（数量经济学专业论文）中国电解铝现货市场价格分析与实证研究.pdf

北方工业大学硕士学位论文 摘要 铝是对国民经济发展具有战略意义的有色金属品种。当前，中国电解铝工 业正处于产业结构调整升级的关键时期，国内外市场竞争加剧，国家宏观调控力 度加大。如何准确把握电解铝价格走势成为政府宏观调控部门、铝企业及上下游 相关企业最关注的话题之一。 本文采用回归分析和协整分析并结合定性分析的方法对影响电解铝价格的 需求因素、供给因素及国内外电解铝期货、现货价格间的关系进行了深入研究。 在此基础上，本文对未来1 2 个月的电解铝现货市场价格进行预测，分别构建了 g a r c h 预测模型、向量自回归( v a r ) 预测模型、b p 人工神经网络模型，最后将 上述模型加以综合建立了组合预测模型对预测结果进行修正。 本文通过上述分析得到以下结论： 由中国房地产业和建筑业、以汽车和船舶制造业为代表的机械工业以及电 力工业的快速发展引致的对电解铝的巨大消费需求以及替代品铜的价格上涨是 刺激电解铝价格上涨的需求方面的因素。氧化铝供应不足和电力价格上涨是推动 铝价不断攀升的供给方面的力量，电解铝企业应当积极采取氧化铝火力或水 力发电电解铝的产业链经营模式，以提高竞争力。 国内电解铝现货价格、期货价格和国际期铝价格间存在着协整关系，中国 期铝市场较好地发挥了价格发现的功能，但铝的国际定价权仍不在中国。 由于中国氧化铝产量和产能的大幅增加以及中国铝业公司对氧化铝市场的 垄断逐渐被打破，氧化铝价格将出现下降趋势；但中国国内经济增长将保持对电 解铝旺盛的需求，电解铝业过剩产能得到控制以及不断提升的电价都将对价格起 到一定的支撑作用。供求等各方面因素作用的结果将使得铝价在高位徘徊。定量 预测结果表明未来1 2 个月中国电解铝现货平均价格约为2 0 0 0 0 元，总体来说显 示出一种振荡调整的态势。 关键词：电解铝价格，g a r c h 模型，v a r 模型，b p 神经网络模型，组合预测模型 a b s t r a c t i i lt h ep a p e r is t u d i e dd e m a n d 柚ds u p p l yf a c t o r si nt h ea l u m i n u mm a r k e tw i t h r e g r e s s l o n 彻dc o i n t e g r a t i o nm e t h o d s t h e nif o r e c 硒tp r i c e si i lt h ei n c o m i n g1 2 m o n t h su s i n g 伽之c hm o d e l ，v a rm o d e l a i l db pa n i f ! i c i a ln e u r a ln e 呐o r k r e s p e c t i v e l y a tl a s t id e v e l o p e dc o m b i n a t i o nf o r e c a s t i n gm e t h o dt 0 i m p r o v et h e f o r e c a s t i n gr e s u l t s t h r o u g t it h ef o r e g o i n ga n a l y s i s ，ir e a c h e dt h ef o l i o w i n gc o n c l u s i o n s ： n eu p s u 唱e si nt h ed e m a n do fa l u m i n u m 柚dt h ep r i c e0 fc o p p e ra r em a i n p r o p e l l i n gf o r c e sf o r t h er i s eo fa i u m i n u mp r i c ci nt h ea s p e c to fd e m a n d i n s u f ! f i c i e n t s u p p l yi na l u m i n a 柚dt h er i s eo ft h ep o w e rp r i c ea r et h em o s ti m p o n a n tf a c t o r si nt h e a s p e c to fs u p p i y t 1 l ee n t e 叩r i s e sp r o d u c i n ga l u m i n u ms h o u l da d o p tt h eo p e r a t i o n m o d e l0 fa l u m i n a - t h e 册0 e l e c t r i c i t y0 r h y d r o e l e c t r i c i t y a l u m i n u mt 0i n c r e a s et h e i r c o m p e t i t i v ep o w e r t h e r ea r ec o i n t e 孕a t i o nr e l a t i o n s h i p s d o m e s t i c 如df o r e