《技术经济学》案例三薛湖煤矿投资决策的方法研究1.1薛湖煤矿概况薛湖矿井位于河南省永城市北部，属于永城市管辖。
井田东西长16km，南北宽2.8～6.5km，面积约822km，工业资源储量为20210万t，矿井工业储量为14138万t。
薛湖井田煤质为低-中灰、特低硫、特低磷、中高发热量、灰融性好、抗碎强度高、热稳定性好、易磨损性好的优质贫煤和无烟煤，煤层顶板以砂质泥岩粉砂岩为主，细粒、中粒砂岩顶板次之，老顶为细粒、中粒砂岩。
矿井正常涌水量为1378.79m3，最大矿井涌水量为m3。
1654.55h该井田为全隐蔽式煤田，煤系地层被巨厚的新生界松散沉积岩所覆盖，煤层埋藏深，新生界松散沉积层含水丰富，故采用立井开拓方式。
井下主运输采用胶带运输机，辅助运输采用5t电动车和1t矿车。
选煤厂采用适应性强、分选精度高、自动化程度高、经济效益佳、维护管理方便的重介（浅槽分选机）选煤方法加工块煤，旋流重介末煤，浮选煤泥。
薛湖选煤厂的商品煤分为手选特大块（+100mm）、洗中块（100～25mm）、洗小块（25～13mm）、洗粒煤（13～6mm）和末精煤（-13mm），另外尚有煤泥和洗矸。
煤炭运输采用铁路运输，铁路专用线接轨矿区陈四楼矿井专用线，铁路专运线长约12km。
矿井设计生产能力为1.20Mt/a。
矿井建设期为51个月，项目已于2005年12月开始建设，拟于2009年3月建成投产，投产第一年产量0.80Mt，第二年达到设计生产能力1.20Mt。
该项目矿井、选煤厂、铁路三部分总在籍人数1378人。
其中：矿井劳动定员1138人，选煤厂劳动定员90人，铁路劳动定员150人。
1.2问题的提出矿业投资受许多不确定性因素包括矿产品价格、生产成本、资源条件、计划服务年限以及经济环境、政策等，这使得矿业投资和其它工程项目的投资一样具有较大的投资不确定性和投资风险，投资者在进行矿业投资决策时，必须对这些不确定因素进行充分的分析，对矿业投资项目的投资价值做出准确的评价。
传统矿业投资多采用贴现现金流量（Discounted Cash Flow，DCF）法，其中又以净现值（Net Present Value，NPV）法运用最为广泛。
矿业投资是刚性的是这种方法赖以成立的基本假设之一。
也就是说，要么投资，要么放弃，投资过程中出现的局面事先就必须精确预计，因而投资策略也是不可更改的。
在矿业项目的评价上一般也采用净现值法。
但是，在全球竞争和融资渠道多元化的背景下，矿业项目受到越来越多的不确定性因素影响。
投资者不得不根据矿业产品的市场行情、利率等的变动随时准备调整投资策略，如延迟投资、追加投资或放弃投资等，这被称为投资的管理柔性。
在这种情况下，再应用净现值法对矿业投资项目进行评价必然难以正确描述项目价值。
事实上，这种柔性使得投资者尽可能规避项目失败的巨大损失，又能最大程度的争取最大利润，因而是有价值的。
净现值法评价的结果往往使得矿业投资享目价值被低估，导致许多虽然风险很大但很有潜力的矿业投资项目被放弃。
因此矿业投资决策应该探索新的方法。
期权理论产生于金融领域，近年来它的应用范围突破了金融领域的界限，逐步应用于商品融资定价、企业的研究与开发、项目估价、战略并购和风险投资等环境不确定且风险较大的实物资产投资领域，因此衍生出了实物期权（Real Options）的概念。
实物期权是金融期权理论在实物资产领域的扩展。
它是一种新的思维方式，应用这种新的投资思路和评价方法，不但能让投资者适时地分析外部经营环境的变化，及时调整投资规模、时机以及投资领域，以提高决策的灵活性，还能对忽略、低估或无法确定投资价值的传统决策方法、评价思路做出必要的修正或补充。
