商品研究方法论-四--大宗商品百年回顾：金属篇

中信期货研究|专题报告 20220824 大宗商品百年回顾：金属篇 商品研究方法论（四） 投资咨询业务资格： 证监许可【2012】669号 撰写人： 桂晨曦CFA原油研究负责人 从业资格号：F3023159投资咨询号：Z0013632 自从史前时期开始，金属就被用来制造工具、武器等物件。铜是最早得到广泛使用的。公元前4000年左右的青铜时代，已经有较多铜锡合金的青铜器皿出现。其他金属如金、 银、铅、汞等也逐渐发展起来。公元前1000年左右进入铁器时代，直到工业革命前，金属冶炼技术实质变化不大。18世纪工业革命之后，性能更优异的钢材取代传统铸铁，在建筑、机械、铁路、桥梁、造船、汽车、武器等行业大范围应用。19世纪中期第二次工业革命，人类进入电气时代，进一步大幅拓宽了铜等金属作为导电材料的需求领域。 20世纪随着技术进步，开采冶炼效率提升降低生产成本、运输行业发展降低物流成本、大型低成本矿区发现等，使金属价格重心逐渐下移。二战后主要经历了三轮大周期。欧洲重建和北美扩张，推动1950年代价格上涨。1970年代石油危机推升能源成本，价格迎来第二波上行。2000年后中国需求崛起，启动第三轮超级周期。周期尾部则是由于经济危机导致需求回落，或者高价格刺激新增供应等原因导致价格大跌结束。 中国是金属市场重要参与者，目前消费了全球半数以上的基本金属、铁矿石、钢材等。长期来看，全球增长放缓和中国经济转型会导致部分金属需求逐渐放缓。而清洁能源以及低碳政策则会推动另一部分金属价格维持高位。具体取决于相应政策内容和激励强度。 【大宗商品百年回顾】是【商品研究方法论】系列子报告，分为能源、金属、农产品三篇。旨在通过对近代商品发展历程进行系统的简要回顾，帮助读者概览大宗商品全貌。主要内容参考世界银行商品报告。 【中信期货原油】系列专题报告 【商品方法论】 大宗商品百年回顾：农产品篇0825 大宗商品百年回顾：金属篇0824 大宗商品百年回顾：能源篇0823 不同时间维度因素对商品价格周期影响0817 大宗商品下跌周期中的主导因素0816 【原油方法论】 如何理解供需平衡表0516 原油研究方法论（上）：研究框架0325 原油研究方法论（下）：分析案例0325 原油简史：石油市场如何演变至今0322 原油简史（二）：石油编年大事记0323 【商品属性】 全球原油供需平衡表0812 中国油品供需平衡表0823 中国原油期货与汽柴价格关联特征分析0728 美国页岩油增产前景的调研评估0722 美国页岩油企业资本开支及产量进展0518 欧佩克增产潜能的多维评估0715 俄罗斯原油供应进展0804ChinaOilMarketReport0506 【地缘属性】 伊核协议外交年谱0818 沙特与美国的半世纪和离0706 欧盟对俄制裁增强印度石油供应安全0601 欧盟对俄罗斯石油制裁影响分析0606 中美油品安全比较之库存变化0530 供应风险缓解的五种可能路径0522 欧盟对俄罗斯石油进口依赖度详解0511 欧美出口制裁对俄罗斯原油供应影响0309 【金融属性】 经济周期中的原油价格0718 世界银行：全球大滞胀0630 世界银行：能源冲击对全球经济影响0629 从汽油视角看美国通胀0613 从经济增长看油品需求0420 WTO：全球贸易展望-增速放缓0426 IMF：全球经济热点解读-多重风险0421 【原油价格】 三重属性分化，综合动能趋弱0626 三重属性推动的原油重心漂移0320 重要提示：本报告难以设置访问权限，若给您造成不便，敬请谅解。我司不会因为关注、收到或阅读本报告内容而视相关人员为客户。市场有风险，投资需谨慎。 一、铁矿石 铁矿石是用来制造钢材的关键原材料。尽管全球储量分布广泛，但产量集中在少数国家；澳大利亚、巴西、中国、印度、俄罗斯占全球供应八成以上。 