我國原鋁消費(fèi)規(guī)律研究及消費(fèi)量預(yù)測

[摘 要] 揭示世界和我國鋁工業(yè)發(fā)展的規(guī)律，主要有：周期性規(guī)律、峰值和峰值期規(guī)律、鋁鋼比規(guī)律和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)律。本文通過考察我國原鋁消費(fèi)量與世界原鋁消費(fèi)量、我國GDP、我國第一二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重、我國城市化率之間的關(guān)系，總結(jié)了我國原鋁消費(fèi)規(guī)律，用回歸方法得出了4組關(guān)系的回歸方程。用回歸法、時(shí)間序列法和灰色理論法預(yù)測了我國原鋁未來20年的消費(fèi)量。

[關(guān)鍵詞] 鋁工業(yè)規(guī)律；原鋁消費(fèi)規(guī)律；消費(fèi)量預(yù)測；周期性；峰值

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2013 . 11. 022

[中圖分類號] F203 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）11-0031-05

鋁是最為重要的有色金屬之一，也是用量最大的有色金屬。從國際上看，2010年我國原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量分別占世界原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量的40%；從國內(nèi)看，原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量分別占10種主要有色金屬產(chǎn)量和消費(fèi)量的50%以上。在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排的大背景下，研究我國原鋁消費(fèi)需求規(guī)律對于開展需求量預(yù)測，科學(xué)制訂鋁行業(yè)乃至有色金屬行業(yè)發(fā)展規(guī)劃具有重要意義。

1 世界鋁工業(yè)發(fā)展規(guī)律

1.1 周期性規(guī)律

鋁同鋼鐵一樣，屬于基礎(chǔ)金屬材料。世界鋼鐵工業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的周期性，從第二次大戰(zhàn)結(jié)束后至今的60多年中，世界鋼鐵產(chǎn)量已經(jīng)出現(xiàn)了3個(gè)主要周期，即快速增長I期（1947-1974年）、緩慢增長期（1975-2001年）和快速增長II期（2002-現(xiàn)在）。世界原鋁產(chǎn)量的變化，表現(xiàn)出與鋼產(chǎn)量幾乎一樣的變化規(guī)律，震蕩上行的頻率和波峰波谷期完全一致（見圖1）。其中，1947-1974年原鋁產(chǎn)量從105.1萬噸快速增加到1 381萬噸，達(dá)到階段峰值，期間增長1214%，平均年增長率為44.96%，并出現(xiàn)階段峰值。1975-2001年，原鋁產(chǎn)量從1 269.3萬噸增加到2 443.6萬噸，增長76.8%，平均年增長率為2.95%。2002-2010年，原鋁產(chǎn)量從2 607.8萬噸增加到4 079.5萬噸，增長56.4%，平均年增長率為7.05%。

筆者通過研究世界原鋁產(chǎn)量和粗鋼產(chǎn)量之間的相關(guān)性發(fā)現(xiàn)，兩者具有高度正相關(guān)性，線性相關(guān)系數(shù)為0.98。

1.2 峰值和峰值期規(guī)律

20世紀(jì)70年代初期，英國、美國、日本、德國等幾個(gè)發(fā)達(dá)國家的鋼產(chǎn)量都先后達(dá)到歷史最高值。在峰值期附近，該國的工業(yè)化基本完成，導(dǎo)致鋼鐵產(chǎn)量消費(fèi)量達(dá)到飽和而不再增長，原鋁消費(fèi)也有類似規(guī)律。通過研究發(fā)達(dá)國家的鋁工業(yè)發(fā)展歷程可知，美國、英國的原鋁產(chǎn)量、消費(fèi)量都有峰值，且原鋁產(chǎn)量與粗鋼產(chǎn)量的變化規(guī)律幾乎一致，但原鋁產(chǎn)量的峰值要滯后于粗鋼產(chǎn)量峰值。美國、英國的原鋁產(chǎn)量在1980年同時(shí)到達(dá)峰值，分別比本國粗鋼產(chǎn)量峰值期晚7年和10年，見圖2。王安建 等在研究中也提到了“先期工業(yè)化國家鋁消費(fèi)頂點(diǎn)推后”的問題[1]。

