Projectes 4. Aspectes econòmics 4. Aspectes econòmics Universitat de Girona Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics L’objectiu fonamental de qualsevol empresa privada, incloses les indústries químiques, és l’obtenció d’un benefici econòmic que li permeti continuar fent les seves activitats. Sense aquest benefici econòmic, les empreses no podrien generar altres beneficis socialment desitjables com poden ser la generació de llocs de treball o l’aportació econòmica a les arques públiques en forma d’impostos municipals, regionals i estatals, bé directament o bé a traves dels seus empleats. També és veritat que en molts països existeixen empreses públiques (nacionalitzades). En aquests casos, el benefici econòmic deixa de ser l’objectiu fonamental de les empreses i és substituït per altres objectius socials o polítics com poden ser el manteniment dels llocs de treball en zones socialment deprimides o el manteniment d’un sector industrial estratègicament important, evitant la dependència de l’estranger. En qualsevol d’aquests casos, si aquestes activitats no produeixen cap benefici econòmic, és a dir són deficitàries, provocaran una pèrdua de recursos nacionals i hauran de ser mantingudes pels impostos generats per altres activitats que sí generin beneficis. Les indústries químiques generen beneficis produint i venent productes químics. Aquests productes són aquells pels que s’ha identificat una demanda (necessitat) i poden ser produïts del tal forma que el preu de venta pugui ser pagat pels consumidors. Els processos que s’utilitzen per produir aquests productes són aquells que generen un major benefici pel productor. Per això, no acostumen a ser els mètodes sintètics més refinats o amb major interès científic, paràmetres molt importants en l’àmbit acadèmic però sense cap importància en l’àmbit comercial. Desprès d’això, es podria pensar que les indústries químiques només miren pel seu propi benefici, sense pensar en els efectes que la seva activitat té sobre les persones i el medi ambient. Actualment, les coses tampoc són exactament així. Les activitats de les indústries químiques estan regulades per moltes lleis. Per exemple, les diferents legislacions, locals, regionals i nacionals, contemplen aspectes com: - Els estàndards de construcció de les plantes de producció La seguretat en el seu funcionament La protecció dels operaris (seguretat i higiene) L’efecte de les descàrregues, líquides i gasoses, sobre les zones properes Aquests factors, especialment els control de les emissions gasoses i la utilització segura de líquids i gasos, tenen molta influència a l’hora d’escollir un procés productiu. A més, l’acomodació dels processos productius a aquestes normatives augmenten tant les despeses de construcció de les plantes com les despeses de producció. Aquest fet, però, no és significativament important per a les indústries, ja que acaben generant el mateix benefici a costa d’augmentar el preu del producte. És a dir, al final, és el consumidor el que acaba pagant l’adequació dels mètodes productius a la legislació corresponent. 4.1 Despeses de producció El benefici que una indústria obté al produir i vendre els seus productes químics es pot mesurar de diferents formes, tal com veurem més endavant. En qualsevol dels casos, per conèixer si una planta de producció produeix un benefici o no (o en l’elaboració d’un Universitat de Girona 87 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics projecte, si un nou producte o procés generarà el benefici desitjat o no), hem de conèixer les despeses que comporta l’obtenció del producte químic. El nombre de factors que intervenen en l’elaboració industrial d’un producte químic és considerable: des del subministrament i emmagatzemament de les matèries primeres fins a l’emmagatzemament i venda del producte final. Entre aquests dos extrems, ens trobem en primer lloc tot l’equipament necessari per portar a terme el procés químic, les separacions i les purificacions, i en segon lloc la mà d’obra que fa funcionar la planta i també aquella que fa el seu manteniment. Taules de despeses La forma més senzilla de combinar totes aquestes despeses és el que es coneix com a taula de despeses. Aquesta taula es pot construir per l’activitat anual de la planta o per unitat de producció. La taula 4.1 mostra una taula de despeses exemple per a una planta de producció de cumè (isopropilbenzè) a partir de benzè i propilè utilitzant com a catalitzador àcid fosfòric suportat. En aquest procés, a més del producte principal també s’obté com subproducte una petita quantitat de fuel pesant que es pot separar i vendre. Taula 4.1 Taula de despeses per a la producció de cumè Escala de producció 100 000 tones/any (capacitat màxima) Despeses d’operació £x1000/any Benzè 0.67 tones/tona de cumè a 310 £/tona 20 770 Propilè 0.38 tones/tona de cumè a 305 £/tona 11 590 Àcid fosfòric + altres productes químics 140 Despesa bruta en matèries 32 500 Fuel pesant produït (subproducte) 0.04 tones/tona cumè a 55 £/tona -220 Despesa neta en matèries 32 280 Serveis 710 Despeses fixes de planta* 1 150 Despeses generals d’empresa 780 Depreciació (vida depreciable de la planta: 15 anys) 1 533 Despeses de producció totals 36 453 Retorn sobre la inversió (ROI, 10% del capital involucrat) 2 800 Diner mínim requerit obtingut per vendes (net de embalatge i transport) 39 253 £/tona cumè 208 116 1 325 -2 323 7 12 8 15 365 28 393 Capital involucrat (basat en preus de l’any 1988) Capital fix 23 milions de £ Capital de treball 5 milions de £ Total 28 milions de £ *Les despeses fixes de planta són: Mà d’obra pel control i manteniment de la planta, materials de manteniment, impostos, assegurances i despeses generals de planta Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Les dades econòmiques d’aquesta taula estan en lliures esterlines i, donada la font, no estan actualitzades, però serveixen com exemple del que és una taula de despeses d’una planta de producció. La taula 4.1 va ser construïda per a una planta que es trobava en funcionament i per tant les dades eren reals, ja que es coneixen totes. En aquests casos la taula es pot utilitzar com un estàndard per monitoritzar el funcionament diari de la planta. Si es tracta d’un projecte que considera la producció d’un nou producte es pot construir una taula similar utilitzant la informació disponible i aproximant o estimant la resta. En aquest cas la Universitat de Girona 88 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics taula pot fer-se servir per calcular els objectius necessaris perquè el procés sigui econòmicament atractiu. Existeixen moltes formes diferents de dividir les despeses que té la producció industrial d’un producte químic. El mètode utilitzat depèn tant de les dades disponibles com dels paràmetres que es volen estudiar. Tradicionalment, però, les despeses s’acostumen a dividir en despeses fixes i despeses variables. Les despeses variables són aquelles que es produeixen directament pel funcionament de la planta (e.g. despeses en matèries primeres). Aquestes despeses varien en canviar la producció (e.g. quan la planta està parada no hi ha despeses en matèries primeres). Tot i que aquestes despeses són variables, si es calculen per unitat de producció sempre són constants (e.g. sempre es gasten 208 £ de benzè per produir una tona de cumè). Les despeses fixes són aquelles que no es produeixen directament pel funcionament de la planta (e.g. amortització de les inversions). Aquestes despeses es produeixen igual si la planta està en funcionament o està parada. Això sí, tot i ser despeses fixes, si es calculen per unitat de producció, augmenten en disminuir la producció de la planta. Despeses variables Habitualment es consideren quatre tipus de despeses variables: - Matèries primeres Serveis Tractament de residus Regalies (royalty) / llicències Despeses en matèries primeres El consum de matèries primeres en una planta en funcionament s’obté a partir del ritme de consum durant un període de producció estable. Per a un projecte, el consum de matèries primeres es pot obtenir a partir dels rendiments obtinguts al laboratori pel departament de recerca i desenvolupament (R+D) de l’empresa o pels rendiments obtinguts en una planta pilot. Si els rendiments s’obtenen per anàlisi directe del cru de reacció, s’hauran de rebaixar per tenir en compte les pèrdues que es produeixen en els processos de recuperació i purificació subseqüents (e.g. destil·lació, cristal·lització, etc.), si bé, en absència d’azeòtrops o eutèctics, aquests processos a nivell industrial acostumen a ser força eficients. Pel que fa a l’elecció d’una determinada matèria primera el que es busca és el major benefici econòmic. Per exemple, les empreses prefereixen utilitzar matèries primeres que elles mateixes generen que no d’altres que han de comprar. Per la mateixa raó prefereixen utilitzar processos que siguin petites variacions d’altres processos en funcionament que no desenvolupar nous processos des de zero. Les despeses en catalitzadors i en altres matèries no involucrades en l’estequiometria de la reacció química (dissolvents, àcids i bases per ajustar el pH, etc.) també s’han de tenir en compte. Les despeses en catalitzador es calculen en base a les pèrdues de catalitzador per cicle, en el cas de catalitzadors homogenis, i en base la producció aconseguida Universitat de Girona 89 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics durant el seu temps de vida, en el cas de catalitzadors heterogenis. Aquestes dades també han de ser proporcionades pel departament de R+D. La recuperació de catalitzadors que es puguin reciclar, amb o sense tractament, disminueix aquestes despeses. En absència de dades sobre la vida útil del catalitzador, l’estudi econòmic ens podria servir per estimar quina hauria de ser la vida útil del catalitzador perquè el nou procés fos econòmicament atractiu. També s’han de tenir en compte les pèrdues de dissolvents. Aquestes poden ser de naturalesa física (evaporació per vàlvules, pèrdues a les bombes, etc.) i/o de naturalesa química (descomposició o reaccions laterals en les condicions de reacció). Aquestes despeses en matèries addicionals són força difícils d’estimar si no es té la planta en funcionament, però habitualment són despeses relativament petites. Un cop mesurat el consum de les matèries primeres (i d’altres productes necessaris), s’ha de conèixer el seu preu per calcular les despeses que se’n deriven. Si ens trobem en una planta en funcionament, habitualment ja hi han dades internes de la pròpia companyia sobre els preus de les matèries primeres més importants. En el cas de projectes en estudi, els preus s’acostumen a obtenir de diferents fonts, com es descriu més endavant. Les indústries químiques i de procés manipulen un ampli rang de substàncies, des de mercaderies a l’engròs (petroli, nafta, minerals, productes químics bàsics, etc.) fins a especialitats químiques (fàrmacs, additius alimentaris, essències, etc.). Algunes de les substàncies més bàsiques cotitzen en borses de productes bàsics, i el seu preu pot fluctuar de forma significativa en qüestió de dies, i fins i tot d’hores. Els materials que es comercialitzen en grans quantitats, a l’engròs, acostumen a ser subministrats sota contractes a llarg termini. El preu estipulat al contracte pot estar lligat al preu d’una mercaderia bàsica, com el petroli, el gas natural, etc., o pot estar subjecte a negociacions periòdiques (trimestrals, anuals, etc.). Els materials que es comercialitzen en quantitats més petites acostumen a tenir uns preus fixats pels subministradors. Habitualment, però, el preu final acostuma a ser el resultat d’una negociació entre el comprador i el subministrador, i pot dependre de factors com la quantitat, els terminis d’entrega, etc. Fins i tot les formulacions de venda al públic, com medicines, productes de neteja, etc., acostumen a estar subjectes a negociacions de preu entre els productors i els intermediaris o les grans cadenes comercials. De forma general, el preu de qualsevol substància ve determinat per l’equilibri entre l’oferta i la demanda. De fet, en economia es considera el preu com el mecanisme que utilitza el mercat per mantenir l’oferta i la demanda en un equilibri dinàmic. Quan el preu de qualsevol producte o servei baixa, més compradors s’ho podran permetre o estaran disposats a comprar-lo, augmentant la demanda. Es pot representar la dependència de la demanda (com quantitat que pot ser venuda) en funció del preu, produint el que es coneix com una corba de demanda (figura 4.1 a). Aquesta corba de demanda pot servir al comprador per tenir una idea de quina quantitat ha de comprar per obtenir el preu que estar disposat a pagar. De forma similar, si el preu de qualsevol producte o servei augmenta, més productors poden ser atrets a entrar en el mercat, augmentant l’oferta. En aquest cas, es pot representar la producció marginal o extra (com quantitat que pot ser comprada) en Universitat de Girona 90 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics funció del preu, produint el que es coneix com una corba d’oferta (figura 4.1 b). En aquest cas, la corba d’oferta pot servir al venedor per tenir una idea de quina quantitat pot produir per obtenir el preu que estar disposat a cobrar. Figura 4.1 Corbes d’oferta i de demanda Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Donat que les dues corbes, la d’oferta i la de demanda, relacionen el preu de venda amb la quantitat (comprada o venuda), es poden representar en la mateixa gràfica, com es mostra a la figura 4.2. La intersecció entre les dues corbes, indica el punt d’equilibri entre l’oferta i la demanda. Aquest punt, proporciona el preu al qual la majoria de compradors marginals o extres estan disposats a comprar i la majoria de productors marginals o extres estan disposats a vendre, així com el volum del mercat. En qualsevol punt a la dreta del punt d’equilibri, no hi ha cap productor que pugui subministrar el producte al preu que els consumidors marginals estan disposats a pagar. Figura 4.2 Equilibri de mercat Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 El pendent de les corbes d’oferta o de demanda es coneix com elasticitat de l’oferta o de la demanda respectivament. Si la corba és plana i el preu varia poc amb la quantitat de producte, es diu que l’oferta o la demanda és elàstica (figura 4.3 a). En canvi, quan el pendent de la corba és empinat i el preu varia molt amb petits canvis de la quantitat de producte, es diu que l’oferta o la demanda és inelàstica (figura 4.3 b). L’elasticitat de la demanda d’un producte depèn de la disponibilitat de productes substituts, de la quantitat de diners que tenen disponibles els compradors i de la percepció dels compradors sobre el valor i la utilitat marginal del producte. L’elasticitat de l’oferta d’un producte depèn de quants productors poden produir el mateix producte, o un d’equivalent, de la Universitat de Girona 91 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics dificultat d’introduir-se al mercat i de la percepció dels productors sobre el valor marginal del producte. Figura 4.3 Elasticitat de la demanda Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Pel que fa a les dades de preus necessàries per avaluar econòmicament un projecte, es poden considerar cinc fonts principals de dades: les prediccions internes de la companyia, les revistes comercials, les consultories, els agents i subministradors en internet i els llibres de referència. En moltes grans companyies, els departaments de màrqueting i planificació elaboren prediccions de preus per ser utilitzats en estudis interns. De vegades, aquestes previsions inclouen múltiples escenaris econòmics per poder avaluar els projectes en tots aquests escenaris. Ocasionalment, aquestes previsions es fan públiques (veure, per exemple, els Shell Scenarios). Quan la companyia aprova un preu oficial, llavors aquest és el que s’ha d’utilitzar en qualsevol simulació. Moltes revistes comercials publiquen setmanalment preus de productes químics i combustibles. ICIS Chemical Business Americas (antigament anomenada Chemical Market Reporter) va arribar a tractar el preu de 757 productes químics, de diferent procedència i grau. La llista va ser reduïda a 85 productes el 2006 (molts d’ells extractes de productes naturals) i actualment proveeix, per subscripció, el preu de 80 productes químics, 44 tipus de combustible i 11 tipus d’oli base. També existeixen el ICIS Chemical Business Europe i el ICIS Chemical Business Asia (China), que proporcionen preus regionals per un grup menor de productes. Per internet, fins fa poc encara es podia accedir lliurement a dades de l’últim número de l’antiga Chemical Market Reporter, amb preus del 2006 o 2007 i per utilitzar-los s’hauran d’actualitzar utilitzant l’índex adient. Per a obtenir dades més actualitzades, també tenim a la nostra disposició una subscripció a aquesta revista (des del 2007, ICIS Chemical News, ICIS Chemical Business, ICIS Chemical Business Americas) a través de la biblioteca de la UdG. Revistes alternatives són Oil and Gas Journal, que publica, a més molta altra informació, preus de productes derivats del petroli i gas natural en els Estats Units, Europa occidental i sud-est asiàtic, Chemical Week (IHS), que proporciona preus puntuals i de contracte per 22 productes químics al mercat dels Estats Units i d’Europa occidental, Chemical & Engineering News, la revista dels socis de la American Chemical Society i finalment Chemical Engineering. Aquestes últimes dues accessibles per subscripció a través de la biblioteca de la UdG. Universitat de Girona 92 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Existeixen moltes empreses de consultoria que generen la seva pròpia informació econòmica i de màrqueting. Aquesta informació pot ser accessible sota subscripció a l’IHS Markit, i normalment inclou estudis de mercat, anàlisis tecno-econòmics de tecnologies, i també preus i previsions. Algunes d’aquestes empreses són: - - - - Purvin and Gertz. Prepara prediccions trimestrals dels preus de: petroli, gas natural i combustibles relacionats amb la indústria petrolera. També tenen dades de preus històrics (fins a 10 anys) per a la majoria d’aquests productes. Tracten el mercat dels Estats Units, Europa occidental, Medi orient i asiàtic. Cambridge Energy Research Associates (CERA). Publica prediccions del preu del petroli basades en estudis macroeconòmics i tendències industrials (produccions de jaciments, etc.). Chemical Market Associates Inc. (CMAI). Manté arxius amb dades històriques de preus i previsions per unes 70 mercaderies químiques (amb diferents graus) i pels mercats dels Estats Units, Europa occidental, Medi orient, i nord-est i sudest asiàtic. SRI. El seu Chemical Economics Handbook proporciona una visió general del mercat d’uns 300 productes. Aquests informes no acostumen a estar tant actualitzats com els anteriors, però poden ser útils per les mercaderies amb un mercat més petit. També es poden obtenir molts preus a les pàgines d’internet dels intermediaris i proveïdors. Aquestes pàgines es poden trobar mitjançant directoris com business.com. Com sempre, s’han de prendre certes precaucions quan s’obtenen dades de la web. Els preus que apareixen acostumen a ser per a vendes en petites quantitats i per tant són molt superiors als corresponents a contractes de llarga durada i grans quantitats. A més, els preus que apareixen a la web, acostumen a correspondre a graus d’alta qualitat del producte i que son molt superiors als preus de les qualitats que es venen a granel. Finalment, en certs llibres sobre economia industrial també apareixen dades de preus. Aquests valors, però, són dades puntuals i no estan actualitzades. És per això que només poden servir per avaluar projectes en l’àmbit acadèmic, però no a l’industrial. Si el que s’aconsegueix és un preu antic, aquest es pot actualitzar (en un treball acadèmic) mitjançant un índex a tal fi. Per exemple, la revista Chemical Engineering, al final de molts dels seu números, publica certs indicadors econòmics. Entre ells el Producer Prices, industrial Chemicals (Figura 4.4), amb un valor històric de 100 al 1982 i que permet actualitzar el preu d’un producte químic d’una forma aproximada de la següent forma: Figura 4.4 Indicadors econòmics de la revista Chemical Engineering Figura extreta de Chemical Engineering 125(10), 2018, 33. Universitat de Girona 93 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics P: Preu I: PPIC 𝑃(𝐴) = 𝑃(𝐵) A: any A B: any B 𝐼(𝐴) 𝐼(𝐵) Un cas especial de preu de les alimentacions es produeix quan la matèria primera d’una planta és el producte d’una altra planta, totes dues de la mateixa companyia i en la mateixa localització. En aquestes condicions, el preu de la matèria primera s’anomena preu de transferència. El preu de transferència, teòricament, també hauria de ser l’imposat pel mercat, ja que d’aquesta forma la planta productora també pot vendre el seu producte al mercat lliure i la consumidora també podrà comprar la seva matèria primera al mateix mercat. Les situacions en les que el preu de transferència d’una mercaderia no concorda amb el preu de mercat poden ser diverses: - - - Quan la planta productora manufactura un material que és apropiat pel consum intern de la companyia, però no arriba a complir les especificacions necessàries per ser comercialitzat. En aquest cas, el preu de transferència serà el resultant de descomptar al preu de mercat, la despesa addicional que ha de fer la planta consumidora per poder utilitzar aquest material fora d’especificacions. Quan la planta productora treballa a baixa capacitat o no pot vendre el producte. Si això succeeix i la companyia ja ha recuperat la inversió feta en aquesta planta, llavors el preu de transferència pot baixar fins a igualar les despeses en efectiu de producció de la planta (veure la secció de despeses directes, indirectes i relacionades amb el capital al final d’aquest apartat). En aquest càlcul, com veurem més endavant s’han de tenir en compte els impostos per beneficis. Quan el preu del producte s’estableix mitjançant una escala basada en la quantitat de producte consumit. Quan s’utilitzen preus de transferència en un projecte, s’ha d’anar molt en compte perquè siguin realistes. En cas contrari, un projecte poc rendible pot arribar a semblar atractiu i provocar una inversió desastrosa. Per a l’obtenció d’especialitats químiques (productes de química fina, productes farmacèutics, etc.) usualment es necessiten matèries primeres que no es troben habitualment en el mercat. En aquests casos, s’ha de contactar amb el subministrador adient per conèixer el preu, que habitualment dependrà de les quantitats i qualitats requerides, i també de la duració del projecte. Per trobar el subministrador adequat, es pot utilitzar el CAS No. (Chemical Abstracts Registry Number) com a terme de recerca en pàgines web com ChemNet o Chemcompass. També es pot recórrer a directoris d’internet com el busines.com mencionat anteriorment. En el límit, pot arribar a succeir que no es trobi proveïdor ni preu per una matèria primera. En aquests casos s’hauria de pensar en obtenir-la internament. Això significaria l’inici d’un nou projecte. Independentment de la font on s’aconsegueixen les dades de preus de les matèries primeres, s’han de tenir en compte les condicions de la transacció. Aquestes, moltes vegades apareixen en la pròpia terminologia de preus (taula 4.2). Universitat de Girona 94 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.2 Terminologia de preus Abreviatura c.i.f. dlvd. f.o.b. frt. alld. dms. bgs. refy. syn. t.t. t.c. t.l. imp. Significat Cost, Insurance, and freight Delivered Free on board Freight allowed Drums Bags Refinery gate Synthetic Tank truc Tank car (rail) Truck load Imported Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Pel que fa a les clàusules de venda, existeixen dues principals. El preu f.o.b (Free On Board) que es refereix al preu del producte en l’origen i per tant se li ha d’addicionar el preu del transport i les assegurances. L’altra clàusula habitual és el preu c.i.f (Cost, Insurance, and Freight) que ja porta incorporades les despeses de transport i assegurances. En el cas de tenir preus f.o.b., es poden aconseguir dades sobre despeses de transport (i de la seva corresponent assegurança) en diferents llocs. Per exemple, preus sobre transport nacional per carretera apareixen a la pàgina web del Ministeri de Foment. També es poden obtenir preus de transports internacionals en altres enllaços. A finals dels 90, principis del 2000, als Estats Units el transport terrestre tenia els següents preus mitjos: 2.05$/milla en cisterna per ferrocarril (capacitat de 20000 gal), 2.75 $/milla en camió cisterna (capacitat 45000 lb) i 1.36 $/milla en camió normal (capacitat 45000 lb). De forma general, la despesa en matèries primeres és la de més pes de totes les despeses de producció. Per la major part de processos químics i petroquímics aquesta despesa representa entre el 80 i el 90% del total de les despeses en efectiu de producció. Aquest percentatge pot augmentar fins al 95% en les indústries d’especialitats i de química fina. Només per processos de reciclatge de materials de deixalla o que utilitzen alimentacions molt econòmiques (e.g. aire, gas natural) aquestes despeses representen percentatges inferiors als habituals. Despeses en serveis La despesa en serveis engloba principalment la despesa en energia (combustibles, electricitat, vapor d’aigua), en aigua per refrigeració i en aire a pressió (o instrumental) o altres gasos. L’energia requerida per a l’obtenció industrial d’un producte químic engloba aquella utilitzada per a què es doni la reacció química i també l’energia necessària per als processos de separació i purificació. Universitat de Girona 95 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Normalment, per escalfar els reactors i les columnes de destil·lació s’utilitza vapor d’aigua a diferents pressions segons la temperatura a la que es vulgui arribar. Si la temperatura requerida és molt elevada, llavors s’ha de recórrer a cremadors de fuel o de gas natural. Aquests cremadors poden escalfar directament els equipaments que contenen els productes o bé poden escalfar diferents fluids intercanviadors de calor. L’electricitat s’utilitza per a la majoria d’equipaments de la planta (agitadors, bombes, compressors, etc.). A més també s’ha de tenir en compte la il·luminació de la planta i l’electricitat necessària per a les sales de control, tot i que acostuma a ser una despesa menor. El consum energètic d’una planta en funcionament es calcula mesurant-lo durant un període de producció constant. Si el procés es troba encara en fase de projecte, el consum es pot aproximar a partir del balanç energètic del procés i de les condicions, de la reacció i d’altres operacions (separació i purificació). A l’apèndix VII es descriu un mètode d’estimació del consum energètic que pot ser útil en un estadi inicial d’un projecte. Amb aquest mètode, es pot estimar el consum en energia d’una hipotètica planta coneixent només el nombre d’operacions bàsiques d’enginyeria, el ritme de producció, expressat com a quantitat de matèria primera processada en un temps determinat, i els calors de reacció. Com a resultat s’obtenen les necessitats totals d’energia. L’estudi de les condicions previstes del reactor i les temperatures de destil·lació pot permetre la divisió de les necessitats energètiques en fuel, vapor i electricitat. Un altre mètode d’estimació de les despeses en serveis en general es pot trobar a l’apèndix VIII. La informació sobre els preus de l’energia no està tan disponible com els preus de les matèries primeres, tot i que algunes dades indicatives es poden trobar en revistes d’enginyeria química. A més, els preus varien molt entre les empreses i depèn molt de la localització de la planta. Així, si la planta es troba dins d’un polígon amb altres unitats de producció de la mateixa empresa, habitualment es construeixen plantes de cogeneració (electricitat/vapor d’aigua, figura 4.5) que serveixen a totes les unitats i l’única despesa externa és el fuel, el preu del qual es pot conèixer anant al mercat zonal d’hidrocarburs. En canvi, si la planta es troba aïllada, pot generar el vapor necessari amb una caldera d’aigua, cremant fuel, i l’electricitat l’haurà de comprar a la xarxa elèctrica. En aquests casos, també és força habitual que la despesa en vapor d’aigua es basi en la despesa en combustible. Per exemple, el preu del vapor d’aigua a alta pressió generat, en la mateixa planta, per una caldera d’aigua es pot estimar a partir del preu del combustible utilitzat, del cost de compra de la caldera i de la seva eficiència: PHPS = PF · on: dH b ηB + PBFW PHPS = preu del vapor d’aigua a alta pressió ($/Mlb) PF = preu del combustible ($/MMBtu) dHb = taxa d’escalfament (MMBtu/Mlb de vapor) ηB = eficiència de la caldera PBFW = preu de cost de l’aigua per la caldera Universitat de Girona 96 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Certes dades sobre els preus de l’energia poden trobar-se en la pàgina web del Ministeri d’Indústria. També l’ ICIS Chemical Busines i d’altres fonts de preus de matèries primeres contenen dades sobre preus energètics. En aquest camp també es destacable la informació que mostra la U.S. Energy Information Administration. Figura 4.5 Esquema d’una planta de cogeneració basada en una turbina de vapor Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 També a alguns llibres Chemical Engineering Design (G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013) proporcionen certes dades de preus de serveis (Taules 4.3). Taules 4.3 Alguns preus dels serveis Servei Aigua per caldera Aigua Vapor Electricitat Refrigeració per recirculació d’aigua Assecat d’aire N2, O2 Preus (2006-2007) ≈0.5 $/1000 lb 0.26 ₤/t HP 11.0 ₤/t 0.05-0.12 ₤/kWh 1-2 kWh/1000 US gal (3.8 m3) 0.005 ₤/m3 20-70 ₤/m3 2 ₤/100 gal MP 8.76 ₤/t Desmineralitzada ≈ x2 LP 5.59 ₤/t + 2.6 ₤/t 0.01-0.03 ₤/lb Dades extretes deChemical Engineering Design (G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 (dalt) i Plant Design and Economics for Chemical Engineers. M.S Petersr, K.O. Timmerhaus, R. E. West. Ed. McGraw-Hillr, 2003 (baix) Universitat de Girona 97 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics De forma general, les despeses en serveis no superen el 15% de les despeses totals de producció, i acostumen a situar-se entre el 5 i el 10%. Per unitats de producció petites, els requeriments d’energia acostumen a ser força humils i la major part resulten de la manipulació i manteniment dels sistemes de subministrament energètic. En aquests casos, també es poden estimar preliminarment les despeses en energia com un tant per cent anual del de les inversions internes i externes (ISBL + OSBL, veure apartat 4.2), habitualment un 2%. Molt sovint, les despeses de producció de calor es redueixen utilitzant certs corrents residuals (dissolvents, olis i gasos inflamables) com a combustibles en les calderes i/o generadors. Poder fer aquesta