双焦基础知识

一、焦煤焦炭概念

1.1煤炭定义与分类

煤炭是指由植物遗体经煤化作用转化而成的富含碳的固体可燃有机沉淀物，含有一定量的矿物质，相应的灰分产率小于或等于50%（干基质量分数）。

国标（GB/T5751-2009)有两类煤炭分类参数：第一类是用于表征煤化程度的参数，主要包括干燥无灰基挥发份（Vdaf）；第二类是用于表征煤工艺性能的参数，主要包括烟煤的粘结系数（G）、烟煤的胶质层最大厚度（Y）、烟煤的奥阿膨胀度（b）。

如图1，国标先根据煤化程度参数（主要是Vdaf）将煤炭划分为无烟煤、烟煤和褐煤；再同时考虑挥发份及粘结指数等指标，将烟煤划分为贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤及长焰煤。

图1：煤炭分类

数据来源：网络公开资料，永安期货研究院整理

图2中各类煤用两位阿拉伯数码表示。十位数系按煤的挥发份分组，无烟煤为0（Vdaf≤10.0%），烟煤为1~4（即Vdaf＞10.0%~20.0%，20.0%~28.0%，28.0%~37.0%和＞37.0%）,褐煤为5（Vdaf＞37.0%）。个位数，无烟煤为1~3，表示煤化程度；烟煤类为1~6，表示粘结性；褐煤类为1~2，表示煤化程度。

G=85为指标转换线。当G＞85时，用Y和b值并列作为分类指标，以划分肥煤或气肥煤与其他煤类的指标。Y＞25.00mm者，划分为肥煤或气肥煤；当Vdaf≤28.0%时，b＞150%的为肥煤；当Vdaf＞28.0%时,b＞220%的为肥煤或气肥煤。如按b值和Y值划分的类别有矛盾时，以Y值划分的类别为准。

图2：煤炭分类

数据来源：GB/T5751-2009，永安期货研究院

1.2焦煤焦炭定义

习惯上将具有一定的粘结性，在室式焦炉炼焦条件下可以结焦，用于生产一定质量焦炭的原料煤统称为炼焦煤，如图1，包括瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、气肥煤、气煤。

焦煤（又称“主焦煤”）是炼焦煤的一种，属于强粘结性、结焦性的炼焦煤煤种，是焦炭生产中不可或缺的基础原料配煤，通常在焦炭生产中，对焦煤的配入比例一般存在下限要求（一般不低于30%）。

焦炭是由炼焦煤在焦炉中经过高温干馏转化而来，焦炭既可以用作还原剂、能源和供炭剂用于高炉炼铁、冲天炉铸造、铁合金冶炼和有色金属冶炼，也可以应用于电石生产、气化和合成化学等领域，据统计，世界焦炭产量的90%以上用于高炉炼铁。

1.3全球煤炭资源分布

根据世界能源委员会数据，截至2018年底，已探明全球煤炭储量10547.82亿吨，其中储量排名前五的国家分别为美国（储量2502.19亿吨，占比24%），俄罗斯（储量1603.64亿吨，占比15%），澳大利亚（储量1474.35亿吨，占比14%），中国（储量1388.19亿吨，占比13%），以及印度（储量1013.63亿吨，占比10%）。

图3：煤炭资源分布

数据来源：世界能源委员会，永安期货研究院

1.4全球炼焦煤资源分布

世界煤炭资源非常丰富，但炼焦煤资源占煤炭资源总量的比例不足1/10。如图4，约有48.5%的资源分布亚洲地区，约18.9%的资源分布在北美洲。其中大约世界炼焦煤资源可采储量的80%集中在俄罗斯（41.3%）、中国（21%）和美国（17.7%）三个国家，其余国家占比较小。全球经济可采储量约有3500~4000亿吨，其中低灰、低硫的优质炼焦煤资源仅有约600亿吨。

图4：全球炼焦煤资源分布

数据来源：网络公开资料，永安期货研究院整理

表1显示，世界主要炼焦煤生产国中，中国和美国炼焦煤开采成本较高，且煤质相对较差。出口情况来看，俄罗斯和中国炼焦煤出口比例较小，除美国对中国出口较少之外，蒙古、澳大利亚、加拿大和印度尼西亚对中国均有出口。

表1：世界主要炼焦煤生产国资源特征

数据来源：网络公开资料，永安期货研究院整理

二、研究分析框架

如图5：褐煤和部分烟煤通常用作动力用煤，其余部分烟煤为炼焦用煤。不同炼焦用煤进行按比例调整之后作为炼焦原料生产焦炭，焦炭与铁矿石作为原料进入高炉生产铁水，并在转炉中加入废钢以及合金等生成钢坯，最后形成不同类型的钢材。

