“煤-电”如何影响大宗商品价格—能源与能耗对大宗商品影响之二

wangda360 2021-10-27

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摘要

双碳背景下，能源与能耗问题将成为影响大宗商品价格的核心因素。本篇为能源与能耗专题第二篇，我们尝试以“煤-电”的角度来分析其对大宗商品的影响路径，从方法论的角度为广大投资者提供参考。

煤炭端短期矛盾缓和，中长期维持紧平衡。短期来看，煤炭市场在政策强力保供背景下，供应量大幅增加市场缺煤情况基本得以解决，四季度的“煤荒”问题基本难以再现。但中长期来看，碳中和背景下，控制煤炭消费仍将是“双碳”战略的必由之路，预计2022-2025年我国的动力煤供给将从37.2亿吨下降到36.4亿吨，供需状况基本维持在紧平衡的区间。在能源的强约束下，煤炭或将成为一众高耗能商品的价格之锚。能源供给增量受限会强化“电”和“煤”对于高耗能行业大宗商品价格的主导作用。

“电”主要通过限电限产（供给）以及涨电价（成本）的方式来影响高耗电商品价格。对于耗电量较大的行业，能耗双控时往往通过限电限产的方式来降低能耗，从而助推了相关商品价格上浮。另外，电力市场化改革将打通“煤价→电价→商品价格”的价格传导机制，推动煤炭价格向下传导，进而影响商品价格。主要影响的商品有电解铝（总耗电量5252亿千瓦时）、铁合金（硅铁总耗电量441亿千瓦时，硅锰总耗电量429亿千瓦时）、粗钢（总耗电量2203亿千瓦时）、PVC（总耗电量877亿千瓦时）等。

“煤”主要通过煤价影响煤化工商品的供给与成本，进而影响相关商品价格。煤化工是我国煤炭消费的四大主要行业之一，我国国内煤化工相关品种主要包括甲醇、合成氨（尿素）、聚烯烃（CTO/MTO）、PVC（电石）、MEG（煤制）。其中煤制占比最大的是PVC（80%）、尿素（75%）和甲醇（73%），其次是MEG（36%），最小的是聚烯烃（25%）。煤化工直接消耗标准煤量达2.5亿吨以上。

能耗双控叠加煤炭电力对高耗能行业的限制性约束，或将导致高耗能品种的价格跟随能源价格波动。中长期来看，“双碳”战略持续推进，控制煤炭消费的趋势不可逆转，能耗双控常态化机制已然成为双碳战略的重要抓手。建议投资者重点关注能耗总量较大的品种，主要包括：电解铝、硅铁、硅锰、粗钢、PVC、甲醇和尿素，预计相关商品均将受到能源形势的波动而起伏。

正文

▌一、煤炭端短期矛盾缓和，中长期维持紧平衡

（一）煤荒问题缓解，中长期维持紧平衡

从短期情况来看，煤荒问题得以解决。煤炭市场在政策强力保供背景下，供应量大幅增加市场缺煤情况基本得以解决，四季度的“煤荒”问题基本难以再现，缺口也将在不断盈余中缓慢弥补。根据国家能源局及相关方面的数据，2021年10月份之前的核定有效产能应该在40亿吨左右，比年初增加1.5亿吨，这与之前的多次核增基本一致。而40亿吨的产能月均在3.35亿吨，八九月份的中国煤炭产量正好是3.35亿吨，说明10月份前煤炭的基础产能理论上已经恢复正常。国庆节后在保供强力推动下产量继续增加，目前日产量已经超过1150万吨，月度核算在3.45亿吨左右、可能临近3.5亿吨水平，环比9月份增加超过1000万吨，这说明晋蒙地区的1.5亿吨永久核增产能以及临时核增产能尚未有效发力。后期随着供暖期的临近、保供产能落实力度的提升，可能还会有一批核增产能得以释放，且原有核增也将逐步提产。预计今年12月份与22年1月份，日均产量超过1200万吨基本没有悬念，月度产量可能达到3.7亿吨，其中做动力煤使用的可能超过3.2亿吨。

