复杂的概率和随机技术相结合，以对与项目投资相关的风险进行定价。可以更准确地识别风险因素在整个采矿项目中的作用。它更有利于评估深部采矿的经济可行性。此外，还可以更清楚地了解风险的来源、范围和路径，并通过分析深挖项目的风险因素来采取有针对性的措施，降低风险成本。
自然资源开发与经济发展密切相关。自然资源利用的研究涉及从环境保护到经济可行性、项目管理等许多领域，并创造和开发了许多模型，如酒店模型，考克斯模型和生态足迹（杨和戴维斯，2018年;范维尔德惠曾和松内曼斯，2018年）。这些研究主要从项目生命周期的角度考虑项目的可行性，对项目微观层面的经济可行性研究重视不够，如项目的风险成本和风险特征。风险成本是影响矿产资源深度利用可行性的关键因素。有效的风险管理措施将提高矿产资源开发的可能性。风险管理 （RM） 是降低风险的过程，包括识别、评估、排序和控制（Griffin等人，2018 年）。净现值和IRR技术只评估项目的经济可行性，缺乏对不同风险的识别和估计。DNPV 为我们提供了评估矿产项目经济效益的有用工具，尤其是风险分析。我们用新技术来量化各种风险的成本。构建了风险控制战略框架，以降低深部矿产开采的项目风险。与以往的研究相比，分析了矿产资源利用中一些独特的风险因素，如矿床不确定导致基础设施成本增加，高温对劳动效率的负面影响导致运营成本增加。
技术方法和数据源
DNPV 分析
如何有效和准确地反映项目的实际价值是项目管理决策过程的一个关键问题，对于通常拥有长周期（30年以上）的采矿项目来说尤为重要。基于净现值理论，无风险市场利率与代表大量非市场风险（如矿石品位或自然灾害）的风险溢价相结合，构成折现率可以准确预测项目价值。净现值技术的最大缺点是无法提供准确的风险调整折现率，从而导致决策者无法有效地评估项目的实际价值。大多数项目都致力于寻找更好的方法来核算项目特定风险，如资本资产定价模型（CAPM）（例如，Butler等人，2011年;格里利尼等人，2019年; Sarmento 和 Oliveira， 2018） 或用实际期权技术校正净现值结果 （例如，Chen等人， 2009）.即便大多数方法在标准估值工具中是复杂和难以实施的。另一方面，这些方法大多采用标准流动性金融评估（如股票、债券），在投资于基础设施投资等非金融（非流动性）资产时，其导致无法获得风险特征。根据这些研究，项目评估的一个关键部分是，如何选择能够正确反映非市场风险的风险调整贴现率（例如矿石品位、矿体厚重层或自然灾害）。正确的净现值技术的主要问题是，如何选择风险溢价来增加无风险率，以核算项目的实际价值。
对于采矿实践的可持续发展，需要更准确的价值评估方法，将货币时间价值和风险成本分开。一段时间以来，人们已经认识到需要这种方法来评估长期项目，并尝试了几种方法来提供解决方案，如Robichek和Myers提供的确定性等价方法（CEM），真正的期权估值（ROV，布伦南和施瓦茨，1985年;科塔扎尔等人，2001年;张等人，2015年;Hazra等人，2019年），现代资产定价（MAP，萨拉戈尔，1998年;布莱克和斯科尔斯，1973年）等等。大多数应用仍然具有学术价值，在实践中很难实施，更重要的是，产生的结果难以被决策者采用（Espinoza，2011年）。这些方法的条件显示在表 1上，包含改进、不足和应用。
与传统的经济评价不同，长期经济项目的脱钩净现值评估遵循'自下而上'的原则。在评估过程中，DNPV通过将风险因素转化为成本，实现了货币时间价值与风险价值的分离。在 DNPV 分析中，风险因素不再是风险溢出因素，而是转化为每个时期的现金流出流量。将风险因素转化为成本的方法是采用期权定价和保险理论，将风险因素视为空头头寸或卖出期权，或将风险价值视为保险公司的保费，以覆盖这一损失风险。这种方法将金融市场套期保值的想法纳入经济项目分析。从市场价值形成的角度看，它与市场定价理论是一致的。在具体处理各种风险时，有必要基于风险的特征整合多种风险定价理论。对于受市场因素影响的风险，一般遵循几何棕色随机变动，如矿产资源市场价格。自然受自然地理因素影响，风险一般为正态分布。对于因政策或突发性自然灾害造成的现金流风险，可以通过期权二元树定价模型有效解决。然而，当面对不同的条件时模型可能需要改变，如矿物地质环境差异，区域市场供应条件或自然环境。
数据资源和研究分析
本文选取了中国贵州省一个资源型城市松涛进行分析。在中国国务院发布的《资源型城市可持续发展规划（2013-2020年）》中，松涛被列为成熟城市。中国政府希望通过这些城市的大规模运营和技术升级，形成完整的金属产业集聚地。
表 1
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方法 |
提供 |
包含 |
缺点 |
应用程序示例 |
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确定性等效方法 （CEM） |
罗比切克和迈尔斯 （1966） 蔡等 人(2017); 基丹等人（2019） |
由于难以获得定义投资者风险偏好所需的参数，因此在学术界或实践中未得到广泛应用 |
保护性农业 莫桑比克中部的做法 |
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实际期权估值 （ROV） |
迈尔斯 （1977） 张等人(2015) 哈兹拉等人（2019年）梅茨格和希内斯 （2019）. |
将财务期权的概念与潜在企业投资中蕴含的增长选项的价值联系起来;考虑将金融期权定价模型扩展到非金融资产的估值 |
大多数应用仍然有学术价值，在实践中很难实施，因为 ROV 的数学复杂性，更重要的是，产生难以传达给决策者的结果 |
铜矿开采;北美金矿;采矿项目;绿化技术 |
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现代资产定价（地图） |
萨拉约 （1998）和劳顿 （1998a，b）; 古杰和加尔松（2007年）;科伊延和约戈 （2019）. |
使用未来商品价格的信息来估计未来现金流量的价值，并调整与商品价格波动相关的风险 |
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