煤炭开采行业深度研究：美国煤炭消费量什么时候开始见顶？.pdf

行业 报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 1 煤炭开采 证券 研究报告 2018 年 09 月 19 日 投资 评级 行业 评级 强于大市 (维持 评级 ) 上次评级 强于大市 作者 冶小梅 分析师 SAC 执业证书编号： S1110516100001 yexiaomeitfzq 资料 来源： 贝格数据 相关报告 1 煤炭开采 -行业研究周报 :20180916一周煤炭动向：动力煤淡季不淡，焦炭现货回调或有限 2018-09-17 2 煤炭开采 -行业研究周报 :20180909一周煤炭动向：汾渭平原 “ 一城一市 ”焦化限产方案公布，陕西煤业大手笔回购提振信心 2018-09-09 3 煤炭开采 -行业研究周报 :20180902一周煤炭动向： 2018 年中报悉数出炉，煤炭上市公司利润同比增长 10% 2018-09-02 行业走势图 美国煤炭消费量什么时候开始见顶？ 1.美国煤炭消耗见顶的主要原因： 能源结构转型 、经济放缓 进入 21 世纪以来 ， 美国能源消耗 增速逐年放缓 ，到 2007 年达到峰值 2372 百万吨油当量后开始回落 ， 主要原因是经济增速放缓和单位经济增加值的能耗降低。 值得注意的是， 对比 2007 年消费量来看， 10 年间美国一次能源消费量降幅仅为 6%，而煤炭消费量降幅高达 42%，主要原因为：随着“ 页岩气革命 ” 的开展 ， 美国的天然气价格迅速下降 ， 这使得发电领域大规模应用天然气成为可能 ， 在发电量仍在增长的情形下， 廉价天然气的挤压使得美国煤炭消费量持续下降。 2.从美国煤炭消费峰值看中国： 增速放 缓 是 大势所趋 ， 但见顶回落言之尚早。 过去8 年里，我国经济由高速增长进入中速或中高速发展阶段，国内生产总值增速由 2010 年的 10.7%逐步下降到 2017 年的 6.9%。就像世上没有永动机一样，环顾世界，没有哪一个国家或地区可以长久地保持经济高速增长。从中国经济目前在 6.7%的增速下企稳的情况来看，中国经济发展的潜在增长率是远远高于发达国家的。中国目前还处在一个具有高成长性的历史阶段，结构转型的潜力非常大。 （ 1） 中国城镇化远没有完成。 2017 年底，我国常住人口的城镇化率为 58.82%，而多数发达国家都超过75%，如美国超过 85%、日本超过 90%， 中国的城镇化远没有完成。 （ 2） 中国制造 2025目前还未实现。 中国工业升级和高水平加工制造业的发展方兴未艾，与信息化相结合的新型工业化也正在推进的过程之中，远没有完成。 （ 3） 单位 GDP 能耗相当于 美国在 上世纪 80 年代的水平。 2017 年中国每万美元 GDP 消耗的一次能源仍有 2.60吨油当量 ， 相比美国的 1.24 吨油当量 、 日本的 0.70 吨油当量还有较大差距 ， 大体相当于美国在 上世纪 80 年代的水平 。 另外， 中国 “富煤、贫油、少气”的资源赋存条件决定了煤炭在一次能源结构的主要地位 。中国页岩气储量虽然丰富，但 中美在页岩气赋存条件、技术等方面存在着诸多差异性， “页岩气革命”在中国难以复制，技术制约下煤炭仍将是最经济的发电原料，在中国煤炭作为工业最重要的一次能源的地位在可预见的未来还难以撼动。 3.毋须悲观，中性假设下中国煤炭消费呈小幅增长 根据 BP 的数据， 2017 年中国煤炭消费量达 1892.6 百万吨油当量，占中国一次能源总消费的 60.42%；结合 前文 对中国一次能源总消费量的预测，分别假设 2027 年中国煤炭消费占比降低到 55%46%时中国煤炭消费量的增速，在中性假设下预计中国煤炭消费将继续小幅增长。 风险 提示 ： 政策调整风险；宏观经济超预期下滑风险；技术发展超预期风险 -32%-25%-18%-11%-4%3%10%2017-09 2018-01 2018-05煤炭开采 沪深 300 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 2 内容目录 1. 美国煤炭消耗见顶的主要原因：能源结构转型、经济放缓 . 4 1.1. 美国能源消费和煤炭消费的峰值 . 4 1.2. 美国煤炭消费下滑原因 1：页岩气革命的冲击 . 5 1.3. 美国煤炭消费下滑原因 2：经济增长放缓 . 6 2. 从美国煤炭消费峰值看中国：增速放缓是大势所趋，但见顶回落言之尚早 . 8 2.1. 中国经济增速换挡，但增长潜力不可忽视 . 9 2.2. “ 页岩气革命 ” 难以在中国复制，煤炭为主的能源消费结构难以撼动 . 12 2.2.1. 对标美国，中国的页岩气开发道路仍重重困难 . 12 2.2.2. 技术制约下煤炭仍将是最经济的发电原料 . 