我国煤炭价格波动周期特征分析及预测研究

隋广琳张冠华

（1.中国矿业大学（北京）管理学院，北京市海淀区，100083；2.中国华能集团公司技术经济研究院，北京市西城区，100031）

我国煤炭价格波动周期特征分析及预测研究

隋广琳1张冠华2

（1.中国矿业大学（北京）管理学院，北京市海淀区，100083；2.中国华能集团公司技术经济研究院，北京市西城区，100031）

本文采用X12季节调整法和HP滤波法，对2003年1月至2015年8月我国煤炭价格波动特性进行了分析，研究其长期趋势、周期循环、季节性和不规则等因素的变化情况。结果表明，长期趋势对煤炭价格的影响程度最大，周期循环、季节性和不规则因素影响次之，并且随着时间的推移，季节性和不规则因素快速减弱。从波动规律看，未来2～4个月当前周期可能结束，进入下一个波动周期。综合分析，预计四季度煤价继续承压、维持低位窄幅波动。

波动周期 X12季节调整法 HP滤波 长期趋势

1　引言

煤炭产业发展受宏观经济运行、能源政策调整、行业周期波动等多种因素影响，表现出的扩张与收缩交替、复苏与衰退往返过程，即煤炭产业周期，可用投资量增减、价格变化、生产总量和需求总量增减等指标来测量反映。煤炭市场周期是产业周期的表现形式之一，主要通过价格指标，从微观层面反映出煤炭市场扩张和收缩的波动形态。因此，借鉴经济周期波动的相关理论与方法，深入研究煤炭价格周期波动特性，有助于更好地把握煤炭市场运行特性，并能够为相关产业政策的制定提供参考，也为煤炭上下游企业的经营发展提供决策依据。

当前，国内外学者对煤炭市场的研究主要集中在煤炭价格形成机制、煤炭价格影响因素及预测等方面，现有文献对煤炭市场周期、波动特征及内在成分的研究相对较少。赵爱国和李仲学等在 《基于CF滤波法的中国煤炭生产周期波动特征研究》一文中，在总结借鉴经济波动和有关产业波动理论研究成果上，结合煤炭产业自有特征，应用计量经济和谱分析理论与方法，对我国煤炭产业的波动特征、规律和波动成因进行了实证研究。刘满芝等在《中国煤炭需求波动规律研究》一文中，采用经济波动的理论和方法，以煤炭需求为研究对象，测量了我国煤炭产业的不同波动周期，揭示了煤炭需求的波动规律。张明慧和李永峰在 《我国煤炭能源生产的波动分析》一文中，运用HP滤波分析法，对我国1978-2009年煤炭产量与GDP这两个序列分别进行了研究，并在此基础上，用Granger因果检验探索我国煤炭生产与国民经济周期波动的关系。以上学者主要以煤炭产量、消费量等年度数据为依据，对煤炭产业波动的研究提供了有益借鉴，但对市场的核心指标——价格的波动周期特征仍有缺失，因此本文将运用时间序列季节调整法和HP滤波法，对2003年以来的煤炭月度价格数据波动特点进行研究，剖析价格波动的长期趋势、周期波动及季节性变化特征。

2　研究方法

经济变量的时间序列包含4种变动因素，即长期趋势、周期循环、季节性波动和随机扰动。长期趋势是随时间推移表现出的稳定波动。周期循环波动是围绕长期趋势，以数年为周期的波动形式。季节性波动是一年内随季节更替出现的规律性波动。随机扰动是由偶然因素引起的不规则变动。本文通过X12季节调整法将季节因素和不规则因素从原始价格序列中剔除，得到煤炭价格的长期循环序列，再利用HP滤波法，将长期趋势和周期循环趋势分离。本文涉及的主要方法为X12季节调整法和HP滤波法。

2.1X12季节调整法

X12季节调整法是在美国商务部人口普查局研究开发的X11方法基础上发展而来的，该方法可以从经济数据时间序列中去除季节因素和不规则因素，从而显示出序列潜在的趋势循环因素，趋势循环序列可以更准确地反映经济时间序列变化的客观规律。X12方法共包括4种季节调整分解模型：

式中：TCt——趋势循环要素；

St——季节要素；

It——不规则因素。

为了增强不同因素之间的可比性，避免计量单位的影响，本文选择乘法模型来对原始序列进行季节因素和随机扰动因素剔除。

2.2HP滤波法

Hodrick和Prescott在分析战后美国经济周期时，首次提出HP滤波法。假设｛Yt｝是包含趋势成分和波动成分的经济时间序列，｛YtT｝是其中含有的趋势成分，｛Ytc｝是其中含有的波动成分，则有：