中国是全球最大的钢材生产国（占比约57%），也是全球最大铁矿石需求国 （占比约70%）。中国铁矿石产量全球占比约14%，因此仍然大量依赖进口。中国进口占全球总贸易量约四分之三。 早期铁矿石价格主要通过生产商制定，或者通过供应商和需求方谈判得到。二战之后，欧洲主要参考瑞典生产商定价。1970年代中期，巴西淡水河谷逐渐成为供应商参考价格。1980年代开始采用长期合约年度谈判定价模式。2000年后随中国需求崛起转向更加市场化定价。2010年长协年度谈判定价机制瓦解，逐渐转变为季度、月度、日度定价。目前基准价格主要参考中国港口现货价。 21世纪以来铁矿石价格经历了三轮周期。2005-2008年是第一轮高峰期；由于金融危机结束。2011-2014年需求恢复推动价格上涨，随着中国进口放缓和供应增加结束。2021年全球经济疫后复苏推升第三轮价格高峰。 二、铜 铜是最早被人类使用的金属之一。早期主要用于制造容器、珠宝、武器等。熔炼技术发展使其可以与锡制造青铜合金。而后铸铁技术发展逐渐替代铜需求。直到19世纪，由于优异的导电导热特性，使铜在电气电子行业应用得以推广。目前已经广泛运用于建筑、发电、工业、机械、交通、消费等行业。 尽管期间大幅波动，20世纪铜价重心整体下移，到2001年实际价格已降至百年低位。此后随中国需求增长，价格逐渐回升。与铁矿石类似，21世纪至今主要经历三轮价格高峰：2008年大宗商品价格繁荣期、2011年金融危机后需求修复期，2021年疫情后超常规刺激政策推动的商品价格普涨。展望未来，虽然在部分传统领域，铜需求可能逐渐放缓；但是清洁能源设备如风力涡轮机、输电网络、电动汽车、充电设备等新领域需求可能迎来增长。 近代有过大量管理和影响铜价的尝试，多以失败告终。1887年，法国最大黄铜制造商成立了一个旨在垄断铜市场的财团。通过购买库存和签订合同，控制了全球八成供应，导致铜价翻倍。但高价导致供应增加，最终超过财团购买能力， 使铜价暴跌。1899年洛克菲勒的标准石油公司成立了联合铜业公司，逐渐垄断全球约15%的铜产量。通过控制产量和削减出口，推升铜价大幅上涨；再次带来其余生产商的供应增加。1901年联合铜业公司释放此前囤积的大量铜库存，铜价急速回落。此后出现过三个主要国际铜卡特尔组织，最后均逐渐没落。 20世纪上半叶，全球铜产量主要由少数美国跨国公司控制，初期增长缓慢。二战后经济发展推升铜需求和产量快速扩张。1970年代随着智利、秘鲁等国的铜矿国有化运动一度导致增幅放缓。此后智利数个大型铜矿投产，包括1990年投产的全球最大埃斯康迪达铜矿，使21世纪初智利占全球铜供应约35%。2010年后刚果、秘鲁、津巴布韦等国产量增加，使2020年智利份额降至27%。 三、铝 相比于铜的悠久历史，铝是一个相对年轻金属。1825年丹麦物理学家首次通过化学法制得铝金属，初期因产量极为稀少而成为价值贵重的奢侈品。直到1886年电解铝工艺发明，制备成本大幅下降。得益于轻质、高强、防腐、导电等性质，在多个工业领域对传统的铜和锡进行替代，也面临来自碳纤维、塑料、合金等新型材料竞争。 20世纪以来铝价持续回落。甚至进入21世纪其他商品价格普涨，铝价仍然维持相对低位。部分源于中国产能持续扩张。废铝回收也降低了平均成本，目前占全球总产量约三分之一。 类似其他金属，铝行业也曾经出现多个垄断组织。20世纪初期，五个大型西方铝业公司主导了全球铝市。1901到1923年间成立了三个卡特尔组织，试图制定价格和影响配额，最后因为新竞争者进入、经济萧条、战争而告终。二战后虽然由于美国和欧洲的反垄断政策，没有出现正式卡特尔组织，但类似行为却仍持续。直到1978年铝期货在伦敦金属交易所上市，才正式终结铝的卡特尔时代。 1978年后由于需求增长，全球铝产量增加了五倍。