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能源,文明的血液!深度剖析能源与中国经济增长规律
发布日期:2018-09-13

导言:在我国经济由高速发展阶段向中高速阶段过渡中,结合能源资源产能周期特点,本轮能源需求弹性有望经历一个6-8年左右长上升期。在较高需求弹性区间内,即便考虑能源结构调整,能源需求仍将持续增长。


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摘要

1)研究回顾全球和我国能源与经济规律,我国能源需求弹性,即相对经济的变化,呈8-10年周期性波动规律,上升期长短不一,本轮需求弹性上升期开启于2016年,目前仍处于上升阶段,即能源需求增速提升快于经济增速变化。直观表现为近两年虽经济由高速进入中高速阶段,但煤炭、油气、电力需求持续旺盛,背后是结构性、能源相对经济弹性变化所导致。

2)影响能源需求弹性变化三大因素投资、产业结构和技术进步,本轮弹性上升期至目前主要力量较以往的投资主导有一定变化,原因是在工业领域下行期产能出清,固定资产投资增速虽降但降幅趋缓并接近底部区域背景下,产业结构调整、技术进步及居民消费边际推动了新一轮能源需求弹性提升,因此较以往靠投资主导的能源需求增长有更好持续性。

3)在我国经济由高速发展阶段向中高速阶段过渡中,结合能源资源产能周期特点,本轮能源需求弹性有望经历一个6-8年左右长上升期,未来两三年能源需求增速继续保持高位,煤炭由于是我国基础能源,弹性有相关性,在较高需求弹性区间内,即便考虑能源结构调整仍将持续增长。

   一、全球与中国能源需求弹性变化规律

1. 全球能源需求弹性系数呈波动变化

能源需求弹性系数反映的是能源消费增速与国民经济增速之间的比例关系,具体有三种计算方法,分别是逐年计算法、算数平均法与几何平均法。我国统计局公布的能源需求弹性系数采用的是逐年计算法,即当年能源消费增长率与GDP增长率的比值,GDP按可比价格计算。

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按照这种方法对1966-2016年全球能源需求弹性进行计算,一方面发现全球能源投入总量与经济发展相关,表现出一定的周期性,另一方面也能看到能源弹性长期的波动性。主要的特征和规律有三个方面。

一是从周期性看,1966-2016年共经历了5个完整周期,每个周期持续8-9年,这5个完整周期分别是1974-1982年、1982-1990年、1990-1998年、1998-2006年、2006-2015年。从波动性看,能源需求弹性不仅表现出长期的波动性,在每个周期内也表现出较大的波动性。从统计角度看,1966-2016年全球能源需求弹性平均值为0.65,最大值为1.32,最小值为-1.38,1974-1982年周期内表现出最大的波动,波动范围为0.22至-1.38。

图1:1966-2016年全球能源需求弹性系数情况

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二是从一个完整的周期的上升期和下降期的持续性看,从1974年起,上升期分别为2年、2年、6年、5年、4年,下降期分别为6年、6年、2年、3年、5年。

三是每次能源需求弹性系数的最低谷往往对应的是危机,如1974年的石油危机、1982年世界经济危机、1990年海湾战争与日本经济危机、2000年科网泡沫破裂、2008年全球金融危机。

2. 我国能源需求弹性系数变化的规律

可统计的我国1981-2016年能源需求弹性系数同样呈现了周期性变化规律,每个周期持续时间8-10年左右,其中经历了四次上涨阶段,分别是1982-1989年、1993-1995年、1999-2004年和2009-2011年。我们对1981年后的能源需求弹性系数变化规律进行统计,发现能源需求弹性系数四次上涨阶段分别持续了8年、3年、6年、3年,即上升期最短3年,最长8年,对应的能源需求弹性系数四次下降阶段分别持续了3年、3年、4年、4年。同时每隔16年左右,会有一次消费弹性长的上升期,即1982~1989年的8年和1999~2004年的6年。且我们观察到,两次能源需求弹性长周期上涨的起点,都对应了能源资源的产能出清,即1981~1982年和1998~1999年前后。

表1:1981-2016年能源需求弹性系数聊产业、做金融,上潮汐!