13 3. 毋须悲观，中性假设下中国煤炭消费呈小幅增长 . 14 4. 风险提示 . 14 图表目录 图 1： 21 世纪以来美国一次能源消费量增速放缓， 07 年起见顶回落 . 4 图 2：美国一次能源消费和煤炭消费（百万吨油当量） . 4 图 3：天然气正在取代煤炭成为重要的发电原料（ TWhs） . 5 图 4： “ 页岩气革命 ” 后美国天然气价格快速下行 (美元 /mmbtu) . 5 图 5：天然气单位热值成本仍高于煤炭 . 5 图 6： 2007 年燃气发电成本仍高于燃煤 . 6 图 7：随着资源成本下降 2017 年燃气发电成本低于燃煤 . 6 图 8：美国 GDP 增速与能源消费增速相关性高 . 6 图 9：美国单位 GDP 能源消耗逐年降低 . 7 图 10：工业与交通运输业是美国能源消费的主要领域 . 7 图 11：高能耗的工业部门能源消耗占比显著下降 . 7 图 12：随着页岩气开发美国能源结构中天然气份额提升而煤炭降低（ 1015Btu） . 8 图 13：中国能源消耗量还在持续增长 . 8 图 14：中国 gdp 同比增长率 . 9 图 15：中国 GDP 增速与能源消费增速相关性高 . 10 图 16：中国单位 GDP 能源消耗逐年降低 . 10 图 17：从终端看中国的工业领域是能源消费的主力 . 10 图 18： 中国能源终端消费格局相对稳定 . 10 图 19：中国第二产业仍是 GDP 增长的主要驱动力 . 10 图 20：预计中国单位 GDP 能源消耗将继续降低 . 11 图 21：中国页岩气资源多分布在干旱缺水地区 . 13 图 22：美国燃煤机组固定资产投资显著高于燃气机组 . 13 图 23：中国燃煤机组固定资产投资仅略高于燃气机组 . 13 图 24：中国管道天然气价格显著高于动力煤及美国天然气价格 . 14 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 3 表 1：预计中国一次能源消费增速放缓，但增长持续 . 11 表 2：中国页岩气的赋存条件与美国相比还有较大差距 . 12 表 3：预 测目前中国页岩气开采成本仍较高 . 12 表 4：敏感性分析：中国煤炭需求难有大幅回落 . 14 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 4 1. 美国 煤炭 消耗见顶的主要原因 ： 能源 结构转型 、 经济放缓 1.1. 美国能源消费和煤炭消费的峰值 美国作为全球第一经济大国，同时也是全球能源消费大国 ，在 2009 年被中国超越前 ， 其一次能源消费量长期居于全球首位 。 进入 21 世纪以来 ， 美国能源消耗 增速逐年放缓 ，到2007 年 达到峰值 2372 百万吨油当量后开始回落 ， 2017 年 美国一次能源 消费量为 2235 百万吨油当量 。 图 1： 21 世纪以来 美国一次能源消费量增速放缓， 07 年起见顶回落 资料来源： BP， 天风证券研究所 美国煤炭发展史可以追溯至 1885 年 ， 煤炭取代木材成为美国最主要的能源 ，以此作为起点，美国煤炭行业积聚了 130 来年的发展历史。 总体来看， 1885 年 -2007 年美国煤炭消费绝对量稳步增加 ， 2007 年是美国 一次 能源消费的重要节点，同时也是煤炭消费的转折点。 2008 年 受金融危机影响， 美国经济增长大幅下滑，与之伴随着能源消费的大幅下跌，2007-2009 年美国一次能源消费量从 2372 百万吨油当量下滑至 2206 百万吨油当量，降幅7%；美国煤炭消费量从 573.3 百万吨油当量快速下滑至 496.2 百万吨油当量，降幅 13.4%。此后随着金融危机影响的逐渐淡去 ，美国一次能源消费保持较为稳定的水平，而煤炭消费量继续快速下滑， 对比 2007 年消费量来看， 10 年间美国一次能源消费量降幅 6%（ 2007年： 2371.82 百万吨油当量； 2017 年 2234.85 百万吨油当量）， 煤炭消费量降幅 42%（ 2007年： 573.3 百万吨油当量； 2017 年 332.12 百万吨油当量） 。 图 2： 美国一次能源消费和煤炭消费 （百万吨油当 量） 资料来源： BP、 世界能源委员会、 天风证券研究所 500800110014001700200023001965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015美国一次能源消费量 (百万吨油当量 ) 010020030040050060070005001000150020002500196519681971197419771980198319861989199219951998200120042007201020132016消费量 :一次能源 :美国 消费量 :煤炭 :美国 (右 ) 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 5 1.2. 