基于复合实物期权的浅层地热开发项目价值评估模型

常飞龙 段智慧 刘俣君

摘 要：浅层地热是来自于地下的能源，具备清洁，可循环使用的特点，特别是目前对清洁供暖价格进行市场化的调整，使得供热项目也具备了一定的不确定性，使得浅层地热供暖项目也具备了实物期权估值的必要条件，目前地热能大开发利用已经被列入到了十三五规划当中。但已有的文献中，对浅层地热供暖项目的价值评估存在着严重的不足。本文通过对实物期权相关文献进行梳理研究，结合目前浅层地热供暖制冷项目的特点，发现其存在或式期权，和式期权，串联式复合期权的特点，然后采取合适的方法去构建合适的模型，然后对其进行价值分析。

关键词：供暖；浅层地热；复合实物期权；价值评估

文章编号：1004-7026（2018）12-0039-02 中国图书分类号：F224；F272 文献标志码：A

在当下，我国面临严重的环境污染问题，其主要的原因就是我国能源结构的不合理，特别是在我国的北方地区，每当冬季采暖季到来的时候，都会出现供暖式雾霾。在当下，人们对环保的要求越来越高，雾霾问题严重影响了我国北方高质量的人才流入，从而直接或间接的导致了经济发展的受限。浅层地热能是蕴藏在地表以下200米深度范围内的岩土体、地下水和地表水中，温度通常高于当地的年平均温度，比较恒定，所以冬季可以供热，夏季可以制冷。浅层地热能的实现通常需要依靠地源热泵，通过输入少量的电力，运用埋藏于建筑物周围的管路系统或地下水与建筑物内部进行热交换，实现温度的调节。具有资源可持续利用，无环境污染，节省土地资源，运行费用低等特点。如果采用浅层地热来代替燃煤供暖将会产生巨大的环境效应。

根据公共服务市场化理论，随着市场的不断扩大，以及技术的不断创新发展，传统的由政府主导的公共服务，应该逐渐放开，让市场内的多个竞争者去提供服务，才能使得效率最大化。目前，已经有诸多政府主导的垄断领域已经开始了市场化，并且取得了较好的结果，例如出租车领域。在未来，供暖行业打破垄断，多种清洁供暖方式共同竞争，供热商品化一定会逐渐实现。

2017年下半年，根据河北省发布的《关于清洁供暖有关价格政策通知》的要求，将会试点推进区域清洁供暖价格市场化，在具备条件的地区，可试点推进市场原则确定区域供暖价格。根据价格决定理论，市场商品的价格主要是由最大的供给方和和需求方决定的，对于清洁供暖行业而言，目前使用的最多的，供给量最大清洁供暖方式是天然气供暖。入股按照市场化的原则来看的话，那浅层地热项目的供暖价格可以根据天然气的价格来确定。

于是，浅层地热项目也如同石油、矿产等实物期权评估常用领域一样，具备较长的回收期、较大的投资额，以及未来产品价格的不确定性的特点。使得实物期权法评估浅层地热项目具备了切实的可行性。

2 实物期权理论

实物期权法由Myers和Ross在20世纪70年代最早提出来的，作为金融期权理论在实物投资领域的应用和发展，它沿用金融市场的规则和框架，将实物资产作为标的物，将经营管理的灵活性和战略性作为期权进行估价。

而在现实生活中，往往一个决策蕴含着多种实物期权，使用一种实物期权的方法显然是不能满足实际研究的需要，这样就应该将期权扩展到多期，多标的物，多种类的研究范畴，这样就形成了复合实物期权的概念，这种复合实物期权更加适合大型复杂的项目。对于一个项目决策中多个复合实物期权的处理，众多学者也做出了自己的努力。GESKE（1978）针对连续型的延期期权，对B-S模型进行扩充，推断出了二阶段的复合实物期权模型。Trigeorgis（1998）则提出了非连续型的二叉树复合实物期权模型，段世霞（2012）将复合实物期权进行了分类，她将期权之间的关系分为单个实物期权、串式复合实物期权，更好的理清楚了期权与期权之间的关系。

3 浅层地热项目及其期权特性

一个浅层地热项目通常分为三个阶段：（1）勘探阶段，具体又分为详勘、普勘等阶段，特点是时间短，成本低；（2）产能建设阶段，这一阶段会地热钻井，铺设地热管网，特点是成本高，地热钻井以及地热站的建设都需要大量的基础设施投入，建设周期长，一个较大的区域的供暖项目建设时间可达十年。通常，地热项目的投资方会将这个项目分为近期规划、中期规划以及远期归来实施；（3）运营阶段，特点是柔性管理空间较小。由于地热供暖制冷项目属于民生工程，不能像石油或者矿场等资源开发可以随意暂停经营。