从中长期供需来看，未来5年内依旧处于紧平衡状态。需求方面，动力煤的下游消费主要包括火电、建材、化工、冶金、供热几个领域，其中火电用煤占63%，建材（主要是水泥）占8%，化工占6%，冶金占8%，可见动力煤和电力对化工、冶金等高耗能行业生产供给的强约束作用。火电方面，由于光伏、风电为主的非化石能源装机容量不断提升，对火电起到一定的补充和替代作用，我们假定经济增速在十四五期间复合增速为5.5%,电力消费弹性维持在0.83的水平上，动力煤增速维持在低增速水平，而建材、冶金受到基建和地产周期的影响，整体需求不会的有大幅增长，化工则在碳中和背景下，产能受到较大限制，每年用煤需求较为平稳。整体来看，电煤是未来煤炭消费需求的主要性因素，我们预测2021年动力煤消费需求或将达36.55亿吨，2022、2023年动力煤消费需求分别为36.7亿吨、36.75亿吨，较2021年维持小幅增长。

随着煤炭行业中小产能退出，动力煤供给2025年将下滑到36.4亿吨左右。整体来看，此次煤炭保供的直接导火索是东北地区大面积拉闸限电，影响了居民的正常生活，触碰了民生这一底线。为保障供暖期能源消费安全，在各大部委协调下，大批产能得以核增，且部分仍具备生产余力的煤矿可以通过临时核增的方式进一步增加生产，供暖期的供应问题得以缓和。但长期来看，我们确实要看到中国煤矿有效产能存量已经接近总产能，边际增量的空间已经有限，继续大幅扩张的可能性降低。2023年之后，随着煤炭需求逐渐达峰回落，对供应构成的压力也逐渐减轻，煤炭行业原先的中小产能退出政策可能继续推行，目前我国90万吨以下的中小型在产煤矿产能超过5亿吨，其中一部分储量丰富、技术先进的可以通过核增的方式进一步扩大到100万吨以上，但大部分仍旧会进入退出置换的行列。我们预计2022-2025年我国的动力煤供给将从37.2亿吨下降到36.4亿吨，供需状况基本维持在紧平衡的区间。

（二）煤炭成为一众高耗能商品的价格之锚

在能源的强约束下，煤炭或将成为一众高耗能商品的价格之锚。煤炭目前仍是我国最主要的能源，一次能源消费中占57%，而这其中63%是为火电提供燃料。高耗能行业或直接燃煤作为原料或者动力进行生产，或通过使用电力作为动力，间接地消耗了煤炭。换言之，以煤和煤电为主体的能源体系是支撑我国高耗能行业的重要生产要素，必然是影响高耗能行业供给与价格的重要变量。

能源供给增量受限会强化煤炭和电力对于高耗能行业大宗商品价格的主导作用。有色、钢铁和化工属于我国的高耗能行业，在绿色发展理念引领下，产业发展一直受到环境规制。无论是新增产能项目审批还是能耗双控调节，高耗能企业一直是各地规制的重点。即使未来一段时期，能源供给短缺问题有所缓解，但国家产业升级、绿色转型与“双碳”战略的中长期趋势不可逆转，因此对于高耗能行业能源消费限制就不会停止。如10月9日国常会提出的电力改革方案指出，高耗能行业的电价不受最高20%的限制，再如浙江发改委近日发布了《浙江省关于建立健全高耗能行业阶梯电价和单位产品超能耗限额标准惩罚性电价的实施意见（征求意见稿）》，拟对高耗能行业涨价和建立惩罚性电价机制。从中央与地方的政策不难看出，高耗能行业的能源消耗约束正在日益趋强。

煤炭供需紧平衡或从两方面影响高耗能商品。高耗能商品涨价主要源于两个方面，一是供给减少的推动，即从“量”的角度影响商品价格；二是能源成本以及电价的抬升，即从“价”的角度影响价格。对于能耗量较大的品种，能耗双控时往往通过限电限产的方式来减少能耗，如此便直接减少了市场的供给，从而助推了商品价格上浮，如前期的电解铝、铁合金、粗钢等。以煤炭作为燃料或者原料的商品，由于煤炭价格是市场化的，原煤价格大幅上升则影响煤化工商品的供给量，与此同时，商品价格也会随煤炭价格的成本加成而增长，与之相关的主要是如甲醇等煤化工商品。另外，10月8日国常会提出允许电力价格上浮，高耗能商品不设上限，初步扫除了电价向下传导的障碍，预期将导致高耗电品种的成本中枢受到电价影响而上移，典型的耗电量较大的如电解铝和铁合金等都将受到影响。

