我國煤炭價格波動周期特征分析及預測研究

隋廣琳張冠華

（1.中國礦業(yè)大學（北京）管理學院，北京市海淀區(qū)，100083；2.中國華能集團公司技術經(jīng)濟研究院，北京市西城區(qū)，100031）

我國煤炭價格波動周期特征分析及預測研究

隋廣琳1張冠華2

（1.中國礦業(yè)大學（北京）管理學院，北京市海淀區(qū)，100083；2.中國華能集團公司技術經(jīng)濟研究院，北京市西城區(qū)，100031）

本文采用X12季節(jié)調(diào)整法和HP濾波法，對2003年1月至2015年8月我國煤炭價格波動特性進行了分析，研究其長期趨勢、周期循環(huán)、季節(jié)性和不規(guī)則等因素的變化情況。結果表明，長期趨勢對煤炭價格的影響程度最大，周期循環(huán)、季節(jié)性和不規(guī)則因素影響次之，并且隨著時間的推移，季節(jié)性和不規(guī)則因素快速減弱。從波動規(guī)律看，未來2～4個月當前周期可能結束，進入下一個波動周期。綜合分析，預計四季度煤價繼續(xù)承壓、維持低位窄幅波動。

波動周期 X12季節(jié)調(diào)整法 HP濾波 長期趨勢

1　引言

煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展受宏觀經(jīng)濟運行、能源政策調(diào)整、行業(yè)周期波動等多種因素影響，表現(xiàn)出的擴張與收縮交替、復蘇與衰退往返過程，即煤炭產(chǎn)業(yè)周期，可用投資量增減、價格變化、生產(chǎn)總量和需求總量增減等指標來測量反映。煤炭市場周期是產(chǎn)業(yè)周期的表現(xiàn)形式之一，主要通過價格指標，從微觀層面反映出煤炭市場擴張和收縮的波動形態(tài)。因此，借鑒經(jīng)濟周期波動的相關理論與方法，深入研究煤炭價格周期波動特性，有助于更好地把握煤炭市場運行特性，并能夠為相關產(chǎn)業(yè)政策的制定提供參考，也為煤炭上下游企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展提供決策依據(jù)。

當前，國內(nèi)外學者對煤炭市場的研究主要集中在煤炭價格形成機制、煤炭價格影響因素及預測等方面，現(xiàn)有文獻對煤炭市場周期、波動特征及內(nèi)在成分的研究相對較少。趙愛國和李仲學等在 《基于CF濾波法的中國煤炭生產(chǎn)周期波動特征研究》一文中，在總結借鑒經(jīng)濟波動和有關產(chǎn)業(yè)波動理論研究成果上，結合煤炭產(chǎn)業(yè)自有特征，應用計量經(jīng)濟和譜分析理論與方法，對我國煤炭產(chǎn)業(yè)的波動特征、規(guī)律和波動成因進行了實證研究。劉滿芝等在《中國煤炭需求波動規(guī)律研究》一文中，采用經(jīng)濟波動的理論和方法，以煤炭需求為研究對象，測量了我國煤炭產(chǎn)業(yè)的不同波動周期，揭示了煤炭需求的波動規(guī)律。張明慧和李永峰在 《我國煤炭能源生產(chǎn)的波動分析》一文中，運用HP濾波分析法，對我國1978-2009年煤炭產(chǎn)量與GDP這兩個序列分別進行了研究，并在此基礎上，用Granger因果檢驗探索我國煤炭生產(chǎn)與國民經(jīng)濟周期波動的關系。以上學者主要以煤炭產(chǎn)量、消費量等年度數(shù)據(jù)為依據(jù)，對煤炭產(chǎn)業(yè)波動的研究提供了有益借鑒，但對市場的核心指標——價格的波動周期特征仍有缺失，因此本文將運用時間序列季節(jié)調(diào)整法和HP濾波法，對2003年以來的煤炭月度價格數(shù)據(jù)波動特點進行研究，剖析價格波動的長期趨勢、周期波動及季節(jié)性變化特征。

