METODYKA OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU

Transkrypt

1 AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE WYDZIAŁ WIERTNICTWA, NAFTY I GAZU Rozprawa doktorska METODYKA OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU Autor: Mgr inż. Piotr Kosowski Promotor: Prof. dr hab. inż. Kazimierz Czopek Kraków, kwiecień 2008

2 Spis treści WSTĘP UZASADNIENIE PODJĘCIA TEMATU RODZAJE I WŁAŚCIWOŚCI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU PARAMETRY TECHNICZNE PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU ZAPOTRZEBOWANIE NA PODZIEMNE MAGAZYNOWANIE GAZU PODZIEMNE MAGAZYNOWANIE GAZU W POLSCE CEL I TEZA PRACY NAKŁADY NA BUDOWĘ I KOSZTY EKSPLOATACJI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU NAKŁADY INWESTYCYJNE NA BUDOWĘ PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU KOSZTY EKSPLOATACJI PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU ANALIZA EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNYCH MAGAZYNÓW GAZU TRADYCYJNE METODY OCENY EKONOMICZNEJ INWESTYCYJI Metody proste Prosty okres zwrotu Prosta stopa zwrotu Metody dyskontowe Zdyskontowany okres zwrotu Wartość zaktualizowana netto (NPV) Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) Porównanie metody NPV i IRR Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu (MIRR) Wskaźnik wartości zaktualizowanej (NPVR) Inflacja a metoda NPV Minimalna cena za magazynowanie ANALIZA Z UWZGLĘDNIENIEM RYZYKA I NIEPEWNOŚCI Analiza wrażliwości Analiza scenariuszy Metoda Monte Carlo OGÓLNY MODEL METODYKI OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU APLIKACJA METODYKI OCENY EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ PODZIEMNEGO MAGAZYNU GAZU NA WYBRANYM PRZYKŁADZIE WYBÓR OPTYMALNEGO WARIANTU MAGAZYNU Wariant I Wariant II Wariant III

3 Wariant IV Raport końcowy i podsumowanie wyboru wariantu magazynu SZCZEGÓŁOWA ANALIZA EFEKTYWNOŚCI EKONOMICZNEJ WYBRANEGO WARIANTU BUDOWY PMG Standardowa analiza efektywności ekonomicznej Metody proste Metody dyskontowe Podsumowanie analizy Analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności Analiza wrażliwości Analiza scenariuszy Analiza wpływu stopnia wykorzystania magazynu na efektywność ekonomiczną Analiza Metodą Monte Carlo Podsumowanie analizy z uwzględnieniem ryzyka i niepewności PODSUMOWANIE I WNIOSKI SPIS RYSUNKÓW SPIS TABEL LITERATURA:

4 Wstęp Podziemne magazyny gazu są bardzo ważnym elementem systemu gazowniczego. Wydobycie gazu ziemnego i jego przesył na duże odległości to proces kosztowny. Wynika to ze stosunkowo niedużej ilości energii, zawartej w jednostce objętości gazu, co powoduje, iż koszt transportu na jednostkę objętości jest wysoki. W związku z tym udział opłaty za przesył w cenie, którą płaci odbiorca, jest bardzo duży. Dodatkowo zużycie gazu charakteryzuje się bardzo silną zmiennością, a wahania występują m.in. w cyklach rocznych, tygodniowych i dobowych. Zmienność ta nie idzie w parze z preferowanym przez operatorów gazociągów stałym, wysokim stopniem wykorzystania przepustowości instalacji przesyłowych. Gdyby nie wykorzystywano podziemnych magazynów gazu, to zarówno zdolności wydobywcze, jak i przepustowości systemów przesyłowych musiałyby zaspokajać szczytowe zapotrzebowanie na gaz ziemny. W momentach niskiego zapotrzebowanie na gaz ich możliwości wykorzystywane byłyby w niewielkim stopniu [Kosowski P., et al., 2007] Budowa podziemnych magazynów gazu, zarówno tych o bardzo dużych pojemnościach, zapewniających zaopatrzenie w gaz dla całej sieci w okresie zwiększonego poboru, jak i mniejszych lokalnych magazynów, równoważących lokalne wahania zużycia gazu ziemnego, jest oczywistą ekonomiczną koniecznością. Rola podziemnych magazynów gazu stała się szczególnie ważna, gdy główny dostawca tego surowca na rynek europejski Rosja, zaczęła wykorzystywać swoją pozycję w rozmaitego rodzaju naciskach politycznych i gospodarczych. W sytuacji odcięcia dostaw ze wschodu niezwykle istotna jest możliwość dostarczenia odpowiednich ilości gazu ziemnego na rynek, co można osiągnąć posiadając odpowiednie wielkości pojemności magazynowych, połączone z wystarczającymi mocami odbioru z magazynów. Z drugiej strony rynek gazowy w krajach Unii Europejskiej liberalizuje się. Magazynowanie w podziemnych magazynach gazu traktowane jest jako przedsięwzięcie komercyjne, które musi przynieść zwrot poniesionych nakładów i zapewnić określony zysk inwestorom. Jest to szczególnie istotne w sytuacji, gdy zgodnie polityką Unii Europejskiej, już nie pojedyncze przedsiębiorstwa gazownicze (zazwyczaj państwowe) będą całkowicie odpowiedzialne za bezpieczeństwo dostaw gazu, ale kilka lub nawet kilkanaście firm gazowniczych w poszczególnych krajach. Do kwestii magazynowania gazu ziemnego odnosi się szereg aktów prawnych Unii 3

5 Europejskiej, a zwłaszcza tzw. Europejska Dyrektywa Gazowa z czerwca 2003 roku. Zgodnie z nią wolny dostęp stron trzecich (regulowany lub negocjowany) do magazynów i usług towarzyszących jest obowiązkowy. Programy bezpieczeństwa i wymogi w zakresie zapasów magazynowych na poziomie poszczególnych krajów powinny sprzyjać tworzeniu i rozwojowi konkurencyjnego wewnętrznego rynku gazu. Wszystkie te zmiany spowodowały, iż do tradycyjnych funkcji podziemnych magazynów gazu dołączyły nowe, a ich zestawienie przedstawia się następująco [Stopa J., et al., 2007]: Strategiczna rezerwa na wypadek przerwania dostaw (dotyczy zwłaszcza krajów silnie uzależnionych od importu spoza UE). Sezonowe równoważenie obciążenia w celu zaspokojenia szczytowego popytu (gaz jest zatłaczany do magazynów na wiosnę i w lecie, a zwykle odbierany od października do marca). Umożliwienie bilansowania dobowego. Arbitraż cen gazu, czyli handlowa optymalizacja wahań cen gazu. Ogólna optymalizacja funkcjonowania całego systemu, w tym ułatwienia dla transakcji wymiennych gazu typu swap. Podtrzymanie przesyłu poprzez niwelowanie lokalnych ograniczeń przepustowości systemu lub krytycznych dopuszczalnych wielkości ciśnień. W przypadku Polski możemy spodziewać się w przyszłości powstania rynku komercyjnych usług magazynowania i pojawienia się konkurencyjnych w stosunku do PGNiG S.A. operatorów podziemnych magazynów gazu, podobnie jak dzieje się to w innych krajach europejskich. Szczególnego znaczenia na zliberalizowanym rynku usług magazynowania nabiera efektywność ekonomiczna podziemnego magazynu gazu. Konkurencyjny rynek wymaga, aby operator podziemnego magazynu gazu potrafił zdefiniować i skwantyfikować kluczowe czynniki wpływające na opłacalności świadczenia usług magazynowania. Wiedza ta pozwala na skuteczne rywalizowanie na rynku i osiąganie przewagi nad konkurencją. Pozwala ona również uniknąć kosztownych błędów już na etapie projektowania inwestycji. W sytuacji, gdy rynek usług magazynowania kieruje się zasadami wolnorynkowymi, wiedza na temat opłacalności magazynowania, wrażliwości na zmiany kluczowych czynników ekonomicznych i technicznych, wpływu ryzyka oraz 4

6 minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających osiągnięcie założonych stóp zwrotu, pozwala na optymalne poruszanie się po rynku, udane konkurowanie z rywalami rynkowymi oraz zwiększanie przychodów i zysków przedsiębiorstwa, a tym samym działanie na korzyść jego udziałowców. Kluczowym elementem przygotowywania inwestycji, polegających na budowie podziemnych magazynów gazu, powinna być analiza ekonomiczna, dostosowana do ich specyfiki i uwzględniająca szeroki zakres wskaźników, a także rozpatrująca zagadnienia związane z ryzykiem i niepewnością. Przedsiębiorstwo planujące budowę podziemnego magazynu gazu, po dokonaniu takiej analizy, będzie dysponowało wiedzą, pozwalającą na skuteczne funkcjonowanie na rynku. W światowej literaturze przedmiotu znaleźć można trzy główne pozycje z zakresu oceny inwestycji i podejmowania decyzji w przemyśle naftowym i gazowniczym. Są to: wydana w 1971 roku w Tulsie książka An Introduction to Exploration Economics, autorstwa R.E. Megilla, wydana w 1975 r. również w Tulsie książka Decision Analysis for Petroleum Exploration, napisana przez P.D. Newendorpa oraz wydana w Nowym Jorku w 1985 r. Economic Analysis and Investment Decision autorstwa C.U. Ikoku. W Polsce została wydana w 1995 r. pozycja prof. Z. Łuckiego Ocena inwestycji i podejmowanie decyzji w górnictwie naftowym i gazownictwie. Żadna z tych książek nie skupia się jednak na zagadnieniach, związanych z tematyką podziemnego magazynowania gazu, który to temat zyskuje w ostatnim czasie na znaczeniu i zdaniem autora wymaga głębszej analizy. W pierwszym rozdziale pracy przedstawiono uzasadnienie podjęcia tematu metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Zaprezentowano w nim cel i tezę pracy. Scharakteryzowano główne rodzaje podziemnych magazynów gazu, z wyszczególnieniem wad i zalet, a także omówiono podstawowe parametry techniczne. Rozdział ten zawiera również omówienie sytuacji na rynku gazowym w Polsce i Europie. Przedstawiono w nim także charakterystyki wszystkich polskich podziemnych magazynów gazu. Drugi rozdział zawiera omówienie nakładów inwestycyjnych oraz kosztów eksploatacji podziemnych magazynów gazu, z podziałem na magazyny zlokalizowane w szczerpanych złożach ropy naftowej i/lub gazu ziemnego, warstwach wodonośnych i kawernach solnych. 5

7 W rozdziale trzecim zawarte jest omówienie metod i technik oceny efektywności ekonomicznej inwestycji w podziemny magazyn gazu ziemnego. Przedstawiono w nim również metody uwzględniające kwestie ryzyka i niepewności. Rozdział czwarty to omówienie metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu, zaproponowanej przez autora niniejszej pracy. W rozdziale piątym przedstawiony jest przykład oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, przeprowadzonej zgodnie z zaproponowanym przez autora w rozdziale czwartym schematem. Pracę kończy podsumowanie oraz wnioski. 6

8 1. Uzasadnienie podjęcia tematu 1.1. Rodzaje i właściwości podziemnych magazynów gazu Gaz ziemny może być magazynowany na wiele sposobów, ale najpopularniejszym sposobem jego przechowywania jest wykorzystanie podziemnych magazynów. Wyróżnia się trzy główne typy podziemnych magazynów gazu [Xiao G. et al., 2006]: 1) Zlokalizowane w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i/lub gazu ziemnego, 2) Zlokalizowane w warstwach wodonośnych, 3) Zlokalizowane w kawernach solnych. Gaz ziemny może być również przechowywany w płynnej formie w zbiornikach naziemnych. Każdy z typów podziemnych magazynów gazu ma swoje własne fizyczne, techniczne i ekonomiczne właściwości, takie jak np. porowatość, przepuszczalność, pojemność, moce napełniania i odbioru, zdolność do wykonywania wielu cykli rocznie, nakłady inwestycyjne, koszty operacyjne, itp. Dwie najważniejsze, z punktu widzenia eksploatacji, cechy podziemnego magazynu gazu to jego pojemność czynna i moc odbioru gazu. Warto zaznaczyć również, iż proces budowy podziemnego magazynu gaz jest długi i skomplikowany. W większości przypadków potrzeba przynajmniej 3-5 lat na tego typu inwestycję, a względy ekologiczne lub ewentualne protesty lokalnych społeczności mogą wydłużyć ten okres Większość podziemnych magazynów gazu zlokalizowanych jest w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego. Z reguły są przystosowane do wykonywania jednego cyklu zatłaczania i odbioru w ciągu roku. Są również najtańsze przy projektowaniu, budowie i utrzymaniu. Konwersję wyeksploatowanego złoża na podziemny magazyn ułatwiają istniejące odwierty, infrastruktura naziemna, istniejące podłączenia do systemu gazowego oraz znajomość struktury przeznaczonej na magazynowanie. Zazwyczaj gaz buforowy stanowi 50% całkowitej pojemności magazynu [Xiao G. et al., 2006]. 7

9 Zalety magazynów w wyeksploatowanych złożach to: 1. Zazwyczaj mają połączenia z głównymi gazociągami. 2. Na złożu istnieją już odwierty, które można wykorzystać oraz infrastruktura naziemna, co znacznie obniża koszty budowy magazynu. 3. Geologia złoża jest dobrze znana. Złoże to pułapka geologiczna co minimalizuje ryzyko niekontrolowanego wydostawania się gazu z magazynu. Minusy magazynów w wyeksploatowanych złożach to: 1. Zazwyczaj tego typu magazyny są zdolne do wykonywania tylko jednego cyku napełniania i odbioru w ciągu roku. 2. Otwory i infrastruktura naziemna takich złóż jest zazwyczaj stosunkowo stara i wymaga kosztownych rekonstrukcji i remontów. Pierwszy magazyn tego typu został zbudowany w 1916 roku w stanie Nowy Jork [Stopa J., et al., 2007] Istnieje wiele podziemnych magazynów gazu zlokalizowanych w warstwach wodonośnych. Struktury te mogą być wykorzystane na podziemne magazyny, gdy warstwa wodonośna przykryta jest nieprzepuszczalną warstwą skał i tworzy pułapkę geologiczną. Geologia warstw wodonośnych zbliżona jest do wyeksploatowanych złóż węglowodorów, ale budowa w nich podziemnych magazynów gazu wymaga z reguły utworzenia większej poduszki gazowej oraz dokładniejszego monitorowania procesów zatłaczania i odbioru gazu z magazynu. W przeciwieństwie do wyeksploatowanych złóż węglowodorów geologia warstw wodonośnych nie jest znana przed budową magazynu. Wymaga to przeprowadzenia szczegółowych i kosztownych badań. Nie istnieje również infrastruktura techniczna, taka jak odwierty, rurociągi, instalacje osuszające, sprężarki itp. W porównaniu z magazynami w wyeksploatowanych złożach, magazyny w warstwach wodonośnych mogą wymagać sprężarek o większej mocy i bardzie wydajnych urządzeń osuszających. Z drugiej strony, dzięki obecności wody, w takim magazynie panuje wyższe ciśnienie co skutkuje możliwością uzyskiwania wyższych mocy odbioru gazu z magazynu. Ma to szczególną wagę w przypadku potrzeby nagłego dostarczania dużych ilości gazu do systemu gazowniczego. Magazyny w warstwach wodonośnych wymagają również zatłoczenia całej poduszki gazowej, która dodatkowo stanowi zazwyczaj większy odsetek pojemności całkowitej magazynu, niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach 8

10 węglowodorów. W obecnej sytuacji, gdy ceny gazu ziemnego są bardzo wysokie, ma to istotny wpływ na wielkość nakładów inwestycyjnych, potrzebnych do zbudowania magazynu. Zalety magazynów w warstwach wodonośnych to: 1. Zazwyczaj znajdują się blisko końcowych odbiorców. 2. Stosunkowo wysoka moc odbioru. 3. Większa niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach zdolność do wykonywania wielu cykli w sezonie. Wady tego typu magazynów to: 1. Wysoki stopień ryzyka geologicznego. Tego typu struktura nie więziła w przeszłości węglowodorów, tak jak w przypadku złóż ropy lub gazu, w związku z tym istnieje niepewność odnośnie szczelności takiego magazynu. 2. Większe koszty operacyjne, związane z wydobyciem wody. 3. Konieczność utworzenia dużej poduszki gazowej (około 80% pojemności magazynu). Duża część tego gazu nie może być wydobyta po zakończeniu eksploatacji magazynu, co zwiększa w znacznym stopniu nakłady inwestycyjne. Magazyny w warstwach wodonośnych zostały zastosowane po raz pierwszy w 1946 r. w Stanie Kentucky (USA). Większość z magazynów tego typu eksploatowanych jest w Stanach Zjednoczonych, Francji oraz na terenach byłego Związku Radzieckiego. [Stopa J. et al., 2007] Magazyny zlokalizowane w kawernach solnych charakteryzują się bardzo wysokimi wartościami mocy zatłaczania i odbioru gazu w stosunku do pojemności czynnych magazynów. Budowa kawern solnych, w przeliczeniu na otrzymaną pojemność czynną, jest jednak bardziej kosztowna niż w przypadku wyeksploatowanych złóż węglowodorów, czy warstw wodonośnych. Z drugiej strony magazyny tego typu mogą wykonywać wiele cykli zatłaczania i odbioru w ciągu roku, co pozwala na znaczne zmniejszenie kosztów, w przeliczeniu na jednostkę zmagazynowanego gazu. Zdolność ta jest dużym atutem tego typu magazynów. Magazyny w kawernach solnych zajmują o wiele mniejszą powierzchnię niż pozostałe rodzaje magazynów. Wynika z tego o wiele łatwiejsze monitorowanie i 9

11 obsługa magazynu. Również czas budowy jest krótszy. Pomimo tego, iż magazyny tego typu są najdroższe w budowie i utrzymaniu, to stanowią bardzo dobre zabezpieczenie w przypadku gwałtownego wzrostu zapotrzebowania na gaz ziemny. Są również bardziej przydatne w regulowaniu krótkotrwałych wahań popytu, zarówno w skali ogólnokrajowej, jak i lokalnej. Zalety magazynów w kawernach solnych to [Xiao G. et al., 2006]: 1. Niewielki stosunek gazu buforowego do całkowitej pojemności magazynu (ok. 25%) 2. Bardzo duża moc odbioru (o wiele większa niż w przypadku magazynów w wyeksploatowanych złożach i warstwach wodonośnych) 3. Zdolność do wykonywania wielu cykli napełniania i odbioru w ciągu roku, co pozwala na równoważenie mniejszych wahań popytu i podaży gazu zimnego (np. dobowych). 4. Niskie ryzyko nieszczelności magazynu. Wady magazynów w kawernach solnych to: 1. Wysokie nakłady inwestycyjne konieczne przy budowie tego typu magazynów. 2. Wysokie koszty operacyjne. Magazyn tego typu zastosowano po raz pierwszy w 1961 roku w USA w Stanie Michigan. [Stopa J. et al., 2007]. Udział poszczególnych rodzajów magazynów w pojemności czynnej ogółem na świecie w roku 2003 przedstawia rysunek 1.1. Zdecydowaną większość stanowią magazyny w wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego, które stanowią ponad 80% pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu ogółem. Magazyny w warstwach wodonośnych posiadają ponad 12% udział w pojemnościach czynnych ogółem, a magazyny w kawernach solnych niemal 4%. Magazyny w kawernach skalnych i opuszczonych kopalniach nie odgrywają znaczącej roli. 10

12 w złożach gazowych-/ropnych 83,47% w kawernach skalnych 0,02% w kawernach solnych 3,83% w warstwach wodonośnych 12,63% w opuszczonych kopalniach 0,05% Rys Udział poszczególnych typów magazynów w pojemności czynnej ogółem na świecie w roku 2003 Źródło: Stopa J. et al. 2007, 1.2. Parametry techniczne podziemnych magazynów gazu Istnieje kilka istotnych parametrów technicznych podziemnych magazynów gazu. Są to: Całkowita pojemność magazynu maksymalna ilość gazu, która może być przechowywana w magazynie, wynikająca z jego właściwości geologicznych oraz wyposażenia. Całkowita ilość gazu w magazynie ilość gazu znajdująca się w magazynie w danym czasie. Gaz buforowy (poduszka gazowa) gaz przeznaczony do trwałego przechowywania w magazynie w celu utrzymania odpowiedniego poziomu ciśnienia. Pojemność czynna magazynu całkowita pojemność magazynu minus gaz buforowy, jest to maksymalna ilość gazu, która magazyn może przyjmować i oddawać do systemu w trakcie normalnej eksploatacji. Moc odbioru ilość gazu, którą można odebrać z magazynu w jednostce czasu. Moc odbioru danego magazynu jest zmienna i zależy od czynników takich jak: ilość gazu w magazynie, ciśnienie w magazynie, infrastruktura naziemna magazynu i innych. 11