1981—2016年我国能源需求弹性系数一直处于剧烈波动中。在这36年里,能源需求弹性系数有4年大于1(1989年、2003年至2005年),有1年小于0(1981年),其余年份多在0.5左右徘徊。1981年到2016年,我国能源需求弹性系数平均值为0.57,如果剔除4个特殊年份,能源需求弹性系数平均值为0.49,如果单独考察以上4个特殊年份则我国能源需求弹性系数为1.05。

表2:历史五年规划期间能源需求弹性系数

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我们可以通过算数平均法来平滑逐年计算法下能源需求弹性系数的剧烈波动。计算结果显示,除“十五”规划期间能源需求弹性系数大于1外,1981-2016年的其他五年规划时间段内的能源需求弹性系数波动性明显降低,系数值在0.23至0.64之间波动,剔除特殊时间段,能源需求弹性系数平均值为0.44,保留特殊时间段,则能源需求弹性系数为0.58。

表3:1981-2015年我国能源需求弹性系数变化情况

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图2:1981-2016年我国能源需求弹性系数

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我们对能源消费弹性系数与GDP增速的关系进行了对比研究,可以发现,需求弹性系数的变化方向与GDP增速的变化方向可以相同,也可以不同,具体呈现四种组合:GDP增速与能源消费弹性系数一致向上(1981~1984年、1999~2004年、2008~2011年)、GDP增速向下而弹性系数向上(1985~1989年、1993~1995年、2016年至今),GDP增速向上而弹性系数向下(1992~1993年、2004年~2007年)、GDP增速与弹性系数一致向下(1995~1999年、2012~2015年)。一致向上的期间(1981~1984年、1999~2004)伴随而来的是能源需求高速增长,能源供需形势紧张,能源价格明显上涨。一致向下的期间(1995~1999年、2012~2015年)伴随着能源需求增速快速下滑,能源供需形势宽松,能源阶段性过剩,能源价格明显下降。

图3:1981-2016年我国能源需求弹性系数与GDP增速的关系

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3. 影响能源需求弹性系数的三大因素

总结能源需求弹性系数变化的原因,我们发现产业结构、技术进步以及投资是影响能源需求弹性系数的三大因素。

图4:影响能源需求弹性系数的因素

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图5:工业、制造业能源消费占比情况(单位:%)

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首先,由于三大产业耗能情况不同,产业结构调整会对我国能源消费量产生影响,从而影响能源需求弹性系数。相对于第一产业和第三产业,第二产业的能源消耗强度要大得多。我国工业能源消费量占比长期稳定在65%左右,其中制造业用能占比则稳定在55%的水平。可见在产业结构平稳调整的过程中,我国第二产业用能对整体能源消费量的变化起着至关重要的作用。

同时,各行业用能结构不同导致了行业间能源消费密度的差异,例如交通运输、仓储和邮政业虽然列入第三产业,但因其主要消耗煤炭和石油,使得它的单位产值能耗大于1,高于其他第三产业。更值得关注的是,第三产业中的计算机服务业,包括大数据、云计算等产业能耗水平也相对高。其次,技术进步对能源利用效率的提高有显著影响,先进的能源开发和利用技术能以相对较少的能源消耗来创造较多的价值。技术进步一般从生产活动中使用的机器设备的先进程度、人力资本的知识水平和科技水平以及劳动力的整体素质来体现。技术进步通过使最大可能生产曲线向外移动来促进能源利用效率的改进,从而减少单位产值能源消费量。但更值得关注的是,新兴技术,如智能化、互联网、大数据、云计算、5G等又以高耗能的角色出现,形成的新兴产业从而拉动能源消费。

最后,投资能通过扩大生产规模来带动能源消费量变化。如果能源密度较高的第二产业(特别是重工业)吸引的投资比重过大,那么将会引起相关产业以及建筑建材等工业部门产值的大幅增长,从而引起能源消费量增长;反之如果具有技术优势和较低能源密度的产业和部门吸引了较多的投资,那么总体能源消费强度就会相应下降。对于外商直接投资来说,其较为先进的技术能力、更强的研发能力以及丰富的管理经验会产生外溢效应,对东道国相应的技术、研发和管理提升产生积极作用,促进能源利用效率的改进。