图5：黑色分析框架

数据来源：网络公开资料，永安期货研究院整理

在整个黑色产业链中，总利润一般由下游用钢需求决定，并在上中下游之间分配，而焦煤、焦炭、铁矿石总体上会起到一个成本支撑作用。

图6：黑色产业利润传导

数据来源：永安期货研究院整理

2.1双焦利润测算

2.1.1炼焦煤原煤成本构成

如图7，炼焦煤原煤成本构成中，占比由大到小依次为工资及福利、财务费用、材料费、管理费、安全费、动力费、折旧费、维修费和销售费。

图7：炼焦煤原煤成本构成

数据来源：中国煤炭资源网，永安期货研究院

煤炭是自然储存，开采煤炭所耗用的材料大部分是对产品形成促进作用或是为产品生产创造正常劳动条件的辅助性材料，不构成产品实体。如：木材、坑代用品、大型材料、专用工具等都可以回收复用。因此与其他工业部门的产品相比，煤炭材料费用占总成本的比重较小，仅为大约12%。

山西省作为全国炼焦煤生产第一大省，大型煤矿占比明显低于其他两个煤炭主产地大省。如图8，无论是从产能角度，还是从煤矿数量角度来看，山西省30万吨及以下煤矿仍然占有相对较大比重，因此机械化程度相对较低。且煤炭开采在我国一直是劳动密集型企业，普遍用人多，效率相对较低，同时，因工作环境恶劣，工人劳动强度大，服务年限短，因而各种补贴、津贴较高，工资及福利费用大约占比总成本的30%。

图8：炼焦煤原煤成本构成

数据来源：国家能源局，永安期货研究院

煤炭企业投资大、周期长、产品深加工不够等特点导致炼焦煤原煤成构成中利息费用等财务费用占比较高，达到大约22%，远高于其他两种期间费用。

煤炭为高危行业，因此安全费在煤炭生产中占有一定比重。安全费是煤炭企业为了安全生产而支付的一切费用以及因安全问题造成的一切损失的总和。包括安全预防成本和安全损失成本。安全预防成本是煤炭企业为了预防安全事故的发生，保证煤矿安全生产所支付的费用；安全损失成本是因安全事故造成的影响生产和生命财产损失。

2.1.2炼焦煤利润测算

在生产工艺上，焦煤和动力煤不同的地方在于必须经过选洗，而且洗出率是衡量其经济性或者资源禀赋的重要指标，重要性基本可以与吨煤生产成本所指示的地质条件向匹敌。原煤洗出物一般有四类，主要是炼焦精煤和中煤，其次是煤泥和煤矸石，后者质量合计占比约10%。

炼焦煤原煤洗选回收率大约为50%，即一般2吨原煤洗选出一吨精煤，加上大约15~30元/吨的洗选费，构成精煤的生产成本。因此，对于煤矿而言：精煤的生产成本=原煤成本×2+15~30；而对于独立的洗煤厂而言：精煤的生产成本=原煤采购价格×2+15~30。

2.1.3焦炭利润测算

如表2，焦化企业成本主要由以下构成：

第一，直接材料成本，占比约86.5%。精煤配比不同，相应的焦炭产量也不同。但一般是1.32-1.45吨洗精煤能够炼出1吨焦炭（含焦丁和焦粉）。配比用煤主要有7种，主要构成为：贫瘦煤、瘦煤、主焦煤、1/3焦煤、气煤、气肥煤和肥煤。此外，根据企业的实际情况可考虑无烟煤、喷吹煤、煤泥、焦粉和石油焦等等。

第二，制造成本，占比约7.8%。包括电费、直接人工、设备检修费用、机物料、大修及技改费用、劳保费用、折旧和其他。现在多数焦化企业采用回收尾气进行蒸汽发电的方式来降低用电成本。

第三，期间费用，占比约5%。主要包括财务费用、管理费用和销售费用

第四，政府收费，占比约0.5%。包括水资源补偿和排污费。

第五，副产品可抵扣成本约10%以上。多数焦企副产品包括：焦油、粗苯、硫铵、焦炉煤气等，视深加工程度而有所不同。

表2：焦炭利润测算

数据来源：中国煤炭资源网，永安期货研究院

如图9，焦炭产品分为两类；第一类是主产品焦炭，产率大约在70~75%之间；第二类为焦化副产品，包括大约15~20%的焦炉煤气，3~4.5%的煤焦油，以及0.7~1.4%的粗苯，并以净化后的气体制备甲醇。因此焦化的核心产品为焦炭和甲醇。回收副产品不仅实现煤的综合利用，还可以减轻环境污染、降低企业成本。甚至在焦炭价格不景气时，焦化副产品成为焦化企业的重要利润来源。