13 Generalnie, moc odbioru magazynu zależy wprost od ilości zmagazynowanego gazu: im jest go więcej tym moc odbioru jest wyższa i zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się zapasów. Moc zatłaczania ilość gazu, którą można zatłoczyć do magazynu w jednostce czasu. Moc zatłaczania, podobnie jak moc odbioru, jest zmienna i zależy od podobnych czynników. Odwrotnie niż w przypadku mocy odbioru moc zatłaczania spada wraz ze wzrostem zapasów i rośnie w miarę zmniejszania się ilości gazu w magazynie. Żaden z powyższych parametrów w odniesieniu do konkretnego magazynu nie jest stały i niezmienny. Moce odbioru i zatłaczania zmieniają się wraz ze zmianą stanu zapasów oraz są zależne od infrastruktury magazynu. Magazyny mogą również czasem przekraczać ustaloną pojemność magazynową, która również może się zmieniać, tymczasowa lub na stałe. Dzieje się tak np. wtedy, gdy operator magazynu przeklasyfikuje jeden rodzaj gazu na inny (np. buforowy na zapas), gdy powstają nowe odwierty lub instalowane jest nowe wyposażenie napowierzchniowe. Operatorzy mogą również zdecydować się na sczerpanie części gazu buforowego w przypadku dużego niedoboru gazu na rynku. [EIA, 2006] 1.3. Zapotrzebowanie na podziemne magazynowanie gazu Dostęp do usług magazynowania gazu ziemnego ma kluczowe znaczenie w dzisiejszych czasach, a podziemne magazyny gazu odgrywają bardzo ważną rolę w systemie przesyłu i dystrybucji gazu ziemnego. Zgodnie z prognozami Międzynarodowej Agencji Energii udział gaz ziemnego, jako źródła energii pierwotnej, będzie stopniowo wzrastał (rys. 1.2) W Polsce również prognozuje się umiarkowany wzrost zużycia gazu. Fakt, iż podziemne magazyny gazu (PMG) stanowią kluczowy element infrastruktury przesyłowej spowoduje znaczny wzrost zapotrzebowania na pojemności magazynowe. Zużycie gazu charakteryzuje się dużą sezonowością, co nie idzie w parze z preferowanym przez operatorów stałym, wysokim stopniem wykorzystania gazociągów, gdyż następuje w takim przypadku rozminięcie się popytu i podaży. Gdyby nie wykorzystywano magazynów gazu, zarówno zdolności wydobywcze jak i przepustowości systemów przesyłowych musiałyby zaspokajać szczytowe 12

14 zapotrzebowanie na gaz. Tak więc budowa magazynów gazu, zarówno tych o bardzo dużych pojemnościach magazynowych, zabezpieczających zaopatrzenie w gaz dla całej sieci w okresie zwiększonego poboru (w sezonie grzewczym), jak i mniejszych lokalnych magazynów, stanowiących zabezpieczenie dla szczytowego zużycia w najbliższej okolicy jest ekonomiczną koniecznością. Zestawienie funkcji współczesnych podziemnych magazynów gazu przedstawia się następująco [Stopa J., Kosowski P., 2006]: Strategiczna rezerwa na wypadek przerwania dostaw (dotyczy zwłaszcza krajów silnie uzależnionych od importu spoza UE). Sezonowe równoważenie obciążenia w celu zaspokojenia szczytowego popytu (gaz jest zatłaczany do magazynów na wiosnę i w lecie i zwykle odbierany od października do marca). Umożliwienie bilansowania dobowego. Arbitraż cen gazu, czyli handlowa optymalizacja wahań cen gazu. Ogólna optymalizacja funkcjonowania całego systemu, w tym ułatwienia dla transakcji wymiennych gazu typu swap. Podtrzymanie przesyłu poprzez niwelowanie lokalnych ograniczeń przepustowości systemu lub krytycznych dopuszczalnych wielkości ciśnień Rys Prognoza zapotrzebowania na energię pierwotną Źródło: Bergmann B,

15 Na rysunku 1.3. przedstawiono ciekawe zestawienie wyceny poszczególnych magazynów gazu. Ich wartość podzielono na dwa elementy: wartość wewnętrzną i zewnętrzną. Wewnętrzna wynika z tradycyjnych funkcji magazynów, a zewnętrzna z nowych funkcji, które pojawiły się w ostatnich latach. Kawerny solne i magazyny LNG mają widoczną przewagę po względem wartości zewnętrznej, co wynika z ich parametrów. Magazyny w kawernach solnych mogą bowiem wykonywać aż do 18 cykli i napełniania i odbioru w ciągu roku, a magazyny LNG mogą zostać opróżnione w bardzo krótkim okresie czasu. Złoża Kawerny solne Nowe kawerny solne LNG Wartośd wewnętrzna Wartośd zewnętrzna Rys Wycena wartości poszczególnych rodzajów magazynów Źródło: Farrington B., Cox D., 2006 Znaczenie podziemnych magazynów gazu, jako gwarancji zapewnienia ciągłości dostaw ciągle rośnie. Spowodowane jest to, zwiększającym się uzależnieniem niemal wszystkich państw Unii Europejskiej od importu gazu ziemnego oraz przypadkami wykorzystywania tego surowca w celach politycznych. Powoduje to konieczność utrzymywania zapasów i wymusza tworzenie magazynów strategicznych. Na rysunku 1.4 przedstawiono, dla wybranych krajów europejskich, odsetek zużycia gazu ziemnego pochodzący z własnych źródeł. Zauważyć można, iż tylko w nielicznych krajach, takich jak Dania, Holandia, czy Wielka Brytania, własny gaz ziemny ma znaczący udział w zużyciu ogółem. W przypadku Niemiec, Francji czy Włoch, które są największymi państwami Europy kontynentalnej, własne wydobycie w niewielkim 14

16 stopniu jest w stanie zaspokoić zapotrzebowanie na ten surowiec. Nienajgorzej na tym tle wypada Polska, ponieważ około 1/3 zużywanego w naszym kraju gazu pochodzi ze źródeł krajowych. Tak duże uzależnienie od importu gazu ziemnego zmusza wiele państw do utrzymywania podziemnych magazynów gazu, zapewniających sezonowe równoważenie pomiędzy popytem a podażą oraz będących zabezpieczeniem na wypadek technicznych lub politycznych trudności z dostawami gazu z importu. Rys Odsetek zapotrzebowania na gaz ziemny, pokrywany ze źródeł własnych w krajach UE Źródło: Hill A., Interesujące, w związku z tym, wydaje się zestawienie posiadanych przez wybrane państwa pojemności magazynowych z odsetkiem własnego gazu ziemnego w zużyciu ogółem, przedstawione na rysunku

17 Udział pojemności magazynowej w rocznym zużyciu gazu [%] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 40,0% 35,0% Austria 30,0% 25,0% Francja 20,0% Niemcy Włochy 15,0% Dania 10,0% Polska Hiszpania Holandia 5,0% Belgia Grecja 0,0% Wielka Brytania 0% 20% 40% 60% 80% Udział gazu z własnych źródeł w zużyciu ogółem [%] 100% Rys Udział pojemności magazynowej i gazu z własnych źródeł w zużyciu ogółem dla wybranych państw europejskich Źródło: Stopa J. et al. 2007, Przedstawione na powyższym rysunku państwa podzielić można na trzy grupy: posiadające własny gaz i niewielkie ilości pojemności magazynowych, nieposiadające własnego gazu, ale mające dużo magazynów oraz państwa nie mające ani własnego gazu ani magazynów. Do pierwszej grupy można zaliczyć Danię, Wielką Brytanię i Holandię, do drugiej Austrię, Francję, Niemcy oraz Włochy, a do trzeciej Hiszpanię, Belgię i Grecję. Polska znajduje się na pograniczu tych trzech grup Podziemne magazynowanie gazu w Polsce W Polsce pierwsze próby magazynowania gazu w sczerpanym złożu gazu ziemnego rozpoczęły się w 1954 r. w Karpatach w złożu Roztoki (w okolicach Jasła). Pojemność 24,18 mln m 3 uzyskano w przedziale ciśnień 1,27 2,86 MPa. PMG Tarchały 1976 r. (w sczerpanym złożu gazu ziemnego zaazotowanego) był pierwszym w Europie magazynem helu. W okresie 17 lat od 1976 do 1993 r. zatłoczono około 5,56 mln m 3 helu, który został całkowicie odebrany z magazynu. [Stopa J. et al., 2007] Obecnie w Polsce eksploatowanych jest sześć magazynów gazu: pięć w wyeksploatowanych złożach i jeden zlokalizowany w kawernach solnych. Ich podstawowe parametry przedstawia tabela

18 Tabela 1.1. Pojemności czynne i moce odbioru PMG w Polsce w roku, 2006/2007 Nazwa PMG Swarzów Strachocina Brzeźnica Husów Wierzchowice Mogilno Razem Poj. Czynna [mln m 3 ] Moc odbioru [mln m 3 /d] Źródło: Stopa J., et al., ,6 1651,6 1,0 1,3 0,8 5,8 4,4 20,7 34,0 Magazyny te możemy podzielić na systemowe: Wierzchowice, Mogilno i Husów oraz lokalne: Swarzów, Strachocina oraz Brzeźnica. Ich umiejscowienie na mapie Polski przedstawia rysunek 1.6. Widniejący na nim PMG Jaśniny nie jest obecnie eksploatowany. Cztery magazyny: Husów, Strachocina, Brzeźnica i Swarzów znajdują się w południowo-wschodniej Polsce. PMG Wierzchowice zlokalizowany jest na Dolnym Śląsku a jedyny polski magazyn kawernowy Mogilno, znajduje się niedaleko Włocławka przy gazociągu jamalskim. Rys PMG w Polsce na tle systemu przesyłowego Źródło: Stopa J., et al.,

19 Rys Zużycie gazu ziemnego wysokometanowego w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Obecnie głównym zadaniem podziemnych magazynów gazu w Polsce jest równoważenie sezonowych wahań zużycia gazu ziemnego. Wahania te są stosunkowo duże i zostały przedstawione na rysunku 1.7. W latach nastąpił niewielki spadek zużycia gazu ziemnego, ale w następnych latach notujemy stały wzrost zużycia. Wraz ze wzrostem zużycia zwiększa się również amplituda wahań sezonowych, przyczyniając się do zwiększenia zapotrzebowania na magazynowanie gazu ziemnego. Rysunek 1.8 przedstawia jeden z takich rocznych cykli wraz z wyróżnieniem wielkości dostaw oraz zużycia gazu ziemnego a także okresów napełniania i opróżniania magazynów. 18

20 mln m 3 /dobę Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Opróżnianie zbiorników Napełnianie zbiorników IV V VI VII VIII IX X XI XII I II III faktyczne zapotrzebowanie odbiorców dostawy ze źródeł krajowych i importu prognoza max zapotrzebowania odbiorców prognoza min zapotrzebowania odbiorców miesiące roku Rys Przebieg zapotrzebowania na gaz ziemny wysokometanowy w ciągu jednego sezonu Źródło: Stopa J., et al., 2007 Zużycie gazu przedstawia granatowa krzywa, natomiast poziom dostaw symbolizuje zielona krzywa. Gdy dostawy są na wyższym poziomie niż zużycie następuje napełnianie magazynów, oznaczone jest kolorem fioletowym. W sytuacji odwrotnej, gdy zużycie gazu jest większe niż poziom dostaw, magazyny oddają zgromadzony gaz do systemu, równoważąc niedobory, co jest zaznaczone na rysunku kolorem żółtym. 19

21 Zużycie gazu [mln m3] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 1 800, , , , ,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0-10,0-5,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 Temperatura Miesięczne zużycie gazu Rys Zależność miesięcznego zużycia gazu ziemnego od temperatury w Polsce w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Na rysunku 1.9. przedstawiono miesięczne zużycie gazu w Polsce w zależności od średniej miesięcznej temperatury. Zaobserwować można wyraźny wzrost zużycia gazu ziemnego wraz ze spadkiem średniej miesięcznej temperatury. Obecnie wykorzystywane w Polsce pojemności magazynowe wystarczają jedynie na regulację wahań sezonowych. Nie stanowią zabezpieczenia w przypadku długotrwałego wstrzymania dostaw z importu w ciągu zimy. Dodatkowo zapotrzebowanie na pojemności magazynowe w naszym kraju zostanie zwiększone w związku z ustawą o zapasach ropy naftowej, produktów naftowych i gazu ziemnego z dnia 16 lutego 2007 r. (Dziennik Ustaw z 2007 r. Nr 52 poz. 343), zgodnie z którą przedsiębiorstwa importujące gaz ziemny będą miały obowiązek docelowo gromadzić rezerwy na poziomie 30 dni średniego importu. W okresie przejściowym do końca września 2009 r. obowiązkowa rezerwa wynosić ma 11 dni importu, do września 2010r.- 15 dni średniego importu, do końca września 2012 r.- 20 dni średniego importu, a od tego terminu 30 dni średniego importu gazu ziemnego. Magazyny, wykorzystywane do przechowywania rezerw, będą musiały mieć moc odbioru pozwalającą na oddanie zapasów do systemu w ciągu maksymalnie 40 dni. 20

22 kwi 00 lis 00 cze 01 sty 02 sie 02 mar 03 paź 03 maj 04 gru 04 lip 05 lut 06 wrz 06 kwi 07 lis 07 cze 08 sty 09 sie 09 mar 10 paź 10 maj 11 gru 11 Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Na rysunku przedstawiono wielkość minimalnych pojemności czynnych, niezbędnych do optymalnego równoważenia sezonowych wahać popytu i podaży gazu ziemnego oraz do zapewnienia wymaganych prawem rezerw obowiązkowych mln m Rezerwa Stan magazynów Pojemnośd czynna Rys Symulacja pojemności czynnej PMG koniecznej dla równoważenia nierównomierności zużycia gazu ziemnego, przy uwzględnieniu rezerw wymaganych w ustawie o zapasach oraz rzeczywista wielkość pojemności czynnych w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Obecnie istniejące w Polsce podziemne magazyny gazu nie posiadają wystarczających pojemności czynnych, pozwalających na wypełnianie podstawowych funkcji magazynów, czyli równoważenia wahań sezonowych i utrzymania strategicznych, określonych prawem rezerw. W związku z tym istnieje pilna potrzeba budowy nowych magazynów gazu lub zwiększenia pojemności czynnych magazynów, które już istnieją. W ostatnich latach mamy do czynienia z powolnym przyrostem pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu w Polsce, ale nie są to wielkości zapewniające bezpieczeństwo energetyczne naszemu krajowi. Poniżej zaprezentowano krótką charakterystykę poszczególnych magazynów. 21

23 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu PMG Wierzchowice W 1995 r. wstrzymano eksploatację złoża Wierzchowice. Jednocześnie rozpoczęto prace adaptacyjne mające na celu wykorzystanie infrastruktury KGZ Wierzchowice wraz z tłocznią do zatłaczania i odbioru gazu ze złoża Wierzchowice. Po zakończeniu tych prac, 1 kwietnia 1995 roku przystąpiono do pierwszego cyklu zatłaczania gazu do złoża. Etap tych prac wraz z trzema cyklami zatłaczania i odbioru gazu nazwany został etapem zerowym. Rysunek 1.11 przedstawia zmiany w pojemności czynnej i maksymalnej mocy odbioru w poszczególnych cyklach technologicznych. Pojemność czynna magazynu wzrosła od 400 mln m 3 w sezonie 2000/01 do 575 mln m 3 w sezonie 2006/07. Maksymalna moc odbioru magazynu wzrosła w tym samym okresie od 3,6 mln m 3 /dobę do 4,4 mln m 3 /dobę Wierzchowice 700,0 600,0 500,0 400,0 300,0 200,0 100,0 0,0 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Wierzchowice w latach Źródło Stopa J., et al., 2007 PMG Brzeźnica Zatłaczanie gazu do złoża Brzeźnica rozpoczęto w czerwcu 1979r. Właściwą pracę magazynu notuje się od 1984r. Zatłaczanie gazu do magazynu odbywa się z gazociągu magistrali śląskiej, odbiór zaś do gazociągu Jarosław Tarnów. 22

24 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Brzeźnica 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 Pojemnośd czynna Moc odbioru 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Brzeźnica w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 W latach pojemność czynna magazynu nie zmieniała się i wynosiła 65 mln m 3. Maksymalna moc odbioru również utrzymywała się na stałym poziomie 0,9 mln m 3 /dobę z wyjątkiem sezonów 02/03 i 03/04, w których została obniżona do poziomu 0,8 mln m 3 /dobę. PMG Strachocina Strachocina 160,0 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Strachocina w latach Źródło: Stopa J., et al.,

25 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Eksploatacja tego magazynu rozpoczęła się w maju 1982r. Odbierany gaz dostarczany jest lokalnie w rejon Sanoka, Krosna, Iwonicza i Jasła. PMG Strachocina jest największym lokalnym magazynem gazu eksploatowanym przez PGNiG S.A. W latach pojemność magazynu została zwiększona ze 100 mln m 3 do 150 mln m 3 (w sezonie 2005/06). Maksymalna moc odbioru w pierwszych dwóch latach analizowanego okresu wynosiła 1,2 mln m 3 /dobę, w sezonach od 02/03 do 04/05 została zmniejszona do 1,1 mln m 3 /dobę, a od sezonu 05/06 wynosi 1,3 mln m 3 /doba (rysunek 1.13) moc odbioru gazu z tego magazynu związana jest poziomem ciśnienia w systemie przesyłowym, gdyż nie ma on zainstalowanych sprężarek. PMG Swarzów Prace nad wykorzystaniem złoża gazu Swarzów jako podziemnego magazynu gazu podjęto już w roku Zatłaczanie gazu do złoża rozpoczęto w lipcu 1979r. Przez cały czas utrzymuje się jednakowa pojemność całkowita magazynu na poziomie 200 mln m 3, na pojemność czynną przypada 90 mln m 3, a na pojemność buforową pozostałe 110 mln m 3. W PMG Swarzów występuje problem z siarkowodorem pochodzenia biogennego. W celu ograniczenia tego zjawiska w cyklach zatłaczania gazu do magazynu dodaje się biocydy. 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Swarzów 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 Pojemnośd czynna Moc odbioru 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Swarzów w latach Źródło: Stopa J., et al.,

26 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu W analizowanym okresie pojemność czynna PMG Swarzów nie zmieniała się i wynosiła 90 mln m 3, natomiast maksymalna moc odbioru została w sezonie 2004/05 zmniejszona z przyczyn technicznych z 1,2 mln m 3 /dobę do 1 mln m 3 /dobę (rysunek 1.14) PMG Husów Zatłaczanie gazu do PMG Husów rozpoczęto w październiku 1987r. Przez cały analizowany okres (od sezonu zimowego 2000/2001 roku) pojemność czynna magazynu nie zmieniała się i wynosiła 400 mln m 3. Maksymalna moc odbioru została zwiększona w sezonie 2001/02 z 5,7 mln m 3 /dobę do 5,8 mln m 3 /dobę (rysunek 1.15). Husów 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Husów w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 PMG Mogilno Kawernowy Podziemny Magazynu Gazu Mogilno jest inwestycją realizowaną przez Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo S.A. od 1989 r. Po zakończeniu prac studialno-badawczych i zatwierdzeniu założeń techniczno-ekonomicznych budowy 25