i g na l u m i n u mm a r k e t s a m o n gt h es p o t 柚df u t u r e sp r i c eb o t l li n c h i l l aa l u m i n u mf u t u r e sm a r k e th 勰t h e f h n c t i o no fp r i c ed i s c o v e h o w e v e r t h ep o w e ro f p r i c i n gf o ra l u m i n u mi nt h e i i l t e m a t i o n a lm a u r k e ti sc o n t r o l l e db y f o r e i g nm a r k e t i nt h en e a rf u t u r e ，t h ep r i c eo fa l u m i n a w i l ld r o pb e c a u s et h eo u t p u t 柚d c a p a c i t y o fa l u m i n aw i l lb ei i l c r e 鹤e dg r e a t l y n e v e n h e l e s s ，e c o n o m i c 伊。叭ho fc h i n aw i l l l e a dt o l a 唱e rd e m 柚df o ra l u m i n u m o nt h eo t h e rh 柚d ，t h es u 巾1 u sc a p a c i t yo f a l u m l n u mh a sb e e nc 0 n t r o l l e da j l dt h ep o w c r p r i c ew i l lc o n t i n u et ou p s w i n g t h e s e f a c t o r sw i l lc o n t 抽u t et 0t h eh i g l l e rp r i c e t h ef i n a l r e s u l tb r o u 曲t b ya l ld e m 锄d 柚d s u p p l yf a c t o r si st h a tt l l ea l u m i n u mp r i c ew i l ln u c t u a t ea tar e l a t i v e h i g l ll e v e l a c c o r d i n gt ot h eq u 柚t i t a t i v ef o r e c a s tm o d e l s ，t h ea l u m i n u mp r i c ei nt l l ef u t u r et w e l v e y e a r sw i l lf l u c t u a t ea r o u n d2 0 0 0 0r m b t o n k e yw o r d s ：t h ep r i c eo fa l u m i n u m ，g a r c hm o d e l ，v 芦l rm o d e l ，b pa n i f i c i a l n e u r a ln e t w o r k ，c o m b i n a t i o nf o r e c a s t i n gm o d e l 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得韭立王 些苤堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同 志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：三象玮 签字日期：，5 年岁月抄日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北方工业大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论 文被查阅和借阅。本人授权北方工业太堂可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：工象玮 签字日期：d i 年厂月p 日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 李帆靶 签字日期：口彦年岁月，日 电话： 邮编： 北方工业大学硕士学位论文 1 引言 1 1 铝的性质、用途及其生产流程 铝是一种银白色具有光泽的金属。地壳中的铝含量约在8 左右，在所有元 素中，仅次于氧和硅，居第三位。铝的密度只有2 7 克立方厘米，不到铜的1 3 。 其导电导热性均好，仅次于银、金和铜，居第四位。铝的化学性质活泼，易与空 气中的氧化合，在表面生成一层致密的氧化薄膜，阻止铝的继续氧化，从而成为 抗大气腐蚀的良好材料；塑性好，容易加工成各种型材；反光性能好，既能反射 可见光，也能反射紫外线；铝耐核辐射性能仅次于锆和铍。铝还可反复回收使用， 一般来说，铝每回收一次只有5 的损耗，只消耗一次性生产中所耗能量5 。 