PROGETTAZIONE DEGLI IMPIANTI CHIMICI. Analisi della Redditività

Analisi della Redditività

2

 CFD tipico per un nuovo progetto

 Criteri di redditività

 Non-scontata

 Scontata

 Confronto tra progetti di grandi dimensioni

 Valutazione di apparecchiature alternative

 Interventi di retrofitting e analisi incrementale

 Uso di Capcost per l’analisi di redditività

1. Acquisto del terreno

2. Costruzione dell’impianto (1 – 3 anni)

3. Start-up impianto – capitale circolante (WC) 4. L’impianto produce prodotti e ricavi

a.

Ammortamento del capitale nei primi 6 anni

b.

L’impianto è operativo per un certo periodo di tempo – tempo per il quale si esegue l’analisi di redditività

5. Al termine del progetto il capitale circolante,

il terreno e il valore residuo sono recuperati

4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

terreno

FCI_L

WC

start-up dell’impianto

periodo di ammortamento

WC S

Cumulative Cash Flow Diagram

Basso ricavo nel 1° anno dopo lo start-up

Tre elementi fondamentali della redditività

•

Tempo

•

Liquidità (cassa)

•

Tasso di Interesse

6

Criterio Temporale

Payback Period = PBP

PBP = tempo necessario dopo lo start-up per

recuperare il FCI _L associato al progetto

Liquidità cumulativa (Cumulative Cash Position) CCP = valore del progetto al termine della sua

vita

Poiché CCP dipende dalla dimensione del progetto, è meglio utilizzare il rapporto di liquidità comulativa (Cumulative Cash Ratio) CCR

FCI

WC Terreno

CCR CCP



 



 1

negativi flow

cash i

tutti di

somma

positivi flow

cash i

tutti di

somma

8

Criterio del Tasso di Interesse

Rate of Return on Investment = ROROI

 ^FCI



ROROI

fisso capitale

di to investimen

medio netto

annuale profitto





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Terreno

FCI_L

WC

start-up

dell’impianto S

FCI_L WC Terreno Payback period, PBP

CCP

FCIL

WC Terreno  negativi

flow cash i tutti di somma

^FCI  ^{FIC n}

ROROI

L L

1 retta della angolare te

coefficien fisso

capitale di

to investimen

medio netto annuale profitto







10



Per questo tipo di analisi, si scontano tutti i, cash flow all’indietro sino al tempo zero. In questo modo tutti gli investimenti e gli altri cash flow assumono il medesimo riferimento



Per progetti a grande intensità di capitale,

p.e., nuovi impianti o significativi amplimenti,

sono sempre utilizzati i criteri di redditività

scontati

Terreno = 10

FCI

= 150 (anno 1 = 90 e anno 2 = 60) WC = 30

R = 75

COM

= 30 t = 45%

S = 10

Ammortamento = MACRS applicato su 5 anni

Durata del progetto, n = 10 anni dopo lo start-up

i = 10%

12

1 (90) - 150.00 - - - (90) (100) (81.82) (91.82)

2 (60)+(30)=(90) - 150.00 - - - (90) (190) (74.38) (166.20)

3 - 30.00 120.00 75 30 38.25 38.25 (151.75) 28.74 (137.46)

4 - 48.00 72.00 75 30 46.35 46.35 (105.40) 31.66 (103.80)

5 - 28.80 43.20 75 30 37.71 37.71 (67.69) 23.41 (82.39)

6 - 17.28 23.92 75 30 32.53 32.53 (35.16) 18.36 (64.03)

7 - 17.28 8.64 75 30 32.53 32.53 (2.64) 16.69 (47.34)

8 - 8.64 0.00 75 30 28.64 28.64 26.00 13.36 (33.98)

9 - - 0.00 75 30 24.75 24.75 50.75 10.50 (23.48)

10 - - 0.00 75 30 24.75 24.75 75.50 9.54 (13.94)

11 - - 0.00 75 30 24.75 24.75 100.25 8.67 (5.26)