1.3 鋁鋼比變化規(guī)律

鋁鋼比是指一個(gè)國家或地區(qū)原鋁產(chǎn)量與粗鋼產(chǎn)量的比值，它反映了一個(gè)國家的工業(yè)化程度，工業(yè)化程度越高，鋁鋼比越高。

筆者研究了1920-2010年美國、中國和世界的原鋁產(chǎn)量與粗鋼產(chǎn)量的關(guān)系，得到如圖3所示的鋁鋼比變化的曲線圖。美國的鋁鋼比曲線為“峰狀”曲線，以1991年時(shí)點(diǎn)為峰值5.17%。中國的鋁鋼比曲線為“波折上升”型曲線：從20世紀(jì)60年代中期到70年代末期曲線持續(xù)下降，80年代初的數(shù)值與60年代初相當(dāng)。除此時(shí)間段外，其余時(shí)間鋁鋼比是增長的，從1995年開始快速增長，2010年接近世界平均3%的水平。世界鋁鋼比曲線圖（1940-1946年為估算數(shù)據(jù)）為“穩(wěn)步上升”型曲線，從0.18%增加到3.01%。其中，鋁鋼比首次達(dá)到1%、1.5%、2%、2.5%、3%的年份分別為1953年、1966年、1977年、1991年、1999年。

分析以上曲線不同形態(tài)的原因，筆者認(rèn)為：

（1）美國是典型的工業(yè)化國家，樣本數(shù)據(jù)時(shí)間跨度為1920-2010年之間的90年，其中以20世紀(jì)70年代中期為時(shí)間節(jié)點(diǎn)分為工業(yè)化階段和后工業(yè)化階段兩個(gè)時(shí)期。具體表現(xiàn)是：原鋁產(chǎn)量和粗鋼產(chǎn)量分別于1980年和1973年到達(dá)峰值和拐點(diǎn)，此后兩者分別出現(xiàn)下降。但原鋁產(chǎn)量的下降速率在1991年前低于粗鋼，1991年后高于粗鋼，因而得到“峰狀”曲線，并以1991年的5.17%為峰值。

（2）中國原鋁產(chǎn)量和粗鋼產(chǎn)量的樣本數(shù)據(jù)跨度為1953-2010年的近60年，由于歷史原因，20世紀(jì)60年代中期到70年代末期我國工業(yè)化進(jìn)程基本停滯，因而這段時(shí)間鋁鋼比是下降的，其余時(shí)間是上升的。我國目前尚處于工業(yè)化的中期階段，原鋁產(chǎn)量和粗鋼產(chǎn)量均未到達(dá)峰值，因而總體趨勢呈現(xiàn)“波折上升”形態(tài)。

（3）就世界總體發(fā)展水平而言，除少數(shù)10余個(gè)國家外，大多數(shù)國家均未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，整體工業(yè)化處于發(fā)展階段，因而世界原鋁產(chǎn)量和粗鋼產(chǎn)量均未到達(dá)峰值，故其鋁鋼比曲線呈現(xiàn)“穩(wěn)步上升”形態(tài)。

1.4 產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)律

國際范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移主要指發(fā)達(dá)國家或地區(qū)通過國際貿(mào)易和國際投資等多種方式，將產(chǎn)業(yè)（主要是制造業(yè)或勞動密集型產(chǎn)業(yè)）轉(zhuǎn)移到次發(fā)達(dá)國家或地區(qū)以及發(fā)展中國家或地區(qū)。當(dāng)前國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)主要表現(xiàn)為：在發(fā)達(dá)國家繼續(xù)向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移已失去競爭優(yōu)勢的勞動密集型產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，開始向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移資本密集型和資本技術(shù)雙密集型產(chǎn)業(yè)。世界鋼鐵工業(yè)有過明顯的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，鋁工業(yè)有著同樣的規(guī)律。