所以，对于浅层地热供暖项目所具备的期权可总结为如下几个特性：

（1）延迟期权：延迟期权适合于对资源、或者市场有独占性的领域，对于浅层地热供暖项目而言，一个项目的投资方通常对于该地的浅层地热项目的开发具有独占性，外界的进入壁垒较高，所以具备延迟期权。在实际运用的过程中，浅层地热的投资方的延迟期权主要集中在勘探阶段和产能建设阶段。在勘探阶段和产能建设阶段，地热的投资方可以等供暖价格改革或者波动处于较好局面的时候再去执行相应的勘探以及开采计划。

（2）收缩期权：收缩期权指的是在浅层地热项目的产能建设期间内，供暖价格始终处于不理想的状态下，投资方缩小地热投资规模，减少可能的亏损，等外部环境好转了再去大规模投资的特性。而当投资规模缩减到0的时候，整个项目就处于停止状态，属于放弃期权。

（3）扩张期权：扩张期权也是在浅层地热项目的产能建设期，扩张期权对应的是当外部环境较好的情况下，项目规模的可扩张性质。具体的表现为：通过增加投资获得更多的浅层地热供暖面积。

（4）分阶段投资期权：对于具有不确定的新兴领域，存在着较多的未知风险，对于浅层地热项目而言，投资方往往会首先试探性的小规模建设项目，待相关的不确定性消失以后，然后在确定是否大批量的建设。

3 复合期权的公式确定和浅层地热开发项目价值评估模型

根据上述所总结的浅层地热项目所具备的期权特性，浅层地热项目的期权可以总结归纳成为：在勘探阶段，由于勘探费用占整个成本的比例比较低，所以在通常不存在扩张以及收缩期权，主要存在的是延迟期权，可以记为VS1-DO，而在产能建设的第二阶段，除了延迟期权VS2-OD，浅层地热項目的投资方可以根据实际的需要对建设规模进行控制，当整体环境较好的时候，实行扩张期权VS2-OE，当整体环境不理想的时候，则可以实行收缩期权VS2-OC，甚至是放弃期权VS2-OA。而在第三个阶段运营阶段的时候，由于浅层地热供暖项目，由于其与民生紧密关联，没有太大的柔性管理空间，也不计算其中所包含的实物期权价值。所以，在多个阶段浅层地热供暖项目的价值可以表示为：V=V（i，τ）其中，f代表不同的不确定因素；NPV为静态净现值，i是指示变量，i=1，代表勘察阶段，i=2代表产能建设阶段，τ代表具体的投资策略，其中包括持有、扩张、收缩以及放弃。

對于复合期权的处理上，段世霞（2012）对四种实物期权之间的关系给出了说明，对于串式实物期权，上一个期权的执行相当于下一个期权的期权费用。对于此种期权的选择应该可以选择二叉树或者是geske模型。

或式期权是假定有多个期权方案可以供选择，并且每个方案是相互独立存在的，在浅层项目第二个阶段中的各个期间，就存在各种不同的，例如扩张，收缩等期权可供选择，对于该节点的实物期权，应该选择期权价值最大的一组。

对于和式期权而言，则适合处理独立性强，相关性不高的期权与期权之间的关系。对于浅层地热供暖项目而言，第二阶段的近期规划、中期规划以及远期规划之间的执行的关联性并不大，并不存在近期规划执行建设的面积达标了，才有执行下一阶段的权力。

假设浅层供暖项目勘探期只有两年的延期时间，近期规划、中期规划以及远期规划的建设时间分别是三年。供暖价格要么以p的概率上升到S0u，要么以1-p的概率下降的S0d。在经过第二个时间步长以后，供暖价格就会有三种可能：S0u2，S0ud，S0d2。同理，以此为依次推导出5个时间步长后的期权价值。对于波动率的选择，可以根据价格决定理论，以天然气的价格波动来代替未来浅层地热项目供暖价格的波动。

中期规划以及远期规划上，在时间、权力与义务上存在非常大的相似性，所以在模型的构建上与近期规划相似。但浅层地热供暖项目在开发的时候，由于地形，工程难度，以及施工经验等原因，每一个规划期的规划建设面积都有所不同，但是中期规划，远期规划的计算公式都与近期规划一致，还是要结合具体的项目数据。

结束语

实物期权法作为一种新的项目价值评估思路，充分考虑了地热开发项目中投资机会的价值，弥补了净现值法的缺陷，可以更加真实地反映地热开发项目的经济价值，吸引更多的企业和资金投入到地热产业中来。本文运用复合实物期权理论和方法，结合浅层地热资源开发项目的特点，分析了期权特性，尝试性地构建了项目价值评估模型，在当前环境和资源约束日益突出的今天，为科学决策提供了一些借鉴。

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