Alcuni di questi costi possono essere inglobati nei costi fissi e altri nei costi di esercizio.
Fortunatamente, molti di questi costi possono essere direttamente relazionati, mediante fattori correttivi, ai costi delle apparecchiature installate.
E' pratica comune nello sviluppo di un progetto calcolare prima le dimensioni di tutte le apparecchiature e stimare le quantità di utilities necessarie; successivamente si passerà a calcolare i costi delle apparecchiature e delle utilities. Il passo successivo è quello dell'inserimento degli altri fattori di costo e, solo alla fine, si può eseguire l'analisi della redditività.
Tuttavia per un progetto di massima si devono prendere in considerazione numerose alternative di progetto e, quindi, sono necessari modelli semplificati per la valutazione degli investimenti totali, dei costi totali di processo e della redditività dell'impianto.
L'INVESTIMENTO TOTALE DI CAPITALE
L'investimento totale di capitale è la somma tra capitale fisso investito e working capital:
Tot.Inv = Fixed Cap. + Work.Cap
I COSTI DI START-UP
Alcune compagnie usano aggiungere i costi di avvio (Start-up) tra gli investimenti totali, altre li inseriscono tra i costi relativi alle modifiche delle apparecchiature come parte degli investimenti totali e altre ancora tra i costi operativi.
La scelta spesso è dettata dalle situazione in merito alle imposte che l'azienda attraversa.
Per progettazioni di massima possiamo includere tali costi di start-up tra gli investimenti totali:
Tot.Inv = Fixed Cap. + Work.Cap + Start-up
Il working capital rappresenta il finanziamento necessario per mettere in esercizio l'impianto e comprende, ad esempio, gli stipendi, i costi delle materie prime, i costi delle scorte, etc.
L'impianto dovrà essere tale da cercare di restituire mensilmente il working capital. In realtà, per mettere in funzione l'impianto e avere i primi ricavi è necessario del tempo di lavoro, sono necessarie delle materie prime per riempire i serbatoi, è necessario avere a disposizione il working capital ed è per tal motivo che va considerato tra gli investimenti totali.
Una prima ragionevole stima del working capital può essere fatta valutando i costi necessari per un rifornimento trimestrale di materie prime o di prodotti. Tuttavia possiamo ulteriormente semplificare tale valutazione per progetti di massima considerando il working capital in relazione con gli invesimenti totali:
IL CAPITALE FISSO
Il capitale fisso è dato dalla somma tra costi diretti e indiretti:
Fixed Cap. = Direct Cost + Indirect Cost
I costi diretti includono gli onsite costs (Onsite) anche detti ISBL (inside battery limits) e gli offsite costs (Offsite) anche detti OSBL (outsite battery limits):
Direct Cost = Onsite + Offsite
I costi Onsite corrispondono ai costi delle apparecchiature installate che appaiano sul flowsheet e che siano collocate nella stessa area geografica del processo da realizzare. Tali costi possono essere valutati direttamente dalle correlazioni di Guthrie.
I costi Offsite si riferiscono agli impianti di vapore, alle torri di raffreddamento e a tutti quegli impianti ausiliari che sono costruiti in un'altra area geografica. Gli offsite cost possono variare tra un minimo del 40-50% dei costi onsite per un ampliamento di una centrale già esistente ad un massimo del 200-400% per la costruzione di un impianto ex novo.
Per lo sviluppo del metodo semplificato di valutazione degli investimenti totali si assumerà il solo caso di ampliamento di una centrale già esistente e quindi:
Offsite ≈ 0.45 Onsite
I costi indiretti sono spesso divisi in due categorie:
- owner's costs: costi più lontani dall'attività produttiva, costi di supervisione, di ingegneria, di progettazione, di amministrazione, di dirigenza.
- conting costs: spese contingenti, imprevisti di tipo economico, variazioni di prezzo, errori di valutazione, varianti al progetto che emergono in corso d'opera, tasse.
Indirect Cost = Owner's costs + Conting
- Owner's Costs ≈ 0.05 (Onsite + Offsite)
- Conting ≈ 0.20 (Onsite + Offsite)
Fixed Cap. = Onsite + Offsite + Owner's Cost + Conting.
ovvero:
Fixed Cap. = 1.25 (Onsite + Offsite)
UN MODELLO SEMPLIFICATO PER LA VALUTAZIONE DELL'INVESTIMENTO TOTALE
I fattori di costo indicati nell'analisi precedente dovranno fornire una stima ragionevole dell'investimento per il tipo di processo petrolchimico che si sta considerando.
In realtà, potrebbe essere necessario fare delle scelte diverse a seconda del processo che stiamo considerando.
L'obiettivo che ci si prefigge è quello di sviluppare un metodo semplice per la progettazione di massima quindi oltre ai fattori indicati in queste linee guida se ne potrebbero utilizzare altri ove fossero applicabili.
