摘要 近年來我國已成為世界第一煤炭生產(chǎn)國、消費國和進口國。2013年實施電煤價格并軌后，我國國內(nèi)煤價與國際煤價的波動趨勢也將日趨一致。在國內(nèi)煤炭供給過剩的情況下，我國煤炭進口卻仍在大幅增加，對我國煤炭市場造成了較大影響。因此，準確預(yù)測國際煤炭價格既有利于擇機進口煤炭，也有助于進一步完善國家煤炭應(yīng)急儲備機制。通過整體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（EEMD），非平穩(wěn)煤價序列被分解重組為正常市場波動、重大事件影響、長期趨勢等具有不同經(jīng)濟含義的時間序列。這三項時間序列被用于支持向量機（SVM）組合建模對國際煤價進行了一年內(nèi)短期預(yù)測。研究發(fā)現(xiàn)：2013年國際煤炭價格將呈整體下跌趨勢，趨向長期趨勢線，并處于低位小幅波動。

關(guān)鍵詞煤炭市場；整體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解；支持向量機；價格預(yù)測

中圖分類號F764.1文獻標識碼A文章編號1002-2104（2013）10-0127-07

黨的十八大報告明確提出要“完善宏觀調(diào)控體系，更大程度更廣范圍發(fā)揮市場在資源配置中的基礎(chǔ)性作用，完善開放型經(jīng)濟體系，推動經(jīng)濟更有效率、更加公平、更可持續(xù)發(fā)展”[1]。而煤炭是我國的基礎(chǔ)能源，煤炭工業(yè)更是關(guān)系國家經(jīng)濟命脈和能源安全的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)[2]。

我國煤電行業(yè)緊密相連，有50%以上的煤用于發(fā)電。據(jù)國家統(tǒng)計局統(tǒng)計，2012年在41個全國規(guī)模以上工業(yè)大類行業(yè)中，石油和天然氣開采業(yè)下降2.2%，而電力、熱力生產(chǎn)和供應(yīng)業(yè)增長率高達69.1%，其中只有電力行業(yè)由同期虧損轉(zhuǎn)為盈利。由于電煤占電力企業(yè)營業(yè)成本高達70%，2011年受到電煤價格快速上漲的影響，電力行業(yè)全面虧損，其中火電企業(yè)全年虧損312億元，同比增虧約60%。當然，除國家發(fā)改委多次上調(diào)電價外，2012年電力行業(yè)由虧轉(zhuǎn)盈主要得益于2012年電煤價格大幅下跌。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，截止2012年12月21日，5 500大卡、6 000大卡和5 000卡動力煤平倉價格同比分別大幅下降23%、24.3%和23.6%。

目前，我國經(jīng)濟增長已經(jīng)進入能源依賴型經(jīng)濟發(fā)展階段。作為主要的動力燃料及工業(yè)生產(chǎn)原料，我國80%以上的煤炭（包括進口煤）應(yīng)用于電力、鋼鐵、建材和化工等影響國民經(jīng)濟運行的基礎(chǔ)性行業(yè)。與國家目前指定原油和成品油進口主要由四家企業(yè)專營和對成品油實行政府指導(dǎo)價不同，我國煤炭的進口權(quán)完全放開，2013年起我國電煤價格也不再受政府干預(yù)。此外，我國對煤炭進口也沒有許可證和配額的數(shù)量限制，且2013年煤炭進口關(guān)稅已由3%-6%暫定為“零”。因此，我國國內(nèi)煤價與國際煤價的波動趨勢將日趨一致。國際煤炭價格的波動會對我國煤炭市場造成較大影響，并直接影響我國各行業(yè)的資源配置和生產(chǎn)經(jīng)營活動，從而影響我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。所以，科學(xué)分析和研究國際煤炭價格走勢，對于我國煤電企業(yè)規(guī)避價格風(fēng)險和調(diào)整經(jīng)營策略、政府推進煤炭價格市場化改革和完善煤電價格聯(lián)動機制以及國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。

本文在對我國煤炭市場運行情況以及國內(nèi)外煤價波動關(guān)系進行分析的基礎(chǔ)上，使用EEMDSVM技術(shù)對國際煤炭價格走勢進行實證研究。

