Rev.0 平成 21 年 6 月 20 日
Rev.1 平成 22 年 6 月 23 日
Rev.2 平成 28 年 1 月 19 日
Rev.3 平成 28 年 3 月 26 日
化学工学会 SIS 部会情報技術教育分科会
東京工業大学化学工学専攻

渕野哲郎

プラント建設費コスト推算
Revision 3
1．概要
コスト推算には、G. D. Ulrich が 1984 年に「A Guide to Chemical Engineering Process Design andEconomics」（Wiley）の中で示した、Bare Module Cost Estimation と呼ばれる、FactoredEstimation 法を用います。コストデータ、および推算式は“プラント建設費_RX.xls(又はplant_costestimate_RX.xls)”という名前の MS-Excel のファイルに入れてあり、サイジングの情報を所定のシートのカラムに入力してゆくと、2015 年現在のプラント建設費を計算するようになっています。このファイルを作成するに当たって、参照した資料は、R. Turton,R.C.Bailie, W.B.Whiting, J.A.Shaeiwitz, “Analysis, Synthesis, and Design of Chemical Processes,”
Prentice Hall です。参考書のデータは、1996 年現在のもので、CEPCI（Chemical EngineeringCost Index）=382 ですので、2015 年 8 月現在のコストに直すのに、2015 年 8 月の CEPCI※（＝553.9）を用いてスライド計算して求めるようにしてあります。
※Chemical Engineering, 192, December 2015
Ulrich のプラントコスト推算方法は、まず、機器のサイズやキャパシティを代表する値：Aに対して、常圧操作を仮定し、炭素鋼で作られた場合の機器購入コスト（FOB コスト）：
CP を次の式で算出します。

log10 C P = K1 + K 2 log10 A + K 3 (log10 A) 2
K1、K2、K3 は、機器の種類、タイプによって異なる定数で、A は例えば熱交換器であれば伝熱面積です。これに対して操作圧力：P がコストに影響するファクター（Pressure Factor）
FP を次の式で算出します。

log10 FP = C1 + C 2 log10 P + C 3 (log10 P ) 2
C1、C2、C3 は、機器の種類、タイプによって異なる定数で、P の単位は barg（ゲージ圧）です。FP は 1 以上の数で、P は必ず最小最大の範囲に入っていなければなりません。更にUlrich の方法では、材料の種類がコストに与える影響を考慮したファクター（Material Factor）
FM を導入します。FM は機器の種類、タイプによって一意に与えられる１以上の数として推プラント建設費コスト推算 Rev.3–1–

算されます。そして、これらの基準となる購入コスト、Pressure Factor、Material Factor より、直接費、間接費を含む機器設置コストとしての Bare Module コスト C0BM を算出します。
00C BM= FMB⋅ C P = ( B1 + B2 ⋅ FM ⋅ FP ) ⋅ C P

F0BM は Bare Module Factor と呼ばれ、B1、B2 は機器の種類、タイプによって異なるコストフ
ァクターです。C0BM の単位は当然ですが US $です。C0BM は、配管、計装、土建にかかわる間接費および直接設置費用ですので、主要機器の Bare Module コストの総和がプラント設置コストとなります。このプラント設置コストから、プラント建設コストを算出するには、建設にかかわる不測の損失や予備品費用を加味しなければなりません。この費用は我々が想像するよりもはるかに大きく、ここでは、プラント設置コストに比例したコストとして算出しています。この損失や予備品費用のことを、Contingency と呼び、このコストファクター（Contingency Factor）FC を用いて、プラント建設コスト CBM を次の式で計算します。
0
C BM = (1 + FC ) C BM

