中国对钢铁资源的长期需求预测.pdf

第4 8卷第 6期 2 0 1 2年 1 1 月 地 质 与 勘 探 GE0L0GY AND EXPL0RAT1 0N Vo 1 4 8 N o 6 No v e mb e r ， 2 0 1 2 中国对钢铁资源 的长期 需求预测 王 礼 ( 中国地质大 学， 北京1 0 0 0 8 3 ) 摘要】 钢铁工业是我国的支柱产业， 对国内钢铁的长期需求进行科学预测， 可以为我 国经济发 展 的战略发展进行科 学决策提供 重要 依据 。由于我 国铁 矿 资源不能 满足 国民经济发展 需求 ， 对 钢铁 需 求的预测， 不仅对我国钢铁工业布局和全球产业链配置具有重要参考价值， 更对我国企业海外矿山投资 具有重要指导意义。本文通过模型组合预测了“ 十二五” 期间我 国对钢的需求及其供 需平衡， 抛砖以引 业 内外人 士高水平 长期预 测之 玉。 关键词 需求供求平衡钢铁 资源 中图分类号 F 0 6 2 1 文献标识码 A 文章编号 0 4 9 55 3 3 1 ( 2 0 1 2 ) 0 61 1 2 95 Wa n g L i P r e d ic t i o n o f t h e lo n g t e r m d e ma n d f o r ir o n a n d s t e e l r e s o u r c e s i n C h in a J G e o l o g y a n d E x p l o r a t i o n， 2 0 1 2 ， 4 8 ( 6 ) ： 1 1 2 91 1 3 3 0 引言 1 中国钢消费概况 2 0 0 5年以来， “ 中国因素” 影响了全球工业原材 料产业和市场发展 ， 因而 ， 把握其生产 、 消费和价格等 关键要素的运行规律及趋势 、 周期变动和短期波动成 为 日益全球化 的有色金属企业决策的重要参考。与 此同时， 由于计算机信息技术 的突飞猛进 ， 当今社会 已经由崇尚知识 的社会进入到以数据为基础的知识 社会时代( d a t ab a s e d k n o w le d g e s o c ie t y ) ， 未经处理 的、 零乱的众多结构、 半结构和非结构性数据必须经 过各类统计技术才能发现其背后的真实意义 。 经济系统预测的准确性很大程度上取决于预测 方法的选取 ( C le me n t s e t a 1 ， 2 0 0 8 ) ， 本文对行业分 析中常用的一类 “ 结构性 ” 时间序 列模 型( s t r u c t u r a l t im es e r ie s m o d e l s ) ， 通 过 信 息提 取 ( 汪寿 阳等 ， 2 0 1 0 ) 和模型组合技术 ( 汪 同三等 ， 2 0 0 8 ) ， 对我 国钢 铁需求和生产及供需平衡等方面进行长期预测。 在进入 2 1 世纪以来 的 1 0年 中( 表 1 ) ， 我 国钢 消费量 由2 0 0 0年的 1 3 9亿 t 增加到 2 0 1 0年的6亿 t ， 增长 3 3 2 ， 年均增长速度为 1 5 8。其中“ 十一 五” 期问( 2 0 0 6 2 0 1 0年) 年均增长 1 4 3 。 1 1 对当前消费结构的分析 建筑( 包括基础设施 、 房地产等) 、 装备制造 ( 包 括汽车 、 造船 、 电力设备等 ) 、 耐用消费品 ( 包括家用 电器 、 厨房卫浴设备等) 是我 国钢 的主要 消费领域。 其中建筑领域的钢 消费量 2 0 1 0年超过 3亿 t ， 占国 内钢消费量的 5 0 以上( 表 2 ) 。 装备制造领域在 国内钢消费中占有重要地位。 2 0 1 0年 ， 我国汽车产量 1 8 2 7万辆 ， 消费钢材约 4 1 9 0 万 t ， 其 中， 整车制造用钢约 3 2 0 0万 t 。汽车制造用 钢 占全 国钢材消费量的 7 左右 。2 0 1 0年 ， 全 国造 船 完工量6 6 9 9 万载重 吨 ， 同比增长4 7 7 ， 钢材消 表 1 2 0 0 1年以来我国钢产量、 消费量变化情况单位： 亿吨 T a b le 1 Amo u n t s o f s t e e l p r o d u c t io n a n d c o n s u mp t io n in C h i n a s in c e 2 0 0 1( u n i t ： 1 0 。 t o n ) 收稿 日期 2 0 1 2 0 8 1 2 ； 修订日期 2 0 1 2 1 1 0 5 ； 责任编辑 郝情情。 