operació comporta un doble benefici, a més de l’estalvi en despeses de combustible, també s’estalvien despeses en manipulació de residus. El valor com a combustible del corrent residual (l’estalvi en combustible) es pot estimar en funció del seu calor de combustió i del preu del fuel o combustible comercial que substitueix: PWFD = PF ·DH Co on: PWFD = valor del corrent residual com combustible PF = preu del combustible comercial ∆H Co = Calor de combustió del corrent residual (MMBtu/lb o GJ/Kg) En el cas que sigui necessària alguna etapa de purificació del corrent residual abans de ser incinerat, les despeses d’aquesta operació hauran de ser restades del valor com a combustible del corrent Despeses en tractament de residus La quantitat de residus obtinguda en una planta en funcionament es pot conèixer a partir del ritme d’obtenció de residus durant un període de producció estable. Per a un projecte, la quantitat de residus es pot aproximar a partir de les conversions i selectivitats obtingudes al laboratori pel departament de R+D de l’empresa o a partir de les dades obtingudes en una planta pilot. Com en el cas de les matèries primeres, si les conversions i selectivitats s’obtenen per anàlisi directe del cru de reacció, s’hauran de modificar per tenir en compte les variacions que es produeixen en els processos de recuperació i purificació subseqüents. Les despeses necessàries per tractar aquests residus depenen de la seva naturalesa i de si el seu tractament es realitza en una planta de tractament externa (comercial o municipal) o bé en una planta construïda a la pròpia empresa. En estadis preliminars d’un projecte, on hi ha encara molt poca informació, les despeses en tractament de residus són molt difícils de calcular, si bé es poden utilitzar certs mètodes d’estimació, com el descrit a l’apèndix VIII, on les consideren com a despeses en serveis. Pel que fa a la naturalesa dels residus, com s’acaba de comentar, els dissolvents, olis i gasos inflamables s’acostumen a utilitzar com a combustibles. Els corrents aquosos diluïts, si no són tòxics pels microorganismes, són dirigits a la depuradora. El mateix succeeix amb les solucions àcides i bàsiques després de ser neutralitzades, amb la base o àcid adient perquè precipiti la sal, i filtrades. La despesa d’un tractament de depuració Universitat de Girona 98 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics típic està sobre els 1.5 $/t (preu 2005). En alguns casos també s’ha de preveure un impost local pel abocament de les aigües tractades. Els residus sòlids inerts s’acostumen a portar a abocadors, amb una despesa d’abocament típica d’uns 50 $/t (preu 2005). Certs residus sòlids poden ser reutilitzats en lloc de ser abocats. Per exemple, el sulfat càlcic i amònic, provinents de la neutralització de solucions d’àcid sulfúric, es poden utilitzar per a la construcció de carreteres i com a fertilitzant respectivament. Els corrents líquids concentrats que no es poden incinerar en la mateixa planta (e.g. dissolvents halogenats) i els sòlids no inerts, s’han de tractar com a residus perillosos. Això significa que han de ser transportats, bé a una companyia de tractament de residus, per la seva incineració, o bé a unes instal·lacions d’emmagatzemament a llarg termini adequades. Les despeses generades depenen fortament de la naturalesa del residu i de les ubicacions de la planta de producció i de les instal·lacions de tractament o emmagatzemament. Per tant, haurà de ser estudiat en cada cas en particular. Despeses en Regalies/llicències Aquestes despeses només s’han de tenir en compte si el procés de producció (tant si es troba en funcionament com si és només un projecte) està basat en tecnologia adquirida, és a dir en tecnologia no desenvolupada per la mateixa empresa. Aquestes despeses tant poden ser fixes com variables segons el tipus de contracte amb l’empresa propietària de la tecnologia. El més habitual és acordar una quantitat determinada per unitat de producció (regalia, royalty o drets de patent) i llavors es tracta d’una despesa variable. Alternativament, es pot acordar una quantitat anual segons la capacitat de producció de la planta (llicència) i llavors es tracta d’una despesa fixe. El valor d’aquestes despeses surt de la negociació directa entre la empresa llicenciadora i l’empresa llicenciada i depèn de molts factors, com la naturalesa de la tecnologia, els avantatges que ofereix respecte a d’altres processos competidors, el nombre de processos alternatius, etc. Aquest valor és conegut quan es tracta d’una planta en funcionament i es coneix aproximadament quan es realitza un projecte, ja que abans d’iniciar el projecte s’acostuma a començar les negociacions amb l’empresa llicenciadora. En estadis molt inicials d’un projecte, s’acostuma a estimar com un percentatge anual de la inversió total en capital fix (2-5%, veure apartat 4.2). Despeses d’empaquetament i transport del producte Aquestes despeses són clarament despeses de naturalesa variable, però habitualment no es consideren amb les despeses de producció. Quan s’estudia l’economia i el benefici del procés, aquestes despeses es resten directament dels diners pagats pel consumidor obtenint un valor de venda net que és el que es compara amb les despeses de producció. És a dir, es consideren com una pèrdua de benefici i no com una despesa de producció. Efecte de l’escala de producció en les despeses variables Universitat de Girona 99 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Com s’ha comentat a la definició de les despeses variables, aquestes són proporcionals al volum de producció de la planta, però són constants per unitat de producció. Això és l’habitual, excepte quan es tracta d’un procés en continu i la planta treballa a un petit tant per cent de la seva capacitat o per damunt de la seva capacitat. En aquestes condicions, allunyades de les ideals per les que va ser dissenyada la planta, apareixen ineficiències en el procés que poden provocar un augment de les despeses variables per unitat de producció. Quan es treballa en continu molt per sota de la capacitat de la planta, augmenta el temps de residència de reactius i productes en el reactor produint habitualment dos problemes: l’augment de la conversió de la reacció i l’aparició de subproductes. En el primer cas, per ajustar les propietats de la mescla de reacció a les condicions de separació i purificació és necessari afegir reactius per contrarestar l’augment de la conversió, provocant l’augment del consum de matèries primeres. En el segon cas, la presència de subproductes fa que augmentin les demandes dels processos de separació i purificació augmentant a la vegada les despeses en energia i en el tractament de residus. Quan es treballa en continu per damunt de la capacitat de la planta, poden aparèixer problemes de conversió parcial. Això, juntament amb la pèrdua d’eficiència de les operacions de separació i purificació per la sobrecàrrega de treball, també pot fer augmentar el consum en matèries primeres i en energia. Despeses Fixes Habitualment es consideren quatre tipus generals de despeses fixes: - - Despeses del treball • Treballadors per operació de planta i supervisió • Treballadors per manteniment de planta i supervisió • Equip analític i de laboratoris • Material de manteniment Depreciació Terreny, impostos locals i assegurances Despeses generals • Despeses generals de planta • Despeses generals de companyia Despeses del treball Els tres primers tipus de despeses del treball es refereixen a despeses en mà d’obra. La mà d’obra per l’operació de planta i supervisió és aquella que s’encarrega de portar els controls i de fer funcionar la planta. En plantes en continu, aquesta plantilla ha de cobrir 24 h al dia, 7 dies a la setmana. La mà d’obra per manteniment de planta i supervisió està formada per tècnics electricistes, lampistes, etc., que s’encarreguen de mantenir en bon estat els equips de producció. Habitualment els treballs de manteniment es realitzen durant una jornada laboral normal, i només un petit grup de tècnics cobreix les emergències fora de l’horari de manteniment. La mà d’obra que forma l’equip analític i de laboratoris es dedica a prendre mostres i analitzar-les de forma rutinària per garantir la qualitat del producte. Universitat de Girona 100 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics La despesa en mà d’obra depèn molt del nombre i qualificació dels treballadors i també de la localització de la planta. S’han desenvolupat diferents mètodes per estimar les despeses del treball en estadis inicials d’un projecte (Apèndixs IX i X). En general el personal per l’operació de la planta es pot aproximar a partir del nombre de treballadors necessaris per a cadascuna de les operacions principals del procés i també a partir del nombre de torns per dia. Moltes plantes requereixen un mínim de 3 treballadors per torn (un operari a la sala de control, un operari a l’exterior i un operari a la zona de tancs). La naturalesa i estructura del procés també tenen la seva importància. A l’esquema 4.1 es mostra un algoritme que permet estimar el nombre de posicions mínimes necessàries per torn, segons el tipus d’activitats. Segons això, es necessiten de 2 a 6 operaris per torn (amb una mitja de 4,8) i 4 torns (de 8 hores) tenint en compte que els operaris han de tenir dos dies de descans a la setmana i un mes de vacances. També hi han algoritmes més precisos, segon el tipus d’operació (Taules 4.4). Esquema 4.1 Algoritme per a l’estimació del nombre mínim de posicions d’operador per torn Esquema extret de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Pel que fa al cost del personal d’operació, a la pàgina web del INE es poden trobar dades sobre les despeses laborals a l’estat espanyol. Als Estats Units, el cost anual d’un treballador (sou més quota patronal) era d’uns 60000 $/any el 2005 i d’uns 75000 $/any el 2009. Si el que s’aconsegueix és un salari antic, aquest es pot actualitzar (en un treball acadèmic) mitjançant un índex a tal fi. Per exemple, la revista Chemical Engineering, al final de molts dels seu números, publica certs indicadors econòmics. Entre ells el Hourly Earnings Index (Chemical & Allied Products) (Figura 4.4), amb un valor històric de 100 al 1992 i que permet actualitzar el salari d’un operari del sector químic d’una forma aproximada de la següent forma: S: Salari (per hores) Universitat de Girona I: HEI 101 A: any A B: any B Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics 𝑆(𝐴) = 𝑆(𝐵) 𝐼(𝐴) 𝐼(𝐵) Les despeses en el personal de supervisió de la instal·lació es poden estimar, en una primera aproximació com un 25% de les despeses en personal d’operació de la planta. Altres estimacions situen la despesa en la resta de personal (tècnics de manteniment, administratius, etc.) aproximadament en un 60% de les despeses en personal d’operació de la planta. El quart tipus de despeses del treball són les despeses en el material de manteniment que cobreixen el valor de diferents parts de la planta que s’han d’anar canviant (vàlvules, bombes, etc.) i també el valor de les eines que s’han d’utilitzar en aquestes operacions. Només es considera el material que s’ha d’utilitzar en el manteniment normal de la planta. Reparacions especials, com per exemple la substitució d’un reactor a causa d’un accident, requereixen aportacions de capital especials. Taules 4.4 Operaris per torn necessaris segons diferents operacions d’enginyeria Taules extretes de T.R. Brown, Chem. Eng. 107, 2000, 83 (dalt) i Plant Design and Economics for Chemical Engineers. M.S Petersr, K.O. Timmerhaus, R. E. West. Ed. McGraw-Hillr, 2003 (baix) La despesa en material de manteniment depèn molt de l’escala de producció, de les característiques del procés i de la tecnologia utilitzada. Podríem dir, però, que és Universitat de Girona 102 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics relativament petita en comparació amb les altres despeses del treball. A l’hora de fer una primera estimació, es pot considerar que aquestes despeses representen anualment entre un 3 i un 5% del valor propi de la planta (ISBL), que és un dels elements que constitueixen el capital fix (veure apartat 4.2). En estadis molt inicials d’un projecte, quan pràcticament no hi informació sobre les possibles despeses del treball, es poden estimar en conjunt. Així, estudis sobre les despeses del treball en un gran nombre de plantes químiques han arribat a la conclusió que per plantes grans que funcionen en continu (petroquímiques, indústria pesant, etc.) les despeses del treball representen anualment un 3-6% del capital fix total. Aquestes despeses són una mica més elevades per plantes petites que funcionen en discontinu (812%). Depreciació El terme depreciació es pot utilitzar amb diferents significats en diferents contextos. Quan s’està tractant el tema de les despeses de producció d’un producte químic, la depreciació és considerada com una despesa d’operació més. Es tracta de considerar que el valor de la planta (el capital fix) es va “consumint” al llarg d’un temps, el temps de vida depreciable de la planta. De vegades es parla erròniament d’amortització, que és la depreciació d’actius intangibles. Per calcular el valor anual de la depreciació s’ha de conèixer la inversió en capital fix i el seu temps de vida depreciable. Quan s’està realitzant l’estudi econòmic d’una planta en funcionament, el capital fix ja es coneix amb anterioritat. Pel que fa al temps de vida depreciable de la planta, en la indústria química pesant, habitualment es considera entre 10 i 15 anys. Quan s’està a nivell de projecte, el capital fix es pot aproximar mitjançant diferents mètodes d’estimació relativament senzills, com ja es veurà a l’apartat 4.2. Existeixen diferents mètodes per calcular el valor anual de la depreciació. El mètode més senzill és el mètode de la línia recta (depreciació en línia recta), del seu nom en anglès: straigh-line method, que consisteix en dividir el valor depreciable de la planta, Cd, entre els anys de vida depreciable d’aquesta, n. Per tant la càrrega per depreciació l’any i, Di, serà: Di = Cd i D j = Di n ∀j El valor depreciable inicial de la planta és el valor de la inversió inicial en capital fix, C, menys el valor residual de la planta un cop complert el temps de vida depreciable de la planta. Per a les plantes de la indústria química, habitualment, el valor residual es considera zero, ja que les plantes continuen treballant molts més anys després de finalitzar la seva vida depreciable. El valor depreciable de la planta després de m anys de depreciació (el capital que queda per depreciar), Bm, és: m Bm = C − ∑ Di = C − i =1 Universitat de Girona 103 m ·Cd n Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Quan el valor depreciable és igual al valor residual (o a zero), llavors el capital fix estarà totalment amortizat i no es podran cobrar més càrrecs per depreciació. Un segon mètode és el mètode del percentatge fix (o del balanç decreixent del seu nom en anglès: declining-balance method) que consisteix en calcular el valor anual de la depreciació, Di, com una fracció fixa (percentatge fix), Fd, del valor depreciable, Cd, on Cd = C, si el valor residual de la planta es considera zero. D1 = C·Fd B1 = C – D1 = C·(1 – Fd) D2 = B1·Fd = C·(1 – Fd)·Fd B2 = B1 – D2 = C·(1 – Fd)·(1 – Fd) = C·(1 – Fd)2 En general, doncs: Dm = C·(1 – Fd)m-1·Fd Bm = C·(1 – Fd)m Per exemple, suposem que el percentatge fix és el 20%. El primer any el valor de la depreciació serà el 20% del valor de la planta (capital fix) i quedarà per depreciar (nou valor depreciable) el 80% del valor de la planta. El segon any el valor de la depreciació serà de nou el 20% però del 80% del valor depreciable inicial de la planta, etc. (taula 4.5). Taula 4.5 Exemple de càlcul de la depreciació pel mètode del percentatge fix (o balanç decreixent) Capital fix (valor depreciable inicial) = C Resta per depreciar B1 = 0.8C Resta per depreciar B2 = 0.64C Resta per depreciar B3 = 0.512C Resta per depreciar B4 = 0.4096C Depreciació 1r any: 20% de C D1 = 0.2C Depreciació 2n any: 20% de B1 = 0.8C D2 = 0.16C Depreciació 3r any: 20% de B2 = 0.64C D3 = 0.128C Depreciació 4rt any: 20% de B3 = 0.512C D4 = 0.1024C etc. Amb aquest mètode, el valor de la depreciació és major els primers anys de vida de la planta i va disminuint amb la seva edat. Un problema, però, és que al final de vida depreciable de la planta la depreciació no haurà cobert el seu valor total i l’últim any, el valor de la depreciació haurà d’augmentar una mica per ajustar el balanç econòmic. La fracció fixa, Fd, ha de ser inferior a 2/n, on n és la vida depreciable en anys. Quan Fd = 2/n, aquest mètode es coneix com depreciació de balanç doble decreixent. Un tercer mètode és el que es coneix com el sistema modificat de recuperació accelerada de la inversió (MACRS, de les seves inicials en anglès: modified accelerated cost recovery system). Aquest mètode és bàsicament una combinació del de la depreciació de balanç decreixent i del de la depreciació en línia recta. Es comença depreciant amb el mètode de la depreciació de balanç decreixent fins que la depreciació anual és menor que la que s’obtindria utilitzant el mètode de la depreciació en línia recta. A partir d’aquell moment s’aplica aquest segon mètode. Aquest mètode està molt lligat a la legislació impositiva dels Estats Units (impost de societats) i a les desgravacions. És per això que no aprofundim en ell. Universitat de Girona 104 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Terreny, impostos locals i assegurances Tot i que depèn molt del país d’ubicació de la planta, és força comú construir les plantes de producció en un terreny o un edifici arrendat. Habitualment, és més atractiu econòmica i financerament llogar un terreny o un edifici que no immobilitzar un gran capital en la compra del terreny, aprovisionament de les infraestructures adients i construcció d’edificis. Moltes de les noves plantes de producció es situen en terrenys ocupats prèviament per altres unitats de producció. De fet, molts ajuntaments anuncien incentius per les companyies que ocupin terrenys industrials abandonats. A més, moltes companyies encoratgen a altres empreses a llogar parts inutilitzades dels seus propis terrenys amb la intenció de contribuir al pagament de les despeses (serveis, infraestructures, etc.). La despesa en el lloguer del terreny o els edificis, varia molt segons la localització, i juga un paper fonamental a l’hora de decidir la ubicació de la planta. En una primera aproximació, el lloguer anual del terreny (amb edificis auxiliars inclosos) es pot estimar aproximadament com 1 % del capital fix total. Si el lloguer també contempla l’edifici de la mateixa planta, la despesa anual aproximada augmentaria fins a un 2% del mateix capital fix. Si el terreny és comprat per la companyia, en lloc de llogar-lo, el seu cost s’ha d’incloure en la inversió inicial per construir la planta i no s’ha de considerar cap despesa fixa. Aquest valor, no es deprecia amb els anys, i es recupera al final de la vida de la planta, això sí, restant-li les despeses de demolició de la planta i neteja del terreny. Moltes autoritats locals, provincials o autonòmiques graven la instal·lació de activitats comercials. El valor anual d’aquesta despesa òbviament depèn de la localització de la planta, però per un estudi preliminar es pot estimar en 1 % aproximadament del capital fix total. Totes les plantes de producció necessiten una assegurança que cobreixi una possible responsabilitat civil (danys a tercers) i els potencial danys propis. Algunes companyies prefereixen contractar pòlisses amb asseguradores. Altres companyies prefereixen autoassegurar-se reservant part dels ingressos per atendre aquests temes. En qualsevol dels dos casos, aquestes despeses varien molt amb la ubicació de la planta i també amb la naturalesa del procés productiu (e.g. plantes amb major risc d’incendi paguen primes d’assegurances majors). Per a una estimació preliminar es pot considerar una despesa anual de l’1 % del capital fix total. Despeses generals Les despeses generals es refereixen a aquelles que no estan relacionades amb cap producte o procés en particular, però que són essencials pel funcionament d’una planta en particular o de tota la companyia. Aquestes despeses generals s’acostumen a dividir en dos tipus: les de planta i les d’empresa (o corporatives). Les primers, es refereixen a despeses de gestió de la feina a la pròpia planta (e.g. secretaria, planificació, seguretat, serveis mèdics, etc.). Les despeses generals d’empresa, en canvi, cobreixen les activitats que es fan a la seu central de l’empresa (e.g. R+D, departament legal, patents, etc.). Universitat de Girona 105 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Les despeses generals corporatives depenen molt del camp d’activitat de la companyia. Així per exemple, les indústries del sector petroler pràcticament no desenvolupen R+D. Com a conseqüència les seves despeses generals corporatives són petites. En l’altre extrem trobem les farmacèutiques amb grans despeses en R+D i, conseqüentment, també grans despeses generals de companyia. El repartiment de les despeses generals corporatives entre les diferents plantes acostuma a ser força arbitrari i pot variar molt d’una empresa a una altra. Generalment, però, es calcula en base al capital invertit en la planta o als beneficis que produeix respecte a d’altres plantes. En estadis inicials d’un projecte, l’aproximació d’aquestes despeses és complicada. Habitualment, s’estimen les despeses generals de la planta en funció del nombre d’operaris de la planta. Així, sense més dades, es poden estimar com un 30-32% de la despesa en operaris de planta. Més complicat és encara avaluar les despeses generals corporatives. En una primera instància es poden aproximar com un 65% de la suma de les despeses de treball i de les despeses generals de planta. Despeses directes, indirectes i relacionades amb el capital Una forma alternativa d’organitzar totes les despeses relacionades amb l’obtenció industrial d’un producte químic és en: directes, indirectes i relacionades amb el capital. Les despeses directes són aquelles que es produeixen directament com a resultat del procés productiu i es refereixen a despeses en matèries primeres, en serveis, en tractament de residus, en regalies/llicències i despeses del treball. Les despeses indirectes són aquelles relacionades amb el procés productiu, però que no són causa d’ell. Bàsicament son les despeses generals, tant de planta com d’empresa. Les despeses relacionades amb el capital són aquelles que estan relacionades amb el capital utilitzat en la construcció de la planta i no són més que la depreciació i els lloguers, impostos i assegurances. Avui en dia, a causa de les grans inversions que s’han de fer per posar en funcionament una planta química a la indústria pesant, aquestes despeses relacionades amb el capital acostumen a ser les de més valor. A la taula 4.6 es relaciona els dos mètodes d’organitzar les despeses de producció. Taula 4.6 Relació entre despeses fixes/variables i directes/indirectes/relacionades amb el capital Fixes o Variables Despeses Directes, Indirectes i Relacionades amb el capital Variables en matèries primes Directes Variables en tractament de residus Directes Variables en serveis Directes Variables/Fixes en regalies/Llicències Directes Fixes del treball Directes Fixes generals Indirectes Fixes en depreciació Relacionades amb el capital Fixes en lloguer, impostos i assegurances Relacionades amb el capital Taula modificada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Es defineix la despesa en efectiu de producció com la suma de les despeses directes i indirectes. 4.2 Inversions Universitat de Girona 106 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics En aquest apartat s’estudiaran les components del capital que s’ha d’invertir per posar en funcionament una planta de producció química, així com diferents mètodes per estimar aquest capital. Com s’ha vist en l’apartat anterior, moltes estimacions de despeses de producció es calculen a partir d’un capital. És per això que el coneixement de la inversió és fonamental a l’hora d’analitzar econòmicament un projecte. Inversió en capital fix El capital fix és el valor de la despesa total en disseny, construcció i instal·lació d’una planta, i en les modificacions associades necessàries per preparar el lloc d’ubicació de la planta. La inversió en capital fix està formada per: 1. La inversió en els límits interns de la planta (abreviat ISBL en anglès: inside battery limits). No és més que el valor propi de la planta. 2. Les modificacions i millores que s’han de realitzar en les infraestructures del lloc d’ubicació de la planta, que es coneixen com inversió exterior o inversió OSBL per les seves inicials en anglès (offside o off-site battery límits). 3. Les despeses d’enginyeria i construcció. 4. Les despeses imprevistes. Valor propi de la planta (ISBL) El valor propi de la planta o ISBL inclou les despeses d’adquisició i instal·lació de tot l’equipament de procés que formarà la nova planta. Es divideix en despeses de camp directes i indirectes. Les despeses de camp directes inclouen: 1. Tot l’equipament principal: contenidors, reactors, columnes, forns, bescanviadors de calor, refrigeradors, bombes, compressors, motors, ventiladors, turbines, filtres, centrífugues, assecadors, etc., incloent la fabricació i prova in situ, si és necessari. 2. Peces i substàncies a l’engròs: canonades, vàlvules, cablejat, instruments, estructures, aïllaments, pintures, oli lubrificant, dissolvents, catalitzadors, etc. 3. Obra civil: carrers, fonaments, puntals, edificis, clavegueres, sèquies, murs de contenció, etc. 4. El treball d’instal·lació i supervisió. Les despeses de camp indirectes inclouen: 1. Les despeses de construcció: lloguer dels equips de construcció, construccions temporals (e.g. torres de perforació, tallers, barracons, etc.), aigua i energia temporals, etc. 2. Les despeses de camp i serveis: menjadors de camp, hores extres, despeses per clima advers, etc. 3. Assegurança de construcció 4. Despeses laborals: seguretat social, indemnitzacions, etc. 5. Temes generals diversos: despeses legals, drets d’importació, despeses de transports especials, taxes locals, despeses corporatives, etc. Universitat de Girona 107 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Com ja s’ha comentat, en estadis inicials d’un projecte és molt important definir bé el ISBL ja que l’estimació d’altres despeses del projecte es basa en aquest valor propi de planta. Despeses externes (inversió OSBL) Les despeses externes o inversions OSBL inclouen les despeses de les addicions i millores que s’han de fer en la infraestructura del lloc per poder instal·lar la nova planta o ampliar una ja existent. Les despeses externes poden incloure: - Subestacions elèctriques, transformadors, interruptors i cables d’electricitat. Plantes de generació d’electricitat, motors de turbines, generadors d’emergència. Calderes, canonades pel vapor, canonades pel condensat, plantes pel tractament de l’aigua per a calderes i bombes de subministrament d’aigua. Torres de refrigeració, bombes de circulació, canonades per a l’aigua de refrigeració i plantes per al tractament de l’aigua de refrigeració. Canonades per aigua desmineralitzada, plantes de desmineralització, plantes per al tractament d’aigües residuals, drenatge i clavegueram. Plantes de separació d’aire i canonades per al nitrogen. Assecadors, bufadors i canonades per a l’aire d’instrumentació. Ponts de canonades. Canonades per a la distribució de l’alimentació i del producte. Parcs d’emmagatzemament, serveis de transport, transportadors, carretons elevadors, molls de càrrega, magatzems i vies de ferrocarril. Laboratoris, equips analítics, oficines, menjadors, vestuaris i sales de control. Tallers i serveis de manteniment. Serveis d’emergència, equip contra incendis, boques d’incendis, serveis mèdics, etc. Seguretat de la instal·lació, tanca, caseta de vigilància, àrees verdes. En estadis inicials d’un projecte, les despeses externes s’estimen com una proporció de l’ISBL. Les inversions OSBL es troben en un interval del 10 al 100% de l’ISBL, depenent de l’abast del projecte i de l’impacte en les infraestructures de la zona. Per a projectes típics de la indústria petroquímica l’OSBL es troba entre el 20 i el 50% de l’ISBL, i quan no es coneix la ubicació s’acostuma a agafar el 40% com a estimació inicial. Les despeses externes seran baixes en aquelles ubicacions on ja hi són les infraestructures necessàries, és el cas de llocs on ja hi havia hagut altres activitats industrials prèvies que han deixat infraestructures infrautilitzades. En l’altre extrem es troben aquelles situacions en què les infraestructures han de ser reparades o millorades, o s’han de fer totalment noves. Llavors les despeses externes seran altes. Un cop elegida la ubicació, es podrà aproximar millor el valor de les inversions OSBL. Una guia per aproximar la inversió OSBL es troba a la taula 4.7. Despeses d’enginyeria i construcció Les despeses d’enginyeria, també anomenades despeses de contractista o despeses de la seu central, inclouen les despeses del disseny detallat i altres serveis d’enginyeria necessaris per portar a terme el projecte. Universitat de Girona 108 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.7 Guia per l’estimació aproximada de la inversió OSBL com a percentatge de la inversió ISBL Condicions de l’emplaçament de la planta Existent i Existent i amb Nou Complexitat del procés infrautilitzat capacitat limitada emplaçament Planta de gran capacitat 30% 40% 40% Planta de baixa capacitat (e.g. especialitats) 20% 40% 50% Amb important manipulació de sòlids 40% 50% 100% Informació extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Es tracta de despeses en: 1. Disseny detallat de l’equipament de procés, dels sistemes de canonades, dels sistemes de control, de la pròpia planta, de l’anàlisi econòmica, de l’enginyeria civil, etc. 2. Compra dels equips i peces particulars de la planta. 3. Supervisió de la construcció i dels serveis. 4. Administració, incloent: la supervisió de l’enginyeria, la gestió del projecte, les inspeccions, viatges i dietes. 5. Fiances. 