12 10+30=40 - 0.00 85 30 30.25 70.25 170.50 22.38 17.12

Disc CF = CF /(1+i)^k

Land

WC

WC

MACRS = % of FCI_L

R+ Salvage

R– COM_d = 75-30

= 45

0 0.00 150.00 0.00 0.00 0.00 0.00

0 10.00 150.00 (10.00) (10.00) (10.00) (10.00)

1 90.00 150.00 (90.00) (81.82) (91.82) (100.00)

2 60.00 150.00 (60.00) (49.59) (141.40) (160.00)

2 30.00 150.00 (30.00) (24.79) (166.20) (190.00)

3 30.00 120.00 75.00 30.00 38.25 38.25 28.74 (137.46) (151.75)

4 48.00 72.00 75.00 30.00 46.35 46.35 31.66 (105.80) (105.40)

5 28.80 43.20 75.00 30.00 37.71 37.71 23.41 (82.39) (67.69)

6 17.25 25.95 75.00 30.00 32.51 32.51 18.35 (64.04) (35.18)

7 17.25 8.70 75.00 30.00 32.51 32.51 16.68 (47.35) (2.66)

8 8.70 - 75.00 30.00 28.67 28.67 13.37 (33.98) 26.00

9 - 75.00 30.00 24.75 24.75 10.50 (23.48) 50.75

10 - 75.00 30.00 24.75 24.75 9.54 (13.94) 75.50

11 - 75.00 30.00 24.75 24.75 8.67 (5.27) 100.25

12 - 75.00 30.00 30.25 30.25 9.64 4.37 130.50

12 40.00 12.75 17.12 170.50

PBP : Land + WC = 40  trovare il tempo dopo lo start-up per cui CFC = -40 PBP = 3 + (-67.69 + 40)/(-67.69 + 35.18) = 3.85 anni

CCP = 170.5 CCR = (38.25 + … + 70.25)/(10 + 90 + 90) = 1.897 ROROI = (38.25 + … + 30.25)/10/150 – 1/10 = 0.114, 11.4% p.a.

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-250.0 -200.0 -150.0 -100.0 -50.0 0.0 50.0 100.0 150.0 200.0

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Project Life (Years)

Project Value (millions of dollars)

Non-Discounted Profitibility Criteria

Cumulative Cash Position (millions) 170.50 Rate of Return on Investment 11.37%

Payback Period (years) 3.9

-200.0 -150.0 -100.0 -50.0 0.0 50.0

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Project Life (Years)

Project Value (millions of dollars)

Discounted Profitibility Criterion

Net Present Value (millions) 17.12 Discounted Cash Flow Rate of Return 12.10%

Discounted Payback Period (years) 5.9

16

I criteri di redditività scontati applicano i

medesimi elementi fondamentali dei criteri non-

scontati, con l’eccezione che in questo caso

devono essere utilizzati i cash flow scontati e il

diagramma cumulativo dei cash flow scontati

Criterio di Liquidità

CCP Net Present Value, NPV CCR Present Value Ratio, PVR

negativi flow

cash i

tutti di

attuale valore

positivi flow

cash i

tutti di

attuale valore

progetto del

fine alla

scontata cumulativa

cassa della

situazione





PVR

NPV

18

Criterio Temporale

PBP Discounted Payback Period, DPBP

DPBP tempo richiesto, dopo lo start-up, per

recuperare l’investimento di capitale fisso,

FCI _L , necessario al progetto, con tutti i

cash flow scontati all’indietro al tempo

zero

Criterio del Tasso di Interesse

ROROI Discounted Cash Flow Rate of Return, DCFROR

DCFROR interesse o tasso di sconto per cui il NPV del progetto è pari a zero



20

Tutti i cash flow sono stati scontati all’inizio del progetto (tempo = 0) mediante il fattore di sconto (P/F, i, n)

(i = 10%)

Criteri di redditività non scontati

PBP: 3.85 anni CCP: 170.5 M$

CCR: 1.897

ROROI: 11.4% _{DCFROR = 12.10%}

22

24

capitale, si deve selezionare un criterio per discriminare tra le alternative possibili

Si consideri l’esempio seguente (

)

Il limite di capitale da investire è 120 M$, quindi è possibile scegliere solo una tra le alternative A, B o C.

Qual’è l’alternativa più attrattiva?