▌二、“用电量”如何影响相关商品价格？

（一）电力依赖越强，价格弹性越大

回溯近两个月来大宗商品期货价格涨幅与耗电强度的关系，发现二者大致呈现正相关关系，即单位耗电越大，价格的涨幅就越大。从8月17日，国家发改委发布上半年全国各省市自治区能耗双控考核结果之后，各地陆续发布出台了限电限产措施以求能耗双控考核达标，而后则是出现限电范围扩大，东北大面积拉闸限电，电力供给紧张的局面。无论何种原因，其结果是导致电力短缺成为强约束，对各商品的生产供给产生了不同程度的影响。

（二）电力市场化改革将强化动力煤在高耗电商品中的价格锚作用

电力市场化改革将打通“煤价→电价→商品价格”的价格传导机制，推动煤炭价格向下传导。长期以来，我国一直是“市场煤、计划电”，导致了煤价与电价的背离，当发电燃料成本上升时，电价并不能相应地向下传导，从而导致上游的电厂亏损运行，发电积极性不高，加剧电力短缺问题，电力价格信号的失灵影响力市场激励机制的资源配置功能。从国常会提出了扩大电价上下浮动范围的措施中明确强调了“高耗能行业由市场交易形成价格，不受上浮20%限制”，这就意味着煤炭价格上涨带来的发电成本将可不受限制地传导至高耗能行业，毫无疑问，电力市场化改革将对耗电强度高的商品产生深远影响。以电解铝为例，行业平均的单吨耗电强度大约为13500KWh/t,当前单吨的生产成本约为19300元/吨，其中电价按每千瓦时0.5元计算，单吨的电力成本约为6750元/吨，电力成本约占总成本的35.97%，这就意味着其他的成本不变的情况下，电价每提升10%，总成本约提升3.5%。

（三）用电量较大的主要商品

1.电解铝

从电力消耗占比来看，控制电解铝产量至关重要。电解铝的电耗强度在高耗能品种中最高，行业平均水平为13500KWh/t，且每年的产量也较大，因此耗电总量巨大。电解铝是青海、新疆、云南、广西、宁夏、陕西等地的超级耗电“大户”，青海电解铝电耗总量占全区年电力消费的40.48%，新疆占26.72%，云南占17.30%，广西与宁夏约占14.47%。在能耗“双控”不达标的情况下，对于预警的省自治区而言，限制电解铝产量均至关重要，最为关键的是这些被预警的省份均有充足的动机来限制电解铝产量。如果各省一致性地实施限产，那么电解铝的供给端将会非常强烈的紧缩，无疑将进一步强化当前供不应求的格局。

2．铁合金

硅铁：青海、宁夏和陕西三省的产能分布较多，且耗电量占该行政辖区的比重也较高，是潜在的调控对象。以青海和宁夏为例，仅硅铁一个行业的全年耗电量就占到本省年电力消费总量的13.6%和7%，是典型的高耗能行业。对于青海和宁夏而言，在能耗“双控”压力高悬的背景下，硅铁被限产的概率很大。

硅锰：宁夏、内蒙古、广西与云南是我国硅锰的主产区，四地产能占到了全国总产能的近60%，从当前形势来看，除内蒙古外，宁夏、广西和云南三地均被警告能耗双控不达标。硅锰也是高耗能品种，行业平均能耗水平约为4400KWh/t，据此测算，宁夏、内蒙古、广西和云南硅锰行业的电耗总量分别约占本省年电力消费的9.9%、4.7%、3.4%和1.1%。由此可见，硅锰对于宁夏和广西的能耗控制较为重要。

值得注意的是，尽管内蒙古目前的内耗双控为双绿灯，但是硅锰依然是内蒙古调节双控指标的潜在品种，一旦能耗双控再度升级，由于其产量居全国第一，必然会对供给端产生较大的冲击，推动硅锰价格上涨。