1我國煤炭市場現(xiàn)狀剖析1.1我國煤炭市場概述

近年來我國已成為世界第一煤炭生產(chǎn)國和消費國，煤炭生產(chǎn)量和消費量占世界生產(chǎn)量和消費量均為50%左右[3]。煤炭是我國的主體能源，占一次能源生產(chǎn)總量和消費總量均為70%左右。我國煤炭資源分布呈現(xiàn)“北富南貧、西多東少”的特點，集中分布在內(nèi)蒙古、山西、陜西、寧夏、新疆等?。▍^(qū)）。鑒于我國“富煤、缺油、少氣”的能源特征，在未來相當長時期內(nèi)，煤炭作為主體能源的地位不會改變。

徐進亮等：中國煤炭市場現(xiàn)狀剖析與國際煤價走勢研究中國人口·資源與環(huán)境2013年第10期同時，我國也已成為世界第一煤炭進口國。近年來我國通過提高煤炭出口關(guān)稅、減少煤炭出口配額等方式，推行緊縮的煤炭出口貿(mào)易政策，2009 年我國首次成為煤炭凈進口國。據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計，2009年我國累計進口煤炭（含褐煤）1.26億t，同比增長211.9%；2011年我國累計進口煤炭（含褐煤）1.824億t，同比增長11%，超越日本1.752億t的煤炭進口量，躍居世界第一；2012年我國累計進口煤炭（含褐煤）2.9億t，同比增長29.8%，超第二名的日本近億噸，達到歷史最高水平；而2012年我國出口煤炭（含褐煤）僅928萬t，同比下降36.7%，達到1986年以來最低水平，也是1987年以來煤炭年出口量首次不足1 000萬t。

全球經(jīng)濟持續(xù)低迷、美國頁巖氣等替代能源快速增長等一系列因素導(dǎo)致國際煤炭價格持續(xù)下跌，我國煤炭進口隨之不斷增加。2011年以來國際原油價格（此處選擇塔皮斯原油價格作為國際原油的參考價格）不斷上漲并高位波動的同時，國際煤炭價格卻持續(xù)大幅下降，再加上國內(nèi)煤炭運輸成本過高，從而導(dǎo)致進口煤更具成本優(yōu)勢，其價格低于國內(nèi)煤價。據(jù)中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格從2012年初112.3美元/t下跌至12月底93.4美元/t（11月8日為80.35美元/t，而后上漲），而同期環(huán)渤海動力煤平均價格達到634元/t。

1.2我國煤炭市場運行情況分析

2008年世界金融危機后，我國政府開始實施4萬億元人民幣投資計劃以拉動內(nèi)需，煤炭供需、價格及產(chǎn)能快速增長。2011年第四季度至2012年第三季度，由于歐債危機深化蔓延和美國經(jīng)濟復(fù)蘇乏力，我國經(jīng)濟增長持續(xù)減緩，煤炭供需關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)變，呈現(xiàn)“買方市場”特征[4]。

據(jù)國家統(tǒng)計局、中國電力企業(yè)聯(lián)合會和中國煤炭工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2012年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）為519 322億元，同比增長7.8%，2012年前三個季度GDP增速分別為8.1%、7.6%、7.4%；2012年我國全社會用電量達4.96萬億千瓦時，同比增長5.5%，增速同比下降6.51百分點，2012年前三個季度用電量增速分別為6.8%、4.3%、3.9%；煤炭市場需求尤其是火電煤需求增速也隨之從2012年第二季度開始大幅放緩，我國煤炭消費增速由2011年底6.3%及2012年第一季度6.4%，快速下滑至2012年前三個季度2.8%的增速，增幅同比下降7.5百分點。

在產(chǎn)能持續(xù)釋放等一系列因素影響下，2012年1至9月煤炭產(chǎn)量和凈進口量超過消費量近1億t，煤炭供給過剩和社會庫存不斷增加，煤炭價格隨之降低。但隨著宏觀經(jīng)濟企穩(wěn)回升和冬季用煤高峰拉動，2012年第四個季度GDP同比增長7.9%，煤炭需求有所好轉(zhuǎn)，煤炭進口和社會庫存卻仍在不斷增加。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計，截止2012年11月底，全社會存煤繼續(xù)維持高位，達2.9億t左右。截止2012年12月底，煤炭企業(yè)存煤8 500萬t，同比增加3 120萬t，增長58%；重點發(fā)電企業(yè)存煤8 113萬t，同比減少52萬t，下降0.6%，可用19天以上，仍處于較高水平[5]。

