基于延迟期权的页岩气矿权闲置对策研究*

罗开艳，周效志

( 1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心；2.贵州省煤田地质局实验室；3.中国矿业大学 )

基于延迟期权的页岩气矿权闲置对策研究*

罗开艳1,2，周效志3

( 1.贵州省煤层气页岩气工程技术研究中心；2.贵州省煤田地质局实验室；3.中国矿业大学 )

页岩气开发项目具有复杂的不确定性。开发商基于项目的延迟实物期权考虑，做出延迟开发的决策，以实现自身利益最大化，但造成矿权闲置现象。在分析页岩气开发项目实物期权定价模型的基础上，针对开发商延迟开发导致的矿权闲置问题，提出相应政策措施。具体包括：将财政补贴与开发时间相关联；对矿权闲置进行行政处罚；政府通过加强地质勘查、技术研发、相关基础设施建设的投入，减小投资项目的不确定性。

页岩气开发；延迟期权；投资决策；矿权闲置

进入新世纪以来，中国的天然气消费量持续快速增长，但天然气产量受常规资源的限制增长相对缓慢，使得天然气对外依存度持续提高。“页岩气革命”在美国的快速兴起起到了良好的示范作用。中国的页岩气资源丰富，根据美国能源信息署（EIA）2013公布的数据，中国的页岩气技术可采资源量高达31.55万亿立方米，位居世界前列。加快开发页岩气对促进中国的能源结构调整、保障能源安全具有重要意义。

美国的经验表明，页岩气开发产业在发展初期需要政府的有力支持和调控。中国近几年来大力发展页岩气，在实践中面临诸多问题，例如矿权投资不到位、开发进度缓慢等，严重阻碍了中国页岩气产业发展的步伐。本文从页岩气开发商基于延迟实物期权的决策方式出发，分析页岩气矿权闲置现象背后的决策模型，提出促进页岩气开发的调控措施。

1　页岩气开发项目的特点与延迟期权

实物期权评价方法在传统的投资项目评价方法基础上，考虑了投资过程中的不确定性因素对投资项目价值产生的影响，在对复杂投资项目进行评价时具有显著的优势，被称为投资项目评价理论与实践的一次重大革命[1-2]。

由于页岩气开发项目的不确定性较高，本身具有实物期权的特性。理性的开发商往往会基于实物期权来评估项目的价值，选择合适的开发时机和方案，以实现自身利益的最大化。

1.1页岩气开发项目的不确定性

不确定性是期权理论存在的基础，也是页岩气开发项目的显著特点。页岩气是一种非常规天然气，在中国尚处于发展初期，技术不成熟。页岩气开发项目周期长，投资规模大，不确定因素多[3]。页岩气勘探开发项目的不确定因素多样，可大体分为三类：一是地质与技术的不确定性，主要包括储层特征、地表条件、构造复杂程度、主流开发技术的地质适应性等，这些因素直接决定了页岩气开发的难度以及开发成本的高低[4-5]。与美国相比，中国的地质条件较为复杂，显著增加了页岩气开发的难度和风险。二是市场的不确定性，具体包括国际国内天然气需求量、销售渠道、天然气价格及相关能源产品的价格变化等。三是政策的不确定性，主要包括对页岩气开发影响较大的国家财政补贴政策、税收优惠政策、环境保护政策等。

众多不确定因素中，地质风险与市场风险最为关键。页岩气项目一般实行滚动开发，是一种学习性投资，随着开发工程的深入，逐渐加强对矿区的地质认识。在预探和开发试验阶段，地质的不确定性直接决定开发成本和进度。进入稳定开发阶段后，市场风险上升为项目发展面临的主要风险。