3．粗钢

产量大拉升总耗电量。根据中钢协的统计数据，2020年钢铁行业粗钢全流程的耗电量平均为465KWh/t,由于大部分粗钢的生产使用长流程，相较于其他高耗能行业相比，钢铁生产的电耗强度并不大，但是粗钢的年产量远超于其他品种，因此总的耗电量也比较高。下图展示了粗钢生产耗电量占本省电力消费较大的几个省份，分别为河北、山西、内蒙古、江苏、广西和云南，其中河北粗钢耗电量占全省29%，接近三分之一，山西、内蒙古、江苏、广西、云南的比重分别为12.5%、8.9%、8.7%、7.8%、5.0%。对于这几个省份而言，控制粗钢产量对于降低能耗总量与能耗强度均有的重要意义，但是广西、云南的市场占有率相对较低，限产对于市场整体的影响较为有限，重点还需关注产量大省的限产政策。

4．电石与PVC

电石作为PVC生产的一个上游品种，产量多寡间接影响PVC的供给与价格，电石的需求中PVC占比接近90%。通过梳理上半年能耗双控一级预警的九省可以发现，电石产能比较高的主要有宁夏、新疆以及陕西，这三个省份电石的耗电量占各省的比例分别达到了6.7%，4.1%和2.3%。PVC产能占比较高的省份主要有青海、新疆与天津，不过由于电石到PVC的生产过程耗电量较低，PVC工厂总耗电量占其各自省份比例并不高，整个PVC产业链生产过程中耗电量最大部分还是聚集在电石端。由于电石耗电量较高，预警省份在控制自家省份能耗强度时，电石无疑会是首当其冲的标的。

▌三、“用煤量”如何影响相关商品价格？

（一）“煤化工”用煤总量趋于稳定

煤化工是我国煤炭消费的四大主要行业之一。2013年不含冶金系统耗煤，化工行业耗煤占全国煤炭消费总量的6.42%。近几年随着现代煤化工技术的突破，以及一批示范项目的建设运行，我国煤化工产业规模增长较快，已成为世界上现代煤化工最大生产国。化工用煤整体呈增长态势，占比不断提高，2020 年化工用煤比 2015 年将增长 20%左右。国内煤化工主要包括甲醇、合成氨（尿素）、聚烯烃（C/MTO）、PVC（电石）、MEG（煤制）。其中煤制占比最大的是PVC（80%）、尿素（75%）和甲醇（73%），其次是MEG（36%），最小的是聚烯烃（25%）。

煤化工利用煤炭可分为“原料”和“燃料”两种用途。作为原料时，煤参与化学反应，部分碳元素进入产品转化成清洁能源或化学品，部分碳元素转化为CO2，少量碳元素随灰渣流失;作为燃料时，煤炭通过燃烧提供热量产生蒸汽再发电，为化工生产提供动力和能量，基本上合成氨和甲醇的燃料煤单吨消耗0.6吨左右。

整体来看，煤化工工艺较多，工艺路线也较为复杂，煤碳对各煤化工品种的影响力度不一样，同样各煤化工对煤炭的消耗占比也不一样。就煤炭消耗而言，甲醇和合成氨的占比是最高，聚烯烃主要是通过甲醇来消耗的，目前煤化工制甲醇产量约在5520万吨，按照2.1吨的单耗计算，耗煤量约在1.16亿吨；合成氨按照2.4的单耗算，直接耗煤量在1.02亿吨。电石以及乙二醇的直接耗煤量约在2192万吨和1848万吨。整个煤化工产业链直接耗煤量约在2.58亿吨。

（二）甲醇和尿素

从耗煤总量去看，截至目前，据我们统计国内甲醇和尿素产能分别为9950和7050万吨，其中煤制产能（不含焦化）产能分别为7300万吨和5300万吨，按照2.1和2.4的单耗（含燃料煤0.5-0.6左右）去算分别消耗煤炭1.53和1.27亿吨，在整个化工板块中耗煤量最大。

从能耗去看，甲醇能耗要大于合成氨和尿素的，是化工品中能耗最大的品种，甲醇和合成氨能耗标准如下：

从原料结构去看，虽然煤制甲醇和尿素在品种供应的占比高达70%以上，煤炭对两者的影响很大，但两者结构有较大差异。甲醇所用煤炭基本上是动力煤，仅少量联醇装置用无烟煤，且内蒙和陕西等地的煤制甲醇多延伸到下游，据了解内蒙、陕西的煤炭自给率也高达70%以上；而尿素这边主要是合成氨生产环节使用煤炭，其中动力煤占44%，无烟块煤占比31%，单耗煤炭分别为1.8-2.5和1.17-1.2左右，且从成本角度，固定床的成本是最高的（不过目前动力煤大涨后，成本几乎相当），通常也是边际成本所在，对尿素的价格影响偏大。