美国煤炭消费下滑原因 1：页岩气革命的冲击 上 文提到一个数据， 2007 年 -2017 年十年间， 美国一次能源消费量降幅 仅 6%， 而 煤炭消费量降幅 却高达 42%， 其主要原因是天然气在发电领域的替代作用 。 美国煤炭的消费集中在发电领域， 21 世纪初随着 “ 页岩气革命 ” 的开展 ， 美国的天然气价格迅速下降 ， 这使得发电领域大规模应用天然气成为可能 ， 在发电量仍在增长 （ 20012017 年 CAGR 约 0.4%，EIA）的情形下，美国动力煤用量持续下降。 图 3： 天然气正在取代煤炭成为重要的发电原料（ TWhs） 资料来源： EIA， 天风证券研究所 美国是页岩气勘探开发最早 、 也是最成功的国家 。 早在 1821 年就成功钻探了世界第一口页岩气井 ， 20 世纪 70 年代 ， 美国政府从政策 、 财力上大力支持页岩气开发 ， 有效推动了页岩气开采技术的发展 ， 20 世纪 80-90 年代 ， 美国米切尔能源开发公司在德克萨斯中北部地区贝纳特页岩区实施了深部页岩气项目 ， 并实现页岩气的大规模商业开采 ， 这主要得益于针对页岩气储层的特点开发了页岩气射孔优化技术 、 压裂技术和水平技术 。 技术上的突破和商业化生产，有效降低了能源价格，缓解美国严重依赖能源进口的 局面 ，为美国经济的可持续发展提供保障。 图 4： “页岩气革命”后美国天然气价格快速下行 (美元 /mmbtu) 图 5：天然气单位热值成本仍高于煤炭 资料来源： BP， 天风证券研究所 资料来源： EIA， 天风证券研究所 即便如此，天然气单位热值的能源价格仍高于煤炭。 据 EIA 数据 ， 2017 年美国管道天然气-500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.04500.05000.0煤炭发电量 天然气发电量 其他发电量 0.002.004.006.008.0010.0012.0014.0016.0018.00198419871990199319961999200220052008201120142017现货价 (CIF):天然气 :欧洲 (德国 ) 现货价 (CIF):天然气 :美国亨利中心 现货价 (CIF):液化天然气 :日本 0123456789102008200920102011201220132014201520162017天然气价格 (到厂价，美元 /mmbtu) 煤炭价格 (到厂价，美元 /mmbtu) 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 6 到电厂平均价格约 3.52 美元 /mmbtu， 是动力煤到厂平均价格 1.57 美元 /mmbtu 的两倍以上，即使考虑了天然气更高的热效率，天然气的经济性也不如煤炭。 但燃气机组的资本开支少，随着天然气成本下降 ， 单位电量完全成本低于燃煤机组。 发电成本由三部分构成：固定资产投资（电厂建造成本折旧）、运行维护成本和燃料成本。在美国，由于政策引导与技术进步，随着天然气成本的下降，投资和运维成本低的优势使得天然气发电的综合成本低于燃煤发电的成本，这是近些年来天然气发电在美国得以快速发展的重要原因。 图 6： 2007 年燃气发电成本仍高于燃煤 图 7：随着资源成本下降 2017 年燃气发电成本低于燃煤 资料来源： EIA， 天风证券研究所 资料来源： EIA， 天风证券研究所 总体而言， 美国“页岩气革命”能够顺利推进是一个多因素共同作用的结果： 供给端：赋存条件好和技术进步使得大规模开发页岩气成为可能；需求端：资源成本下降使得燃气发电的成本低于燃煤 ，因此电力领域煤炭消费被大规模替代。 1.3. 美国煤炭消费下滑原因 2：经济增长放缓 美国能源消耗减速与经济增长放缓的相关性显而易见 。 随着美国 GDP 增速的放缓， 一次能源消费增速趋于下行。 图 8： 美国 GDP 增速与能源消费增速相关性高 资料来源： BP， Wind， 天风证券研究所 31.08 11.78 4.28 1.9 7.77 44.18 0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.00燃煤电厂 燃气电厂 (0.001美元/kWh) 固定资产投资 运营及维护成本 燃料成本 31.08 11.78 4.28 1.9 9.98 21.27 0.005.0010.