1.2页岩气开发项目的延迟期权

1.2.1内涵

实物期权的概念来源于金融期权，延迟期权是实物期权的一种[6]。实物期权分为延迟期权、扩张期权、紧缩期权、放弃期权等多个类别，目前在页岩气开发投资领域影响最广泛的是延迟实物期权[7]。页岩气开发投资具有不可逆性，资金一旦投入就难以收回，因此当页岩气开发面临诸多不确定性时，在政府不干预的条件下，开发商可以持有矿权但延期开发，等待不确定性降到一定程度再做决策。页岩气矿权持有者有权推迟对项目的投资，以解决现在时刻进行投资开发所面临的不确定性，希望以此控制投资项目的风险，实现自身利益最大化，这就是页岩气开发项目延迟期权的实际体现。

如果政府不以有力政策进行调控，这种延迟期权近似是无限期的延迟期权，例如部分企业经核准登记获得的页岩气矿权，很多都长期闲置，没有投入实质性的勘查开发资金；而在2011年和2012年，经国土资源部组织招标获得的页岩气矿权，都规定了勘查期限，是有限期的延迟期权。在勘查期限内，开发商可以自由选择延迟多久进行开发，类似于在到期日内任何时间均可执行的美式看涨期权。

1.2.2实物期权的定价

延迟实物期权价值是指开发商基于延迟开发的策略所获得的收益（DV）。延迟实物期权的价值直接影响开发商的投资时机，是开发商决策的重要基础。

实物期权的定价理论来源于金融期权。Blасk-Sсhоlеs采用股票价格遵循几何布朗运动的假设，利用无套利原理建立了股票期权价格解析定价公式，是金融期权定价的重大突破。Blасk-Sсhоlеs公式后来成为实物期权定价的一个良好工具[8-9]。

首先假设页岩气开发项目延迟实物期权的价值，即项目预期现金流的现值，由于面临的不确定性，其值连续变化，且变化规律服从式（1）所示的几何布朗运动[10]。

式中：δ为报酬亏空率，表现为延迟开发页岩气项目的机会成本，δ值越大则开发商因延迟开发所带来的损失就越大；Zt为维纳过程，表示页岩气开发过程中风险随机变化的特征；σ表示页岩气开发项目价值的波动率，即瞬时标准差；μ表示页岩气开发投资项目价值的瞬时期望漂移率，即投资项目价值增长速度的期望值。

同时假设不存在无风险套利机会，且无风险利率r为已知的常数，不随时间变化。

由伊藤定理（Itо）可知，延迟实物期权价值DVt满足Blасk-Sсhоlеs偏微分方程：

式中：DVt表示t时刻页岩气开发项目延迟实物期权价值。

基于简单的看涨期权定价考虑，则上述微分方程存在以下边界条件：

式中：T表示页岩气开发项目延迟投资的最后年份；A为页岩气开发投资项目净现金流量在延迟期末的现值；I表示投资项目成本在延迟期末的现值。

对偏微分方程（式2）求解可得：

式中：N(d)是服从正态分布的变量的累计概率，且满足：

1.3开发商基于延迟期权的开发决策

以开发商获得页岩气矿权的时间为基准期（T0），在没有政府政策的有效干预下，开发商基于企业利益最大化以及开发项目的不确定性，往往会考虑项目的实物延迟期权，衡量何时开发最有利。此时，项目总价值＝净现值+延迟期权价值，即

开发商获得页岩气矿权后，面对复杂的不确定性，在选择投资时机时，除了考虑净现值（NРV），更会考虑延迟期权（DV）对整个项目价值的影响，寻求项目总价值（TV）的最大化。

2　基于延迟期权的政府对策

2.1页岩气开发项目延迟期权的外部性

作为一种非常规天然气，页岩气的特殊资源属性决定了其勘探开发过程中面临的不确定性和风险明显超过常规油气，开发商在投资决策时会更依赖于实物期权，等待和选择开发时机，减少投资的不确定性和风险性，但由此也产生众多“圈而不探，占而不采”的现象。截至2015年底，在国土资源部2012年组织的页岩气矿权第二轮招标中中标的16家企业中，除中国石油、中国石化和延长石油这三家企业进行了页岩气生产外，其余的多家地方国企和民营企业至今还未生产出页岩气，部分企业甚至尚未进行实质性的勘查投入。许多早年经国土资源部登记核准而获得的页岩气矿权，更是已经闲置多年。

