一、焦煤焦炭概念
1.1煤炭定義與分類
煤炭是指由植物遺體經煤化作用轉化而成的富含碳的固體可燃有機沉淀物，含有一定量的礦物質，相應的灰分產率小于或等于50%（干基質量分數）。
國標（GB/T5751-2009)有兩類煤炭分類參數：第一類是用于表征煤化程度的參數，主要包括干燥無灰基揮發份（Vdaf）；第二類是用于表征煤工藝性能的參數，主要包括煙煤的粘結系數（G）、煙煤的膠質層最大厚度（Y）、煙煤的奧阿膨脹度（b）。
如圖1，國標先根據煤化程度參數（主要是Vdaf）將煤炭劃分為無煙煤、煙煤和褐煤；再同時考慮揮發份及粘結指數等指標，將煙煤劃分為貧煤、貧瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤、1/2中粘煤、弱粘煤、不粘煤及長焰煤。
圖1：煤炭分類
數據來源：網絡公開資料，永安期貨研究院整理
圖2中各類煤用兩位阿拉伯數碼表示。十位數系按煤的揮發份分組，無煙煤為0（Vdaf≤10.0%），煙煤為1~4（即Vdaf＞10.0%~20.0%，20.0%~28.0%，28.0%~37.0%和＞37.0%）,褐煤為5（Vdaf＞37.0%）。個位數，無煙煤為1~3，表示煤化程度；煙煤類為1~6，表示粘結性；褐煤類為1~2，表示煤化程度。
G=85為指標轉換線。當G＞85時，用Y和b值并列作為分類指標，以劃分肥煤或氣肥煤與其他煤類的指標。Y＞25.00mm者，劃分為肥煤或氣肥煤；當Vdaf≤28.0%時，b＞150%的為肥煤；當Vdaf＞28.0%時,b＞220%的為肥煤或氣肥煤。如按b值和Y值劃分的類別有矛盾時，以Y值劃分的類別為準。
圖2：煤炭分類
數據來源：GB/T5751-2009，永安期貨研究院
1.2焦煤焦炭定義
習慣上將具有一定的粘結性，在室式焦爐煉焦條件下可以結焦，用于生產一定質量焦炭的原料煤統稱為煉焦煤，如圖1，包括瘦煤、焦煤、肥煤、1/3焦煤、氣肥煤、氣煤。
焦煤（又稱“主焦煤”）是煉焦煤的一種，屬于強粘結性、結焦性的煉焦煤煤種，是焦炭生產中不可或缺的基礎原料配煤，通常在焦炭生產中，對焦煤的配入比例一般存在下限要求（一般不低于30%）。
焦炭是由煉焦煤在焦爐中經過高溫干餾轉化而來，焦炭既可以用作還原劑、能源和供炭劑用于高爐煉鐵、沖天爐鑄造、鐵合金冶煉和有色金屬冶煉，也可以應用于電石生產、氣化和合成化學等領域，據統計，世界焦炭產量的90%以上用于高爐煉鐵。
1.3全球煤炭資源分布
根據世界能源委員會數據，截至2018年底，已探明全球煤炭儲量10547.82億噸，其中儲量排名前五的國家分別為美國（儲量2502.19億噸，占比24%），俄羅斯（儲量1603.64億噸，占比15%），澳大利亞（儲量1474.35億噸，占比14%），中國（儲量1388.19億噸，占比13%），以及印度（儲量1013.63億噸，占比10%）。
圖3：煤炭資源分布
數據來源：世界能源委員會，永安期貨研究院
1.4全球煉焦煤資源分布
世界煤炭資源非常豐富，但煉焦煤資源占煤炭資源總量的比例不足1/10。如圖4，約有48.5%的資源分布亞洲地區，約18.9%的資源分布在北美洲。其中大約世界煉焦煤資源可采儲量的80%集中在俄羅斯（41.3%）、中國（21%）和美國（17.7%）三個國家，其余國家占比較小。全球經濟可采儲量約有3500~4000億噸，其中低灰、低硫的優質煉焦煤資源僅有約600億噸。
圖4：全球煉焦煤資源分布
數據來源：網絡公開資料，永安期貨研究院整理
表1顯示，世界主要煉焦煤生產國中，中國和美國煉焦煤開采成本較高，且煤質相對較差。出口情況來看，俄羅斯和中國煉焦煤出口比例較小，除美國對中國出口較少之外，蒙古、澳大利亞、加拿大和印度尼西亞對中國均有出口。
表1：世界主要煉焦煤生產國資源特征
數據來源：網絡公開資料，永安期貨研究院整理
二、研究分析框架