近年來國際和國內(nèi)煤炭價格波動情況如圖1所示。此處，鑒于秦皇島港口是世界上最大的煤炭輸出港之一、也是我國對外貿(mào)易的綜合性大港的實際情況，本文選擇秦皇島港口具有代表性的山西大同優(yōu)混煤（>6 000千卡）平倉價作為我國煤炭價格的參考價格（其中，“優(yōu)混”是指全部或部分經(jīng)過洗選加工的動力煤混煤，發(fā)熱量較高）。

1.3我國煤炭價格與國際煤炭價格波動關(guān)系分析

李曉明等使用GRACH模型對澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格和秦皇島大同優(yōu)混煤（>6 000大卡）的價格時間序列進行了實證分析，發(fā)現(xiàn)我國煤炭價格與澳洲煤炭價格的波動具有一致性，表現(xiàn)出相同的市場特征；且由于澳洲煤炭價格不受類似于我國宏觀政治因素的干擾，可將澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格作為國內(nèi)煤炭價格走勢的風(fēng)向標[15]。本文通過處理與計算，得出2003年3月至2013年1月我國秦皇島大同優(yōu)混煤月平均價格與澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨月平均價格的相關(guān)系數(shù)高達0.907。從圖1也可以看出，我國大同優(yōu)混煤價格與澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格的波動趨勢基本一致。這是國際煤炭市場對我國煤炭市場不斷造成沖擊的必然結(jié)果，也是我國煤炭市場國際化程度正逐漸提高的價格表現(xiàn)。

與原油和成品油進口權(quán)壟斷且對成品油實行政府指導(dǎo)價不同，我國煤炭的進口權(quán)和進口數(shù)量完全放開。從2013年起我國也已完全放開電煤市場，電煤價格開始完全由市場決定，所以不會形成國內(nèi)煤價與國際煤價波動趨勢背離的局面。隨著我國煤炭價格市場改革不斷深入推進，國外煤炭價格波動也將以更快速度、更大影響傳遞給國內(nèi)煤炭市場，國內(nèi)煤炭價格波動給予國外煤炭市場的反饋及反作用也將不斷增強，最終形成煤炭領(lǐng)域“國內(nèi)市場國際化”與“國際市場國內(nèi)化”并存的開放型格局。

目前，大量具有價格優(yōu)勢的進口煤對我國煤炭市場形成巨大的沖擊，煤炭價格競爭越來越激烈。研究國際煤炭價格走勢、準確把握煤炭進口時機，對于我國煤電企業(yè)穩(wěn)健可持續(xù)發(fā)展顯得尤為重要。2012年12月底，國務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于深化電煤市場化改革的指導(dǎo)意見》，指出“電煤

是煤炭消費的主體，占消費總量的一半以上”，并決定自2013年起取消重點電煤合同，實施電煤價格并軌，充分發(fā)揮市場在資源配置中的基礎(chǔ)性作用，逐步形成合理的電煤運行和調(diào)節(jié)機制。

所以，在當前我國政府不斷推動深化煤炭價格市場化改革、國內(nèi)煤炭價格開始完全由市場決定的情況下，準確預(yù)測國際煤價對于煤電企業(yè)規(guī)避價格風(fēng)險和調(diào)整經(jīng)營策略、政府推進煤炭價格市場化改革和完善煤電價格聯(lián)動機制具有重要的理論與實踐意義。

2基于EEMDSVM技術(shù)的國際煤炭價格走勢研究本文使用EEMDSVM技術(shù)對國際煤價走勢進行一年內(nèi)短期預(yù)測的假定前提：一是相信歷史會重現(xiàn)，也就是相信煤價波動特征會再次規(guī)律性出現(xiàn)；二是在短期內(nèi)無特殊政策和無突發(fā)事件影響，如全球性金融危機等。

2.1EMD及EEMD模型介紹

經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（Empirical Mode Decomposition，EMD）本質(zhì)上是對非平穩(wěn)信號進行平穩(wěn)化處理，根據(jù)信號內(nèi)在特性，將信號分解成一系列頻率從高到低的信號分量（Intrinsic Mode Function，IMF）和一個反應(yīng)信號長期變化趨勢的殘余分量（RES），這種逐層分解過程稱為“篩分”過程。但IMF必須滿足兩個條件：①在整個數(shù)據(jù)序列中，局部極值點和過零點的數(shù)目必須相等（或最多相差1）；②在任一點，局部最大值的上包絡(luò)線和局部最小值的下包絡(luò)線均值必須為0[6-13]。