作者 简介 王礼 ( 1 9 6 2年 一) ， 男 ， 博士 ， 现主要从事矿业资源产业 经济研 究工作 。Ema i l： w a n g li 一 1 9 6 2 1 6 3 t o m。 11 2 9 地质与勘探 费量约 2 3 3 5万 t ， 其中， 船板消费量 1 8 0 0万 t 。2 0 1 0 年我 国电站设备制造消费钢材 1 9 0 0万 t 以上 ， 其 中 高压锅炉管约 1 2 0万 t 。2 0 1 0年我国变压器产量 1 8 亿千伏安 ， 取 向硅钢消费量 1 3 0万 t 。2 0 1 0年我 国 装 备 制 造 领 域 钢 消 费 量 约 占全 国钢 消 费 量 的 3 3 3 。 钢材是石油化工行业使用 的主要原材料 ， 品种 包括各种板材和管材 。2 0 1 0年我国消费油井管 3 0 0 万 t 以上 ， 消费管线管 7 0 0万 t 以上 ， 石油天然气储 罐消费钢材 8 0万 t 以上 ， 炼油及化工设备 消费各种 钢材 2 0 0万 t 以上。 耐用消费 品生产也是我国钢 的重要消费领域。 2 0 1 0年消费钢约 1 6 0 0万 t ， 其 中家用电器生产消费 钢 7 2 0万 t 。 表 2 2 0 1 0年我国主要钢消费领 域消费情况 T a b le 2 P r o p o r t i o n s o f ma j o r s t e e l c o n s u mp t i o n fi e lds o f China in 20 1 0 行业 消费 比例( ) 建筑 铁路 装备 制造 汽车 造船 电力设备 耐用消费品 家用电器 石油化工 管线 其他 合计 1 2 对主要钢消费领域未来发展的预估 “ 十二五” 期间( 2 0 1 1 2 0 1 5年) 我 国经济将继 续稳定发展 ， 国内主要钢消费领域仍将保持一定 的 发展速度 ， 对钢的需求还将进一步增加。 预计未来我国建筑领域规模扩张的势头不减 。 以房地产为例 ， 目前城乡建筑面积为 4 0 0亿 m ， 预 计到 2 0 2 0年中国将新增建筑 面积 3 0 0亿 m 。以上 ， 单位建筑面积的用钢量将随着钢混 比( 当前 中国单 位建筑面积钢混比只有 0 3 ) 提高至 6 57 5 k g m 。 所以今后 1 0年 ， 中国将在房地产领域 直接“ 埋入 ” 1 9 5 2 2 5 亿 t 钢材， 平均每年消耗钢材 2 2亿多 吨。此外 ， “ 十二 五” 期 问， 我国还将建设跨越渤海 湾海峡 、 长江 口、 杭州湾 、 珠江 口、 台湾海峡和琼州海 1 1 3 0 峡等 巨型跨海工程以及建设深沟峡谷 、 雪域高原 、 黄 土高坡 、 大漠戈壁地区特殊环境下的桥梁工程 ， 使得 我国桥梁工程建设又进入 了新的高速发展 阶段 。预 计“ 十二五” 期间 ， 我国建筑领域钢需求的年均增 长 速度约为 7 左右 ， 2 0 1 5年的钢需求量将 达到 4 6 亿 t 。 未来我 国装备制造领域将继续保持一定发展速 度。预计 2 0 1 5年 国内汽车产量将达到 3 3 0 0万辆 ， 对钢的需求量预计为 6 0 0 0万 t ； 造船达到 4 0 0 0万载 重吨， 对钢 的需求量约为 1 5 0 0万 t ； 预计未来 5年我 国电网变压器容量将平均每年投运约 1 4 5亿千伏 安 ， 其中， 近一半为超 ( 特 ) 高压变压器 。预计“ 十二 五” 期间， 我 国装备制造领域钢需求 的年均增长速 度约为 6 ， 2 0 1 5年的钢需求量为 2 6亿吨。 预计 2 0 1 5年我国石油产量约 2亿 t ， 天然气产量 1 2 0 0亿 m ， 届时将需要油井管约 3 0 0万 t 。预计“ 十 二五” 期 间我 国油 气 管 线 建 设 年 均 新 增 长 度 约 6 5 0 0 k m， 2 0 1 5年管线钢需求达到 6 0 0万 t 以上。 “ 十二五” 期间我 国耐用消费品生产将登上新 台阶。例如 ， 随着对材料抗菌性能、 表面耐磨 、 多功 能表面 自洁等要求 的提高， 不锈钢餐厨具将得到越 来越广泛的使用 。预计到 2 0 1 5年 ， 厨房卫浴设备制 造对不锈钢的需求量就将达到6 0 0万 t 以上。预计 “ 十二五” 期间， 国内耐用消费品对钢的需求年均增 长 5 左右 ， 2 0 1 5年将达到 0 2亿 t 。 