一、煤炭价格与原油价格的波动具有较强的一致性
煤炭作为重要能源，影响其价格的因素有很多，例如供求关系、生产成本、运输费用、国家政策、上下游产品价格、其他能源价格等，其中各个因素间还存在交叉重叠，如上下游产品价格对煤炭生产成本与需求等，同时政策因素对短期供求的影响也不可忽视。因此与其综合考虑各个因素对煤炭价格的影响，不如选择单一独立因素来研究这个问题，于是我们决定选择原油价格作为切入点。
图1. 2008年至今国际油价与国内煤炭价格走势情况
图2. 2014年6月至今国际油价与国内煤炭价格走势情况
观察历史数据我们可以发现，国际煤炭价格与原油价格的波动具有较强的一致性。2008年煤炭与原油价格从高位下跌，最大跌幅超过50%。之后原油价格率先反弹并在2012年8月至2014年5月在100-120美元/桶价格区间高位震荡，在此之后原油价格接连经历两次腰斩，一次源起美国页岩油增产，另一次源起中东、俄罗斯原油增产。煤炭经历价格反弹后于2011年开启持续下跌通道直至2016年再次出现反弹。这次反弹原油价格再次表现其对于煤炭价格的领先性。
二、国际煤炭与原油价格相关性分析
我们对2008年5月16日至2018年9月4日的纽卡斯尔NEWC动力煤现货价格与布伦特原油现货价格进行了数据处理和回归分析。相关性分析显示，在此期间两者的相关系数为0.51，表明两者存在正相关关系。
根据前面的分析，煤炭价格受原油价格的影响较大。由于两者度量单位存在差异，我们将回归模型设定为：
式中，lncoal和lnoil分别为煤炭价格和原油价格的自然对数。
对数据列进行回归分析后，我们可以估计煤炭价格与原油价格之间的关系，结果见表1。
表1. 国际煤炭与原油价格回归分析结果
表1结果显示，煤炭与原油价格呈正相关，相关系数为0.37，即原油价格上涨（下跌）1%则煤炭价格上涨（下跌）0.37%。拟合优度为0.26，即单一用原油价格的变化可以解释煤炭价格26%的变动。
煤炭与原油作为两大重要化石能源的部分替代关系，决定了两者价格波动之间的相关性，即相关行业和产品对原油和煤炭需求的转换会导致煤炭价格随原油价格变化而变化。当原油价格上涨时，会导致原油需求下降、煤炭需求增加，从而推高煤炭价格。从1976-2017年全球煤炭消费量与布伦特原油价格的关系可以看出，两者呈现正相关关系，线性关系拟合为Coal=0.034Oil-48.979，其拟合优度为0.72。这表明原油价格的上涨（下跌）会引起煤炭消费量的增加（减少）。
例如，当原油价格持续处于高位时，能源消费大国通常会寻找替代能源。对于煤炭储量丰富或进口煤炭较为便利的国家，能源消费从原油转向价格相对便宜且供给稳定的煤炭，是理性而经济的选择。2009-2012年间欧洲煤炭消费量增加，2012年欧洲煤炭消费量达到10.3亿短吨，较2009年增长了0.7亿短吨，这正是由于在此期间不断攀升的原油价格导致的（布伦特原油价格从2009年的61.7美元/桶上涨至2012年的111.7美元/桶）。
图3. 全球煤炭消费量与布伦特原油价格线性拟合关系
图4. 欧洲煤炭消费量情况（千短吨）
原油价格除了通过替代效应影响煤炭价格外，也可以通过影响宏观经济来间接的影响煤炭价格。原油作为重要的工业生产原材料，其价格的上涨将提高工业产品的生产成本，从而推高工业出厂品价格，推高通货膨胀。通胀的上升会作用于煤炭生产所需的商品、设备价格，由此造成煤炭生产成本上升，带动煤炭价格上涨。
考虑到页岩油革命对原油产能周期的影响，会导致短期内国际原油供给出现较大变化，从而对原油价格产生影响。我们将时间数据切割成两个时间段，以2014年6月为界。2014年6月至2015年2月间，布伦特原油价格从110美元/桶迅速下跌至50-60美元/桶，国家原油价格遭遇腰斩，同期国际煤炭价格亦有下跌，但跌幅较小（70美元/吨跌至60美元/吨）。
表2. 两个时期国际煤炭与原油价格回归分析结果
用同样的回归模型对两个时期的国际煤炭和原油价格进行分析，我们发现2014年6月后两者的相关性以及线性模型的拟合优度均有提高。2014年6月至2018年9月煤炭与原油价格的相关系数由前一阶段的0.32提高到0.42，同时期线性回归模型的拟合优度由0.099上升到0.176。与此同时，2014年6月后煤炭与原油价格的线性回归模型显示，原油价格每上涨（下跌）1%，煤炭价格将随之上涨（下跌）0.41%，这较之前同样有所提高。
三、国内煤炭价格与国际煤炭价格具有相关性
通过观察2008年5月至2018年8月的国际、国内煤炭价格走势，我们可以清楚的看到两者之间明显正相关，国内煤价的波动幅度要高于国际煤价。