Initial Investment NPV DCFROR

Project A $ 60 11.9 14.3%

Project B $120 15.2 12.9%

Project C $100 15.9 13.3%

capitale, si deve selezionare un criterio per discriminare tra le alternative possibili

Si consideri l’esempio seguente utilizzando un tasso di interesse i = 10% (le cifre sono espresse in M$) (S = 0, WC = 0, Land = 0, n = 10)

Il limite di capitale da investire è 120 M$, quindi è possibile scegliere solo una tra le alternative A, B o C.

Qual’è l’alternativa più attrattiva?

After tax cash i = 1

flow in year i i = 2 - 10

Initial

Investment NPV DCFROR

Project A 10 12 $ 60 11.9 14.3%

Project B 22 22 $120 15.2 12.9%

Project C 12 20 $100 15.9 13.3%

26

Progetto A

 , 0 . 10 , 1  12  , 0 . 10 , 9  , 0 . 10 , 1 

10

60 P F P A P F

NPV    

 

 1 0 . 1  ^{1 1 0 . 1 11 . 9}

1 . 0

1 1

. 0 12 1

1 . 0 1 10 1

60

9

 





 

 



NPV 

Se si seleziona il progetto B, si investe un totale di 120 M$ con una resa di 12.9%, mentre la selezione del progetto A rende il 14.3% sui 60 M$

investiti

Per confrontare le due opzioni, si deve considerare la situazione in cui la medesima cifra sia investita nei due casi

Nel progetto A, questo significherebbe che 60 M$ sono investiti nel progetto e i rimanenti 60 M$ siano investiti altrove, mentre nel progetto B, un totale di 120 M$ è investito nel progetto

È necessario essere sicuri che l’ultimo dollaro investito guadagni almeno il 10%

Si deve eseguire un’analisi incrementale sul flusso di cassa e verificare che almeno il 10% sia realizzato su ciascun investimento addizionale

28

il NPV è positivo, così ché l’investimento è produttivo.

Si confrontino le prestazioni dell’investimento incrementale per passare dal Progetto A al Progetto C (il caso con investimento di capitale immediatamente più alto)

investimento = 100 M$ – 60 M$ = 40 M$

 cash flow = 12 M$ - 10 M$ = 2 M$ per l’anno 1

= 20 M$ – 12 M$ = 8 M$ per gli anni 2 – 10

 NPV = -40 + 2(P/F, 0.1, 1) + 8(P/A, 0.1, 9)(P/F, 0.1, 1) = 3.7 M$

 DCFROR = 11.9%

Poiché l’investimento incrementale ha un +NPV – il Progetto C è più attrattivo del Progetto A

Caso 1 – Investimento di 60 M$ nel Progetto A e 40 M$ al tasso del 10%

Caso 2 – Investimento di 100 M$ nel Progetto C

Poiché C è più attrattivo di A, si deve ora confrontare C con l’investimento successivo maggiore – Progetto B

investimento = 120 M$ – 100 M$ = 20 M$

cash flow = 22 M$ - 12 M$ = 10 M$ per l’anno 1

= 22 M$ – 20 M$ = 2 M$ per gli anni 2 – 10

NPV = -20 + 10(P/F, 0.1, 1) + 2(P/A, 0.1, 9)(P/F, 0.1, 1) = -0.4 M$

 DCFROR = 9.4%

Poiché l’investimento incrementale ha un -NPV – il Progetto C è più attrattivo del Progetto B. Pertanto, il Progetto C è il migliore

30

Quando si confrontano alternative di investimento che si escludono a vicenda, il criterio appropriato è scegliere il progetto con il NPV positivo più alto

Fase 1 – Stabilire il tasso di ritorno sull’investimento minimo accettabile per i progetti

Fase 2 – Calcolare il NPV di ciascun progetto utilizzando il tasso di interesse fissato in Fase 1 Fase 3 – Eliminare tutti i progetti con valori negativi del NPV

Fase 4 – Scegliere tra i progetti rimanenti quello con il NPV più alto

che svolgono servizi essenziali – ciò significa che una delle alternative deve essere acquistata e posta in opera. Tuttavia, le alternative sono sempre disponibili.

