金工专题基本面量化及策略系列报告(一)：煤炭行业

证券研究报告 金工专题报告 金工专题基本面量化及策略系列报告（一）：煤炭行业 2022年09月05日 投资要点 上证指数-沪深300走势图 上证指数沪深300 8% -2% -12% -22% 2021-092021-122022-032022-06 % 1M 3M 12M 上证指数 -2.25 0.14 -10.67 沪深300 -3.94 -1.46 -17.37 刘飞彤分析师 执业证书编号:S0530522070001 liufeitong@hnchasing.com 相关报告 1三维情绪模型跟踪报告2022年第3期：情绪降温预期乐2022-08-01 2三维情绪模型跟踪报告2022年第2期：情绪 温度和预期齐升2022-07-08 3点评报告*三维情绪模型跟踪报告2022年第1 期：情绪预期显现下降趋势2022-06-09 我国煤炭资源禀赋特点：我国煤炭资源在地理分布上呈现“西多东少、北多 南少”的特点，运输呈现“北煤南运、西煤东调”的特点。煤炭分类及下游行业：煤炭按用途分类可主要分为动力煤和焦煤，其中动力煤占煤炭消费量的80%以上；细分动力煤消费结构，以每年的动力煤累计消费量占比来看，电力行业占大头，2016-2021年动力煤消费量电力行业年均占比达60.5%，建材和化工分别年均达9.4%和5.6%。 时差匹配工具：为研究各项指标对景气度的传导时间，本文模型研发的时差匹配工具，以指标状态对目标指数分化程度最大化为目标，匹配指标较优的 传导时间。 煤炭景气度的研究框架：供需关系是影响价格变动的直接因素，本文以供需关系为核心探究煤炭行业景气度。产地产量、港口库存、需求端库存不同状态组合代表了库存周期不同的阶段，不同库存周期阶段呈现不同的供需关系； 运输价格的变化提示供需关系的紧张程度；下游价格和产量的变化牵动需求的变化方向。库存周期：库存周期指针：产地产量（全国铁路煤炭发运量:当月值）、港口库存（北方四港库存）、需求端库存（煤炭:库存量:六大发电集团: 总计）。运输：运输代理指标：CBCFI综合指数（CBCFI：中国沿海煤炭运价指数）。下游需求：煤炭下游行业主要包括电力、建材、钢铁、化工。下游价 格和产量的变化牵动需求的变化方向。 煤炭景气度投资策略：根据不同库存周期阶段、运输价格、下游需求对煤炭景气度叠加的正负面影响，煤炭景气度投资策略设定高低不同的煤炭ETF目 标投资权重。较高权重代表策略认为景气度的提升有更高的确定性和更大期望值。 策略回测：在近六年的回测区间（2016/5/3至2022/8/29）中，根据各项评价指标，煤炭景气度投资策略（下简称：策略）均优于中证煤炭指数（下简称： 指数）。策略sharpe值为0.6709，指数为0.4912；策略最大回撤为24.07%，指数为50.54%；策略年化收益23.24%，指数为10.14%。在回测模拟中，策略对中证煤炭指数的操作使得最大回撤缩小一倍、年化收益提升一倍。 结语：本文根据煤炭行业的特点，聚焦于供需关系，探讨库存周期、运输和 下游需求对行业景气度的影响，根据其变动状态和行业景气度的关系，制定煤炭景气度投资策略，策略年化收益为23.24%，最大回撤为24.07%，可运用于煤炭ETF投资，亦可为资源ETF、能源ETF、能源ETF基金提供参考。 风险提示：统计数据仅代表市场历史情况；模型依赖于历史数据；模型存在一定的误差；策略模型回测效果不代表未来使用效果；煤炭类ETF行情同时受市场风格、流动性等多方面因素影响，本文模型无法跟踪。 