如圖5：褐煤和部分煙煤通常用作動力用煤，其余部分煙煤為煉焦用煤。不同煉焦用煤進行按比例調整之后作為煉焦原料生產焦炭，焦炭與鐵礦石作為原料進入高爐生產鐵水，并在轉爐中加入廢鋼以及合金等生成鋼坯，最后形成不同類型的鋼材。
圖5：黑色分析框架
數據來源：網絡公開資料，永安期貨研究院整理
在整個黑色產業鏈中，總利潤一般由下游用鋼需求決定，并在上中下游之間分配，而焦煤、焦炭、鐵礦石總體上會起到一個成本支撐作用。
圖6：黑色產業利潤傳導
數據來源：永安期貨研究院整理
2.1雙焦利潤測算
2.1.1煉焦煤原煤成本構成
如圖7，煉焦煤原煤成本構成中，占比由大到小依次為工資及福利、財務費用、材料費、管理費、安全費、動力費、折舊費、維修費和銷售費。
圖7：煉焦煤原煤成本構成
數據來源：中國煤炭資源網，永安期貨研究院
煤炭是自然儲存，開采煤炭所耗用的材料大部分是對產品形成促進作用或是為產品生產創造正常勞動條件的輔助性材料，不構成產品實體。如：木材、坑代用品、大型材料、專用工具等都可以回收復用。因此與其他工業部門的產品相比，煤炭材料費用占總成本的比重較小，僅為大約12%。
山西省作為全國煉焦煤生產第一大省，大型煤礦占比明顯低于其他兩個煤炭主產地大省。如圖8，無論是從產能角度，還是從煤礦數量角度來看，山西省30萬噸及以下煤礦仍然占有相對較大比重，因此機械化程度相對較低。且煤炭開采在我國一直是勞動密集型企業，普遍用人多，效率相對較低，同時，因工作環境惡劣，工人勞動強度大，服務年限短，因而各種補貼、津貼較高，工資及福利費用大約占比總成本的30%。
圖8：煉焦煤原煤成本構成
數據來源：國家能源局，永安期貨研究院
煤炭企業投資大、周期長、產品深加工不夠等特點導致煉焦煤原煤成構成中利息費用等財務費用占比較高，達到大約22%，遠高于其他兩種期間費用。
煤炭為高危行業，因此安全費在煤炭生產中占有一定比重。安全費是煤炭企業為了安全生產而支付的一切費用以及因安全問題造成的一切損失的總和。包括安全預防成本和安全損失成本。安全預防成本是煤炭企業為了預防安全事故的發生，保證煤礦安全生產所支付的費用；安全損失成本是因安全事故造成的影響生產和生命財產損失。
2.1.2煉焦煤利潤測算
在生產工藝上，焦煤和動力煤不同的地方在于必須經過選洗，而且洗出率是衡量其經濟性或者資源稟賦的重要指標，重要性基本可以與噸煤生產成本所指示的地質條件向匹敵。原煤洗出物一般有四類，主要是煉焦精煤和中煤，其次是煤泥和煤矸石，后者質量合計占比約10%。
煉焦煤原煤洗選回收率大約為50%，即一般2噸原煤洗選出一噸精煤，加上大約15~30元/噸的洗選費，構成精煤的生產成本。因此，對于煤礦而言：精煤的生產成本=原煤成本×2+15~30；而對于獨立的洗煤廠而言：精煤的生產成本=原煤采購價格×2+15~30。
2.1.3焦炭利潤測算
如表2，焦化企業成本主要由以下構成：
第一，直接材料成本，占比約86.5%。精煤配比不同，相應的焦炭產量也不同。但一般是1.32-1.45噸洗精煤能夠煉出1噸焦炭（含焦丁和焦粉）。配比用煤主要有7種，主要構成為：貧瘦煤、瘦煤、主焦煤、1/3焦煤、氣煤、氣肥煤和肥煤。此外，根據企業的實際情況可考慮無煙煤、噴吹煤、煤泥、焦粉和石油焦等等。
第二，制造成本，占比約7.8%。包括電費、直接人工、設備檢修費用、機物料、大修及技改費用、勞保費用、折舊和其他?，F在多數焦化企業采用回收尾氣進行蒸汽發電的方式來降低用電成本。
第三，期間費用，占比約5%。主要包括財務費用、管理費用和銷售費用
第四，政府收費，占比約0.5%。包括水資源補償和排污費。
第五，副產品可抵扣成本約10%以上。多數焦企副產品包括：焦油、粗苯、硫銨、焦爐煤氣等，視深加工程度而有所不同。
表2：焦炭利潤測算
數據來源：中國煤炭資源網，永安期貨研究院
如圖9，焦炭產品分為兩類；第一類是主產品焦炭，產率大約在70~75%之間；第二類為焦化副產品，包括大約15~20%的焦爐煤氣，3~4.5%的煤焦油，以及0.7~1.4%的粗苯，并以凈化后的氣體制備甲醇。因此焦化的核心產品為焦炭和甲醇。回收副產品不僅實現煤的綜合利用，還可以減輕環境污染、降低企業成本。甚至在焦炭價格不景氣時，焦化副產品成為焦化企業的重要利潤來源。