27 magazynu w dwóch etapach, w roku 1993 utworzono firmę INVESTGAS S.A., której powierzono realizację zadania, a w dalszym etapie eksploatację tego magazynu w imieniu i na rzecz PGNiG S.A. Pierwszy etap budowy, obejmujący 10 komór magazynowych o łącznej pojemności całkowitej ok. 585 mln m 3 gazu wraz z infrastrukturą powierzchniową ukończono w 2005 r. KPMG Mogilno jest magazynem szczytowym, co przesądza o parametrach technicznych instalacji napowierzchniowej (jej przepustowość w cyklu odbioru wynosi 30 mln m 3 /dobę), a jego moc jest dwukrotnie większa niż pozostałych magazynów w Polsce łącznie. W latach następował ciągły przyrost pojemności czynnej magazynu, w efekcie czego wzrosła ona z 200 mln m 3 w roku 2000 do 331,3 mln m 3 w roku W roku 2004 pojemność czynna spadła do poziomu 319,6 mln m 3, aby w roku 2005 zwiększyć się do 416,8 mln m 3. Obecnie pojemność czynna PMG Mogilno wynosi 371,6 mln m 3 (zmniejszenie pojemności czynnej wynika z przyczyn technicznych - konwergencji soli w stosunku do maksymalnych ciśnień pracy kawern. Znacznym wahaniom ulegała również maksymalna moc odbioru z magazynu. W latach wzrosła z 10 mln m 3 /dobę do 30,3 mln m 3 /dobę (przepustowość instalacji napowierzchniowej, natomiast realna moc odbioru wynosiła 12 mln m 3 /dobę). Aktualna rzeczywista moc odbioru gazu z tego magazynu, przy ciśnieniu jakie panuje w węźle w Gustorzynie (5-6MPa) wynosi 12 mln m 3 /dobę. Raportowane od sezonu 2004/05 zmniejszenie mocy odbioru do poziomu 20,7 mln m 3 /dobę wynika ze zmiany sposobu określania maksymalnej mocy odbioru gazu z magazynu, tzn. jest to moc jaką można uzyskać przy napełnionym magazynie, gdy ciśnienie w węźle w Gustorzynie wyniesie 8,4 MPa (przeciętne ciśnienie w systemie przesyłowym wynosi 5-6 MPa). Maksymalna uzyskana moc odbioru gazu z tego magazynu wyniosła 16 mln m 3 /dobę, przy ograniczeniu odbioru gazu z gazociągu tranzytowego we Włocławku. Od roku 2005 w PMG Mogilno udostępniona jest pojemność czynna (50 mln m 3 ), moc odbioru gazu z magazynu i moc zatłaczania gazu do magazynu na rzecz OGP GAZ-SYSTEM S.A. w celu realizacji przez tą firmę usług bilansowania podstawowego. Obowiązek udostępnienia pojemności czynnej na rzecz operatora gazociągów przesyłowych wynika z regulacji Prawa energetycznego. Powyższe zmiany obrazuje rysunek

28 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 Mogilno 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz moc odbioru PMG Mogilno w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Obecnie PGNiG S. A. eksploatuje sześć podziemnych magazynów gazu. Pięć spośród nich to magazyny zlokalizowane w szczerpanych złożach a jeden został utworzony w kawernach solnych (PMG Mogilno). Magazyny te zwyczajowo można podzielić na dwie kategorie: a) magazyny systemowe: - PMG Wierzchowice, - PMG Husów, - PMG Mogilno, b) magazyny lokalne: - PMG Strachocina, - PMG Swarzów, - PMG Brzeźnica. W ostatnich latach następował powolny przyrost pojemności czynnych podziemnych magazynów gazu.. Zwiększyła się ona z mln m 3 w roku 2000 do 1 651,6 mln m 3 w roku 2006 ( przyrost o 31,6%). Maksymalna moc odbioru z magazynów wzrosła w tym samym okresie z 22,6 mln m 3 /dobę do 34,1 mln m 3 /dobę (przyrost o 50,5%), przy czym ponad połowa tej mocy przypada na PMG Mogilno. Zmiany pojemności czynnej i 27

29 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu maksymalnej mocy odbioru we wszystkich magazynach łącznie przedstawia rysunek , , , , ,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 Magazyny ogółem 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 Pojemnośd czynna Moc odbioru 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Rys Łączna pojemność czynna oraz moc odbioru podziemnych magazynów gazu w Polsce w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Pojemność czynna magazynów systemowych wzrosła z mln m 3 w roku 2000 do 1 346,6 mln m 3 w roku 2006 (przyrost o 34,7%), a maksymalna moc odbioru z 19,3 mln m 3 /dobę do 30,9 mln m 3 /dobę (wzrost o 60,1%). Pojemność czynna magazynów systemowych stanowi 81,5% łącznej pojemność czynnej PMG, a maksymalna moc odbioru 90,6% łącznej maksymalnej mocy odbioru wszystkich PMG. Łączna pojemność magazynów lokalnych wzrosła z 255 mln m 3 w 2000 r. do 305 mln m 3 w roku 2006 i stanowi 18,5% pojemności czynnej wszystkich podziemnych magazynów. Maksymalna moc odbioru zmniejszyła się z 3,3 mln m 3 /dobę w roku 2000 do 3,2 mln m 3 /dobę w roku 2006 i stanowi obecnie 9,4% łącznej maksymalnej mocy odbioru wszystkich PMG. Zmiany w pojemności czynnej i maksymalnej mocy odbioru magazynów systemowych i lokalnych przedstawiają rysunki 1.18 i Rysunek 1.20 przedstawia wykorzystanie pojemności czynnych w Polsce w latach

30 Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Pojemnośd czynna [mln m3] Moc odbioru [mln m3/doba] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 1 600, , , ,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 Magazyny systemowe 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz maksymalna moc odbioru systemowych PMG (Wierzchowice, Mogilno, Husów) w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 Magazyny lokalne 350,0 3,50 300,0 3,00 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 00/01 01/02 02/03 03/04 04/05 05/06 06/07 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Pojemnośd czynna Moc odbioru Rys Pojemność czynna oraz maksymalna moc odbioru lokalnych PMG (Strachocina, Swarzów, Brzeźnica) w latach Źródło Stopa J., et al.,

31 mln m3 Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 1 800, , , , ,0 800,0 600,0 400,0 200,0 0,0 2000/ / / / / /2006 Odbiór Pojemnośd czynna Rys Wykorzystanie pojemności czynnej magazynów gazu w latach Źródło: Stopa J., et al., 2007 W latach 2000/01 i 2001/02 pojemność polskich, podziemnych magazynów gazu nie była wykorzystywana w pełni, ale od sezonu grzewczego 2002/03 sytuacja uległa zmianie. Dwukrotnie, w sezonach 02/03 i 04/05, doszło nawet do szczerpania części gazu buforowego w niektórych magazynach Cel i teza pracy Rosnące znaczenie gazu ziemnego jako pierwotnego źródła energii oraz zmiany następujące na rynku usług magazynowania gazu ziemnego w Europie, który przekształca się z zamkniętego i kontrolowanego przez państwa i duże koncerny narodowe w kierunku modelu wolnorynkowego, sprawia, iż ocena efektywności ekonomicznej podziemnych magazynów gazu staje się kluczowym czynnikiem w procesie decyzyjnym operatorów magazynów. Prawidłowo wykonana ocena efektywności ekonomicznej, uwzględniająca również zagadnienia ryzyka i niepewności, jest bardzo ważnym elementem zapewniającym przewagę konkurencyjną. W sytuacji, gdy rynek usług magazynowania kieruje się zasadami wolnorynkowymi, wiedza na temat opłacalności magazynowania, wrażliwości na zmiany kluczowych czynników ekonomicznych i technicznych, wpływu ryzyka oraz minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających osiągnięcie założonych stóp 30

32 zwrotu, pozwala na optymalne poruszanie się po rynku, udane konkurowanie z rywalami rynkowymi oraz zwiększanie przychodów i zysków przedsiębiorstwa. W przypadku Polski możemy spodziewać się w przyszłości powstania rynku komercyjnych usług magazynowania i pojawienia się konkurencyjnych w stosunku do PGNiG S.A. operatorów podziemnych magazynów gazu, podobnie jak dzieje się to w innych krajach europejskich. Kluczowym elementem przygotowywania inwestycji, polegających na budowie podziemnych magazynów gazu, powinna być analiza ekonomiczna, dostosowana do ich specyfiki i uwzględniająca szeroki zakres wskaźników, a także rozpatrująca zagadnienia związane z ryzykiem i niepewnością. Przedsiębiorstwo planujące budowę podziemnego magazynu gazu, po dokonaniu takiej analizy, będzie dysponowało wiedzą, pozwalającą na skuteczne funkcjonowanie na rynku i prowadzenie działalności, przy utrzymaniu przewagi konkurencyjnej oraz będzie w stanie prowadzić taką politykę cenową, aby generować odpowiednie stopy zwrotu dla akcjonariuszy. Niniejsza praca stanowi próbę głębszej analizy problemu efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu. Autor zaproponował w niej metodykę przeprowadzania oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu na etapie projektowania inwestycji. Oprócz tradycyjnych metod oceny uwzględnia ona również zagadnienia, związane z ryzykiem i niepewnością. Praca łączy w sobie zarówno cel naukowy, jak i utylitarny. Celem naukowym jest stworzenie spójnej i wyczerpującej metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, z uwzględnieniem czynników niepewności i ryzyka, a także scharakteryzowanie i omówienie kluczowych czynników mających wpływ na efektywności ekonomiczną PMG. Wartość utylitarna pracy wynika z faktu, iż zawiera ona gotowy i kompletny schemat postępowania podczas przygotowania inwestycji, polegającej na budowie podziemnego magazynu gazu, poparty przykładem obliczeniowym oraz jego analizą i omówieniem oraz metodę wyznaczania minimalnych cen za magazynowanie. W sytuacji, gdy budowa nowych, podziemnych magazynów jest nieunikniona, a także bliskie wydaje się powstanie rynku komercyjnych usług magazynowania, zaprezentowana w pracy metodyka może być wykorzystana przy planowaniu inwestycji oraz przy wyznaczaniu komercyjnych taryf za magazynowanie. W związku z tak sprecyzowanymi celami, teza pracy została sformułowana następująco: Wobec uzasadnionej potrzeby budowania podziemnych magazynów 31

33 gazu istnieje konieczność zrealizowania tych inwestycji z uwzględnieniem zarówno ich specyfiki, jak i poszerzonej analizy efektywności ekonomicznej. Analiza powinna wykorzystywać nie tylko tradycyjne metody, ale również uwzględniać ocenę ryzyka i niepewności przy budowie i eksploatacji podziemnych magazynów gazu. Istnieje także potrzeba określenia minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających operatorowi podziemnego magazynu gazu uzyskanie założonych stóp zwrotu. Przykładowa analiza, zawarta w pracy, została przeprowadzona z wykorzystaniem narzędzi, stworzonych przez autora, a na jej podstawie sformułowano wnioski, dotyczące zarówno analizowanego przykładu, jak i ogólnych właściwości podziemnych magazynów gazu. 32

34 2. Nakłady na budowę i koszty eksploatacji podziemnych magazynów gazu 2.1. Nakłady inwestycyjne na budowę podziemnych magazynów gazu Nakłady inwestycyjne definiuje się jako sumę wartości środków trwałych (trwałe nakłady kapitałowe i przedprodukcyjne wydatki kapitałowe) oraz wartości kapitału obrotowego netto, gdzie przez środki trwałe rozumie się środki konieczne do zbudowania i wyposażenia obiektu inwestycyjnego, a przez kapitał obrotowy środki potrzebne do eksploatacji obiektu w całości lub w części [Behrens W., Hawranek P.M., 1993]. Budowa magazynów jest przedsięwzięciem kosztownym. Publikowane w literaturze nakłady wahają się od 0,1 do 1 USD na 1 m 3 pojemności czynnej. Zależą one w dużej mierze od trzech czynników [Zasady finansowania realizacji( ), 2003]: a) rodzaju magazynu, b) warunków geologicznych a zwłaszcza głębokości magazynu c) pojemności czynnej magazynu. Główne pozycje nakładów inwestycyjnych to [Zasady finansowania realizacji( ), 2003]: pozyskanie terenu pod budowę, wydatki na prace poszukiwawcze, wiercenia odwiertów dla zatłaczania gazu i odwiertów wydobywczych, w przypadku magazynów w kawernach solnych nakłady na urządzenia do ługowania i do zagospodarowania solanki, adaptacja kawerny solnej, instalacje i urządzenia powierzchniowe, takie jak wyposażenie odwiertów (głowice), tłocznia, instalacje do oczyszczania i do osuszania gazu, sieć gazociągów złożowych i kolektorowych, podłączenie do systemu przesyłowego, gaz buforowy; koszty wyłączenia z eksploatacji magazynów, w tym przede wszystkim koszty likwidacji odwiertów i zabezpieczeń horyzontów wodnych, koszty demontażu instalacji powierzchniowych. 33

35 Zbiorniki magazynowe gazu są bardzo ważną częścią systemu gazowniczego, ale jednocześnie bardzo kapitałochłonną. Budowa podziemnego magazynu gazu dokonuje się w kilku fazach, z których należy wymienić: opracowanie studium opłacalności, planowanie, wiercenia, budowa i uruchomienie zbiornika. Jedynie etapy planowania i wierceń pokrywają się ze sobą i wzajemnie uzupełniają. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Konieczny do realizacji PMG czas zależy od rodzaju zbiornika magazynowego oraz od liczby etapów prac i zawarty jest w następujących granicach: dla PMG w złożach sczerpanych - od 2 do 7 lat dla PMG w warstwach wodonośnych - od 5 do 14 lat w zależności od pojemności zbiornika dla PMG w kawernach solnych - od 5 do N lat w zależności od liczby kawern. Obecnie rzeczywiste czasy realizacji projektów PMG mają tendencję do skracania się i należy przyjmować raczej podane krótsze terminy, co oczywiście ma wpływ na ogólne koszty inwestycyjne. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Uważa się, że najdroższa jest budowa magazynów kawernowych, natomiast nakłady na budowę magazynów w sczerpanych złożach i warstwach wodonośnych są zbliżone. Wzrost pojemności czynnej powoduje spadek kosztu jednostkowego, a większa głębokość struktury magazynującej jego wzrost. Przykład polskich magazynów potwierdza tę regułę. Najmniejsze jednostkowe nakłady inwestycyjne występują dla płytkich magazynów umiejscowionych w sczerpanych złożach, a największe dla głębokich magazynów w sczerpanych złożach i magazynów kawernowych. [Stopa J. Kosowski P. 2006]. Ogólnie można stwierdzić, że dla PMG w złożach sczerpanych po gazie ziemnym lub ropie naftowej oraz w warstwach wodonośnych: prawie 30% nakładów inwestycyjnych stanowi gaz buforowy, ponad 20% nakładów w przypadku złóż sczerpanych, a ponad 30% w przypadku formacji wodonośnych wynoszą koszty odwiertów wydobywczych i 34

36 obserwacyjnych, do 20% kosztów inwestycyjnych stanowią koszty przeznaczone na sprężanie gazu, czyli budowę tłoczni. Resztę nakładów, tj. od 20 do 30%, stanowią nakłady na budynki, drogi, rurociągi, instalacje osuszania gazu, instalacje pomocnicze i inne. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Przy podziale na nakłady na instalacje powierzchniowe i podziemne ich ogólny rozkład przedstawia się następująco: dla PMG w złożach sczerpanych po 50% nakładów przypada na cześć naziemną i na część podziemną, dla PMG w warstwach wodonośnych nakłady na część naziemną są niższe aniżeli w złożach sczerpanych i wynoszą 40%, zaś podziemnej części wyższe - 60%. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Nakłady na budowę magazynów gazu mogą być wyrażane w odniesieniu do pojemności czynnej magazynu, na przykład w przeliczeniu na 1 m 3 pojemności czynnej. Jest to najprostszy i najczęściej stosowany sposób przedstawiania nakładów inwestycyjnych, niezbędnych do budowy podziemnych magazynów gazu. Koszty poszukiwawcze stanowiące bardzo dużą część nakładów początkowych są niezwykle trudne do oszacowania, ponieważ ta faza rozwojowa podziemnego magazynu gazu ma miejsce znacznie wcześniej i często ma ona inny cel aniżeli znalezienie struktury magazynowej (znalezienie zasobów węglowodorów). Koszty zezwoleń na wejście na teren lub wykup terenu i koszty budynków zmieniają się bardzo w zależności od konkretnej lokalizacji, powierzchni potrzebnej do prowadzenia eksploatacji, gęstości zaludnienia na obszarze sąsiadującym z instalacjami, lokalnych systemów podatkowych itd. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Nie istnieją również proste metody określenia kosztów wierceń i odwiertów w zależności od głębokości zalegania horyzontu magazynowego, szczególnie w zakresie najczęściej spotykanych głębokości (od 300 do 2000 metrów), ponieważ koszty te zależą od wielu parametrów geologicznych, geograficznych i ekonomicznych. System wydobywczy, wraz z gazociągami złożowymi i kolektorowymi, musi gwarantować odpowiednią jakość gazu pobieranego ze złoża, również w przypadkach 35

37 cienkich warstw wodonośnych oraz w początkowych cyklach zatłaczania i wydobywania gazu, kiedy gaz może być np. zasiarczony, co powoduje dodatkowe koszty. Podobnie, osuszanie gazu może powodować wytwarzanie dużych ilości zanieczyszczonej wody i w związku z tym znaczący wzrost kosztów. Tłocznia jest wymagana dla zatłaczania i często dla poboru i przesłania gazu do systemu transportowego. Występuje tu wiele parametrów mających wpływ na koszty, takich jak maksymalne ciśnienie zbiornikowe, czas trwania cyklu zatłaczania, pojemność czynna gazu i ciśnienie dostawcze do gazociągu. Poziom kosztów zależy tutaj od wyboru jednej z następujących opcji w celu ułatwienia wydobycia i poprawienia wydajności PMG: dodatkowej mocy sprężania albo dodatkowej ilości gazu buforowego. Koszt podłączenia PMG do sieci w wysokim stopniu zależy od jego odległości od tej sieci, jak również od warunków terenu, gęstości zaludnienia wzdłuż trasy i od średnicy gazociągu. Koszt gazu buforowego jest jednym z największych składników nakładów inwestycyjnych. Zależny on jest w dużej mierze od ceny dostarczonego do zbiornika gazu ziemnego i od tego, czy w złożu sczerpanym pozostała wystarczająca dla poduszki ilość gazu. W celu obniżenia kosztów poduszki w PMG w warstwach wodonośnych zatłacza się często gaz obojętny, np. azot w ilości do 20%. Złoża z gazem zaazotowanym mogą oferować również tańszą poduszkę gazową. W USA niektórzy deweloperzy nie wliczają kosztu gazu buforowego do ogólnych nakładów inwestycyjnych, przewidując jego wykupienie przez klientów, operatorów i w ostatniej fazie eksploatacji przez odbiorców.[zasady finansowania realizacji( ), 2003] 36

38 Instalacje pomocnicze; 7% Budynki i drogi; 6% Rurociągi; 6% Inne; 7% Poduszka gazowa; 27% Instalacje do osuszania; 8% Tłocznia; 16% Odwierty; 23% Rys Przykładowy rozkład nakładów dla magazynów budowanych w szczerpanych złożach oraz warstwach wodonośnych Źródło: Stopa J. Kosowski P Tabela 2.1. Typowy rozkład nakładów dla PMG w sczerpanym złożu Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych koszty poszukiwań 5% poduszka gazowa 35% instalacje powierzchniowe 35% instalacje podziemne 25% Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Tabela 2.2. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w sczerpanym złożu. Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m 3 ] Nakłady jednostkowe [USD/m 3 ] ,35-0,60 < ,14-0, ,10-0,25 Źródło: Zasady finansowania realizacji( ),

39 Tabela 2.3. Typowy rozkład nakładów dla PMG w warstwie wodonośnej Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych koszty poszukiwań 15% poduszka gazowa 30% instalacje powierzchniowe 25% instalacje podziemne 30% Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Tabela 2.4. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w szczerpanym złożu. Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m 3 ] Nakłady jednostkowe [USD/m 3 ] < ,35-0, ,20-0, ,15-0,30 Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 PMG w kawernach mogą być realizowane w wysadach solnych lub w złożach solnych poprzez wyługowanie wodą rozpuszczalnych związków soli. Na nakłady inwestycyjne oraz na rozkład nakładów PMG w kawernach solnych wpływa bardzo duża liczba czynników, takich jak struktury geologiczne (wysad lub złoże solne), źródło wody do ługowania, sposób wykorzystania solanki, lokalizacja PMG itd. Przez analogię z PMG w formacjach porowatych można rozdzielić nakłady całkowite na nakłady na instalacje powierzchniowych i instalacje podziemne. Podział jest następujący; 59% przypada na część podziemną, a 41% na naziemną. Głównymi ich elementami są koszty ługowania (składnik podziemny) i koszty urządzeń do sprężania gazu (składnik naziemny). [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] 38

40 Instalacje pomocnicze; 3% Inne; 2% Budynki i drogi; 6% Instalacje do osuszania; 8% Rurociągi; 4% Ługowanie; 32% Tłocznia; 12% Odwierty; 15% Poduszka gazowa; 18% Rys Rozkład nakładów dla magazynów budowanych w kawernach solnych Źródło: Stopa J. Kosowski P Tabela 2.5. Typowy rozkład nakładów dla PMG w kawernach solnych Wyszczególnienie Procent całkowitych nakładów inwestycyjnych koszty poszukiwań 5% poduszka gazowa 20% instalacje powierzchniowe 30% instalacje podziemne 45% Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Tabela 2.6. Nakłady inwestycyjne w USD na 1 m 3 pojemności czynnej dla PMG w kawernach solnych. Głębokość [m] Pojemność czynna [mln m 3 ] Nakłady jednostkowe [USD/m 3 ] < 1000 ok ,70-1,00 <500 0,50-0, ,35-0,52 Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Na jednostkowe nakłady inwestycyjne PMG mogą wpływać następujące czynniki: pojemność zbiornika magazynowego; zazwyczaj przy większej pojemności PMG uzyskuje się efekt skali, co w efekcie obniża jednostkowe nakłady inwestycyjne, 39