6. El benefici del contractista. Poques companyies conserven un equip d’enginyeria suficientment gran per poder portar a terme totes aquestes activitats internament, excepte per a projectes molt petits. En la majoria de casos, s’ha de fer servir empreses contractistes. A l’hora d’aproximar aquestes despeses, habitualment s’estimen en un 30% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL) per a projectes petits. Per a projectes grans, aquestes despeses baixen fins al 10%. El valor real, però, depèn molt de la demanda del mercat de serveis d’enginyeria i de la relació client-contractista a llarg termini. Els contractes contenen habitualment primes i recàrrecs afectats pel temps d’execució, els canvis realitzats, etc. Despeses imprevistes o despeses de contingència Les despeses imprevistes són despeses extres afegides al pressupost del projecte per tenir en compte les diferències entre les estimacions i els valors finals reals. Com veurem al final del capítol, totes les estimacions comporten una incertesa, i la despesa final d’instal·lació de molts equips no es pot conèixer fins que estan instal·lats satisfactòriament. A més de tot això, les despeses de contingència ajuden a cobrir: - Canvis en l’abast del projecte Canvis en els preus (acer, coure, catalitzadors, etc.) Fluctuacions monetàries Conflictes laborals Problemes de subcontractació Altres problemes inesperats En tots els projectes s’hauria d’utilitzar una despesa d’imprevistos mínima del 10% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL). Si la tecnologia del projecte és totalment nova, s’ha d’incrementar el percentatge, fins i tot per damunt del 50%. Recuperació de les inversions en capital fix al final de la vida de la planta Universitat de Girona 109 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Quan una planta de producció és tancada definitivament, pot ser venuda sencera o pot ser desmuntada i venuda a trossos o com a ferralla. Existeixen moltes companyies especialitzades en comprar i revendre plantes i equipaments de segona mà. De fet, és força comú trobar anuncis de venda de plantes i equipaments de segona mà en les seccions corresponents de les revistes d’enginyeria o de pàgines d’internet especialitzades, com per exemple equipnet. El valor residual d’una planta, venuda com a ferralla, es basa en el pes dels equipaments i acostuma a ser inferior al 10% de la inversió ISBL. La inversió OSBL, no es recupera a menys que l’emplaçament sencer es tanca. Inversió en capital de treball El capital de treball és aquell capital necessari perquè, un cop construïda la planta, aquesta es pugui engegar i funcionar fins que comenci a obtenir ingressos. Típicament inclou: 1. Valor de l’inventari de les matèries primeres. Normalment s’estima com la despesa de subministrament de matèries primeres durant dues setmanes. 2. Valor de l’inventari de producte i subproductes. S’acostuma a estimar com la despesa de producció de dues setmanes. 3. Efectiu en caixa. Estimat com la despesa de producció d’una setmana. 4. Comptes per cobrar. Productes subministrats però no cobrats. Habitualment s’estima com la despesa de producció d’un mes. 5. Crèdits per a comptes pendents (és un valor negatiu). Matèries primeres, dissolvents, catalitzadors, envasos, etc., rebuts però no pagats. Normalment estimats com la despesa de subministrament de matèries primeres durant un mes. 6. Inventari de peces de recanvi. S’acostuma a estimar com el 1-2% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL). Es pot comprovar que, considerant un mes com 4 setmanes, la suma dels punts 1-5 és aproximadament la despesa de producció de set setmanes menys la despesa en matèries primeres de dues setmanes. Tot i que el capital de treball s’estima millor a partir de les despeses de producció que dels capitals invertits, també es pot aproximar a partir d’aquests últims. El capital de treball pot variar des de un 5% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL) per un procés senzill, de producte únic amb poc o nul emmagatzemament, fins al 30% per a un sofisticat procés de manufactura d’una amplia gama de graus de producte. A la indústria petroquímica s’utilitza típicament el 15%. El capital de treball es recupera al final de la vida de la planta, quan s’eliminen tots els inventaris. El capital de treball no es deprecia, ja que no perd valor perquè no es “desgasta”. Inversió immobiliària Si la companyia ha apostat per la compra del terreny on s’instal·la la planta, també hi haurà una inversió immobiliària. Com hem vist en l’apartat 4.1, el valor de compra del terreny, tampoc es deprecia amb els anys, i es recupera al final de la vida de la planta, Universitat de Girona 110 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics això sí, restant-li les despeses de demolició de la planta i neteja del terreny. De vegades això fa que el valor final de la inversió immobiliària recuperada sigui negatiu. Inversió total del projecte La inversió total que implica el desenvolupament d’un projecte, I, és la suma de de les inversions en capital fix, IF, en capital de treball, IW, i si és el cas, en inversió immobiliària, II. I = I F + IW + I I Com hem vist, la inversió en capital fix està dividida en quatre conceptes: el valor propi de la planta o ISBL, inversió exterior o OSBL, les despeses d’enginyeria, CE, i les despeses imprevistes o de contingència, CC. I F = ISBL + OSBL + CE + CC En moltes fonts d’informació, la suma de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL) s’anomena capital fix de planta perquè descriu la despesa de construcció de la planta. Aquest capital fix de planta és un capital immobilitzat en la pròpia inversió i normalment la divisió, en ISBL i OSBL, s’interpreta com una diferenciació entre la inversió en l’equip principal i la inversió en equip auxiliar. El terme capital fix de planta és molt fàcil de confondre amb el terme inversió en capital fix. A més, algunes fonts assignen el capital fix de planta només a l’ISBL. Tot això acaba produint molta confusió i és important assegurar-se dels paràmetres econòmics i financers exactes que realment s’estan tractant. Cronologia de la inversió La velocitat a la que una companyia operadora inverteix els diners, durant les fases de disseny del projecte i construcció de la planta, acostuma a estar determinada pels termes del contracte signat amb l’empresa EPC (contractista). Aquests contractistes, a la seva vegada, tenen contractes signats amb els proveïdors dels equipaments i peces necessaris per construir la planta, i són els que realment s’encarreguen de l’adquisició i instal·lació del material. La majoria dels contractes de construcció d’una planta estan dividits en diferents fases basades en la consecució de fites, de tal forma que es paga un percentatge de la quantitat total del contracte cada cop que s’assoleix un objectiu. Per exemple, un enfoc comú és pagar un percentatge quan se signa el contracte, quan es completa l’enginyeria detallada, quan es posa la primera pedra, quan es finalitza la construcció mecànica, i la resta quan es demostra el funcionament apropiat de la planta. El percentatge exacte que es paga en aconseguir cada objectiu és resultat de les negociacions del contracte, però habitualment l’últim pagament és de suficientment valor perquè el contractista no obtingui cap benefici fins que la planta estigui funcionant correctament. Els projectes més grans poden trigar anys en manufacturar a escala comercial. Una cronologia típica d’una planta gran seria un any per tenir l’enginyeria detallada i dos anys per construir la planta (veure taula 4.32. apartat 4.8). Les plantes farmacèutiques, Universitat de Girona 111 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics que han d’aconseguir l’aprovació reglamentària per poder funcionar, poden necessitar fins a sis o set anys. Finançament de la inversió Si bé aquesta assignatura no té com a objectiu estudiar economia d’empresa, sí que és veritat que per l’avaluació econòmica dels projectes és necessari conèixer part de la terminologia financera i també alguns conceptes importats. Les companyies aconsegueixen els recursos econòmics per fer inversions, bàsicament de dues formes: per emissió de deute i per emissió d’accions. Emissió de deute La major part del capital aconseguit per deute s’obté mitjançant l’emissió de bons a llarg termini. Exemples de bons són: les hipoteques, bons en els quals el rendiment està garantit per un actiu real específic (la mateixa propietat hipotecada), o les obligacions que són bons insegurs. El deute total emès dividit pels actius totals (bens) es coneix com la relació de deute o palanquejament de la companyia (DR). Tots el contractes de deute impliquen el pagament d’interessos sobre el préstec (despesa del capital en deute) i el reemborsament de la quantitat prestada, ja sigui al final del període del préstec o bé amortitzat durant tot aquest període. El pagament dels interessos és una despesa fixa per la companyia, i si falla en aquests pagaments disminuirà dràsticament la seva capacitat de finançar-se. A causa que aquests interessos es dedueixen dels guanys, l’augment del palanquejament de la companyia implica un augment de risc en els guanys futurs i una disminució en la solvència financera. L’interès que s’ha de pagar sobre el deute es fixa en la subhasta d’emissió dels bons, i el valor fixat depèn del mercat de bons, dels bancs centrals i de la solvència financera de la companyia. La solvència de la companyia ve donada per la qualificació atorgada per les companyies de qualificació creditícia com Moody’s i Standard and Poor’s. Si la qualificació creditícia de la companyia és alta, podrà emetre bons amb un interès baix, proper a l’establert pel govern. Si la qualificació creditícia és més baixa, s’haurà d’oferir un interès major per compensar els efectes de la menor solvència. La diferència en el tipus d’interès entre bons d’empreses solvents i no solvents acostuma a ser d’un 2-3%. Un cop els bons han estat emesos, s’acostumen a comercialitzar en borsa. En les possibles transaccions, el preu dels bons pot variar del valor inicial (nominal), però el tipus de interès roman fix. Aquests preus, juntament amb l’interès i el venciment es poden trobar a la premsa financera. En aquestes publicacions l’interès apareix a l’epígraf “coupon” i el venciment a l’epígraf “maturity”. Emissió d’accions El patrimoni net consisteix en el capital aportat pels accionistes juntament amb els guanys retinguts per ser reinvertits en el negoci. Els accionistes adquireixen les accions amb l’expectativa d’obtenir una rendibilitat de la seva inversió. Aquesta rendibilitat pot venir dels dividends pagats anualment als accionistes (la part dels guanys retornats als accionistes) o del creixement de la companyia, que és reconegut pel mercat de valors Universitat de Girona 112 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics augmentant el preu de les accions. Si la gestió de la companyia no proporciona la rendibilitat esperada pels inversors, el preu dels valors es ressentirà. La forma més senzilla de mesurar l’eficàcia en la gestió de la companyia són la rendibilitat del capital propi i el guany per acció. La rendibilitat del capital propi (ROE, de les inicials en anglès de Return on equity) es defineix com: ROE = benefici anual net després d ' impostos ·100 capital comptable on el benefici net es calcula com ingressos menys despeses directes i indirectes de producció (apartat 4.3) i el capital comptable és la diferència entre els actius i els passius de la companyia, és a dir la quantitat de diners que tindrien disponibles els accionistes per repartir-se en el cas que es liquidés la companyia. Les expectatives de rendibilitat dels accionistes es poden expressar com un tipus d’interès que es coneix com despesa del capital en accions. Aquestes expectatives de rendibilitat són substancialment més elevades que els tipus d’interès oferts a les emissions de deute, bàsicament pel seu risc. Els inversors en deute tenen preferència a l’hora de cobrar els seus interessos. Al 2010, la despesa del capital en accions als Estats Units es trobava al voltant del 25-30%. Despesa de finançament Molt poques companyies es financen utilitzant un únic mètode de finançament. La majoria utilitzen una mitja equilibrada dels dos mètodes que acabem de veure. La despesa de finançament és, doncs, una mitja ponderada de la despesa del capital en deute i la despesa del capital en accions: ic = (DR ·id ) + ((1 − DR )·ie ) on: ic = despesa de finançament (despesa del capital) DR = relació de deute o palanquejament de la companyia id = tipus d’interès del deute (despesa del capital en deute) ie = despesa del capital en accions Per exemple, si una companyia es finança al 55% en deute amb un interès mig del 8%, i la resta (45%) en accions que comporten una expectativa de despesa del capital en accions del 25%, la despesa de finançament serà: ic = (0.55·0.08) + ((1 − 0.55)·0.25) = 0.1565 Com hem vist abans, el capital comptable és la diferència entre els actius i els passius de la companyia. Per això, el reemborsament global d’actius (ROA, de les inicials en anglès de Return on assets) es pot expressar com: ROA= Universitat de Girona benefici anual net després d ' impostos ·100 actius totals 113 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Del que es desprèn: ROA capital comptable = =1 − DR ROE actius totals Com veurem a l’apartat 4.8, la despesa de finançament determina la taxa d’interès que s’utilitza per a la avaluació dels projectes (taxa de retorn interna). Habitualment, tots els projectes continguts en el portafolis de la companyia han de proporcionar una taxa de retorn interna igual o superior a la despesa de finançament, si es vol recuperar el capital comptable i satisfer les expectatives dels inversors. Estimació de les inversions Els mètodes tradicionals utilitzats per calcular el capital involucrat en la construcció d’una planta necessiten d’un disseny de planta apreciablement desenvolupat i per tant no són aplicables en el nivell inicial d’un projecte. S’han desenvolupat diferents mètodes per estimar ràpidament el capital necessari per construir una planta, en un estadi del projecte anterior al seu disseny detallat. El nivell de precisió d’aquestes estimacions varia segons la informació disponible, és a dir, segons el grau de desenvolupament del projecte. A la taula 4.8 es mostren els cinc tipus d’estimació que s’acostumen a considerar. Taula 4.8 Classificació de les estimacions de capital segons l’AACE International (Association for the Advancement of Cost Estimating International) Tipus d’estimació Base de treball Precisió Classe 5: d’ordre de magnitud Dades de plantes ja existents ±30 – 50% Classe 4: preliminar Detalls del disseny i dades limitades de despeses ±30% Classe 3: definitiva PFD, P&ID aproximats i dimensionament dels ±10 – 15% equips principals Classe 2: detallada Disseny complert (o quasi complert), distribució ±10 – 15% detallada i cotitzacions dels equips. Classe 1: de control Disseny complert i negociacions d’adquisició ±5 – 10% concloses Informació extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Les estimacions de classe 5 o d’ordre de magnitud, també anomenades intuïtives, no requereixen pràcticament informació sobre el disseny i s’utilitzen en estudis exploratoris i estudis inicials de viabilitat. Les estimacions de classe 4 o preliminars, anomenades també aproximades, d’estudi o de viabilitat, s’utilitzen per fer una primera selecció entre diferents alternatives de disseny. Les estimacions de classe 3 o definitives, de vegades anomenades d’autorització, s’utilitzen per aconseguir l’autorització de fons per continuar el disseny fins a un nou punt on sigui possible fer una estimació més detallada. Les estimacions de classe 2 o detallades, també anomenades sòlides, de pressupost, d’oferta o de contractista, s’utilitzen bàsicament per la negociació de contractes. Universitat de Girona 114 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Finalment, les estimacions de classe 1, de control o de licitació, són les últimes abans de la construcció de la planta. A més de la precisió, un altre paràmetre que diferencia les diferents classes d’estimació és el seu cost econòmic. Les estimacions poden representar un augment de les despeses del projecte entre el 0.1% per una estimació inicial amb precisió ±30% i el 3% per una estimació detallada amb precisió ±5%. A mesura que el projecte progressa des del concepte inicial fins a la posada en marxa de la planta, les despeses (inversions) es comencen a acumular, especialment quan s’ha començat amb la contractació i la construcció (figura 4.6 a). Durant el mateix progrés, la capacitat del dissenyador d’influir en les despeses del projecte disminueix (figura 4.6 b). Per aquesta causa existeix un interès molt gran en estimar les despeses d’inversió del projecte al més aviat possible. Si el projecte no és atractiu econòmicament, és millor saber-ho al més aviat possible per intentar optimitzar-lo o, fins i tot abandonar-lo si és necessari, sense haver fet gaire despeses. Figura 4.6 Influencia de les decisions sobre el disseny en les despeses del projecte Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 En aquests apartar descriurem breument alguns dels mètodes més senzills d’estimació del capital necessari per posar en funcionament una planta química.. Estimacions d’ordre de magnitud Pot ser el mètode d’estimació de la inversió més directe és l’actualització de dades històriques. Coneixent la inversió en una planta similar en el passat, tindrem una estimació acceptable de la inversió del nostre projecte si aconseguim actualitzar les dades a dia d’avui o amb previsió de futur. Pel que fa a les dades històriques, moltes companyies consultores publiquen regularment informes econòmics sobre processos químics. Per exemple, Nexant publica anualment uns 10 informes “Process Evaluation and Research Planning Reports” (PERP) i ja han analitzat més de 200 processos. Aquests informes proporcionen estimacions de despeses en inversions i despeses de producció del procés, i fins i tot per processos alternatius per poder comparar. Addicionalment proporcionen un estudi de les condicions del mercat del producte. El SRI Chemical Economics Handbook, comentat Universitat de Girona 115 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics en l’apartat 4.1 també proporciona informació sobre uns 300 productes, però la informació no és tan detallada com l’anterior. També es poden obtenir dades en algunes entitats públiques com el NREL (National Renewable Energy Laboratory) i NETL (National Energy Technology Laboratory), en revistes especialitzades com Chemical Engineering o Chemical & Engineering News i en alguns recursos docents (e.g. societat educacional Sevas). L’actualització d’aquestes dades es realitza mitjançant el mètode dels índexs de despesa, que relaciona el valor d’una despesa en un any amb un índex de despesa determinat per aquell any, com ja hem vist anteriorment. Així, coneixent la despesa en un any, B, i els índex de despesa de dos anys, A i B, el valor de la mateixa despesa, feta a l’any A es pot calcular com: Despesa en l ' any A = Despesa en l ' any B Índex de despesa en l ' any A Índex de despesa en l ' any B Es poden trobar diferents tipus d’índex per diferents tipus de despeses i diferents tipus d’indústries. A més, també hi han índexs compostos que són construïts com a mitja ponderada dels índexs particulars de les diferents despeses considerades en una indústria determinada. En el cas de la indústria química existeix, per exemple, el Chemical Engineering Plant Cost index (CEPCI o CE index, figura 4.7) publicat al final de cada entrega mensual de la revista Chemical Engineering.. A la taula 4.9 es presenta l’evolució històrica d’aquest índex. Figura 4.7 Exemple del Chemical Engineering Plant Cost index Figura extreta de la revista Chemical Engineering Aquest índex està elaborat pel mercat dels Estats Units i, com es pot observar a la figura 4.7, està basat en els valors del període 1957-1959 als que s’assigna un índex de 100. El CEPCI es composa de quatre categories amb diferent pes dins de l’índex: despesa en equip i maquinaria (61%), despesa en ma d’obra de construcció (22%), despesa en edificis (7%) i despesa en enginyeria i supervisió (10%). També es pot observar en aquesta figura que la categoria d’equip i maquinaria es divideix, a la seva vegada, en diferents subcategories amb diferent pes: equip fabricat (37%), maquinaria de procés (14%), canonades, vàlvules i connexions (20%), instruments de procés i control (7%), bombes i compressors (7%), equipament i material elèctric (5%), suports estructurals, aïllaments, pintura, etc. (10%). Universitat de Girona 116 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics És important tenir en compte que conté certa dependència de les despeses d’enginyeria i construcció i que és adient per actualitzar el capital fix. Taula 4.9 Evolució històrica del Chemical Engineering Plant Cost index Any CEPCI Any CEPCI Any CEPCI Any 1957-1959 100 1986 318.4 2001 394.3 2016 1966 107.2 1987 323.8 2002 395.6 2017 1968 113.7 1988 342.5 2003 402.0 2018 (aug) 1970 125.7 1989 355.4 2004 444.2 1975 182.4 1990 357.6 2005 468.2 1976 192.1 1991 361.3 2006 499.6 1977 204.1 1992 358.2 2007 525.4 1978 218.8 1993 359.2 2008 575.4 1979 238.7 1994 368.1 2009 521.9 1980 261.2 1995 381.1 2010 550.8 1981 297.0 1996 381.7 2011 585.7 1982 314.0 1997 386.5 2012 584.6 1983 316.9 1998 389.5 2013 567.3 1984 322.7 1999 390.6 2014 576.1 1985 325.3 2000 394.1 2015 556.8 CEPCI 541.7 567.5 605.2 Informació extreta de Diseño de processos en ingeniería química. A. Jiménez Gutiérrez. Ed. Reverté, 2003, i de la revista Chemical Engineering L’important pes que té la despesa en equip i maquinaria en els CEPCI fa que la seva evolució temporal segueixi el mateix comportament de la despesa en equips (Figura 4.8). Figura 4.8 Variació histàrica del CEPCI o CE Index Figura extreta de la revista Chemical Engineering També es realitzen estimacions de com evolucionarà en un futur el CEPCI basant-se en diferents paràmetres (Figura 4.9) Universitat de Girona 117 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.9 Estimacions del valor futur del CEPCI o CE Index Figura extreta de D. Mignard. Chem. Eng. Res. Design, 92 2014, 285 Exemple 4.1 El número 32 del volum 85 de la revista Chemical & Engineering News del 2007 publica una noticia en la que es comenta que l’empresa Eastman farà una inversió de “$1.6 billion” a Beaumont (golf de Mèxic), on ja té un polígon amb altres plantes, per construir una planta de tractament d’aire amb gas de síntesi per produir 225 milions de galons de metanol i 255000 t d’amoníac. Calculeu el valor d’aquesta inversió al 2017 utilitzant el Chemical Engineering Plant Cost index. Per actualitzar la inversió, el primer que s’ha de tenir en compta és el valor del “bilió” americà: 109 𝑈𝑈$ 1.6 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏 𝑈𝑈$ = 1.6 · 109 𝑈𝑈$ 1 𝑏𝑏𝑏𝑏ó Aquesta inversió sembla que és total. Primer, doncs, em de calcular el capital fix. Sabem que: 𝐼 = 𝐼𝐹 + 𝐼𝑊 + 𝐼𝐼 . Com el polígon és propi 𝐼𝐼 = 0 i llavors 𝐼 = 𝐼𝐹 + 𝐼𝑊 . On 𝐼𝐹 = 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 𝑂𝑂𝑂𝑂 + 𝐶𝐸 + 𝐶𝑐 També sabem que a la indústria petroquímica un valor típic de la inversió en capital de treball és 𝐼𝑤 = 15% (𝐼𝐼𝐼𝐼 + 𝑂𝑂𝑂𝑂) i que en tractar-se d’una planta de gran capacitat situada a un polígon infrautilitzat la inversió en els límits externs es pot estimar en 𝑂𝑂𝑂𝑂 = 30% 𝐼𝐼𝐼𝐼. Per una altra part en tractar-se d’un projecte gran realitzat per una empresa química reconeguda estimarem tant les despeses d’enginyeria com les de contigència com un 15% de (ISBL+ OSBL). Operant: 𝐼 = 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.30 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 3[0.15(𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.30 𝐼𝐼𝐼𝐼)] = 1.885 𝐼𝐼𝐼𝐼 Universitat de Girona 118 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics 𝐼 o el que és el mateix 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 1.885 ≈ 8.5 · 108 𝑈𝑈$ (2007) I el capital fix serà: 𝐼𝐹 = 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.30 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 2[0.15(𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.30 𝐼𝐼𝐼𝐼)] = 1.69 𝐼𝐼𝐼𝐼 ≈ 1.44 · 109 𝑈𝑈$ Ara ja podem aplicar el CEPCI 𝐼𝐹 (2017) = 𝐼𝐹 (2007) 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 (2017) 567,5 = 1.44 · 109 ≈ 1.56 · 109 𝑈𝑈$ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 (2007) 525,4 Ara haurem de calcular el nou ISBL i el nou valor de la inversió total: 𝐼 𝐹 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 1.69 ≈ 9.23 · 108 𝑈𝑈% 𝐼 = 1.885 𝐼𝐼𝐼𝐼 ≈ 1.74 · 109 𝑈𝑈$ La mateixa revista Chemical Engineering publicava cada trimestre el Marshall & Swift Equipment Cost Index (M&SECI o MS índex, figura 4.10) que és un índex que permet actualitzar el valor dels equipaments de planta (inversió ISBL) en la indústria de transformació en el mercat dels Estats Units. Avui en dia aquesta informació és més difícil d’aconseguir. Figura 4.10 Exemple del Marshall & Swift Equipment Cost Index Figura extreta de la revista Chemical Engineering Com es pot observar a la figura 4.10, aquest índex està basat en un valor de 100 per l’any 1926 i permet la correlació temporal de la despesa en equipament tenint en compte el tipus d’indústria de transformació on s’utilitzi. El pes de cada categoria d’indústria és: ciment (2%), química (48%), argiles (2%), vidre (3%), pintures (5%), paper (10%), Universitat de Girona 119 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics petroli (22%), gomes (8%). Aquest índex també permet la comparació amb altres tipus d’indústries. A la taula 4.10 es mostra l’evolució històrica d’aquest índex. Taula 4.10 Evolució històrica del Marshall & Swift Equipment Cost Index Any M&SECI Any M&SECI 1926 100 2000 1089.0 1989 895.1 2001 1093.9 1990 915.1 2002 1104.2 1991 930.6 2003 1123.6 1992 943.1 2004 1178.5 1993 964.2 2005 1244.5 1994 993.4 2006 1302.3 1995 1027.5 2007 1373.3 1996 1039.2 2008 1449.3 1997 1056.8 2009 1468.6 1998 1061.9 2010 1457.4 1999 1068.3 2011 ≈1518,3 Informació extreta de la revista Chemical Engineering Exemple 4.2 Pel mateix cas de l’exemple 4.1, calculeu el valor d’aquesta inversió al 2017 utilitzant un Marshall & Swift Equipment Cost Index aproximat de 1593.7 (2017). Compareu els resultats obtinguts amb el obtinguts a l’exemple 4.1. En l’exemple 4.1, s’han calculat els diferents valors de les inversions al 2007 amb els següents resultats (US$): I = 1.6·109 ISBL = 𝐼 1.885 = 8.5·108 IF = 1.69ISBL ≈ 1.44·109 El Marshall & Swift Equipment Cost Index permet actualitzar el ISBL, llavors: 𝐼𝐼𝐼𝐼 (2017) = 𝐼𝐼𝐼𝐼(2007) 𝑀&𝑆𝑆𝑆𝑆 (2017) 1593.7 = 8.5 · 108 ≈ 9.86 · 108 𝑈𝑈$ 𝑀&𝑆𝑆𝑆𝑆 (2007) 1373.3 Conseqüentment per l’any 2017 (en US$): I = 1.885ISBL ≈ 1.86·109 US$ IF = 1.69ISBL ≈1.67·109 US$ Comparació valors en US$ estimats al 2017 Inversió CEPCI ISBL IF I 9.23·108 1.56·109 1.74·109 Diferencia 6,4% 6,6% 6,5% M&SECI 9.86·108 1.67·109 1.86·109 Per la indústria de refinament de petroli i la petroquímica, la revista Oil and Gas Journal publica el Nelson & Farrar Refinery Construction Index (N&FRCI o NF índex). Aquest índex es publica mensualment, i com es pot veure a la taula 4.11, està basat en un valor de 100 per l’any 1946. Serveix per actualitzar també l’ISBL. Universitat de Girona 120 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.11 Evolució històrica del Nelson & Farrar Refinery Construction Index Taula extreta de la revista Oil and Gas Journal Addicionalment de forma trimestral, la mateixa revista proporciona índexs per despeses de producció i per 40 tipus d’equipaments diferents, basats en un valor de 100 per l’any 1956 (taula 4.12). Els índexs Nelson & Farral són calculats pel mercat del golf de Mèxic, més que pels Estats Units en general, i són més realistes que el CEPCI per les indústries de processament d’hidrocarburs. Per a l’actualització de la inversió OSBL, també es poden utilitzar índexs per projectes d’enginyeria civil. Per exemple, pel mercat dels Estats Units existeix el Engineering News Record Construction cost Index publicat per la revista del mateix nom. Per projectes en altres països, la revista Process Engineering publica mensualment els Plant Cost Indices: UK and International per diferents països, fins i tot Espanya. Tots aquests índexs de despesa s’han d’utilitzar amb precaució i sentit comú. Cap d’aquests índex té en compte les despeses de fabricació exactes d’una planta, equip o peça determinada. Tampoc tenen en compte efectes puntuals de l’oferta i la demanda. Mentre que més separades temporalment estan les dates que es comparen, major serà l’error en l’estimació. Això té a veure amb el fet que les despeses no varien de forma lineal amb el temps. Per exemple, entre 1970 i 1990 els preus van créixer dramàticament. Després, fins el 2003 van pujar pausadament, 2-3% anual, a partir d’aquí els preus van tornar a créixer exponencialment fins a l’inici de la crisi econòmica el 2008, quan van començar a baixar (figura 4.11). Els diferents índex, tot i que segueixen tendències generals semblants, tampoc varien exactament igual amb el temps (figura 4.12). Aquestes diferències, si no es tria l’índex més adient, també poden ser fonts d’errors en les estimacions. Universitat de Girona 121 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.12 Índexs Nelson & Farrar per diferents despeses i equipaments Taula extreta de la revista Oil and Gas Journal Universitat de Girona 122 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.11 Variació dels tres índexs principals descrits en aquest apartat Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Figura 4.12 Variació dels tres índexs principals descrits en aquest apartat considerant per tots tres un valor de 1 a l’any 1990 Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 En l’última figura es pot observar com l’índex Nelson & Farrar augmenta més ràpidament que els índexs CE i MS en el període 2000-2008. Això és el reflex de que en aquest període el sector del processament d’hidrocarburs va patir una major inflació que la resta. Totes aquestes precaucions a l’hora d’utilitzar els índexs de despesa són especialment importants quan s’estimen despeses en un futur mitjançant extrapolacions. Un segon mètode d’estimació de la inversió força directe és el dimensionament (escalat) de dades històriques. Coneixent la inversió en una planta similar prèvia, podem intentar estimar la inversió d’una planta similar, però de volum de producció diferent. Per utilitzar aquest mètode de l’escalat, la única dada que necessitem, a més de la inversió realitzada en la planta prèvia, és el volum de producció del nostre projecte. Universitat de Girona 123 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics El valor propi d’una planta (ISBL) es pot relacionar amb la capacitat de producció a través de la següent equació: C1 S1 = C2 S 2 n on C1 i C2 són els valors propis (ISBL) de dues plantes amb capacitats de producció S1 i S2, respectivament, i n es un exponent fraccionari (menor de 1). El valor de n depèn de la naturalesa del procés, de la escala del procés i de la diferència entre les escales que es comparen. En general, l’exponent n es pot situar entre 0.38 i 0.90. Segons la forma de l’anterior equació i els valors que pot prendre l’exponent n, l’augment de la capacitat de la planta no comporta un increment proporcional del seu valor propi. Això és així per que hi ha certs aspectes de la construcció de la planta, com poden ser l’enginyeria, la supervisió de la construcció, la instal·lació elèctrica i d’instruments, etc. que no depenen apreciablement de la capacitat de la planta. També és veritat, però, que altres aspectes com el valor de la maquinaria i els instruments sí que depenen molt de l’escala a la que es vol treballar. Pel que fa a la naturalesa del procés, l’exponent n pren valors entre 0.8 i 0.9 per processos que requereixen molt treball mecànic o compressió de gasos (e.g. plantes de pasta de paper, plantes de manipulació de sòlids, etc.). Per processos petroquímics, l’exponent n pren valors entre 0.7 i 0.8 (habitualment 0.7). Per processos amb baixa capacitat, però altament instrumentalitzats, com la manufactura d’especialitats químiques o fàrmacs, l’exponent n pren valors entre 0.4 i 0.5. El valor mig de n per a tota la indústria química és 0.6. És per això que l’equació anterior es coneix com la regla de les sis dècimes (six-tenths rule). Taula 4.13 Exemples de l’exponent n per diferents processos Acetat de vinil 0.65 Àcid clorhídric 0.68 Àcid nítric 0.60 Àcid sulfúric 0.65 Acrilonitril 0.60 Butadiè 0.68 Clor 0.45 Clorur de polivinil 0.60 Clorur de vinil 0.80 Craqueig tèrmic 0.70 Estirè 0.60 Etanol 0.73 Fenol 0.75 Metanol 0.60 Òxid d’etilè 0.78 Peròxid d’hidrogen 0.75 Polimeritzacions 0.58 Polipropilè 0.70 Urea 0.70 Taula adaptada de Dysert, L. Chemical Engineering, 108 (october) (2001) 70 Universitat de Girona 124 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Als anys 70 i 80 del passat segle es van tabular els valors de n per molts processos (taula 4.13) i es pot trobar una amplia quantitat de dades al Perry’s Chemical Enginner’s Handbook (o a la seva traducció al castellà). Exemple 4.3 El número 43 del volum 93 de la revista Chemical & Engineering News del 2015 publica una noticia en la que es comenta que un parell de petites però conegudes empreses químiques, han comprat terrenys (130 acres) a St. James (Lousiana) i invertiran $360 millions en una planta de metanol (capital fix) amb una capacitat de 500.000 t. Calculeu el valor de la inversió necessària per construir una planta similar amb una capacitat nominal de 300000 t al 2017. Ekl primer que cal fer és actualitzar la inversió del capital fix del 2015 a 2017, utilitzant el CEPCI: 𝐼𝐹 (2017) = 𝐼𝐹 (2015) 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 (2017) 567,5 = 3.6 · 108 ≈ 3.67 · 108 𝑈𝑈$ 𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶 (2015) 556,8 Tenint en compte l’expressió del capital fix: 𝐼𝐹 = 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 𝑂𝑂𝑂𝑂 + 𝐶𝐸 + 𝐶𝑐 En tractar-se d’una planta de gran capacitat situada a un nou emplaçament la inversió en els límits externs es pot estimar en 𝑂𝑂𝑂𝑂 = 40% 𝐼𝐼𝐼𝐼. Per una altra part en tractar-se d’un projecte gran realitzat per empreses petites, però del sector estimarem les despeses d’enginyeria com 20% de (ISBL+ OSBL) i les despeses de contigència, en ser a una nova localització, com un 30% de (ISBL+ OSBL). Operant: 𝐼𝐹 = 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.40 𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.2(𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.4 𝐼𝐼𝐼𝐼) + 0.3(𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.4 𝐼𝐼𝐼𝐼) = 2.1 𝐼𝐼𝐼𝐼 𝐼 𝐹 I per tant: 𝐼𝐼𝐼𝐼 = 12.1 ≈ 1.75 · 108 𝑈𝑈$ Ara es pot actualitzar el ISBL en funció de la capacitat necessària (Taula 4.13): 0,60 𝑆1 𝑛 3 · 105 𝐶1 = 𝐶2 � � = 1.75 · 108 � � 𝑆2 5 · 105 Llavors: IF = 2.1 ISBL ≈ 2.71·108 US$ ≈ 1.29 · 108 𝑈𝑈$ = 𝐼𝐼𝐼𝐼 Sabem, també, que a la indústria petroquímica un valor típic de la inversió en capital de treball és 𝐼𝑤 = 15% (𝐼𝐼𝐼𝐼 + 𝑂𝑂𝑂𝑂). 