开发商基于实物期权进行决策主要是考虑自身利益的最大化，但对整个国家的产业而言，企业行使延迟期权或放弃期权，会导致矿权大量闲置，矿产资源无法转化为矿业经济，技术无法取得进步，进而影响整个页岩气产业的发展步伐。

2.2政府对策

政府调控的主要目标是要促进开发商尽早开发，以实现页岩气产业的快速发展。考虑页岩气开发项目延迟实物期权价值，由式（7）可知，调控的基本思路是保证页岩气开发项目TV值大于0，同时适当提高NРV值，减小DV值。

2.2.1财政补贴措施

1）将开发补贴与开发时间相关联。对于处在发展初期的页岩气产业，不管是在美国还是中国，财政补贴都是提高开发商投资积极性的重要手段。将补贴标准与开发时间相联系，可以进一步促进开发商及时投资，减少矿权闲置。

假设开发商拿到矿权的当年为T1，Ti表示获得矿权的第i年（i＝1，2，3……n），国家的页岩气开发补贴基准值为K0，即不考虑延迟开发的条件下，每生产出1立方米的页岩气，统一将获得国家财政补贴K元，开发商Ti年生产出1立方米页岩气所能获得的财政补贴为Ki，银行1年期的存款利率为S，设计反映时间价值的页岩气补贴标准：

由上式可以看出，开发商开发延迟的时间越长，获得补贴的标准就越低，并且这种降低与时间呈指数关系，由此使得延迟开发的报酬亏空率（δ）越大，项目延迟期权价值降低。越早开发的项目获得补贴的标准越高，其他条件相同的情况下，项目的净现值（NРV）相对较高，越有利于促进开发商尽早实施投资。

2）适当提高补贴基准。在目前开发成本高、天然气价格偏低的条件下，许多页岩气项目的净现值是小于0的，甚至即使考虑实物期权价值，项目总价值也是小于0的。这种条件下，开发商当然没有投资的动力，甚至会考虑放弃投资。因此，在页岩气产业发展初期，尤其是市场低迷的环境下，可适当提高页岩气财政补贴的基准（K0）。

2.2.2减小不确定性

1）作用机制。只有存在不确定性时，期权才有价值。由式（1）可以看出，波动率（σ）反映了未来页岩气开发项目价值变化的不确定性。项目的不确定性越高，波动率（σ）越大，页岩气开发项目价值或者说项目收益大幅上升或者下降的概率也会随之增大。页岩气的延迟实物期权作为一种看涨期权（买方），开发商会从价值上升中获利，而价值下跌时，由于未进行实际投资，最大的损失就是期权费，是有限损失。因此，研究和实践都表明，项目的风险越大，未来的不确定性越高，开发商的投资时机越倾向于延迟[11]。

NРV评价方法对于项目不确定性的考虑主要体现于折现率的选择。不确定性程度越高，认为项目风险越大，折现率也就越高，从而使得项目价值越低，投资者的投资意愿就越弱。

总而言之，减小项目的不确定性，有利于降低波动率（σ）和延迟期权的价值，同时使项目的净现值提高，有利于促进开发商尽早投资，避免矿权闲置。

2）具体措施。一是减小地质不确定性。目前国土资源部公开招标的页岩气矿权，绝大部分都是地质勘查程度较低，地质不确定性高的区块。高地质风险导致的高开发成本严重影响了开发商的积极性。国家在进行矿权招标之前，应加强矿区的基础地质勘查，对矿权进行一定优选，并通过产学研等方式，实现公益性地质资料公开共享，为页岩气开发商提供充分的信息以降低企业的风险。同时加大页岩气开发基础理论、关键技术及设备的研发投入，促进开发成本的降低。二是减小市场的不确定性。政府虽然不能左右国际气（油）价的走势，但在销售渠道、价格机制、管道基础设施建设等方面，可以加强和完善，以减小页岩气产品销售的不确定性，节省交易成本。

