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化学工学はプロセス設計の基本となる工学で、原料から製品を作るためのものの流れ(狭義のプロセス)を具象化するために考えられた工学です。

化学工学を確立することで、以下の作業が可能となりました。

  1. 原料から製品を作るための手順(工程)を策定する。
  2. 工程に必要な機能を明らかにする。
  3. 機能を有する装置や機器を開発あるいは選択する。

工業的に生産されている化学物質は約10万種類あり、それぞれの生産プロセスに必要な装置や機器を1から設計することは限られた時間と経済的な面からあり得ないことです。

そこで化学プラントに共通する機能を抽出し、機能に係わる基礎理論と対応する装置の設計手法を決めました。それが化学工学の基本科目と応用科目です。

基本科目では化学や物理化学などの基本理論や現象を学習し、応用科目では化学機械の設計方法やプラント建設に係わる経済性評価を学習します。

化学工学の基礎と応用化学工学の基礎と応用
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第2章 化学プラント

2.2 経済性の検討
2.2.1 経済性の指標

化学プラントが建設されるかどうかは経済性の良否に依ります。
経済性検討とは、投資を行うに当たっての採算性評価のことで、フィージビリティ・スタディ(Feasibility study)とも呼ばれます。
採算性が採れることをフィージブルであるという時がある。これはfeasible、つまり”実行可能”という意味である。

この指標となるのが、

  1. 正味現在価値(NPV:Net Present Value)
  2. 内部利益率(IRRR:Internal Rate of Return)
  3. 回収期間(Payback Period)

などで、ここで使用されている”return(リターン)”や”payback(ペイバック)”は金融関連用語として良く知られています。

ここでは回収期間について説明します。

回収期間

回収期間とは、初期投資金額とその後の入金(キャッシュインで+)、出金(キャッシュアウトで-)の累計がゼロになるまでの期間を意味する。

つまり、プラントを建設するには設備や機器などの費用や建設工事で費やした工賃、建設後は運転や保守などに掛かる原料費や労働者の給与などの経費がかかります。これを出金とします。それに対してプラントが稼働した後には製品を出荷することで売上が立ちますので入金となります。
この入金と出金の累積額が等しくなった以降は入金>出金となり、そうすれば利益が膨らみプラント建設のメリットが初めて生じることになります。その入金と出金の累積額が等しくなるまでの期間を回収期間と言い、その期間が短ければ短いほど投資効率が良くなります。

次号では具体例を上げて回収期間を計算してみましょう。

投資とは

投資とは端的に言うとお金を費やして利益を得ることである。
また、wikipediaでは

「投資(とうし)とは、主に経済において、将来的に資本(生産能力)を増加させるために、現在の資本を投じる活動を指す(現代において、生産能力の増加しない商業活動はこれに含まない)。広義では、自己研鑽や人間関係においても使われる」

と説明されてる。
この投資は社会では別の意味で非常に重要である。例えば自分に投資することにより語学能力を改善したり、マネジメント能力をさらにアップして企業などの組織の中で上に昇ることで権力を楽しむことが出来る。ただし、両者とも投資効率についての最終判断には相当な時間がかかる。なぜならば自己に投資する場合の回収期間の定義はまちまちだからである。