铝的用途极为广泛。通过在铝中加入适量的其他元素，可以得到具有强度高、 塑性好、比强度大等特性的铝合金，可与优质合金钢媲美。铝有“会飞的金属 之称。飞机结构中铝材占5 0 以上。机动车以铝合金代替部分钢材制作构件，可 使其重量减轻2 0 7 5 ，燃料消耗减少8 ，机械部件寿命延长1 5 。在电器工 业中，用铝制造电缆、电线等导电材料比铜更为经济，应用更加广泛。铝在化学 工业中做液态天然气的输送管道，冷冻装置和石油精炼装置等。车辆船舶建造业 用铝发展很快。铝在建筑工业中也得到广泛应用。铝还是良好的包装材料、还原 剂、脱氧剂。铝钙合金具有超塑性，可制作异型器具和各种工艺品。 自1 8 2 5 年丹麦人奥斯特首次成功提取纯铝之后，铝的制取技术经历了半个 多世纪才由实验室少量提取发展到允许工厂大规模生产的水平。现代金属铝的工 业化生产都采用冰晶石氧化铝熔盐电解法( 事实上这是目前工业生产铝的唯 一方法) ，该工艺是将原料氧化铝粉，助熔剂冰晶石、电解质调整剂氟化铝、氟 化钠等加入电解槽，由碳素电极导入直流电，使熔融的电解质呈离子状态在碳素 两极发生电化学反应。电化学反应的结果为：在阳极放出碳氧化物并带出氟化氢 气及粉尘，在阴极析出液态铝。将液态铝制成各种规格的铝锭，原铝的生产即告 完成。因此，人们也通常将原铝称为“电解铝 。基本上，约2 吨铝土矿可以生 产1 吨氧化铝，1 吨氧化铝可以生产约0 5 吨电解铝。铝最终用于生产和消费之 前，还要经过加工制成各种铝材和铝合金。此外，使用过的废杂铝还可以回收利 用，用于生产再生铝。铝工业的主要生产流程如图1 1 所示。 电解铝生产工艺可分为侧插阳极棒自焙槽、上插阳极棒自焙槽和预焙阳极槽 三大类。自焙槽生产电解铝技术有装备简单、建设周期短、投资少的特点，但烟 气无法处理，环境污染严重，机械化困难，劳动强度大，不易大型化，单槽产量 北方工业大学硕士学位论文 低等一些不易克服的缺点，是正在被淘汰的生产工艺。而目前世界上大部分国家 及生产企业都在使用大型预焙槽，槽的电流强度达到了3 5 0 k a 以上，不仅自动 化程度高，能耗低，单槽产量高，而且满足了环保法规的要求。 图1 1 铝工业主要生产流程 1 2 电解铝工业在中国国民经济中的战略地位 由于铝的用途十分广泛，因此铝工业在国民经济中占有十分重要的地位。铝 是最常用的工业金属之一，仅次于钢铁，是第二大金属。铝业是产业关联度较高 的产业。据统计，在我国现有1 2 4 个产业中，有1 1 3 个部门使用铝产品。其中在 1 0 1 个物质生产部门中，有9 6 个产业部门消耗铝冶炼产品或压延产品。在2 3 个 非物质生产部门中，有1 7 个产业部门消耗铝冶炼产品或压延产品。同时，由于 铝工业生产主要直接消耗的能源是电力，因此，铝工业自身受上游的电力工业、 煤炭采掘业的影响也较大。 由图1 1 可见，铝业拥有一条较长的产业链。在铝业产业链中，电解铝业具 有特殊重要的地位。它是连接铝业上下游产业的中间环节。我们通常所说的铝， 如果不加说明，一般都是指电解铝。电解铝是铝业产品中交易最活跃的产品，电 解铝的生产是整个铝工业的风向标。电解铝的交易市场除了传统的现货交易市场 外，各主要工业国家还设有期货交易市场。其中影响最大的是伦敦金属交易所 ( l m e ) 的期铝市场。此外，纽约商品交易所、东京工业品交易所和上海期货 交易所( s h e ) 都有上市交易的铝期货品种。 我国电解铝产量、消费量与g d p 之间的关系十分密切。图1 2 反映了自1 9 9 1 年以来我国电解铝产量、消费量与g d p 的情况。根据1 9 9 1 年以来的数据可以计 算得到电解铝产量、消费量与g d p 的相关系数均高达o 9 8 。由图1 3 可见我国 2 北方工业大学硕士学位论文 电解铝产量和消费量的波动远远大于g d p 的波动，尤其是2 0 0 1 年以后，铝产量 和消费量的增长率持续大于g d p 的增长率，表明近年来中国铝工业对g d p 增长 率的贡献大大增加。 妒擎擎妒擎擎擎挛擎守守梦守梦 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 0 0 图1 21 9 9 1 2 0 0 6 年中国电解铝产量、消费量与g d p i 4 0 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 0 5 0 曩 f八 一h 以八入_ 一 ， 哕。- j k l 厂 - 汀广苫、声f 弋广一 y v 。 擎妒擎9 擎擎擎s 章梦妒妒梦守 图1 31 9 9 1 叫0 0 6 年中国电解铝产量、消费量增长率和g d p 增长率2 1 3 研究目的和意义 随着中国经济的持续快速发展，中国市场对电解铝的需求不断增加，电解铝 业的生产能力随之扩大；与此同时，中国铝土矿、氧化铝、电解铝及铝制品的进 出口量也日益增加，中国铝市场与国际市场的联系更加密切；另外，中国电解铝 1 资料来源：中国有色金属工业年鉴( 1 9 9 1 2 0 0 7 ) 2 资料来源：根据中国有色金属工业年峪( 1 9 9 l 2 0 0 7 ) 数据整理。 