2　研究方法

經(jīng)濟變量的時間序列包含4種變動因素，即長期趨勢、周期循環(huán)、季節(jié)性波動和隨機擾動。長期趨勢是隨時間推移表現(xiàn)出的穩(wěn)定波動。周期循環(huán)波動是圍繞長期趨勢，以數(shù)年為周期的波動形式。季節(jié)性波動是一年內(nèi)隨季節(jié)更替出現(xiàn)的規(guī)律性波動。隨機擾動是由偶然因素引起的不規(guī)則變動。本文通過X12季節(jié)調(diào)整法將季節(jié)因素和不規(guī)則因素從原始價格序列中剔除，得到煤炭價格的長期循環(huán)序列，再利用HP濾波法，將長期趨勢和周期循環(huán)趨勢分離。本文涉及的主要方法為X12季節(jié)調(diào)整法和HP濾波法。

2.1X12季節(jié)調(diào)整法

X12季節(jié)調(diào)整法是在美國商務部人口普查局研究開發(fā)的X11方法基礎上發(fā)展而來的，該方法可以從經(jīng)濟數(shù)據(jù)時間序列中去除季節(jié)因素和不規(guī)則因素，從而顯示出序列潛在的趨勢循環(huán)因素，趨勢循環(huán)序列可以更準確地反映經(jīng)濟時間序列變化的客觀規(guī)律。X12方法共包括4種季節(jié)調(diào)整分解模型：

式中：TCt——趨勢循環(huán)要素；

St——季節(jié)要素；

It——不規(guī)則因素。

為了增強不同因素之間的可比性，避免計量單位的影響，本文選擇乘法模型來對原始序列進行季節(jié)因素和隨機擾動因素剔除。

2.2HP濾波法

Hodrick和Prescott在分析戰(zhàn)后美國經(jīng)濟周期時，首次提出HP濾波法。假設｛Yt｝是包含趨勢成分和波動成分的經(jīng)濟時間序列，｛YtT｝是其中含有的趨勢成分，｛Ytc｝是其中含有的波動成分，則有：

式中：t=1，2，…，T

趨勢成分｛YtT｝可以通過式（6）求解得到：

式中：c（L）——延遲算子多項式，

λ根據(jù)樣本數(shù)據(jù)頻率取值如下：

一般來說，HP濾波是把經(jīng)濟周期看作宏觀經(jīng)濟對某一緩慢變動路徑的一種偏離，因此趨勢序列和循環(huán)序列具有相同的度量單位。

2.3描述周期波動的幾個指標

（1）波動高度，即峰位。表明每個周期擴張的強度，峰位的高低在反映出增長力強弱的同時，也隱含反映出增長的穩(wěn)定性。

（2）波動深度，即波谷。表明每個周期收縮的力度，谷位越低說明增長越不穩(wěn)定。

（3）波動幅度，即振幅。表明每個周期內(nèi)增長高低起伏的劇烈程度，振幅越大，說明增長越不穩(wěn)定。

（4）波動的擴張長度，即每個周期內(nèi)擴張期的時間長度。表明每個周期內(nèi)擴張的持續(xù)性，擴張期持續(xù)時間長，收縮期持續(xù)時間短，增長就比較穩(wěn)定。若將擴張長度與收縮長度的比值記為L，則當L＜1時，稱周期為短擴張型；當L≥1時，稱周期為長擴張型。

3　實證分析

3.1指標選擇及數(shù)據(jù)來源

秦皇島港是目前世界最大的煤炭輸出港和散貨港，港口煤炭價格在很大程度上反映出我國東部沿海地區(qū)煤炭市場供求狀況，是全國煤價的風向標。本文以2003年1月至2015年8月的秦皇島港山西優(yōu)混（發(fā)熱量為23022k J）動力煤價格作為分析對象，采用X12季節(jié)調(diào)整法和HP濾波法，對煤炭價格中的4種內(nèi)在成分進行測定與劃分，得到煤炭價格波動的周期性特征。

