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

本文采用X12季節調整法和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、季節性和不規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、季節性和不規則因素影響次之，并且隨著時間的推移，季節性和不規則因素快速減弱。從波動規律看，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承壓、維持低位窄幅波動。

波動周期 X12季節調整法 HP濾波 長期趨勢

1　引言

煤炭產業發展受宏觀經濟運行、能源政策調整、行業周期波動等多種因素影響，表現出的擴張與收縮交替、復蘇與衰退往返過程，即煤炭產業周期，可用投資量增減、價格變化、生產總量和需求總量增減等指標來測量反映。煤炭市場周期是產業周期的表現形式之一，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。因此，借鑒經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，并能夠為相關產業政策的制定提供參考，也為煤炭上下游企業的經營發展提供決策依據。

當前，國內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，現有文獻對煤炭市場周期、波動特征及內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周期波動特征研究》一文中，在總結借鑒經濟波動和有關產業波動理論研究成果上，結合煤炭產業自有特征，應用計量經濟和譜分析理論與方法，對我國煤炭產業的波動特征、規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律研究》一文中，采用經濟波動的理論和方法，以煤炭需求為研究對象，測量了我國煤炭產業的不同波動周期，揭示了煤炭需求的波動規律。張明慧和李永峰在 《我國煤炭能源生產的波動分析》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與國民經濟周期波動的關系。以上學者主要以煤炭產量、消費量等年度數據為依據，對煤炭產業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調整法和HP濾波法，對2003年以來的煤炭月度價格數據波動特點進行研究，剖析價格波動的長期趨勢、周期波動及季節性變化特征。

2　研究方法

經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、季節性波動和隨機擾動。長期趨勢是隨時間推移表現出的穩定波動。周期循環波動是圍繞長期趨勢，以數年為周期的波動形式。季節性波動是一年內隨季節更替出現的規律性波動。隨機擾動是由偶然因素引起的不規則變動。本文通過X12季節調整法將季節因素和不規則因素從原始價格序列中剔除，得到煤炭價格的長期循環序列，再利用HP濾波法，將長期趨勢和周期循環趨勢分離。本文涉及的主要方法為X12季節調整法和HP濾波法。

2.1X12季節調整法

X12季節調整法是在美國商務部人口普查局研究開發的X11方法基礎上發展而來的，該方法可以從經濟數據時間序列中去除季節因素和不規則因素，從而顯示出序列潛在的趨勢循環因素，趨勢循環序列可以更準確地反映經濟時間序列變化的客觀規律。X12方法共包括4種季節調整分解模型：

式中：TCt——趨勢循環要素；

St——季節要素；

It——不規則因素。

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因素和隨機擾動因素剔除。

2.2HP濾波法

Hodrick和Prescott在分析戰后美國經濟周期時，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根據樣本數據頻率取值如下：

一般來說，HP濾波是把經濟周期看作宏觀經濟對某一緩慢變動路徑的一種偏離，因此趨勢序列和循環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定。

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

（4）波動的擴張長度，即每個周期內擴張期的時間長度。表明每個周期內擴張的持續性，擴張期持續時間長，收縮期持續時間短，增長就比較穩定。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指標選擇及數據來源

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混（發熱量為23022k J）動力煤價格作為分析對象，采用X12季節調整法和HP濾波法，對煤炭價格中的4種內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，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的區間內震蕩波動；2012年以來，煤炭價格開始持續下跌，與2012年1月相比，當前下跌幅度已超過50%。

3.3季節性因素和不規則因素

通過季節調整提取出煤炭價格中的季節性因素和不規則因素這兩個高頻成分，如圖2所示。

圖2　煤炭價格季節性因素和不規則因素波動情況

季節性因素具有明顯的 “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性因素的影響日益加大。從不規則因素看，除了2008-2010年國際金融危機期間、2013年底煤炭企業聯合拉高價格期間出現明顯波動之外，其余月份波動性較弱，均在1左右徘徊。總體來看，季節性因素對煤炭價格的影響作用大于不規則因素，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。長期趨勢是由產業的供需基本面決定的，在趨勢上升階段，我國經濟高速增長、城鎮化建設加快、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，煤炭市場總體表現為供不應求，價格快速上漲。2012年以來，隨著經濟結構調整深入和能源結構優化力度加大，長期趨勢變為向下，直接下行壓力是產能過剩。據國家統計局數據推算，2013年，我國煤炭產能為44.3億t/a，在建和新開工產能為14.4億t/a，即使今后幾年加大淘汰力度，預計2020年我國煤炭產能也將超過55億t/a。在現有政策約束下，2020年我國煤炭需求總量將控制在42億t，因此，實際產能過剩幅度很可能大于13億t。綜合考慮，在經濟新常態、產能過剩、節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處于下行通道。

3.5周期波動特征分析

從周期循環因素看，煤炭價格呈現出明顯的波動特征，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。可將2003-2015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。該周期波峰出現在2005年2月，波峰高度為51.7%；波谷出現在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濟進入新一輪增長周期，GDP年均呈現兩位數增長，拉動國內煤炭需求大幅增長。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。該周期波峰出現在2008年8月，波峰高度為242.4%；波谷出現在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。該周期波峰出現在2011年10月，波峰高度為98.8%；波谷則出現在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、基礎設施等投資建設，受鐵路運輸能力制約、進出口稅率調整等因素影響，煤炭供需矛盾突出，為滿足生產需要，國內企業加大進口煤采購量，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，可見波峰出現在2015年1月，波峰高度為33.1%，如果后期不再出現新的低點，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生改變。受經濟結構調整、能源結構優化、煤炭產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

研究發現，長期趨勢因素對煤炭價格的影響程度最大，周期循環、季節性和不規則因素的影響次之，并且隨著時間的推移，季節性和不規則因素快速減弱，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，在經濟結構調整、節能減排、煤炭消費總量控制以及產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波動特征

煤炭價格在一年中不同月份會出現明顯的季節性波動，呈現雙峰單谷特點，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，季節性因素對煤炭價格的影響有逐年擴大的趨勢。不規則因素屬于突發變量，難以預測，2008年金融危機、2013年底煤炭企業聯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因素波動幅度、高度、深度等指標變化情況看，周期波動呈現峰位下降、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、波谷已經形成，當前處于緩慢調整末期，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，宏觀經濟仍未企穩、大宗商品整體低迷、煤炭供給寬松格局不變、流通環節競爭加劇，長期來看，煤炭價格還會繼續下行；從季節性因素看，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、小幅波動的態勢，煤炭坑口價已逼近生產成本，繼續下降的空間不大。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，四季度國內主要煤炭企業的定價策略、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.我國煤炭能源生產的波動分析［J］.經濟縱橫，2012（12）

［4］ 湯鐸鐸.三種頻率選擇濾波及其在中國的應用.數量經濟技術經濟研究，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展前瞻——基于3種維度的比較分析［J］.經濟視角，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，中國礦業大學（北京）管理科學與工程博士，研究方向為能源經濟、技術經濟。