3 o o o 0 o o o 0 o o 0 0 o o 0 0 o 0 o 0 0 5 0 5 o 5 o o 1 1 北方工业大学硕士学位论文 业目前正是国家宏观调控的重点行业，所面临的政策环境不断变化，市场竞争日 益剧烈，这些都增加了行业的市场风险。在这种情况下，电解铝企业必须更加理 性地组织自己的生产和销售，预测、评估各项市场风险，以期在竞争中掌握主动； 另一方面，电解铝业的运行同样也牵动着上游能源、原材料供应行业及下游铝消 费行业的神经，它们迫切希望及时了解电解铝工业的走势，以降低自身经营风险； 同时，新的市场条件也对政府的宏观调控工作提出了更高的要求，尤其是中国政 府对电解铝乃至整个铝工业的大规模调控仍在进行中，这客观上要求政府必须及 时掌握充分的市场信息，了解电解铝工业的运行状况，对未来市场态势做出准确 预测，以便及时出台正确的调控措施，指导电解铝行业健康、稳定地发展。 市场中各个变量间的关系纷繁复杂，对市场进行总体把握的一个有效途径是 市场价格分析。价格不仅是企业直接获得收入的唯一来源，是关系提高企业利润 和核心竞争力资本的直接因素，而且是企业在面对竞争时最易于也最乐于采用的 竞争方式。价格制定是否合理，价格调整是否适当直接关系到企业营销目标的实 现。同时，价格的合理性也影响着国家对电解铝工业调控政策预期目标的实现。 现代经济学理论指出，价格是市场经济运行的核心，价格关系到社会生产、流通、 分配、消费过程的各个环节，被称为市场经济中“看不见的手 ，是经济发展的 1 9 9 61 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 6 图1 4 中国电解铝现货价格、产量和消费量变动率示意图3 晴雨表。从图1 4 中可以看出，十年来电解铝现货价格变动率与产量和消费量的 变动率具有类似的趋势，也就是说，在整个电解铝业的发展进程中，价格始终发 挥着基础性的调节作用。此外，电解铝市场价格的特殊重要性还在于，在国际上 电解铝拥有高度发达的期货市场，国内电解铝期货市场也已经具有相当的规模。 期货市场由于套利机制的作用，通常具有现货市场无法比拟的效率，电解铝期货 3 资料来源：电解铝年均价格由中国有色金属工业协会提供；其它数据来自中国有色金属工业年鉴年鉴。 ( 1 9 9 7 2 0 0 7 ) 4 加 加 0 加 加 北方工业大学硕士学位论文 市场价格为现货市场价格分析提供了更加有力的工具。另一方面，由于期货市场 的存在，电解铝现货市场价格中也蕴含了一般商品所不具有的金融因素，使得现 货市场价格走势更加复杂。总之，价格综合反映了市场各种信息，我们可以借助 价格工具了解市场的运行态势。掌握了价格的运行规律，我们就能够在一定程度 上把握市场的脉搏，这对于政府、电解铝生产企业及其上下游企业在不断变化的 市场中做出正确的决策具有十分重要的意义。 本文的目的是通过对电解铝现货和期货市场价格的定量分析，研究电解铝现 货市场价格的影响因素和变动规律，考察各影响因素变动对铝价造成冲击的程 度，并建立价格定量预测模型，对未来电解铝现货市场价格进行预测，为政府、 行业及企业的决策提供依据。 5 北方工业大学硕士学位论文 2 电解铝市场概述 2 1 中国电解铝工业的发展及存在的问题 2 1 1 快速发展的中国电解铝工业 改革开放以来，在我国有色金属工业“优先发展铝工业”的战略发展方针指 导下，我国铝工业取得了长足发展，很快达到了充分自给。近年来，随着我国城 市化进程的加快，迅速增长的铝消费需求进一步刺激了铝工业的发展。其中，电 解铝工业由于竞争程度较高，进入壁垒相对较低，加之政府的优惠政策( 主要是 购电价格、出口退税、信贷等方面的优惠) ，发展尤为迅速。到2 0 0 6 年底，中国 电解铝产量已经达到9 3 4 9 万吨，比2 0 0 1 年增长了近两倍。 在消费方面，2 0 0 6 年我国消费电解铝8 6 7 万吨。从消费结构来看，建筑、 交通运输、电力、机械4 项消费占总消费的8 2 ( 卢宇飞，2 0 0 5 ) 。从消费地域 看，基本形成了华南、华东目前国内最大的两个铝消费区，而以重庆为中心的西 南地区正成为新的铝消费地区。 在生产技术方面，我国骨干电解铝企业已经基本淘汰了污染严重、技术落后 的自焙槽，大型预焙槽技术在我国电解铝工业广泛采用。吨铝综合交流电耗由 2 0 0 1 年的1 5 4 7 0 3 3 千瓦时降为2 0 0 6 年的1 4 6 7 1 千瓦时，生产成本大大降低。 在进出口方面，2 0 0 2 年开始我国从电解铝净进口国转变为电解铝净出口国。 在国内供应过剩和国家出口退税优惠政策的双重作用下，我国铝出口快速增长， 2 0 0 5 年电解铝净出口量达到历史最高的7 0 9 万吨。 从中国电解铝业的国际地位来看，中国电解铝产量和消费量在世界电解铝总 产量和总消费量中的份额不断增加( 见图2 1 和图2 2 ) 。2 0 0 1 年中国电解铝年产 量达到3 3 7 1 万吨，首次成为世界第一大电解铝生产国；2 0 0 4 年中国成为世界第 一大电解铝消费国。中国电解铝工业在世界电解铝工业中的地位也随之不断上 升。 