3.2近年來我國煤炭價格波動情況

2003年1月到2015年8月秦皇島港山西優(yōu)混煤炭價格走勢情況如圖1所示。

圖1　2003年1月至2015年8月煤炭價格走勢圖

由圖1可知，2004年以前，煤炭價格走勢平穩(wěn)，保持在264元/t左右。從2004年起，煤炭價格開始上漲，由2014年初的297元/t上升至425元/t；2005年1月至2006年12月，煤炭價格平穩(wěn)波動，保持在426元/t左右；2007年3月至2008年7月，煤炭價格快速上漲，由460元/t上升至954元/t，漲幅超過100%；之后受國際金融危機的影響，煤炭價格暴跌，半年內(nèi)從峰值995元/t下降至558元/t；2009年9月至2011年12月，煤炭價格在580～860元/t的區(qū)間內(nèi)震蕩波動；2012年以來，煤炭價格開始持續(xù)下跌，與2012年1月相比，當前下跌幅度已超過50%。

3.3季節(jié)性因素和不規(guī)則因素

通過季節(jié)調(diào)整提取出煤炭價格中的季節(jié)性因素和不規(guī)則因素這兩個高頻成分，如圖2所示。

圖2　煤炭價格季節(jié)性因素和不規(guī)則因素波動情況

季節(jié)性因素具有明顯的 “雙峰單谷”的特點。2003-2007年，基本在［0.98，1.02］區(qū)間波動，2007年之后，波動范圍擴展至［0.95，1.04］，反映出我國煤炭價格受季節(jié)性因素的影響日益加大。從不規(guī)則因素看，除了2008-2010年國際金融危機期間、2013年底煤炭企業(yè)聯(lián)合拉高價格期間出現(xiàn)明顯波動之外，其余月份波動性較弱，均在1左右徘徊?？傮w來看，季節(jié)性因素對煤炭價格的影響作用大于不規(guī)則因素，是導致煤炭價格頻繁波動的重要原因。

3.4長期趨勢因素

剔除高頻成分后，運用HP濾波法，分別得到煤炭價格的長期趨勢因素與周期循環(huán)因素，如圖3所示。

圖3　煤炭價格長期趨勢及周期劃分情況

從長期趨勢項看，煤炭價格分為上升和下跌兩個階段，2011年7月之前，是煤炭價格的上升階段，之后是煤炭價格的下降階段。長期趨勢是由產(chǎn)業(yè)的供需基本面決定的，在趨勢上升階段，我國經(jīng)濟高速增長、城鎮(zhèn)化建設加快、人口紅利不斷釋放帶來旺盛的煤炭需求，加上受運力緊缺制約、價格機制不健全等因素影響，煤炭市場總體表現(xiàn)為供不應求，價格快速上漲。2012年以來，隨著經(jīng)濟結構調(diào)整深入和能源結構優(yōu)化力度加大，長期趨勢變?yōu)橄蛳?，直接下行壓力是產(chǎn)能過剩。據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)推算，2013年，我國煤炭產(chǎn)能為44.3億t/a，在建和新開工產(chǎn)能為14.4億t/a，即使今后幾年加大淘汰力度，預計2020年我國煤炭產(chǎn)能也將超過55億t/a。在現(xiàn)有政策約束下，2020年我國煤炭需求總量將控制在42億t，因此，實際產(chǎn)能過剩幅度很可能大于13億t。綜合考慮，在經(jīng)濟新常態(tài)、產(chǎn)能過剩、節(jié)能減排及清潔能源替代等因素的共同作用下，未來約3年時間，煤炭價格長期趨勢將繼續(xù)處于下行通道。

3.5周期波動特征分析

從周期循環(huán)因素看，煤炭價格呈現(xiàn)出明顯的波動特征，平均周期為36個月左右。按照 “谷—谷”劃分原則、且相鄰波谷間隔不小于2年，周期成分位于水平零軸以上的部分為波峰，位于水平零軸以下的部分為波谷?？蓪?003-2015年我國煤炭價格劃分為4個周期，目前正處于第4個周期的末期，如表1所示。