𝐼𝑊 = 0.15(𝐼𝐼𝐼𝐼 + 0.40 𝐼𝐼𝐼𝐼) = 0.21 𝐼𝐼𝐼𝐼 ≈ 2.71 · 107 𝑈𝑈$ Per una altra part el preu mig del sòl industrial al 2017 als Estats Units està al voltant dels 100000 US$ per acre. II = 1.3·106 US$ Com a conseqüècia, la inversió total serà: I = IF + IW + II I ≈ 3.0·108 US$ Universitat de Girona 125 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics La revista Hydrocarbon Processing publica de forma bianual suplements sobre el procés de refinament de petroli, de processat de gas natural i petroquímics que ofereixen dades d’inversió de diferents processos patentats (Taula 4.14). Aquestes dades s’ajusten a una reformulació de l’equació anterior: C2 = C1 n S = a · S 2n n 2 S1 Taula 4.14 Exemples de correlació d’inversions en processos (dades completes a la referència) Taula extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Pel que fa a l’escala i a la diferència de les escales comparades, com es pot veure a la taula 4.14, aquests tipus de correlacions només són vàlides quan s’ajusten a un cert interval de capacitats. Per una altra part, per plantes petites o bé diferències d’escala de producció petites, només el valor dels equipaments de planta canvien significativament. Els altres paràmetres no varien apreciablement i el valor de l’exponent n es queda per sota de 0.6. Per contra, quan la planta és gran o la diferència d’escala de producció és gran, el canvi en les dimensions pot significar duplicar equipaments en lloc de comprarne uns de més grans (penseu que tecnològicament és impossible construir, per exemple, un reactor tan gran com volem). En aquests casos l’exponent n prendrà valors superiors a 0.6. De fet, el valor de l’exponent, n, augmenta en augmentar la capacitat de la planta, com es pot observar a la figura 4.13. En aquesta figura, tant l’escala de les operacions com el capital estan representats en escala logarítmica i l’exponent n apareix com el pendent de la tangent a la corba. Universitat de Girona 126 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.13 Variació de l’exponent n amb l’escala de les operacions Figura adaptada de Dysert, L. Chemical Engineering, 108 (october) (2001) 70 La major part de les dades històriques sobre inversions de capital en plantes químiques i els índex de despesa que estem utilitzant en aquestes estimacions estan basats en activitats realitzades als Estats Units i més concretament en la zona del golf de Mèxic. Òbviament, la majoria de paràmetres econòmics són diferents en diferents zones del món, i per tant les dades s’han de transformar segons la ubicació del projecte. Les diferències en la despesa d’edificació d’una planta segons la localització depenen de diferents paràmetres: - Infraestructura de construcció i fabricació Disponibilitat i de mà d’obra i despesa en ella Despeses d’enviament o transport de l’equipament Drets d’importació i d’altres tarifes locals Tipus de canvi de divises amb les bases de referència (US$ o €) Amb el mètode dels factors de localització, aquests paràmetres s’inclouen en les estimacions de les despeses utilitzant un factor de localització (LF). Despesa de la planta a una localització “A” = Despesa de la planta a localització de referència · LFA on LFA és el factor de localització pel país o zona “A”, relatiu a una base de referència amb LF =1 (US Gulf Coast). Els factors de localització per emplaçaments internacionals varien fortament amb els tipus de canvi, i aquests fluctuen amb el temps. A la taula 4.15, apareixen factors de localització relatius a una instal·lació en US Gulf Coast amb base monetària US$ 2003. L’actualització dels factors de localització es pot realitzar dividint-los per la relació US$/divisa local del 2003 i multiplicant per la relació US$/divisa local l’any d’interès. Exemple 4.4 Pel mateix cas de l’exemple 4.3, calculeu el valor de la inversió si es realitzés al Japó. Segons la taula 4.15, el factor de localització del Japó al 2003 era de 1.26. Per una altra part, si mirem el canvi mig anual US$/JP¥ veurem que era 0.0086 al 2003 mentre que al 2017 va ser de 0.0089. Per actualitzar el factor de localització: Universitat de Girona 127 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics 𝐿𝐿𝑎 (2017) = 1,26(2003) 0,0089(2016) ≈ 1,304 0.0086(2003) Llavors la mateixa inversión al Japó sortiria per: I = 3·108 · 1,304 ≈ 3,91·108 US$ Taula 4.15 Factors de localització (US relatius a US Gulf Coast en base US$ 2003) País Regió Factor de localització UK 1.02 França 1.13 Alemanya 1.11 Itàlia 1.14 Holanda 1.19 Rússia 1.53 Índia 1.02 Orient mitjà 1.07 Xina Importat 1.12 Autòcton 0.61 Japó 1.26 Sud-est asiàtic 1.12 Austràlia 1.21 USA Costa del Golf 1.00 Costa est 1.04 Costa oest 1.07 Centre-oest 1.02 Canadà Ontàrio 1.00 Fort McMurray 1.60 Mèxic 1.03 Brasil 1.14 Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Quan les dades d’inversió de capital de projectes similars no estan disponibles, en alguns casos encara és possible fer una estimació d’ordre de magnitud sumant una contribució per cadascuna de les seccions o unitats funcionals de la planta. Pot ser l’aproximació més senzilla que utilitza aquesta metodologia és el mètode de recompte d’etapes de Bridgewater. En aquest mètode, el valor propi d’una planta química (ISBL), que manipula principalment sòlids i líquids, es pot correlacionar front el nombre d’etapes del procés segons: On: 0.675 Q ≥ 60000 Q C = 4320 N s Q < 60000 Q C = 380000 N s 0.3 C = Inversió ISBL en US$ , base: US Gulf Coast, gener 2010 (CEPCI = 532.9) Q = Capacitat de la planta en tones/any s = conversió del reactor (= massa del producte desitjat / massa d’alimentació del reactor) N = nombre d’unitats funcionals Universitat de Girona 128 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Una unitat funcional inclou tot l’equipament i components auxiliars necessaris per una etapa o funció important del procés, com per exemple, una reacció, una separació, o qualsevol operació unitària d’importància. Bombes, intercanviadors de calor, etc., no es consideren unitats funcionals a menys que siguin equipaments apreciablement cars, com per exemple, compressors, forns de procés, sistemes sencers de refrigeració, etc. Un segon mètode basat en aquesta metodologia és el mètode de puntuació per etapes de Taylor que es pot trobar a l’apèndix XI. Per finalitzar amb les estimacions d’ordre de magnitud, en alguns casos és possible fer estimacions de capital, això sí poc precises, a partir de les despeses de producció o de les vendes del producte. Així, el mètode del temps de recuperació de la inversió considera que el valor del benefici brut (veure apartat 4.3) menys l’impost de societats, durant el temps de recuperació de la inversió (veure apartat 4.7), ha de ser suficient per retornar la inversió feta en la construcció de la planta. Considerant que el temps de recuperació de la inversió acostuma a estar entre els tres i els cinc anys (mitja de quatre anys), llavors la inversió en la construcció de la planta es pot aproximar com: Inversió de capital 4 · (Benefici brut anual – Impost de societats) Com hem vist per l’apartat 4.1, per les indústries químiques, la despesa en matèries primeres se situa entre el 80 i el 90% del total de les despeses en efectiu de producció. Això permet aproximar el benefici brut com: Benefici brut anual Ingressos anuals per venda de producte – Despesa en matèries primeres Un segon mètode d’aquest tipus, encara més simple i menys precís, és el que es coneix com mètode de la relació de facturació. Es defineix la relació de facturació com el benefici brut anual dividit per la inversió en capital fix. La relació de facturació pot variar molt, però el valor típic en la indústria química es troba entre 1.00 i 1.25. Estimacions preliminars Quan es disposa ja de certa informació sobre el disseny, la inversió en capital fix es pot començar a aproximar a partir del valor individual dels equips de procés. La millor font del valor dels equips són les dades de preus pagats recentment per equips similars. Les empreses EPC, o contractistes, gràcies a les seves activitats tenen gran quantitat d’informació de la millor qualitat. En una empresa operadora, només si és gran i amb diferents projectes a l’any, es pot tenir aquesta informació prou actualitzada per una sèrie suficientment gran d’equips. Els dissenyadors que no treballen per una EPC o gran empresa operadora podrien extreure els preus dels catàleg dels proveïdors d’equipaments i de peces a l’engròs. Aquests preus, però, no acostumen a semblar-se gaire als preus reals que acaben apareixent als contractes. Llavors, s’ha de recórrer a la literatura lliure o a programes d’estimació de despeses. El software més utilitzat per les estimacions del valor dels equipaments de planta es tracta d’una col·lecció d’eines basada en la tecnologia Aspen, la Aspen ICARUSTM. Universitat de Girona 129 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Aquestes eines estimen el preu dels equipaments i de les peces a l’engròs, i la despesa d’instal·lació basant-se en el preu dels materials i de la mà d’obra. La informació és actualitzada cada any. Aquest paquet de programes està incorporat als paquets informàtics estàndards Aspen/Hysys (veure secció 3.4). Alguna informació sobre el valor dels equipaments de planta es pot trobar a la literatura especialitzada. Així a la revista de l’AACE International (Association for the Advancement of Cost Estimating International), Cost Engineering Journal, es publiquen ocasionalment correlacions de preus d’equipaments. La mateixa AACE proporciona als seus membres models d’estimació de despeses i altres recursos. Altres associacions que també proporcionen dades als seus membres, i al públic general, son la UK Association of Cost Engineers (AcostE) i The International Cost Engineering Council. També es poden trobar dades a serveis de internet de pagament com equipnet, fins i tot en pàgines gratis com matche. Les dades estretes d’aquest últim lloc serveixen només per a treballs acadèmics. Finalment, molts llibres d’enginyeria química porten dades aproximades sobre el cost dels equipaments. Un cop aconseguits els preus dels equipaments de les diferents fonts, aquests s’hauran d’actualitzar i adaptar a les necessitats del projecte. L’actualització es realitza amb els índexs de despesa que s’han descrit anteriorment (CEPCI, M&SECI, N&FRCI, etc.). L’adaptació a l’escala de producció del projecte també es pot realitzar utilitzant la mateixa aproximació que s’utilitza per l’estimació del valor propi d’una planta en funció de les seves dimensions (figura 4.14). Figura 4.14 Correlació entre dimensió i valor d’un equip de planta Figura extreta de http://es.scribd.com/doc/36306962 També en aquest cas, les correlacions només són vàlides quan s’ajusten a un cert interval de capacitats, i l’exponent n pren valors fraccionaris (menors a 1, taula 4.16). Es poden trobar dades de n per a diferents equipaments al Perry’s Chemical Enginner’s Handbook (o a la seva traducció al castellà) Universitat de Girona 130 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.16 Exemples de correlació de valors d’equipament Figura extreta de http://es.scribd.com/doc/36306962 Quan no es pot accedir a dades sobre equips similars, ni als programes informàtics d’estimació, es poden utilitzar dades de correlació com les mostrades a la taula 4.17. Aquestes dades corresponen a la següent equació: Ce = a + b · S n On: Ce = Despesa de compra de l’equipament en US$ , base: US Gulf Coast, gener 2010 (CEPCI = 532.9, NF refinery inflation index = 2281.6) a, b = Constants de despesa S = Paràmetre de dimensionament (en les unitats de la taula 4.17) n = exponent per a l’equip determinat Taula 4.17 Exemples de correlació de valors d’equipament (dades completes a la referència) Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Universitat de Girona 131 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Un cop estimat el valor dels equipaments, per aproximar la despesa en la construcció de la planta s’han d’estimar les despeses d’instal·lació. Aquestes despeses s’acostumen a valorar com un factor del valor de compra dels equipaments i els mètodes utilitzats s’anomenen mètodes factorials. El més senzill d’aquests mètodes, és el mètode factorial de Lang. Aquest mètode proposa que la inversió ISBL en una planta química es pot calcular com una funció del valor de compra de l’equipament de la planta, mitjançant l’equació: C = F (∑ Ce ) On: C = Inversió ISBL (en aquest cas inclou les despeses d’enginyeria i de contingència). ∑ Ce = Valor de compra (c.i.f.) dels elements principals de l’equipament. Per exemple, reactors, tancs, columnes, intercanviadors de calor, forns, etc. F = Factor d’instal·lació (factor de Lang), F = (1 + ∑ Fi ) Fl Fi i Fl = Factors d’experiència. Fi té en compte les inversions directes com canonades, instrumentació, edificis, etc. Fl té en compte inversions indirectes com honoraris dels enginyeres, contractistes, contingències, etc. Originalment Lang va proposar els següents valors pel factor d’instal·lació segons el tipus de planta i basats en dades històriques sobre diferents processos: - F = 3.10 per a plantes de processament de sòlids F = 4.74 per a plantes de processament de fluids F = 3.63 per a plantes mixtes Posteriorment Hand va suggerir que s’obtenen millors resultats utilitzant diferents factors per a diferents tipus d’equipament (taula 4.18) Taula 4.18 Factors d’instal·lació proposats per Hand Tipus d’equipament Compressors Columnes de destil·lació Escalfadors a foc directe Bescanviadors de calor Instruments Equips diversos Recipients a pressió Bombes Factor d’instal·lació 2.5 4 2 3.5 4 2.5 4 4 Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 La precisió de la correlació mai ha justificat els dos decimals del factor de Lang original. A més, la relació entre inversions directes i indirectes ha anat variant molt amb el temps. Avui en dia, la majoria de professionals que utilitzen aquest mètode utilitzem un factor de Lang de 3, 4 o 5 depenent de l’escala de la planta (planta major = factor menor) i tipus. Estimacions definitives Universitat de Girona 132 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics El mètode de Lang es pot utilitzar quan es coneix el diagrama de flux de procés i les dimensions de l’equipament principal. Quan la informació de disseny disponible és major, el factor d’instal·lació pot ser calculat més rigorosament considerant i desgranant els factors d’experiència que componen el factor de Lang. Es pot trobar més informació a l’apèndix XII. 4.3 Mercat, preus, marges, beneficis i impostos El resultat de la suma de totes les despeses de producció a una taula de despeses, com la taula 4.1 de l’apartat 4.1, dóna com a resultat el diner mínim requerit per recuperar les despeses de producció i mantenir en funcionament la planta i l’empresa. En aquest capítol anem a veure quines recompenses (marges i beneficis) s’han d’obtenir de les vendes del producte per assegurar el creixement de l’empresa, gratificar els accionistes i pagar els impostos del diner generat. Per a una taula de despeses simple, com la taula 4.1, la recompensa obtinguda es mostra com el percentatge anual de retorn sobre la inversió inicial total (Return On Investment, ROI). La caixa anual generada per les ventes (AC) no és més que la subtracció de les despeses totals de producció (directes, indirectes i relacionades amb el capital) dels ingressos nets produïts per la venda dels productes. La inversió inicial total, I, recordem, és la suma de de les inversions en capital fix, IF, en capital de treball, IW, i si és el cas, en inversió immobiliària, II. ROI = on: AC x 100 I AC = Ingressos – Despeses totals de producció I = Inversió total, I = I F + IW + I I Retornant a l’exemple de la taula 4.1, aconseguir un ROI del 10% de la inversió total (28 000 000 £), significa aconseguir una caixa anual generada per la venda de cumè de 2 800 000 £ més les despeses de producció. Conseqüentment, donades unes despeses totals de producció anuals de 36 453 000 £ (on s’han restat els ingressos produïts pels subproducte), els ingressos anuals generats per las venda de cumè han de ser de 39 253 000 £. O el que és el mateix, el cumè s’ha de vendre a un preu mínim de 393 £/t. Aquest mètode de valorar la recompensa obtinguda per l’activitat de la planta i mètodes derivats d’aquest, encara són molt utilitzats ja que són senzills i comprensibles. A més, eviten els conceptes de marges i beneficis que acostumen a tenir diversos significats com veurem més endavant. De totes formes, quan es comparen projectes utilitzant els respectius ROI, és preferible assegurar-se de com estan definits, ja que algunes empreses utilitzen en el seu càlcul la caixa anual generada per les vendes, però després d’impostos, i/o la inversió en capital fix en lloc de la inversió total. Addicionalment, és important assegurar-se de com s’ha calculat la depreciació (veure apartat 4.1) ja que la caixa anual generada per les vendes depèn del mètode utilitzat en càlcul de la depreciació anual. De la mateixa forma, el valor de la inversió en capital de treball dependrà del mètode utilitzat per valorar els Universitat de Girona 133 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics inventaris o de si es té en compte o no la liquidació instantània dels comptes dels clients. En qualsevol dels casos, per poder calcular la caixa anual que generaran les vendes, i per tant el ROI, s’ha de conèixer tant la quantitat que es pot vendre, l’anomenat mercat, com el preu de venda. Mercat L’estimació de com serà el mercat en un futur es pot fer de diverses formes: per projecció de dades històriques, per comparació amb altres factors com el producte interior brut, PIB, (e.g. utilització de plàstics per càpita i utilització de plàstics per PIB), o mitjançant estudis detallats. Les dades històriques es poden trobar a les mateixes fonts utilitzades per a les matèries primeres (apartat 4.1.) Per a treballs acadèmics, les dades històriques es poden aproximar a partir de dades puntuals utilitzant certs índexs relacionats amb els que ja coneixem. Per exemple, la revista Chemical Engineering, al final de molts dels seu números, publica certs indicadors econòmics. Entre ells el Chemical Proces Industry Output Index (Figura 4.4), amb un valor històric de 100 al 2012 i que permet aproximar les variacions de la producció del sector industrial químic per diferents anys: M: Mercat I: CPIOI A: any A 𝑀(𝐴) = 𝑀(𝐵) B: any B 𝐼(𝐴) 𝐼(𝐵) S’ha d’anar en compte amb aquests índexs ja que només tenen en compte l’evolució general dels mercats i de l’economia però no la vida comercial de cada producte en particular. De fet, els estudis del comportament del consum (demanda) de molts productes químics, mostren tres fases principals, exemplificades a la figura 4.15: 1. Creixement exponencial del consum 2. Creixement lineal del consum 3. Estabilització o caiguda del consum Segons aquest tipus de comportament, si les dades històriques disponibles indiquen que ens trobem en el període de creixement exponencial, el projecte es pot desenvolupar amb tranquil·litat i a llarg termini. Si, per contra, les dades indiquen que ja estem en el període de creixement lineal, una simple extrapolació ens donaria una idea del mercat que ens podem trobar, si bé, pot ser un càlcul enganyós perquè no sabem realment quant durarà aquest període. S’han desenvolupat mètodes estadístics que modifiquen aquesta simple extrapolació lineal, però necessiten un nombre abusiu de dades. La projecció de dades històriques pot ser millorada si es combina amb estudis detallats de les vendes dels principals productes químics, per generar una base de demanda més racional. De totes formes, tots els mètodes d’avaluació dels mercats en un futur, suposen l’absència de grans pertorbacions econòmiques com les que hem patit aquets darrers anys a Europa i especialment al nostre país. Universitat de Girona 134 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.15 Comportament típic del consum (demanda) d’un producte en el temps Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Quan el projecte tracta la producció d’un nou producte, les propietats del producte han d’utilitzar-se per determinar quines són les àrees del mercat que poden obrir-se al producte. Això, juntament amb l’estudi de mercat dels productes que poden ser competidors, permetrà fer les estimacions inicials sobre el mercat del producte en estudi. Tant si es tracta d’un nou producte com d’un producte ja conegut, els pronòstics del mercat i de la quota de mercat són, en el millor dels casos, incerts. És impossible pronosticar les circumstàncies canviants que poden afectar al consum i, fins i tot, ni els mètodes matemàtics més refinats poden calcular l’efecte de canvis imprevistos. Tot i això l’avaluació del mercat és essencial, encara que només mostri cap a on s’ha d’anar i no el camí que s’ha de seguir. Preus Per a la majoria de projectes, poden passar d’un a tres anys des de la fase de disseny fins a la de construcció de la planta. Posteriorment, la planta operarà durant un període d’entre deu i vint anys. Llavors, quan un dissenyador avalua un projecte mitjançant el seu ROI no pot utilitzar els preus (tant de compra com de venda) actuals sinó que ha d’utilitzar una previsió dels preus futurs, a aproximadament vint anys vista. Per alguns compostos, les úniques variacions del preu amb el temps són els mínims ajustaments necessaris per incloure la inflació. És el cas de les especialitats químiques i productes d’alt valor afegit que tenen preus elevats i no acostumen a estar subjectes a la pressió de la competència (que tendeix a baixar els preus). Els productes controlats pels governs també acostumen a tenir preus força estables, però aquests són cada cop menys Universitat de Girona 135 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics nombrosos. Per tots aquests tipus de compostos, és molt més important predir la durabilitat del mercat, és a dir la demanda futura, que no els preus. Per a la majoria de productes, però, els seus preus estan molt influenciats pels de les matèries primeres, que a la seva vegada estan determinats per l’equilibri fluctuant entre l’oferta i la demanda i, conseqüentment, varien àmpliament en el temps (veure apartat 4.1, secció despeses en matèries primeres). Igual que per les matèries primeres, la majoria de previsions de preus estan basades en dades històriques que es poden obtenir de les fonts clàssiques. Per treballs acadèmics les dades històriques es poden aproximar utilitzant índexs com el Producer Price Industrial Chemicals (Figura 4.4) tal com s’aproximaven els preus de les matèries primeres (apartat 4.1). Pel que fa a la predicció dels preus futurs, es poden utilitzar diferents metodologies de predicció, il·lustrades a la figura 4.16. El mètode més simple és la utilització del preu actual (figura 4.16 a) però és un mètode insatisfactori per a la majoria de mercaderies. La regressió lineal de preus històrics és un bon mètode per fer prediccions a llarg termini (més de deu anys), però pot donar lloc a resultats molt diferents depenent de les dades utilitzades (figura 4.16 b). Aquest mètode pot portar a greus errors de previsió si el nombre de dades utilitzades és massa petit. Figura 4.16 Diferents mètodes de previsió de preus Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Moltes mercaderies mostren comportaments cíclics a causa dels cicles d’inversions. En aquests casos es poden utilitzar models de regressió no lineal (figura 4.16 c). Universitat de Girona 136 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Malauradament, tant l’amplitud com la freqüència dels màxims i mínims dels preus acostumen a variar erràticament, fent difícil l’ajustament del comportament a models ondulatoris simples, fins i tot utilitzant mètodes avançats per transformada de Fourier. Una quarta aproximació, il·lustrada a la figura 4.16 d, es pot utilitzar quan els preus de les matèries primeres i dels productes varien en paral·lel, de tal forma que els augments del preus de les matèries primeres són transferits eficientment als clients via augment del preu del producte. En aquesta situació, encara que els preus de les matèries primeres i els productes variïn àmpliament, el marge brut (veure la següent secció de marges) es mantindrà força constant i les seves prediccions seran més realistes. La predicció de marges és el mètode utilitzat habitualment a la indústria dels combustibles i petroquímica, ja que és molt mes fàcil predir la variació dels marges que no la variació del preu del petroli i del gas natural. Els desavantatges del mètode de predicció de marges són, bàsicament, que no funciona gaire bé quan hi ha múltiples rutes d’obtenció del mateix producte, i implica fer suposicions de rendiments que potser no es poden mantenir durant tot el període de predicció. Per una altra part, quan el marge brut aconseguit és gran, pot ser difícil que el manufacturer pugui transferir als clients tot l’impacte d’una pujada de preus de les matèries primeres, de forma instantània i en forma d’augment del preu del producte. En aquests casos, una pujada ràpida dels preus de les matèries primeres implica una disminució del marge brut, fins que el mercat pugui absorbir l’augment de preu del producte. Un altre mètode de predicció de preus es basa en modelitzar la distribució estadística del preu (o del marge). En la seva versió més senzilla aquest mètode implica obtenir la mitja del preu, ajustat a la inflació, durant un període recent de temps. Si bé aquest mètode acostuma a fallar en prediccions a llarg termini i molts pocs productes acaben tenint el preu mig, utilitzat juntament amb una anàlisi de sensibilitat (e. g. Simulació Monte Carlo, apartat 4.9) pot arribar a ser força útil. A més d’aquests mètodes senzills de predicció de preus, s’han desenvolupat d’altres més elaborats com el que es presenta a l’exemple 4.5. Marges Es coneix com a marge brut el resultat de la subtracció de les despeses en matèries primeres dels ingressos per venda dels productes i subproductes. Marge brut = Ingressos – Despeses en matèries primeres El marge brut és un concepte força útil. La despesa en matèries primeres és la despesa més important de totes les despeses de producció, situant-se entre el 80 i el 90% del total de les despeses en efectiu de producció. Els preus d’aquestes matèries primeres i dels productes bàsics freqüentment estan subjectes a grans variacions i poden ser difícils de predir. Els marges, en canvi, poden ser més estables si el productor aconsegueix traspassar l’augment dels preus de les matèries primeres als seus clients. Per això, els marges es poden utilitzar en la previsió de preus com acabem de veure. És important fixar-se que el marge no només depèn del preu de les matèries primeres si no també de la quantitat consumida. Universitat de Girona 137 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Exemple 4.5 A la taula 4.19 apareixen les dades històriques de producció i de preus de l’acrilonitril als Estats Units durant el període 1950-1987. Taula 4.19 Històric de producció i preus d’acrilonitril als Estats Units Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Universitat de Girona 138 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Si representem l’evolució de la producció anual en el temps, la gràfica que obtenim es pot definir com una situació intermèdia entre un augment de la producció lineal i un d’exponencial (gràfica de l’esquerra a la figura 4.17). Figura 4.17 Representació de la producció anual (esquerra) i acumulada (dreta) d’acrilonitril als Estats Units entre el 1950 i el 1987 Figura construïda amb les dades de la taula 4.19 En canvi, si representem l’evolució de la producció acumulada en el temps, ens surt una gràfica que clarament representa un augment