图9：焦炭利润测算

数据来源：中国炼焦行业协会，永安期货研究院

在炼焦工艺中，焦化厂根据需要通常采取多种配煤技术。比如焦化厂打算提高化学产品的产率，则可以尽可能多的配气煤。因此，在核算炼焦利润时，应综合考虑各焦化产品的产率和价格。

图10：焦炭利润测算

数据来源：中国炼焦行业协会，永安期货研究院

2.2双焦供需

2.2.1炼焦煤供需

（1）国内炼焦煤储量

据国土资源部统计，2015年全国保有查明煤炭资源量15663.1亿吨，其中炼焦煤为2961亿吨，仅占18.9%。其中经济可采的炼焦煤储量仅567.6亿吨，占炼焦煤保有查明资源储量的19.2%。炼焦煤资源储量中，气煤最多，为1196.7亿吨，占45.7%；焦煤、瘦煤和肥煤分别占23.6%、15.9%和12.8%。从储量上来看，炼焦煤占比较小，而焦煤、肥煤等优质炼焦煤占比更小，炼焦煤整体属于稀缺资源。因此，炼焦煤进口成为补充国内供应不可或缺的重要来源。

我国炼焦煤资源在29个省（区、市）均有赋存，但分布不均衡，主要分布在华北地区，约占全国炼焦煤资源总量的3/4，其中山西约占一半。

表3：我国主要炼焦煤生产地区煤质特征分析

数据来源：《我国炼焦煤资源储备及开发利用研究》，永安期货研究院

（2）国内炼焦煤产能

近几年煤炭行业固定资产投资增速逆势上行。如图11，2013至2016年年中，煤炭行业固定资产投资增速跟随全国固定资产投资增速一路下行，但2016年年中以后，煤炭行业固定资产投资增速开始逐步抬升，与全国固定资产投资增速出现背离。2019年1-9月煤炭行业固定资产投资累计同比增速达26.1%，而全国固定资产投资增速仅为5.4%，煤炭行业高于全国固定资产投资20.4个百分点。

图11：固定资产投资

数据来源：Wind资讯，永安期货研究院

另外，根据国家能源局公告，截至2018年12月底，安全生产许可证等证照齐全的生产煤矿3373处，产能35.3亿吨/年；已核准（审批）、开工建设煤矿1010处（含生产煤矿同步改建、改造项目64处）、产能10.3亿吨/年，其中已建成、进入联合试运转的煤矿203处，产能3.7亿吨/年。

（3）国内炼焦煤产量

如图12，炼焦煤与原煤基本保持一致增速。2014年之前炼焦煤产量增速虽在下滑通道，但总量依然在增加。2014年以后增速进入负值区域，仅在2017年为正。炼焦煤产量的变化与钢铁行业息息相关，伴随着我国经济增速逐渐放缓，对钢铁的需求量也告别高增速，并由此传导至上游煤炭开采行业。

图12：原煤与炼焦精煤产量

数据来源：Wind资讯，永安期货研究院

如图13，炼焦煤产量除春节前后之外，年内并没有较为明显的季节性规律。每年的12月至第二年的四月为炼焦煤生产的相对淡季，这主要由几方面原因造成：当前煤炭生产按照年内核定产能生产，12月份会有一批煤矿因生产指标用完而停产，加之年前煤矿安监趋严、春节放假以及3月份两会召开等因素使煤矿开工率在4月之前较多偏低。而5月以后各种限制因素基本解除，炼焦煤生产则较为平稳。

图13：炼焦煤产量

数据来源：Wind资讯，永安期货研究院

山西省不仅是炼焦煤资源储备大省，也是炼焦煤产量大省。如图14，山西省炼焦煤产量占全国比重达到41%，山东、贵州、河南、安徽、河北、内蒙、黑龙江占比依次为10%、6%、6%、6%、6%、5%、5%。焦煤产量布局与整体炼焦煤产量基本一致，但也有些相差。山西省焦煤产量占全国一半以上，高达55%，其次为内蒙、贵州、河南、安徽、云南，占比依次为9%、9%、4%、4%、4%。

图14：炼焦煤产量分布

数据来源：永安期货研究院整理

（4）炼焦煤进口

由于我国炼焦煤资源供给不足，特别是优质的主焦煤、肥煤更为紧缺，进口则成为稳定国内供需平衡的重要手段。多年来炼焦煤进口占比逐年抬升，近几年基本维持在12%左右，2017年达到高峰31.53%，2018年则为12.9%。