表1　2003年12月至2015年8月煤炭價格波動周期及特征

第1個周期起止時間為2003年12月至2007年7月，長度為44個月，其中價格上漲長度為18個月，下跌長度為26個月，擴張長度小于1。該周期波峰出現(xiàn)在2005年2月，波峰高度為51.7%；波谷出現(xiàn)在2007年7月，波谷深度為83.6%，周期振幅為135.3%。該階段的主要特點是經(jīng)濟進入新一輪增長周期，GDP年均呈現(xiàn)兩位數(shù)增長，拉動國內(nèi)煤炭需求大幅增長。同時國際動力煤價格普遍上漲，2004年，澳大利亞、印尼、哥倫比亞和南非的平均離岸價出口單位值增長40%～70%。在此期間，煤炭大量出口加劇了國內(nèi)能源緊缺程度，刺激煤炭價格上漲。

第2個周期起止時間為2007年8月至2009年7月，長度為24個月，其中價格上漲長度為13個月，下跌長度為11個月，擴張長度大于1。該周期波峰出現(xiàn)在2008年8月，波峰高度為242.4%；波谷出現(xiàn)在2009年7月，波谷深度為128.4%，周期振幅為370.8%。該周期波動最為劇烈，且周期持續(xù)時間最短，主要是受2008年國際金融危機影響。

第3個周期起止時間為2009年8月至2012年12月，周期長度為41個月。其中價格上漲長度為22個月，下跌長度為19個月，擴張長度大于1。該周期波峰出現(xiàn)在2011年10月，波峰高度為98.8%；波谷則出現(xiàn)在2012年12月，波谷深度為47.2%，周期振幅為146%。國際金融危機之后，我國出臺了4萬億元刺激政策拉動房地產(chǎn)、基礎設施等投資建設，受鐵路運輸能力制約、進出口稅率調(diào)整等因素影響，煤炭供需矛盾突出，為滿足生產(chǎn)需要，國內(nèi)企業(yè)加大進口煤采購量，我國由煤炭凈出口國轉變成為凈進口國。

第4個周期開始于2013年1月，目前尚未形成完整周期，可見波峰出現(xiàn)在2015年1月，波峰高度為33.1%，如果后期不再出現(xiàn)新的低點，則2015年5月的低點（-18.5%）即為波谷。2013年，我國取消了電煤價格雙軌制，煤炭價格形成機制發(fā)生改變。受經(jīng)濟結構調(diào)整、能源結構優(yōu)化、煤炭產(chǎn)能的快速釋放等多重因素影響，煤炭市場供過于求的格局形成，并迅速由賣方市場轉為買方市場。該周期波動幅度小于之前的3個周期，煤炭價格周期變化逐漸趨于穩(wěn)定。

4　主要結論

4.1煤炭價格長期趨勢處于下行通道

研究發(fā)現(xiàn)，長期趨勢因素對煤炭價格的影響程度最大，周期循環(huán)、季節(jié)性和不規(guī)則因素的影響次之，并且隨著時間的推移，季節(jié)性和不規(guī)則因素快速減弱，長期趨勢的影響逐漸加強。2012年以來，我國煤炭市場供大于求的格局形成，在經(jīng)濟結構調(diào)整、節(jié)能減排、煤炭消費總量控制以及產(chǎn)能過剩等因素作用下，未來3年左右，煤炭價格長期趨勢仍將處于下行通道。

4.2煤炭價格具有雙峰單谷的季節(jié)波動特征

煤炭價格在一年中不同月份會出現(xiàn)明顯的季節(jié)性波動，呈現(xiàn)雙峰單谷特點，其中12月份是一年中需求的最高峰，6月份是小波峰；9月份是一年中的低谷。2007年以來，季節(jié)性因素對煤炭價格的影響有逐年擴大的趨勢。不規(guī)則因素屬于突發(fā)變量，難以預測，2008年金融危機、2013年底煤炭企業(yè)聯(lián)合拉高價格等時段曾導致煤炭價格大幅波動。