Il compromesso usuale è decidere tra un capitale di investimento più alto per una specifica apparecchiatura che potrà rimanere in servizio più a lungo (vita operativa più lunga – migliore resistenza alla corrosione) e una gestione più economica

Quando si confrontano apparecchiature con durata

simile, un semplice confronto tra i NPV è sufficiente

32

Per un condensatore di testa sono suggerite le seguenti alternative. La vita operativa attesa per le due alternative è la medesima (12 anni) e il tasso interno di ritorno per il confronto è fissato pari al 10% pa

Alternative Initial Investment Yearly Operating Cost

A -Air-cooled Condenser $23,000 $1,500

B - Water-cooled Condenser $12,000 $3,000

Alternative Initial Investment Yearly Operating Cost

A - Air-cooled Condenser $23,000 $1,500

B - Water-cooled Condenser $12,000 $3,000

Alternativa A

NPV = -23,000 – 1,500(P/A, 0.10, 12) = -$33,200 Alternativa B

NPV = -12,000 – 3,000(P/A, 0.10, 12) = -$32,400

34

In questo caso non è possibile basarsi sui valori del NPV , ma si può utilizzare uno dei tre metodi:

• Metodo del Costo Capitalizzato

• Metodo del Comune Denominatore

• Metodo del Costo Operativo Annuale Equivalente (Equivalent Annual Operating Cost Method, EAOC )

La graduatoria tra le alternative non dipende dal metodo

prescelto, perciò si descriverà il metodo EAOC

EAOC = (Investimento di capitale) ( A/P , i , n

) + Costo Operativo Annuale

L’ EAOC sarà positivo perché è un costo. Si deve perciò scegliere l’alternativa con il valore dell’EAOC più basso

(1 ) ( / , , )

(1 ) 1

n n

i i A P i n

i

 

 

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Si consideri la possibilità di adottare due pompe per il servizio con fluido corrosivo. I costi operativi annuali comprendono l’utility e i costi di manutenzione. Qual’è la migliore alternativa se il tasso interno minimo di rendimento finanziario per il progetto è pari a 8% pa?

Alternative Capital

Investment Yearly operating

cost Equipment life, years

A – carbon steel $ 8,000 $ 1,800 4

B – stainless steel $16,000 $ 1,600 7

38

Alternative Capital

Investment Yearly operating

cost Equipment life, years

A – carbon steel $ 8,000 $ 1,800 4

B – stainless steel $16,000 $ 1,600 7

4 4

0.08(1.08)

8, 000 1,800 $4, 220 per year 1.08 1

EAOC

  



7 7

0.08(1.08)

16, 000 1, 600 $4, 670 per year 1.08 1

EAOC

  



Metodi non-scontati

Rate of Return on Incremental Investment ( ROROII )

Incremental Payback Period ( IPBP )

le incrementa annuale

risparmio

le incrementa to

investimen

 IPBP

le incrementa to

investimen

le incrementa annuale

risparmio



ROROII

40

Per l’isolamento termico del circuito di riscaldamento di un reattore endotermico si considerano le alternative riportate in tabella. Selezionare l’alternativa migliore se si fissa come tasso minimo di rendimento finanziario un tasso di ritorno non-scontato pari al 15% (equivalente a un IPBP = 1/.15 = 6.67 anni). Si noti che l’alternativa 1 è l’opzione a intervento nullo: confrontare le altre con questa (caso base)

Alternative Type of

Insulation Project Cost (PC)

Yearly Savings (YS)

1 None 0 0

2 B – 1” thick $3,000 $1,400

3 B – 2” thick $5,000 $1,900

4 A – 1” thick $6,000 $2,000

5 A – 2” thick $9,700 $2,400

Scegliere l’opzione con il costo più basso che soddisfa il criterio di redditività – Opzione 2. Quindi confrontare l’opzione con quella con capitale di investimento immediatamente più alto, usando la prima come caso base

Option # -

Option 1 ROROII IPBP (years)

2-1 $1,400/$3,000 = 0.47 (47%) $3,000/$1,400 = 2.1 3-1 $1,900/$5,000 = 0.38 (38%) $5,000/$1,900= 2.6 4-1 $2,000/$6,000 = 0.33 (33%) $6,000/$2,000 = 3.0 5-1 $2,400/$9,700 = 0.25 (25%) $9,700/$2,400 = 4.0 Esempio 4 - segue

42

Poiché, passando dall’Opzione 2 al Progetto 3, il criterio di redditività è soddisfatto, adottare l’Opzione 3 come nuovo caso di riferimento.