1998-2004年我国能源需求弹性系数呈现逐年上升态势,在2004年一度达到1.67的历史最高水平,其主要原因是全社会固定资产投资完成额快速增长,带动了钢铁、水泥等高耗能产业的高速发展,从而导致了能源消费量的快速增长。在此阶段,我国全社会固定资产投资增速由1999年的5.5%逐年攀升至2004年的28.5%,在高投资的拉动下2004年钢材产量增长32.6%、十种有色金属产量增长17.4%、水泥产量增长12.2%。其次,产业结构重工业化趋势导致这段时期全社会能源消费量的提升。1998-2004年间重工企业数量迅速扩张,2004年重工企业数量同比增长47.7%,重工业增加值增速由1999年的9.3%逐年上涨至2004年的18.2%。此外,居民生活用能的大幅度上升也导致了整个社会能源消费量的增加。这一时期随着居民生活水平的大幅提高,大量私人汽车、电脑、手机、电视等耐用消费品开始在城市以及农村普及,全社会用能随之快速增加,带动整个社会能源消费的快速上涨以及能源需求弹性系数的上升。

2008-2011年我国能源需求弹性系数再次回升,主要原因依然是“四万亿”经济刺激政策下高增长的固定资产投资。但2011年后,政策刺激的效果消散后,我国固定资产投资增速进入了长期下降通道,由2011年24%的水平下降至2017年7%的水平。虽然投资增速近几年逐年下降,但我国能源需求弹性在2015年触底、2016年出现反弹,2017年以来弹性继续保持提升,即投资向下(降幅趋缓)但能源需求弹性向上,这表明本轮能源消费的复苏的主要驱动力与之前不一样,并不是由投资驱动的。

4.本轮能源需求弹性上升的驱动因素分析


通过拆分GDP产业结构与产业用电情况(用电数据统计相对精确,且对各部门用能有较好的反映),我们发现,在投资降幅逐步趋缓的背景下,产业结构调整和技术进步成为了本轮能源需求弹性复苏的主要驱动力。自2016年开始,我国第二产业GDP占比出现较明显下滑,由2015年的47%下降至2017年的40%,反之,第三产业GDP占比出现明显上升且超过50%。但能源需求弹性并未随着第二产业占比下降而下降,反而出现了回升。其中更重要的是,伴随着生产结构的变化,2015年开始我国全社会用能结构也出现加速调整,第二产业用电量占比由以往73%以上的中枢水平下降至70%甚至以下的中枢水平,与此对应的是第三产业、城乡居民用电占比的提升,目前两者用电量占比均已从10年前的10%左右,各自提升至15%左右。从拉动率的角度看,目前第二产业与第三产业加上城乡居民用电拉动率已旗鼓相当,均为5%左右。从用能结构可见,在我国经济在加速调整,能源需求对投资依赖度降低,且产业结构逐步转型的过程中,第三产业与城乡居民用电对全社会用能和用电的贡献作用会更加明显。

图6:2001-2017年我国第二、三产业GDP占比情况(单位:%)

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图7:2003-2018年我国产业、居民用电量占比情况(单位:%)

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图8:2003-2018年二产、三产与城乡居民用电拉动率情况(单位:%)

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“十二五”期间经济快速下行,工业领域自发去库存到去产能并出清带来的工业用能负拖累,使得2012-2016初年我国能源需求弹性系数持续下滑。2016年以来,在产能出清和固定资产投资增速继续下降但降幅收窄的背景下,工业领域的开工率开始恢复性提升,同时伴随我国产业结构调整、技术进步与居民消费升级,使能源需求处在上新一轮弹性上升期(即相对GDP变化),这是社会发展阶段从高速转向中高速后使然。这样的上升期相比主要依靠投资驱动而言(尤其相比2009-2011年),显得更加稳健,更加确定,更加持久,是可以一定程度摆脱过去加杠杆、高投资、强基建的,这也是为何固定资产投资增速、社融、M2增速不断下降,经济进入“L”型后GDP增速缓慢下降背景下,能源(表观即电力、煤炭)能源需求增速不但不下降,反而不断提升,即本轮需求弹性提升的韧性、持续性所在(2018年以来,如果把靠基建地产驱动的钢铁、建材、有色、化工从用电量增速的计算公式中分子分母均移除,用电增速则更高)。在产能出清,固定资产投资增速接近底部区域背景下,产业结构调整和技术进步推动了新一轮的能源需求弹性系数提升。