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.00燃煤电厂 燃气电厂 (0.001美元/kWh) 固定资产投资 运营及维护成本 燃料成本 -6.00%-4.00%-2.00%0.00%2.00%4.00%6.00%8.00%19661968197019721974197619781980198219841986198819901992199419961998200020022004200620082010201220142016美国一次能源消费量同比 实际 GDP同比 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 7 值得关注的是，美国实际 GDP 增速是高于一次能源消费量增速的 ， 经济增长逐渐显示出摆脱能源消费增长的迹象。 从单位实际 GDP 的能源消耗情况看 ， 在过去的 50 年间美国每万美元 GDP 的能源消耗量从约 3.3 吨油当量快速下行至约 1.2 吨油当量 ，换言之，经济增长的“能效”在不断提升。 图 9： 美国单位 GDP 能源消耗逐年降低 资料来源： BP， Wind， 天风证券研究所 单位 GDP 能耗下降可以从两个维度来解释 ： 一是能源 终端 消费结构的调整 。与大多数国家不同，美国工业能耗仅占到总能耗的 32%，其次是交通运输业的 29%、 居民部门的 20%和商业 、 服务业的 19%（ IEA， 2017）。而相比之下，美国 2017 年仅服务 GDP 贡献就达到总量的 47%（ BEA），可见第三产业相对第二产业的能效更高，过去 50 年间随着美国经济结构中第二产业比重的逐年下降 ，单位 GDP 能耗逐年降低 。 图 10：工业与交通运输业是美国能源消费的主要领域 图 11：高能耗的工业部门能源消耗占比显著下降 资料来源： EIA， 天风证券研究所 资料来源： EIA， 天风证券研究所 第二个维度是一次能源热转换效率的提升 。 目前主要的一次能源中，煤炭的热效率只有40%60%， 石油约 65%左右 ， 天然气可达 75%以上 。美国“页岩气革命”后，天然气价格迅速下降，电力等工业领域大规模使用天然气作为一次能源成为可能，在此背景下美国煤炭消费受到冲击，而更高热效率的天然气占比提升，这使得美国一次能源整体的热效率提升。此外，技术的进步对能源使用效率也有一定的提升作用。 00.511.522.533.519651967196919711973197519771979198119831985198719891991199319951997199920012003200520072009201120132015单位实际 GDP能源消耗 (吨油当量 /万美元 ) 20% 19% 32% 29% 美国能源消费终端结构 (2017) 居民 商业 /服务业 工业 交通运输 0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%1949 1959 1969 1979 1989 1999 2009居民 商业 /服务业 工业 交通运输 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 8 图 12：随着页岩气开发美国能源结构中天然气份额提升而煤炭降低（ 1015Btu） 资料来源： EIA， 天风证券研究所 2. 从美国 煤炭 消费 峰值看中国 ： 增速放 缓 是 大势所趋 ， 但见顶回落言之尚早 与美国 不同，中国的能源消费还在持续增长。 BP 世界能源统计年鉴（ 2018）显示， 2017年中国能源消费总量达 3132.2 百万吨油当量，同比增 2.8%，占全球能源消费总量的 23.2%和全球能源消费增长的 33.6%，连续 17 年稳居全球能源增长榜首。 但同时消费 增速有所下降， 20002010 年能源消费增速 CAGR 为 9.51%， 20102017 年只有 3.35%。 图 13：中国能源消耗量还在持续增长 资料来源： BP， 天风证券研究所 02040608010012019731975197719791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017煤炭 天然气 石油 清洁能源 05001000150020002500300035001965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015中国一次能源消费量 (百万吨油当量 ) 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 9 2.1. 中国经济增速换挡，但增长潜力不可忽视 过去 8 年里，我国 经济 由高速增长 进入中速或中高速发展阶段 ， 国内生产总值增速由 2010 年的 10.7%逐步下降到 2017 年的 6.9%。 