4.3煤炭價格的周期波動趨于穩(wěn)定

煤炭價格周期波動的平均時間在36個月左右。從煤炭價格的周期循環(huán)因素波動幅度、高度、深度等指標變化情況看，周期波動呈現(xiàn)峰位下降、谷位上升、振幅減小、時間跨度變大等特點，反映出我國煤炭價格的周期波動性有所降低、穩(wěn)定性在逐漸增強。目前，煤炭價格第4個周期雖未完成，但周期線波峰、波谷已經(jīng)形成，當前處于緩慢調(diào)整末期，2～4個月后該周期有可能結束，進入下一個波動周期，未來波動幅度將小于前4個周期，圍繞長期趨勢窄幅波動。

4.42015年四季度煤炭價格預測

從長期趨勢看，宏觀經(jīng)濟仍未企穩(wěn)、大宗商品整體低迷、煤炭供給寬松格局不變、流通環(huán)節(jié)競爭加劇，長期來看，煤炭價格還會繼續(xù)下行；從季節(jié)性因素看，冬儲煤需求增加將對煤炭價格形成支撐；從周期因素看，目前正處于緩慢向上、小幅波動的態(tài)勢，煤炭坑口價已逼近生產(chǎn)成本，繼續(xù)下降的空間不大。綜合以上因素判斷，2015年四季度煤炭價格將在低位窄幅波動。需要注意，四季度國內(nèi)主要煤炭企業(yè)的定價策略、人民幣匯率以及氣溫變化等不確定因素，可能拉動煤炭價格上漲，有待進一步跟蹤研究。

［1］ 趙愛國，李仲學.基于CF濾波法的中國煤炭生產(chǎn)周期波動特征研究［J］.中國煤炭，2014（1）

［2］ 劉滿芝等.中國煤炭需求波動規(guī)律研究 ［J］.資源科學，2013（4）

［3］ 張明慧，李永峰.我國煤炭能源生產(chǎn)的波動分析［J］.經(jīng)濟縱橫，2012（12）

［4］ 湯鐸鐸.三種頻率選擇濾波及其在中國的應用.數(shù)量經(jīng)濟技術經(jīng)濟研究，2007（9）

［5］ 劉暢.中國能源消耗強度變動機制與能源行業(yè)周期波動［M］.北京：科學出版社，2012

［6］ 翁非.我國煤炭價格波動趨勢及發(fā)展前瞻——基于3種維度的比較分析［J］.經(jīng)濟視角，2011（11）

［7］ 譚章祿，陳廣山.我國煤炭價格影響因素實證研究［J］.改革與戰(zhàn)略，2009（10）

（責任編輯 溫子伯）

Feature analysis and prediction research on China coal price fluctuation periods

Sui Guanglin1，Zhang Guanhua2
（1.The School of Management of China University of Mining and Technology，Beijing，Haidian，Beijing 100083，China；2.Research Institute of Technological Economy，China Huaneng Group Co.Ltd.，Xicheng，Beijing 100031，China）

The authors took X12 seasonal adjustment models and HP filtering method to analyze fluctuation periods of China coal price from January 2003 to August 2015，such as changes of secular trend，cycles，seasonality，irregular factors and other factors.The results showed that secular trend caused the greatest influence on coal price，and then cycles，seasonality and irregular factors，furthermore，with time went by，seasonality and irregular factors rapidly weaken. According to fluctuation patterns，the current cycle would be over after 2～4 months and get to the next cycle.In all，the authors predicted coal price to stay under pressure and maintain low narrow fluctuation in the fourth quarter.

fluctuation periods，X12 seasonal adjustment models，HP filtering method，secular trend

F426

A

隋廣琳（1984-），男，山東淄博人，中國礦業(yè)大學（北京）管理科學與工程博士，研究方向為能源經(jīng)濟、技術經(jīng)濟。