（三）PVC

从PVC能耗去看，由于不同PVC生产企业单位能耗差异较大且缺乏公开可靠数据，此处简单统一采用国家标准中规定的各工艺能耗单位限额进行估算，具体值如下图表。注意此处将电石能耗单独计算，因此下表及后文提到的PVC生产能耗均未包括电石生产环节能耗。同时，后文直接利用理论产能估算能耗。

且根据产能计算的理论能耗如下图表，其中电石生产总计消耗约3445万吨标准煤，电石法PVC生产（不包括电石）消耗约600万吨标准煤，乙烯法PVC生产消耗约356万吨标准煤，综合来看当产能利用率为100%时电石和PVC产业每年共计耗能4401万吨标准煤。

再从PVC的原料结构去看。我国PVC的生产工艺主要包括电石法和乙烯法，其中电石法产能2104万吨，乙烯法产能（含MTO和单体法）557万吨。PVC生产环节涉及的重要原料单耗如下图表所示。

电石法中原料端耗煤集中在电石。电石主要由兰炭制备，而根据《GB/T 25210-2010-兰炭用煤技术条件》，兰炭是由无粘结性或弱粘结性的高挥发性烟煤在低温条件下干馏热解得到的固体炭质产品。由《GB/T 25212-2010-兰炭产品品种及等级划分》可知不同品级兰炭差异较大，电石制备所需的单耗差别也很大。总体而言，使用中质兰炭制备电石的单耗为0.6-0.7吨，而中质兰炭所需原煤单耗为1.6-1.8吨，此处均取中间值，则电石制备总原煤单耗约为1.1吨。则根据电石产能和去年产能分别计算到的原料耗煤量为3080万吨和3740万吨。

乙烯法大部分位于华东沿海地区，其中乙烯来源是煤炭的占比非常低，因此后续计算忽略乙烯法原料端耗煤。

（四）聚烯烃

乙烯、丙烯是重要的化工基础原料，全球范围来看，生产乙烯与丙烯的主流原料和路线是油（石脑油裂解、重油催化裂化/催化裂解）和气(乙烷/丙烷裂解、PDH)。

针对“富煤、少油、少气”的资源禀赋，我国发展了煤/甲醇制烯烃的技术对烯烃原料的供应进行补充。自2010年第一套装置正式投产至今，煤/甲醇制烯烃的技术与产能得到了飞速的发展，已同时成为烯烃供应与化工用煤的重要组成部分，不过相对煤炭消费总量而言，烯烃耗煤的占比仍相对较小。

煤端，2020年烯烃生产用煤约6750万吨（非标准煤），占2亿吨化工用煤量的34%，占42亿吨煤炭总消费量1.6%。

烯烃端，在下游最主要配套的聚烯烃产业中，截止2021年8月煤/甲醇制PE、PP的产能分别为583、804万吨，占国内PE、PP总产能的23%、26%，大部分含自有煤矿配套，主要位于陕西、内蒙和宁夏等西北区域。

“煤——烯烃”的转换主要通过甲醇这一中介实现，即包括“煤制甲醇”、“甲醇制烯烃”这两个部分。在甲醇产业链中，上游原料的来源除煤以外还包括天然气和焦炉气，下游需求的构成还有非烯烃类的甲醛、醋酸等，但煤和烯烃是其最主要的部分，占比分别高达67%与54%。（将进口甲醇归入天然气原料口径）

其中，“甲醇制烯烃”的工艺可分为两大类，一是甲醇制乙烯、丙烯即MTO（Methanol to Olefins），乙丙烯比例一般为1:1可在一定范围调节；二是甲醇制丙烯即MTP（Methanol to Propylene），基本不副产乙烯。一般而言，若上游配套“煤制甲醇”装置，则称之为CTO（Coal to Olefins）、CTP（Coal to Propylene），若上游不配备“煤制甲醇”装置而通过外购甲醇生产烯烃，就称之为MTO、MTP。