圖9：焦炭利潤測算
數據來源：中國煉焦行業協會，永安期貨研究院
在煉焦工藝中，焦化廠根據需要通常采取多種配煤技術。比如焦化廠打算提高化學產品的產率，則可以盡可能多的配氣煤。因此，在核算煉焦利潤時，應綜合考慮各焦化產品的產率和價格。
圖10：焦炭利潤測算
數據來源：中國煉焦行業協會，永安期貨研究院
2.2雙焦供需
2.2.1煉焦煤供需
（1）國內煉焦煤儲量
據國土資源部統計，2015年全國保有查明煤炭資源量15663.1億噸，其中煉焦煤為2961億噸，僅占18.9%。其中經濟可采的煉焦煤儲量僅567.6億噸，占煉焦煤保有查明資源儲量的19.2%。煉焦煤資源儲量中，氣煤最多，為1196.7億噸，占45.7%；焦煤、瘦煤和肥煤分別占23.6%、15.9%和12.8%。從儲量上來看，煉焦煤占比較小，而焦煤、肥煤等優質煉焦煤占比更小，煉焦煤整體屬于稀缺資源。因此，煉焦煤進口成為補充國內供應不可或缺的重要來源。
我國煉焦煤資源在29個?。▍^、市）均有賦存，但分布不均衡，主要分布在華北地區，約占全國煉焦煤資源總量的3/4，其中山西約占一半。
表3：我國主要煉焦煤生產地區煤質特征分析
數據來源：《我國煉焦煤資源儲備及開發利用研究》，永安期貨研究院
（2）國內煉焦煤產能
近幾年煤炭行業固定資產投資增速逆勢上行。如圖11，2013至2016年年中，煤炭行業固定資產投資增速跟隨全國固定資產投資增速一路下行，但2016年年中以后，煤炭行業固定資產投資增速開始逐步抬升，與全國固定資產投資增速出現背離。2019年1-9月煤炭行業固定資產投資累計同比增速達26.1%，而全國固定資產投資增速僅為5.4%，煤炭行業高于全國固定資產投資20.4個百分點。
圖11：固定資產投資
數據來源：Wind資訊，永安期貨研究院
另外，根據國家能源局公告，截至2018年12月底，安全生產許可證等證照齊全的生產煤礦3373處，產能35.3億噸/年；已核準（審批）、開工建設煤礦1010處（含生產煤礦同步改建、改造項目64處）、產能10.3億噸/年，其中已建成、進入聯合試運轉的煤礦203處，產能3.7億噸/年。
（3）國內煉焦煤產量
如圖12，煉焦煤與原煤基本保持一致增速。2014年之前煉焦煤產量增速雖在下滑通道，但總量依然在增加。2014年以后增速進入負值區域，僅在2017年為正。煉焦煤產量的變化與鋼鐵行業息息相關，伴隨著我國經濟增速逐漸放緩，對鋼鐵的需求量也告別高增速，并由此傳導至上游煤炭開采行業。
圖12：原煤與煉焦精煤產量
數據來源：Wind資訊，永安期貨研究院
如圖13，煉焦煤產量除春節前后之外，年內并沒有較為明顯的季節性規律。每年的12月至第二年的四月為煉焦煤生產的相對淡季，這主要由幾方面原因造成：當前煤炭生產按照年內核定產能生產，12月份會有一批煤礦因生產指標用完而停產，加之年前煤礦安監趨嚴、春節放假以及3月份兩會召開等因素使煤礦開工率在4月之前較多偏低。而5月以后各種限制因素基本解除，煉焦煤生產則較為平穩。
圖13：煉焦煤產量
數據來源：Wind資訊，永安期貨研究院
山西省不僅是煉焦煤資源儲備大省，也是煉焦煤產量大省。如圖14，山西省煉焦煤產量占全國比重達到41%，山東、貴州、河南、安徽、河北、內蒙、黑龍江占比依次為10%、6%、6%、6%、6%、5%、5%。焦煤產量布局與整體煉焦煤產量基本一致，但也有些相差。山西省焦煤產量占全國一半以上，高達55%，其次為內蒙、貴州、河南、安徽、云南，占比依次為9%、9%、4%、4%、4%。
圖14：煉焦煤產量分布
數據來源：永安期貨研究院整理
（4）煉焦煤進口
由于我國煉焦煤資源供給不足，特別是優質的主焦煤、肥煤更為緊缺，進口則成為穩定國內供需平衡的重要手段。多年來煉焦煤進口占比逐年抬升，近幾年基本維持在12%左右，2017年達到高峰31.53%，2018年則為12.9%。
