我國銅產業生命周期增長趨勢與需求預測

馬騁，方維萱，王京

(1．中國地質調查局發展研究中心，北京100037;2．中色地科礦產勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大學，國土資源工程學院，云南昆明650093)

我國銅產業生命周期增長趨勢與需求預測

馬騁1，方維萱2，王京2

(1．中國地質調查局發展研究中心，北京100037;2．中色地科礦產勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大學，國土資源工程學院，云南昆明650093)

隨著中國經濟的高速發展，國內銅需求持續增加，帶動了我國銅產業的不斷擴張。本文的研究基于產業生命周期的理論，利用現有發達國家有色金屬產業的生命周期特點的實證支持，采用先期發達工業化國家成熟且較完整的產業生命周期的經驗數據，結合我國實際情況，運用生長曲線模型來剖析我國銅產業生命周期的發展趨勢，預測我國銅產業在2015年前后增長的極限，屆時我國銅需求為800萬t左右，人均需求量為6～7kg。

銅產業生命周期生長曲線

Ma Cheng，Fang Wei－xuan，Wang Jing．The lifecycle growth trend and demand prediction of the copper industry in China［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0852－0857．

1 引言

產業生命周期研究是探討一個產業的產生、成長發展、飽和與衰退過程。當前，比較著名的有Klepper－Granddy理論、G－K理論等(Klepper Steven，1996)。就世界范圍來講該項研究尚屬實證研究范疇，在我國剛進入起步階段。我國屬于發展中國家，各產業基本上處于產生、成長發展階段，無法觀察到較完整的產業生命周期，而一些發達的工業化國家，某些產業已進入衰退期，因此，研究產業生命周期，主要采用國際比較歸納法，即利用某一產業在空間發展的不均衡性，將后期工業化國家與先期工業化國家的產業發展規律進行比較分析，以判斷后期工業化國家的發展趨勢(馬騁等，2009;馬騁等，2010)。本文的研究是利用現有發達國家有色金屬產業的實證支持，采用先期發達工業化國家成熟且較完整的產業生命周期的經驗數據，結合我國實際情況，運用生長曲線模型來剖析我國銅產業生命周期的發展趨勢，預測我國銅產業增長的極限，對我國銅產業的合諧發展具有重要的意義。

2 產業生命周期理論及其經濟計量模型

2．1 產業生命周期理論

產業生命周期是每個產業都要經歷的一個由成長走向衰退的演變過程，一般分為初創階段、成長階段、成熟階段和衰退階段四個階段(韓永夫等，1999)。識別產業生命周期所處階段的主要指標有:市場增長率、需求增長潛力、產品品種多少、競爭者多少、市場占有率狀況、進入壁壘、技術革新和用戶購買行為等。

有色金屬產業發展軌跡取決于一個國家的工業化進程(方維萱，2008)。一個國家不同經濟社會發展進程中對礦產品的消費需求是不一樣的，總體說來，在經濟社會發展的過程中，其礦產品的需求或消費總要經歷平緩、較快上升、平穩上升、緩慢下降四個階段(李凱等，2005)。在經濟社會發展的最初階段，對礦產品的需求很低，礦產品的消費強度也很低，為產業的初創階段;在經濟社會工業化初期，對原材料與能源的需求急劇增加，刺激礦產品的消費強度相應較快增長，為產業的成長階段;當工業化階段基本完成后，市場飽和，社會礦產品(特別是基本金屬)積累增加，礦產品使用強度處于平穩狀態，為產業的成熟階段;當社會進入后工業化階段或高科技發展階段，礦產品積累進一步增加、產業結構調整，人均國內生產總值由于高科技與第三產業的迅速發展而大幅上升，但原材料與能源消耗卻相對增長緩慢，并導致礦產品使用強度逐年下降，為產業的衰退階段。這種平緩、較快上升、平穩上升、緩慢下降四個階段過程，構成了一種產業完整的生命周期。產業這種規律性的發展過程，對制定企業發展戰略有非常重要的影響，所以必須充分認識，在進行市場信息調查的基礎上，及時地掌握產業所處市場的不同階段，以便采取相應的對策(Porter，M．E．，1997;劉粵湘，2006)。

2．2 產業生命周期曲線的經濟計量模型

根據上述的理論，產業生命周期各階段的發展變化一般符合“平緩、較快上升、平穩上升、緩慢下降”的特點，呈S型曲線規律(蔣志，1986;司永年，1987;秦德先，2004)，這條曲線稱為生長曲線(圖1)。

圖1 產業生命周期曲線Fig．1 Curve of industry life cycle

產業生命周期曲線的經濟計量模為:

式中:a、b為參數，參數a決定曲線陡峭程度，a值越大，曲線越陡，參數b決定曲線的位置;e為自然對數的底數，Y為預測值，k為峰值，t為時間，f(x)為自變量的多項式。

一般常采用的成長曲線，即產業生命周期曲線為f(x)多屬一次多項式，而二次項系數為負值時，即:

將(3)式代入(1)式則得:

若自變量x為時間序列t，即x=t，則(4)式也可以改寫為:

設ε為誤差，當Y=(1－ε)k時，即認為其達到峰值。則:

各變量之間的關系如表1所列。這條曲線有峰值k0，并且在［0，k/(1+b)］曲線與縱軸的交點F1處有一個拐點(即轉折點)，它是產業的投入期與成長期的分界點;在［ln(b)/a，k/2］與曲線的交點F2處，產生另一個拐點，為產業的成長期與成熟期的臨界值;函數值Y=k/2使這條成長曲線為一條以［ln (b)/a，k/2］為中心的對稱曲線，由曲線的F2點到峰值k0，這一段為產業的成熟期;峰值k0以下則為產業的衰退期。

表1 變量之間關系表Table1 Relationship between variables

3 銅產業生命周期的發展趨勢及預測

3．1 有色金屬產業生命周期成長的實證支持

在經濟、社會和科技領域，通過觀察和研究，有許多決定產業成長的變量因素如國內生產總值及其增長率、人均國內生產總值、人均資源消耗量、礦產品的消費強度等，都符合S型生長曲線規律(馬建民，2003;王高尚，2002)。

在一個沒有實現工業化的社會里，人均資源消耗是很低的，因為大多數生產是農業生產。隨著工業化水平的提高，不可再生資源的消耗(人均資源消費量)急劇上升，然后變為在很高的消費水平上趨于穩定。隨著人均收入水平的增長，人均資源消費量也相應上升。起初，急劇上升，然后平穩地上升，最后進入較高的平穩時期，表示人均資源消費達到飽和水平，進一步增加的收入，主要花費在服務上，資源消耗支出較少。圖2表示人均資源(鋼鐵)消費量與人均國內生產總值之間的關系。

圖21968 年世界鋼鐵消費量和人均國民生產總值(資料來源:USGS，2001)Fig．2 World steel consumption in 1968 and per capita GDP(from USGS，2001)

表2列出了美國鋼鐵產業周期中各個階段的指標，可以看出，鋼產量及人均鋼產量隨著產業生命周期階段的不斷發展，均呈現上升，到達一定極限后又開始下降的規律。第二產業在國民生產總值的比重也呈現了上升－極值－下降的規律性。同時，隨著農業從業人口比重的不斷下降，城鎮人口比重不斷上升，非農產業比重不斷上升，美國的經濟發展階段不斷升級，這點從人均國民生產總值不斷上升可以看出。

英、法、美、日這四個國家鋼鐵工業發展較早，都經歷了鋼鐵工業的峰值點，目前都屬于衰退階段，因此其鋼鐵產業的生命周期較為完整，具有典型性，從產量散點圖可以看出呈現出較為明顯的S型(李凱，2005)，有色金屬產業同鋼鐵產業都屬于原材料工業，而銅產業是有色金屬產業的重要組成部分，我們認為我國銅產業周期的發展曲線也將符合S型。

3．2 我國銅產業生命周期特征的比較歸納法

我國近50年銅產量、消費量以GDP變化曲線圖(圖3)可以觀察出，1952～1978年間，我國GDP逐年緩慢增長，處于經濟社會發展的初級階段，對銅的需求有限。年產量從1953年0．29萬噸攀升到1970年29．89萬噸，雖然銅產量和消費量增長較快，但基數小，增長的絕對值不大，為我國銅產業的初創階段(馮建中，1999;方維萱等，2007)。自1978年改革開放以來，圖中可以觀察到，銅產量及消費量不斷增加，增長速度不斷加速，曲線越來越陡，增長趨勢明顯，由此我們可以判斷我國銅產業處于生命周期中的成長階段。而隨著工業化、城市化進程的加快，對銅的需求量將會不斷增加，如果銅的產量不能滿足需求，將嚴重制約我國經濟發展。

圖3 我國銅產量、消費量及國內生產總值變化趨勢圖(資料來源:中國有色金屬工業年鑒，中國國家統計局)Fig．3 China copper production and consumption and G DP change t re n d(fromCh inaNonferrous Met als In dus tryYe ar-book，National Bureau of Statistics)，2009

表2 美國鋼鐵業生命周期各階段指標(資料來源:中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心，2002)Table2 U．S．Steel industry lifecycle indexes(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences，2002)

有色金屬產量及消費量波動是普遍存在的，一個國家的銅產量要受到本國和世界的經濟形勢與政治形勢的影響，兩次世界大戰和世界性的經濟大蕭條，都對銅產量的波動產生了推動作用、銅生產能力的變化是非連續的，這也是造成銅產量波動的原因之一，忽略波動性，從長遠的角度看，其產生、發展、飽和與衰退的過程比較明顯(肖洪生等，1999;王智民，2002;張明燕，2004)。

3．3 中國銅產業生命曲線模型及需求預測

礦產資源(礦產品)需求預測則是對未來某個時期一個國家或地區或部門其礦產資源(礦產品)可能消費的數量進行估計、推測和驗證評價(王高尚，2002)。

根據產業生命曲線經濟計量模型，作者認為銅產業變化模式可以看成是兩種過程的疊加，曲線1為S型增長曲線，曲線2為指數衰減曲線，當t≤t0時，產業處于產生成長期，當t＞t0時，產業進入衰退期，t0可稱之為衰退點。根據以上推導用經濟函數模型表示為:

式中:Y為產量;t為時間，B為基礎產量，用于維持社會發展的最小銅消費量;k為銅產量的峰值，為峰值相應的時間，A、β、γ、α為參數。

我們參考典型工業國家GDP與銅需求量峰值之間的關系(表3)，假設中國銅需求量不同的峰值即k值，在實際的預測中，為了保證擬合優度，銅消費量的樣本值選取了1952～2009區間相應的時間序列t與因變量Y的數據資料，實現上述模型的回歸，

對(8)式進行變換得:

對(9)式移項后取自然對數得:

對(10)式進行整理得:

表3 典型工業化國家金屬人均消費量峰值參數(資料來源:中國地質科學院全球礦產資源戰略研究中心，2002)Table3 Typical industrialized countries per capita metal consumption peak value(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences， 2002)

表4 不同方案下的回歸結果Table4 Regression results by different schemes

根據不同方案的回歸結果:

(1)樂觀的預測

根據先期工業發達國家峰值的規律，進入成熟期后人均消費量在10～12千克/人，峰值點處各國的人均消費量量均大于10千克，在考慮我國人口基數比較龐大，農村人口占比較重的情況下，達到極限值的人均指標應比發達國家的經驗數據要小，而截至目前，我國人均銅消費量大約在2千克/人的水平，遠遠小于各發達國家的經驗值，這表明，我國銅產業還有較大的發展空間，還需要積累相當一段長的時間，因此我國要達到歐美發達國家水平，還需30多年，屆時銅消費量需求會超過1000萬噸。假設如此，我國能否具備這么大的產能?我國銅工業結構是否會發生結構性的調整，還需要時間來證明，方案3～6是不考慮這些條件，單純根據發達國家的達到極限值時經驗數據來假定k值擬合的，是一種趨于樂觀的估計。

(2)較為合理的預測

根據現有我國工業化進程的步伐，我國處于工業化中期，第二產業占國民生產總值比重還很大。按照我國提出的目標，第二產業占國民生產總值比重將從2002年的51．9%增長到2010年的54．9%，而大部分有色金屬消費的增長率和第二產業增長率是同步的，所以，我國的銅消費量還將繼續增長，將進一步的帶動銅產量。如果把實現工業化作為達到極限值的條件的話，我國銅消費將在2030年左右達到峰值。如果以此為標準，那么方案1～2比較接近。即我國銅產業產量達到峰值還需要20多年的時間，屆時銅需求量峰值為800萬噸左右，人均消費量6～7kg。

4 討論和結論

本文的研究采用定性的比較歸納法與定量的生長曲線法，生長曲線模型的優點在于數學方法簡單明了、數據容易獲得，結果直觀表達，但這種基于回歸分析的方法更適合于中短期的預測，難以反映最終的消費變化，另外，對于有色金屬需求量的預測，除了上述可量化的因素之外，還存有許多重要的因素難以量化，對其分析判斷尤為重要。

本文對擬合后的結果進行了不同角度的預測，得出以下結論:由于中國人口基數大，農業人口比重高，在銅產業發展到極限時也無法達到工業發達國家的人均水平;根據本文的研究認為1978年改革開放前我國銅產業處于初創階段，目前我國處于工業化中期階段，隨著我國工業化城鎮化進程的不斷推進，中國的銅消費需求與產量還有較大的增長空間，于2015年前后進入成熟發展階段，之后，我國從工業社會邁進信息社會的轉變后，隨之將迎來我國銅產業發展的極限期，屆時我國銅需求為800萬噸左右，人均需求量為6～7 kg。

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The Lifecycle Growth Trend and Demand Prediction of the Copper Industry in China

MA Cheng1，FANG Wei－xuan2，WANG Jing2
(1．China Geological Survey Development Research Center，Beijing100037; 2．Sinotech Minerals Exploration Co．，Ltd．，Beijing100012; 3．Department of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan650093)

With China＇s rapid economic development，the domestic copper demand continues to increase，which drives the continuous expansion of China＇s copper industry．Based on the theory of industrial life cycles and existing empirical support of industry life cycles of non－ferrous metals in developed countries，considering the actual situations in our country，this paper uses the growth curve model to analyze the trend of life cycles of the copper industry．The result shows that copper consumption and production have large growth space，and will enter a limitation stage in 2015．The copper demand will be around 8 million tons and per capita requirement will be 6 to 7 kg by that time．

copper industry，life cycle，growth curve

book=7,ebook=217

P619．14

A

0495－5331(2012)04－0852－6

2011－04－14;

2012－02－06;［責任編輯］郝情情。

國家科技部科技支撐計劃項目“東川－易門銅礦山深部及外圍勘查技術及示范”(2006BAB01B09)和國家科技部2011年科研院所技術開發研究專項資金項目“鐵氧化物銅金型礦床元素賦存狀態及巖相構造學填圖技術研發”(2011EG115022)資助。

馬騁(1983年—)，男，2011年畢業于昆明理工大學，獲博士學位，從事礦產資源經濟研究。E－mail:32210591@qq．com。