從歷史上看，最初的鋁工業(yè)集中于大西洋兩岸的北美和歐洲地區(qū)。二戰(zhàn)之后，隨著世界其他經(jīng)濟(jì)區(qū)的發(fā)展和工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)張，鋁工業(yè)開始在非洲、亞洲、南美等地區(qū)逐漸發(fā)展起來。1980年前后，隨著英、法、美、日、德等發(fā)達(dá)國家工業(yè)化的陸續(xù)完成，世界鋁工業(yè)的主體開始向次發(fā)達(dá)地區(qū)或發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。氧化鋁生產(chǎn)區(qū)域從經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家轉(zhuǎn)向有資源優(yōu)勢的國家和發(fā)展中國家[2]。

我國鋁工業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)律也逐步顯現(xiàn)?？傮w上來看，我國以中北部為重心的鋁工業(yè)格局，逐漸向中東部、西南部、西北部轉(zhuǎn)移。中東部老工業(yè)區(qū)（山東等地）由于煤電鋁一體化產(chǎn)業(yè)鏈條完善，整體競爭優(yōu)勢依然明顯；廣西等西南地區(qū)省份有豐富的鋁土礦資源和水電優(yōu)勢，氧化鋁生產(chǎn)逐漸向西南轉(zhuǎn)移；內(nèi)蒙、新疆、甘肅、青海、寧夏等西北區(qū)域有能源優(yōu)勢，成為發(fā)展電解鋁的新基地。而原來的電解鋁第一大省河南，由于電費(fèi)上漲、環(huán)境制約等因素逐漸失去了競爭優(yōu)勢。中東、西南、西北正在形成我國鋁工業(yè)“三足鼎立”的局面[3]。

2 我國原鋁消費(fèi)規(guī)律及相關(guān)性分析

作為基礎(chǔ)原材料，原鋁消費(fèi)量的多少主要取決于以下幾個(gè)因素：①國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和固定資產(chǎn)投資規(guī)模。這是決定原鋁消費(fèi)量的重要因素。國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和固定資產(chǎn)投資規(guī)模，對原鋁消費(fèi)量的影響最大。②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整變化。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同，特別是一、二、三產(chǎn)業(yè)比例的變化，高新技術(shù)發(fā)展的程度，也將導(dǎo)致原鋁消費(fèi)量的變化。③產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)步因素。新技術(shù)的應(yīng)用使鋁工業(yè)效率提高、成本降低，將增加原鋁的消費(fèi)量。④鋁材主要應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展和在新領(lǐng)域應(yīng)用也是影響因素，如建筑、交通行業(yè)的大發(fā)展將增加原鋁消費(fèi)量。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)化進(jìn)程的加快，我國鋁工業(yè)發(fā)展速度遙遙領(lǐng)先于世界其他國家。2000-2010年的10年間，我國原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量的增長分別為1 320.58萬噸和1 227.23萬噸，平均年增長速度為18.9%和16.8%。這一時(shí)期，世界原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量的增長分別為1 609.83萬噸和1 504.02萬噸，平均年增長速度為5.3%和5.1%。進(jìn)入21世紀(jì)后的頭10年，我國原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量的增量對世界同比增量的貢獻(xiàn)率為82.0%和81.6%。2010年，我國原鋁產(chǎn)量和消費(fèi)量分別占全球總量的39.7%，成為名副其實(shí)的鋁工業(yè)大國。

我國鋁工業(yè)消費(fèi)規(guī)律，除具有周期性規(guī)律、峰值和峰值期規(guī)律、鋁鋼比變化規(guī)律和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)律外，還與我國GDP、第一二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重、城市化率有密切關(guān)系。表1列出了世界和我國原鋁的產(chǎn)量、消費(fèi)量，以及我國GDP、第一二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重和我國城市化率數(shù)據(jù)。

3.3 灰色理論法

灰色預(yù)測通過原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，發(fā)現(xiàn)、掌握系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律，對系統(tǒng)的未來狀態(tài)做出科學(xué)的定量預(yù)測[4]。