41 posadowienie, przepuszczalność i struktura formacji geologicznej; te parametry wpływają na otaczające ciśnienie złożowe i na wydajność zbiornika, a zatem na liczbę wymaganych odwiertów wydobywczych oraz na relację objętości poduszki do pojemności roboczej. Dla PMG w kawernach solnych posadowienie formacji solnych ma bezpośredni wpływ na koszty wiercenia, podczas gdy struktura i wielkość formacji geologicznej określa możliwości uzyskania kawerny o żądanych rozmiarach. Nowa technologia horyzontalnego ługowania pozwala na realizację kawern w cienkich horyzontach złóż solnych, rodzaj gazu buforowego, czyli poduszki; na koszt tej poduszki, która stanowi dużą część początkowych kosztów, ma wpływ rodzaj gazu; i tak np. gaz zaazotowany o mniejszej wartości pieniężnej wpływa na zmniejszenie tych kosztów, lokalizacja PMG; usytuowanie względem głównych gazociągów przesyłowych ma oczywisty wpływ na koszty podłączenia PMG. W przypadku zbiorników w kawernach solnych wymagane są duże ilości wody do ługowania oraz wytwarzane są bardzo duże ilości solanki. Dlatego lokalizacja PMG blisko źródła wody lub potencjalnego użytkownika solanki (np. zakłady petrochemiczne) może mieć bardzo duży wpływ na koszty kapitałowe, maksymalna wielkość poboru gazu; jednostkowe nakłady inwestycyjne rosną wraz ze wzrostem mocy poboru gazu. Dla danej struktury geologicznej i dla danej pojemności roboczej gazu większa moc poboru powoduje po pierwsze, zwiększenie liczby odwiertów, po drugie, w przypadku PMG w warstwach wodonośnych większy stosunek gazu buforowego do pojemności roboczej gazu potrzebny do przeciwdziałania przedostawania się wody do odwiertu, oraz po trzecie, w przypadku kawern solnych powoduje wzrost ciśnienia dennego i wzrost przepustowości odwiertu przy wydobyciu, liczba cykli zatłaczania i opróżniania; pobór gazu z PMG zwykle następuje w okresie od 15 do 120 dni w ciągu roku. Większość PMG w sczerpanych złożach i w warstwach wodonośnych ma jeden cykl roczny zatłaczania i opróżniania. Jeżeli PMG wykonuje więcej niż jeden cykl rocznie, to koszt jednostkowy znacznie maleje. To kryterium jest szczególnie korzystne dla PMG w kawernach 40

42 solnych, przygotowanych na zatłaczanie i pobór bardzo dużych ilości gazu w krótkim czasie, a więc mogących przeprowadzić kilka cykli rocznie, początkowy harmonogram zatłaczania dla nowych zbiorników magazynowych; nowe zbiorniki mogą być napełniane bardzo szybko w granicach dopuszczalnych maksymalnych ciśnień i mocy tłoczni gazu lub mogą być zatłaczane w ciągu kilku lat (przypadek bardziej realistyczny). A zatem różne możliwe scenariusze mają wpływ na koszty realizacji PMG, dla zbiorników w kawernach solnych największe znaczenie mają: budowa geologiczna i miąższość formacji solnej, zawartość minerałów nierozpuszczalnych oraz rozpiętość horyzontalna złoża lub wysadu solnego. Jeżeli grubość formacji solnej jest duża, to możliwe jest wyługowanie kawern o dużej pojemności wodnej (czasem powyżej nr 1 ), co prowadzi do zmniejszenia kosztów jednostkowych. Im mniejsza jest zawartość nierozpuszczalnych minerałów w soli dla danej miąższości, tym większa może być kawerna. Rozpiętość horyzontalna formacji solnej określa liczbę kawern o danej objętości, które mogą zostać wyługowane w danym miejscu. [Zasady finansowania ( ), 2003] 41

43 2.2. Koszty eksploatacji podziemnych magazynów gazu Podstawowe kryterium podziału kosztów to ich zachowanie względem rozmiaru prowadzonej działalności. Koszty wykazujące korelację z rozmiarem działalności to koszty zmienne, natomiast te nie wykazujące korelacji to koszty stałe [Czopek K., 2003]. Koszty stałe nie ulegają zmianie przy zmianie rozmiaru prowadzonej działalności. Natomiast jednostkowe koszty stałe zmniejszają się wraz ze wzrostem rozmiaru działalności. W grupie kosztów stałych wyróżnia się: koszty absolutnie stałe - nie ulegające żadnym wahaniom pod wpływem zmian skali produkcji (np. płace personelu administracyjnego, niektóre podatki), koszty skokowo stałe - niezmienne w pewnych przedziałach (po osiągnięciu górnej granicy danego przedziału podnoszą się na wyższy poziom, np. koszty remontów). Koszty zmienne zmieniają się wraz ze zmianą rozmiaru działalności. Wyróżnia się tu: koszty zmienne proporcjonalnie - tempo przyrostu (spadku) tych kosztów jest tożsame z tempem towarzyszącym wzrostowi (spadkowi) produkcji, np. koszty zużycia materiałów podstawionych i energii, koszty zmienne progresywnie - rosną szybciej niż rozmiary produkcji np. koszty związane z koniecznością pracy w godzinach nadliczbowych, koszty zmienne degresywnie - wzrastają wolniej niż wielkość produkcji, np. koszty eksploatacji maszyn i urządzeń. [Czopek K., 2003] Koszty eksploatacyjne, konserwacji i remontów obejmują: koszty stałe niezależne od wielkości faktycznego magazynowania, do których zalicza się: koszty pracy, opłaty koncesyjne i podatki lokalne, ubezpieczenia, obsługę odwiertów. Koszty te, choć istotne, są znacznie niższe od kosztów kapitałowych. koszty zmienne, które występują podczas pracy zbiornika magazynowego i dotyczą kosztów sprężania gazu, kosztów obróbki gazu (oczyszczania i osuszania), podgrzewania gazu, zużywanych materiałów, odwadniania itp. 42

44 Koszty zmienne stanowią z zasady tylko małą część całkowitych kosztów eksploatacyjnych. [Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Koszty poszczególnych projektów PMG mogą odbiegać od średnich typowych wartości. Podobnie jak w przypadku nakładów inwestycyjnych, dostępność danych o kosztach ich eksploatacji jest ograniczona ze względu na postępującą liberalizację i rosnącą konkurencję na rynku gazowym. Dotyczy to jak uprzednio rynków europejskich, ponieważ rynek amerykański jest i pod tym względem bardziej przejrzysty. Tabela 2.7. Typowy rozkład kosztów eksploatacyjnych dla PMG w szczerpanych złożach i warstwach wodonośnych Wyszczególnienie Procent całkowitych kosztów eksploatacyjnych zużycie energii (paliwa) 28% koszty pracy 28% konserwacje i remonty 27% monitorowanie 8% próby zbiorników 3% inne 6% Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Typowy rozkład kosztów (bez amortyzacji) dla PMG w szczerpanych złożach i w warstwach wodonośnych przedstawiony jest w tabeli 2.7. i rys

45 monitorowanie; 8% próby zbiorników; 3% inne; 6% zużycie energii (paliwa); 28% konserwacje i remonty; 27% koszty pracy; 28% Rys Typowy rozkład kosztów eksploatacyjnych dla PMG w szczerpanych złożach i warstwach wodonośnych Źródło: Opracowanie własne na podstawie tabeli 2.7. Większość operatorów PMG uznaje za główne pozycje kosztów robociznę oraz koszty konserwacji i remontów. Tabela 2.8. Koszty eksploatacyjne PMG w złożach sczerpanych i w warstwach wodonośnych Głębokość [m] Pojemność czynna [10 6 m 3 ] Koszty eksploatacyjne [USD/m 3 ] Złoża sczerpane Warstwy wodonośne <1000 < 500 0,007-0,014 0, ,005-0, ,008 >2000 >1000 0,005-0,013 Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Głównymi składnikami kosztów dla zbiorników kawernowych są robocizna (około 40% kosztów całkowitych przy eksploatacji trzyzmianowej) oraz konserwacje i remonty(około 20%). 44

46 Tabela 2.9. Koszty eksploatacyjne PMG w kawernach solnych Głębokość [m] Pojemność czynna [10 6 m 3 ] Koszty eksploatacyjne [USD/m 3 ] <1000 < 500 0,045-0, < 500 0,036 Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), 2003 Dla porównania, koszty eksploatacyjne PMG w kawernach solnych w USA są dla głębokości poniżej 1000 m również niższe niż w Europie i wynoszą około 0,025 USD/m 3. Koszty eksploatacyjne można też przedstawić w procentach w odniesieniu do ogólnych nakładów inwestycyjnych. Różnice dla poszczególnych rodzajów PMG zależą głównie od kosztów obróbki gazu, jego osuszania czy np. odsiarczania, a w przypadku zbiornika kawernowego również od liczby odwiertów kontrolnych. Tabela Roczne koszty eksploatacji wraz z kosztami konserwacji i remontów w % ogólnych nakładów inwestycyjnych Rodzaj PMG Koszty eksploatacyjne pojemność czynna 100 mln m 3 pojemność czynna 1000 mln m 3 Złoża sczerpane 4% 3% Warstwy wodonośne 4% 3% Kawerny solne 2% 1,5% Źródło: Zasady finansowania realizacji( ), Zarówno nakłady inwestycyjne jak i koszty eksploatacji podziemnych magazynów gazu mogą być ograniczane. Możliwości ich ograniczenia istnieją na każdym etapie prac związanych z budową i eksploatacja podziemnego magazynu gazu. Obniżenie kosztów PMG w szczerpanych złożach i w warstwach wodonośnych może nastąpić poprzez: częściowe zastosowanie gazu obojętnego dla utworzenia poduszki gazowej, co może dać do 20% oszczędności; zwiększenie początkowego ciśnienia złożowego, co może pozwolić na zwiększenie wydajności poboru od 10 do 35%; odwierty horyzontalne, mogące zwiększyć wydajność nawet o 300%; zastosowanie rur wydobywczych o średnicy powyżej 5 cali oraz zwiększenie prędkości przepływu gazu powyżej 25 m/sek., co może pozwolić na zwiększenie wydajności o 50%.[Zasady finansowania realizacji( ), 2003] 45

47 Obniżenie kosztów PMG w kawernach solnych może nastąpić poprzez: zastosowanie zintegrowanych modeli ciśnienia i temperatury, które mogą obniżyć koszty planowania o 30%; wiercenie grup odwiertów z jednego miejsca, co może obniżyć nakłady na wiercenie i na infrastrukturę o 30%; zwiększenie pojemności czynnej od 5 do 10% przez zastosowanie w kawernie próby ciśnieniowej dla określenia maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia zatłaczania; zmniejszenie przerw dla rekonstrukcji zestawu ługującego, co pozwala na obniżenie kosztów urządzenia wiertniczego o 75%.[Zasady finansowania realizacji( ), 2003] Istnieją również możliwości zmniejszenia kosztów w czasie eksploatacji PMG dzięki na przykład: zastosowaniu zdalnego sterowania systemów kontrolnych, co obniża koszty pracy od 5 do 10%; prewencyjnej konserwacji i remontom, które mogą obniżyć ich koszty o 10%.[Zasady finansowania realizacji( ), 2003] 46

48 3. Analiza efektywności ekonomicznej podziemnych magazynów gazu Finansowa opłacalność jest nadrzędnym kryterium przy podejmowaniu decyzji o rozpoczęciu każdej inwestycji. Nie inaczej powinno być w przypadku budowy podziemnych magazynów gazu. Po ustaleniu przewidywanego poziomu nakładów inwestycyjnych oraz kosztów eksploatacyjnych niezbędne jest przeprowadzenie analizy ekonomicznej opłacalności budowy podziemnego magazynu gazu i określenie minimalnego poziomu cen, przy którym budowa i eksploatacja magazynu jest przedsięwzięciem korzystnym dla inwestora i przynosi mu zaplanowaną stopę zwrotu. Ocena projektu nie może być jednak zawężona tylko do określenia zadowalającej stopy zwrotu dla inwestora. Odpowiednia stopa zwrotu jest warunkiem akceptacji projektu, ale inwestycje muszą być uzasadnione w szerszym kontekście, co dla inwestorów i finansujących projekt oznacza uwzględnienie wszystkich korzyści, czy to w postaci zysku netto czy korzyści niematerialnych, wynikających z projektu bezpośrednio i pośrednio. Jeśli podejmujący decyzję chcą uwzględniać te niematerialne korzyści w ocenie projektu, to należy je włączyć i przedstawić, gdy jest to możliwe, w kategoriach pieniężnych. [Behrens W., Hawranek P.M., 2003] Inwestycja to długookresowe zaangażowanie zasobów ekonomicznych w celu odnoszenia korzyści netto w przyszłości. Tradycyjne metody oceny projektów oceniają poziom zysku netto (sprzedaż minus koszty i podatek dochodowy) w relacji do zainwestowanego kapitału. W ocenie projektu inwestycyjnego należy jednak oszacować i ocenić wszystkie nakłady i korzyści projektu w pewnym okresie. Informacje zawarte w rachunku wyników i prognozowanym bilansie nie są wystarczające. Dlatego dyskontowanie strumieni pieniężnych stało się powszechnie akceptowaną metodą oceny projektów. Koncepcja przepływów pieniężnych jest użyteczna także w planowaniu przepływu środków finansowych, tj. źródeł i sposobów wykorzystania funduszy. Z punktu widzenia inwestora finansowa opłacalność projektu jest najważniejszym i nadrzędnym kryterium oceny inwestycji. Stopy zwrotu z zainwestowanych kapitałów muszą być na zadowalającym poziomie, aby projekt inwestycyjny został przyjęty do realizacji. Wstępna analiza opłacalności pozwala także na oszacowanie właściwego poziom kosztów, cen oraz innych parametrów inwestycji, które należy przyjąć, aby osiągnąć zakładane efekty ekonomiczne. Przy przeprowadzaniu analizy efektywności wykorzystujemy przepływy pieniężne generowane przez inwestycję. Przepływy pieniężne oznaczają albo wpływy 47

49 pieniądza (cash inflows) albo wydatki (cash outflows). Dla celów planowania finansowego i określenia stopy zwrotu inwestycji konieczne jest rozróżnienie między przepływami finansowymi, które są związane z finansowaniem inwestycji i operacyjnymi, które obejmują wpływy i wydatki w trakcie fazy operacyjnej (eksploatacyjnej). Analiza opłacalności inwestycji obejmuje następujące etapy [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]: 1. Określenie nakładów inwestycyjnych. 2. Oszacowanie przewidywanych przepływów pieniężnych, włącznie z wartością umorzeniową środków trwałych na koniec okresu analizy. 3. Oszacowanie ryzyka przepływów środków pieniężnych. Określenie rozkładów prawdopodobieństwa zmiennych uznanych za losowe. 4. Ustalenie kosztu kapitału 5. Ustalenie wartości obecnej oczekiwanych przepływów finansowych Przedsiębiorstwa zazwyczaj rozważają potencjalne zyski z przedsięwzięć przed zainwestowaniem pieniędzy. Wymaga to stworzenia obiektywnych metod i sposobów oceny projektów inwestycyjnych. Korzyści finansowe, wyrażane jako zyskowność przedsięwzięcia są mierzone za pomocą kryteriów, wskaźników i miar zyskowności. Dla projektów inwestycyjnych właściwa ocena polega również na porównywaniu różnych możliwości inwestycyjnych. Niezwykle istotnym czynnikiem w ocenie efektywności ekonomicznej projektów inwestycyjnych jest pojęcie wartości pieniądza w czasie. Pojecie to jest znane od dawna, ale w przemyśle naftowym i gazowniczym metody te nie były szeroko stosowane aż do późnych lat 50 XX wieku. [Ikoku C.U., 1985]. W okresie powojennym boom w przemyśle naftowym, wysokie zyski i niski koszt pieniądza sprawił, iż decydenci nie czuli potrzeby korzystania z bardzie zaawansowanych metod, uwzględniających zmianę wartości pieniądza w czasie. Pod koniec lat 50 XX wieku zyski zaczęły się zmniejszać, nowe odkrycia stawały się trudniejsze do znalezienia, co zrodziło potrzebę stosowania lepszych kryteriów decyzyjnych. Zwrócono się w stronę metod dyskontowych oraz znacznie rozwinięto metody analizy ryzyka i niepewności. Dobre kryteria zyskowności projektu inwestycyjnego powinny charakteryzować się następującymi cechami [Newendorp P.D., 1975]: powinny umożliwiać porównywanie i tworzenie rankingów projektów inwestycyjnych, 48

50 uwzględniać wartość w czasie kapitału firmy, pokazywać, czy zyskowność jest większa od założonego minimum, takiego jak np. koszt kapitału oraz średniej zyskowności dla przedsiębiorstwa, jeśli to możliwe uwzględniać w wymierny sposób ryzyko przedsięwzięcia, uwzględniać inne czynniki, takie jak np. ogólne cele przedsiębiorstwa, stosunek do ryzyka itp Tradycyjne metody oceny ekonomicznej inwestycji Metody oceny ekonomicznej inwestycji, pozwalające na podjęcie decyzji o realizacji lub braku realizacji inwestycji oraz na stworzenie rankingu inwestycji, można podzielić na dwie grupy: a) metody proste nie uwzględniające zmiany wartości pieniądza w czasie, b) metody dyskontowe uwzględniające zmianę wartości pieniądza w czasie Metody proste Proste metody oceny inwestycji, inaczej nazywane są również metodami statycznymi. Są one wykorzystywane do wstępnej selekcji projektów inwestycyjnych. Nie powinny one służyć jako podstawa do ostatecznego wyboru projektu lub decyzji o jego realizacji, lecz mają umożliwić wstępną, ogólną ocenę. Wśród metod prostych wyróżniamy m.in.: Prosty okres zwrotu, Prosta stopa zwrotu Prosty okres zwrotu Jest to najprostszy i najstarszy wskaźnik zyskowności inwestycji. Okres zwrotu to czas, po którym uzyskane dzięki inwestycji wpływy zrównoważą wydatki. Informuje, więc on o tym, po jakim czasie odzyskane zostaną poniesione nakłady inwestycyjne. Podkreślić należy, że prosty okres zwrotu nie bierze pod uwagę zmiennej wartości pieniądza w czasie, w przeciwieństwie do zdyskontowanego okresu zwrotu, który zostanie przedstawiony w dalszej części. 49

51 Okres zwrotu, nazywany także okresem spłaty, jest definiowany jako czas potrzebny dla odzyskania początkowych wydatków inwestycyjnych, przez zwrot w postaci skumulowanych sald pieniężnych netto projektu. Należy podkreślić, że dla obliczenia okresu spłaty wykorzystywane są salda pieniężne netto projektu. Obliczanie okresu spłaty na podstawie skumulowanego zysku netto po opodatkowaniu byłoby całkowicie nieprawidłowe. Nawet jeżeli skumulowana wartość odsetek i amortyzacji zostanie także dodana, istnieje niebezpieczeństwo, że pominie się inwestycje odtworzeniowe, które są konieczne dla funkcjonowania przedsiębiorstwa. Metoda okresu zwrotu jest krytykowana za koncentrowanie uwagi na początkowej fazie okresu eksploatacji, bez uwzględniania przy podejmowaniu decyzji rezultatów inwestycji poza okresem zwrotu. Krytyka jest uzasadniona, gdy decyzja inwestycyjna jest całkowicie oparta na kryterium okresu zwrotu. Metoda okresu zwrotu jest jednak bardzo praktycznym i pożytecznym instrumentem oceny inwestycji, jeżeli dokonuje się jej wraz z oceną ryzyka i płynności oraz w połączeniu ze wskaźnikami rentowności [Behrens W., Hawranek P.M., 2003]. Prosty okres zwrotu definiuje się w następujący sposób: O z = n + skumulowane NCFn NCFn +1 (3.1) Gdzie: O z prosty okres zwrotu, NCF przepływ pieniężny, n ostatni okres, dla którego skumulowane CF są ujemne. Okres zwrotu to metoda, która pozwala nam na określenie punktu równowagi. Jeżeli rzeczywiste przepływy pieniężne wpływają zgodnie z planem, wykorzystanym do obliczeń to następuje zwrot nakładów poniesionych na realizację projektu inwestycyjnego. Należy jednak zwrócić uwagę na to, iż prosty okres zwrotu nie uwzględnia zmiany wartości pieniądza w czasie i kosztu kapitału. Wskaźnikiem nie posiadającym tej wady jest zdyskontowany okres zwrotu. Prosty okres zwrotu, ze względu na swoją prostotę oraz symboliczną wymowę jest powszechnie stosowany przy wstępnej analizie projektów inwestycyjnych. Gdy jest rozważany jako dodatek do innych, bardziej zaawansowanych wskaźników staje się bardzo przydatnym narzędziem. Gdy jednak jest używany jak główny wskaźnik, 50