exponencial de la producció acumulada (gràfica de la dreta a la figura 4.17). Una cosa similar passa amb els preus de l’acrilonitril. Si representem els preus de l’acrilonitril de cada any front el temps apareix una corba sense cap sentit (gràfica de l’esquerra a la figura 4.18). Per contra si representem els preus de l’acrilonitril, corregits per tenir-los tots en una base monetària comuna (en el nostre cas, la del 1987) front el temps, obtenim una gràfica que indica una disminució exponencial del preu corregit amb el temps, tot i que apareixen més irregularitats que en el cas de la producció acumulada (gràfica de la dreta a la figura 4.18). Figura 4.18 Representació preu de l’acrilonitril als Estats Units sense corregir (esquerra) i corregit en base de 1987 (dreta) entre el 1950 i el 1987 Figura construïda amb les dades de la taula 4.19 El fet que el preu corregit de l’acrilonitril disminueixi exponencialment mentre que la producció acumulada augmenti de forma exponencial ens suggereix que la representació del logaritme del preu corregit de cada anualitat en front al logaritme de la producció acumulada pel mateix any ha de tenir un comportament lineal. O el que és el mateix, que la representació del preu corregit de cada any en front a la producció acumulada per Universitat de Girona 139 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics la mateixa anualitat, tots dos en escala logarítmica, hauria de ser una recta (de pendent descendent) que ens ha de permetre fer extrapolacions fàcilment. Aquesta linealització, mostrada a la figura 4.19 es coneix com “Boston Experience Curve” perquè va ser proposada per l’empresa consultora “Boston Consulting Group”. Figura 4.19 Representació logarítmica del preu calculat en base de l’any 1987 en front a la producció acumulada d’acrilonitril als Estats Units Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Com es pot observar a la figura 4.19, excepte en el període dels anys 70, on es va produir la primera crisi del petroli, aquesta representació logarítmica és més o menys lineal durant la major part dels anys 50 i 60, i també a partir dels anys 80. Durant els primers anys 60 (període en discontinu marcat amb una A) els preus apareixen més baixos perquè durant aquest període es va establir una forta competència entre el procés clàssic, hidrocianació de l’acetilè, i el procés actual, amoxidació del propilè. La conclusió d’aquesta linealització és que les despeses (o preus), sempre corregits per tenir-los tots en una base monetària comuna, disminueixen una quantitat característica cada cop que es duplica la producció acumulada (o vendes acumulades). Els estudis realitzats inicialment pel Boston Consulting Group, indiquen que en sectors de ràpid creixement es produeix una disminució del 20-30% dels preus cada cop que es duplica la producció acumulada. Estudis més recents confirmen aquest comportament, si bé, per sectors amb un creixement lent, com el de molts productes químics, la disminució és menor i de vegades el comportament pot arribar a ser erràtic. Aquesta és una de les causes per la que les previsions basades en dades històriques no es consideren molt precises en el sector químic. Els marges varien àmpliament entre els diferents sectors de la indústria química. Per a productes bàsics com els petroquímics a granel i els combustibles, els marges acostumen a ser molt baixos, inferiors al 10% dels ingressos. Ocasionalment poden arribar a ser negatius. Quan un producte està regulat, el que fa difícil l’entrada de Universitat de Girona 140 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics competidors al mercat, o protegit per patent, els marges solen ser molt més grans. Per exemple, els marges dels additius alimentaris, dels productes farmacèutics i dels implants biomèdics solen ser superiors al 40% dels ingressos, i sovint superiors al 80% dels ingressos. També s’ha definit el marge de contribució com la subtracció de les despeses de producció variables dels ingressos per venda dels productes i subproductes, i indica la rendibilitat del procés en una base “lliure de despeses fixes”. Marge de contribució = Ingressos – Despeses de producció variables Beneficis El benefici pot mesurar-se de diferents formes, però les dues més utilitzades són: el benefici brut i el benefici net. El benefici brut s’acostuma a obtenir deduint les despeses directes de producció de la quantitat corresponent a les vendes netes o ingressos. Aquest benefici brut es pot mesurar, tant com una quota anual com una quota per unitat de producció, i representa el guany operatiu de la planta. És a dir, representa el diner total disponible per pagar les activitats que no estan directament relacionades amb la producció (despeses indirectes i relacionades amb el capital), i per assegurar el creixement de l’empresa, recompensar els accionistes i pagar els impostos del diner generat (l’impost de societats). Benefici brut = Ingressos – Despeses de producció directes Amb la intenció de calcular el benefici brut generat pel producte principal, els ingressos generats pels subproductes es consideren com un capital que disminueix les despeses de producció variables. Per tant: Benefici brut = Ingressos pel producte principal – (Despeses de producció directes Ingressos pels subproductes) El benefici net s’obté deduint les despeses en efectiu de producció (despeses directes més despeses indirectes) de la quantitat corresponent a les vendes netes o ingressos. Aquest benefici net és al que habitualment ens referim quan parlem de “benefici” i essencialment és el diner sobre el que s’imposen els impostos de societats deixant un benefici net després d’impostos utilitzat per al creixement de l’empresa i per recompensar els accionistes. Benefici net = Ingressos – Despeses en efectiu de producció o Benefici net = Ingressos pel producte principal – (Despeses en efectiu de producció Ingressos pels subproductes) i Benefici net després d’impostos = Benefici net - Impostos El benefici net després d’impostos també es coneix com e flux de caixa (cash flow) net d’impostos o desprès d’impostos. Universitat de Girona 141 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Impostos Els beneficis generats per la majoria de plantes químiques són subjectes a impostos, i aquests tenen un impacte significatiu en la tresoreria de la planta (fluxos de caixa). El valor d’aquests impostos depèn de la localització de la planta. Les legislacions fiscals de la majoria de països són complicades i varien pràcticament cada any. Alguns exemples són: - UK (2005): La taxa principal d’impostos corporatius és del 28% per les companyies amb beneficis majors de 1,5 milions de £/any. Per les companyies amb beneficis menors la taxa és del 21%. Es pot trobar informació més actualitzada a la pàgina de HM Revenue and Customs. - US (2009): Per les companyies amb rentes superiors als 18333333 $/any (la immensa majoria de les companyies químiques superen aquesta renda) la taxa és del 35% (publicació 542 de l’IRS). Es pot trobar informació més actualitzada a la pàgina del Internal Revenue Service. - Espanya (2012): L’impost de societats estatal s’aplica a tot el territori espanyol, a excepció del País Basc i Navarra que compten amb un concert econòmic especial. El tipus general de l’impost de societats estatal és del 30% (Art. 28.1 RD-Leg 4/2004, de 5 de març, TR de la Llei sobre Impost de Societats). Segons l’anualitat i la renda de l’empresa, pot disminuir fins al 25%. El mateix tipus general (30%) té l’impost de societats al territori navarrès. Al País Basc, el tipus general de l’impost de societats és del 28%. Es pot trobar informació més actualitzada a la pàgina de la Agència tributaria. La quantitat en impostos que s’ha de pagar un any determinat es calcula multiplicant la renda gravable pel tipus de l’impost. La renda gravable es calcula com: Renda gravable = Benefici net – Desgravacions fiscals i Impostos a pagar = Renda gravable · tipus d’impost Les legislacions dels diferents països permeten diferents desgravacions fiscals, habitualment com incentiu per a la inversió de capital. No tots els incentius, però, són desgravacions fiscals, també s’acostumen a donar incentius en forma de: - Exempció d’impostos durant un període, habitualment de tres a cinc anys, a comptar a partir que el projecte comenci a generar ingressos. Crèdits i ajudes a la inversió, en els que l’administració participa directament en la inversió inicial. Préstecs a baix cost, en els que l’administració mateixa presta, o subvenciona els interessos d’un préstec comercial. Garanties de préstecs, en les que l’administració acorda signar els crèdits reduint els riscs financers i facilitant la concessió del préstec. Centrant-nos en les desgravacions fiscals, el flux de caixa desprès d’impostos es pot calcular com: Universitat de Girona 142 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics CF = P − ( P − D) tr CF = P(1 − tr ) + D tr on: CF = flux de caixa després d’impostos o benefici net despès d’impostos P = benefici net D = suma de les desgravacions fiscals tr = tipus d’impost de societats En alguns països, com el Estats Units, els impostos pagats un determinat any es basen en les rendes gravables de l’any anterior, cosa que complica una mica els càlculs. Una de les desgravacions fiscals més comuna és la depreciació (veure apartat 4.1). La depreciació és un càrrec que no és en efectiu, que comptabilitza com una despesa i que redueix els ingressos en les propostes fiscals. No hi ha cap desemborsament en efectiu de la depreciació i no es transfereixen diners a cap fons o compte. D’aquesta forma, els càrrecs per depreciació es tornen a sumar als ingressos nets després d’impostos per donar el flux de caixa total de les operacions. CF = TI − (TI tr ) + D CF = ( P − D) − (( P − D) tr ) + tr CF = P(1 − tr ) + D tr on ara: TI = Renda gravable D = Desgravacions fiscals de depreciació Fixeu-vos que l’equació obtinguda pel flux de caixa és equivalent a l’anterior. 4.4 Efecte de l’escala de les operacions. Economia d’escala i llei dels rendiments decreixents Els càlculs econòmics que es presenten a la taula 4.1 (apartat 4.1) es refereixen a una planta treballant a una sola capacitat de producció, de fet a la seva capacitat de producció màxima. Com hem vist a l’apartat anterior, el mercat de la indústria química pot ser força canviant i per això és interessant conèixer els efectes que té l’escala de la producció sobre les inversions i les despeses de producció. Efecte sobre les despeses variables Com s’ha comentat en l’apartat 4.1, les despeses de producció variables són teòricament proporcionals al volum de producció i per tant constants quan es calculen per unitat de producció. En aquest sentit, les despeses variables, per unitat de producció, haurien de ser pràcticament independents de l’escala de les operacions de la planta. Així, el rendiment de la reacció i l’eficiència en la separació i purificació dels productes no es veuen gaire afectats per l’escala de l’operació i, per tant, les despeses en matèries primeres per unitat de producció tampoc es veuran gaire afectades. De forma similar, l’escala de les operacions no canvia la naturalesa endotèrmica o exotèrmica de les reaccions i tampoc variarà significativament l’eficiència tèrmica de les operacions de Universitat de Girona 143 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics separació. Conseqüentment, la variació de les despeses en serveis, per unitat de producció, en canviar l’escala de les operacions tampoc serà apreciable. Sí que és veritat que quan es treballa a major escala es poden aconseguir preus de les matèries primeres més econòmics. Tanmateix, quan es treballa a gran escala pot ser rentable construir plantes de cogeneració que produeixin energia més econòmica que la del mercat energètic. Aquests canvis poden significar una disminució de les despeses variables per unitat de producció en augmentar l’escala de les operacions, però aquesta disminució no acostuma a ser significativa. Efecte sobre les despeses fixes directes i indirectes Contràriament a les despeses variables, les despeses fixes per unitat de producció poden variar molt amb l’escala de les operacions. Per exemple, les despeses anuals en mà d’obra augmenten amb l’increment de l’escala de producció, això sí, l’augment de la despesa no és directament proporcional a l’increment de la capacitat de la planta. La relació precisa entre les despeses en mà d’obra i l’escala de les operacions depèn del tipus de procés que realitza la planta de producció. Així, en una planta petroquímica en continu en la que el grau d’automatització és elevat, un increment apreciable en la capacitat de la planta resulta en només un petit augment de les necessitats de mà d’obra i per tant de les seves despeses. Aquest petit augment de mà d’obra afectarà més als operaris de manteniment que no als operaris de planta o control. En l’altre extrem ens trobaríem amb les petites plantes que treballen en discontinu (batch), com per exemple una planta de fabricació de pigments. En aquest cas, els requeriments de mà d’obra són més intensos i l’increment de la capacitat de la planta generarà un augment de les despeses de mà d’obra més significativa (més propera a la proporcionalitat directa). La valoració quantitativa de l’augment de les despeses de mà d’obra amb l’increment de l’escala de les operacions no és senzilla. Als anys 50 del segle passat, es va proposar que les necessitats de mà d’obra eren proporcionals a la complexitat del procés, representada pel nombre de passos o d’operacions del procés, i proporcionals també, aproximadament, a l’arrel quarta de la capacitat. Mà d’obra ∝ (nombre de passos del procés)·(capacitat de la planta)0.24 Més recentment s’han desenvolupat altres mètodes per aproximar la variació dels operaris de planta amb l’escala de les operacions i el tipus de procés (Figura 4.20). Figura 4.20 Variació del nombre d’operaris de planta amb l’escala de les operacions i el tipus de procés Figura extreta de Plant Design and Economics for Chemical Engineers. M.S Petersr, K.O. Timmerhaus, R. E. West. Ed. McGraw-Hillr, 2003 Universitat de Girona 144 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Posteriorment, es va observar que les necessitats de mà d’obra no depenien tant de la capacitat de la planta com de la complexitat del procés i de la gestió interna de l’empresa. Efecte sobre la inversió en capital fix i despeses fixes relacionades amb el capital El major efecte del canvi en l’escala de les operacions d’una planta s’observa en la inversió necessària per construir i posar en funcionament la planta, i en conseqüència també afectarà molt a les despeses fixes relacionades amb el capital. La variació de la inversió en capital fix amb la capacitat de la planta s’ha discutit en l’apartat 4.2 i les despeses fixes relacionades amb el capital i la seva estimació s’han descrit en l’apartat 4.1. Economia d’escala Com s’ha vist a l’apartat 4.2, el valor propi d’una planta (ISBL) es pot relacionar amb la capacitat de producció a través de la següent equació: C1 S1 = C2 S 2 n on C1 i C2 són els valors propis (ISBL) de dues plantes amb capacitats de producció S1 i S2, respectivament, i n es un exponent fraccionari que sempre pren valors inferiors a 1. Un dels efectes del valor inferior a 1 de l’exponent n és que mentre que més gran és una planta (de més capacitat) menor és la inversió per unitat de producció necessària per construir-la. Aquest avantatge financer es coneix com economia d’escala i matemàticament es representa de la següent forma: C2 C1 n−1 = n · S 2 = a · S 2n−1 S 2 S1 A causa de que el valor de n-1 és menor de zero, la inversió per unitat de producció disminueix quan augmenta S2. Per veure l’efecte de l’economia d’escala en l’economia total del procés utilitzarem d’exemple el procés d’obtenció del 2-etilhexanol a partir de propilè. A la taula 4.20, apareix l’estudi econòmic de dues plantes del mateix procés treballant a dues capacitats màximes diferents. En aquesta taula, s’observa una reducció de les despeses d’operació per unitat de producció en duplicar la capacitat de producció. Aquesta reducció resulta de la disminució de les despeses fixes, bàsicament d’aquelles relacionades amb el capital i implica una millora en el preu mínim de venda. A la figura 4.21, es mostra el comportament típic del preu mínim de venda (i de les despeses de producció) en funció de la capacitat de la planta en el sector petroquímic (plantes grans i que treballen en continu). Com es pot veure, la disminució del preu mínim de venda (i de les despeses de producció) en augmentar la capacitat de la planta no és lineal. Universitat de Girona 145 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.20 Taula de despeses per dues escales de producció de 2-etilhexanol Base de càlcul: principis 1988 Plantes treballant a màxima capacitat Escala en tones/any 50 000 100 000 Capital involucrat 79 milions de £ 121 milions de £ Capital fix 67 milions de £ 102 milions de £ Capital de treball 12 milions de £ 19 milions de £ Despeses d’operació Propilè a 305 £/tona Monòxid de carboni a 110 £/tona Hidrogen a 700 £/tona Catalitzador + altres productes químics Despesa bruta en matèries Aldehid i-butílic (subproducte) a 280 £/tona Fuel pesant (subproducte) Despesa neta en materials Despeses en serveis Total despeses variables Despeses directes fixes Depreciació (vida depreciable: 15 anys) Despeses generals + indirectes fixes Total despeses de producció ROI (10% del capital involucrat) Despeses d’operació + ROI £x1000/any 12 688 2 860 2 800 575 18 923 -1 680 -318 16 925 2 150 19 075 3 220 4 467 1 340 28 102 7 900 36 002 £/tona 254 57 56 12 379 -34 -6 339 43 382 64 89 27 562 158 720 £x1000/any 25 376 5 720 5 600 1 150 37 846 -3 360 -637 33 849 4 300 38 149 4 903 6 800 2 040 51 892 12 100 63 992 £/tona 254 57 56 12 379 -34 -6 339 43 382 49 68 20 519 121 640 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Figura 4.21 Despeses versus capacitat para la producció de 2-etilhexanol Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Totes aquestes dades semblen indicar que sempre és millor construir grans plantes, suposant que el mercat pugui absorbir la producció sense baixar els preus. Realment, Universitat de Girona 146 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics però, quan s’arriba a capacitats de producció molt elevades apareixen certs problemes difícils de solucionar. Per exemple, alguns equipaments molt grans, com reactors o columnes de destil·lació no poden ser transportats i han de ser construïts a la mateixa localització de la planta i no a la fàbrica on habitualment es construeixen. També apareixen problemes financers. Les plantes molt grans tarden molt temps en posar-se en funcionament i el capital invertit queda immobilitzat massa temps. A més, el capital invertit és tan gran que les plantes difícilment podrien retornar la inversió durant el seu temps de vida depreciable. És difícil, doncs, saber fins a quin punt es pot augmentar la capacitat d’una planta. Habitualment el que se suposa és que la capacitat límit amb la que es pot dissenyar una planta, és aquella per la qual el capital necessari per construir una línia de producció és el mateix que per construir dues línies de producció amb la meitat de capacitat. Llei dels rendiment decreixents En la figura 4.21 hem vist que els ingressos per venda de producte necessaris (despeses de producció + retorn sobre la inversió) disminueixen en augmentar l’escala de les operacions. Aquesta disminució, però, no és lineal si no que es va fent menor a mesura que augmenta l’escala de les operacions. A la taula 4.21 es mostren algunes de les dades utilitzades per construir la figura 4.21, i també apareixen els increments de capital fix de planta i decrements dels ingressos per veda necessaris en passar d’una escala de producció a una altra. Taula 4.21 Efecte de l’increment de l’escala de producció sobre el preu de venda necessari Escala (tones x 1000/any) 25 50 Capital fix (milions de £) 44 67 23 18 D(CF)a (milions de £) Ingressos per venda necessaris (£/tona) 826 720 106 52 -D(IVN)b (£/tona) 4.6 2.9 -D(IVN)/D(CF) a Increment del capital fix, b Decrement dels ingressos per venda necessaris 75 85 100 102 17 668 125 117 15 640 28 1.6 618 22 1.5 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Les dades d’aquesta taula indiquen que en augmentar la capacitat màxima de la planta, el decrement dels ingressos per venda necessaris (recordem: despeses de producció + retorn sobre la inversió) cada cop és més petit, és a dir, el rendiment aconseguit per la inversió addicional necessària va decreixent amb l’augment de l’escala de producció. I això és el que es coneix com la llei dels rendiments decreixents. Per una altra part, la relació entre el decrement dels ingressos per venda necessaris i l’increment del capital fix, indica que en augmentar la capacitat màxima de producció, el capital addicional necessari cada cop té menys efecte en els ingressos per venda necessaris. Aquests efectes són els que cal esperar quan l’augment de l’escala de producció implica una disminució de les despeses fixes per unitat de producció (especialment les relacionades amb el capital). En aquestes condicions, són les despeses variables (independents de l’escala d’operació) les que van guanyant més pes en els ingressos per venda necessaris en augmentar la capacitat màxima de la planta. Universitat de Girona 147 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Així, si ens mirem la taula 4.20, podrem veure que per la planta amb 50 000 tones/any de capacitat, les despeses variables (19 075 000 £/any) representen, aproximadament, el 53% dels ingressos per venda necessaris (36 002 000 £/any). Per la planta de 100 000 tones/any, el pes de les despeses variables és d’aproximadament el 60% dels ingressos per venda necessaris (recordem, sempre calculats com despeses de producció + retorn sobre la inversió). Aquest decrement del rendiment en anar augmentant l’escala de les operacions pot ser encara més apreciable si un d’aquests augments comporta la duplicació de la línia de producció en lloc d’una línia de producció més gran. El capital fix involucrat augmentarà i per tant els ingressos per venda necessaris no disminuiran tant (el rendiment decreixerà més). Per exemple, en la taula 4.22 es mostren els efectes de l’augment de la capacitat màxima de 100 000 a 125 000 tones any per dues situacions, una en la que no cal duplicar els equipaments i l’altra en la que sí cal duplicar els equipaments. Es pot observar una diferencia apreciable en la reducció del ingressos per veda necessaris (del rendiment). Taula 4.22 Efecte de la duplicació dels equipaments en augmentar l’escala de producció Planta 100 000 Planta de 125 000 tones/any tones/any Amb 1 línia de Amb 2 línies de producció producció Capital fix (milions £) 102 117 122 Despeses variables (£/tona) 382 382 382 Despeses fixes relacionades amb el capital (£/tona) 216 198 207 Altres despeses fixes (£/tona) 42 37 37 Ingressos per venda necessaris (£/tona) 640 617 626 23 -D(IVN)* (£/tona) amb 1 línia de producció 14 -D(IVN)* (£/tona) amb 2 línies de producció * Decrement dels ingressos per venda necessaris (decrement del rendiment) Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 4.5 Efecte de la producció a baixa capacitat. Punt d’equilibri Com acabem de veure en l’apartat anterior, l’augment de la capacitat d’una planta resulta en una disminució de les despeses d’operació per unitat de producció. Això és cert sempre que la planta pugui treballar a plena capacitat. Si per una avaria o accident, però, la planta no pot arribar a produir a la seva capacitat màxima, o bé el mercat no absorbeix tota la producció, les despeses d’operació per unitat de producció augmenten, a causa que les despeses fixes no disminueixen, perquè realment no augmenta la producció. Utilitzant el mateix exemple de l’apartat anterior, les dues plantes de 2-etilhexanol amb una capacitat de producció de 50 000 i 100 000 tones/any respectivament, a la taula 4.23 es mostra l’efecte econòmic que té, per la planta més gran, poder vendre només un 60% de la seva producció al preu estimat (690 £/tona). Universitat de Girona 148 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.23 Efecte de la producció de 2-etilhexanol a baixa capacitat Capacitat de la planta (tones/any) 50 000 100 000 Capital total involucrat 79 milions de £ 121 milions de £ Absorció de producte pel mercat (tones/any) 60 000 Ventes possibles (tones/any) 50 000 60 000 Diners ingressats a 690 £/tona (x1000) 34 500 41 400 Despeses d’operació £x1000/any £/tona £x1000/any £/tona Despesa neta en materials 16 295 339 20 310 339 Despeses en serveis 2 150 43 2 580 43 Total despeses variables 19 075 382 22 890 382 Despeses directes fixes 3 220 64 4 903 82 Depreciació (vida depreciable de la planta 15 anys) 4 467 89 6 800 113 Despeses generals + indirectes fixes 1 340 27 2 040 34 Total despeses de producció 28 102 562 36 633 611 Guany (marge de benefici)* 6 398 128 4 767 79 ROI (% del capital involucrat) 8.1% 3.9% Flux de caixa (Cash flow)** 10 865 000 £/any 11 567 000 £/any * Definit com a vendes netes – total de despeses de producció ** Definit com a vendes netes - (despeses variables + despeses directes fixes + despeses indirectes fixes) o bé com Marge de benefici* + depreciació Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 En aquesta taula es pot observar que la planta més petita, tot i no poder satisfer tot el mercat, pot treballar a la seva màxima capacitat, produint un marge de benefici de prop del 6.4 milions de £/any amb el preu de mercat estimat. Aquest benefici, calculat com a percentatge del retorn sobre la inversió (ROI) és un 8.1%, un valor raonable. Per contra la planta més gran pot satisfer tot el mercat, però, les seves despeses d’operació són força més elevades i conseqüentment el marge de benefici serà inferior que el de la planta petita. De totes formes, una vegada construïda una planta, el capital invertit no es pot tocar, considerant-lo un “capital submergit” i el paràmetre que es té en compte per estudiar la viabilitat del negoci és el flux de caixa (cash flow en anglès) que es defineix com: Flux de caixa = vendes netes - (despeses variables + despeses directes fixes + despeses indirectes fixes) o bé com: Flux de caixa = Guany + depreciació on Guany (o marge de benefici) = vendes netes – total de despeses de producció Tenint en compte aquest paràmetre, la planta més gran genera una major “caixa” per continuar amb el negoci. Això sí, si ens trobem en l’estadi de projecte, i ja es coneix que la producció de la planta gran serà superior a la que pot absorbir el mercat, llavors sí que s’haurà de rebaixar la capacitat de planta, estalviant un capital que es pot invertir en altres activitats de la companyia. Punt d’equilibri o llindar de rendibilitat Si considerem qualsevol de les dues plantes de 2-etilhexanol de l’exemple anterior, amb el preu de venda del producte que apareix a la taula 4.23, hi haurà un valor de la producció de la planta pel qual el diner ingressat per les vendes netes serà el suficient Universitat de Girona 149 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics per cobrir totes les despeses d’operació (variables + fixes incloent la depreciació). Això sí, no es produirà cap guany. Aquest valor de producció és el que es coneix com a punt d’equilibri o ritme de producció d’equilibri (break-even production rate en anglès) o llindar de rendibilitat. Taula 4.24 Punt d’equilibri o llindar de rendibilitat per la producció de 2-etilhexanol Vendes (x1000tones/any) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Diners generats (milions £/any) 6.90 13.80 20.70 27.60 34.50 41.40 48.30 55.20 62.10 69.00 Despeses variables (milions £/any) 3.82 7.64 11.46 15.28 19.10 Planta de 50 000 tones/any Despeses Despeses Guany fixes totals (milions (milions (milions £/any) £/any) £/any) 9.03 12.85 -5.95 9.03 16.67 -2.87 9.03 20.49 +0.21 9.03 24.31 +3.29 9.03 28.11 +6.37 Punt d’equilibri: 29 300 tones/any ROI* a màxima capacitat: 8.1% * Retorn sobre la inversió de capital total invertit Planta de 100 000 tones any Despeses Despeses Despeses Guany variables fixes totals (milions (milions (milions (milions £/any) £/any) £/any) £/any) 3.82 13.74 17.56 -10.66 7.64 13.74 21.38 -7.58 11.46 13.74 25.20 -4.50 15.28 13.74 29.02 -1.42 19.10 13.74 32.84 +1.66 22.92 13.74 36.66 +4.74 26.74 13.74 40.48 +7.82 30.56 13.74 44.30 +10.90 34.38 13.74 48.12 +13.98 38.20 13.74 51.94 +17.06 Punt d’equilibri: 44 600 tones/any ROI* a màxima capacitat: 14.1% Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Figura 4.22 Punt d’equilibri o llindar de rendibilitat per la producció de 2-etilhexanol Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Universitat de Girona 150 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics A la taula 4.24 es mostren els marges de benefici i les despeses, per a diferents capacitats de producció per les dues plantes de l’exemple anterior. El punt d’equilibri es pot calcular matemàticament com: Producció al Punt d ' Equilibri = on Total despeses fixes ( per any ) Ma rge de contibució ( per tona ) Marge de contribució (per tona) = Preu net de venda (per tona) – Despeses variables (per tona) En aquest càlcul és important que el total de despeses fixes s’expressi per anualitat i el preu net de venda i les despeses variables s’expressen per unitat de producció. Es pot observar que el punt d’equilibri de la planta petita es produeix a un 58.6% de la seva producció màxima (29 318 tones/any), mentre que per la planta gran es dóna a un 44.6% de la producció màxima (44 610 tones/any). Les dades de la taula anterior també es poden representar gràficament donant lloc a la figura 4.22. En aquesta figura, el punt d’equilibri per cadascuna de les plantes es troba en la intersecció de la línia que representa els diners generats per les vendes amb la línia que reflexa les despeses totals de producció. 