自2015年1月1日《商品煤質量管理暫行辦法》實施以來，我國逐漸開始對進口煤實行管控。一般在年底收緊，并在年初放開。因此煉焦煤進口量在年內呈現出前高后低的季節性走勢（如圖15右）。
圖15：煉焦煤進口
數據來源：海關總署，Wind資訊，永安期貨研究院
與我國粗鋼產能布局一致，我國煉焦煤進口量主要集中在北方地區。如表4，呼和浩特為我國第一大煉焦煤進口海關，2018年煉焦煤進口量占比全國達到42.57%。呼和浩特、石家莊、大連海關煉焦煤合計進口量占比全國70.24%，前十大海關合計占比全國91.66%。
表4：2018年煉焦煤各海關進口數量統計（單位：萬噸）
數據來源：中國煤炭市場網，平安證券研究所，永安期貨研究院
澳大利亞、蒙古為我國煉焦煤進口量最大的兩大來源國。2018年兩國進口煉焦煤合計占比總進口量達到86%，其次為俄羅斯、加拿大、美國等。當前隨著我國對澳洲煤限制的逐步收緊，蒙古國煉焦煤進口量已增加至與澳洲煤齊平（如圖16右），未來或有可能超越澳洲。
圖16：煉焦煤進口來源國
數據來源：海關總署，永安期貨研究院整理
（5）煉焦煤供需平衡
2009年四萬億投資效應退去之后，我國鋼鐵、煤炭行業紛紛再次進入過剩格局，煉焦煤2013年供需過剩達到1117萬噸，大連商品交易所焦煤期貨價格也隨之進入漫漫下行通道（如圖17）。2016年推出供給側改革，煉焦煤產量大幅下滑，當年供需缺口達到4006萬噸，受政策預期影響，焦煤期貨價格在2015年底止跌企穩，并于2016年大幅上揚之后，近幾年一直維持高位。
表5：煉焦煤供需平衡表
數據來源：Wind資訊，永安期貨研究院
圖17：煉焦煤供需與價格
數據來源：Wind資訊，永安期貨研究院
2.2.2焦炭供需
（1）焦炭供應
焦炭產能布局與煉焦煤和粗鋼產地均有聯系。山西省作為煉焦煤產量第一大省，焦炭產能占比仍為全國第一，為23%。河北省作為重要粗鋼產能大省，焦化產能排在全國第二，占比全國16%。剩下依次為山東、內蒙、河南、江蘇、遼寧、新疆等，占比全國分別為11%、7%、5%、5%、4%、3%。因此焦化產能仍然主要分布在北方地區。
焦炭產量布局較產能相對分散，但主產區基本都是煉焦煤和鋼鐵的主要產區。2018年焦炭產量省份由大到小依次為山西、河北、山東、陜西、內蒙、河南、遼寧、新疆、江蘇，占比全國產量依次為21%、11%、9%、9%、8%、5%、5%、4%、3%。
圖18：焦化產能與產量分布
數據來源：Mysteel，Wind資訊，永安期貨研究院
行業技術門檻和資金門檻均較低。焦化行業屬于傳統的煤化工領域，技術已經非常成熟，在不考慮化工配套和相關環保設備的情況下，炭化室規格4.3米的焦化項目平均噸焦投資額在493元左右；5.5米規格平均噸焦投資額900元左右；6米及以上規格項目噸焦投資額均價為1742元。焦化行業目前資金門檻比較低，這也決定了其行業內部比較混亂，存在大量產能規模較小的企業，競爭較為激烈。
表6：焦炭行業不同碳化室高度
數據來源：中信證券研究部，永安期貨研究院
我國焦化廠結構以獨立焦化廠為主，鋼企配套焦化廠為輔。根據中國鋼鐵工業協會統計數據，2017年我國鋼鐵聯合企業焦化廠焦炭產量為11265萬噸，占全國產量比例為26.11%，獨立焦化企業的焦炭產量為31877萬噸，占比73.89%。鋼廠配套焦化廠目的主要是為煉鐵提供原料，一般不會對焦化副產品進行深加工。且由于鋼廠多建立在大城市以及沿海地區，受環保約束較為明顯，自身配套焦化廠焦炭產量難以自給自足，需要從獨立焦化廠購買焦炭。而獨立焦企產成品除了焦炭之外，副產品也是其重要利潤來源。
圖19：2017年焦炭產量來源
數據來源：中國鋼鐵工業協會，永安期貨研究院
如圖20，除2008年焦炭產量下滑之外，2014年之前焦炭產量一直處于增加態，直至2015年出現較大幅度下滑，之后處于相對平穩態勢。與焦煤一樣，焦炭產量除春節前后之外，在年內也沒有明顯的季節性規律。
圖20：焦炭產量
數據來源：國家統計局，永安期貨研究院