52 służący za podstawę do podjęcia decyzji staje się niebezpieczny, gdyż może doprowadzić do podjęcia decyzji o realizacji mniej dochodowego projektu inwestycyjnego. Główne wady tego wskaźnika to [Ikoku C.U., 1985]: nie uwzględnia przepływów, które następują po okresie zwrotu, ignoruje zmianę wartości pieniądza w czasie, ma jakiekolwiek znaczenie tylko wtedy, gdy znaczące nakłady inwestycyjne dokonywane są na początku inwestycji, nie nadaje się na wskaźnik, służący do tworzenia rankingów. Wykorzystanie okresu zwrotu ma liczne wady, dostarcza jednak informacji o okresie zamrożenia zainwestowanych środków w projekcie. Można więc powiedzieć, że im krótszy okres zwrotu, tym większa płynność projektu inwestycyjnego. Poza tym, powszechnie uważa się, że przepływy pieniężne w odległej przyszłości są bardziej ryzykowne od bieżących i mających nastąpić w niedalekiej przyszłości. Okres zwrotu można, w tym kontekście, uznać za jedną z miar ryzyka inwestycji [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000] Prosta stopa zwrotu Inną prostą metodą oceny projektów inwestycyjnych, która może być wykorzystana do wstępnej oceny jest prosta stopa zwrotu. Wskaźnik ten informuje o średniej rentowności danego projektu inwestycyjnego i jest wyznaczany jako stosunek średniego zysku, osiąganego w kolejnych latach inwestycji do poniesionych na jej realizację nakładów [Dynus M., et al, 2002]. Prostą stopę zwrotu oblicza się zgodnie ze wzorem: R = Zn I Gdzie: R prosta stopa zwrotu, Zn średni roczny zysk netto, I nakłady inwestycyjne. 100% (3.2) 51

53 Metody dyskontowe Metody dyskontowe to bardziej precyzyjne narzędzie, które służy do oceny projektów inwestycyjnych. Pozwalają one na podjęcie prawidłowych decyzji, ponieważ uwzględniają zmianę wartości pieniądza w czasie, co jest szczególnie ważne w przypadku inwestycji wieloletnich. Wśród metod dyskontowych wyróżniamy m.in.: Zdyskontowany okres zwrotu, Wartość zaktualizowana netto, Wewnętrzna stopa zwrotu Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu, Wskaźnik wartości zaktualizowanej netto Zdyskontowany okres zwrotu Zdyskontowany okres zwrotu jest odpowiednikiem prostego okresu zwrotu, z tym że uwzględnia zmianę wartości pieniądza w czasie. Wyraża się wzorem: O zz = n + skumulowane PV NCFn PV NCFn +1 (3.3) Gdzie: O zz zdyskontowany okres zwrotu, PV NCF zdyskontowane przepływy pieniężne netto, n ostatni okres, dla którego skumulowane PV NCF są ujemne. Jest to czas, w jakim suma zdyskontowanych przepływów pieniężnych, uzyskanych dzięki inwestycji zrówna się z sumą zdyskontowanych nakładów inwestycyjnych. Wartość zdyskontowanego okresu zwrotu jest zazwyczaj większa od wartości prostego okresu zawrotu. Jest on jednak bardziej wiarygodny, ponieważ uwzględnia koszt kapitału zastosowanego do sfinansowania projektu inwestycyjnego. 52

54 Wartość zaktualizowana netto (NPV) Wartość zaktualizowana netto jest definiowana jako wartość uzyskana przez dyskontowanie, przy stałej stopie i oddzielnie dla każdego okresu, różnić pomiędzy wpływami i wydatkami pieniężnymi. Różnice te są dyskontowane na moment rozpoczęcia inwestycji. Im wartość NPV jest większa, tym bardziej efektywny ekonomicznie jest projekt inwestycyjny [Ikoku C.U., 1985]. Metoda NPV bierze pod uwagę wszystkie przepływy pieniężne w czasie życia projektu i jest prostsza w stosowaniu niż, omówiona nieco dalej, metoda IRR. Bardzo istotnym elementem, wpływającym na prawidłowe zastosowanie metody NPV, jest określenie właściwej stopy dyskontowej, biorącej pod uwagę koszt kapitału oraz minimalne, akceptowane przez zarządzających firmą, stopy zwrotu. W celu obliczenia wartości zaktualizowanej netto należy: 1. Określić wartość przepływów pieniężnych w każdym z analizowanych okresów, 2. Obliczyć wartość obecną przyszłych przepływów pieniężnych (zazwyczaj za punkt bazowy przyjmuje się moment rozpoczęcia inwestycji), 3. Suma zdyskontowanych przepływów pieniężnych to wartość zaktualizowana netto (NPV). Równanie NPV przedstawia się następująco: NPV lub CF j n n n 0 ( 1 r) (3.4) NPV gdzie: j 0 CF( t) e rj dt CF n przepływ pieniężny w danym roku, j ilość lat trwania inwestycji, r stopa dyskontowa. (3.5) 53

55 Jeżeli obliczone NPV jest dodatnie to efektywność inwestycji jest większa od efektywności granicznej (stopy dyskontowej), gdy wynosi zero to efektywność jest równa stopie granicznej. Z reguły przyjmuje się, że projekty z NPV większym od zera nadają się do realizacji. Nie można jednak zapominać, że NPV równe zero nie oznacza, że projekt przynosi straty. W takim przypadku projekt osiąga stopę zwrotu równą stopie dyskontowej [Dynus M. et al, 2002] Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) Wewnętrzna stopa zwrotu jest definiowana, jako taka stopa dyskontowa, która zrównuje obecną wartość oczekiwanych wpływów środków pieniężnych z wartością oczekiwanych wypływów środków pieniężnych. Wzór na obliczanie wewnętrznej stopy zwrotu przedstawiony jest poniżej: j n 0 CFn (1 IRR) n 0 (3.6) gdzie: IRR wewnętrzna stopa zwrotu, CF n przepływ pieniężny danym roku, j ilość lat trwania inwestycji. Wzór ten jest równaniem na wartość zaktualizowaną netto, rozwiązanym dla takiej stopy dyskontowej, przy której NPV przyjmuje wartość równą zeru. To samo równanie stosuje się więc do dwóch metod. W metodzie wartości zaktualizowanej netto stopa dyskontowa jest ustalona i oblicza się wartość NPV, natomiast w metodzie wewnętrznej stopy zwrotu wartość NPV jest ustalona i wynosi zero, a oblicza się wartość stopy dyskontowej, czyli IRR projektu inwestycyjnego [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]. Wewnętrzna stopa zwrotu jest oczekiwaną stopą dochodu projektu inwestycyjnego. W przypadku, gdy wewnętrzna stopa zwrotu jest wyższa od kosztu środków wykorzystanych do sfinansowania inwestycji, mamy do czynienia z nadwyżką, która jest korzyścią dla firmy i jej akcjonariuszy. Gdy wartość IRR jest niższa od kosztu kapitału, firma i jej akcjonariusze ponoszą stratę. Wewnętrzna stopa zwrotu wyznacza punkt równowagi, który jest bardzo istotny w ocenie projektów inwestycyjnych. [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000] 54

56 NPV Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Porównanie metody NPV i IRR Rysunek 3.1. przedstawia przykładowe krzywe NPV dla dwóch przykładowych inwestycji, obliczone dla różnych wartości stopy dyskontowej. Dla stopy dyskontowej równej 0% NPV to suma niezdyskontowanych przepływów pieniężnych. Krzywe NPV przecinają poziomą oś współrzędnych w punkcie wyznaczającym wewnętrzną stopę zwrotu (IRR). NPV1 NPV NPV1 200 punkt przecięcia (stopa równowagi) 100 NPV2 IRR2 0 0% 5% 10% 15% IRR1-100 Stopa dyskontowa Rys Krzywe NPV w zależności od IRR dla dwóch różnych projektów inwestycyjnych Źródło: Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000 Krzywe NPV mają nachylenie ujemne ich wartość spada wraz ze wzrostem stopy dyskontowej. NPV dla projektu 1 początkowo przyjmuje wartości wyższe, a sytuacja ta zmienia się, gdy stopa dyskontowa przekracza stopę równowagi. Projekt 1 jest więc bardziej wrażliwy na zmianę stopy dyskontowej od projektu 2. Gdy dwa projekty są niezależne, czyli przyjęcie do realizacji jednego nie wyklucza realizacji drugiego, zarówno metoda NPV, jak i IRR prowadzi do takich samych decyzji o przyjęciu lub realizacji inwestycji. Ze względu na IRR przyjmujemy projekt kiedy jego koszt kapitału jest mniejszy od IRR (czyli na wykresie położony jest na lewo od IRR), a ze względu na NPV, gdy wartość NPV jest dodatnia. Analizując wykres zauważamy, że gdy NPV > 0 to IRR > stopy dyskontowej. 55

57 W przypadku, gdy mamy do czynienia z dwoma projektami inwestycyjnymi, które się wzajemnie wykluczają, dochodzić może do konfliktu pomiędzy metodą NPV a IRR. Gdyby dwa projekty przedstawione na wykresie 3.1 wykluczały się wzajemnie to dla stopy dyskontowej większej od stopy równowagi zarówno metoda IRR, jak i NPV wskazuje na projekt 2 jako lepszy. Wykazuje on bowiem zarówno wyższą wartość NPV jak i IRR. Gdy jednak stopa dyskontowa jest niższa od stopy równowagi to metoda NPV wskazuje na projekt 1 a metoda IRR na projekt 2. Przyczynami wystąpienie konfliktu pomiędzy metodami NPV a IRR mogą być [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]: a) Różne skale projektów inwestycyjnych i wynikające z nich różne nakłady inwestycyjne niezbędne do poniesienia, b) Różny rozkład przepływu środków pieniężnych w czasie. Decydent staje w takim przypadku przed dylematem, który projekt należy przyjąć do realizacji. Krytyczne staje się wtedy ustalenie korzyści wynikających z wcześniejszego otrzymania środków pieniężnych. Z metody NPV wynika, że stopą kosztów, przy której możemy reinwestować środki pieniężne jest koszt kapitału, natomiast w metodzie IRR wartość IRR. Można przyjąć założenie, że firma przy łatwym dostępie do rynków kapitałowych z łatwością znajdzie kapitał po cenie równie kosztowi kapitału. Wynika z tego, że poprawnym założeniem stopy reinwestycji jest koszt kapitału wykorzystany w metodzie NPV. Przechyla to szalę na korzyść NPV, w przypadku konfliktu z metodą IRR [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]. Bardzo przydatnym wskaźnikiem przy porównywaniu różnych projektów inwestycyjnych jest również, omówiony w dalszej części rozdziału, wskaźnik wartości zaktualizowanej netto. Podczas analizy projektów inwestycyjnych możemy mieć również do czynienia z tzw. nietypowymi projektami inwestycyjnymi. Typowy projekt inwestycyjny to taki, w którym na początku następuje jeden lub kilka odpływów a w następnym okresach wpływy środków pieniężnych. Gdy jednak projekt inwestycyjny zakłada duże odpływy środków pieniężnych podczas lub pod koniec okresu analizy, to można go zaliczyć do projektów nietypowych [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]. Tego typu projekty występują często w inwestycjach związanych np. z górnictwem, również ropy naftowej i gazu ziemnego. 56

58 NPV Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Projekt nietypowy może prowadzić do kłopotów z wykorzystaniem metody IRR, a zwłaszcza do[brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]: a) wskazywania przez metodę IRR na decyzję, która nie jest optymalna, b) braku IRR w analizowanym projekcie inwestycyjnym, c) występowania wielu IRR w projekcie. NPV1 NPV NPV IRR % 10% 20% 30% 40% 50% NPV Stopa dyskontowa Rys Krzywe NPV w zależności od IRR dla dwóch różnych przykładowych projektów inwestycyjnych Źródło: Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000 Rysunek 3.2 przedstawia sytuację, w której zastosowanie samej metody IRR mogłoby doprowadzić do podjęcia błędnej decyzji. Dwa analizowane, wykluczające się projekty inwestycyjne mają ta samą wartość IRR, co dla potencjalnego decydenta mogłoby oznaczać ich równą opłacalność. Gdy jednak założymy, że koszt kapitału wynosi 10%, to wartość NPV pierwszej inwestycji będzie dodatnie a drugiej ujemne, wskazując na jej nieopłacalność. Podjęcie decyzji na podstawie, tylko i wyłącznie, metody IRR doprowadziłoby do realizacji nieopłacalnej inwestycji i przyniosłoby firmie i jej akcjonariuszom straty. Inny przypadek przedstawiony jest na rysunku 3.3, gdzie analizowana inwestycja nie posiada IRR, co uniemożliwia zastosowanie tej metody oceny efektywności ekonomicznej. 57

59 NPV NPV Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu NPV % 20% 40% 60% 80% 100% 120% Stopa dyskontowa Rys Krzywa NPV w zależności od IRR dla przykładowego projektu inwestycyjnego Źródło: Brigham E.F., Gapenski L.C., NPV1 0,5 0 0% 100% 200% 300% 400% 500% 600% -0,5 IRR2 IRR1-1 -1,5-2 Stopa dyskontowa Rys Krzywa NPV w zależności od IRR dla przykładowego projektu inwestycyjnego Źródło: Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000 Na rysunku 3.4 przedstawiony jest problem występowania wielokrotnego IRR. Równanie, z którego otrzymujemy IRR (3.6) to wielomian stopnia n i w związku z tym może mieć n rozwiązań. W przypadku typowych inwestycji mamy do czynienia z jednym rzeczywistym pierwiastkiem. W projektach nietypowych występuje ryzyko 58

60 pojawienia się większej liczby pierwiastków. Typowym obszarem występowania tego typu problemów, przy analizie efektywności ekonomicznej są inwestycje związane z wydobyciem surowców mineralnych. W tego typu przypadkach należy korzystać z metody NPV oraz ze zmodyfikowanej wewnętrznej stopy zwrotu MIRR Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu (MIRR) W ocenie projektów inwestycyjnych istotne znaczenie ma problematyka uwzględniania przewidywanej stopy reinwestycji, czyli stopy informującej o poziomie rentowności osiąganej z tytułu bieżącego inwestowania osiąganych przez przedsiębiorstwo dodatnich przepływów pieniężnych. Stopa zwrotu uzyskiwana z tytułu reinwestycji jest zazwyczaj różna od wewnętrznej stopy zwrotu projektu, stąd jej nazwa: zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu. Definiujemy ją następująco: COF CIF *(1 r) j j j n n n j n 0 (1 r) n 0 (1 MIRR) gdzie: COF n - ujemne przepływy pieniężne w roku n, CIF n - dodatnie przepływy pieniężne w roku n, r - stopa dyskontowa, n - okres trwania inwestycji, MIRR zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu. (3.7) W równaniu lewa strona określa bieżącą, aktualną wartość ujemnych przepływów kapitałowych, obliczoną przy stopie dyskontowej równej kosztowi kapitału inwestora. Licznik, natomiast prawej strony określa wartość przyszłą (na koniec ostatniego roku obliczeniowego) dodatnich przepływów pieniężnych otrzymaną przy założeniu, że będą one reinwestowane po koszcie kapitału r. Projekt inwestycyjny uważa się za dobry, kiedy wartość MIRR > r. [Dynus M., et al, 2002] 59

61 Wskaźnik wartości zaktualizowanej (NPVR) W przypadku konieczności stworzenia rankingu inwestycji wykorzystanie samej tylko metody NPV może doprowadzić do podjęcia nieoptymalnej decyzji. Łatwo sobie bowiem wyobrazić następującą sytuację: Mamy dwa projekty inwestycyjne A i B. Projekt A ma NPV równe 10 mln zł a projekt B 1 mln zł. Kierując się tylko metodą NPV wybieramy projekt A. Inwestycja A charakteryzuje się jednak nakładami inwestycyjnymi na poziomie 5 mln zł, a inwestycja B wymaga zaangażowania jedynie 100 tys. zł. W tym momencie pojawiają się uzasadnione wątpliwości co do słuszności wyboru projektu A. Do stworzenia rankingu najbardziej efektywnych inwestycji potrzeba nie tylko wartości NPV poszczególnych projektów inwestycyjnych ale również należy uwzględnić konieczne do poniesienia nakłady. Metodą służącą do wyboru najbardziej opłacalnego projektu inwestycyjnego jest zastosowanie wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), obliczanego zgodnie ze wzorem: NPVR NPV I j n n n 0 (1 r) (3.8) gdzie: NPVR wskaźnik wartości zaktualizowanej netto, I n inwestycje w danym roku, r stopa dyskontowa Inflacja a metoda NPV W warunkach realnej gospodarki rynkowej mamy do czynienia z występowaniem zjawiska inflacji. Zakładając, że stopa inflacji jest dodatnia i wynosi i, możemy przyjąć, iż przepływy środków pieniężnych z projektu inwestycyjnego będą wzrastały w rocznym tempie i. Ponadto ta sama stopa inflacji będzie zawarta w rynkowym koszcie kapitału. Wartość nominalnych przepływów pieniężnych w roku n wyniesie więc: NCF t = RCF t *(1+i) n (3.9) 60

62 Gdzie: NCF t przepływy pieniężne w roku t, RCF t realne przepływy pieniężne w roku t. Uwzględniają inflację i w nominalnym koszcie kapitału uzyskamy: 1+k = (1+k n )(1+i) Gdzie: k koszt kapitału, k n nominalny koszt kapitału, i stopa inflacji. (3.10) Jeśli więc przepływy pieniężne zmieniają się zgodnie ze stopą inflacji i i jednocześnie ta sama inflacja zawarta jest w koszcie kapitału to wartość NPV można obliczyć w następujący sposób: NPV CF (1 i) j n n n n n 0 (1 r) (1 i) (3.11) Wyrażenia (1+i) n w liczniku i mianowniku się znoszą, otrzymujemy więc równanie NPV CF j n n n 0 ( 1 r) (3.12) Tak więc, zakładając, że zarówno przepływy, jak i koszt kapitału, będą wzrastać w tempie inflacji nie istnieje konieczność modyfikacji podstawowego wzoru na obliczanie wartości zaktualizowanej netto. Pamiętać należy jednak, że rynkowy koszt kapitału zawiera w sobie premię inflacyjną. Jeśli do obliczeń przyjmiemy koszt kapitału, uwzględniający inflację, a nie uwzględnimy jej w obliczaniu wartości przepływów pieniężnych to otrzymamy zaniżone wartości NPV [Brigham E.F., Gapenski L.C., 2000]. 61

63 Minimalna cena za magazynowanie Inwestor planujący budowę i późniejszą eksploatację podziemnego magazynu gazu powinien posiadać wiedzę na temat poziomu ceny za magazynowanie, która zapewni uzyskanie określonej stopy zwrotu z inwestycji. Z tego założenia wywodzi się pojęcie minimalnej ceny za magazynowanie. Obliczając minimalną cenę za magazynowanie, przyjmujemy, że inwestycja posiada pewną minimalną stopę zwrotu, którą inwestor jest w stanie zaakceptować, a każda stopa zwrotu o niższej wartość będzie uznana za niepowodzenie. Minimalną cenę za magazynowanie wyznacza się, korzystając z formuły na obliczanie wartości zaktualizowanej netto (NPV). Stopa dyskontowa przyjmuje wartość minimalnej, założonej stopy zwrotu, a następnie wyznaczana zostaje cena, przy której NPV przyjmuje wartość zerową. Gdy wartość zaktualizowana netto jest równa zeru, wewnętrzna stopa zwrotu jest równa stopie dyskontowej, a jej wartość odpowiada średniej rocznej rentowności inwestycji. Do wyliczenia dokładnej wartości minimalnej ceny zamagazynowanie potrzebne jest zbudowanie pełnego modelu finansowego, a następnie iteracyjne znalezienie takiej ceny, dla której wartość NPV wynosi 0. Przybliżoną wartość minimalnej ceny można jednak uzyskać stosując wzór, wyprowadzony przez autora pracy z ogólnego równania NPV. Wykorzystujemy tu fakt, iż założona cena, aby mogła być uznana za cenę minimalną, musi gwarantować osiągnięcie corocznych zysków, a także zwrot poniesionych nakładów inwestycyjnych. Wychodząc od ogólnego wzoru na NPV (3.4) Otrzymujemy: NPV = n i=0 CF i (1 + r) n NPV = Gdzie: n i=0 C- cena za magazynowanie, V i C K s k z V i 1 T I i + A i 1 + r i (3.12) 62