表 3 2 0 1 5年我国钢消费结构 的预测单位 ： 亿 t Ta ble 3 Pr e dic t io n of t h e s t e e l c o ns umpt io n s t r uc t ur e in 2 0 1 5( u n it ： 1 0 。 t o n ) 2 组合预测模 型对我 国钢消 费的长期预测 预测是对未来 的描述 ， 是研究和预估未来将会 发生 的事 件及结果 。在预测领域 有两个极端 的观 点 ， 一类观点认为经济事件是黑天鹅现象 ( 塔勒布 ， 2 0 0 9 ) ， 是随机 的， 无法进行 预测 ， 类似预言 、 占 卜； 另一类强调“ 历史不会重复， 但 自有其韵 律” ( 巴拉 巴西 ， 2 0 1 2 ) ， 而模型预测是 可供 检测的科学方法 ， 9 O 9 2 7 5 8 2 2 卯 n L L L 第 3期 王礼： 中国对钢铁资源的长期需求预测 而预言 、 占 卜 则常常无法证伪 。 经济或商业预测， 是指以准确的调查统计资料和 经济信息为依据， 从经济现象的历史 、 现状和规律性 出发 ， 运用定性和定量的科学分析方法， 对各类经济 现象之间的联系及作用机制做出分析， 指出经济现象 和过程未来发展前景的可能途径和结果， 对未来发展 作出估计和推断。根据文献的研究 ， 在预测方面可 以 分为三类 ， 一类是判断预测 ( J u d g m e n t a l F o r e c a s t ) ， 一 类是根据历史数据 的统计分析( 主要包括 因素分析 等) ， 再一类是依据计量 回归模型的分析。 2 0世纪 8 O年代前 ， 利用 复杂 的联动方程 和多 元 回归进行预测是 主流 ， 这一类结构预测模 型是利 用经济理论或先验规律建立表达经济变量间数量关 系的数理统计模型 ， 而随机扰动项则代表被忽 略的 因素对模型的影响。用结构模型描述经济系统的优 点是层次分明， 脉络清楚。但结构模型对经济理论 有着极大的依赖性 ， 较少考虑经济数据问的统计关 系。经济现象的复杂性往往造成难 以找到影响预测 目标的主要 因素。即使找到了， 也可能缺乏必要 的 统计资料 ， 限制了回归模型的预测功能 。这时， 时间 序列模型的优势就得到充分体现。但 2 0世纪 8 0年 代以后 ， 时间序列成为预测的主流模 型， 这类非结构 的时问序列预测 ， 重点考查序列本身的数据特征 ， 在 中短期预测方面表 现出强大 的优势。现在 ， 结构预 测和非结构预测的结合已经成为预测研究的主要方 向， 而组合预测越来越 被研究领域所 关注 和应 用。 研究者不断探索着更新 、 更复杂的预测技术 ， 如运用 非线性模型、 时变参数以及各种滤波方法 ， 目的就在 于提高预测精度 ， 把握数据行为特征及其趋势和周 期变化 ， 所 以， 对于预测 ， 我们强调除了应包括点预 测精确度 ， 还更应该强调预测结果是否把握 了数据 趋势变化的准确性。 本文首先以时间序列模 型为基础进行预测 ， 再 结合灰系统 、 基于情景的多元 回归模 型预测 、 灰系统 模型等进行混合预测 ， 并考虑周期性 因素的修正， 最 后与专家预测进行组合预测 ， 从而得到预测值 。这 样 的预测既考虑 到了模 型预测的客观性 和可验证 性 ， 又充分体现和综合了专家的判断预测。 2 1 弹性系数法预测 我 国钢铁消费 弹性如 图 1 ， 本文通过构 建弹性 系数的自回归异动平均模型预测 2 0 1 1年至 2 0 1 5年 的弹性系数值 ， “ 十二五” 期间存在一个 U型走势 ， 2 0 1 3年见底后弹性系数又逐渐走 高， 在假设未来 五 年中国 G D P 8 增长 的情境 下 ， 我们 预测 了变 弹性 下的钢铁消费 ， 如果按照不变弹性值 1 0 9 9 ( 1 9 8 2 2 0 1 0的平均值 ) 计算 ， 我们 可以得 到一组钢铁需求 量的预测值 ， 见表 4 。 图 1 中国钢铁消费弹性及其预测 ( 1 9 8 1- 2 0 1 5 ) Fig 1 Ela s ti c it y o f t he s t e e l c ons umpti on a nd it s pr e dic t io n f r o m 1 9 81 t o 20 1 5 in China 2 2 消费强度法 根据前述的消费强度计算公式 ， 我们计算 了中 国钢铁消费强度 ， 并构建 自回归异动平均模型预测 2 0 1 1年至 2 0 1 5年的消费强度值 ， 也存在一个 U型 走势 ， 根据 预 测 的强 度值 ， 在假 设 未来 五年 中 国 G D P 8 增长的情境下 ， 我们可 以得 到“ 十二五” 期 间钢铁消费的预测值 ， 见表 5 ， 图 2 。 