中国占到增量约七成，部分得益于西部地区丰富的煤炭资源。由于电解铝的高耗能特性，国际铝业公司纷纷将生产基地转移至电力成本较低国家，如加拿大、印度、挪威、俄罗斯等。目前中国是全球最大的铝生产国，约三分之二的铝土矿原料来自进口。 金属实际美元价格（基于1982年美国CPI调整） 图1：铜（美元/吨）图2：铝（美元/吨） 8000铜 6000 4000 2000 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 0 12000铝 10000 8000 6000 4000 2000 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 0 图3：锡、镍（美元/吨）图4：铅、锌（美元/吨） 25000锡镍 20000 15000 10000 5000 4000铅锌 3000 2000 1000 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 00 图5：铁矿石（美元/吨）图6：黄金（美元/吨） 100 铁矿石 100黄金 8080 6060 4040 2020 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 2021 00 数据来源：世界银行中信期货研究所 四、锡 在人类社会早期，锡主要用来跟铜混合熔炼青铜器。19世纪欧洲发明了锡罐头。20世纪中期全球一半以上的锡都用于生产食品和饮料罐头。之后逐渐被铝、塑料、纸盒等包装材料替代。如今电子行业占据锡需求过半，其他应用领域如化工、电池等。 上世纪玻利维亚、印度尼西亚、马来西亚、泰国四个国家主导全球锡供应。如今中国是全球最大生产国，份额从1980年代5%增至近半；其次是印度尼西亚和秘鲁。由于供应管理和干预，锡历史产量和价格波动比其他金属更加剧烈。 有别于其他金属价格重心下移，20世纪前八十年锡价持续上涨。部分来自罐头食品在民用和军事领域使用和储备大幅增加。1979年锡价达到顶峰。之后经济衰退和铝罐头替代使锡需求回落，1985年锡卡特尔组织瓦解导致锡价大跌。直到2000年后开始逐渐回升。 五、铅和锌 铅早在罗马帝国时期就被广泛用于制造水管。良好的抗腐蚀和可延展性等，使其在武器弹药、水下电缆、造船、屋顶等领域大量应用，此外作为添加剂改善化学制品和汽油等性能。 铅通常作为其他金属的副产品生产，通常是锌矿，也有部分来自铜矿和银矿。全球铅产量在二战后快速增加，主要来自北美、欧洲、前苏联。目前中国是全球最大的生产国，占产量一半以上。新增铅产量占全球需求仅约三分之一，主要是由于电池行业高回收率（几乎可以无限回收且不大幅影响再次使用质量）。 锌是仅次铝和铜的全球第三大有色金属。传统主要用于合金材料生产黄铜。近年来也被用于生产镀锌钢以增强抗腐蚀性能。此外制备的氧化锌可用于轮胎和医药领域。中国是目前最大的需求国和生产国；占全球需求近半，全球供应约三分之一。澳大利亚和秘鲁是第二和第三大生产国。 铅和锌的价格走势整体较为一致。20世纪整体处于下行趋势，期间也有过几次价格高峰。技术变革、环境政策、垄断行为等多方面因素影响不同时期价格。例如1950年美国通过法案要求储备至少三年矿产供应，推升铅价大幅上行。1980年代由于铅毒性逐渐被限制使用。2000年后电池行业发展再度提振价格。 全球金属产量（百万吨） 图7：铜图8：铝 25000 20000 15000 10000 5000 1901 1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001 2011 0 中国 澳大利亚智利，秘鲁 刚果，津巴布韦 其他 70000 60000 50000 40000 30000 2