64 I i nakłady inwestycyjne, A i odpisy amortyzacyjne, T stawka podatku dochodowego, V i pojemność czynna magazynu, r- stopa dyskontowa, K s koszty stałe, k z koszty zmienne, Aby obliczyć cenę minimalną wartość wyrażenia musi wynieść zero. Dodatkowo z kosztów stałych wydzielamy amortyzację. n i=0 V i C K s k z V i A i 1 T I i + A i (1 + r) i = 0 (3.13) Dokonujemy następnie przekształceń, mających na celu wyprowadzenie wzoru na minimalną cenę: n i=0 V i C 1 T (1 + r) i n i=0 K s + k z V i + A i 1 T + I i A i (1 + r) i = 0 (3.14) n i=0 V i C 1 T (1 + r) i = n i=0 K s + k z V i + A i 1 T + I i A i (1 + r) i (3.15) C n i=0 V i 1 T (1 + r) i = n i=0 K s + k z V i + A i 1 T + I i A i (1 + r) i (3.16) I otrzymujemy następujące równanie: (3.17) 63

65 C = n i=0 K s + k z V i + A i 1 T + I i A i (1 + r) i n V i 1 T i=0 (1 + r) i Które po dokonaniu przekształceń prezentuje się następująco: K s C = n i=1 1 (1 + r) i + k z n i=0 V i (1 + r) i n i=0 V i (1 + r) i + n i=0 1 T I i T A i (1 + r) i n i=0 V i (1 + r) i Pozwala ono na oszacowanie minimalnej ceny za magazynowanie bez budowy pełnego modelu finansowego. Należy jedynie obliczyć zdyskontowaną pojemność czynną magazynu, zdyskontowane koszty, które nie są stałe i nie są również zależne od wielkości wykorzystanej pojemności czynnej oraz zdyskontowaną różnice pomiędzy nakładami inwestycyjnymi a odpisami amortyzacyjnymi pomnożonymi przez stawkę podatku dochodowego. Równanie pozwalające na uwzględnienie różnego stopnia wykorzystania pojemności czynnej zaprezentowano poniżej (3.18) K s C = n i=1 1 (1 + r) i + k z p p n i=0 V i (1 + r) i n i=0 V i n I i T A i (1 + r) i i=0 (1 + r) + i n V p 1 T i i=0 (1 + r) i (3.19) Gdzie: p stopień wykorzystania magazynu. Wzory 3.18 i 3.19 pozwalają na oszacowanie z dużym przybliżeniem minimalnej ceny za magazynowanie. Uzyskana cena może być w niewielkim stopniu zaniżona, co wynika z faktu, iż magazyn w kilku pierwszych latach, gdy jest budowany i jednocześnie eksploatowany może przynosić niewielkie straty, co nie jest uwzględnione w powyższych wzorach. Stanowią one jednak pożyteczne narzędzie wstępnej analizy, poprzedzającej budowę pełnych modeli finansowych. 64

66 3.2. Analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności. Do tej pory w niniejszej pracy nie poruszano tematu ryzyka i niepewności. Niewiele gałęzi przemysłu działa jednak w takich warunkach ryzyka i niepewności jak przemysł naftowy i gazowniczy. Decyzje dotyczące wiercenia nowych odwiertów, wymagających olbrzymich nakładów, przy braku gwarancji sukcesu muszą być podejmowane bardzo często. W przypadku odnalezienia złoża pojawia się pytanie o to, czy znajduje się w nim dostateczna ilość węglowodorów, pozwalająca na ekonomicznie efektywną produkcję przemysłową. W ciągu eksploatacji pojawiają się kolejne elementy związane z ryzykiem i niepewnością, jak możliwości wystąpienia problemów technicznych, wahania cen węglowodorów i inne. Dlatego też, w analizie efektywności ekonomicznej nie można pominąć tego zagadnienia. Istotne jest rozróżnienie pomiędzy pojęciami ryzyka a niepewności, choć w potocznym języku pojęcia te używane są zazwyczaj zamiennie. Działanie w warunkach ryzyka występuje wtedy, gdy podczas procesu decyzyjnego, każdej możliwej do podjęcia decyzji towarzyszy kilka wzajemnie wykluczających się wyników [Łucki Z., 1995]. Znaczy to, iż jesteśmy świadomi naszych możliwości decyzyjnych oraz jesteśmy w stanie oszacować potencjalne wyniki dla każdego z wariantów decyzji. Działanie w warunkach niepewności występuje, gdy decydenci nie są w stanie przewidzieć wyników podjętych decyzji i opisać ich w wymierny sposób. Rys Przykładowe przepływy pieniężne dla projektu inwestycyjnego bez uwzględnienia ryzyka i niepewności Źródło: Mun J.,

67 W większości przypadków analizy efektywności ekonomicznej projektów inwestycyjnych pierwszy krok to stworzenie prognozowanego rachunku zysków i strat oraz rachunku przepływów pieniężnych. Zazwyczaj przedstawiają one nieznaną przyszłość. Tradycyjne wartości przepływów podawane są w formie konkretnych wartości, bez uwzględnienia niepewności i ryzyka, tak jak na rys Rys Przykładowe przepływy pieniężne dla projektu inwestycyjnego uwzględniającego ryzyko i niepewność Źródło: Mun J., 2006 Rys Przykładowe przepływy pieniężne dla projektu inwestycyjnego uwzględniającego różne stopnie ryzyka i niepewności Źródło: Mun J.,

68 Przyszłość jest jednak trudna do przewidzenia, a niepewność i ryzyko występuje zawsze. Rysunek 3.6 przedstawia sytuacje bardziej odpowiadającą rzeczywistości, niż ta na rys Rzeczywiste przepływy pieniężne oscylują wokół prognozy, raz przybierając wartości wyższe a raz niższe. Rys przedstawia przepływy pieniężne, przy założeniu różnych stopni ryzyka i niepewności, i co jest z tym związane różnych stopni zmienności przepływów. W analizie ryzyka i niepewności stosuje się m.in. przedstawione w dalszej części rozdziału metody, takie jak: Analiza wrażliwości Analiza scenariuszy Symulacja metodą Monte Carlo Analiza wrażliwości Zmienne mające wpływ na badane wielkości, takie jak np. NPV, czy IRR podlegają określonym rozkładom prawdopodobieństwa i w związku z tym nie można, ze 100% pewnością podać ich dokładnych wartości. Analiza wrażliwości to metoda pozwalająca pokazać, jak zmienią się wartości wynikowe, przy zmianie jednej ze zmiennych objaśniających i pozostałych zmiennych pozostających bez zmian. [Brigham E., et al., 2000] Przeprowadzając analizę wrażliwości obliczamy na wstępie przypadek bazowy, wykorzystując wartości oczekiwane dla każdej ze zmiennych objaśniających. Następnie wybieramy kluczowe zmienne objaśniające i dla każdej z osobna zmieniamy jej wartość o określony procent w górę i w dół, a następnie obliczamy poszukiwaną wartość najczęściej NPV. W przypadku analizy wrażliwości NPV projektu inwestycyjnego szukamy odpowiedzi na pytania w stylu: Jak zmieni się wartość zaktualizowana netto, gdy przychody zmniejszą się/zwiększą o np. 5%, lub, gdy koszty stałe zmniejszą się/zwiększą o np. 10%. Obliczenia takie wykonuje się dla kilku przypadków zwiększenia i zmniejszenia badanej wartości, co pozwala na wykreślenie krzywych wrażliwości NPV na zmianę danej zmiennej objaśniającej. 67

69 NPV [zł] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu % -10% -5% 0% 5% 10% 15% Zmiana parametru [%] Cena Nakłady inwestycyjne Koszty stałe Koszty zmienne Rys Przykładowa analiza wrażliwości. Źródło: Opracowanie własne Na rysunku 3.8 przedstawiono przykładową analizę wrażliwości NPV na cztery kluczowe czynniki: cenę, nakłady inwestycyjne, koszty stałe i zmienne. NPV przykładowego projektu inwestycyjnego jest najbardziej wrażliwe na zmianę ceny oraz nakłady inwestycyjne, natomiast zmiany kosztów stałych i zmiennych wpływają na wartość zaktualizowaną netto w o wiele mniejszym stopniu. W przypadku trzech zmiennych: nakładów inwestycyjnych, kosztów stałych i kosztów zmiennych ich wzrost powoduje spadek NPV, a w przypadku ceny jej wzrost powoduje wzrost NPV. Analiza wrażliwości jest najbardziej popularną metodą analizy ryzyka, chociaż ma stosunkowo istotne wady. Bada się w niej bowiem zmiany analizowanej wielkości, wywołane określonymi zmianami kluczowych zmiennych objaśniających, ale nie uwzględnia się niestety prawdopodobieństwa wystąpienia tych zmian. Nie zmienia to jednak faktu, iż analiza wrażliwości jest bardzo przydatną metodą, która pozwala przewidzieć i określić ewentualne zmiany opłacalności ekonomicznej projektu inwestycyjnego. [Brigham E., et al., 2000] 68

70 Analiza scenariuszy Kolejną metodą analizy ryzyka jest analiza scenariuszy. W metodzie tej zazwyczaj należy sformułować kilka wariantów, które opisują np. sytuację złą, dobrą i najbardziej prawdopodobną i oszacować prawdopodobieństwo ich wystąpienia. Następnie oblicza się badaną wielkość, w tym przypadku NPV, dla poszczególnych scenariuszy. Następnym krokiem jest obliczenie wartości oczekiwanej NPV projektu, odchylenia standardowego i współczynnika zmienności. Metoda ta jest bardzo pożytecznym narzędziem, ale posiada też poważne wady. Uwzględnia tylko kilka możliwych scenariuszy, choć w rzeczywistości jest ich nieskończenie wiele. Poza tym, założona jest dodatnia korelacja zmiennych objaśniających, co znaczy, że w np. przypadku wariantu złego wszystkie zmienne mogą przyjąć skrajnie negatywne wartości. W rzeczywistości często spotykamy się z sytuacją, gdy niektóre zmienne mają wartości gorsze od oczekiwań a niektóre lepsze. Wynika z tego zazwyczaj przeszacowanie wartości granicznych NPV. [Brigham E., et al., 2000] W przypadku oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu, ze względu na jego specyfikę, można też przeprowadzać analizę scenariuszy dotyczących technicznych właściwości magazynu, takich jak np. pojemność czynna i buforowa magazynu, ilość gazu ziemnego dotłoczona do bufora, wielkość nakładów inwestycyjnych. Zazwyczaj istnieją różne kombinacje technicznych właściwości magazynów i istotne jest poddanie każdego z nich przynajmniej wstępnej ocenie efektywności ekonomicznej Metoda Monte Carlo Symulacja metodą Monte Carlo zawdzięcza swoją nazwę badaniom nad analizą statystyczną gier hazardowych. Autorami tej metody byli dwaj matematycy: Stanisław Ulam i John von Neumann, którzy wyszli z założenia, że w wielu przypadkach zależności nie mające nawet charakteru stochastycznego łatwiej jest oszacować na podstawie eksperymentu stochastycznego niż przy wykorzystaniu analizy matematycznej. Metoda powstała przy projektowaniu osłon, podczas produkcji pierwszej bomby atomowej, ponieważ problem był zbyt skomplikowany, by go 69

71 rozwiązać analitycznie i zbyt niebezpieczny, by rozwiązywać go przy pomocy eksperymentów fizycznych. [Łucki Z., 1995] Metoda ta uwzględnia analizę wrażliwości i oraz rozkłady prawdopodobieństw zmiennych objaśniających. Podstawową ideą symulacji metodą Monte Carlo jest przeprowadzenie dużej ilości obliczeń wartości wyjściowej, przy zastosowaniu różnych danych wejściowych, wylosowanych zgodnie z określonymi dla nich rozkładami prawdopodobieństw. Pierwszy etap symulacji Monte Carlo to stworzenie modelu komputerowego, zawierającego przepływy pieniężne projektu inwestycyjnego. Następnie należy wybrać zmienne losowe oraz określić ich rozkłady prawdopodobieństw. Następnie program wykonuje następujące działania [Brigham E., et al., 2000]: 1. Losowo wybierane są wartości zmiennych, zgodnie ze zdefiniowanymi wcześniej rozkładami prawdopodobieństwa. 2. Za pomocą wylosowanych wartości zmiennych oblicza się szukane wartości, takie jak np. NPV, IRR, ceny itp. 3. Etap 1 i 2 jest powtarzany wielokrotnie np razy, czego wynikiem jest otrzymanie dużej ilości rezultatów, które następnie są wykorzystywane do zbudowania rozkładu prawdopodobieństwa, wartości oczekiwanej, odchylenia standardowego. Kluczowym elementem podczas analizy metodą Monte Carlo jest prawidłowe określenie rozkładu prawdopodobieństwa zmiennych losowych. Rysunki 3.9 i przedstawiają przykładowe wyniki symulacji metodą Monte Carlo w postaci histogramu i dystrybuanty. Histogram przedstawia graficzny rozkład badanej cechy, w tym przypadku NPV, a dystrybuanta pozwala określić prawdopodobieństwo z jakim badana cecha przyjmie wartości mniejsze lub równe od danej wielkości. Za pomocą dystrybuanty można tworzyć przedziały wartości NPV i określać prawdopodobieństwo, z jakim NPV w nich się znajdzie. 70

72 Prawdopodobieostwo Ilośd prób Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Histogram ,98 21,84 22,71 23,58 24,45 25,31 26,18 27,05 27,92 28,79 29,65 30,52 NPV [mln zł] Rys Przykładowy histogram wyników symulacji Monte Carlo Źródło: Opracowanie własne Dystrybuanta 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20,10 22,10 24,10 26,10 28,10 30,10 NPV [mln zl] Rys Przykładowa dystrybuanta wyników symulacji Monte Carlo Źródło: Opracowanie własne 71

73 4. Ogólny model metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Rosnące znaczenie gazu ziemnego jako pierwotnego źródła energii oraz zmiany następujące na rynku usług magazynowania gazu ziemnego w Europie, który przekształca się z zamkniętego i kontrolowanego przez państwa i duże koncerny narodowe w kierunku modelu wolnorynkowego, sprawia, iż ocena efektywności ekonomicznej podziemnych magazynów gazu staje się kluczowym czynnikiem w procesie decyzyjnym operatorów magazynów. Prawidłowo wykonana ocena efektywności ekonomicznej, uwzględniająca również zagadnienia ryzyka i niepewności, jest bardzo ważnym elementem, zapewniającym przewagę konkurencyjną. W sytuacji, gdy rynek usług magazynowania kieruje się zasadami wolnorynkowymi, wiedza na temat opłacalności magazynowania, wrażliwości na zmiany kluczowych czynników ekonomicznych i technicznych, wpływu ryzyka oraz minimalnych cen za magazynowanie, zapewniających osiągnięcie założonych stóp zwrotu, pozwala na optymalne poruszanie się po rynku, udane konkurowanie z rywalami rynkowymi oraz zwiększanie przychodów i zysków przedsiębiorstwa, a tym samym działanie na korzyść jego udziałowców. W przypadku Polski możemy spodziewać się w przyszłości powstania rynku komercyjnych usług magazynowania i pojawienia się konkurencyjnych w stosunku do PGNiG S.A. operatorów podziemnych magazynów gazu, podobnie jak dzieje się to w innych krajach europejskich. Kluczowym elementem przygotowywania inwestycji, polegających na budowie podziemnych magazynów gazu, powinna być analiza ekonomiczna, dostosowana do ich specyfiki i uwzględniająca szeroki zakres wskaźników, a także rozpatrująca zagadnienia związane z ryzykiem i niepewnością. Przedsiębiorstwo planujące budowę podziemnego magazynu gazu, po dokonaniu takiej analizy, będzie dysponowało wiedzą, pozwalającą na skuteczne funkcjonowanie na rynku i prowadzenie działalności, przy utrzymaniu przewagi konkurencyjnej oraz będzie w stanie prowadzić taką politykę cenową, aby generować odpowiednie stopy zwrotu dla akcjonariuszy. W niniejszej pracy autor zaproponował własną metodykę oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu. Proces oceny podzielony został na dwie części: Etap I ocena i wybór wariantu budowy magazynu. 72

74 Etap II szczegółowa analiza wybranego wariantu. Podczas projektowania podziemnego magazynu gazu mamy często do czynienia z sytuacją, gdy w tej samej strukturze geologicznej można zbudować magazyn gazu o bardzo różnych właściwościach technicznych. Warianty magazynu mogą zakładać różne wielkości parametrów, takich jak np.: pojemność czynna, moc zatłaczania i odbioru, wielkość poduszki gazowej, czas budowy magazynu. Poszczególne wartości tych parametrów znajdują swoje odzwierciedlenie w planowanych nakładach inwestycyjnych oraz stałych i zmiennych kosztach eksploatacji podziemnego magazynu gazu, a w konsekwencji mają również wpływ na jego efektywność ekonomiczną. Decyzja o wyborze konkretnego wariantu powinna być podjęta na podstawie analizy danych technicznych oraz po przeprowadzeniu oceny ekonomicznej każdego z wariantów. Schemat blokowy procedury oceny poszczególnych wariantów budowy magazynu w tej samej strukturze geologicznej, zaproponowanej przez autora, przedstawiony jest na rysunku 4.1. Dla każdego z wariantów należy przeprowadzić uproszczona analizę, podczas której obliczane są następujące wskaźniki: wartość zaktualizowana netto (NPV), wewnętrzna stopa zwrotu (IRR), zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu (MIRR), wskaźnik wartości zaktualizowanej netto (NPVR), zdyskontowany okres zwrotu, zdyskontowane nakłady jednostkowe, minimalna cena za magazynowanie. Wskaźniki NPV, IRR, MIRR, NPVR oraz zdyskontowany okres zwrotu obliczane są zgodnie z formułami podanymi w rozdziale 3. 73

75 Zdyskontowane nakłady jednostkowe obliczamy dzieląc nakłady inwestycyjne, zdyskontowane na moment rozpoczęcia inwestycji, przez pojemność czynną magazynu, wyrażoną w tysiącach metrów sześciennych. Wskaźnik ten pozwala oszacować jednostkowe koszty budowy magazynu. Analiza różnych wariantów budowy magazynu Wariant 1 Wariant 2 Wariant 3 ( ) Wariant n NPV IRR Ocena efektywności ekonomicznej NPVR MIRR Minimalna cena Zdys. Okres zwrotu Ocena efektywności ekonomicznej Zdys. Nakłady jednostkowe Ocena efektywności ekonomicznej Ocena efektywności ekonomicznej Raport wariant 1 Raport wariant 2 Raport wariant 3 ( ) Raport wariant n Raport końcowy Ranking wariantów Rys Schemat blokowy analizy poszczególnych wariantów budowy podziemnego magazynu gazu w tej samej strukturze geologicznej. Źródło: Opracowanie własne 74

76 Obliczając minimalną cenę za magazynowanie, przyjmujemy założenie, że inwestycja posiada pewną minimalną stopę zwrotu, którą inwestor jest w stanie zaakceptować, a każda stopa zwrotu o niższej wartość będzie uznana za niepowodzenie. Za taką stopę zwrotu można uznać stopę dyskontową, stosowaną przy obliczaniu wartości zaktualizowanej netto. Można również zastosować kilka stóp zwrotu, co pozwala na poznanie zakresu cen, umożliwiających osiągnięcie zakładanych rentowności inwestycji. Minimalną cenę za magazynowanie wyznacza się, korzystając z formuły na obliczanie wartości zaktualizowanej netto (NPV). Stopa dyskontowa przyjmuje wartość minimalnej, założonej stopy zwrotu, a następnie wyznaczana zostaje cena, przy której NPV przyjmuje wartość zerową. Gdy wartość zaktualizowana netto jest równa zeru, wewnętrzna stopa zwrotu jest równa stopie dyskontowej. Średnia roczna rentowności inwestycji jest wtedy równa stopie dyskontowej, czyli w tym przypadku minimalnej założonej rentowności inwestycji. Cena, dla której zachodzi taka równość uznawana jest za minimalną cenę za magazynowanie. Wszystkie obliczenia służące do wyznaczenia opisanych wyżej wskaźników są przeprowadzane w opracowanych arkuszach kalkulacyjnych, stworzonych w programie Microsoft Excel, przy wykorzystaniu języka programowania Visual Basic for Applications. Arkusze te wykazują się wysokim stopniem automatyzacji i pozwalają na szybkie przeprowadzenie obliczeń, które w innym przypadku byłyby czasochłonne i wymagające dużego nakładu pracy. Po przeprowadzeniu obliczeń należy stworzyć rankingi wariantów, ze względu na każdy z wyznaczanych wskaźników. Pamiętać należy, iż przy porównywaniu poszczególnych wariantów pod względem efektywności ekonomicznej decydujące znaczenie powinien mieć wskaźnik wartości zaktualizowanej netto (NPVR), jako najlepsze narzędzie do porównywania różnych opcji budowy magazynu. Pozostałe wskaźniki dostarczają koniecznej wiedzy uzupełniającej, umożliwiającej podjęcie optymalnej decyzji inwestycyjnej. Po podjęciu decyzji o wyborze konkretnego wariantu budowy magazynu powinien nastąpić drugi etap analizy, którego procedura, zaproponowana przez autora, jest zgodna ze schematem blokowym, przedstawionym na rysunku 4.2. Procedura ta powinna być również stosowana w przypadku rozważania budowy podziemnego magazynu gazu w różnych strukturach geologicznych. 75