此报告考请务必阅读正文之后的免责条款部分 内容目录 1我国煤炭资源禀赋特点4 2煤炭股价和煤炭现货价格的关系5 3煤炭景气度的先行指标6 3.1传导时间搜寻方法：时差匹配工具6 3.2先行指标列举7 4煤炭景气度的研究框架9 4.1库存周期10 4.2运输14 4.3下游需求15 5煤炭景气度投资策略16 5.1策略描述16 5.2策略回测18 6煤炭相关ETF标的梳理19 7结语21 8风险提示21 图表目录 图1：煤炭分类及下游行业5 图2：煤炭相对全A指数和动力煤现货价格（环渤海动力煤:综合平均价格-5500K）走势 ...................................................................................................................................5 图3：动力煤现货价格不同状态下的煤炭相对全A指数走势（状态分离）6 图4：分化程度较大效果案例7 图5：分化程度较小效果案例7 图6：煤炭行业景气度研究框架10 图7：各个库存组合状态下的煤炭相对全A指数走势12 图8：各个库存组合状态下的煤炭相对全A指数走势（状态分离）12 图9：各个库存合并组合状态下的煤炭相对全A指数走势13 图10：各个库存合并组合状态下的煤炭相对全A指数走势（状态分离）14 图11：CBCFI综合指数的不同状态下煤炭相对全A指数走势15 图12：动力煤累计消费量占比15 图13：煤炭景气度投资策略框架图17 图14：权重分配组合下的煤炭相对全A指数的走势18 图15：煤炭景气度投资策略与中证煤炭指数的走势19 图16：2012年前发布行业主题类ETF跟踪指数的最小生成树图19 图17：最小生成树图中与中证煤炭指数相关性较高的指数20 图18：ETF成分分析（中信分类）20 表1：各省煤炭资源储量（2020年）4 表2：煤炭行业景气度相关指标经优化后的传导时间7 表3：煤炭行业景气度相关指标优选8 表4：库存周期指针11 表5：库存周期指针组合对应的煤炭库存周期以及煤炭相对全A指数走向11 表6：库存周期指针状态组合对应的煤炭库存周期以及煤炭相对全A指数走向13 表7：煤炭下游行业指标16 表8：煤炭景气度投资策略与中证煤炭指数的评价指标表现18 表9：指数及其跟踪基金20 1我国煤炭资源禀赋特点 我国煤炭资源在地理分布上呈现“西多东少、北多南少”的特点。根据自然资源部公布的2020年各省煤炭资源储量，山西、陕西、内蒙古、新疆煤炭储量位居前列，煤炭 储量均达百亿吨以上，总计占全国煤炭储量的73.1%，是主要的煤炭生产供应地。而经济相对发达的北京、广东、浙江储量不足亿吨，除上述四省外的各省发电量总计占全国发电量的80%左右。 表1：各省煤炭资源储量（2020年） 城市 资源储量:煤炭（亿吨） 占全国百分比 城市 资源储量:煤炭（亿吨） 占全国百分比 山西 507.25 31.3% 吉林 7.03 0.4% 陕西 293.9 18.1% 湖南 4.86 0.3% 内蒙古 194.47 12.0% 江苏 3.74 0.2% 新疆 190.14 11.7% 福建 2.5 0.2% 贵州 91.35 5.6% 青海 2.26 0.1% 安徽 58.27 3.6% 江西 2.1 0.1% 云南 44.54 2.7% 重庆 1.87 0.1% 山东 41.32 2.5% 北京 0.97 0.1% 宁夏 35.01 2.2% 广西 0.88 0.1% 河南 33.65 2.1% 浙江 0.15 0.0% 四川 26.66 1.6% 西藏 0.11 0.0% 河北 26.05 1.6% 湖北 0.1 0.0% 黑龙江 25.81 1.6% 广东 0.01 0.0% 甘肃 15.31 0.9% 海南 0 0.0% 辽宁 12.57 0.8% 资料来源：财信证券、ifind（数据提取日：20220830） 由于我国煤炭生产地主要位于西北地区，而煤炭消费地集中于东部经济发达地区，形成煤炭供需区域分离的局面，煤炭运输呈现“北煤南运、西煤东调”的特点。我国煤 炭以横向铁路和纵向水路为主，煤炭开采后流向北方港口，进而流向南方需求终端。