我們用2006-2010年我國原鋁消費(fèi)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行建模計(jì)算，參數(shù)如表7所示。對該模型進(jìn)行精度考察，結(jié)果為1級，2006-2010年我國原鋁消費(fèi)量的模擬值、殘差及相對誤差如表8所示。

4 結(jié)果分析與討論

以上用回歸法、時(shí)間序列法和灰色理論法進(jìn)行預(yù)測，得到了6組我國原鋁消費(fèi)量的數(shù)據(jù)。其中，以我國名義GDP、第一二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重、我國城市化率作自變量時(shí)，預(yù)測的數(shù)據(jù)比較接近。

以世界原鋁消費(fèi)量為自變量預(yù)測的數(shù)據(jù)偏小。原因是我國目前處于工業(yè)化中期，是工業(yè)化進(jìn)程中的加速階段，我國原鋁消費(fèi)量的增長速度還將加快，我國增速與世界增速的比例還將提高，因此，以現(xiàn)在的狀態(tài)預(yù)測未來數(shù)據(jù)，結(jié)果可能偏小。

用時(shí)間序列預(yù)測的數(shù)據(jù)偏大。原因是我國目前處于高速發(fā)展階段，一段時(shí)間后，發(fā)展速率將減緩。所以，將目前的發(fā)展速度應(yīng)用于未來的預(yù)測，結(jié)果可能偏大。

用灰色理論法進(jìn)行預(yù)測時(shí)，使用了2006-2010年的數(shù)據(jù)，由于受金融危機(jī)的影響，2008年我國原鋁消費(fèi)量的增速僅為0.5%，導(dǎo)致預(yù)測出來的數(shù)據(jù)可能偏小一些。

綜合考慮以上因素，預(yù)測我國原鋁消費(fèi)量在2015年、2020年、2025年和2030年的數(shù)據(jù)分別為2 600萬噸、3 900萬噸、5 500萬噸和7 400萬噸。

5 結(jié) 論

通過上述研究，得到以下結(jié)論：

（1）鋁工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)周期性規(guī)律，其頻率同鋼鐵工業(yè)幾乎一致，兩者產(chǎn)量、消費(fèi)量之間呈現(xiàn)高度相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)分別為0.98和0.972。

（2）鋁工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)峰值和峰值期規(guī)律，其產(chǎn)量、消費(fèi)量存在一個(gè)峰值和峰值期。美國、英國鋁工業(yè)的峰值期分別比本國鋼鐵峰值晚7年、10年。世界和我國的原鋁產(chǎn)量、消費(fèi)量均未達(dá)到峰值和峰值期。

（3）鋁鋼比規(guī)律：發(fā)達(dá)工業(yè)國家的鋁鋼比曲線先揚(yáng)后抑，在工業(yè)化之前逐步提高，在工業(yè)化完成后一段時(shí)間（美國為18年）到達(dá)峰值，此后，逐漸下降。世界范圍內(nèi)的工業(yè)化進(jìn)程還未完成，鋁鋼比呈單調(diào)增長趨勢，目前為3%。除1966-1976年特殊時(shí)期外，我國鋁鋼比呈不斷增長趨勢，2010年為2.58%，接近世界平均水平。

（4）鋁工業(yè)呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移規(guī)律。不論在世界范圍內(nèi)，還是我國范圍內(nèi)，鋁工業(yè)的發(fā)展逐漸由發(fā)達(dá)國家（地區(qū)）向次發(fā)達(dá)國家（地區(qū)），以及有資源、能源優(yōu)勢的區(qū)域轉(zhuǎn)移。

（5）我國原鋁消費(fèi)表現(xiàn)很強(qiáng)的規(guī)律性，消費(fèi)量與世界原鋁消費(fèi)量、我國GDP、城市化率呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.972、0.98、0.987；消費(fèi)量與第一二產(chǎn)業(yè)占GDP的比重呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為0.894。

（6）用回歸法、時(shí)間序列法和灰色理論法預(yù)測我國原鋁消費(fèi)量，在2015年、2020年、2025年和2030年的數(shù)據(jù)分別為2 600萬噸、3 900萬噸、5 500萬噸和7 400萬噸。

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