77 Analiza efektywności ekonomicznej PMG Standardowa analiza efektywności ekonomicznej Metody proste Metody dyskontowe Okres zwrotu Stopa zwrotu NPV IRR NPVR MIRR Minimalna cena Zdys. Okres zwrotu Zdys. Nakłady jednostkowe Raport metody proste Raport metody dyskontowe Analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności Metoda Monte Carlo Analiza wpływu stopnia wykorzystania magazynu Analiza wrażliwości Analiza scenariuszy Symulacja stopnia wykorzystania magazynu Symulacja NPV Symulacja minimalnej ceny Raport - stopień wykorzystania Raport - analiza wrażliwości Raport - analiza scenariuszy Raport metoda Monte Carlo Raport końcowy Rys Schemat blokowy szczegółowej analizy wybranego wariantu budowy podziemnego magazynu gazu. Źródło: Opracowanie własne 76

78 Proces szczegółowej analizy efektywności ekonomicznej powinien składać się, zgodnie z propozycją autora, z następujących elementów: a) standardowa analiza efektywności ekonomicznej, wykorzystanie metod prostych, obliczenie prostego okresu zwrotu, obliczenie prostej stopy zwrotu. wykorzystanie metod dyskontowych. obliczenie wartości zaktualizowanej netto (NPV), obliczenie wewnętrznej stopy zwrotu (IRR), obliczenie zmodyfikowanej wewnętrznej stopy zwrotu (MIRR), obliczenie wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), obliczenie zdyskontowanego okresu zwrotu, obliczenie zdyskontowanych nakładów jednostkowych, obliczenie minimalnej ceny za magazynowanie. b) analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności. analiza wrażliwości, analiza scenariuszy, analiza wpływu stopnia wykorzystania magazynu, analiza za pomocą metody Monte Carlo. symulacja wartości zaktualizowanej netto (NPV), symulacja minimalnej ceny za magazynowanie, symulacja stopnia wykorzystania magazynu. Szczegółowa ocena efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu powinna składać się z dwóch części standardowej analizy oraz analizy przy uwzględnieniu ryzyka i niepewności. Pierwsza część została podzielona na dwa elementy analizę za pomocą metod prostych oraz za pomocą metod dyskontowych. Metody proste nie uwzględniają zmiany wartości pieniądza w czasie, ale są dobrym uzupełnieniem, pozwalającym zebrać maksymalnie dużą ilość informacji na temat ocenianej inwestycji. W tej części obliczamy prosty okres zwrotu oraz prostą stopę zwrotu. Analiza, przy wykorzystaniu metody dyskontowych obejmuje te same wskaźniki, które były wykorzystane podczas etapu wyboru wariantu magazynu. 77

79 Wszystkie obliczenia mogą zastać przeprowadzone w zaawansowanych arkuszach kalkulacyjnych. W drugiej części analizy przeprowadzana jest ocena inwestycji, przy uwzględnieniu ryzyka i niepewności. Etap ten został podzielony na cztery części: analizę wrażliwości, analizę scenariuszy, analizę wpływu stopnia wykorzystania magazynu oraz analizę za pomocą metody Monte Carlo. Analiza wrażliwości przeprowadzana jest dla wartości zdyskontowanej netto (NPV), przy założeniu zmiany kluczowych czynników, takich jak: cena za magazynowanie, nakłady inwestycyjne, koszty stałe magazynu, koszty zmienne magazynu, Obliczenia mogą być przeprowadzane w specjalnie przygotowanym przez autora arkuszu kalkulacyjnym. Analiza scenariuszy polega na zdefiniowaniu alternatywnych scenariuszy budowy i eksploatacji magazynu i poddaniu każdego z nich oddzielnej ocenie. Proces ten może być przeprowadzony w przygotowanym arkuszu kalkulacyjnym, z wykorzystaniem wbudowanych w program Microsoft Excel narzędzi, służących do analizy scenariuszy. Analiza stopnia wykorzystania magazynu została zaproponowana jako oddzielny element oceny efektywności ekonomicznej budowy podziemnego magazynu gazu, ze względu na specyficzny charakter rynku usług magazynowania. W obecnej chwili w Polsce, a także w całej Unii Europejskiej, gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na pojemności czynne magazynów, a istniejące magazyny na rynkach, na których istnieje wolny rynek usług magazynowania, z dużym wyprzedzeniem rezerwują wykorzystanie swoich pojemności. W Polsce istniejące pojemności czynne są zdecydowanie zbyt małe, aby w sposób optymalny regulować wahania popytu oraz utrzymywać obowiązkowe i strategiczne rezerwy gazu ziemnego. Z tego powody ryzyko nie wykorzystywania w pełni pojemności czynnych magazynu jest bardzo nikłe. Autor niniejszej pracy uważa jednak, iż potencjalny operator podziemnego magazynu gazu musi dysponować wiedzą na temat wpływu wykorzystania pojemności magazynu na jego efektywność ekonomiczną, gdyż pomimo bardzo małego prawdopodobieństwa nigdy nie można wykluczyć sytuacji niepełnego wykorzystania magazynu. Analiza tego elementu może zostać przeprowadzona w specjalnie przygotowanym arkuszu kalkulacyjnym. 78

80 Metoda Monte Carlo, która stanowi czwarty etap oceny efektywności ekonomicznej z uwzględnieniem ryzyka i niepewności to bardzo istotny fragment analizy. Na potrzeby niniejszej pracy stworzono program do przeprowadzania symulacji metodą Monte Carlo. Ze względu na dużą elastyczność programu Microsoft Excel program został napisany w języku Visual Basic for Applications. Został zaprojektowany jako program uniwersalny, który może być wykorzystany do szerokiego zestawu zagadnień, nie tylko tych, związanych z problematyką ekonomiki podziemnego magazynowania gazu. Na potrzeby analizy efektywności ekonomicznej podziemnego magazynowania gazu autor przygotował dwie wersje programu. Pierwsza dokonuje w sprzężeniu z arkuszem wykorzystanym do obliczenia wartości zaktualizowanej netto symulacji NPV, a jej schemat blokowy przedstawiony jest na rysunku 4.3. Program za pomocą odwołań połączony jest z arkuszem obliczającym wartość NPV. Po starcie wczytuje dane dotyczące ilości zmiennych losowych, ich rozkładów losowych oraz liczby prób. Następnie w każdej iteracji zmienne są losowane zgodnie ze swoimi rozkładami, a wylosowane wartości przekazywane są do arkusza obliczającego automatycznie NPV. Wartość NPV jest automatycznie zwracana do programu symulacyjnego i dołączana do bazy wyników. Po przeprowadzeniu założonej liczby prób program sporządza dystrybuantę i histogram NPV, oblicza wartości podstawowych statystyk i tworzy raport końcowy analizy. Druga wersja programu służy do przeprowadzenia symulacji minimalnej ceny za magazynowanie a jej schemat blokowy przedstawiony jest na rysunku 4.4. W tym przypadku w każdej iteracji po obliczeniu NPV, zgodnie z wylosowanymi zmiennymi, szukana jest taka cena za magazynowanie, przy której NPV jest równe zeru. 79

81 START Wczytanie danych wejściowych Losowanie wartości zmiennych losowych, zgodnie z założonymi rozkładami Obliczenie szukanej wartości (NPV) TAK Liczba prób mniejsza od założonej NIE Zebranie wszystkich obliczonych wartości, stworzenie histogramu i dystrybuanty, obliczenie podstawowych statystyk KONIEC Rys Schemat blokowy aplikacji wykorzystanej do obliczenia NPV metodą Monte Carlo Źródło: Opracowanie własne 80

82 START Wczytanie danych wejściowych Losowanie wartości zmiennych losowych, zgodnie z założonymi rozkładami Obliczenie szukanej wartości (NPV) Znalezienie ceny dającej założoną rentowność TAK Liczba prób mniejsza od założonej NIE Zebranie wszystkich obliczonych wartości, stworzenie histogramu i dystrybuanty, obliczenie podstawowych statystyk KONIEC Rys Schemat blokowy aplikacji wykorzystanej do obliczenia minimalnej ceny za magazynowanie gazu ziemnego metodą Monte Carlo Źródło: Opracowanie własne 81

83 Każdy etap analizy, zgodnie z propozycją autora, kończy się osobnym raportem, a na ich podstawie powstają raporty końcowe i ranking wariantów (w przypadku wyboru wariantu budowy magazynu). Przykład przeprowadzenia analizy efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, zgodnie z procedurą zaproponowaną przez autora znajduje się w następnym rozdziale pracy. 82

84 5. Aplikacja metodyki oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu na wybranym przykładzie Ocena efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu, zgodnie z procedurą, przedstawioną w rozdziale 4, została przeprowadzona na przykładzie hipotetycznego, wyeksploatowanego złoża gazu ziemnego, zlokalizowanego na terenie Polski. Do analizy nie wykorzystano żadnego z istniejących podziemnych magazynów gazu, ponieważ dokładne dane ekonomiczne są zastrzeżone i stanowią istotny element przewagi konkurencyjnej, który może być decydujący w przypadku powstania w Polsce konkurencyjnego rynku komercyjnych usług magazynowania gazu ziemnego. Przedstawiony hipotetyczny przykład jest jednak pełnowartościowy jako obiekt obliczeń, ponieważ rząd wielkości przyjętych danych ekonomicznych i technicznych odpowiada wielkościom rzeczywistym. Analiza została przeprowadzona w dwóch etapach, zgodnie ze schematem przedstawionym w poprzednim rozdziale. Pierwszy etap obejmował ocenę kilku wariantów budowy magazyny w przykładowym wyeksploatowanym złożu i wybór wariantu optymalnego. W drugim etapie przeprowadzono szczegółową analizę optymalnego wariantu Wybór optymalnego wariantu magazynu Ocenie efektywności ekonomicznej poddano cztery warianty budowy magazynu, który ma zostać zbudowany w wyeksploatowanym złożu gazu ziemnego. Analiza przebiegała zgodnie z procedurą przedstawioną w poprzednim rozdziale. Przyjęto, że inwestor będzie dokonywał oceny efektywności ekonomicznej, zakładając że cena za magazynowanie wyniesie 250 zł/tys. m 3 gazu ziemnego, a stopa dyskontowa ustalona została umownie na poziomie 10%. Horyzont czasowy przyjęty w obliczeniach to 30 lat od momentu rozpoczęcia inwestycji Wariant I Zestawienie podstawowych danych technicznych i ekonomicznych dla wariantu I budowy podziemnego magazynu gazu przedstawione jest w tabeli 5.1. Planowana 83

85 pojemność czynna PMG ma wynieść 300 mln m 3, co będzie wymagało dotłoczenia do bufora 350 mln m 3 gazu ziemnego. Tabela 5.1. Dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu I Wyszczególnienie Wartość Pojemność czynna [mln m 3 ] 300 Nakłady inwestycyjne [tys. zł] Gaz dotłoczony do bufora [mln m 3 ] 350 Roczne koszty stałe [tys. zł] Koszty zmienne [zł/tys m 3 ] 12 Czas budowy [lata] 3 Źródło: opracowanie własne Łączne nakłady inwestycyjne (z gazem buforowym) planowane są na poziomie tys. zł, roczne koszty stałe wyniosą 5 mln zł a koszty zmienne 12 zł na 1 tys. m 3 zmagazynowanego gazu ziemnego. Planowaną pojemność czynną magazyn osiągnie po 3 latach od momentu rozpoczęcia budowy. Tabela 5.2. Wyniki wstępnej analizy dla wariantu I Wskaźnik Wartość NPV [zł[ 5 252,69 IRR [%] 10,12% MIRR [%] 9,87% Zdyskontowany okres zwrotu [lata] 28,36 NPVR 0,011 Njz [zł/tys. m 3 ] 1 503,35 Minimalna cena [zł/tys. m 3 ] 247,31 Źródło: opracowanie własne Tabela 5.2. przedstawia wyniki analizy dla wariantu I. Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła nieco ponad tys. zł. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 10,12% a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 9,87%. Zdyskontowany okres zwrotu wynosi 28,36 lat, co oznacza, że inwestycja zwraca poniesione nakłady niecałe dwa lat przed upływem okresu analizy. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 0,011. Jednostkowe zdyskontowane nakłady 84

86 inwestycyjne wyniosły 1 503,35 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 247,31 zł/tys. m 3, czyli niewiele poniżej ceny przyjętej do obliczeń. Wszystkie wskaźniki wskazują na opłacalność tego wariantu inwestycji, choć znajdują się one blisko wartości granicznych Wariant II Tabela 5.4. przedstawia podstawowe dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu II budowy podziemnego magazynu gazu. Planowana pojemność czynna PMG ma wynieść 500 mln m 3, co powoduje konieczność dotłoczenia do bufora 400 mln m 3 gazu ziemnego. Tabela 5.3. Dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu II Wyszczególnienie Wartość Pojemność czynna [mln m 3 ] 500 Nakłady inwestycyjne [tys. zł] Gaz dotłoczony do bufora [mln m 3 ] 400 Roczne koszty stałe [tys. zł] Koszty zmienne [zł/tys m 3 ] 12 Czas budowy [lata] 4 Źródło: opracowanie własne Łączne nakłady inwestycyjne (razem z gazem buforowym) planowane są na poziomie tys. zł, roczne koszty stałe wyniosą 9 mln zł a koszty zmienne 12 zł na 1 tys. m 3 zmagazynowanego gazu ziemnego. Planowaną pojemność czynną magazyn osiągnie po 4 latach od momentu rozpoczęcia budowy. W tabeli 5.4. przedstawiono wyniki analizy dla wariantu II. Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła nieco ponad tys. zł. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 11,75% a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 10,53%. 85

87 Tabela 5.4. Wyniki wstępnej analizy dla wariantu II Wskaźnik Wartość NPV [zł[ ,18 IRR [%] 11,75% MIRR [%] 10,53% Zdyskontowany okres zwrotu [lata] 18,12 NPVR 0,169 Njz [zł/tys. m 3 ] 1 235,30 Minimalna cena [zł/tys. m 3 ] 216,00 Źródło: opracowanie własne Zdyskontowany okres zwrotu wynosi 18,12 lat, czyli inwestycja zwraca poniesione nakłady po ponad połowie okresu, który obejmuje analiza. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 0,169. Jednostkowe zdyskontowane nakłady inwestycyjne wyniosły 1 239,30 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 216 zł/tys. m 3, czyli 13,6% mniej niż wyniosła cena przyjęta do obliczeń. Wszystkie wskaźniki wskazują na opłacalność tego wariantu inwestycji i przyjmują znacznie korzystniejsze wartości w stosunku do wariantu I Wariant III Tabela 5.5. przedstawia podstawowe dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu III budowy podziemnego magazynu gazu. Planowana pojemność czynna PMG ma wynieść 250 mln m 3, co wymaga dotłoczenia do bufora 200 mln m 3 gazu ziemnego. Tabela 5.5. Dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu III Wyszczególnienie Wartość Pojemność czynna [mln m 3 ] 250 Nakłady inwestycyjne [tys. zł] Gaz dotłoczony do bufora [mln m 3 ] 200 Roczne koszty stałe [tys. zł] Koszty zmienne [zł/tys m 3 ] 12 Czas budowy [lata] 4 Źródło: opracowanie własne 86

88 Łączne nakłady inwestycyjne (razem z gazem buforowym) planowane są na poziomie tys. zł, roczne koszty stałe wyniosą 5 mln zł a koszty zmienne 12 zł na1 tys. m 3 zmagazynowanego gazu ziemnego. Planowaną pojemność czynną magazyn osiągnie po 4 latach od momentu rozpoczęcia budowy. Tabela 5.6. Wyniki wstępnej analizy dla wariantu III Wskaźnik Wartość NPV [zł[ ,92 IRR [%] 10,82% MIRR [%] 10,15% Zdyskontowany okres zwrotu [lata] 22,47 NPVR 0,078 Njz [zł/tys. m 3 ] 1 335,30 Minimalna cena [zł/tys. m 3 ] 233,15 Źródło: opracowanie własne W tabeli 5.6. przedstawiono wyniki analizy dla wariantu III. Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła ,92 tys. zł. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 10,82%, a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 10,15%. Zdyskontowany okres zwrotu wynosi 22,47 lat. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 0,078. Jednostkowe zdyskontowane nakłady inwestycyjne wyniosły 1 335,30 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 233,15 zł/tys. m 3, czyli 6,74% mniej niż wyniosła cena przyjęta do obliczeń. Wszystkie wskaźniki wskazują na opłacalność tego wariantu inwestycji, choć są mniej korzystne niż w przypadku wariantu II. 87

89 Wariant IV W tabeli 5.7. przedstawiono podstawowe dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu IV budowy podziemnego magazynu gazu. Planowana pojemność czynna PMG ma wynieść 400 mln m 3, co wymaga dotłoczenia do bufora 400 mln m 3 gazu ziemnego. Łączne nakłady inwestycyjne (razem z gazem buforowym) planowane są na poziomie tys. zł, roczne koszty stałe wyniosą 8 mln zł a koszty zmienne 12 zł na 1 tys. m 3 zmagazynowanego gazu ziemnego. Planowaną pojemność czynną magazyn osiągnie po 3 latach od momentu rozpoczęcia budowy. Tabela 5.7. Dane techniczne i ekonomiczne dla wariantu IV Wyszczególnienie Wartość Pojemność czynna [mln m 3 ] 400 Nakłady inwestycyjne [tys. zł] Gaz dotłoczony do bufora [mln m 3 ] 400 Roczne koszty stałe [tys. zł] Koszty zmienne [zł/tys m 3 ] 12 Czas budowy [lata] 3 Źródło: opracowanie własne Tabela 5.8. Wyniki wstępnej analizy dla wariantu I Wskaźnik Wartość NPV [zł[ ,45 IRR [%] 10,47% MIRR [%] 10,01% Zdyskontowany okres zwrotu [lata] 24,89 NPVR 0,044 Njz [zł/tys. m 3 ] 1 408,93 Minimalna cena [zł/tys. m 3 ] 240,11 Źródło: opracowanie własne W tabeli 5.8. przedstawiono wyniki analizy dla wariantu IV. Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła ,45 tys. zł. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 10,47%, a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 10,01%. Zdyskontowany okres zwrotu wynosi 24,89 lat. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 88

90 0,044. Jednostkowe zdyskontowane nakłady inwestycyjne wyniosły 1 408,93 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 240,11 zł/tys. m 3, czyli 3,96% mniej niż wyniosła cena przyjęta do obliczeń. Wszystkie wskaźniki wskazują na opłacalność tego wariantu inwestycji, ale ich wartości są gorsze niż w przypadku wariantów II i III Raport końcowy i podsumowanie wyboru wariantu magazynu Porównując zestawienie wyników wstępnej analizy wariantów budowy podziemnego magazynu gazu (tabela 5.9) można zauważyć, iż największą wartością NPV charakteryzuje się wariant II, dla którego wynosi ona ponad 107 mln zł. W Przypadku wariantów III i IV NPV wynosi odpowiednio 26,6 i 25,5 mln złotych. Najniższą wartość NPV przyjmuje dla wariantu I niecałe 5,3 mln zł. Tabela 5.9. Zestawienie wyników wstępnej analizy dla wszystkich wariantów Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV NPV [zł[ 5 252, , , ,45 IRR [%] 10,12% 11,75% 10,82% 10,47% MIRR [%] 9,87% 10,53% 10,15% 10,01% Zdyskontowany okres zwrotu [lata] 28,36 18,12 22,47 24,89 NPVR 0,011 0,169 0,078 0,044 Njz [zł/tys. m 3 ] 1 503, , , ,93 Minimalna cena [zł/tys. m 3 ] 247,31 216,00 233,15 240,11 Źródło: opracowanie własne Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) przyjmuje wartości od 11,75% dla wariantu II do 10,12% dla wariantu I. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku zmodyfikowanej stopy zwrotu (MIRR) najwyższa wartość to 10,53% dla wariantu II, a najniższa to 9,87% dla wariantu I. Najdłuższy okres zwrotu, obejmujący niemal cały horyzont czasowy analizy występuje dla wariantu I 28,36, a najkrótszy, czyli najkorzystniejszy z punktu widzenia inwestora dla wariantu II 18,12. 89