自2015年1月1日《商品煤质量管理暂行办法》实施以来，我国逐渐开始对进口煤实行管控。一般在年底收紧，并在年初放开。因此炼焦煤进口量在年内呈现出前高后低的季节性走势（如图15右）。

图15：炼焦煤进口

数据来源：海关总署，Wind资讯，永安期货研究院

与我国粗钢产能布局一致，我国炼焦煤进口量主要集中在北方地区。如表4，呼和浩特为我国第一大炼焦煤进口海关，2018年炼焦煤进口量占比全国达到42.57%。呼和浩特、石家庄、大连海关炼焦煤合计进口量占比全国70.24%，前十大海关合计占比全国91.66%。

表4：2018年炼焦煤各海关进口数量统计（单位：万吨）

数据来源：中国煤炭市场网，平安证券研究所，永安期货研究院

澳大利亚、蒙古为我国炼焦煤进口量最大的两大来源国。2018年两国进口炼焦煤合计占比总进口量达到86%，其次为俄罗斯、加拿大、美国等。当前随着我国对澳洲煤限制的逐步收紧，蒙古国炼焦煤进口量已增加至与澳洲煤齐平（如图16右），未来或有可能超越澳洲。

图16：炼焦煤进口来源国

数据来源：海关总署，永安期货研究院整理

（5）炼焦煤供需平衡

2009年四万亿投资效应退去之后，我国钢铁、煤炭行业纷纷再次进入过剩格局，炼焦煤2013年供需过剩达到1117万吨，大连商品交易所焦煤期货价格也随之进入漫漫下行通道（如图17）。2016年推出供给侧改革，炼焦煤产量大幅下滑，当年供需缺口达到4006万吨，受政策预期影响，焦煤期货价格在2015年底止跌企稳，并于2016年大幅上扬之后，近几年一直维持高位。

表5：炼焦煤供需平衡表

数据来源：Wind资讯，永安期货研究院

图17：炼焦煤供需与价格

数据来源：Wind资讯，永安期货研究院

2.2.2焦炭供需

（1）焦炭供应

焦炭产能布局与炼焦煤和粗钢产地均有联系。山西省作为炼焦煤产量第一大省，焦炭产能占比仍为全国第一，为23%。河北省作为重要粗钢产能大省，焦化产能排在全国第二，占比全国16%。剩下依次为山东、内蒙、河南、江苏、辽宁、新疆等，占比全国分别为11%、7%、5%、5%、4%、3%。因此焦化产能仍然主要分布在北方地区。

焦炭产量布局较产能相对分散，但主产区基本都是炼焦煤和钢铁的主要产区。2018年焦炭产量省份由大到小依次为山西、河北、山东、陕西、内蒙、河南、辽宁、新疆、江苏，占比全国产量依次为21%、11%、9%、9%、8%、5%、5%、4%、3%。

图18：焦化产能与产量分布

数据来源：Mysteel，Wind资讯，永安期货研究院

行业技术门槛和资金门槛均较低。焦化行业属于传统的煤化工领域，技术已经非常成熟，在不考虑化工配套和相关环保设备的情况下，炭化室规格4.3米的焦化项目平均吨焦投资额在493元左右；5.5米规格平均吨焦投资额900元左右；6米及以上规格项目吨焦投资额均价为1742元。焦化行业目前资金门槛比较低，这也决定了其行业内部比较混乱，存在大量产能规模较小的企业，竞争较为激烈。

表6：焦炭行业不同碳化室高度

数据来源：中信证券研究部，永安期货研究院

我国焦化厂结构以独立焦化厂为主，钢企配套焦化厂为辅。根据中国钢铁工业协会统计数据，2017年我国钢铁联合企业焦化厂焦炭产量为11265万吨，占全国产量比例为26.11%，独立焦化企业的焦炭产量为31877万吨，占比73.89%。钢厂配套焦化厂目的主要是为炼铁提供原料，一般不会对焦化副产品进行深加工。且由于钢厂多建立在大城市以及沿海地区，受环保约束较为明显，自身配套焦化厂焦炭产量难以自给自足，需要从独立焦化厂购买焦炭。而独立焦企产成品除了焦炭之外，副产品也是其重要利润来源。

图19：2017年焦炭产量来源

数据来源：中国钢铁工业协会，永安期货研究院

如图20，除2008年焦炭产量下滑之外，2014年之前焦炭产量一直处于增加态，直至2015年出现较大幅度下滑，之后处于相对平稳态势。与焦煤一样，焦炭产量除春节前后之外，在年内也没有明显的季节性规律。

图20：焦炭产量

数据来源：国家统计局，永安期货研究院