EMD分解步驟包括：

（1）對于輸入信號X（t），確X（t）所有極值點。用三次樣條函數(shù)對極大點和極小點分別進行擬合得到X（t）的上下包絡(luò)線，再用原始數(shù)據(jù)序列減去上下包絡(luò)線的均值m（t），得：

s1（t）=X（t）-m1（t）（1）

（2）檢查S1（t）是否滿足IMF 的條件。如果不滿足，則需重復(fù)進行以上步驟，進行迭代處理，得：

s11（t）=s1（t）-m11（t）（2）

s1k（t）=s1（k-1）（t）-m1k（t）（3）

其中，m11（t）是s1（t）的平均包絡(luò)線。直至s1k（t）滿足IMF條件后，得到第一個IMF分量c1，迭代停止。迭代停止條件為0.2≤SD≤0.3。其中，

SD=∑T5t=0|s1，k-1（t）-s1，k（t）|25∑T5t=0|s1，k-1（t）|2（4）

（3）使用原信號減去c1，得到第一階剩余信號r1（t）為：

r1（t）=s（t）-c1（5）

（4）將剩余信號r1（t）重復(fù)上述3步，直至rn（t）不能再進行篩分。則原信號可以表示為：

X（t）=∑n5i=1ci+rn（t）（6）

其中，n為IMF的個數(shù)，c1為IMF分rn（t）量為殘余分量。

整體經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD）是針對EMD不足進行改進的一種噪聲輔助數(shù)據(jù)分析方法，實際上是噪聲分析法和EMD的有效結(jié)合，能夠有效抑制模態(tài)混疊（同一個IMF包含不同頻率的多個信號）。

EEMD分解步驟包括：

（1）向原信號加入隨機正態(tài)分布白噪聲nm（t），得到信號xm（t）：

Xm（t）=X（t）+k×nm（t）（7）

其中，m表示EMD執(zhí)行次數(shù)，k表示白噪聲幅值。

（2）使用EMD方法將信號Xm（t）分解成i個IMF 分量Cj，m（j=1，2，...，i）。其中，cj，m表示第m次EMD分解出的第j個IMF。

（3）如果m

（4）將每次得到的IMF 集成均值作為最終結(jié)果，得：

cj=∑M5m-1cj，m5M（j=1，2，...，i， m=1，2，...M）（8）

其中，cj為EEMD分解得第j個IMF（j=1，2，...i）。

2.2SVM模型介紹

支持向量機（Support Vector Machine，SVM）是一種建立在統(tǒng)計學(xué)習(xí)理論的VC 維理論和結(jié)構(gòu)風(fēng)險最小原理基礎(chǔ)上的可訓(xùn)練的機器學(xué)習(xí)方法。使用SVM進行回歸分析實質(zhì)上就是通過將信號非線性映射x到一個高維的特征空間，在這個特征空間中建立一個線性模型來訓(xùn)練回歸函數(shù)y=f（x）[14]。公式如下：

f（x）=w·x+b（9）

其中，w為權(quán)向量，b為閾值。

對于給定的訓(xùn)練數(shù)據(jù)序列，支持向量機通過對以下目標函數(shù)極小化確定回歸函數(shù)：

min（152‖w‖2+C∑n5i=1（ξ*i+ξi）（10）

yi-（w·xi+b）≥ε+ξ*i（11）

（w·xj+b）-yi≥ε+ξi（12）

ξi，ξ*i≥0（13）

其中：C 為用于平衡模型復(fù)雜項和訓(xùn)練誤差項的權(quán)重參數(shù)，ξ為松弛因子，ε為不敏感損失函數(shù)。

經(jīng)過調(diào)試，本文進行SVM建模時選用了徑向核函數(shù)（RBF），即K（x，y）=exp〔-λ‖x-xi‖2〕。其余參數(shù)（錯誤懲罰因子c等）均在調(diào)試后選用訓(xùn)練精度最佳參數(shù)。

2.3樣本數(shù)據(jù)選取說明及其統(tǒng)計描述

綜合本文第一部分內(nèi)容分析，鑒于我國煤炭主要從澳大利亞、印尼等國進口的現(xiàn)狀以及澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格及其指數(shù)的權(quán)威性，本文僅選取1999年5月27日至2013年1月3日澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價格作為樣本數(shù)據(jù)（共計682個數(shù)據(jù)），即可通過對2013年國際煤炭價格走勢進行分析和預(yù)測，從而間接對2013年國內(nèi)煤價趨勢進行預(yù)測。樣本數(shù)據(jù)統(tǒng)計描述如表1所示。