6 图2 1中国电解铝产量占世界总产量的比重4 图2 2 中国电解铝消费量占世界总消费量比重5 2 1 2 中国电解铝业存在的问题 我国电解铝工业虽然发展迅速，但也出现了一些问题，主要是原材料和能源 供应紧张，生产企业数量多、规模小，出现了盲目扩张的势头，导致部分产能闲 置。 从资源基础来看，我国铝土矿探明储量居世界第9 位，但人均占有量低，且 以一水硬铝石为主，矿石铝硅比以中等级居多。铝土矿资源高铝、高硅、高铁的 特点，决定了我国氧化铝生产工艺流程长、能耗大、成本高，限制了我国氧化铝 4 资料来源：根据中国有色金属工业年鉴( 2 0 0 1 2 0 0 7 ) 数据整理。 5 资料米源：根据中国有色金属工业年鉴( 2 0 0 1 2 0 0 7 ) 数据整理。 7 北方工业大学硕士学位论文 生产的发展，从而造成国内电解铝工业的基本原料氧化铝供应紧张，不得不大量 进口氧化铝，带动了国内外氧化铝价格上涨，使得电解铝生产成本上升。有关资 料显示，中国电解铝企业成本构成中，氧化铝占到了3 5 至4 0 。 从能源消耗来看，电解铝是高能耗产业，目前吨铝耗电量大约为1 4 5 0 0 千瓦 时。中国电解铝产量的急剧增加，进一步恶化了中国原已存在的煤炭、电力供应 的紧张局势，推动了能源价格的上涨。而能源价格的上涨又反过来增加了电解铝 企业的生产成本，使很多企业面临困境。 从产能扩张来看，2 0 0 1 年之后我国电解铝产能增长迅速，很快便大大超出 了国内对电解铝的需求水平。剩余的产能理论上可以通过出口来消化，但是电解 铝是高能耗产品，电解铝的大量出口是不符合国家的战略利益的，于是更多的产 能被迫闲置下来( 见图2 3 ) ，2 0 0 5 年闲置产能达到近3 0 0 万吨的历史最高水平。 图2 3 中国电解铝产能、产量、消费量示意图6 从企业规模和数量来看，中国电解铝企业的特点是数量多，规模小。除中国 之外，世界共有电解铝企业1 2 0 余家，而中国电解铝企业在2 0 0 1 年达到1 3 2 家， 平均规模不足4 万吨；2 0 0 3 年底达到1 4 1 家，平均规模5 7 万吨年，而同期国 外企业平均产能是中国的3 倍左右。 2 2 中国政府对电解铝业的宏观调控 改革开放之初，国家在有色金属工业发展战略上制定了“优先发展铝工业 的战略方针。各级政府纷纷给予电解铝企业必要的政策扶持，主要包括在重大项 目投资审批和贷款方面给予方便；在基础设施建设方面给予支持；在能源尤其是 6 资料来源：中国有色金属年鉴( 2 0 0 1 2 0 0 7 ) 8 北方工业大学硕士学位论文 电力供应方面给予优惠。正是在国家政策的支持下，中国电解铝业得以快速发展。 进入2 1 世纪，针对电解铝业出现产业结构不合理，重复建设严重的问题， 中国政府开始调整政策，抑制电解铝业投资过热的势头。到2 0 0 4 年中央对电解 铝工业大规模的宏观调控工作正式启动，主要政策包括严格市场准入，停止电解 铝新建、扩建项目审批，淘汰技术落后的企业，在资金信贷方面提高电解铝项目 资本金比例并限制对电解铝企业的贷款，取消对电解铝工业的优惠电价并实行差 别电价，在关税方面取消电解铝出口退税并加征出口关税。在一系列调控政策的 作用下，电解铝业经历了从2 0 0 4 年下半年至2 0 0 5 年的困难时期，2 0 0 6 年调控 政策的积极效果开始显现，企业效益有所好转，行业集中度进一步提高。按照中 国有色金属工业协会的统计，2 0 0 6 年中国在产电解铝厂数量为8 8 家，比2 0 0 3 年减少了5 3 家，企业平均规模达到了1 3 6 万吨年。原铝产能超过3 0 万吨的企 业有1 3 个，合计能力5 0 5 6 万吨年，占总产能的4 2 。2 0 0 7 年，国家对电解铝 工业的宏观调控没有丝毫放松，除2 0 0 4 年以来的调控政策仍在继续施行外，电 解铝行业差别电价标准进一步提高，下游铝合金制品及铝材的出口退税也被取 消。但是，由于2 0 0 7 年国内氧化铝供应能力大大增强，加之现存电解铝企业在 连续3 年宏观调控政策推动下竞争能力有所增强，2 0 0 7 年中国电解铝企业经济 效益进一步好转。 2 3 中国电解铝期货市场日益发展壮大 铝由于具有品质稳定、易储存而不易变质；规格标准化、市场容量大、应用 领域广泛、市场价格波动大且频繁、不存在垄断等特点十分适合开展期货交易。 1 9 8 7 年伦敦金属交易所( l m e ) 率先推出铝期货合约以来，铝期货交易已被公 认为成熟的大宗期货品种和国际有色金属行业回避风险、发现价格所不可缺少的 投资工具。尽管铝期货合约交易比铜期货合约上市交易晚了整整一百年，但在最 近的几年中，铝期货已经成为l m e 期货交易中交易量最大的一个合约，其价格 也成为了引导全球铝现货市场价格走势的主要依据 1 9 9 1 ，上海期货交易所首次推出期铝合约，中国国内从此有了铝的期货交易。 目前上海期货交易所仍是国内唯一一家上市铝期货品种的交易所。经过十多年的 规范和发展，上海期货交易所的期铝交易量逐年增长，2 0 0 4 年成交期铝合约 1 3 6 5 万手，1 1 7 万亿元人民币，最高日成交5 1 6 4 万手，最高日持仓4 2 4 2 万 手。上海期货交易所期铝交易的日趋活跃为铝企业发现价格，回避市场价格风险 提供了有效的避险工具。随着交易规模的不断增加，市场参与面和参与量也在不 断增加，正成为市场投资者理想的投资工具。 