不确定条件下既有建筑节能改造EPC项目多阶段投资决策研究

Building Energy efficiency retrofitting (BEER) projects by using energy performance contracting (EPC) suffer a miserable financing difficulty in China due to their high risks and uncertainty in investment income. To address this issue, a multi-stage investment approach is proposed in this research. Firstly, a multi-objective programming model is established and optimized to determine the optimal BEER measures suited for each stage by taking into account life-cycle costs,energy savings, carbon emmission and thermal comfort.Secondly, the internal and external uncertainties affecting energy efficiency investment are identified and quantified. A single-stage project revenue optimization model is formed to identify the optimal sharing ratio and sharing term in EPC under uncertainty for each stage. Based upon the above work,a multi-stage investment decision model suited for BEER projects is established using the option pricing model under uncertainty.By means of simulation analysis, the optimal single-stage investment timing and the optimal multi-stage investment scale for BEER projects are achieved. Finally, case study is performed to improve the proposed model. This research aims to provide an operable decision instrument for BEER project investment, and meanwhile supplement the investment decision theory in the field of building energy conservation.

在我国，采用合同能源管理（EPC）模式运作的既有建筑节能改造项目受到高风险和收益不确定性的制约，长期处于投资乏力和资金不足的状态。为此，本研究将分阶段投资引入到既有建筑节能改造EPC项目投资决策研究中，兼顾生命周期成本、节能量、碳排放量和室内舒适性四项优化准则，构建多目标规划模型求解各阶段节能改造方案；并对影响既有建筑节能改造EPC项目投资决策的内外部不确定因素进行量化，构建不确定条件下单一阶段项目收益优化函数，模拟确定各阶段EPC模式最优收益分配方式。以上述研究为基础，将期权定价和不确定分析相结合，构建既有建筑节能改造EPC项目多阶段投资决策模型，模拟分析不确定条件下，各单一阶段最佳投资时机和项目整体长期最佳投资规模和阶段划分方法，并进行实证研究。本研究符合既有建筑节能改造投资决策发展趋势，有助于提高既有建筑节能改造EPC项目投资效益，有助于创新和拓展建筑节能领域投融资决策理论和方法。

对既有建筑进行节能改造，对于节能减排、改善室内热环境、促进经济社会可持续发展，具有十分重要的意义。然而，在我国采用合同能源管理（EPC）模式运作的既有建筑节能改造项目具有高风险性和收益的不确定性，使得投资主体在决策层面上缺乏有效的理论与方法支持，改造市场长期处于投资乏力和资金不足的状态。.基于此，项目研究从以下五个方面展开，构建了较为完整且逻辑严谨的科学研究体系，形成了一系列理论和案例研究结论和研究成果。（1）识别出对投资决策影响较大的6个不确定因素，采用随机过程几何布朗运动（GBM）对全生命周期成本、节能收益、碳排放交易收益、室内舒适性收益进行量化，构建不确定条件下各项成本收益的计算模型。（2）采用多目标投资组合理论构建不确定条件下既有建筑节能改造项目投资比例优化模型，求解获得项目总投资在节能、碳减排以及舒适度收益上的最优投资比例。（3）采用灰色关联度评价法建立备选方案与上述最优投资比例之间的联系，判断不确定条件下最优投资方案，并采用聚类分析法实现最优方案中各项改造技术在各阶段的合理分配，形成回收期短且回报率高的多阶段详细投资决策依据。4）描述了不同主体在每个节能收益分享期和移交期内的成本、收益与EPC合同参数之间的准确量化关系，构建了不同主体多阶段投资净现值函数，并优化确定了EPC模式下三阶段节能改造的最优合同参数组。5）对既有建筑节能改造投资各阶段所蕴含的期权价值进行定价，构建不确定条件下项目长期投资决策模型，引入政策激励补贴进行改进，发现政府经济激励补贴与期权价值相叠加使EPC模式下改造项目投资收益明显提高，从而进一步激励和刺激投资，形成良性循环。.本项目研究成果对于创新和拓展建筑节能领域投融资决策理论和方法具有重要的理论价值，为投资者制定长期的既有建筑节能改造EPC项目投资规划提供科学的方法和依据，具有较大的应用前景，对于促进我国既有建筑节能改造市场的良性运营意义较大。