5. 本轮能源需求弹性上升期的持续性探讨

从用电量增速跟踪来看,准确说本轮能源需求弹性系数上涨开启于2016年下半年,结合全球和我国能源需求弹性系数变化的历史规律,即最短上升3年,最长上升6-8年看,2018年至2019年仍将是弹性上升期,用能用电增速仍将保持稳步提升的态势。

对于本轮的上升期,我们更倾向于将经历一个6-8年的弹性上升期。原因主要有两方面。一是从历史规律来看,长上升期和短上升期交替出现,两次长周期上涨间隔17年左右,17年期间会经历下降、上升、再下降三段。回顾1981年至今我国能源需求弹性系数四次上涨阶段分别持续了8年、3年、6年、3年,长短交替。且两段长周期上涨起点间隔17年左右,即1982~1989年的8年和1999~2004年的6年,起点1982年和1999年间隔17年。二是我们观察到,两次能源需求弹性长周期上涨的起点,都对应了能源资源的产能出清,即1981年前后和1998年前后。由于我国能源资源禀赋“富煤、贫油、少气”,能源消费结构长期以煤为主,煤炭在能源消费中的结构长期在65%以上(2003~2009年期间一度在70%以上),因此从煤炭资源产能的变化结合需求弹性可以找到相关线索。

1)1981年我国能源产量供不应求,煤炭产能严重不足,随后开启了煤炭产能的“有水快流”,“大中小煤矿并举”政策开启了煤炭产能新一轮建设期。

根据1981年12月国家能源委员会《关于地方国营煤矿若干经济政策问题的请示》,1978-1980年国营煤矿产量逐年下降,我国能源产量供不应求,因此为缓和供需矛盾、促进国民经济发展,1981年8月国务院批转了当时国家能源委员会关于稳住地方煤矿现有生产水平的几项经济政策。这几项经济政策主要针对地方国营煤矿(包括公安、农垦部门开办的煤矿)提出了以下建议:一是实行亏损补贴,对地方统一分配的煤实行亏损补贴,以保证地方煤矿保持必要的利润进行正常生产;二是适当减免税费,将全国地方煤矿的工商税率降到5%;三是增加基建投资和技术改造资金;四是提高维简费用。

在能源委员会提出这些建议意图缓和产量继续萎缩问题之前,当时的煤炭行业受到低煤价的影响,亏损面高达64%。总结起来,当时地方国营煤矿生产下降的主要原因有三:一是煤价太低(地方煤矿吨煤售价远低于统配煤售价),地方机动财力无力承担煤矿的巨额亏损,导致被迫关闭的煤矿不断增加;二是基建投资和改造资金削减太多,新井投产越来越少,技术改造进度缓慢;三是维持简单再生产的费用不足,安全状况很差,采掘关系失调。

80年代百废待兴,我国经济发展对能源需求猛增,因此在这几项经济政策被批准后,我国煤炭行业进入“有水快流”时期,实行“大中小煤矿并举”的政策,全国矿井数量迅速增加,原煤产量快速增长。

2)1998年经历1997年亚洲金融危机爆发后,煤炭产能再次经历出清,随后几年能源供求关系紧张,开启了煤炭固定资产新一轮扩张,即所谓的“黄金十年”。

回顾历史,1998年前后同样采取了2016年以来的所谓“去产能”,1998年国务院发布国发〔1998〕43号文件要求“关井压产”,旨在平衡供需、盘活国有煤炭企业。43号文件通知:一是关闭无“两证”煤矿以及1997年1月1日后在国有煤矿矿区范围内开办的各类小煤矿,同时有“两证”但布局不合理的也要关闭整顿;二是在关井压产期间停止审批新开煤矿。