北方七大运煤港口分别是秦皇岛港、天津港、黄骅港、日照港、京唐港、青岛港以及连云港港。 基于我国煤炭供需区域分离的特点，产地产量、港口库存、需求端库存对彼此间的影响存在一定的传导时间。价格对需求端库存、港口库存、产地产量的传导有先后顺序，现货价格和需求端库存具有直接的相互影响关系，继而传导至港口和产地。由远距离运输造成的传导时间为景气度变化的预测提供了时间窗口。 由于煤炭行业产能新增有限，景气度较大程度受煤炭价格影响。供需关系是影响价格变动的直接因素，本文以供需关系为核心探究煤炭行业景气度。产地产量、港口库存、 需求端库存不同状态组合代表了库存周期不同的阶段，库存周期呈现相应的供需关系；运输价格的变化提示供需关系的紧张程度；下游价格和产量的变化牵动需求的变化方向。类似上述对煤炭的供求关系有影响的指标为本文的研究重点。 煤炭分类及下游行业：煤炭按用途分类可主要分类动力煤和焦煤，其中动力煤占煤 炭消费量的80%以上，细分动力煤消费结构，以每年的动力煤累计消费量占比来看，电力行业占大头，2016-2021年动力煤消费量电力行业年均占比达60.5%，建材和化工分别年均达9.4%和5.6%。 图1：煤炭分类及下游行业 资料来源：财信证券、ifind（数据提取日：20220830） 2煤炭股价和煤炭现货价格的关系 我们使用中证煤炭指数和万得全A指数，构造煤炭相对全A指数，指数可反映煤炭 股与全市场的相对收益，如煤炭股的超额收益，此指数可一定程度过滤市场对于煤炭股的影响，即一定程度消除市场整体的影响，聚焦于煤炭行业β。 煤炭相对全�指数日涨跌幅=中证煤炭指数日涨跌幅−万得全�日涨跌幅 经观察可发现，煤炭相对全A指数对动力煤现货价格具有一定的领先性，约领先5日。将动力煤现货价格前移5日，再将其上升和下降状态进行划分，表现出和煤炭相对全A指数同增同减的特性。 图2：煤炭相对全A指数和动力煤现货价格（环渤海动力煤:综合平均价格-5500K）走势 1.1 950 1.05 850 750 1 650 0.95 550 0.9 450 0.85 350 煤炭相对全A指数走势 动力煤现货价 资料来源：财信证券、ifind（数据提取日：20220830） 下图橙线代表动力煤现货价格平移后的上升状态下煤炭相对全A指数走势，蓝线代表动力煤现货价格平移后的下降状态下煤炭相对全A指数走势，曲线的走势为两种各状态划分开的煤炭相对全A指数走势。 图3：动力煤现货价格不同状态下的煤炭相对全A指数走势（状态分离） 资料来源：财信证券、ifind（数据提取日：20220830） 由于煤炭相对全A指数对动力煤现货价格具有一定的领先性，且煤炭相对全A指数本质上代表了煤炭行业的相对于市场的收益，反映了煤炭行业的投资机会。本文以煤炭相对全A指数为预测目标进行进一步研究。 3煤炭景气度的先行指标 3.1传导时间搜寻方法：时差匹配工具 本文围绕煤炭行业景气度收集相关的行业指标，包括产地价格、港口价格、港口库存、运输价格、下游需求等。各项指标发生变化的时点和对景气度产生影响的时点具不同的传导时间，即指标的领先性和时滞性。 时差匹配工具：为研究各项指标对景气度的传导时间，本文模型研发的时差匹配工具，以指标状态对目标指数分化程度最大化为目标，匹配指标较优的传导时间。 例如，下图4为CBCFI综合指数经过3天（最优）传导时间后，上升状态（状态1）和下降状态（状态0）下，煤炭相对全A指数的走势；下图5为CBCFI综合指数经过77天传导时间后，上升状态（状态1）和下降状态（状态0）下，煤炭相对全A指数的走势。左图的两条曲线有明显的相反趋势，且单调性均较好，认为经过3天的传导时间下，指标对目标指数具有较好的分化效果。而右图的两条曲线不具有明显的相反趋势，且单调性较差，认为经过77天的传导时间下，指标对目标指数不具有好的分化效果。本文的时差匹配工具即是根据不同传导时间下分化效果的对比，优化选出分化效果最佳的传导时 间。 图4：分化程度较大效果案例