9 北方工业大学硕士学位论文 2 4 中国电解铝现货市场价格走势 随着中国电解铝消费量和产量的快速增加，中国电解铝价格呈现出上升趋 势。如图2 1 所示，2 0 0 2 年之前，中国电解铝年平均价格走势较为稳定；从2 0 0 2 年开始，电解铝价格上涨十分迅速，2 0 0 6 年达到最高，2 0 0 7 年价格略有下降。 2 2 0 0 0 2 0 0 0 0 1 8 0 0 0 1 6 0 0 0 1 4 0 0 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 0 人 、 r 、， 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 32 0 0 42 0 0 52 0 0 62 0 0 7 图2 4 中国电解铝现货年平均价7 7 根据中国有色金属工业协会提供资料整理。 1 0 北方工业大学硕士学位论文 3 电解铝现货市场价格影响因素研究 3 1 研究思路和研究方法 3 1 1 研究思路 本章将采用定性分析和定量分析相结合的方法对影响电解铝价格的主要因 素进行深入分析。 在市场经济条件下，商品价格是由商品的供给和需求决定的。影响供给和需 求的因素也就是影响价格的因素。在分析电解铝需求影响因素时，本文主要从高 耗铝行业的发展对电解铝业的影响入手进行定性分析，然后运用回归分析法对高 耗铝行业的景气状况和中国电解铝价格间的关系进行定量分析。在分析供给影响 因素时，主要从电解铝生产成本构成的角度入手进行研究。由于氧化铝价格和电 力价格是影响中国电解铝企业成本的最主要因素，因此这里着重对氧化铝价格和 电力价格与电解铝价格间的关系进行分析。 电解铝市场是国际化程度相当高的市场。中国电解铝市场是世界电解铝市场 的一个重要组成部分。中国电解铝市场必然与国际电解铝市场间存在着相互影响 的关系。过去，中国电解铝市场由于规模较小，一直在国际电解铝市场体系中处 于从属地位，是国际市场价格的接受者。近年来，随着中国电解铝业的快速发展， 很多学者认为中国电解铝业已经取得了一定的国际定价权。下文将运用协整分析 和格兰杰因果关系检验的方法对国内外电解铝市场价格间的关系进行分析，藉此 考察中国电解铝业在国际电解铝市场体系中的地位。 电解铝除拥有发达的现货市场外，还拥有完善的期货交易市场。期货市场为 交易者提供了投资、避险和竞价的场所。理论上，期货市场价格以现货市场价格 为基础；同时，由于期货市场通常具有比现货市场更高的效率，其价格经常先动 于现货市场价格，这就是期货市场价格发现功能。本章将运用协整分析和格兰杰 因果关系检验的方法对铝期货市场和现货市场间的关系加以考察。 3 1 2 研究方法 ( 1 ) 回归分析法 回归分析法是经济分析中最常用的定量分析方法之一。它主要通过构造各种 回归模型来揭示经济变量间的因果关系或对变量进行预测。回归模型分为线性回 北方工业大学硕士学位论文 归模型和非线性回归模型两大类。本文主要应用最基本的一元线性回归模型。 设自变量为z ，因变量为) ，一元线性回归模型的一般形式为： y ，口+ + g ，f = 1 ，2 ，以，( 0 ，2 )( 3 1 ) 运用最小二乘法对该模型进行估计得到回归方程如下： 9 | 6 + 8 x 其中夕：至呈尘竺，五歹一夕i 。 ( 一孑) 2 式( 3 2 ) 经变换可得到下式： 其中： 肛逢丝夕 善( 只一歹) 2 ( 3 2 ) ( 3 3 ) ( 3 4 ) 彦称为标准化系数。不同自变量和同一因变量建立的不同的回归模型可以通过 标准化系数进行比较。 回归模型对样本观测值的拟合程度可以由 船翌兰 砉( 只一歹) 2 ( 3 5 ) 来检验。尺2 值介于0 和1 之间，越接近于1 说明拟合程度越好。对尺2 进行自由 度调整之后得到调整的尺2 ，其计算公式如下： 私丽 秒 埘丽 北方工业大学硕士学位论文 调整的r ：；莓! 兰二三! 1 4 ：二型( 3 q ( _ ) ，一歹) 2 ( 玎一1 ) 变量的显著性检验采用f 检验法。检验原假设为卢= o ，备择假设为卢0 。检验 统计量为： 一l | 3 ( 3 7 ) ( 2 ) 基于峨的j o h a n s e n 协整模型 传统的回归模型及其它时间序列模型都是以“经济时间序列平稳 为前提设 计的，但实际研究中遇到的序列多具有非平稳特征。应用传统的方法估算非平稳 变量之间的长期关系时，可能出现虚假回归( s p u r i o u st e 孕e s s i o n ) 问题，即两个没 有任何关系的变量之间可能存在一个较高的尺2 值并且f 统计量也比较显著，但 是这样的结论毫无经济意义。r f e n 酉e 和c w - j g r a n g e r 于1 9 8 7 年提出了协整 的概念和用于协整检验的e g 两步法( e g 爪阳s t e pp r o c e d u r e ) ，有效地解决了虚 假回归问题。对于多变量之间的协整关系，j o h a n s e n ( 1 9 8 8 ，1 9 9 1 ) 以及 j o h a l l s e n j u s e l i u s ( 1 9 9 0 ) 提出了一种用向量自回归( w 瓜) 模型进行检验的方 法，通常称为j o h a n s e n 检验，或j j 检验，采用似然比检验法，它是通过对正态 e c m 中影响矩阵的秩来检验协整关系的存在性。