式中：t=1，2，…，T

趋势成分｛YtT｝可以通过式（6）求解得到：

式中：c（L）——延迟算子多项式，

λ根据样本数据频率取值如下：

一般来说，HP滤波是把经济周期看作宏观经济对某一缓慢变动路径的一种偏离，因此趋势序列和循环序列具有相同的度量单位。

2.3描述周期波动的几个指标

（1）波动高度，即峰位。表明每个周期扩张的强度，峰位的高低在反映出增长力强弱的同时，也隐含反映出增长的稳定性。

（2）波动深度，即波谷。表明每个周期收缩的力度，谷位越低说明增长越不稳定。

（3）波动幅度，即振幅。表明每个周期内增长高低起伏的剧烈程度，振幅越大，说明增长越不稳定。

（4）波动的扩张长度，即每个周期内扩张期的时间长度。表明每个周期内扩张的持续性，扩张期持续时间长，收缩期持续时间短，增长就比较稳定。若将扩张长度与收缩长度的比值记为L，则当L＜1时，称周期为短扩张型；当L≥1时，称周期为长扩张型。

3　实证分析

3.1指标选择及数据来源

秦皇岛港是目前世界最大的煤炭输出港和散货港，港口煤炭价格在很大程度上反映出我国东部沿海地区煤炭市场供求状况，是全国煤价的风向标。本文以2003年1月至2015年8月的秦皇岛港山西优混（发热量为23022k J）动力煤价格作为分析对象，采用X12季节调整法和HP滤波法，对煤炭价格中的4种内在成分进行测定与划分，得到煤炭价格波动的周期性特征。

3.2近年来我国煤炭价格波动情况

2003年1月到2015年8月秦皇岛港山西优混煤炭价格走势情况如图1所示。

图1　2003年1月至2015年8月煤炭价格走势图

由图1可知，2004年以前，煤炭价格走势平稳，保持在264元/t左右。从2004年起，煤炭价格开始上涨，由2014年初的297元/t上升至425元/t；2005年1月至2006年12月，煤炭价格平稳波动，保持在426元/t左右；2007年3月至2008年7月，煤炭价格快速上涨，由460元/t上升至954元/t，涨幅超过100%；之后受国际金融危机的影响，煤炭价格暴跌，半年内从峰值995元/t下降至558元/t；2009年9月至2011年12月，煤炭价格在580～860元/t的区间内震荡波动；2012年以来，煤炭价格开始持续下跌，与2012年1月相比，当前下跌幅度已超过50%。

3.3季节性因素和不规则因素

通过季节调整提取出煤炭价格中的季节性因素和不规则因素这两个高频成分，如图2所示。

图2　煤炭价格季节性因素和不规则因素波动情况

季节性因素具有明显的 “双峰单谷”的特点。2003-2007年，基本在［0.98，1.02］区间波动，2007年之后，波动范围扩展至［0.95，1.04］，反映出我国煤炭价格受季节性因素的影响日益加大。从不规则因素看，除了2008-2010年国际金融危机期间、2013年底煤炭企业联合拉高价格期间出现明显波动之外，其余月份波动性较弱，均在1左右徘徊。总体来看，季节性因素对煤炭价格的影响作用大于不规则因素，是导致煤炭价格频繁波动的重要原因。

3.4长期趋势因素

剔除高频成分后，运用HP滤波法，分别得到煤炭价格的长期趋势因素与周期循环因素，如图3所示。

图3　煤炭价格长期趋势及周期划分情况

从长期趋势项看，煤炭价格分为上升和下跌两个阶段，2011年7月之前，是煤炭价格的上升阶段，之后是煤炭价格的下降阶段。长期趋势是由产业的供需基本面决定的，在趋势上升阶段，我国经济高速增长、城镇化建设加快、人口红利不断释放带来旺盛的煤炭需求，加上受运力紧缺制约、价格机制不健全等因素影响，煤炭市场总体表现为供不应求，价格快速上涨。2012年以来，随着经济结构调整深入和能源结构优化力度加大，长期趋势变为向下，直接下行压力是产能过剩。据国家统计局数据推算，2013年，我国煤炭产能为44.3亿t/a，在建和新开工产能为14.4亿t/a，即使今后几年加大淘汰力度，预计2020年我国煤炭产能也将超过55亿t/a。在现有政策约束下，2020年我国煤炭需求总量将控制在42亿t，因此，实际产能过剩幅度很可能大于13亿t。综合考虑，在经济新常态、产能过剩、节能减排及清洁能源替代等因素的共同作用下，未来约3年时间，煤炭价格长期趋势将继续处于下行通道。

3.5周期波动特征分析

从周期循环因素看，煤炭价格呈现出明显的波动特征，平均周期为36个月左右。按照 “谷—谷”划分原则、且相邻波谷间隔不小于2年，周期成分位于水平零轴以上的部分为波峰，位于水平零轴以下的部分为波谷。可将2003-2015年我国煤炭价格划分为4个周期，目前正处于第4个周期的末期，如表1所示。

表1　2003年12月至2015年8月煤炭价格波动周期及特征

第1个周期起止时间为2003年12月至2007年7月，长度为44个月，其中价格上涨长度为18个月，下跌长度为26个月，扩张长度小于1。该周期波峰出现在2005年2月，波峰高度为51.7%；波谷出现在2007年7月，波谷深度为83.6%，周期振幅为135.3%。该阶段的主要特点是经济进入新一轮增长周期，GDP年均呈现两位数增长，拉动国内煤炭需求大幅增长。同时国际动力煤价格普遍上涨，2004年，澳大利亚、印尼、哥伦比亚和南非的平均离岸价出口单位值增长40%～70%。在此期间，煤炭大量出口加剧了国内能源紧缺程度，刺激煤炭价格上涨。