将实物期权法引入矿业投资的经济评价主要有两个原因：1、实物期权法可以解决风险大、不确定性大的项目的经济评价和投资决策，而矿业投资最大的特点恰恰就是风险大、不确定性大，而且投资一般为多阶段投资。
实物期权法将矿业投资的各个阶段分别作为一个整体来考虑，在每个阶段结束后，矿业公司都可以决定是否继续投资。
在这一点上，实物期权法与净现值法相比具有很大的优势，因为净现值法规定：一旦对项目投资，中途是不可以取消的。
所以净现值法产生的结果必然会对投资产生误导，而实物期权法则有效地规避了风险。
2、实物期权法要求的假设少。
以石油开发为例，公司首先要向政府申请购买勘探开发许可证，以得到在一定时间内进行勘探开发的权利。
净现值法在评价许可证价格时，为确定未来的期望现金流，首先要设定成本和价格的统计分布，然后还要设定勘探开发的时机以及开采量。
有了以上信息，才能用净现值法确定许可证的价值。
正是由于净现值法须对一系列的参数做出假设，产生的结果就随不同的设定而产生差异。
用实物期权法评价许可证的价值，则是从总体进行分析，无须对每个变量都作出假设，从而消除了不同的勘探开发时机对结果的影响。
在净现值法中，高的波动率会导致低的净现值，而矿业投资的不确定性对实物期权则会产生正面的影响。
传统的观点认为项目投资收益的多少随着不确定性的增加而降低；但期权法观点则认为：不确定性越大，可能得到的投资收益也就越多。
换句话说，传统的观点是将不确定性作为一种消极的因素来考虑，而期权法观点则是将不确定性作为积极的因素加以考虑。
本文基于上述观点，提出“投资决策的方法研究”作为本文研究的课题，以传统的矿业投资决策方法为基础探索矿业投资实物期权特性，研究实物期权观念下不确定性矿业投资决策理论与方法。
1.3研究意义矿业项目投资具有投资建设时间长、投资不可逆性和较高的不确定性的特点。
应用实物期权定价的理论和方法，研究在不确定情况下矿业投资的理论和方法，为矿业项目的投资决策提供了一种新的思路与方法。
1、本研究有利于推进实物期权理论与方法在矿业投资领域的应用。
从实物期权应用研究现状中，可以看到，实物期权理论与方法在矿业投资领域的应用尚处于起步阶段，目前还很少有人系统地运用实物期权理论与方法来研究矿业投资。
本文研究基于实物期权理论的矿业投资决策方法，为矿业企业进行投资提供有力的保障。
2、本研究应用实物期权理论和方法对矿业项目的投资价值进行评估，考虑了矿业项目开发的特点和与其相关的不确定性因素，弥补了传统的净现值评价方法的缺陷，使得矿业项目投资评估更趋于实际。
3、矿业企业进行投资时面临激烈的竞争。
在市场竞争中，抢先进入的矿业企业一般具有先动优势。
矿业企业为了获得这种优势，往往会抢先进行矿业投资以占领市场。
因此，竞争降低了矿业投资等待期权的价值。
用实物期权理论研究不确定条件下矿业公司的投资决策，为解决矿业企业在投资决策中所面临的这种等待以获得期权价值和立即进入（矿业投资）以获得先动优势之间的冲突提供科学的指导。
1.4实物期权理论应用研究回顾1.4.1实物期权理论在矿业投资中的应用国外早期实物期权理论都是应用于石油天然气等矿产资源的开发方面。
因为矿产资源价格波动性比较大而且投资周期比较长，因而产生了价值较高的期权。
Brennan和Schwartz（1985）[14]利用商品期货和现货价格所产生的收益差额来评估暂时停止和放弃矿产开采的期权价值。