4.6 Absorció de despeses i marginalitat Quan els ingressos nets de les vendes cobreixen el total de les despeses de producció més un cert benefici, es diu que el preu de venda del producte està calculat en base a cobrir totes les despeses (full-cost basis, en anglès) o en base a l’absorció de despeses (absorption-cost basis). La recuperació, almenys, de totes les despeses és essencial perquè la planta i l’empresa en general puguin mantenir les seves activitats. A més, si s’obté un benefici, aquest servirà per convèncer els inversors per comprar accions de la companyia o per subscriure emissions de deute de l’empresa que permetin l’expansió dels negocis. Si bé, el total de les despeses han de ser recuperades pels ingressos de les vendes, existeix la possibilitat de realitzar certes vendes addicionals a un preu del producte inferior al calculat en base a l’absorció de despeses. Aquestes vendes addicionals poden ser justificades per raons estratègiques, com per exemple, dissuadir un competidor de construir una nova planta, o per introduir-se en un nou mercat. Amb la intenció de calcular a quins preus es poden realitzar aquestes vendes addicionals, sense enfonsar l’empresa, s’han de desenvolupar els conceptes de marginalitat i despeses marginals. Considerem una planta que produeix un producte químic amb una capacitat màxima nominal de 50 000 tones/any. Aquesta planta suporta unes despeses fixes de 3 milions de £/any. Les despeses variables, en base als preus de mercat dels serveis i de les matèries primeres, són de 415 £/tona produïda. Suposem també que l’experiència ens permet saber que la planta pot arribar a produir 2 000 tones/any addicionals, però amb un augment de les despeses variables d’uns 3 £/tona (és a dir amb unes despeses variables de 418 £/tona), a causa d’una major necessitat de catalitzador. Augments Universitat de Girona 151 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics superiors de la producció són possibles fins a unes 55 000 tones/any però amb unes despeses variables superiors, 428 £/tona, a causa de pèrdues de rendiment al reactor i d’eficiència en les operacions de separació i purificació. En la taula 4.25 es pot observar com les despeses de producció totals per any augmenten en augmentar la producció i com el valor de les despeses d’operació, per unitat de producció, va disminuït fins arribar a la producció màxima nominal de la planta. Taula 4.25 efecte de l’increment de la producció en les despeses totals per any i per unitat de producció Producció Despeses fixes Despeses Despeses Despeses Despeses Despeses (tones/any) (£x1000/any) variables variables totals totals marginals (£/tona) (£x1000/any) (£x1000/any) (£/tona) (£/tona) 5 000 3 000 415 2 075 5 075 1 015 415 10 000 3 000 415 4 150 7 150 715 415 15 000 3 000 415 6 225 9 225 615 415 20 000 3 000 415 8 300 11 300 565 415 30 000 3 000 415 12 450 15 450 515 415 40 000 3 000 415 16 600 19 600 490 415 50 000 3 000 415 20 750 23 750 475 415 52 000 3 000 418 21 736 24 736 476 493 55 000 3 000 428 23 540 26 540 482 601 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Les dades d’aquesta taula es troben representades gràficament a la figura 4.23. Es defineix la despesa marginal com l’increment de la despesa total per augment d’una unitat de producció. És a dir, per cada valor determinat de producció, la despesa marginal és la despesa necessària per fer una unitat de producció més (e.g. una tona més). Matemàticament: Quan la planta està treballant a una producció inferior a la seva producció màxima nominal, la despesa marginal és constant i igual a les despeses variables. Això es pot confirmar fàcilment: Despeses totals a una producció Y tones/any = 3 milions £/any (fixes) + [Y x 415 £/tona] (variables) Despeses totals a una producció Y+1 tones/any = 3 milions £/any (fixes) + [(Y+1) x 415 £/tona] (variables) Despesa marginal = 415 £/tona = despeses variables En canvi, quan forcem el ritme de producció per produir 52 000 tones/any (2000 tones per damunt de la capacitat màxima nominal), les despeses totals, per unitat de producció augmenten molt poc (de 475 a 476 £/tona) però la despesa marginal de la producció extra es dispara dramàticament (de 415 a 493 £/tona). Aquesta nova despesa marginal es calcula restant les despeses totals per any a les dues produccions (52 000 i 50 000 tones) i dividint-la per l’augment de producció. En el nostre cas, amb les dades de la taula 4.25: (24 736 000 – 23 750 000) /2 000 = 493 £/tona. Com ens ajuda aquest concepte de marginalitat a millorar els beneficis de la nostra planta? Bé, suposem que el departament de màrqueting de la nostra empresa preveu vendre aquest any 40 000 tones del producte. Si mirem la taula 4.25, a aquest volum de producció les despeses totals són 490 £/tona. Això ens diu que si el preu de venda del producte és 490 £/tona recuperarem just les despeses de producció. Aquest preu és una Universitat de Girona 152 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics situació d’equilibri, és a dir, si el preu de venda és inferior a 490 £/tona la planta tindrà pèrdues i si el preu de venda és superior a 490 £/tona la planta generarà beneficis. Figura 4.23 Efecte de la producció en les despeses Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 A aquest ritme de producció (40 000 tones/any) la despesa marginal per produir més quantitat (fins a 50 000) és de 415 £/tona i per tant si aquesta producció addicional es ven a un preu superior a 415 £/tona, l’efecte serà beneficiós. És a dir si la producció normal es ven a un preu superior a 490 £/tona, produint un benefici, les vendes marginals a un preu superior a 415 £/tona augmentaran aquest benefici. Si per contra, la producció normal es ven a un preu inferior a 490 £/tona, generant pèrdues, les vendes marginals a un preu superior a 415 £/tona disminuiran aquestes pèrdues. La taula 4.26 mostra un exemple per il·lustrar aquest raonament. Suposem tres situacions (i) venda de la producció normal (40 000 tones/any) a preu superior a les despeses totals (ii) venda de la producció normal (40 000 tones/any) a preu inferior a les despeses totals (iii) venda de la producció normal (50 000 tones any) a preu superior a les despeses totals. En la situació (i) com els ingressos per venda són superiors al total de les despeses es produeix un marge de benefici de 1.2 milions de £. Si en aquesta situació, a més, produïm 1 000 tones/any addicionals i les venem a un preu superior a la despesa Universitat de Girona 153 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics marginal (que recordeu era de 415 £/tona) es produeix un augment dels guanys fins als 1.235 milions de £. Taula 4.26 Efecte de les vendes marginals (dades en milions de £/any) Total Despeses Despeses Vendes ingressos variables totals totals* (i) 40 000 tones a 520 £/tona 20.800 16.600 19.600 (i) + 1 000 tones a 450 £/tona 21.250 17.015 20.015 Marge de benefici 1.200 1.235 (ii) 40 000 tones a 480 £/tona (ii) + 1 000 tones a 450 £/tona 19.200 19.650 16.600 17.015 19.600 20.015 -0.400 -0.365 (iii) 50 000 tones a 520 £/tona (iii) + 1 000 tones a 450 £/tona * Despeses fixes 3 milions de £/any 26.000 26.450 20.750 21.318 23.750 24.318 2.250 2.132 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 En la situació (ii) el ingressos per venda són inferiors al total de les despeses i es produeixen pèrdues de 0.4 milions de £. Si en aquesta situació tornem a produir 1 000 tones/any addicionals i les venem al mateix preu que en la situació anterior (inferior al preu de venda de la producció principal, però superior a la despesa marginal) es produeix una disminució de les pèrdues fins als 0.365 milions de £. Finalment en la situació (iii), ens trobem a la màxima capacitat de producció amb un preu de venda per tona superior a les despeses de producció total, també per tona. En aquesta situació, igual que en la primera, els ingressos per venda són superiors al total de les despeses i es produeix un marge de benefici de 2.25 milions de £. Ara, si venem les 1 000 tones/any addicionals i les venem al mateix preu que en les situacions anteriors, el marge de benefici no augmenta, sinó que disminueix fins els 2.132 milions de £, a causa que les despeses marginals en aquest cas (en superar la capacitat màxima nominal de producció), són superiors al preu de venda marginal. En resum, per qualsevol capacitat de producció i per qualsevol preu de venda si les vendes marginals es realitzen a un preu superior a les despeses marginals, les vendes marginals tindran un efecte beneficiós per la planta. 4.7 Mesura de la rendibilitat Com hem vist a l’apartat 4.3, la forma clàssica més senzilla de calcular la rendibilitat d’un procés és el percentatge anual de retorn sobre la inversió inicial total (Return On Investment, ROI). ROI = on: AC x 100 I AC = Caixa anual generada per les vendes = Ingressos – Despeses totals de producció I = Inversió total, I = I F + IW + I I Per què un projecte sigui atractiu econòmicament, el ROI ha de ser superior a un valor mínim establert per la companyia, que acostuma a ser la despesa de finançament, ic Universitat de Girona 154 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics (veure apartat 4.2). Quan es tracta de seleccionar entre diverses alternatives la de major rendibilitat, el paràmetre que s’acostuma a utilitzar és la caixa anual extra, ACext, que és la caixa anual addicional obtinguda respecte a la caixa anual mínima establerta per la companyia: ACext = AC − I ·ic 100 Òbviament si el ROI és superior a la despesa de finançament, la caixa anual extra serà positiva. Quan existeixen diferents alternatives, però, la de major ROI no ha de ser necessàriament la que proporcioni major caixa extra. Aquests mètodes clàssics de mesura de la rendibilitat, amb el ROI o l’ACext, només permeten obtenir una rendibilitat puntual, la d’un any particular. No permeten calcular la rendibilitat en períodes on s’està encara invertint i no es produeixen fluxos de caixa positius, ni tampoc tenen en compte variacions d’inflació ni del valor del diner en el temps. Valor actualitzat de la inversió en capital fix En períodes d’alta inflació, la utilització del mètode ROI convencional, i de les seves variacions, per analitzar la rendibilitat de les activitats de producció pot portar la companyia a problemes financers. En aquests períodes, els preus de venda estan “inflats” produint una caixa aparentment alta, ja que els ingressos anuals per venda augmenten mentre que les despeses relacionades amb el capital es mantenen constants, si s’utilitza la inversió en capital fix original per calcular-les. La conseqüència d’aquesta caixa inflada és que s’acaba pagant més impostos i es creen expectatives de grans dividends als accionistes, quan la situació financera real és molt diferent. A la columna de l’esquerra de la taula 4.27 es mostra un exemple d’una planta amb una capacitat màxima de producció de 100 000 tones/any amb un capital fix de planta de 100 milions de £ a l’any 1982 produint un 10% de ROI amb els preus del mateix any. A la columna central de la taula, apareixen les dades per la mateixa planta funcionant 6 anys més tard (1988). S’han actualitzat els valors de: el preu de venda del producte, el capital de treball i les despeses en matèries primeres, en energia, en mà d’obra i generals, utilitzant els índexs adequats. No s’ha actualitzat, però, el valor les despeses relacionades amb el capital, ja que s’ha utilitzat per calcular-les el capital fix original, sense actualitzar-lo. El resultat és un ROI un 75% superior a l’anterior. Si per contra, també s’actualitza el valor del capital fix (columna de la dreta de la taula 4.27), i conseqüentment el valor de les despeses relacionades amb el capital, el càlcul del ROI porta a un resultat molt menys atractiu. Per una altra part, a l’exemple de la columna central (utilitzant el capital històric, sense actualitzar), s’imposarien uns impostos sobre un benefici que no és realment benefici net, si no capital de l’empresa en un 40% aproximadament, amb la pèrdua de rendibilitat que això significaria. Universitat de Girona 155 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.27 Comparació de l’efecte d’utilitzar capital fix, històric o actualitzat, en la rendibilitat Escala de producció 100 000 tones any 1982 1988 1988 Capital de planta Capital de planta històric actualitzat Capital fix 100 milions de £ 100 milions de £ 152 milions de £ Capital de treball 20 milions de £ 26 milions de £3 26 milions de £3 Any de càlcul 1982 a plena capacitat 1988 a plena capacitat 1988 a plena capacitat Dades en: £/tona £/tona £/tona Matèries primeres 100 1141 1141 1 Serveis (Energia) 25 29 291 2 Mà d’obra 10 16 162 2 Despeses generals 15 24 242 Despeses relacionades amb el capital 160 160 2434 Total despeses 310 343 426 Ingressos per vendes 430 5633 5633 Marge de benefici 120 220 137 ROI (abans impostos) 10% 17.5% 7.7% 1 Actualitzat utilitzant l’Index for Materials and Fuels purchased, of the chemical and allied industries*. 2Actualitzat utilitzant l’Index for Earnings in the chemical and allied industries*. 3Actualitzat utilitzant l’Index for output prices of the chemical and allied industries*. 4Actualitzat utilitzant Plant Capital Index from Process Engineering¥.*Avui en dia aquests índexs, o similars pel mercat anglès, es troben a la pàgina web de la Office for National Statistics. ¥Potser actualment és millor utilitzar els diferents indicadors de la revista Chemical Engineering (veure figures 4.4 i 4.7). Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Aquesta situació és corregida utilitzant el capital fix actualitzat (columna de la dreta). Avui en dia, la major part de les companyies utilitzen aquest mètode per calcular la rendibilitat. Termini de recuperació Un altre mètode tradicional d’assegurar la rendibilitat, especialment quan s’està en l’estat de projecte, és el del termini de recuperació (període d’amortització o període de repagament, Payback time en anglès). La forma més simple del termini de recuperació es pot calcular com: Termini de recuperació ( simple) = Inversió total Flux de caixa anual mig Amb aquest mètode, òbviament no es mesura directament la rendibilitat del negoci, sinó més aviat, el temps necessari per recuperar la inversió total. Aquest termini de recuperació simple, implica la suposició que tota la inversió es produeix en l’any zero de vida de la planta i els ingressos arriben de forma immediata. Això, quasi mai succeeix així. A l’apartat 4.2 hem vist que la inversió d’un projecte s’acostuma a produir durant un període d’anys. Per una altra part, cap planta produeix a capacitat màxima des de la seva engegada inicial, sinó que acostuma a necessitar cert temps per arribar a la seva capacitat nominal. És per això, que el termini de recuperació es prefereix definir com el temps necessari per obtenir fluxos de caixa (cash flows) acumulats positius, després de recuperar les inversions originals. Els fluxos de caixa es van definir a l’apartat 4.5 i recordem que són: Universitat de Girona 156 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Flux de caixa = ventes netes - (despeses variables + despeses directes fixes + despeses indirectes fixes) o bé com: Flux de caixa = Guany + depreciació on Guany (o marge de benefici) = ventes netes – total de despeses de producció Fixeu-vos que la depreciació, tot i ser una despesa de producció, augmenta el flux de caixa. Això succeeix perquè la depreciació, tot i tenir una finalitat definida, no deixa de ser un diner que la planta transfereix a la tresoreria de l’empresa, però no en efectiu. En qualsevol projecte, el flux de caixa inicialment és negatiu ja que la companyia ha de pagar per cobrir les despeses d’enginyeria, de compra d’equipaments, de construcció i d’engegada de la planta. Durant tot aquest període, no hi ha ingressos. Aquests només comencen a arribar quan la planta comença a operar. A la figura 4.24 s’ha representat un diagrama de flux de caixa on es mostra la predicció del flux de caixa acumulat durant la vida d’un projecte. Els fluxos de caixa es calculen a partir de les estimacions de capitals, de despeses i de preus que hem vist en apartats anteriors. A causa que és apreciablement difícil pronosticar les despeses i les vendes més enllà de dos o tres anys, els pronòstics dels fluxos de caixa anuals perden exactitud en augmentar el nombre d’anys pronosticats. Aquests tipus de diagrames, però, donen una idea gràfica dels recursos necessaris pel projecte i de la cronologia dels ingressos. Un diagrama de flux de caixa es pot dividir en les següents regions característiques: - - - - - A-B: La inversió necessària pel disseny de la planta. B-C: La inversió principal. Correspon a la inversió en la construcció de la planta i la seva preparació per funcionar (capital fix). En aquest cas s’ha inclòs la inversió en capital de treball. C-D: El procés comença a funcionar i arriben ingressos per vendes. Els fluxos de caixa són positius, però el flux de caixa acumulat és negatiu fins que es retornen tots els diners invertits. Punt D: El punt D és el punt on el flux de caixa acumulat canvia de signe. El temps que es necessita per arribar a aquest punt és el termini de recuperació. Aquest punt, habitualment s’anomena punt d’equilibri. No s’ha de confondre amb el punt d’equilibri definit a l’apartat 4.5. D-E: Regió on el flux de caixa acumulat és positiu. En aquesta regió el projecte genera beneficis E-F: Capa el final de vida del projecte, la pendent del flux de caixa acumulat acostuma a disminuir a causa de l’augment de les despeses d’operació degudes a la obsolescència de la planta, i també a causa de la baixada de les vendes i del preu degudes, en aquest cas, a la obsolescència del producte. Punt F: Proporciona el flux de caixa acumulat al final de la vida del projecte. El concepte de flux de caixa és relativament fàcil d’entendre i per això s’utilitza per la definició i càlcul d’altres paràmetres de mesura de la rendibilitat més complexos. Universitat de Girona 157 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.24 Diagrama de fluxos de caixa d’un projecte Figura extreta de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 En el context de l’avaluació de projectes, habitualment, el termini de recuperació es calcula sobre la inversió en capital fix, però també pot incloure les inversions en capital de treball con en l’exemple anterior. Comunament, els fluxos de caixa utilitzats per la construcció dels diagrames són després d’impostos, però no necessàriament. Quan es vol utilitzar el concepte de termini de recuperació per comparar la rendibilitat de diferents projectes, s’ha d’anar amb compte ja que el mètode no permet la comparació directa durant tota la vida de la planta. En períodes d’alta incertesa econòmica, aquest mètode només assegura les previsions a curt termini. Llavors, només períodes d’amortització curts asseguren la recuperació de les inversions. Aquest mètode tampoc estima el benefici que es generarà després del termini de recuperació, però sí que és veritat, que alguna dada es por extreure del flux de caixa positiu posterior a la recuperació de la inversió. El termini de recuperació tampoc es pot fer servir per comparar projectes amb diferents temps de vida. Un projecte, per exemple, amb un termini de recuperació de 5 anys i 10 anys de producció de beneficis pot ser més atractiu que un altre projecte amb un termini de recuperació de 3 anys però només 6 anys de generació de beneficis. Aquestes limitacions fan que el mètode del termini de recuperació, habitualment, s’utilitzi com a mètode de suport a altres mètodes per assegurar la rendibilitat dels projectes. Període màxim equivalent de la inversió (EMIP) Universitat de Girona 158 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Aquest és un altre mètode que mesura com d’interessant és un projecte en funció del temps. Aquest mètode necessita les mateixes dades de fluxos de caixa acumulats que s’utilitzaven en el mètode anterior. De fet, el període màxim equivalent de la inversió (EMIP de les seves inicials en anglès, Equivalent Maximum Investment Period) no és més que l’àrea que engloba el diagrama de flux de caixa des de l’inici del projecte (temps zero) fins al termini de recuperació (Debt a la figura 4.24), dividida per la inversió màxima realitzada. Com les unitats de l’àrea englobada entre l’inici del projecte i el període d’amortització són diners·any i les unitats de la inversió màxima són diners, l’EMIP es mesura en anys. L’EMIP representa el període de temps en el que la totalitat de la inversió es trobaria en risc si es realitzés de cop i hagués de ser retornada desprès, en únic pagament. Per exemple, si a la figura 4.24 l’àrea englobada entre l’inici del projecte i el període d’amortització fos de 16.5 milions de £·any i la màxima inversió de 4 milions de £. L’EMIP valdria doncs 4.1 anys. Com la forma de la gràfica del diagrama de flux de caixa afecta a l’àrea que engloba, ens podem trobar dos projectes amb el mateix termini de recuperació però diferent EMIP. Com passava en el mètode anterior, la diferència d’EMIP que distingeix un projecte atractiu d’un gens atractiu és arbitrària i depèn de la naturalesa de la indústria, el tipus de projecte i el grau de risc que es vulgui assumir. Les dades de projectes anteriors de l’empresa poden ajudar molt en aquest sentit. 4.8 Valor del diner en el temps Els mètodes de mesura de la rendibilitat que hem vist fins ara no consideren les possibles pèrdues en el capital invertit ni l’efecte que té el temps sobre el diner. El concepte valor del diner en el temps (TVM de les seves inicials en anglès: Time Value of Money) es basa en la premissa que donada una inversió, és millor rebre el benefici en un sol pagament en el moment actual que no en una data futura determinada. Les causes són varies, però principalment dues. En primer lloc, si es rep el benefici en l’actualitat es pot reinvertir generant més benefici. En segon lloc, en períodes d’inflació positiva, la mateixa quantitat de diners en un futur haurà perdut valor. Els mètodes moderns d’avaluació de la rendibilitat tenen en compte aquests efectes en el comportament del flux de caixa acumulat durant la vida de la unitat de producció. Quan es considera un nou projecte, els diners necessaris per dissenyar i construir la planta han d’invertir-se, òbviament, abans d’aconseguir cap ingrés ni cap benefici. Independentment del mètode de finançament utilitzat, hi haurà uns interessos que s’hauran de pagar (veure apartat 4.2) fins que el flux de caixa positiu, generat per les vendes, permeti retornar el diner invertit. Aquests interessos s’hauran de comptar com una despesa (o flux de caixa negatiu) quan s’estigui avaluant el conjunt del projecte. Si els diners per la inversió inicial provenen de fons propis de la companyia, no s’han de pagar uns interessos directes. Tot i això, la companyia perdrà l’oportunitat d’invertir aquests diners i guanyar uns interessos, per exemple, prestant el capital a un banc. Aquesta pèrdua d’uns possibles interessos, representa una despesa d’oportunitat que haurà de ser carregada contra el projecte. El terme Despesa d'oportunitat designa el cost Universitat de Girona 159 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics de la inversió dels recursos disponibles, a costa de les inversions alternatives no realitzades. En el nostre context, la despesa d'oportunitat d'una inversió, és la despesa de la no realització d'una inversió. En general, com ja hem vist, una companyia pot aprovisionar fons per invertir de diferents formes: acudint al mercat del deute, utilitzant beneficis i depreciacions retingudes amb anterioritat, ampliant capital mitjançant venda d’accions, etc. Sigui com sigui, les companyies sempre tenen un fons disponible per finançar projectes a un tipus d’interès determinat. Per una altra part, quan se sobrepassi el termini de recuperació i el projecte comenci a generar un flux de caixa acumulat positiu, aquests diners poden ser invertits generant uns interessos que poden permetre recuperar, en part o totalment, els que s’han pagat amb anterioritat. Els mètodes més utilitzats són el del Valor Actual Net (o Valor Present Net, NPV per les inicials en anglès: Net Present Value) i el de la Taxa de Retorn dels Fluxos de Caixa Descomptats (DCFROR per les seves inicials en anglès: Discounted Cash Flow Rate Of Retun). Aquests mètodes s’utilitzen generalment per ajudar en les decisions sobre inversions i per comparar els “mèrits” relatius de diferents projectes abans d’invertir els diners i construir la planta. Tant el mètode d’avaluació de la rendibilitat NPV com el DCFROR, que tenen en compte el TVM, estan basats en el pronòstic del flux de caixa durant tota la vida del projecte, tenint en compte aquests interessos pagats i cobrats. Quan s’estudien diferents períodes de temps, el nombre d’anys del període s’acostuma a posar com un subíndex. Per exemple, NPV10 indicaria el NPV sobre un període 10 anys. Recordem que el flux de caixa anual després d’impostos es calcula com: ingressos nets per vendes - (despeses variables + despeses directes fixes + despeses indirectes fixes) després d’imputar impostos i deduccions. Recordem, també, que aquest càlcul no considera la depreciació com una despesa a sostreure i això fa que aquests mètodes d’avaluació de la rendibilitat siguin independents del mètode de càlcul de la depreciació. Mètode del Valor Actual Net o Valor Present Net (NPV) Si no es té en compte el valor del diner en el temps, els fluxos de caixa, per exemple els fets servir per construir la figura 4.24, tenen el valor que els correspon en l’any en el qual s’han generat. Per tant, a l’eix de les ordenades s’està representant el “valor futur” del projecte i el valor acumulat és el valor futur net (NFV, de Net Futur Value). Una quantitat de diners actual, en un futur tindrà diferent valor, depenent de l’ any que considerem, a causa del interessos carregats o cobrats. Per poder comparar dades de capitals generats en diferents anys, s’han d’imputar (o descomptar) en un únic moment, independentment dels anys que s’estiguin considerant. Habitualment s’utilitza el moment actual (present, d’aquí el nom del mètode). Per una altra part, per simplificar, aquests mètodes suposen que el flux de caixa d’un any es produeix de cop a final d’any. És veritat que tant les despeses com els ingressos es van produït al llarg de l’any, però la diferència de calcular-lo en continu o tot al final de l’any és petita. Universitat de Girona 160 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Bé, tenint en compte tot això, si tenim una quantitat de diners amb un valor en el present P, el seu valor n anys en el futur (F) es pot calcular com: F = P(1 + i ) n on i és, habitualment, el tipus d’interès en tant per 1 al que s’aconsegueix el capital per invertir (veure secció 4.2). Pel fet que aquest tipus d’interès s’utilitza en descomptar valors futurs, s’acostuma a conèixer com taxa de descompte i reflecteix el poder adquisitiu del diner. Segons això, el valor en el present d’una quantitat de diners que es rebrà n anys en el futur és: P= F (1 + i )n D’aquesta forma, els fluxos de caixa individuals en anys futurs poden ser calculats (descomptats) en una base comuna (el present) i per tant es poden comparar directament. D’aquesta expressió, també es pot treure que el valor present d’una inversió és menor quan més gran és el període d’inversió. Per exemple, a la taula 4.28 es mostra el valor present d’una inversió de 3 000 000 de £, a un 10% d’interès, a dos i a tres anys. Taula 4.28 Efecte del termini d’una inversió en el valor present del diner A 2 anys A 3 anys Anys de la inversió F (£) P (£) F (£) P (£) Any 0 1 500 000 1 500 000 1 000 000 1 000 000 Any 1 1 500 000 1 363 636 1 000 000 909 091 Any 2 1 000 000 826 446 Total 3 000 000 2 863 636 3 000 000 2 735 537 Es defineix el Valor Present Net (o valor actual net, NPV) d’un projecte o inversió com la suma del valor present del flux de caixa de cadascun dels anys de vida del projecte. Així, per un projecte amb un flux de caixa anual net Ct l’any t, el NPV es calcula com: NPV = C0 C1 C2 Ct Cn + + + ... + + ... + t 0 2 1 (1 + i ) (1 + i) (1 + i ) (1 + i ) (1 + i )n on n és la vida total del projecte en anys. Matemàticament es pot posar també com: t =n NPV = ∑ t =0 Ct (1 + i )t Els terme “present” o “actual” es refereix al moment de l’avaluació de la rendibilitat i pot ser tant el punt d’inici del projecte como un punt qualsevol després d’un període de recerca i desenvolupament. Sempre, però, abans que s’hagi invertit un capital apreciable. Els càlculs de NPV s’acostumen a realitzar utilitzant fulls de càlcul. La majoria de programes actuals, per exemple l’Excel, contenen la funció NPV. Universitat de Girona 161 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Considerem, com exemple, un projecte que contempla dos anys de recerca amb una inversió de 100 000 £/any seguit d’un any d’estudi de mercat i disseny de planta amb una inversió de 500 000 £. La construcció de la planta s’allarga dos anys, acabant al final del quart any amb una inversió total de 3,5 milions de £. La posada en marxa de la planta comporta alguna despesa més, però els ingressos per venda fan que el flux de caixa del cinquè any ja sigui positiu (150 000 £). A partir d’aquí la planta va augmentant la seva producció (flux de caixa 600 000 £ el sisè any) fins arribar a la màxima producció el setè any de projecte (amb un flux de caixa de 850 000 £/any). La planta manté la seva producció màxima durant 8 anys i l’any següent es tanca i es recuperen les despeses de treball (fons de maniobra, 150 000 £). A la taula 4.29 es mostren les dades dels fluxos de caixa anuals d’aquest exemple. A la segona columna apareixen els valors futurs (NFV o valors no descomptats). A la tercera i quarta columna apareixen els valors presents dels fluxos de caixa anuals (NPV o valors descomptats) considerant una taxa de descompte del 10 i del 15% respectivament. Taula 4.29 Valors futur i present (descomptat) del fluxos de caixa del projecte exemple Flux de caixa net després Flux de caixa després d’impostos (valor present) d’impostos (valor futur) Taxa de descompte 10% Taxa de descompte 15% Final de l’any (x1000 £/any) (x1000 £/any) (x1000 £/any) 0 -100 -100 -100 1 -100 -91 -87 2 -500 -413 -378 3 -1 300 -977 -855 4 -1 500 -1 025 -858 5 +150 +93 +75 6 +600 +339 +259 7 +850 +436 +320 8 +850 +397 +278 9 +850 +361 +242 10 +850 +328 +210 11 +850 +298 +183 12 +850 +271 +159 13 +850 +246 +138 14 +850 +223 +120 15 +150 +36 +18 Total (NFV) +4 200 £ (NPV) +422 £ (NPV) -276 £ Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Com es pot observar en aquesta taula, l’efecte de tenir en compte el TVM en la rendibilitat del projecte és molt apreciable. Així, aplicant una taxa de descompte del 10%, tant quan els fluxos de caixa acumulats són negatius com quan són positius, el flux de caixa acumulat al final de la vida de la planta disminueix vora del 90 % (NPV = 422 000 £ versus NFV = 4 200 000 £). També es pot observar, que si la taxa de descompte és una mica superior, el 15%, el flux de caixa acumulat al llarg de la vida de la planta (NPV) és negatiu. És a dir, el projecte no produirà beneficis, si no pèrdues (rendibilitat negativa). En aquestes condicions, el projecte no serà atractiu econòmicament i, conseqüentment, no tirarà endavant. La figura 4.25 mostra la representació gràfica de les dades de la taula anterior i permet veure el comportaments dels fluxos de caixa al llarg de la vida de la plata projectada. El perfil A correspon al valor futur del flux de caixa acumulat (NFV) mentre que el perfil B correspon al mateix valor, però descomptat (NPV) considerant una taxa del 10%. Es pot Universitat de Girona 162 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics observar que tenint en compte el TVM, el termini de recuperació o període d’amortització de la planta s’allarga uns tres anys, considerant sempre una taxa de descompte del 10%. Figura 4.25 Comportament dels valors futur (A) i presents, descomptats al 10 (B) i 13% (C), dels fluxos de caixa del projecte exemple Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Mètode de la Taxa de Retorn dels Fluxos