表 4 弹性法钢铁需求预测单位 ： 万 t T a b le 4 P r e d ic t i o n o f s t e e l d e ma n d w it h t h e e l a s t i c me t h o d( U n it ： 1 0 t ) 1 1 31 地质与勘探 2 0 1 2年 图2 中国钢铁消费强度( t 百万 G D P ) 及其预测( 1 9 8 1 2 0 1 5 年) F ig 2 I n t e n s it y o f t h e s t e e l c o n s u mp tio n a n d( t lO G D P ) it s pr e dic t ion f r o m 1 98 1 t o 2 01 5 in Chin a 2 3 多元线性回归模型预测 构建钢铁消费与 中国经济 增长 ( G D P) 和城市 化率之 间的多元线性模 型， 预测结果见 表 6 ， 模型 如下 ： = a i =a I 1 + a 2 2 + a n i 1 表 6多元线性模型钢铁需求预测单位 ： 万 t Ta ble 6 Pr e dic t io n o f t h e s t e e l de ma nd wit h a mu lt i v a r ia t e li n e a r mo d e l f U n it ： 1 0 t ) 2 4 灰系统模型 我国学者邓聚龙教授 1 9 8 2年创立 的灰色系统 理论 ， 灰色系统理论经过 2 O年 的发展 ， 现已基本建 立起一门新兴学科的结构体系。其主要内容包括以 灰色代数系统 、 灰色方程 、 灰色矩阵等为基础的理论 体系， 以灰色序列生成为基础的方法体系， 以灰色关 联空间为依托 的分析体系 ， 以灰色模型 ( G M) 为核 心的模型体系， 以系统分析、 评估、 建模、 预测、 决策、 控制 、 优化为主体的技术体系， 是一种研究少数据 、 】 32 贫信息不确 定性 问题的新方法。灰 色系统理论 以 “ 部分信息已知 ， 部分信息未知” 的“ 小样本 ” 、 “ 贫信 息 ” 不确定性 系统为研究对象 ， 主要通 过对 “ 部分” 已知信息的生成 、 开发 ， 提取有价值 的信息 ， 实现对 系统运行行 为 、 演化规律 的正确描述和有效监控 。 通过弱化算子 ， 我们构建的中国钢铁需求灰系统预 测模型， 结果如表 7 。 表 7 灰 系统模型钢铁 需求预测单位 ： 万 t Ta ble 7 Pr e dic t i0 n o f s t e e l de m a nd wit h a g r a y s y s t e m mo d e l ( U n i t ： 1 0 t ) 2 5 组合预测 组合预测可以通过对各种模型的预测结果进行 组合分析， 可以综合各种模型的数据信息， 提供新的 预测结果 ， 通过算数平均计算 ， 新的组合预测值见表 8 。当然 ， 也可 以根据专家法对各类预测结果进行打 分 ， 给予不同的权重 ， 得到预测 的结果。 3 结论 通过对“ 十二五” 期 问国内主要钢 消费领域需 求变化的分析预测 ， 以及建立组合预测模 型对 “ 十 二五” 期间我国钢需求 的分析预测 ， 预计 2 0 1 5年我 国钢的需求量最低为 8 2亿 t ( 对主要消费领域预测 的结果 ) ； 最高 为 8 6亿 t ( 数学模型预测 的结果 ) 。 根据最低需求 预测 和最 高需求预测 ， “ 十二五 ” 期 间， 我国钢需求的年均增长速度分别为 6 5 ( 低于 “ 十一五” 年均增长速度 8 0个百分点) 和 7 5 ( 低 于“ 十一五” 年均增长速度 7 0个百分点) 。 根据当前 国内钢生产发展趋势分析 ， “ 十二五” 期间我国钢产量年均增长速度 约为 6 8 ， 2 0 1 5年 产量预计为 8 7亿 t ， 不仅 能够满足最低需求 预测 量 ， 而且能够满足最高需求预测量。表 9给 出了我 国在“ 十二五” 期间钢需求的供需平衡。 