Combinando le espressioni semplificate trovate nel precedente paragrafo, troviamo che :
Tot.Inv = Fixed Cap. + Work.Cap + Start-up
esplicitando working capital e start-up si ha:
Tot.Inv = Fixed Cap. + 0.15(Tot.Inv) + 0.1(Fixed Cap.)
e quindi:
Tot.Inv = 1.30 (Fixed Cap.)
ma ricordando che il capitale fisso era 1.25*(Onsite + Offsite) otteniamo:
Tot.Inv = 1.30*1.25*(Onsite + Offsite)
da cui:
Tot.Inv = 1.625(Onsite + Offsite)
A questo punto trovandosi nel caso di espansione di impianto e ricordando che in tal caso vale la Offsite ≈ 0.45 Onsite si ottiene:
Tot.Inv = 1.625(Onsite + 0,45 Onsite)
da cui otteniamo la relazione finale:
Tot.Inv = 2.36 Onsite
Da tale formula si capisce bene che una volta valutati i costi delle apparecchiature installate è semplice stimare l'investimento totale purchè si ricordino le assunzioni fatte in precedenza:
- costi di start-up pari al 10% del capitale fisso (potrebbe essere diverso in base alla situazione tasse in cui si opera.
- working capital legato all'investimento totale con una percentuale del 15% ma vale solo se si assume copertura economica pari al valore di approvvigionamento materie prime necessarie per tre mesi.
- costi Offsite pari al 45% degli Onsite ma vale solo se si tratta di ampliamento di impianto per produrre gli Offsite
- owner's costs pari al 5% degli Onsite+Offsite ma vale solo nell'ipotesi in cui ci sia qualche cosa di sbagliato nei preventivi.
- contingenze pari al 20% degli Onsite+Offsite ma vale solo considerando quelle relative ai pezzi più costosi delle apparecchiature.
I COSTI TOTALI DI PRODUZIONE
I costi totali di produzione sono la somma tra costi di fabbricazione (Manu. Cost) e spese generali di ricerca, amministrazione e sviluppo (SARE) possiamo scrivere che:
Tot.Prod.Cost = Manu.Cost + SARE
Per quanto riguarda i costi SARE sono circa il 2.5% dei Ricavi nel caso di composti chimici intermedi ma la percentuale sale di molto se parliamo di prodotti finiti che arrivano direttamente al consumatore:
SARE = 0.025 Ricavi
I costi di fabbricazione sono la somma tra costi diretti di produzione, spese fisse e spese di gestione:
Manu Cost = Direct Prod.Cost + Fixed Charge + Plant OVHD
I costi diretti di produzione includono i costi delle materie prime, le utilities, manutenzioni e riparazioni, forniture, manodopera, supervisione, laboraorio e brevetti:
Direct Prod.Cost = Raw Matl. + Util. + Maint. + Op.Supply + Labor + Supervis. + Lab. +Royalty
Abbiamo già visto la stima di materie prime e utilities, quindi, possiamo passare alla valutazione delle manutenzioni e delle forniture:
Maint. = 0.04 Fixed Cap.
Supply = 0.15 Maint. = 0.15*0.04 Fixed Cap.
I costi di manodopera, supervisione e laboratorio possono essere conglobati in un singolo fattore:
Labor + Supervis. + Lab. = (1+0.2+0.15) Labor = 1.35 Labor
I costi per diritti e brevetti possono essere considerati il 3% del costo totale di produzione:
Royalty = 0.03 Tot.Prod.Cost
Quindi, combinando le precedenti relazioni semplificate otteniamo l'espressione semplificata dei COSTI DIRETTI DI PRODUZIONE:
Direct Prod. Cost = Raw Matl. + Util + 0.046(Fixed Cap.) + 1.35(Labor) + 0.03(Tot.Prod.Cost)
LE SPESE FISSE
Le spese fisse includono le tasse locali, le assicurazioni, noleggi, interessi:
Con queste approssimazioni si ottiene laseguente formula semplificata per le spese fisse:
Fixed Chg. = 0.03(Fixed Cap.)
LE SPESE DI GESTIONE
Queste spese includono costi di packaging, servizi medici, protezioni, mense e laboratorio: per una progettazione di massima possiamo dire che tali costi sono il 60% della somma dei costi di manodopera, costi supervisione e manutenzione.
Plant OVHD = 0.6( Labor + Supervis. + Maint.)
da cui:
e quindi:
Plant OVHD = 0.72 Labor + 0.024 Fixed Cap.
Ricombinando tutto si ottiene il costo totale di produzione:
Tot.Prod.Cost = 1.03(Raw Matl. +Util.) + 2.13 Labor + 0.103 Fixed Cap. + 0.025 Revenue
dove
Fixed Cap. = 1.25(Onsite + Offsite) = 1.25*1.45*Onsite = 1.81 Onsite
e dove la manodopera necessaria per gestire l'impianto deve essere portata in conto mediante calcoli tecnici che richiedono molta esperienza. In generale tale punto è sviluppato da amministrazioni esperte nel settore.
La procedura che si segue di solito definisce un OPERATORE = numero di persone che, in un dato istante, è necerssario per esercire un particolare impianto:
4.5 persone * 24 ore * 7 giorni = 1 operatore
e si assume:
Labor = 100000 $ * operatore
Ovviamente tale cifra sarà lorda di assicurazioni, trasporto, spese sociali, pensioni e trasporto.
In definitiva si ottiene il modello semplificato per i costi totali di produzione:
Tot.Prod.Cost = 1.03(Raw Matl. +Util.) + 0.186 Onsite + 2.13*105 operatori + 0.025 Revenue
Questo metodo è naturalmente approssimato e nasconde centinaia di altre voci che rientrano in analisi più accurate e dettagliate che vanno fatte abbandonando la progettazione di massima e avviandosi verso una progettazione esecutiva.
Testo di riferimento: Conceptual Design of Chemical Processes 1988 (James M.Douglas)