Confrontare quindi le altre opzioni con il nuovo caso di riferimento Option 3 -

Option 2 ROROII IPBP (years)

3-2 (1,900-1400)/(5,000-3,000)

= 0.25 (25%) $2,000/$500 = 4 Esempio 4 - segue

Poiché nessuno degli investimenti incrementali nel passare dall’Opzione 3 alle Opzioni 4 o 5 soddisfa i criteri di redditività, l’Opzione 3 è la migliore possibile

Si noti che la decisione può essere presa utilizzando come criterio di redditività o il 15% o 6.67 anni

Option # -

Option 3 ROROII IPBP (years)

4-3 (2,000-1,900)/(6,000-5,000)

= 0.1 (10%) $1,000/$100 = 10 5-3 (2,400-1,900)/(9,700-5,000)

= 0.106 (10.6%) $4,700/$500 = 9.4 Esempio 4 - segue

44

Metodi scontati

Determinare i valori incrementali del NPV o dell’ EAOC per ciascuna opzione (confrontata con l’alternativa a intervento nullo) e scegliere l’alternativa caratterizzata dal valore più alto del NPV o più basso dell’ EAOC (valore negativo più alto) Metodo del costo capitalizzato

Metodo del costo operativo annuale equivalente

 ^{P A i n} 

YS PC

INPV    , ,

  ^{PC A P i n}  ^YS

EAOC  , , 

Durata del progetto 5 anni, tasso minimo scontato di rendimento pari al 10% pa

Option # - Option 1 INPV = -PC +(P/A, i, n)YS

2-1 = - 3,000 + [(1.1)⁵-1]/[(.1)(1.1)⁵](1,400) = $2,307

3-1 = -5,000+(3.79)(1900) = $2,201

4-1 = -6,000+(3.79)(2,000) = $1,580

5-1 = -9,700+(3.79)(2,400) = -$ 604

Poiché all’Opzione 2 corrisponde il valore del NPV più alto rispetto all’Opzione 1 di intervento nullo, l’Alternativa 2 è la migliore possibile

Esempio 4 - segue

46

Option # - Option 1 EAOC = PC(A/P, i, n) - YS

2-1 = (3,000) [(.1)(1.1)⁵]/[(1.1)⁵-1] - 1,400 = -$ 609 3-1 = (5,000)(0.2638) - 1,900 = - $ 581

4-1 = (6,000)(0.2638) - 2,000 = - $ 417 5-1 = (9,700)(0.2638) - 2,400 = $ 158

Poiché all’Opzione 2 corrisponde il valore dell’EAOC più negativo rispetto all’Opzione 1 di intervento nullo, l’Alternativa 2 è la migliore possibile

Questo risultato è esattamente lo stesso individuato mediante l’analisi del NPV Esempio 4 - segue

Durata del progetto 5 anni, tasso minimo scontato di rendimento pari al 10% pa

Risolvere l’Esempio 1 mediante il software CAPCOST Terreno = 10

FCI

= 150 (anno 1 = 90 e anno 2 = 60) WC = 30

R = 75

COM

= 30 t = 45%

S = 10

Ammortamento = MACRS in 5 anni

Durata del progetto, n = 10 anni dopo lo start-up

Tasso di sconto (interesse) = 10%

 Sono state introdotte misure di redditività non-scontate e scontate, ciascuna basata sul tempo, sulla liquidità o sul tasso di interesse. Per progetti di grandi dimensioni, devono essere sempre utilizzate le tecniche scontate

 Per valutare interventi di retrofitting è necessario ricorrere all’analisi incrementale

 Per valutare alternative tra apparecchiature diverse è possibile utilizzare sia l’ EAOC sia il NPV

 Capcost può essere utilizzato per valutare la redditività di

progetti ad alta intensità di capitale