1980年煤炭价格低迷下的自然出清叠加80年百废待兴的中国经济,我国能源需求弹性持续回升8年,1998年政策性产能出清叠加我国固定资产投资进入高速发展阶段的经济背景,我国能源需求弹性持续回升6年,这两个阶段的回升持续时间均长于仅有经济刺激政策的92-95年、08-11年。这说明能源行业产能是否出清,是决定我国能源需求弹性回升长短的重要因素。

就像我们一直强调的,2011-2015年煤炭价格的持续下跌促使了我国乃至国际煤炭行业经历了自然出清,2016年下半年我国煤炭行业才出现好转。目前国内煤炭行业供给释放乏力,但稳定生产的工业需求叠加逐渐增长的第三产业、城乡居民用能需求,使得供求矛盾凸显。在这样的背景下,我们有理由相信本轮能源需求弹性的复苏将走的更长。

   二、2018-2020年能源需求预测

首先我们在2016年、2017年实际的能源需求弹性系数基础上,给予两种假设情形,假设一是按照我们更为倾向的能源需求弹性系数到2020年持续上升,既大概率本轮弹性经历一个长上升期。假设二是弹性系数仅上升完整3年,即2018下半年到2019年上半年弹性系数见顶。

根据国家能源局公布的初步核算数据,2017年我国能源消费总量达到44.9亿吨标准煤,同比增长2.9%,因此2017年我国能源需求弹性系数为0.42,较2016年翻倍。依据电力数据的跟踪,结合能源需求弹性周期性变化规律,2015年-2016年上半年弹性触底,2016年下半年开始回升。根据假设一,能源需求弹性系数到2020年持续上升,我们对2018-2020年我国能源需求弹性系数的预测值分别为0.5、0.55、0.6。

按照假设一,在2018-2020年GDP平均增速分别为6.0%、6.5%和7.0%三种情况下,每年对应的能源消费总量与能源消费增速如表4所示。预测显示,以2018-2020年GDP年平均增长6.0%计算,到2020年我国能源消费总量将达到49.4亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的约1.13倍,以GDP年平均增长6.5%计算,到2020年我国能源消费总量将达到49.8亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的1.14倍,GDP总量是2016年的1.29倍,那么到2020年每万元GDP能耗将较2015年降低26.4%;以2018-2020年GDP年平均增长7.0%计算,到2020年我国能源消费总量将达到50.2亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的1.15倍,GDP总量是2016年的1.31倍,那么到2020年每万元GDP能耗将较2015年降低26.8%。

表4:假设一能源需求弹性系数持续上升:2017-2020年我国能源消费总量预测(单位:万吨标准煤)

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若按照假设二,即能源需求弹性在2019年见顶,2018、2019年上半年仍处于弹性上升周期,我们对2018-2020年我国能源需求弹性系数的预测值分别为0.5、0.55、0.4。预测显示,以2018-2020年GDP年平均增长6.0%计算,到2020年我国能源消费总量将达到48.9亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的约1.12倍,6.5%计算,到2020年我国能源消费总量将达到49.2亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的1.13倍,GDP总量是2016年的1.29倍,那么到2020年每万元GDP能耗将较2015年降低27.3%;以2018-2020年GDP年平均增长7.0%计算,到2020年我国能源消费总量将达到49.6亿吨标准煤,是2016年我国能源消费量的1.14倍,GDP总量是2016年的1.31倍,那么到2020年每万元GDP能耗将较2015年降低27.7%。

表5:假设二 2019年能源需求弹性系数见顶:2017-2020年我国能源消费总量预测(单位:万吨标准煤)

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可以看出,无论弹性系数呈现上述何种情形变化,同时GDP增速在6~7%范围之间,能源需求都是伴随经济增长而增长,增速差别也并非很大,且总体上看未来几年的能源需求增速将整体高于2011~2015年的能源需求弹性下降期的增速。


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