就像世上没有永动机一样， 环顾世界，没有哪一个国家或地区可以长久地保持经济高速增长。根据物理学的原理，假如要维持匀速，质量越大的物体，就需要越多的动能。对于宏观经济也是这个道理，当一国经济经过一段时间的高速增长，经济总量已经达到一定规模后，如果仍要人为地维持增长速度不变，就需要 更多要素的投入。 2008 年我国 GDP 总量为 31.95 万亿元，在此基础上增长 10%，新增部分仅为 3.195 万亿元（假设价格不变，下同）。到了 2017 年我国 GDP 总量已经达到 82.71万亿元，如果希望 2017 年能实现 10%增长，新增部分就是 8.271 万亿元，其 难度显然比十年前大得多。 因此，中国这个如此庞大的经济体不可能长久地维持高速增长，他“做不到”也 “受不了”像过去那样持续高速增长了，潜在增长率下降是必然趋势。 图 14： 中国 gdp 同比增长率 资料来源： Wind， 天风证券研究所 从中国经济目前在 6.7%的增速下 企稳的情况来看，中国经济发展的潜在增长率是远远高于发达国家的。 中国目前还处在一个具有高成长性的历史阶段，结构转型的潜力非常大。 （ 1） 中国城镇化远没有完成 2017 年底，我国常住人口的城镇化率为 58.82%，而多数发达国家都超过 75%，如美国超过85%、日本超过 90%，中国的城镇化远没有完成。 （ 2） 中国制造 2025 目前还未实现 中国 工业升级和高水平加工制 造业的发展方兴未艾，与信息化相结合的新型工业化 也正在推进的过程之中，远没有完成。 （ 3） 单位 GDP 能耗相当于 美国在 上世纪 80 年代的水平 2017 年中国每万美元 GDP 消耗的一次能源仍有 2.60 吨油当量 ， 相比美国的 1.24 吨油当量 、日本的 0.70 吨油当量还有较大差距 ， 大体相当于美国在 上世纪 80 年代的水平 。 4.006.008.0010.0012.0014.0016.002000-032000-122001-092002-062003-032003-122004-092005-062006-032006-122007-092008-062009-032009-122010-092011-062012-032012-122013-092014-062015-032015-122016-092017-062018-03GDP:不变价 :当季同比（ %） 行业报告 | 行业深度研究 请务必阅读正文之后的信息披露和免责申明 10 图 15：中国 GDP 增速与能源消费增速相关性高 图 16：中国单位 GDP 能源消耗逐年降低 资料来源： BP， Wind， 天风证券研究所 资料来源： BP， Wind， 天风证券研究所 我们认为 ， 现阶段来看中国 单位 GDP 能源 消耗下降的空间并不大 ，分解来看： (1)中国能源终端消费长期以工业为主 ， 而 第二产业仍是目前中国国民经济增长的主要驱动力 ， 因此中国的能源终端消费格局长期稳定 ， 1990 年至 2015 年工业领域的能源消费比例仅从 74.61%小幅降低至 71.69%； (2)中国 “富煤、贫油、少气”的资源赋存条件决定了低热效率的煤炭在一次能源结构的主要地位 （ 2017 年占 6 成以上） ，这个问题将在下一节中具体展开； (3)供给侧改革及环保政策约束下落后产能逐渐被置换 ， 能源使用效率预计会有所提升 。 图 17：从终端看中国的工业领域是能源消费的主力 图 18：中国能源 终端 消费格局相对稳定 资料来源： 中国统计年鉴， 天风证券研究所 资料来源： 中国统计年鉴， 天风证券研究所 图 19：中国第二产业仍是 GDP 增长的主要驱动力 资料来源： Wind， 天风证券研究所 -5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%1979 1986 1993 2000 2007 2014中国一次能源消费量同比 中国实际 GDP同比 (2012年为基期 ) 0246810121978 1983 1988 1993 1998 2003 2008 2013中国单位 GDP能源消耗 (吨油当量 /万美元 ) 11% 8% 72% 9% 中国能源终端消费结构 居民 商业 /服务业 工业 交通运输 74.61% 71.69% 0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%1990 1995 2000 2005 2010 2015居民 商业 /服务业 工业 交通运输 -5.00%0.00%5.00%10.00%15.00%20.00%25.00%1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009 2014实际 GDP指数同比 其中：第一产业 第二产业 第三产业