我国煤炭消费量全球占比最高，是国内煤炭价格与国际煤炭价格具有相关性的主要原因。数据显示，2017年全球煤炭消费量达到3731.5百万吨油当量，其中亚太地区消费量为2780.0百万吨油当量，中国消费量则为1892.6百万吨油当量，即我国煤炭消费量占到世界煤炭消费量的50%以上。同时，2004年以来，我国煤炭出口量逐年减少，煤炭进口量逐年增加。2009年我国首次成为煤炭净进口国，之后我国逐渐发展成全球最大的煤炭进口国，2017年中国煤炭进口量2.7亿吨，占全球煤炭贸易量的19.4%。中国煤炭消费需求（进口需求）的变动，对全球煤炭需求产生重要影响。
图5. 国内动力煤价格与国际动力煤价格情况
图6. 1992-2017年全球煤炭消费量地区分布情况（百万吨油当量）
但是18年以来国际煤价的走势要明显强于国内煤价，主要体现在两个方面：1）截至9月11日，2018年国际煤价（以纽卡斯尔港动力煤现货价为例，印尼HBA价格指数类似）均价108美元/吨，同比上涨22%或20美元/吨，而国内18年煤炭均价（以秦港Q5500动力末煤价格为例）654元/吨，同比上涨2.5%或16元/吨。2018年国际煤价中枢的涨幅远超国内。2）国际煤价在2018年7月份的高点达到122.89美元/吨，突破2012年的煤价高点，创2011年下半年以来近七年新高；而国内夏季煤价并未破年初高点。
图7. 秦皇岛港Q5500动力末煤平仓价（元/吨）
图8. 纽卡斯尔NEWC动力煤现货价（美元/吨）
我们认为产生这一现象的原因主要是，2017年以来，全球（特别是亚洲国家）迎来新一轮火电装机窗口期，全球煤炭需求同步上升，边际拉动上，印度、印尼、日本以及“一带一路”国家巴基斯坦等需求拉动力逐步增强。整体上亚太其他国家的煤炭需求增量贡献度高于中国，逐步成为推动国际煤价上升的主要力量。同时主要产煤国产能出清叠加下行期投资严重不足，供给相对增量有限。在此背景下，国际煤炭价格在中国以外的亚太国家拉动下叠加国内进口需求的增加，走出了更为稳健的趋势上涨行情。（详见信达证券煤炭团队于2018年7月2日公司发布的煤炭行业深度研究报告《国际煤价为何涨幅超国内？——全球煤炭供需深度研究》）
四、结论
1. 国际煤炭与原油价格波动具有较强的一致性。
2008年国际煤炭与原油价格从高位下跌，最大跌幅超过50%。之后原油价格率先反弹并在2012年8月至2014年5月在100-120美元/桶价格区间高位震荡，在此之后原油价格接连经历两次腰斩，一次源起美国页岩油增产，另一次源起中东、俄罗斯原油增产。煤炭在此期间经历价格反弹后于2011年开启持续下跌通道直至2015年底。本轮国家原油价格与国际煤炭价格又处在了同步上升期，原油领先于煤炭先开启上涨。经相关性分析和回归分析后发现国际煤炭价格与原油价格具有正相关，并且原油价格每上涨1%，煤炭价格将上涨0.37%。页岩油革命后，两者相关性提高。2014年6月后原油价格每上涨1%，煤炭价格将上涨0.41%。
2. 国际煤炭与原油价格影响机制来自于能源替代的直接影响和宏观传导的间接影响。
一方面，煤炭与原油作为两大最重要化石能源存在部分替代关系，即相关行业和产品对原油和煤炭需求的转换会导致煤炭价格随原油价格变化而变化。由于煤炭单位热量的比价关系较原油具有明显优势，当原油价格上涨时，会导致原油需求下降、煤炭需求增加，从而推高煤炭价格，典型关系产业如油气发电和煤电、石油化工和煤化工。另一方面，原油价格通过影响宏观经济来间接的影响煤炭价格。原油作为重要的工业生产原材料，其价格的上涨将提高工业产品的生产成本，从而推高工业出厂品价格，推高通货膨胀。通胀的上升会作用于煤炭生产所需的商品、设备价格，由此造成煤炭生产成本上升，带动煤炭价格上涨。
3. 国内煤炭价格与国际煤炭价格正相关程度较高，2017年以来国内煤价对国际煤价的影响力在减弱。
通过观察历史国际、国内煤炭价格走势，我们可以清楚的看到两者的正相关程度较高，原因是我国煤炭消费量和进口量全球占比最高（分别为50.7%和19.4%），国内煤炭消费需求（进口需求）的变动，将对全球煤炭消费量产生重要影响。另一方面，我国煤炭价格对于国际煤炭价格的影响力趋于减弱，同时也是国际煤价对中国的影响趋于走强。2017年以来全球（特别是亚洲国家）迎来新一轮火电装机窗口期，全球煤炭需求同步上升，边际拉动上，印度、印尼、日本以及“一带一路”国家巴基斯坦等需求拉动力逐步增强。亚太其他国家整体的煤炭需求增量贡献度高于中国，逐步成为推动国际煤价上升的主要力量。