de Caixa Descomptats (DCFROR) La taula anterior (4.29) mostra que l’augment de de la taxa de descompte del 0 al 10% redueix el NVP de 4,2 milions de £ fins a les 422 mil £. A més, un increment addicional d’un 5 % en el descompte dóna lloc a un NVP negatiu, el que significa una situació amb pèrdues. Segons això, entre el 10 i el 15% hi ha d’haver un valor de la taxa de descompte que produirà un NPV zero. Aquesta taxa de descompte és el que es coneix com la DCFROR. La DCFROR d’un projecte, també anomenada taxa de retorn interna, es defineix com el valor de la taxa de descompte que dona lloc a un NPV zero per al projecte: t =n Ct ∑ (1 + i') t =0 on: t =0 Ct = flux de caixa l’any t n = vida del projecte en anys i’ = taxa de retorn interna, DCFROR, en tant per 1 Universitat de Girona 163 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Donada aquesta definició, mentre que més gran sigui el valor de la DCFROR d’un projecte, més atractiu econòmicament serà. El valor mínim acceptable de la DCFROR d’un projecte vindrà imposat pel tipus d’interès al que la companyia pugui aconseguir el capital d’inversió (despesa de finançament, apartat 4.2), habitualment, la taxa de descompte. Si el projecte mostra una DCFROR superior a aquesta taxa, llavors el projecte produirà beneficis, per contra si la taxa de retorn interna del projecte es inferior a la taxa de descompte, el projecte comportaria pèrdues. La interpolació de les dades de NPV de la taula 4.29 (422 000 i -276 000 £) per a les dues taxes de descompte (10 i 15% respectivament) dona un valor del 13% per a la DCFROR d’aquest projecte com es pot veure a la figura 4.26. La representació de les dades de fluxos de caixa acumulats utilitzant una taxa de descompte del 13% produeix el perfil C de la figura 4.25. Figura 4.26 Interpolació de les dades NPV per les dues taxes de descompte del projecte exemple Figura construïda amb les dades de la taula 4.29 De fet, si apliquem una taxa de descompte del 13% a les dades de la taula 4.29, obtindrem un petit valor negatiu del NPV, a causa què realment la DCFROR és 12.7%. Això succeeix perquè el comportament del NPV amb la taxa de descompte no és lineal. Es pot ajustar més utilitzant un major nombre de punts per fer el càlcul com es pot observar a la figura 4.27. Ja hem comentat anteriorment, però, que els pronòstics dels fluxos de caixa anuals perden exactitud en augmentar el nombre d’anys pronosticats i com a conseqüència d’aquesta incertesa no té gaire sentit treballar amb valors de DCFROR tan exactes (amb decimals). En qualsevol cas, aquest projecte exemple només serà interessant econòmicament si la companya pot aconseguir diners per les inversions a tipus d’interès inferiors al 13%. Utilització del NPV i de la DCFROR com mesura de la rendibilitat El fet que els dos mètodes de mesura de la rendibilitat que acabem de veure utilitzin els mateixos càlculs del valor present dels fluxos de caixa acumulats, pot fer pensar que la Universitat de Girona 164 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics utilització d’un sol d’ells sigui suficient. Existeixen però certes diferencies entre ells, tant en la mesura de la rendibilitat com en la seva interpretació. Figura 4.27 Interpolació de les dades NPV per a diferents taxes de descompte del projecte exemple Figura construïda amb les dades de la taula 4.29 i d’altres calculades El resultat de NPV d’un projecte dóna una mesura, en el valor actual del diner, del benefici total que produirà el projecte. Aquest benefici es produeix desprès de recuperar el capital invertit inicialment i de pagar totes despeses incloent les despeses del finançament necessari per portar-lo a terme. No es tracta d’una proporció o percentatge sinó d’un valor total. El resultat de la DCFROR d’un projecte és el valor d’una taxa de retorn que permet arribar a un punt d’equilibri, o llindar de rendibilitat, en el que es paguen totes les despeses però no s’obté cap benefici residual. És una mesura del potencial inicial del projecte i també indica l’eficiència amb la que s’ha utilitzat el capital invertit. Si s’està estudiant un projecte individual, sense comparar amb un altre, la utilització del NPV i de la DCFROR portaran a les mateixes conclusions sobre l’acceptabilitat econòmica del projecte. Això és així perquè si el projecte proporciona un NPV positiu, també ha de presentar un valor de la DCFROR superior a la taxa de descompte utilitzada en el càlcul del NPV. Moltes vegades, però, es tracta de comparar entre possibilitats alternatives d’un mateix projecte que s’exclouen mútuament, o es tracta de crear i ordenar un “portafolis” de projectes potencials. En alguns d’aquests casos, és necessari afinar l’anàlisi i s’han d’incloure tant els objectius com les restriccions de la companyia. Aquest tema es tractarà a l’apartat 4.9. Exemple 4.6 Projecte d’una nova planta de producció de cumè Una companyia projecta la construcció d’una planta industrial d’obtenció de cumè amb una capacitat de 50 000 tones/any. La construcció de la planta durarà dos anys, invertint el 40% del capital fix l’any zero. La planta comença a operar l’any dos a un 50% de la seva capacitat màxima, augmentant al 75, 90 i 100% els anys immediatament posteriors. Disposem a més de la següent informació (els valors dels diners són a l’any zero): Universitat de Girona 165 Alfons Polo Projectes Capital fix: Capital de treball: Preu de venda: Despeses variables: Despeses fixes directes: Despeses fixes indirectes: 4. Aspectes econòmics 15 200 000 £ 2 500 000 £ a capacitat màxima 425 £/tona de cumè 330 £/tona de cumè 660 000 £/any 614 000 £/any Es considera que la vida depreciable de la planta serà de 10 anys i en aquell moment el seu valor residual serà just el necessari per cobrir les despeses de demolició i neteja del terreny. El capital de treball es construeix proporcionalment a la producció i és recuperable quan la planta cesi la seva activitat. La depreciació es calcula amb el mètode del balanç doble decreixent. Es considera un impost de societats del 30% dels beneficis amb la única desgravació de la depreciació. La taxa de descompte que ens proporciona la companyia és del 15%. a) Quin és el termini de recuperació i l’EMIP del projecte? b) Es tracta d’un projecte econòmicament interessant? Els càlculs dels fluxos de caixa anuals, NPV i DCFROR es troben a la taula 4.30. La representació dels fluxos de caixa anuals nets desprès d’impostos, no descomptats i descomptats al 15%, front al temps de vida del projecte, apareixen a la a la figura 4.28. a) Com es pot observar en la figura 4.28, el termini de recuperació del projecte és de 34 anys des de la posada en marxa de la planta, amb els fluxos de caixa no descomptats, i de uns 7 anys, amb fluxos de caixa descomptats. Per calcular l’EMIP necessitem conèixer l’àrea que engloba la corba del diagrama dels fluxos de caixa i la inversió màxima acumulada. L’àrea que engloba la gràfica es pot calcular integrant numèricament les dades de la taula 4.30 (per exemple utilitzant la regla dels trapezoides o la regla de Simpson, fins i tot amb un Excel) i resulta ser d’uns 43.7 milions de £·any en valor absolut (fluxos de caixa no descomptats) i d’uns 53.9 milions de £·any (fluxos de caixa descomptats). Amb els fluxos de caixa no descomptats, la màxima inversió es realitza al final de l’any 2 amb 15200 milions de £. Conseqüentment l’EMIP és de 2.9 anys aproximadament. Amb els fluxos de caixa descomptats, la màxima inversió es realitza al final de l’any 2 amb 14010 milions de £. Conseqüentment l’EMIP és de 3.9 anys aproximadament b) A conseqüència que el NPV surt positiu amb la taxa de descompte proporcionada per la companyia (15%), el projecte és interessant econòmicament. Per conèixer la DCFROR, es calculen els fluxos de caixa amb un descompte superior per a que surti un NPV negatiu. En aquest exemple s’ha utilitzat una taxa de descompte fins al 22%. La interpolació de les dades dona un valor de DCFROR superior al 20% (~20.5%, figura 4.29). Universitat de Girona 166 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.30 Càlcul del NPV/DCF pel projecte de construcció d’una la planta d’obtenció cumè Universitat de Girona 167 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Figura 4.28 Termini de recuperació per la planta d’obtenció de cumè Figura construïda amb les dades de la taula 4.30 Figura 4.29 Interpolació de les dades NPV per la planta d’obtenció de cumè Figura construïda amb les dades de la taula 4.30 i d’altres calculades Mètode de la despesa anualitzada Un mètode alternatiu per comparar una inversió en diners actuals amb un corrent d’ingressos en el futur és convertir la despesa de capital en un càrrec de capital anual futur. Una despesa de capital pot ser anualitzada (amortitzada) determinant el pagament anual necessari per reemborsar el total de la inversió, juntament amb el corresponent retorn sobre el capital en forma d’interès compost. L'interès compost apareix quan l'interès s'afegeix al capital, per tant a partir d'aquest moment també es cobraran interessos sobre aquests diners. Un préstec, per exemple, de 100€ i un 1% d'interès mensual tindrà 101€ al cap del primer mes, 102,01€ després del segon mes, i així successivament. Segons els models de comptabilitat discreta i de forma anàloga al que hem vist al mètode del NPV, si s’inverteix de cop una quantitat P a un tipus d’interès i (en tant per 1), llavors després de n anys d’interès compost s’obtindrà la quantitat: S = P(1+ i)n. Universitat de Girona 168 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Si en canvi, en lloc d’invertir tota la quantitat en un sol cop, s’inverteix cada any una quantitat A, al mateix tipus d’interès, després de n anys la quantitat que s’obtindrà serà: S = A + A (1 + i ) + A (1 + i ) + 2 + A (1 + i ) n −1 2 Si multipliquem tot per (1 + i) queda: S (1 + i ) = A (1 + i ) + A (1 + i ) + 2 + A (1 + i ) 2 n Ara, restant aquestes dues equacions s’obté: [ ] S i = A (1 + i ) −1 n Si volem que el resultat de les dues formes d’invertir, una quantitat P d’un sol cop i quantitats A anualment, siguin equivalents després de n anys utilitzant el mateix tipus d’interès, llavors: S = P (1+ i ) = n [ ] A (1+ i )n −1 i I d’aquí: i (1 + i ) A= P (1+ i )n −1 n La quantitat A és la inversió anual que s’ha de realitzar durant n anys per generar la mateixa quantitat de diners que s’obtenen després de n anys d’haver invertit en un sol cop la quantitat P. De forma paral·lela, la quantitat A també és la quota anual que s’ha de pagar per retornar (amortitzar), amb interessos, un préstec de magnitud P fet a un tipus d’interès, i, amb un termini de n anys. Es pot definir el coeficient anual de càrrec de capital (ACCR, Annual Capital Charge Ratio) com: A i (1 + i ) = P (1 + i )n −1 n ACCR = Aquest coeficient és la fracció del capital inicial que s’ha de pagar anualment per compensar completament, tant el capital com tots els interessos acumulats durant la vida de la inversió. Aquesta és la mateixa fórmula que s’utilitza per calcular les quotes de les hipoteques i altres crèdits al consum en els que el capital és amortitzat durant tot el període de vigència del préstec. Si la despesa del capital s’utilitza com el tipus d’interès al que la companyia aconsegueix el capital d’inversió, llavors el coeficient anual de càrrec de capital (ACCR) es pot utilitzar per convertir la despesa inicial de capital (P) en una càrrega de capital anual o despesa de capital anualitzada (ACC, Annual Capital Charge): Universitat de Girona 169 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics ACC = ACCR · P La despesa de capital anualitzada (ACC) es pot sumar a la despesa en efectiu d’operació (despeses directes + indirectes) produint la despesa total de producció anualitzada (TAC, Total Annualized Cost): TAC = despesa en efectiu de producció + ACC Per l’avaluació de la rendibilitat d’un projecte, la despesa total de producció anualitzada (TAC) ha de ser comparada amb les previsions dels ingressos futurs. A la taula 4.31 es mostra els valors que pren el ACCR per a diferents valors de tipus d’interès (i) i anys de vida del projecte (n). Per a un tipus d’interès típic del 15% i un període d’amortització de 10 anys, el ACCR pren un valor de 0.199, o el que és el mateix, la despesa de capital anualitzada (ACC) serà una cinquena part de la inversió de capital. Taula 4.31 Valors del coeficient anual de càrrec de capital (ACCR) per a diferents tipus d’interès Tipus d’interès, i ACCR a 10 anys ACCR a 20 anys 0.10 0.163 0.117 0.12 0.177 0.134 0.15 0.199 0.160 0.20 0.239 0.205 0.25 0.280 0.253 0.30 0.323 0.302 Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Quan s’utilitza el mètode de la despesa anualitzada, s’han de tenir en consideració algunes premisses: - Aquest mètode suposa que la inversió i els fluxos de caixa es produeixen immediatament i per tant no té en compte la temporalització dels primers ingressos i despeses. Recordem que les inversions i els ingressos no es produeixen de cop en l’instant d’iniciar el projecte (veure apartat 4.2) sinó que segueixen una cronologia estipulada. A la taula 4.32 apareix un exemple. Taula 4.32 Cronologia típica de desenvolupament d’un projecte a la indústria química Any 0 Despeses 30% capital fix Ingressos 0 1 2 40-60” capital fix 10-30% capital fix capital de treball despeses de producció fixes 30% despeses de producció variables despeses de producció fixes 50-90% despeses de producció variables despeses de producció fixes despeses de producció variables 0 30% dels de capacitat màxima 3 4+ 50-90% dels de capacitat màxima 100% dels de capacitat màxima Esdeveniments Enginyeria i equips d’entrega llarga Adquisició i construcció Producció inicial Posada a punt de la planta Producció a capacitat màxima Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 En aquest sentit, aquest mètode és inferior als del NPV i de la DCFROR. Universitat de Girona 170 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics - Aquest mètode no té en compte ni els impostos ni la depreciació, suposant que el total d'ingressos estan disponibles per retornar les inversions (i els interessos corresponents). La anualització dels impostos i de la depreciació (sobre tot si s’utilitza el mètode MACRS) no és fàcil. - El capital de treball es recupera al final de la vida operativa de la planta i llavors, estrictament només es pot anualitzar el capital fix. Es poden modificar les equacions que defineixen l’ACCR i l’ACC per incorporar una quantitat de diners al final del termini de la inversió, però les versions modificades s’utilitzen molt poc i habitualment el capital de treball es menysprea en aquest mètode, o s’addiciona erròniament al capital fix. Una forma senzilla d’evitar aquest problema és suposar que el capital de treball està totalment format per deute. En aquest cas, la despesa en capital de treball es redueix a un sol pagament d’interès que apareixerà formant part de les despeses fixes de producció. Al final de la vida del projecte, el capital de treball es recuperarà i estarà disponible per reemborsar el préstec. - Com s’ha vist en l’apartat 4.1, moltes despeses de producció fixes es poden estimar proporcionalment a la inversió en capital fix. Això permet incloure-les en el càrrec anualitzat de capital mitjançant l’ACCR. Així, per exemple, si es suposa un càrrec anual del 3% del capital fix per estimar les despeses del treball, un altre del 2% del capital fix per la despesa en impostos locals (de propietat) i un tercer càrrec del 65% de les despeses del treball per les despeses generals, el ACCR s’haurà d’incrementar en: 0.02 + 0.03 + (0.65 · 0.03) ≈ 0.07 - Si a més, es suposa que les despeses d’enginyeria i construcció s’estimen en el 10% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL) i que les despeses de contingència s’aproximen com el 15% de les inversions internes i externes (ISBL+OSBL), llavors amb les dades de la taula 4.31 per a un tipus d’interès típic del 15% i un període d’amortització de 10 anys, l’ACC prendrà el valor: ACC = (0.199 + 0.199·0.1+0.199·0.15+0.07)·(ISBL+OSBL) = 0.32 (ISBL+OSBL) Aquesta última equació és la base d’una regla d’or molt utilitzada que diu que es pot calcular la despesa de capital anualitzada (ACC) dividint la inversió per tres. Quan s’utilitza aquesta regla, s’ha de recordar que algunes de les despeses fixes (no totes) s’han comptabilitzat en el càrrec de capital anualitzat. El mètode de la despesa anualitzada comporta més suposicions que els mètodes del NPV i de la DCFROR, però és molt utilitzat perquè és un mètode ràpid de comparació de les inversions i els beneficis. Aquest mètode també és molt útil per analitzar projectes petits, com modificacions de planta que porten a la reducció de les despeses d’operació (e.g. projectes per la recuperació de calor), ja que les despeses anualitzades de capital es poden comparar directament amb els estalvis anuals estimats i generalment no afecten a les despeses de producció fixes. Generalment, aquests projectes de modificació es porten a terme ràpidament, i per tant l’error introduït en menysprear el calendari d’inversions i ingressos és molt menys important que quan es dissenya una planta nova. Universitat de Girona 171 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics El mètode de la despesa actualitzada també s’utilitza molt per comparar despeses en equips amb diferents estimacions de vida operativa, ja que permet la comparació amb una mateixa base anual (veure exemple 4.7). Exemple 4.7 Un bescanviador de calor d’acer al carboni té un valor de €140 000 i s’espera que tingui una vida de 5 anys abans de necessitar ser reemplaçat. Si s’utilitza en la construcció del bescanviador acer inoxidable 304, la vida de servei augmentarà a 10 anys. Si la despesa del capital és del 12%, quin bescanviador serà més econòmic? Dades: Factors de despesa de material: Acer al carboni, 1.00; acer inoxidable 304, 1.30 Amb un tipus d’interès del 12% i una vida operativa de 5 anys, el coeficient anual de càrrec de capital serà: i (1 + i ) 0.12(1.12)5 ACCR = = = 0.277 (1+ i )n −1 1.125 −1 n Llavors, la càrrega de capital anual pel bescanviador d’acer al carboni serà: ACC = €140 000 · 0.277 = €38 780/any Amb els factors de despesa de material es pot calcular la despesa en el bescanviador d’acer inoxidable (veure apèndix XII): €140 000 · 1.3 = €182 000. A partir de la mateixa equació anterior o de les dades de la taula 4.31 podem obtenir el coeficient anual de càrrec de capital a 10 anys i 12% de tipus d’interès: ACC = 0.177. Llavors, la càrrega de capital anual pel bescanviador d’acer inoxidable: ACC = €182 000 · 0.177 = €32 210/any En aquest cas serà més econòmic comprar el bescanviador d’acer inoxidable. 4.9 Avaluació de projectes Una companyia típica involucrada en la indústria química, farmacèutica i/o de combustibles, avalua molts projectes cada any. De tots aquests, només alguns són seleccionats per ser implementats. En aquesta secció es discutiran, entre altres coses, alguns dels criteris utilitzats per fer aquesta selecció. Tipus de projectes Les companyies porten a terme inversions en projectes a causa d’una gran varietat de raons. Sovint és necessari engegar projectes de compliment de la reglamentació com a resultat de canvis en les legislacions (e.g. mediambientals). Si el govern canvia les normes de Universitat de Girona 172 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics seguretat de la planta o les especificacions de les emissions o del producte, llavors, a menys que es pugui obtenir una exempció, la planta s’haurà de modificar o s’haurà de tancar. Els projectes de compliment de la reglamentació acostumen a produir rendiments financers pobres (normalment negatius), si no es consideren les despeses d’oportunitat (pèrdues) que signifiquen abandonar el negoci. Els projectes de reducció de despeses tenen com objectiu reduir les despeses de producció d’una planta existent. Les inversions més comunes en reducció de despeses es realitzen en manteniment preventiu. En aquests projectes es reemplacen, es reparen o es netegen els equips desprès d’un interval de temps previst, i abans que el deteriorament dels equips puguin afectar el rendiment o la seguretat del procés. La majoria dels projectes de manteniment preventiu són petits i poden ser finançats pel pressupost de manteniment de la planta, però alguns poden ser projectes costosos i que requereixen del tancament de la planta, com per exemple la substitució dels tubs del forn principal (reactor) de la planta. Un altre tipus de projectes de reducció de despeses habitual són els projectes de recuperació o integració de calor. En aquests, s’actualitza la xarxa de bescanviadors de calor o el sistema de serveis, per reduir les despeses d’energia. Sempre que sigui possible, les companyies intenten finançar projectes de creixement amb la intenció d’obtenir reemborsaments apreciables del capital invertit. Els projectes de creixement inclouen expansions d’unitats existents, anomenats projectes de desembotellament o reforma, i projectes de construcció de plantes noves, anomenats projectes de base. Excepte pels projectes de base, generalment, abans de dissenyar el projecte es necessiten grans quantitats d’informació de la planta existent, de la seva ubicació i dels productes que genera. Habitualment, es dediquen molts esforços a perfeccionar les simulacions i altres models de rendiment de la planta amb la intenció que siguin útils en el disseny de les modificacions. Els projectes de base, molt tractats en l’àmbit acadèmic perquè no necessiten de tot aquest esforç, representen menys del 10% dels projectes totals en el mon industrial. Límits al portafolis de projectes La principal limitació al nombre i dimensió dels projectes continguts en el portafolis d’una companyia és la disponibilitat de capital, i aquesta vindrà donada per la política financera de la companyia. El capital destinat al desenvolupament de projectes es fixa, generalment, en funció de les vendes, del benefici o dels actius. Les dades sobre el capital que dediquen les majors companyies químiques i farmacèutiques a desenvolupar projectes, apareixen anualment en revistes com Chemical & Egineering News (taula 4.33). Aquestes dades indiquen que abans de la crisi (2007), el capital destinat a finançar projectes es trobava entre el 4 i el 8% de les vendes i entre el 4 i el 6% dels actius. En plena crisis (2009), aquest capital continuava entre el 4 i el 6% dels actius, però havia baixat al 4-6% de les vendes. Avui en dia sembla que s’estan recuperant els números anteriors a la crisi. Una segona restricció en el nombre de projectes que es poden portar a terme és la disponibilitat de recursos propis de personal. Les companyies amb un equip d’enginyeria petit, només podran portar a terme uns pocs projectes a la vegada. Fins i Universitat de Girona 173 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics tot, quan s’utilitzen contractistes, la companyia ha de proporcionar algun suport d’enginyeria en tots els projectes. La disponibilitat dels contractistes també pot ser una limitació en temps de màxima activitat constructiva industrial. Per una altra part, els projectes que comporten una amplia activitat de recerca i desenvolupament poden patir restriccions per disponibilitat d’investigadors o de serveis de planta pilot. Taula 4.33 Exemple de dades financeres de les indústries químiques publicades Taula extreta de Facts & Figures of the Chemical Industry. M. M. Bomgardner, M. McCoy, M. S. Reisch, A. A. Trullo, A. Scott, J. F. Tremblay. Chem & Eng. News 91(26), July 1, 2013. pp. 25 Sovint, la restricció més important fixada al portafolis de projectes prové dels terminis de les regulacions. Els projectes que han de complir regulacions, han d’estar enllestits durant el període de vigència de les lleis reguladores. Això dòna poc marge cronològic de maniobra per planificar, dissenyar i construir la planta. Aquests terminis de les regulacions són especialment importants pels productes farmacèutics. Un nou fàrmac estarà protegit durant 20 anys a partir de la data de presentació de la patent. Desprès d’aquest temps, els competidors poden comercialitzar versions genèriques del fàrmac a un preu significativament inferior. Abans de poder Universitat de Girona 174 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics comercialitzar un nou fàrmac, aquest i el procés productiu han de ser aprovats per l’agència reguladora corresponent (e.g. FDA als Estats Units). La companyia manufacturera buscarà maximitzar el benefici obtingut amb el nou fàrmac entre l’aprovació de l’agència reguladora i l’expiració de la patent. Per això, s’ha de tenir suficientment avançada la feina de desenvolupament del projecte per poder intensificar ràpidament la capacitat de producció, un cop el fàrmac i el procés siguin aprovats. Criteris de decisió Com es va comentar en l’apartat 1.1, el criteri primordial per la selecció d’un projecte normalment és el rendiment econòmic, si bé altres factors també poden jugar un paper important. Quan s’avalua un projecte, a més del comportament econòmic, també es consideren altres factors com: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Seguretat Problemes mediambientals (eliminació de residus) Consideracions polítiques (política governamental i incentius) Localització de proveïdors i compradors (cadena de subministrament) Disponibilitat de mà d’obra i serveis de suport Estratègies de creixement corporatiu Experiència de la companyia en la tecnologia Centrant-se en els criteris econòmics, no existeix un criteri únic per a l’avaluació dels projectes. Cada companyia utilitza els seus mètodes preferits i instaura els seus propis criteris sobre les propietats que ha de complir un projecte per ser seleccionat. A l’hora d’avaluar projectes, el dissenyador ha d’assegurar-se que el mètode que utilitza i les suposicions que realitza estiguin d’acord amb la política de la companyia, i que els diferents projectes siguin comparats en una base adequada. Quan es comparen projectes, s’ha de fer utilitzant el mateix criteri econòmic per tots, però no utilitzant exactament la mateixa base, ja que en l’actual economia globalitzada hi han molts avantatges regionals significatius en factors com les matèries primeres, el preu del producte, les despeses de capital i el finançament, les despeses laborals, els incentius fiscals, etc. Quan s’estudien diferents tipus de projectes sí que s’acostumen a utilitzar diferents criteris econòmics en funció del tipus de projecte. En general, l’avaluació econòmica d’un projecte implica la consideració d’aquells factors que poden ser mesurats i comparats en termes monetaris per obtenir una informació que ajudi a prendre una decisió. Depenent del tipus de projecte, com acabem de comentar, la metodologia d’avaluació i els criteris acostumen a ser diferents. Així, els projectes de manteniment preventiu i de reducció de despeses s’acostumen a avaluar utilitzant mètodes senzills com el ROI, el termini de recuperació i l’EMIP (apartat 4.7) o l’ACC (apartat 4.8). Per a que es consideri el finançament d’un projecte haurà de superar un criteri mínim (o màxim) anomenat hurdle rate (índex crític). Per exemple, una companyia pot dictaminar que no es finançaran projectes amb termini de recuperació superior als dos anys. Universitat de Girona 175 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Els projectes de compliment de la reglamentació solen ser avaluats basant-se en l’augment de la despesa total anual que provoca la modificació projectada, ja que se suposa implícitament que no es produirà cap tipus de benefici. Si realment es produeix un reemborsament (e.g. per venda d'un subproducte), aquest es restarà de les despeses generades. Si la despesa de la modificació necessària per complir la reglamentació és excessiva, llavors s’avaluaran també les despeses d’oportunitat alternatives (tancament o venda de la planta). Una altra metodologia habitual d’avaluació de projectes petits o de modificacions de projectes de base en curs, és la utilització d’un ROI incremental definit com: ROI incremental (%) = Caixa anual incrementada ·100 Inversió incrementada Quan es tracta d’una modificació d’un projecte de base en curs, es fixa un índex crític independent pel ROI incremental per assegurar-se que les modificacions es subvencionen per si mateixes i no són finançades pel projecte base. Això ajuda a prevenir la deformació de les despeses dels projectes. Pel que fa als projectes de base, com ja s’ha comentat en capítols i apartats anteriors, durant el seu desenvolupament s’han de fer diferents avaluacions per ajudar a prendre decisions en diferents etapes del projecte (figura 4.30, veure també figura 1.4). Així, les avaluacions inicials poden determinar continuar amb el programa de recerca, el que comporta involucrar un major nombre de recursos per desenvolupar el procés. Posteriorment s’haurà de pensar en la construcció d’una planta pilot per estudiar l’escalat del procés. Finalment també s’haurà de decidir si es fa, o no, la inversió econòmica necessària per la construcció d’un planta industrial per a un nou procés o per a un nou producte. Figura 4.30 Etapes involucrades en l’avaluació d’un projecte Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Universitat de Girona 176 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Perquè el desenvolupament d’una nova tecnologia no es faci etern, molts d’aquests passos i avaluacions s’han de portar a terme simultàniament. Per exemple, a la figura 4.31 es mostra la cronologia del desenvolupament del procés KAPTON (DuPont), una reïna poliamídica utilitzada en aïllaments elèctrics, roba ignífuga, circuïts impresos, etc. Figura 4.31 Cronologia de desenvolupament del procés KAPTON Figura adaptada de Diseño de processos en ingeniería química. A. Jiménez Gutiérrez. Ed. Reverté, 2003 En aquesta figura es pot observar que un cop obtingut el producte a escala de laboratori, la comercialització va trigar cinc anys. Si el desenvolupament del projecte s’hagués fet de forma seqüencial, s’haguessin necessitat pràcticament el doble d’anys per comercialitzar-lo. La simultaneïtat d’operacions en el desenvolupament d’un projecte, incloses les avaluacions, fan necessàries les estimacions econòmiques que s’han presentat en aquest capítol, fins i tot en estadis molt preliminars. Molts projectes necessiten d’un temps apreciable per arribar als resultats tècnics òptims. Un cop assolits, potser la integració del nou procés en l’entorn industrial del moment és desfavorable econòmicament. En aquest cas, s’haurien perdut anys i inversions apreciables en recerca i desenvolupament, que s’haguessin pogut estalviar fàcilment amb unes avaluacions econòmiques prèvies basades en estimacions suficientment precises. Dades recents mostren que en el sector industrial general només el 25% dels projectes donen lloc a un nou producte o procés comercial, i d’aquests, dues terceres parts no arriben a produir les expectatives econòmiques originalment estimades (J. Barkai, IDC Manufacturing Insights, february 2012). Per als grans projectes de base, la metodologia i els criteris