在煤制烯烃产业链中，所消耗的煤炭主要由两部分构成，一是生产甲醇的原料煤，二是生产甲醇与烯烃过程中使用的动力燃料煤，吨烯烃原料煤用量4.2-5吨、燃料煤用量1.5-2.5吨，即生产1吨烯烃大概需要7吨煤炭（非标准煤）。其中原料煤品质要求稍高，历史上固定床工艺曾要求无烟煤，现可放宽到中高品质动力煤，燃料煤要求较低，4500大卡左右的动力煤即可。

由于煤制烯烃的煤炭单耗较高，以及煤炭运输成本占煤价比例较高，煤炭资源丰富的西北地区多采用一体化的CTO/CTP装置，经济性相对较好，是我国煤/甲醇制烯烃装置的主流模式，东部沿海考虑到运输成本的劣势，多为外购甲醇的MTO装置，主要以进口甲醇作为原料。

根据卓创统计，2020年甲醇表需8000万吨，其中54%用于生产烯烃，根据国产煤制甲醇占供应比例67%（包括进口）计算，再加入相应燃料煤部分，烯烃生产用煤约6750万吨，占2亿吨化工用煤量的34%，占煤炭总消费量1.6%。

（五）乙二醇

2021年8月，国内乙二醇总产能近1969.5万吨，其中，煤制乙二醇产能近725万吨。需要注意的是，8月下旬广西华谊煤制乙二醇装置试车，不过该装置在8月底停车并延续至今，古雷石化乙二醇装置8月底停车，中秋假期前已经在重启。若考虑上述两套装置的产能规模，那么国内乙二醇总产能已上升至2059.5万吨，其中，煤制乙二醇产能近745万吨，煤制乙二醇产能在总产能中所占份额的36.2%。

煤制乙二醇产能已初具规模，但装置实际利用率低。近期煤制乙二醇装置实际利用率近40%，年初以来平均利用率近50%。参照乙二醇煤制产能以及装置利用率的实际变化，我们预计年初以来煤制乙二醇产量近225万吨。

▌四、能源与能耗将成商品价格之锚，持续关注高耗能品种

（一）高耗能品种预计将跟随能源价格起伏

能耗双控叠加煤炭电力对高耗能行业的限制性约束，或将导致高耗能品种的价格跟随相关能源价格波动。今年以来，全球能源短缺问题持续发酵。供需失衡导致全球能源价格暴涨，其中天然气与动力煤尤甚，相关商品受到能源短缺影响价格也有较大波动。欧洲天然气期货价格此前已创出历史新高，美国天然气价格也涨至7年半新高。欧美能源价格飙升，导致电价也大幅上行，能源价格与电价的暴涨导致相关商品价格连创新高。如欧美电价暴涨导致欧洲多家大型锌冶炼商减产，锌价创出近15年来新高。国内方面，经过10年的价格下降周期，煤矿新项目匮乏，企业资本开支不足，煤炭产能难以提高。今年以来煤炭紧缺问题较为严重，煤炭价格连创新高。煤炭价格暴涨导致相关商品价格涨幅较大，如煤化工中的甲醇尿素等。预计碳中和背景下，化石能源供应中长期将面临供应紧张问题，导致众多商品价格都会随着能源价格波动。我们建议重点关注电耗或者煤耗总量较大的品种，梳理下来主要包括：电解铝、硅铁、硅锰、粗钢、PVC、甲醇和尿素等。

（二）“能耗双控”常态化机制对于商品价格的影响

一般而言，能耗“双控”会遵循把握“大头”的原则，对用电大户进行重点调控，能耗双控不达标时，地方就会对耗电量占比较大的企业进行限电限产，从而影响供给，推升商品价格。我们使用2020年的产量数据统计各品种的耗电强度、耗电总量大，结果显示电解铝、硅铁、锰硅、粗钢和电石5个品种对于预警省市自治区的能耗双控影响最大。电解铝单品占云南全省用电量的17.30%、广西的14.83%、新疆的26.72%，青海更是高达40.48%，再如硅铁、硅锰、电石占宁夏和内蒙古的单品电力消费占比均超过4%，显然如果重点控制该类商品的产量，调控效果会较为显著，且降低了大面积停电的概率。