Paddock，Siegel和Swith（1988）探讨了沿海石油矿藏的评价，建立了美式买权定价模型，并与传统的投资决策等理论进行了比较，指出未来不确定性因素越多，实物期权的价值越大。
Trigeorgis（1996）针对跨国石油公司的矿产开采计划，提出了开发方案中含有多种期权，比如开发阶段的放弃期权，提出了开发阶段的放弃期权，营运阶段的扩张期权和中止期权等等，并针对这些期权提出了评价模型。
1990年，在Mkinsey公司从事咨询工作时，Copeland等人研究了期权定价在研究石油开采和矿山租赁时，他们的客户对推迟开采和扩大规模有选择权。
另一个例子是一个正在生产的矿山，该矿山可根据金属的现货交易价格来确定停产或生产，而金属的现货交易价格变动性很大，他们的应用包括停产、生产封存矿山，Berksund和Ekem对未开发的挪威北海油田的研究表明，优化投资时间可增加63万美元的现金流量，占DCF法计算的期望现金流量的12.6％。
1992年，Cavender应用期权定价理论对一个美国小型金矿的研究表明，关闭矿山和恢复生产的管理当局的选择权的应用，可增加3.8万美元的现金流量，占DCF法计算的期望现金流量的16.6％。
Dixit 和Pindyek的著作给出了好几个案例，一个涉及到评估尚未开发的海上油田，另一个调查了火力电厂降硫问题，空气净化法规要求降低SO的排量，火力2电厂可选用化学方法降硫，但需要昂贵的降硫设备投资，或者接受处罚，但可以继续污染空气。
问题是允许排放的费用是未知的，据1996年10月25日采矿杂志（Mining Journal）25期报道，南非黄金采矿公司JCI应用期权定价理论研究了一个深部黄金开采的案例，结果是在当前的市场条件下（即金价）和开采冶金技术条件下，开采该矿床是不经济的。
1996年，Moyen等人应用期权定价理论建立了一个评估金属市场价格和生产技术所决定的价值模型，并利用一个加拿大铜矿进行了验证。
国内学者从1998年己经开始进行实物期权的研究工作，起初主要是通过对发达国家公司估价思想和方法的研究[15.16]，进行有关实物期权概念的导入工作，随后一些学者开展了更多的研究工作。
在矿业投资决策中实物期权应用方面也取得了一些成果。
廖作鸿[17]等人将实物期权的方法运用于矿业期权的评估，马义飞[24]等人做了实物期权在油气储量价值评估中如何应用的研究。
柳兴邦[25]在研究油气勘探经济评价原则的基础上，提出了单位经济可采储量勘探成本作为经济评价的主要指标，并对其进行了全面分析。
高世葵、董大忠[26]根据石油勘探开发项目典型的实物期权特征，研究了两种期权决策方法：一是对于勘探项目，将Black-Scholes期权定价模型中的5个变量缩减为2个，作为勘探项目投资决策的二维空间的期权准则；二是对于开发项目，利用风险中性定价方法的二叉树期权定价模型作为开发项目的时机决策的期权方法，为油气开发项目的投资决策提供科学依据。
刘新风、王树丰、徐宏伟[27]用实物期权法评估我国矿业权的价值，主要采用的是基于延迟的实物期权法，该文针对该方法中的缺点，提出了二叉树模型法，弥补了该方法的不足，并以晓南矿为实例，用二叉树模型法对其矿业权进行了评估，说明了应用二叉树模型法对矿业权进行评估是有效的和切实可行的。
张永峰，杨树锋，陈汉林，贾承造[28]对石油勘探项目实物期权应用模型中的波动率参数性质及其在计算石油勘探项目的期权价值中的作用进行了分析，提出了适合石油行业易于操作的波动率参数的计算模型。
以净现值法为基础，应用蒙特卡罗原理，提出了在石油产量和市场油价随机变动条件下石油勘探项目实物期权应用模型中不同阶段的波动率参数估算方法。