本文采用的协整检验方法就是 基于气r 的j o h a n s e n 检验法。 单位根检验 在协整存在性检验中，首先要确定变量时间序列的单整阶数，即进行单位根 检验，然后根据所研究序列建立单一方程或系统方程，进行协整检验。常用的单 位根检验方法是d f 检验和a d f 检验。 d f 检验的基本理论为： 如果方程为彳尺( 1 ) 过程，包括以下三种情况： 咒= p y + 以 既不带截矩项又不带趋势项 儿= + p 只一。+ “， 带截矩项不带趋势项 咒= + 口f + p y “+ h ， 带截矩项和趋势项 1 3 北方工业大学硕士学位论文 相应的检验式为： 缈，一供。+ 既不带截矩项又不带趋势项 ”= c + 叫，- 1 + ， 带截矩项不带趋势项 甑= c + 6 供。+ f ， 带截矩项和趋势项 检验单位根的t 统计量为 a d f 检验的基本理论为： 假定y ，是触过程， 检验式应写为 d f i 婪 & ( 厂) ( 3 8 ) y ，= 唬y “+ 欢只2 + + 欢咒2 + h ，( 3 9 ) p - 1 只呐f 1 + 沙瓴一r ( 3 1 0 ) p 一1 只嗍4 + 甑门 ( 3 1 1 ) 其中p 2 即i ( 荟嘭) - 1 办一荟。嘭小。 如果p = o 成立，则y ，含有单位根。称此检验为a d f ( 增项或扩展的d f ) 检验。称此统计量为a d f 统计量。 a d f 检验式中也可以加入截距项和时间趋势项f 。构造检验统计量为 刎) f = = _ 车。 & ) j o h a n s e n 协整检验法 j o h a n s e n 检验基于p 阶w 瓜模型 ) ，= 4 y + + 彳口y f 一，+ 如+ ， ( 3 1 2 ) 其中y ，是肌维非平稳序列，( 1 ) 序列，是d 维确定性变量，q 是新息向量或者将 1 4 北方工业大学硕士学位论文 其写为下面形式 j 口一1 咄2 酗啡t + 吼+ 巩托 ( 3 1 3 ) 其中n 。善4 一l ，r t 。一。；。彳，。 对w 瓜模型的估计可以通过最小二乘法来进行，假如对残差协方差矩阵 不施加限制性条件，由最小二乘法可得矩阵的估计量为 1 ， z 5 亍乙5 t l 上 f 1 ( 3 1 4 ) 讯模型中一个重要问题是滞后阶数的p 的确定。常用的方法是选择舢c ( a j 【a i k ei n f o 衄a t i o nc t e r i o n ) 信息准则和s c ( s c h w a r zc r i t e r i o n ) 信息准则最 小的滞后阶数。舢c 信息准则和s c 信息准则计算方法如下： c = 一复丁+ 知r s c = 一刃丁+ 咒h l 丁丁 其中咒；小似+ 册) 是被估计的参数总数，z 由下式确定： ( 3 1 5 ) ( 3 1 6 ) k 孚( 1 地幼) 一考h l 吲 ( 3 1 7 ) 其中妻是v 根模型的残差协方差矩阵。 当使舢c 信息准则和s c 信息准则最小的滞后阶数不一致时，可再结合u 之 ( 似然比) 检验来确定最终的滞后阶数。检验的原假设为：在滞后阶数为歹时， 系数矩阵彳，的元素均为零；备择假设为：系数矩阵彳，中至少有一个元素显著不 为零。彳2 陬纪) 统计量如下： 尺；( 丁一足) l i l 阻l _ l n 刚z 2 2 ) ( 3 1 8 ) 其中七是可选择的其中一个方程中参数的个数：七= d + 两，d 是外生变量的个 数，童和宝，分别表示滞后阶数为( 一1 ) 和_ 的v 根模型的残差协方差矩阵的估 计， 北方工业大学硕士学位论文 a e t ( 南黔) ( 3 1 9 ) 由于经过一阶差分的内生变量中各序列都是平稳的，只有构成毋“的变量 都是，( 0 ) 时，才能保证新息是平稳过程。此时系数矩阵的秩满足 o 尺( n ) 一厂 聊，存在两个m r 阶矩阵口和，使得一口卢，其中两个分解矩 阵的秩都是r 。 协整方程存在包含截距项和趋势项等五种形式，协整似然比检验假设为 h 。：至多有，个协整关系；q ：有所个协整关系( 满秩) 检验统计量为 q r 一一1 0 9 ( 1 一凡) ( 3 2 0 ) 其中凡是大小排第f 的特征值，丁是观测期总数。 从不存在任何协整关系的零假设开始，然后是最多一个协整关系，直到最多 朋一1 个协整关系，共进行朋次检验，备择假设不变。 ( 3 ) g m n g e r 因果关系检验 经济变量中有一些变量在统计上显著相关，但却不存在实质上的因果关系。 著名计量经济学家g r a n g e r 在1 9 6 9 年提出一种用于判断两个变量间是否存在因 果关系的方法，称为g r a n g e r 因果检验。g r 觚g e r 因果检验在考察序列x 是否是 序列l ，产生的原因时采用这样的方法：先估计当前的y 值被其自身滞后期取值所 能解释的程度，然后验证通过引入序列x 的滞后值是否可以提高y 的被解释程 度。