d’avaluació econòmica depenen de l’estat de desenvolupament del projecte. Per visualitzar els diferents estadis del projecte ens fixarem en un cas particular: el projecte d’implementació d’un nou procés productiu per a un producte ja existent. Quan es projecta una nova ruta per un producte ja conegut, les primeres avaluacions han de comparar la nova ruta proposada amb el procés o processos existents. Aquests tipus de projectes són molt habituals a la indústria petroquímica i la indústria química pesant que produeix intermedis químics, fertilitzants, polímers, etc. Universitat de Girona 177 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Com el producte ja es coneix, també es coneix el mercat potencial i les despeses de producció, a partir de les dades dels processos en funcionament. Una avaluació preliminar consistirà en comparar els ingressos, calculats com despeses totals d’operació + retorn sobre la inversió total (ROI), del nou procés projectat amb aquells generats pels processos en funcionament (apartat 4.7). Amb la intenció que la comparació sigui el més realista possible, és essencial que les estimacions a comparar estiguin fetes en les mateixes bases i utilitzant els mateixos mètodes. Això significa, que tot i tenir les dades reals dels processos en funcionament, s’hauran d’estimar pels mateixos mètodes que s’estimen pel nou procés projectat. Les dades reals dels processos en funcionament poden fer-se servir, llavors, per valorar la precisió dels mètodes d’estimació utilitzats. Ja en apartats anteriors s’ha comentat que per les unitats de producció grans i que treballen en continu, les despeses variables (especialment matèries primeres i serveis) i les despeses relacionades amb el capital, tenen gran importància en el total de les despeses. Per contra, en plantes de producció més petites que funcionen en discontinu (batch), són les despeses del treball (mà d’obra, etc.) les que poden arribar a tenir força importància. En qualsevol dels dos casos, però, per poder comparar el possible nou procés amb els ja existents, necessitem una estimació de les despeses d’operació (apartat 4.1) i dels capitals requerits per la construcció i pel funcionament de la planta (apartat 4.2). Agafarem com exemple la producció de l’anhídrid maleic (cis-butèdioic). Aquest producte és un important intermedi en l’obtenció de reïnes de polièsters insaturats. Aquestes reïnes acaben formant part d’importants materials com per exemple l’estructura dels automòbils, panells per la construcció, cascs de vaixells, tancs per emmagatzemar productes químics, etc. El mètode industrial tradicional d’obtenció de l’anhídrid maleic era l’oxidació controlada del benzè amb aire catalitzada per una mescla d’òxids metàl·lics (V2O5/MoO3 : 3/1): O 2 + 9 O2 V2O5/MoO3 O + 4 H2O + 4 CO2 2 O Ja als anys 80 del segle passat es va començar a estudiar altres vies d’obtenció de l’anhídrid maleic, en especial l’oxidació del butà, també amb aire i catalitzada per una mescla d’òxids de vanadi i fòsfor, d’entre altres catalitzadors. O 2 + 7 O2 V2O5/P4O10 O + 8 H2O 2 O Universitat de Girona 178 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Suposem que ens trobem a l’època en que s’estava desenvolupant aquest últim procés i que el departament de R+D de la companyia ha trobat un nou catalitzador que permet l’oxidació de butà a anhídrid maleic amb aire com a oxidant. En aquest context es tractaria d’estimar la economia del nou procés i comparar-la amb la del procés clàssic. Un cop estimades les dades necessàries (apartats 4.1 i 4.2), es pot construir la taula de despeses preliminar (taula 4.34). Taula 4.34 Comparació econòmica preliminar dels dos processos d’obtenció d’anhídrid maleic Escala d’operacions: 25 000 tones/any Base: despeses a preus de gener de 1989. Capitals segons PE índex 211 (1980 = 100) Procés Oxidació Benzè Oxidació butà Capital fix 30 milions de £ 34 milions de £ Capital de treball 3 milions de £ 2 milions de £ Capital total involucrat 33 milions de £ 36 milions de £ Despeses d’operació per tona d’anhídrid maleic £ £ Benzè 1.13 tones/tona producte a 310 £/tona 350 --Butà 1.17 tones/tona producte a 185 £/tona --216 Catalitzador + altres productes químics 10 20 Total matèries primes 360 236 Serveis 6 14 Total despeses variables 366 250 Despeses fixes de planta (6% del capital fix) 72 82 Despeses (fixes) generals (3 % del capital fix) 36 41 Depreciació (6.67% del capital fix) 80 91 Total despeses d’operació 554 464 Objectiu de benefici (retorn del 10% s capital total involucrat) 132 144 Preu de veda mínim del producte 686 608 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 En aquesta taula es por observar que l’estudi preliminar del nou projecte porta a un preu mínim de venda del producte inferior al del procés en funcionament. Conseqüentment, el nou projecte sembla econòmicament interessant i es justificaria involucrar més mitjans en la recerca sobre el catalitzador i en el desenvolupament del projecte. A mesura que vagi arribant més informació sobre el disseny del projecte i el catalitzador, es podrà construir un diagrama de flux preliminar (figura 4.32; veure també capítol 3) que permetrà al departament d’enginyeria química fer estimacions de capital de planta i necessitats d’energia més detallats. Aquestes estimacions comportaran el dimensionament de cadascun dels equipaments que apareixen al diagrama de flux preliminar utilitzant mètodes simplificats i l’estimació del capital total mitjançant algun mètode factorial (apartat 4.2). Arribats a aquest punt, es podria tornar a fer la comparació econòmica entre el nou projecte i els ja existents mitjançant una taula de despeses. Aquestes taules i els seus paràmetres, com s’ha comentat en apartats anteriors, donen només una visió instantània de la situació econòmica. Ara bé, en aquest estadi d’avaluació del projecte, la seva aprovació implica invertir una quantitat apreciable de diners per a la construcció i posada en marxa d’una planta pilot i és per això que s’ha d’estudiar la viabilitat econòmica al llarg de tota la vida del projecte. És a dir, en aquest estadi del projecte s’han d’utilitzar els mètodes d’avaluació de la rendibilitat NPV i DCFROR (exemple 4.8; veure també apartat 4.8). Aquest mètodes Universitat de Girona 179 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics necessiten de l’estimació de les vendes, dels preus de les matèries primeres, i del preu de venta del producte durant tota la vida del projecte (apartat 4.3). Això implica estimar la capacitat d’absorció del producte que té el mercat i la quota de mercat que es pretén guanyar amb el nou projecte. Aquestes dades ajudaran a estimar, també, la capacitat o un interval de capacitats de la nova unitat de producció (apartats 4.4, 4.5 i 4.6). Figura 4.32 Diagrama de flux per a l’obtenció d’anhídrid maleic per oxidació de butà Figura extreta de la web del Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources (West Virginia University) Quan es tracta, com en aquest cas de comparar entre possibilitats alternatives d’un mateix projecte que s’exclouen mútuament, aquestes possibilitats acostumen a presentar diferències en les inversions i en les despeses de producció. Això farà que pels mateixos ingressos anuals per vendes, les diferents propostes proporcionaran diferents valors presents dels fluxos de caixa anuals. En aquesta situació, la maximització del benefici s’obté per la proposta amb un NPV més gran. Aquesta proposta no té per què ser també la que major DCFROR proporcioni, ja que la DCFROR es mesura per diferents nivells d’inversió. De fet, una DCFROR menor sobre un capital d’inversió major pot donar un NVP més gran que una major DFCROR sobre un capital d’inversió menor. Quan es tracta de crear i ordenar el portafolis de possibles projectes, s’han de tenir en compte els objectius o intencions de la companyia. Si l’objectiu de la companyia, en termes econòmics, és maximitzar els beneficis, ens trobem en una situació com la anterior ja que els beneficis es maximitzen en fer-ho el NPV. En aquest cas, s’haurien de triar, per formar part del portafolis, tots aquells projectes que donessin lloc a un NPV positiu, ja que són projectes viables, sempre que es tinguin els recursos necessaris. Per ordenar els diferents projectes del portafolis, s’ha d’estudiar quins projectes maximitzen el NPV amb una major moderació de la inversió. Com s’ha comentat en l’apartat anterior, la DCFROR és una mesura de l’eficiència amb la que s’utilitza el capital invertit i per tant s’ordenaran en ordre de DCFROR decreixent. Amb la intenció que la llista de projectes potencials no sigui intractable, primer es descarten els que pitjor DCFROR presenten imposant un índex crític. A continuació, la resta de projectes es divideixen en categories, habitualment anomenades paquets, en funció d’unitats de negoci o filials regionals, depenent de l’organització de la companyia. Sobre aquesta estructura, la direcció corporativa aplicarà els seus objectius Universitat de Girona 180 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics estratègics imposant en cada categoria un nou índex crític per seleccionar els projectes més importants. Els objectius estratègics de la companyia poden ser de diferents tipus com per exemple el desig d’ampliar un negoci o una línia de producte determinat o el desig d’ampliar la presència de la companyia en una regió determinada amb un creixement econòmic ràpid. Exemple 4.8 Comparació del flux de caixa entre les dues rutes de producció d’anhídrid maleic (a partir de benzè i a partir de butà). Suposem: Plantes de producció d’una capacitat de 25 mil tones any. Previsions de vendes: 10 mil tones el primer any de producció 20 mil tones el segon any de producció 25 mil tones la resta d’anys de vida de la planta Temps de construcció de les plantes: 2 anys Previsió de preus i ingressos, basats en diners de l’any zero: taula 4.35 Taula 4.35 Previsió de preus i ingressos per 10 anys de funcionament de la planta Vida depreciable 0 1 2 Previsió ventes ----10 (x1000 t/any) Pre de venda (₤/t)* ----690 Ingressos (x1000 ₤) ----- 6900 Els valors dels dinerssón en £ de l’any zero 3 4 5 6 7 8 9 10 11 20 25 25 25 25 25 25 25 25 690 13800 685 17125 685 17125 680 17000 680 17000 675 16875 670 16750 670 16750 665 16625 Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 4.4.1 Ruta de l’oxidació de benzè Basant-nos en les dades de la taula 4.35, els càlculs dels fluxos de caixa anuals, NPV i DCFROR es troben a la taula 4.36. El capital fix (30 milions de £) s’inverteix durant els dos anys que dura la construcció de la planta. (14 milions de £ el primer any i 16 milions de £ el segon). La depreciació es calcula mitjançant el mètode de la línia recta i es considera com una desgravació. La vida depreciable de la planta es considera de 10 anys a partir de l’inici de la producció. L’impost de societats es situa en el 35%. El capital de treball (3 milions de £) s’inverteix mesura que es comença a produir i es recupera per venda dels estocs l’any final de la vida depreciable. Les despeses variables, 366 £/toma els primers anys, baixen lleugerament al llarg de la vida de la planta a causa de petits estalvis d’energia i l’evolució del preu del benzè. Les despeses fixes (excloent la depreciació), amb un valor de 2.70 milions de £/any es mantenen constants durant bona part de la vida de la planta. Els últims anys s’incrementen lleugerament a causa del major nombre d’operacions de manteniment que s’han de realitzar en envellir l’equipament. El Càlcul dels fluxos de caixa nets (després d’impostos) descomptats, considerant una taxa de descompte del 15%, porta a un valor de NPV positiu (8.369 milions de £). Universitat de Girona 181 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.36 Càlcul del NPV/DCFROR per a la planta d’obtenció de l’anhídrid maleic per oxidació de benzè (les dades són en mils de £) Taula adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Universitat de Girona 182 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Si es calcula amb un descompte superior (20% de taxa de descompte) el NPV surt negatiu, -5.501 milions de £. La interpolació de les dades (figura 4.33) permet calcular el DCFROR que resulta ser pràcticament el 15% (~15.1%). Aquesta taxa de descompte està al límit. Aconseguir un finançament tant avantatjós és difícil. Figura 4.33 Interpolació de les dades NPV per la planta d’oxidació de benzè Figura construïda amb les dades de la taula 4.36 i d’altres calculades 4.4.2 Ruta de l’oxidació de butà Basant-nos també en les dades de la taula 4.35, els càlculs dels fluxos de caixa anuals, NPV i DCFROR es troben a la taula 4.37 de la següent pàgina. El capital fix (34 milions de £) s’inverteix durant els dos anys que dura la construcció de la planta (16 milions de £ el primer any i 18 milions de £ el segon) La depreciació es considera com en el procés anterior. El capital de treball (3 milions de £), també com en el cas anterior, s’inverteix mesura que es comença a produir i es recupera per venda dels estocs l’any final de la vida depreciable. Les despeses variables, 250 £/toma els anys inicials, augmenten lleugerament al llarg de la vida de la planta a causa de que les millores en l’eficiència del nou procés són compensades per l’augment en el preu del butà (a preu del diner constant) en augmentar la demanda. Les despeses fixes (excloent la depreciació), amb un valor de 3.075 milions de £/any es mantenen constants durant bona part de la vida de la planta. No s’aplica cap reducció amb el temps, ja que es d’esperar alguns problemes en el funcionament inicial d’un nou procés. Els últims anys, com en el procés establert, s’incrementen lleugerament a causa del major nombre d’operacions de manteniment que s’han de realitzar en envellir l’equipament. Universitat de Girona 183 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Taula 4.37 Càlcul del NPV/DCFROR per a la planta d’obtenció de l’anhídrid maleic per oxidació de butà (les dades són en mils de £) Taula modificada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Universitat de Girona 184 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Calculant els fluxos de caixa nets (després d’impostos) descomptats, considerant una taxa de descompte del 10%, porta a un valor del NPV molt positiu (15.007 milions de £). Si es calcula amb un descompte del 20% de taxa de descompte, el NPV surt poc negatiu, -2.780 milions de £. La interpolació de les dades (figura 4.34) permet calcular la DCFROR que resulta d’un 17.9%, un valor superior al de l’anterior planta i per tant aquest projecte és més atractiu. S’hauria de continuar l’estudi amb una anàlisi de sensibilitat per conèixer els riscs i així tenir més dades per decidir si continuar endavant amb el projecte (veure següent secció). Figura 4.34 Interpolació de les dades NPV per la planta d’oxidació de butà Figura construïda amb les dades de la taula 4.37 i d’altres calculades Figura 4.35 Comparació dels terminis de recuperació per les dues plantes d’obtenció de l’anhídrid maleic Figura construïda amb les dades de les taules 4.36 i 4.37 La representació dels fluxos de caixa anuals nets després d’impostos, però no descomptats, front al temps de vida del projecte apareixen a la figura 4.35. Es pot observar com el termini de recuperació per la planta d’oxidació de butà (prop de 5 anys a partir de la posada en marxa de la planta) és inferior al de la planta d’oxidació de Universitat de Girona 185 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics benzè (prop dels 6 anys a partir de la posada en marxa de la planta). A més, el període màxim equivalent de la inversió (EMIP) per la planta d’oxidació de butà (prop de 3.5 anys) és menor que el de la planta d’oxidació de benzè (al voltant dels 3.8 anys). Recordem que l’EMIP és una mesura aproximada del temps que el capital invertit es troba en risc. Efectes de la incertesa Com ja s’ha comentat anteriorment, les dades utilitzades per a la avaluació econòmica dels projectes (càlculs de NPV, DCFROR, etc.) estan sotmeses a una certa incertesa, especialment les estimacions de vendes i preus. La importància de l’avaluació d’un projecte utilitzant un sol punt de dades (un sol valor de capital, un sol valor de despeses de producció, un sol valor de preu, etc.) com ajuda a la presa de decisions pot ser augmentada apreciablement si es realitza un anàlisi de sensibilitat addicional. S’anomenen anàlisis de sensibilitat aquells anàlisis que mesuren com de sensible és el resultat d’un càlcul a la variació de les dades. Com exemple de l’error que es pot introduir en utilitzar un sol punt de dades, tornarem a l’efecte de la capacitat de la planta en el capital fix que vam veure a l’apartat 4.2. Així, si recordem, el capital fix es relaciona amb l’escala de producció a través de la següent equació: C1 S1 = C2 S 2 n on C1 i C2 són els valors propis (ISBL) de dues plantes amb escales de producció S1 i S2, respectivament, i n es un exponent fraccionari que pren valors entre 0.38 i 0.90, i que en el cas de processos petroquímics s’acostuma a utilitzar un valor estàndard de 0.7. En la taula 4.38 apareixen les conseqüències d’utilitzar un valor de l’exponent n inadequat (suposant 0.7 el correcte), com percentatge aproximat d’error en el càlcul del capital fix. El signe negatiu implica que el valor estimat és inferior al correcte. Taula 4.38 Percentatge d’error en l’estimació del capital fix en utilitzar una n incorrecta Exponent Increment de la capacitat de la planta (S1/S2) utilitzat 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 0.35 16 28 38 47 55 63 70 76 0.40 13 23 32 39 46 52 57 63 0.45 11 18 26 32 36 41 46 50 0.50 9 15 20 25 28 32 35 38 0.55 6 11 15 18 21 23 25 28 0.60 4 7 10 12 13 15 16 18 0.65 2 3 5 6 6 7 8 8 0.70 0 0 0 0 0 0 0 0 0.75 -2 -4 -5 -5 -6 -7 -7 -8 0.80 -4 -7 -9 -10 -12 -13 -14 -15 0.85 -6 -10 -13 -15 -17 -19 -20 -21 0.90 -8 -13 -17 -20 -22 -24 -26 -28 Taula adaptada de Dysert, L. Chemical Engineering, 108 (october) (2001) 70 Universitat de Girona 186 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Com cal suposar, l’error comès en el càlcul del capital augmenta en augmentar la diferència entre el valor de n utilitzat en l’estimació (0.7) i el valor correcte. L’error en l’estimació del capital, però, també augmenta en augmentar l’increment de capacitat projectat. Així, per exemple, si dupliquem la capacitat de la planta l’error màxim en el capital fix seria d’aproximadament un 28%, però si tripliquem la capacitat, el mateix error seria de vora del 47%. Els errors en l’estimació del capital fix comesos per un valor incorrecte de l’exponent n en duplicar, triplicar i quadruplicar la capacitat de la planta estan representats en la figura 4.36. Figura 4.36 Percentatge d’error en l’estimació del capital fix en utilitzar una n incorrecta Figura construïda amb les dades de la taula 4.38 Habitualment, per realitzar una anàlisi de sensibilitat, el que es fa és anar suposant variacions amunt i avall del valor estimat per cadascuna de les dades, mantenint les altres constants, i observar quin és l’efecte sobre els paràmetres econòmics utilitzats en les avaluacions (fluxos de caixa anuals, NPV, DCFROR, etc.). Una anàlisi de sensibilitat no quantifica la incertesa, sinó que explora l’efecte de la variació de les dades en l’economia total del projecte. A la taula 4.39 es mostren els paràmetres típics investigats en una anàlisi de sensibilitat i l’interval de variació que normalment s’aplica. Taula 4.39 Paràmetres estudiats als anàlisis de sensibilitat Paràmetre Interval de variació Preu de venda ±20% de la base (major per productes químics bàsics) Capacitat de producció ±20% de la base Matèries primeres -10% a +30% de la base Combustibles -50% a +100% de la base Despeses fixes -20% a +100% de la base Inversió ISBL -20% a +50% de la base Inversió OSBL -20% a +50% de la base Temps de construcció -0,5 a +2 anys Tipus d’interès Base a base + 2 punts de percentatge Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Pel que fa al propi anàlisi estadístic, el més senzill és el proposat per Piekarski. En ell, cadascun dels elements de l’estimació s’expressa com un valor més probable, ML, un valor superior, H, i un valor inferior, L. Els valors superior i inferiors poden ser estimats dins dels intervals de variació de paràmetres de la taula 4.39. El valor mitjà i la desviació estàndard es poden calcular llavors com: Universitat de Girona 187 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Valor mitjà, x = (H + 2ML + L ) Desviació estàndard , S x = 4 H −L 2,65 S’ha de tenir en compte que el valor mitjà no és necessàriament igual al valor més probable si la distribució és esbiaixada, cosa que succeeix habitualment a les funcions de despesa. El valor mitjà i la desviació estàndard d’altres paràmetres es poden estimar llavors per combinació de valors mitjans i desviacions estàndards individuals utilitzant les relacions matemàtiques estadístiques de la taula 4.40. Taula 4.40 Relacions matemàtiques estadístiques Si y = f ( x , z ) , llavors la desviació estàndard de y, Sy, ve donada com funció de Sx i Sz Desviació estàndard Sy Funció y de x i z y = ax + bz S y = a 2 S x2 + b 2 S z2 y = xz Sy = x z x z S x2 x2 + S z2 z2 x S x2 S z2 + z x2 z 2 Nota: Aquestes fórmules són estrictament veritat quan x i z s’han estimat a partir d’un conjunt petit de dades i quan la seva covariància és cero (e.g. no existeix interrelació estadística entre x i z) y= Sy = Taula adaptada de Chemical Engineering Design. G. Towler, R. Sinnott. Ed. Elsevier, 2013 Això permet una estimació relativament fàcil de l’error total en una estimació de despeses o capital, i amb una mica més de dificultat es pot estendre a criteris econòmics com el ROI, el NPV i la DCFROR. Per fer una bona anàlisi de sensibilitat, però, s’ha de tenir en compte, no només la possibilitat que cadascuna de les dades prengui un valor superior i un inferior, si no qualsevol dels valors intermedis. És a dir, hauríem de considerar la distribució normal de probabilitat que es doni qualsevol valor possible entre H i L i fer el càlcul en cada punt. Això dona lloc a un nombre infinit de càlculs i es necessita utilitzar algun mètode aproximat. Un dels mètodes més utilitzats és el que es coneix com Simulació de Monte Carlo. Segons aquest mètode, si cada una de les dades independents (capitals, despeses, etc.) presenta valors seguint una distribució de probabilitat, es pot obtenir una distribució de probabilitat dels resultats de les avaluacions econòmiques (NPV, DCFROR, etc.) calculant-los moltes vegades, i utilitzant valors de les dades triats de forma pseudoaleatòria. La tria pseudoaleatòria dels valors de cadascuna de les dades es fa de tal forma que el nombre de vegades que es tria un valor determinat és proporcional a la seva probabilitat. Tot i que aquest mètode aproximat redueix la quantitat inicial infinita de càlculs, és obvi que implica la utilització de mètodes computacionals. Existeixen diferents programes comercials per a la Simulació de Monte Carlo, per exemple: REP/PC (Decision Sciences Corp.), @RISC (Palisade Corp.), CRYSTAL BALL® (Decisioneering® Universitat de Girona 188 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics Corp.). Fins i tot, un grup de professors de la UOC ha desenvolupat, dins el projecte eMath, la Simulació de Monte Carlo amb Microsoft Excel. Independentment de les eines que s’utilitzin per realitzar l’anàlisi de Monte Carlo, el resultat són distribucions com la que es presenta a la figura 4.37. En aquesta figura es mostra la distribució dels diferents valors que pot prendre el NPV d’un projecte, amb el valor més probable indicat per la línia discontinua. Es pot observar que apareix una petita probabilitat d’obtenir un NPV negatiu (aproximadament un 4% calculat com el percentatge de l’àrea negativa respecte a l’àrea total de la distribució). Figura 4.37 Distribució de valors de NPV calculada pel mètode de Monte Carlo Figura adaptada de An introduction to industrial chemistry. C. A. Editor. Ed. Blackie. 2a edició, 1991 Bé, amb aquesta distribució de valors de NPV possibles, la direcció del projecte pot analitzar els possibles beneficis i riscos que comporta tirar endavant el projecte. Per prendre una decisió també s’hauran de tenir en compte la política de la companya respecte als riscos, habitualment basada en les probabilitats de beneficis i pèrdues, i en els valors absoluts estimats d’aquests beneficis i pèrdues. Tota aquesta avaluació econòmica del projecte no elimina el fet que serà l’equip de direcció de la companyia qui finalment prendrà la decisió de tirar endavant el projecte o no, tenint en compte altres aspectes. En qualsevol cas, l’avaluació econòmica dóna una visió clara de la situació en la que es desenvoluparia el projecte. Exercicis 1. Una companyia es proposa invertir 500 000 £ durant l’any present per construir una planta per a l’obtenció d’una especialitat química (e.g. un pigment) a una escala de 500 tones/any. El capital de treball es valora en 100 000 £ amb la planta a ple rendiment i s’invertirà proporcionalment a la producció. Es preveuen unes vendes de 300 tones el primer any i un augment de 100 tones per any fins arribar a la màxima capacitat. S’espera una vida de mercat del producte Universitat de Girona 189 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics de 5 anys. S’estima que el valor residual de la planta un cop tancada serà de 100 000 £. Les despeses variables són de 350 £/tona i les fixes de 155 000 £/any. La depreciació es calcula mitjançant el mètode de la línia recta i es considera com una desgravació. L’impost de societats es situa en el 30%. El preu de venda del producte és de 1 100 £/tona. Si la companyia necessita un retorn del 15%, és viable econòmicament el projecte? Quin és el DCFROR del projecte? 2. S’està portant a terme l’estudi d’una proposta de producció d’un solvent (hidrocarbur) a una escala de 100 000 tones/any. La planta es construirà en dos anys gastant un 45% de la inversió durant el primer any de construcció i el 55% restant el segon. La inversió s’ha estimat en un valor de 15 milions de £ (valor de l’any zero). La producció s’inicia el tercer any amb 60 000 tones any i 75 000, 90 000 i100 000 tones/any els següents anys. El capital de treball es calcula en 3 milions de £ a plena capacitat i s’invertirà proporcionalment a la producció. Les despeses variables s’han calculat en 275 £/tona i les fixes en 3 milions de £/any. El preu de venda del producte s’ha estimat en 350 £/tona i s’espera que es mantingui constant (en valor constant del diner) durant tota la vida de la planta. La vida depreciale de la planta s’estima en 10 anys i no es preveu cap valor residual al final d’aquest temps. La depreciació es calcula mitjançant el mètode del balanç doble decreixent i es considera com una desgravació. L’impost de societats es situa en el 30%.Pel fet que es tracta d’un projecte a llarg termini i que té importància estratègica per la companyia, aquesta estaria disposada a rebre un retorn del 12%. El projecte pot continuar endavant? Quin és el termini de recuperació? (utilitzant fluxos de caixa nets acumulats però no descomptats) i del DCFROR del projecte 3. Una companyia està considerant la construcció d’una nova planta d’obtenció de reïnes. Per a la construcció de la planta es calcula una inversió de 1 milió de £ aquest any, per a una capacitat màxima de 3000 tones/any. El capital de treball, a màxima capacitat, es preveu de 300 000 £ i serà invertit a mesura que augmenten les vendes. Les despeses variables s’estimen en 300 £/tona i les fixes en 100 000 £/any. S’espera una vida productiva de la planta de 10 anys amb un valor residual net nul al final de la seva vida. El 52% de la inversió es desgrava (depreciació) l’any següent de la inversió. La resta, juntament amb els interessos per préstecs i impostos per vendes es descompta com una taxa, també del 52% dels ingressos nets de la planta de l’anualitat anterior. Els estudis de mercat han estimat un preu de venda del producte de 470 £/tona i un lent creixement de les vendes: 500 tones el primer any de producció, 1000 el segon, 1500 el tercer, 2300 el quart i 3000 tones del cinquè fins al desè any de producció. La companyia requereix un retorn de 16% i un termini de recuperació inferior als sis anys des de l’inici de la construcció. Es tracta d’un projecte atractiu econòmicament? Quins valors de la DCFROR i del termini de recuperació (utilitzant fluxos de caixa nets acumulats però no descomptats) produeix aquest projecte? 4. Els estudis de mercat realitzats en l’anterior exercici mostren que el preu de venda del producte és crític. Petites variacions del preu de venda poden causar grans variacions en la capacitat d’absorció del mercat. Així, s’ha estimat que la baixada del preu de venda fins els 450 £/tona permetria treballar a ple rendiment Universitat de Girona 190 Alfons Polo Projectes 4. Aspectes econòmics a partir del tercer any de producció i pels dos primers anys les vendes augmentarien fins les 1000 i 2000 tones respectivament. Com definiries econòmicament el projecte en aquestes condicions? Quins són ara la DCFROR i el termini de recuperació? (utilitzant fluxos de caixa nets acumulats però no descomptats). 5. S’està considerant el projecte de producció d’un detergent a una escala de 100000 tones/any. Els estudis de mercat han estimat el preu de venda en 530 £/tona i una absorció del mercat de 60000 tones el primer any de producció, 80000 el segon, 90000 el tercer, i la màxima capacitat a partir del quart any. La construcció de la planta es portarà a terme en dos anys amb una inversió idèntica els dos anys. El 52% de la inversió es desgrava (depreciació) l’any següent a la inversió. La resta, juntament amb els interessos per préstecs i impostos per vendes es descompta com una taxa, també del 52% dels ingressos nets de la planta de l’anualitat anterior. El capital de treball serà invertit proporcionalment a l’augment de les vendes. El valor residual de la planta serà nul desprès de deu anys de vida productiva. S’estan estudiant dues possibilitats: (i) Al mercat es troba disponible un intermedi que en un sol pas dóna lloc al producte desitjat. En aquest cas, el capital fix ha de ser de 60 milions de £ i el capital de treball a màxima producció de 8 milions de £. Les despeses variables són 325 £/tona i les fixes 4.77 milions de £/any. (ii) S’utilitza com a matèria primera un producte més bàsic que permet aconseguir el detergent desitjat en dues etapes. En aquest cas el capital fix requerit és major, 85 milions de £, i també augmenta el capital de treball fins al 11 milions de £. Per contra, disminueixen les despeses variables, 250 £/tona, i les fixes són similars, 5 milions de £/any. Si la companyia ens aconsegueix el capital al 13% d’interès, quins NPV i DCFROR proporcionen cadascuna de les dues possibilitats? En el cas de la possibilitat (ii), si el capital disponible al 13% només són 60 milions de £ (milió amunt milió avall) però la resta es pot aconseguir al 15% d’interès, seria econòmicament atractiu? Universitat de Girona 191 Alfons Polo