FC の値は、細かく言えばプロジェクトによって異なりますが、Contract Value として考えると、統計的に 15％～20％です。ここでは 18％を採用しています。ここで示したプラント建設コストは、既存のコンビナートの中に、プラントを建設する場合のコストです。しかし、場合によっては全く新たに土地を切り開いてプラントを建設する場合もあるでしょう。このような場合のプラントのことを、Grass Roots Plant と呼び、そのときの建設コストを Grass
Roots Cost と言います。Grass Roots Cost の見積もりは、場所による差が非常に大きいので、精度的は Factored Estimation として推算するのは難しいですが、Ordered Magnitude レベルで553.9 考えるのであれば、プラント建設コスト CBM に、Grass Roots Factor：FG を掛けて算出します。但し、ここでは既存のコンビナートの中に建設をすることを考えて、Grass RootsPlant の取り扱いについては省略します。
Factored Cost Estimation というと、歴史的には Lang Factor Method から始まると考えて間違えはないでしょう。プラントの建設費用で、直接データとして得られる値は、機器の船積み出荷価格（FOB）と（契約上の）建設費です。Lang Factor Method では、この FOB コストと建設費の関係に注目し、主要機器の総 FOB と建設費の関係を、プロセスの種類によって異なる、Lang Factor：fL という比例乗数で関係付けています。「化学プラントの建設費は、主要機器コスト（FOB）の約 3 倍」というのは、この Lang Factor のことを言っています。
Lang Factor Method 以降、Guthrie （Guthrie,K.M., “Capital Cost Estimation”, Chem. Eng., 76(3),114,1969.）や、Ulrich（Ulrich, G.D., “A Guide to Chemical Engineering Process Design andEconomics”, Wiley, New York,1984.）らによって、プラントコストのコスト構造の解析とそれに基づくデータの整理が行われ、「主要機器の常圧・炭素鋼を仮定した FOB ベースコスト」と「配管・計装・土建費用を含む主要機器モジュールの設置コスト」との関係を表す
Bare Module Factor を機器の種類、タイプ、操作圧力、使用材料によって推算する方法へとプラント建設費コスト推算 Rev.3–2–展開してきています。これにより、総 FOB コストの係数倍でプラント建設コストを推算するのに比べて、精度が格段に向上したばかりか、プロセス設計の違いを、Bare Module の設置コストの差として捕らえることができるようになり、プラント建設費における重みを容易に理解できるようになったことが重要です。
以上のような、コスト推算の流れを、Excel ファイルで行えるようにしてあります。以下、Sheet の構成、各シートの入力について説明します。
２．Spread Sheet の構成
MS-Excel2003 で作ってあります。シートは、3 種類に分かれます。
１、機器の種類ごとの Bare Module Cost 推算用シート
２、機器の種類ごとのコストデータシート
３、プラント建設費算出シート
機器種類に対応する上記１、２のシート名との関係は以下のとおりです。
１ 、 機 器 の 種 類 ご と の Bare

２、機器の種類ごとのコストデModule Cost 推算用シートータシート

VesselProcessVessel

PV_Coeff

Sieve Tray

Sieve_Trays-

Heat Exchanger

HeatExchanger

HE_Coeff、HE_FMPump

Pump+EL_DRV

Pump_Coeff、Pump_FM

Compressor

Compressor

Comp_Coeff

Compressor Driver

Driver_for_Compressor

DRV_Coeff

Furnace

Furnace

Furnace_Coeff

機器種類「３、プラント建設費算出シート」は、「Plant_Constraction_Cost」シートです。
機器の種類としては、Heat Exchanger、Vessel、Sieve Tray、Pump（モータードライバー付）、Compressor（ドライバーなし）、Compressor Driver、Furnace の 7 種類を準備しました。その他の機器に関しては、必要があれば各自調べて、1998 年のモジュール設置コストとして、「３、プラント建設費算出シート」の Equipment Category と書かれている部分の空白蘭に入力してください。
各機器の Item Number、Type、キャパシティ、圧力、材料を「１．機器の種類ごとの Bare Module
Cost 推算用シート」に入力、もしくはプルダウンから選択すると、「２．機器の種類ごとのコストデータシート」のパラメータを使って Bare Module Cost を算出します。「１．機器プラント建設費コスト推算 Rev.3–3–