如果是，则称序列x 是y 的g 舢g e r 成因( g r a n g e rc a u s e ) ，也可以说“】，是 由xg r 孤g e r 引起的 ，此时x 的滞后期系数具有统计显著性。为了表述方便， 下面用二元变量来解释这一方法。g m g e r 检验要求估计以下回归： 副+ 弘v 。+ 善岛x 叫饥 。1 。1 ( 3 2 1 ) h 置i c 2 + 善 y t + 善6 ，五一，+ 肛丑 如果接受。：a 扇一一展一o 就说明置不是y 的g r a n g e r 成因，反之则称 墨是y 的g r a n g e r 成因；如果接受k ：凡一九一一九一。就说明y 不是置的 1 6 北方工业大学硕士学位论文 g 砌g e r 成因，反之则称y 是五的g r a n g e r 成因。以上偏回归系数为零的联合检 验可通过f 检验来实现： n 群 r s s 。| l n k 、 、。 其中，尉峨和分别表示在。或h 眈下的受约束回归残差平方和及无 约束回归残差平方和，m 表示线性约束个数，n 表示样本个数，k 表示无约束回 归中的回归因子个数。若计算出来的f 值大于给定的临界值，就拒绝原假设，说 明存在因果关系；反之则接受原假设，说明不存在因果关系。 3 2 电解铝需求因素对电解铝价格的影响 3 2 1 定性分析 对电解铝的需求主要体现在铝的消费量上。此外，电解铝主要替代品价格的 变动对电解铝价格和消费量也会产生直接影响。国内消费电解铝的行业和部门以 及电解铝的出口均构成对国内电解铝的需求。据统计，中国国内电解铝消费中， 建筑、交通运输、电力、机械4 项消费占总消费的8 2 ( 卢宇飞，2 0 0 5 ) 。从铝 的替代品来看，铝的用途广泛，因而在不同应用领域存在不同的替代品。但从替 代程度和相互影响程度来看，铝和铜之间的相互替代关系最为重要。 建筑上对铝的需求主要是各种建筑用铝材和铝合金。9 0 年代以来，中国房 地产业和建筑业发展迅速，尽管国家不断出台政策以稳定房地产投资增速，但是 强大的市场需求支持房地产业快速发展，房地产投资增速基本保持在2 0 以上。 目前建筑行业在我国铝消费中占有3 0 至4 0 的比例，是中国铝消费第一大户。 建筑业的发展是导致中国电解铝消费需求扩大的最重要因素。按照中国建设部的 预计，到2 0 2 0 年我国城镇化率将达到6 0 ，人均住房面积要达到3 5 平米。如果 以2 0 0 8 年到2 0 2 0 年人口自然增长率1 计算，到2 0 2 0 年我国人口将达到1 5 亿， 城镇总共需要住房总面积为3 1 5 亿平米。建设部政策研究中心预计，目前我国城 镇人均住房面积为2 6 平米，城镇居民居住面积达到1 6 5 亿平米，还需要新增住 房面积为1 5 0 亿平方米。未来1 5 年，我国新建住房面积要在目前住房总面积的 基础上翻一番，铝消费量将是非常巨大，再加上铝合金制品的竞争优势将逐渐强 于p v c 等材料制品，铝在建筑行业的应用范围将逐步扩大。建筑业的发展对铝 价的上涨具有较大的贡献率。 交通运输部门对铝的消费主要是指用于制造各种交通运输设备的铝。中国交 1 7 北方工业大学硕士学位论文 通运输部门每年耗铝量约占总量的2 5 左右。其中汽车工业和船舶工业用铝量最 大。近年来的高油价迫使汽车轻量化，比钢材轻得多的铝合金材料受到汽车工业 的青睐，铝在汽车业原材料中的应用比例大大上升。汽车业在中国正是国家大力 扶持的重点支柱产业，发展迅速，国内消费强劲，除2 0 0 5 年出现较大波动外， 近几年供需增量一直保持较高的速度。2 0 0 6 年我国汽车产销量分别达到7 2 7 9 7 万辆和7 2 1 6 0 万辆，同比增长2 7 3 2 和2 5 1 3 。据中国汽车工程学会理事长张 小虞预测，2 0 0 7 年我国汽车产量有望突破8 0 0 万辆，超过日本成为世界第二大 汽车生产国，2 0 1 0 年将超过1 0 0 0 万辆。汽车工业的快速发展无疑是中国电解铝 消费需求急剧扩大、价格不断上升的一个重要原因。据中国商务部副部长魏建国 称，中国的目标是用1 0 年左右的时间实现占世界汽车贸易总额的1 0 ，也就是 实现1 2 0 0 亿美元的出口规模，而2 0 0 5 年中国汽车及零部件出口出口额仅为1 9 0 亿美元，还有很大的发展空间。由此可见，未来我国汽车工业的发展空间将是巨 大的，从而带动原铝消费增长。船舶工业( 主要指钢质船泊) 也是大量消耗铝的 行业，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。船舶工业也是中国发展迅速的行业之 一。目前中国造船业产量和规模稳居世界第三位，按修正总吨计算，2 0 0 6 年中 国占世界市场份额已提高到2 2 。船舶工业的快速发展也是中国电解铝消费增 长、进而铝价上涨的一大推动力。 电力行业历来是用铝大户，对铝的消耗主要是输电线。由于同样重量的铝的 导电量是铜的2 倍，再加上铜铝差价较大，所以绝大多数输电线是铝制的。由于 中国经济发展带来了供电紧张，近几年中国大力发展电力产业，“十五 期间我 国发电设备的年产量平均增长速度高达4 9 ，2 0 0 6 年产量已超过1 亿千瓦，中 国有色金属工业协会副会长潘家柱表示，到“十一五 末，如在建、拟建项目继 续投资，中国电