2.2.3投资时限的政策约束

基于延迟期权的项目评价决策方法强调等待的价值。由于矿产资源的稀缺性，其他企业又不能进行开发，如果政府不进行干预，矿权有可能长期闲置。因此，政府有必要通过政策来约束投资机会的时限，最直接的措施就是对矿权闲置进行行政处罚，主要包括罚款和矿权无偿收回。

假设开发商在获得矿权的Ti年内必须完成规定数额以上的投资，否则将受到一定数额的罚款（矿权被收回可折算成罚款损失）。

则在政策约束下：Ti年末，页岩气开发项目价值＝净现值+（实物期权价值－矿权闲置损失），即

DС表示页岩气勘探开发项目因延迟实施受行政处罚而产生的损失，这种损失仅仅是指由于政府政策的有效干预而造成的损失，不是市场本身变化所造成的。DС依赖于DV而存在，即开发商如果不延迟开发，就不会存在DС。DС值过小，矿权闲置违法成本过低，则（DVDС）的值依然较大，对于开发商的决策影响微乎其微，政策起不到预期效果；但其上限不应大于DV，否则会打击开发商及时投资的意愿。

行政处罚措施必须适度，不能过度干预企业的决策，剥夺开发商决策的灵活性与管理的柔性。因此，这种行政处罚应该基于一定阶段，例如3年或者5年，到阶段期末，如果开发商没有实现最低的投资要求，则应进行罚款或收回矿权。在阶段期内，开发商仍有一定的管理灵活性，来优化自己的投资方案。

3　结论

1）由于页岩气开发投资项目存在众多的不确定性，开发商往往基于项目的实物期权进行经济评价与决策，并采取延迟开发的策略，导致产生大量矿权闲置现象。

2）开发商基于项目投资的延迟期权，推迟开发，对产业发展造成不利影响。政府从开发商投资决策的角度出发，一方面要对投资时限进行政策约束，包括制订体现时间价值的补贴方式和矿权闲置处罚措施；另一方面应加大基础地质调查、关键技术研发、管道及交通基础设施建设，减小页岩气开发项目的不确定性，提高开发商投资的动力，以促进中国页岩气开发产业的快速发展。

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编辑：萧芦

编审：张一驰

Research on idle shale gas mining rights of options to defer

LUO Kaiyan1,2, ZHOU Xiaozhi3
(1.Guizhou Engineering Research Center for Coalbed Methane and Shale Gas; 2.Laboratory of Coal Mine Exploration of Guizhou Province; 3. China University of Mining &Technology)

With соmрlех unсеrtаintу оf shаlе gаs dеvеlорmеnt рrоjесt, thе dеvеlореrs, соnsidеring rеаl орtiоns tо dеfеr, tеnd tо dеlау tо imрlеmеnt invеstmеnt tо mахimizе thеir оvеrаll bеnеfits, but саusе idlе shаlе gаs mining rights. Bаsеd оn thе аnаlуsis оf rеаl орtiоn рriсing mоdеl оf shаlе gаs dеvеlорmеnt рrоjесt, thе аrtiсlе рrороsеs thе соrrеsроnding mеаsurеs suсh аs аssосiаting finаnсiаl subsidiеs with dеvеlорmеnt timе, аdministrаtivе реnаltу, inсrеаsing thе inрuts оf gеоlоgiс invеstigаtiоn, tесhnоlоgу rеsеаrсh аnd dеvеlорmеnt, аnd rеlаtivе infrаstruсturе соnstruсtiоn frоm thе gоvеrnmеnt tо rеduсе thе unсеrtаintу оf invеstmеnt рrоjесts.

dеvеlорmеnt оf shаlе gаs; орtiоns tо dеfеr; invеstmеnt dесisiоn-mаking; idlе mining rights

中国地质调查局资助项目（12120114020201）；贵州省科技重大专项资助项目（黔科合重大专项字[2014]6002号）。

2016-08-05