の種類ごとの Bare Module Cost 推算用シート」の内部の行・列の値の参照は、相対位置を使っていますので、必要があれば行・列の挿入は可能です。しかし、「２．機器の種類ごとのコストデータシート」の行・列の値の参照は、絶対位置を使っていますので、「２．機器の種類ごとのコストデータシート」の変更は行わないでください。
次に各「機器の種類ごとの Bare Module Cost 推算用シート」および「プラント建設費算出シート」の入力・出力について説明します。
３．機器の種類ごとの Bare Module Cost 推算用シートおよびプラント建設費算出シートの入出力
各シートの欄は薄緑と、薄い青で色分けされています。緑は入力欄を、青は出力欄を表しています。
３－１：Vessel②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩①(1) ①ProcessVessel のシートを選択します。Vessel には、蒸留塔の Column や Overhead
Condenser の Reservoir が含まれます。
(2) Item Number を入力し②の Type をプルダウンから選択します。Type には「Vertical」と「Horizontal」があり、これが選択されていないと、Bare Module Cost は$0 となります。

プラント建設費コスト推算 Rev.3–4–

(3) ③Diameter は、0.3，0.5，1，1.5，2，2.5，3，4m の中から選択するようになっています。
切り上げで適当な数値を選択してください。デフォルトで 0.3 が選択されていますが、この値が 0 であると、他の欄で不都合が生じますので、使わない Item であっても、Diameter の値は消さないでください。
(4) Diameter が選択されると、その Diameter に対して、最小・最大長さが④に示されますので、この範囲で⑤に長さを入力してください。すると、常圧操作圧力で CS を材料とした場合のこの Vessel の FOB コスト計算して⑥の欄に示します。
(5) ⑦に操作圧力を入力し、⑧で材料を選択すると、Pressure Factor、Material Factor を出力して⑨にこの Vessel の Bare Module Cost を出力します。
(6) Vessel 類の Bare Module Cost の和は、⑩にあらわされます。
３－２ Sieve Tray
蒸留塔や吸収塔（スクラバーを含む）のインターナルは段塔を仮定し、Tray は Sieve Trayでコストを算出します。

②③④⑤⑥⑦①

入力は Vessel 類とほぼ同様の手順で行います。
(1) ①の Sieve_Trays シートを選択し、Tower の Item Number を入力し、②に Tower の Diameterを入力します。材料を CS とした場合の Tray1 枚の FOB コストを③に出力します。
(2) ④Tower の必要段数を入力すると、ディスカウントの逆数のような Quantity Factor を出プラント建設費コスト推算 Rev.3–5–力します。更に材料として、CS、SS、Ni_alloy の何れかを選択すると、Material Factorを出力し、段数分の Tray の Bare Module コストを⑥の欄に出力します。全ての塔の Trayの Bare Module コストの和は、⑦に算出されます。
３－３ Heat Exchanger②③④⑤⑥⑦①(1) ①の HeatExchanger シートを選択し、②伝熱面積を入力します。③Type は、Fixed Tube
Sheet or U-tube、Floating Head, Kettle Boiler から選択します。④に常圧操作・SC を仮定
したこの熱交換器の FOB コストを出力します。
Type の欄が空欄の場合には Bare Module
Cost の値は 0＄となります。伝熱面積の欄で、使用されない Item にデフォルトで１が入っていますが、これを０もしくは空欄にすると他の欄の計算でエラーが出ますので、使用しない場合でも１を入れておいたままにしてください。
(2) Shell Side, Tube Side の操作圧力を⑤に入力します。但し、Vacuum 条件はこの推算式の範囲に入っていませんので、Vacuum の場合は、その流体を Shell Side とし、20[barg]を入力しておいてください。Shell Side、Tube Side の操作圧力の組み合わせに従って、Pressure Factor を出力します。伝熱面積同様に、使用しない熱交換器の欄にデフォルトで操作圧力に 1 が入っていますが、これを０もしくは空欄にすると他の欄の計算でエラーが出ますので、使用しない場合でも１を入れておいたままにしてください。
(3) Shell、Tube の材質を、⑥で SC、SS、Ni_alloy から選びます。Shell、Tube の組み合わせ