第 3期 王礼 ： 中国对钢铁资 源的长期需求预测 表 9 按最低 需求预 测“ 十二五” 期 间我 国钢供 需平衡预 测单位 ： 亿吨 Ta b le 9 Pr e d ic t io n o f s t e e l s u p p ly a n d d e ma n d b a la n c e b a s e d o n m in imu m r e q u ir e m e n t s d u r in g t h e 1 2 t h fiv e y e a r p la n( u n it ： 1 0 。 t o n ) R e f e r e n c e s W a n g T o n g s a n， Z h a n g T a o 2 0 08 C o mb in e d p r e d ic t io n T he o r y m e t h o d a n d a p p li c a t i o n M B e i j i n g ： S o c i a l S c i e n c e s A r c h i v e P u b l i s h i n g Ho u s e ： 1 8 5 ( i n C h i n e s e ) Cle me n t s M P ， He n d r y DF2 0 0 8 Fo r e c a s t in g E c o n o mic T ime S e ri e s M B e i j i n g ： P e k i n g U n iv e r s i t y P r e s s ： 11 5 0( in C h i n e s e ) P ind y c h RS Ru b in f e ld DL 2 0 0 7Ec o n o mic Mo d e ls a n d Ec o n o m i c F o r e c a s t M B e O i n g ： Ma c h in e ry I n d u s t ry P r e s s ： 11 0 0 ( i n C h in e s e ) Hu Ha i x ia 2 0 1 1 P r e d ic t io n o f min e r a l r e s o u r c e p r o d u c t io n b a s e d o n g r e y s y s t e m a n d t i me s e rie s D C h e n g d u ： C h e n g d u U n iv e r s i t y o f T e c h n o l o g y ： 11 0 0( i n C h i n e s e w i t h E n g li s h a b s t r a c t ) B a r a b r s i2 0 1 2 E r u p t i o n M B e i j i n g ： C h i n e s e R e n m i n U n i v e r s i t y P u b li s h i n g C o m p a n y ： 1 9 2( i n C h i n e s e ) 附中文参考文献 汪同三 ， 张涛2 0 0 8 组合预测理论 、 方法及应用 M 北京 ： 社 会科学文献出版社 ： 1 8 5 柯莱蒙兹， 韩德瑞 2 0 0 8 预测经济时间序列 M 北京 ： 北京大学 出版社 ： 11 5 0 平狄克 ， 鲁宾费尔德2 0 0 7 计 量经济模型 与经 济预删 M 北 京 ： 机械 工业出版 社 ： 1 1 0 0 胡海霞 2 0 1 1 基于灰色系统与时间序列的矿产资源产量预测 D 成都 ： 成 都理工大学 ： 1 1 0 0 巴拉 巴西2 0 1 2 爆 发 M 北京 ： 中国人民大学 出版 土： 1 9 2 Pr e d ic t io n o f t he Lo ng Te r m De m a n d f o r I r o n a nd S t e e l Re s o u r c e s in Chin a W A G Ll ( C h i n a U n i v e r s it y o f G e o s c i e n c e s ， B e r i n g 1 0 0 0 8 3 ) Ab s t r a c t ： Th e ir o n a n d s t e e l in d u s t ry is t h e p illa r in d u s t r y in Ch in a S c ie n t ific p r e d ic t io n o f t h e d o me s t ic lo n gt e r m d e ma n d f o