第2个周期起止时间为2007年8月至2009年7月，长度为24个月，其中价格上涨长度为13个月，下跌长度为11个月，扩张长度大于1。该周期波峰出现在2008年8月，波峰高度为242.4%；波谷出现在2009年7月，波谷深度为128.4%，周期振幅为370.8%。该周期波动最为剧烈，且周期持续时间最短，主要是受2008年国际金融危机影响。

第3个周期起止时间为2009年8月至2012年12月，周期长度为41个月。其中价格上涨长度为22个月，下跌长度为19个月，扩张长度大于1。该周期波峰出现在2011年10月，波峰高度为98.8%；波谷则出现在2012年12月，波谷深度为47.2%，周期振幅为146%。国际金融危机之后，我国出台了4万亿元刺激政策拉动房地产、基础设施等投资建设，受铁路运输能力制约、进出口税率调整等因素影响，煤炭供需矛盾突出，为满足生产需要，国内企业加大进口煤采购量，我国由煤炭净出口国转变成为净进口国。

第4个周期开始于2013年1月，目前尚未形成完整周期，可见波峰出现在2015年1月，波峰高度为33.1%，如果后期不再出现新的低点，则2015年5月的低点（-18.5%）即为波谷。2013年，我国取消了电煤价格双轨制，煤炭价格形成机制发生改变。受经济结构调整、能源结构优化、煤炭产能的快速释放等多重因素影响，煤炭市场供过于求的格局形成，并迅速由卖方市场转为买方市场。该周期波动幅度小于之前的3个周期，煤炭价格周期变化逐渐趋于稳定。

4　主要结论

4.1煤炭价格长期趋势处于下行通道

研究发现，长期趋势因素对煤炭价格的影响程度最大，周期循环、季节性和不规则因素的影响次之，并且随着时间的推移，季节性和不规则因素快速减弱，长期趋势的影响逐渐加强。2012年以来，我国煤炭市场供大于求的格局形成，在经济结构调整、节能减排、煤炭消费总量控制以及产能过剩等因素作用下，未来3年左右，煤炭价格长期趋势仍将处于下行通道。

4.2煤炭价格具有双峰单谷的季节波动特征

煤炭价格在一年中不同月份会出现明显的季节性波动，呈现双峰单谷特点，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年以来，季节性因素对煤炭价格的影响有逐年扩大的趋势。不规则因素属于突发变量，难以预测，2008年金融危机、2013年底煤炭企业联合拉高价格等时段曾导致煤炭价格大幅波动。

4.3煤炭价格的周期波动趋于稳定

煤炭价格周期波动的平均时间在36个月左右。从煤炭价格的周期循环因素波动幅度、高度、深度等指标变化情况看，周期波动呈现峰位下降、谷位上升、振幅减小、时间跨度变大等特点，反映出我国煤炭价格的周期波动性有所降低、稳定性在逐渐增强。目前，煤炭价格第4个周期虽未完成，但周期线波峰、波谷已经形成，当前处于缓慢调整末期，2～4个月后该周期有可能结束，进入下一个波动周期，未来波动幅度将小于前4个周期，围绕长期趋势窄幅波动。

4.42015年四季度煤炭价格预测

从长期趋势看，宏观经济仍未企稳、大宗商品整体低迷、煤炭供给宽松格局不变、流通环节竞争加剧，长期来看，煤炭价格还会继续下行；从季节性因素看，冬储煤需求增加将对煤炭价格形成支撑；从周期因素看，目前正处于缓慢向上、小幅波动的态势，煤炭坑口价已逼近生产成本，继续下降的空间不大。综合以上因素判断，2015年四季度煤炭价格将在低位窄幅波动。需要注意，四季度国内主要煤炭企业的定价策略、人民币汇率以及气温变化等不确定因素，可能拉动煤炭价格上涨，有待进一步跟踪研究。

［1］ 赵爱国，李仲学.基于CF滤波法的中国煤炭生产周期波动特征研究［J］.中国煤炭，2014（1）

［2］ 刘满芝等.中国煤炭需求波动规律研究 ［J］.资源科学，2013（4）

［3］ 张明慧，李永峰.我国煤炭能源生产的波动分析［J］.经济纵横，2012（12）

［4］ 汤铎铎.三种频率选择滤波及其在中国的应用.数量经济技术经济研究，2007（9）

［5］ 刘畅.中国能源消耗强度变动机制与能源行业周期波动［M］.北京：科学出版社，2012

［6］ 翁非.我国煤炭价格波动趋势及发展前瞻——基于3种维度的比较分析［J］.经济视角，2011（11）

［7］ 谭章禄，陈广山.我国煤炭价格影响因素实证研究［J］.改革与战略，2009（10）

（责任编辑 温子伯）

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

隋广琳（1984-），男，山东淄博人，中国矿业大学（北京）管理科学与工程博士，研究方向为能源经济、技术经济。