91 Najwyższa wartość wskaźnik wartości zaktualizowanej netto (NPVR) przyjmuje dla wariantu II 0,169, a najniższą dla wariantu I 0,011. Podobnie wygląda sytuacja w przypadku jednostkowych, zdyskontowanych nakładów inwestycyjnych najwyższe są dla wariantu I 1 503,35 zł/tys. m 3, a najniższe dla wariantu II 1 235,3 zł/tys. m 3. Minimalna cena za magazynowanie waha się od 216 zł/tys. m 3 dla wariantu I do 247,31 zł/tys. m 3 dla wariantu I. W tabeli 5.10 przedstawiono ranking poszczególnych wariantów ze względu na każdy wskaźnik. W przypadku tej analizy hierarchia wariantów dla wszystkich wskaźników wygląda identycznie. Za najlepszy pod względem efektywności ekonomicznej należy uznać wariant II, następny w kolejności jest wariant III, później IV, a na ostatnim miejscu uplasował się wariant I. Gdyby poszczególne wskaźniki wskazywały na różną kolejność wariantów, za najbardziej wiarygodny należałoby uznać wskaźnik wartości zaktualizowanej netto (NPVR) Tabela Ranking wariantów budowy PMG Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV NPV IRR MIRR Zdyskontowany okres zwrotu NPVR Njz Minimalna cena Źródło: Opracowanie własne Należy zwrócić uwagę na wysokie miejsce wariantu III, w którym występuje najmniejsza pojemność czynna magazynu 250 mln m 3. Do szczegółowych analizy wybrany został wariant II, ponieważ analiza wstępna wykazała, iż charakteryzuje się on najwyższą opłacalnością spośród wszystkich rozważanych opcji budowy magazynu. 90

92 tys. zł NPV [tys.zł] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Lata Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV Rys Przebieg krzywych NPV dla każdego wariantu w ciągu 30 lat eksploatacji magazynu. Źródło: Opracowanie własne Na rysunku 5.1. przedstawiono przebieg krzywych NPV dla każdego z wariantów budowy magazynu. Można zauważyć, że zmiana okresu analizy może spowodować zmianę kolejności niektórych wariantów pod względem wielkości NPV. Rysunki przedstawiają graficzne zestawienie wartości poszczególnych wskaźników dla analizowanych wariantów Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV NPV Rys Wartość zaktualizowana netto (NPV) dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 91

93 % % Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 12,00% 11,50% 11,00% 10,50% 10,00% 9,50% 9,00% Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV IRR Rys Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 10,60% 10,40% 10,20% 10,00% 9,80% 9,60% 9,40% Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV MIRR Rys Zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu (MIRR) dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 92

94 Lata Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV Zdyskontowany okres zwrotu Rys Zdyskontowany okres zwrotu dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 0,18 0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV NPVR Rys Wskaźnik wartości zdyskontowanej netto (NPVR) dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 93

95 zł/tys m3 zł Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 1 600, , , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0,00 Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV Njz *zł/tys. m3+ Rys Wielkość jednostkowych, zdyskontowanych nakładów inwestycyjnych dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 250,00 245,00 240,00 235,00 230,00 225,00 220,00 215,00 210,00 205,00 200,00 Wariant I Wariant II Wariant III Wariant IV Minimalna cena Rys Minimalna cena zamagazynowanie dla poszczególnych wariantów Źródło: Opracowanie własne 94

96 5.2. Szczegółowa analiza efektywności ekonomicznej wybranego wariantu budowy PMG Szczegółowa analiza efektywności ekonomicznej została przeprowadzona zgodnie z procedurą przedstawioną w rozdziale 4. Ocenie szczegółowej poddano wariant II budowy podziemnego magazynu gazu, ponieważ analiza wstępna, przeprowadzona w podrozdziale 5.1., wykazała, iż charakteryzuje się on najwyższymi wartościami wskaźników efektywności ekonomicznej. Przebieg analizy i kolejność obliczeń była zgodna ze schematem umieszczonym na rys. 4.2., zaprezentowanym w rozdziale 4. Ocena została podzielona na dwie główne części standardową analizę efektywności ekonomicznej oraz analizę z uwzględnieniem ryzyka i niepewności Standardowa analiza efektywności ekonomicznej Pierwsza część analizy obejmuje wykorzystanie metod prostych, nie uwzględniających zmiany wartości pieniądza w czasie i metod dyskontowych, które tę zmianę uwzględniają. Wskaźniki oparte na metodach dyskontowych są bardziej wiarygodne, ale wykorzystanie metod prostych stanowi uzupełnienie informacji o planowanej inwestycji Metody proste Spośród metod prostych wykorzystano dwie prosty okres zwrotu oraz prostą stopę zwrotu, a obliczenia zostały przeprowadzone w arkuszach kalkulacyjnych stworzonych przez autora. Wyniki analizy przedstawia tabela Tabela Wyniki analizy przy pomocy metod prostych Wskaźnik Wartość Okres zwrotu [lata] 8,66 Prosta stopa zwrotu [%] 10,22% Źródło: Opracowanie własne Prosty okres zwrotu wyniósł 8,66 roku, co oznacza, iż w przypadku nie uwzględniania zmiany wartości pieniądza w czasie nakłady poniesione na budowę 95

97 magazynu zwrócą się po ok. 8 latach i 8 miesiącach od momentu rozpoczęcia budowy magazynu. Prosta stopa zwrotu, będąca uproszczonym wskaźnikiem rentowności przyjęła wartość 10,22% i tyle wynosi średnia roczna rentowność budowy podziemnego magazynu gazu w analizowanym wariancie Metody dyskontowe Analiza za pomocą metod dyskontowych została już wykonana podczas wyboru optymalnego wariantu budowy podziemnego magazynu gazu. W tabeli 5.12 przedstawiono wyniki analizy. Tabela Wyniki analizy przy pomocy metod dyskontowych Wskaźnik Wartość NPV ,18 IRR 11,75% MIRR 10,53% Zdyskontowany okres zwrotu 18,12 NPVR 0,169 Njz [zł/tys. m3] 1 273,20 Minimalna cena IRR 10% 216,00 Minimalna cena IRR 15% 320,13 Źródło: opracowanie własne Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła nieco ponad tys. zł. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 11,75% a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 10,53%. Zdyskontowany okres zwrotu wynosi 18,12 lat, czyli inwestycja zwraca poniesione nakłady po ponad połowie okresu, który obejmuje analiza. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 0,169. Jednostkowe zdyskontowane nakłady inwestycyjne wyniosły 1 239,30 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 216 zł/tys. m 3, czyli 13,6% mniej niż 96

98 Wartość NPV [tys. zł] Wartość NPV [tys. zł] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu wyniosła cena przyjęta do obliczeń. Aby osiągnąć IRR na poziomie 15% cena za magazynowanie powinna być ustalona na poziomie 320,13 zł/tys. m 3. NPV inwestycji Rok trwania inwestycji Rys Przebieg krzywej NPV w okresie analiz efektywności ekonomicznej Źródło: Opracowanie własne NPV inwestycji Cena za magazynowanie [zł/tys. m 3 ] Rys Wartość NPV w zależności od ceny za magazynowanie Źródło: Opracowanie własne NPV 97

99 Rysunek 5.9 przedstawia przebieg krzywej NPV w okresie 30 lat eksploatacji podziemnego magazynu gazu. Na rysunku 5.10 pokazano zależność NPV a na rysunku 5.11 zależność IRR i MIRR od ceny za magazynowanie IRR i MIRR inwestycji 18% 16% 14% 12% 10% 8% 6% 4% 2% 0% Cena za magazynowanie [zł/tys. m 3 ] IRR MIRR Rys Wartość IRR i MIRR w zależności od ceny za magazynowanie Źródło: Opracowanie własne Podsumowanie analizy Standardowa analiza efektywności ekonomicznej wskazuje, iż budowa magazynu będzie opłacalna. Wartość zaktualizowana netto (NPV) inwestycji, przy przyjętym horyzoncie czasowym równym 30 lat i wstępnej cenie za magazynowanie 250 zł/tys. m 3, wyniosła tys. zł. Taką właśnie wartość przyjmie nadwyżka zdyskontowanych wpływów pieniężnych nad zdyskontowanymi wypływami pieniężnymi. Wewnętrzna stopa zwrotu (IRR) równa jest 11,75% a zmodyfikowana wewnętrzna stopa zwrotu wyniosła 10,53%. Średnia roczna rentowność inwestycji w podziemny magazyn gazu wyniesie więc 11,75%, przy założeniu, że cena za magazynowanie będzie ustalona na poziomie 250 zł/tys. m 3. Prosta stopa zwrotu przyjęła wartość 10,22%. Prosty okres zwrotu wyniósł 8,66 roku, a zdyskontowany 18,12 roku. Wartość wskaźnika wartości zaktualizowanej netto (NPVR), służącego do porównywania inwestycji, równa jest 0,169. Jednostkowe zdyskontowane nakłady 98

100 inwestycyjne wyniosły 1 239,30 zł/tys. m 3, co oznacza, iż do wytworzenia 1 tys. m 3 pojemności czynnej potrzeba nakładów w tej wysokości. Minimalna cena za magazynowanie, zapewniająca średnią roczną rentowność na poziomie stopy dyskontowej 10%, równa jest 216 zł/tys. m 3, czyli 13,6% mniej niż wyniosła cena przyjęta do obliczeń. Aby osiągnąć IRR na poziomie 15% cena za magazynowanie powinna być ustalona na poziomie 320,13 zł/tys. m 3. 99

101 Analiza z uwzględnieniem ryzyka i niepewności Analizując efektywność ekonomiczną budowy podziemnego magazynu gazu nie uwzględnialiśmy do tej pory czynników ryzyka i niepewności. Obliczenia bazowały na parametrach o ściśle ustalonych wartościach. W realnym świecie trudno jest jednak przyjąć wartość czegokolwiek ze 100% pewnością. Ustalenie w momencie preliminowania inwestycji dokładnych wartości nakładów, kosztów, cen i innych parametrów nie jest możliwe. Podczas tradycyjnej analizy korzysta się z wartości poszczególnych parametrów, uznanych za najbardziej prawdopodobne. Nie bierze się jednak pod uwagę wariantów zakładających ich inne wartości, prawdopodobieństwa wystąpienia i rozkłady zmiennych losowych. W rezultacie analiza nie może być uznana za kompletną, a rzeczywiste rezultaty mogą znacznie odbiegać od wyników oceny efektywności ekonomicznej, dokonanej przed rozpoczęciem inwestycji. Przeprowadzenie prawidłowej i kompletnej analizy wymaga więc uwzględnienia czynników związanych z ryzykiem niepewnością. Analiza tego typu powinna składać się z czterech części: analiza wrażliwości, analiza scenariuszy, analiza wpływu stopnia wykorzystania magazynu, analiza z wykorzystaniem metody Monte Carlo. 100

102 Analiza wrażliwości Analiza wrażliwości została przeprowadzona dla wartości zaktualizowanej netto (NPV). Badano wpływ jaki na tę zmienną wywierają zmiany takich czynników jak: cena za magazynowanie, wielkość nakładów inwestycyjnych, wielkość kosztów stałych, wielkość kosztów zmiennych. Zakres zmian powyższych czynników ustalony został na przedział od -15% do +15% (co 5 punktów procentowych) od wartości uznanych za najbardziej prawdopodobne. Wpływ zmiany każdego parametru obliczany był przy założeniu niezmienności pozostałych. Kalkulacje wykonano za pomocą arkuszy i makr opracowanych przez autora pracy. W tabeli 5.13 przedstawiono wartości poszczególnych parametrów, w zależności od ich procentowej zmiany, a w tabeli 5.14 odpowiadające im wielkości NPV. Tabela Wartości poszczególnych parametrów podczas analizy wrażliwości Wyszczególnienie Zmiana parametru -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% Cena [zł/tys. m 3 ] 212,50 225,00 237,50 250,00 262,50 275,00 287,50 Nakłady inwestycyjne [tys. zł] , , , , , , ,00 Koszty stałe [tys. zł/rok] 7 650, , , , , , ,00 Koszty zmienne [zł/tys. m 3 ] 10,20 10,80 11,40 12,00 12,60 13,20 13,80 Źródło: opracowanie własne Tabela Wartość NPV w zależności od zmiany poszczególnych parametrów Wartość NPV [tys.zł] Zmiana Parametru -15% -10% -5% 0% 5% 10% 15% Zmiana ceny , , , , , , ,45 Zmiana nakładów inwestycyjnych , , , , , , ,98 Zmiana kosztów stałych , , , , , , ,69 Zmiana kosztów zmiennych , , , , , , ,16 Źródło: opracowanie własne Graficzne przedstawienie wpływu zmiany poszczególnych parametrów na NPV prezentuje rysunek

103 NPV [tys. zł] Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu ,15-0,1-0,05 0 0,05 0,1 0, Zmiana parametru [%] Cena Nakłady inwestycyjne Koszty stałe Koszty zmienne Rys Wpływ zmiany poszczególnych parametrów na wielkość NPV Źródło: Opracowanie własne Największy wpływ na wartość zaktualizowaną netto (NPV) ocenianej inwestycji mają: cena za magazynowanie oraz nakłady inwestycyjne. Wzrost ceny za magazynowanie powoduje silny wzrost NPV, przy cenie za magazynowanie zwiększonej o 10% do poziomu 275 zł/tys. m 3 NPV wzrasta o ponad 73%, przyjmując wartość ,71 tys. zł. Wzrost nakładów inwestycyjnych o 10% powoduje spadek NPV o 52,96% do poziomu ,38 tys. zł. Wpływ zmiany wielkości kosztów stałych i zmiennych na NPV jest stosunkowo niewielki, wzrost kosztów stałych o 10% powoduje spadek NPV o 6,67%, a wzrost kosztów zmiennych o 10% powoduje spadek NPV o 3,89% Najważniejszymi, z punktu widzenia opłacalności ekonomicznej czynnikami są: cena za magazynowanie oraz nakłady inwestycyjne. Już niewielkie ich zmiany powodują bardzo duże zmiany NPV. Ich właściwe oszacowanie, optymalizacja oraz niedopuszczenie do zbyt dużych negatywnych zmian podczas procesu budowy i eksploatacji ma kluczowe znaczenie dla ekonomicznego sukcesu takiej inwestycji. Charakterystyczną cechą podziemnych magazynów gazu jest stosunkowo niewielki wpływ na wskaźniki efektywności ekonomicznej zmiany kosztów stałych i zmiennych. 102

104 koszty zmienne -3,89% koszty stałe -6,67% nakłady inwestycyjne -52,96% cena 73,11% Rys Procentowa zmiana NPV przy wzroście ceny za magazynowanie, nakładów inwestycyjnych, kosztów stałych i zmiennych o 10% Źródło: Opracowanie własne. 103

105 Analiza scenariuszy Kolejną częścią oceny z uwzględnieniem ryzyka i niepewności jest analiza scenariuszy. W przeciwieństwie do analizy wrażliwości, w której analizujemy zmianę każdego czynnika oddzielnie, ocenie podlegają konkretne scenariusze, opracowane przez zespół przygotowujący inwestycję. Autor pracy postanowił poddać ocenie trzy podstawowe scenariusze oraz dwa dodatkowe. Scenariusz 1 można nazwać bazowym, gdyż zakłada iż parametry przyjmą wartości najbardziej prawdopodobne. Scenariusz 2 to wersja pesymistyczna parametry przyjmują w nim wartość wpływające w sposób negatywny na opłacalność przedsięwzięcia, natomiast Scenariusz 3 to wersja optymistyczna z parametrami lepszymi od oczekiwanych. Przyjęto, że prawdopodobieństwo wystąpienia scenariusza 1 wynosi 0,6, scenariusza 2 0,25 a scenariusza 3 0,15. Pozostałe dwa scenariusze to zapowiedź następnego rozdziału są to warianty bazowe, zakładające niepełne wykorzystanie pojemności czynnych magazynu. Szczegółowo scenariusze przedstawione są w tabeli Tabela Parametry scenariuszy wykorzystanych w analizie Parametry zmieniane: Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 Cena [zł/tys. m 3 ] 250,00 237,50 275,00 250,00 250,00 Koszty stałe [zł/rok] 9 000, , , , ,00 Koszty zmienne [zł/tys.m3] 12,00 12,60 11,40 12,00 12,00 Nakłady rok 0 [tys. zł] , , , , ,00 Nakłady - rok 1 [tys. zł] , , , , ,00 Nakłady - rok 2 [tys. zł] , , , , ,00 Stopień wykorzystania magazynu ,9 0,8 Źródło: opracowanie własne Wyniki analizy scenariuszy przedstawia tabela Zwrócić należy uwagę na bardzo dużą rozpiętość wartości wskaźników efektywności ekonomicznej dla wariantu pesymistycznego i optymistycznego. W tabeli przedstawiono wartości oczekiwane dla poszczególnych wskaźników, ich odchylenia standardowe oraz współczynniki zmienności. 104

106 Tabela Wyniki analizy scenariuszy Wyniki Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 NPV [zł] , , , , ,34 IRR 11,75% 10,03% 13,63% 10,68% 9,54% MIRR 10,53% 9,82% 11,26% 10,09% 9,61% Zdyskontowany okres zw. [lata] 18,12 29,63 13,55 23,33 0,00 NPVR 0,169 0,003 0,363 0,064-0,041 Njz [zł] 1 235, , , , ,30 Prosty okres zw. [lata] 8,66 9,75 7,72 9,28 10,06 Prosta stopa zwrotu 10,22% 8,22% 12,56% 8,86% 7,49% Minimalna cena za magazynowanie [zł/tys.m 3 ] Źródło: opracowanie własne 216,00 236,93 205,20 235,92 260,16 Tabela Wartość oczekiwana, odchylenie standardowe i współczynnik zmienności dla scenariuszy 1-3 Wartość Odchylenie Współczynnik oczekiwana standardowe zmienności NPV [zł] , ,18 1,11 IRR 11,60% 1,80% 0,16 MIRR 10,46% 0,72% 0,07 Zdyskontowany okres zw. [lata] 20,31 8,28 0,41 NPVR 0,156 0,18 1,15 Jednostkowe zdyskontowane nakłady [zł] 1 256,92 94,35 0,08 Prosty okres zw. [lata] 8,79 1,02 0,12 Prosta stopa zwrotu 10,07% 2,17% 0,22 Minimalna cena za magazynowanie [zł/tys.m3] 219,61 16,14 0,07 Źródło: Opracowanie własne W wariancie pesymistycznym NPV wyniosło zaledwie 1 784,74 tys. zł a w optymistycznym aż ,76 tys. zł. Wartość oczekiwana NPV wyniosła ,86 tys. zł. Minimalna cena za magazynowanie dla wariantu optymistycznego wynosi 205,20 zł/tys.m 3 a dla pesymistycznego 236,93 zł/tys. m 3, a jej wartość oczekiwana to 219,61. Duże różnice pomiędzy trzema podstawowymi wariantami występują również w przypadku pozostałych wskaźników. Scenariusze 4 i 5 pokazują jak duży wpływ na opłacalność podziemnego magazynowania gazu ma wykorzystanie pojemności czynnej. Przy zachowaniu wartości parametrów z scenariusza bazowego zmieniany jest tylko stopień wykorzystania magazynu na odpowiednio 90 i 80%. 105

107 % tys. zł Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Już tak niewielkie zmiany mają bardzo istotny wpływ na wyniki ekonomiczne. Przy wykorzystaniu magazynu w 90% NPV spada do poziomu ,92 tys. zł, a minimalna cena za magazynowanie rośnie do poziomu 235,92 zł/tys.m 3. Gdyby wykorzystanie magazynu było na poziomie 80% NPV przyjmie wartość ujemną: ,34 tys. zł, a minimalna cena za magazynowanie wyniesie 260,16 zł/tys. m Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 NPV *zł+ Rys Wartość NPV dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 16,00% 14,00% 12,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 IRR Rys Wartość IRR dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 106

108 Lata % Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 11,50% 11,00% 10,50% 10,00% 9,50% 9,00% 8,50% Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 MIRR Rys Wartość MIRR dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 Zdyskontowany okres zw. [lata] Rys Wartość zdyskontowanego okresu zwrotu dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 107

109 zł Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00-0,05-0,10 Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 NPVR Rys Wartość NPVR dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 Njz *zł+ Rys Wielkość jednostkowych, zdyskontowanych nakładów inwestycyjnych dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 108

110 % Lata Metodyka oceny efektywności ekonomicznej podziemnego magazynu gazu Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 Prosty okres zw. [lata] Rys Wartość prostego okresu zwrotu dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 14,00% 12,00% 10,00% 8,00% 6,00% 4,00% 2,00% 0,00% Scenariusz 1 Scenariusz 2 Scenariusz 3 Scenariusz 4 Scenariusz 5 Prosta stopa zwrotu Rys Wartość prostej stopy zwrotu dla analizowanych scenariuszy Źródło: Opracowanie własne. 109