プラント建設費コスト推算 Rev.3–6–に応じた Material Factor を出力し、Bare Module コストを⑦に出力します。Heat Exchangerの Bare Module コスト総和は、スクロールダウンして、右下の欄に計算されるようにしてあります。
３－４

Pump with Electric Driver②③④⑤⑥⑦⑧⑨①(1) ①の Pump+EL_DRV シートを選択します。Item Number を記入して、②で Pump Type として、Centrifugal か、Reciprocating を選択します。Pump の所要動力[kW]を③を入力します。この Shaft Power の欄は、他の例と同様に、上書きするかデフォルトの値をそのままにしておくかどちらかにしてください。
(2) ④の Number of Pumps には、Stand-by を含めた台数を記入します。すなわち、１＋１であれば２を入力します。⑤には、④で入力した Pump+EL_Driver 数分の常圧・CS を仮定
した Pump の FOB コストが示されます。⑥、⑦で Pump 入り口圧力、材質を入力または選択し、Pressure Factor、Material Factor を算出し、⑧の Bare Module コストを得ます。
(3) 総 Pump+EL_Driver コストは、⑨欄に示されます。

プラント建設費コスト推算 Rev.3–7–

３－５ Compressor without Driver

②③④⑤

①

(1) ①の Compressor シートを選択し、Item Number を入力し、②Compressor Type を Centrifugalと Reciprocating から選択します。③で材質を CS、SS、Ni_alloy から選択し、所要動力 [kW]を入力します。所要動力は上下限値が示されますので、その範囲内で、入力してください。
(2) ベースケースの FOB コストを出力し、④に Bare Module コストを表示します。総Compressor Bare Module コストは、⑤の欄に算出されます。

プラント建設費コスト推算 Rev.3–8–

３－６ Driver for Compressor②③④⑤①(1)①Driver for Compressor シートを選択し、Item Number を入力して Driver Type を②で選択します。選択肢に Electric、Gas Turbine、Steam Turbine があります。但し、Gas Turbine
System や、Steam System をまだ設計していないのであれば、取りあえずは Electric を選択してください。

(2)

Shaft Power の上限、下限値の範囲内で、Shaft Power を③に入力し、ベースとなる FOBコストと、④の Bare Module コストを算出します。総 Driver Bare Module コストは、⑤に計算されます。

プラント建設費コスト推算 Rev.3–9–

３－７ Furnace①Furnace の計算も、他の機器と同様です。但し、①の Pressure に関しては、オーダーを入力しますので 10、50、100、200[barg]の中から選択してください。

プラント建設費コスト推算 Rev.3– 10 –

３－８ Plant_Constraction_Cost②③④⑤①⑥① Plant_Construction_Cost シートでは、機器種類ごとに算出した総 Bare Module コストを参照し②に示します。本「プラント建設コスト推算」に含まれていない機器(膜分離器や、PSA 装置など)の機器コストは、③の「Other Unit」欄にし、入力することもできる。これら②、③の総和を「Total Bare Module Cost」として④に算出します。このコストはい
わばプラント設置コストであり、これに Contingency として 18%を上乗せした値が、⑤Plant Construction Cost です。しかし、この値は 1996 年現在（CEPCI＝382）コストです
ので、2015 年 8 月の CEPCI＝553.9 を使ってスライドする必要があります。の Plant
Construction Cost を 553.9 ／ 382.0 でスライドした値が⑥「Plant Construction Cost in2015」となります。
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プラント建設費コスト推算 Rev.3– 11 –