钢、水泥需求“S”形规律的三个转变点剖析

陈其慎, 王安建, 王高尚

1)中国地质大学(北京), 北京 100083;

2)中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心, 北京 100037

钢、水泥需求“S”形规律的三个转变点剖析

陈其慎1,2), 王安建2), 王高尚2)

1)中国地质大学(北京), 北京 100083;

2)中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心, 北京 100037

本文剖析了人均钢、水泥消费“S”形轨迹的三个重要转变点, 论述了人均消费量和消费强度变化规律的影响因素和内在机制, 阐述了产业部门钢消费强度的倒“U”形轨迹, 在分析国内外经济结构演变趋势的基础上, 提出我国第二产业占GDP比例已经达到顶点, 指出钢、水泥消费强度顶点大小及到来的时间。

钢铁; 水泥; 需求顶点; 转变点; 消费强度

钢铁、水泥均是用于工业生产和建筑行业的重要矿产品, 是社会经济发展所必需的基础性材料。2009年, 我国粗钢、水泥消费量分别为 5.6亿吨和16.5亿吨, 分别占全球消费总量的46%和48%。由于用量大、用途广泛, 二者的供应和消费直接关系到国家的资源、环境安全问题。因此, 正确判断未来需求趋势是科学制定相关规划, 保障资源、环境安全的基础(谢承祥等, 2009)。长期以来, 国内外不同学者一直试图探寻影响钢、水泥需求趋势的因素,以达到科学预测未来变化趋势、及时制定对策的目的。总体来看, 多数学者认为影响钢、水泥需求的因素有产业结构(郭廷杰, 1993)、GDP水平(朱及天等, 2006)、GDP增长率(黄永强等, 2007)、固定资产投资(郑瑞芳等, 2007)、各钢铁消费部门发展趋势(中国钢铁工业协会, 2003)等。有人曾提及钢需求的重要转变点, 例如钢消费强度顶点出现在人均GDP2000美元时(郭廷杰, 1993), 也有人提及社会钢需求存在饱和点(王晓齐, 1995)。以上研究均作了大量工作, 为后来的研究提供了很好的基础, 但多缺乏对长尺度的处于不同发展阶段国家的研究, 同时也没有对人均GDP、产业结构、城市化率等影响因素进行全面综合的分析。21世纪初, 王安建、王高尚等学者提出了人均矿产资源消费的“S”形规律,系统论述了矿产资源需求的基本理论及应用(王安建等, 2002, 2008; 王安建, 2010; 王高尚等, 2002;高芯蕊等, 2010; 徐铭辰等, 2010; 陈其慎等, 2010),在近期发表的《矿产资源需求理论与模型预测》(王安建等, 2010)文章中, 本文作者提出了矿产资源需求“S”形轨迹上的三个重要转变点(起飞点、转折点、零增长点)的理论, 由于篇幅所限, 均没有对不同矿种的三个转变点出现的条件和内涵展开论述,本文将系统解剖钢、水泥的“S”形曲线上的三个重要转变点出现时间及其内涵, 并总结消费强度变化规律及影响因素。本文通过对先期工业化国家(英、法、德、美、意、加等)、新兴工业化国家和地区(日本、韩国等)和典型发展中国家(巴西、印度、中国等)等数十个国家近 100年以来钢铁、水泥消费与经济社会发展诸要素的深入分析, 分别用强度分析法和人均分析法剖析影响钢和水泥需求的影响因素, 确定钢、水泥需求的三个转变点, 根据经济发展趋势,指出了我国钢、水泥顶点到来的时间。

1 钢、水泥的人均消费规律

人均钢、水泥消费量是指单位时间内某个国家或地区消费总量与人口总数的比值, 是表征消费水平的重要指标。本文将人均消费量与人均GDP(本文GDP均采用1990年GK美元)联系在一起进行分析,可以将资源消费水平和经济发展水平密切关联起来研究, 进而寻求经济发展与资源需求的内在规律和机制。

1.1 人均消费量的“S”形规律

通过对10多个国家近百年的人均钢、水泥消费量与人均GDP的相关性分析, 发现人均钢、水泥消费量具有“S”形变化规律(图1-A, 图1-C)。即伴随人均GDP的不断增长, 人均消费量呈现先快速上升,后达到顶点, 最后趋于稳定并缓慢下降的“S”形变化规律。并且, 多数国家的人均钢铁消费顶点多集中于人均GDP10000～12000美元区域, 人均水泥消费量顶点集中于人均GDP11000～13000美元。顶点位置的人均钢消费量分布于 360～630千克/人, 人均水泥消费量顶点分布于范围较广, 高的有 880千克/人, 低的有350千克/人。各国钢人均钢消费顶点高低顺序和水泥一致, 由大到小分别为韩国、日本、德国、美国、英国。

1.2 人均消费增幅的三个转变点及内涵

为了进一步分析和刻画人均钢(水泥)消费变化轨迹, 对人均消费量增长幅度和人均GDP进行了相关性分析(图 1-B, 图 1-D)。分析结果显示, 人均钢(水泥)消费量存在三个重要转变点: 起飞点、转折点和零增长点, 分别对应于“S”形曲线的起飞点、转折点和顶点。

图1 人均钢、水泥消费量及消费增幅Fig. 1 Relationship of per capita steel and cement consumption to per capita consumption amplitude with per capita GDP

1.2.1 起飞点

起飞点即人均钢消费的高速增长的开始点, 对应与人均消费“S”形轨迹的起飞点。这一点位于人均GDP3000美元时, 与国家工业化起飞阶段完全吻合, 它代表了一个国家从农业社会向工业社会转变,钢铁加速消费的开始。意味着工业化进程、城市化进程均进入加速增长期, 因此对钢、水泥的需求也进入加速增长期(图1-B, 图1-D, 图2)。

1.2.2 转折点

转折点, 即人均钢消费增速由大到小的转折点,或者人均消费增幅由大到小的转变点, 对应于“S”形轨迹的转变点。转折点位于人均GDP7000～8000美元时, 此时, 人均消费增长幅度达到最大值, 位于转折点的多数国家城市化率达到 50%。此前, 基础设施建设和城市化进程均高速增长, 人均消费增幅也不断上升; 之后, 虽然城市化建设仍旧保持较高速度增长, 但基础设施建设趋于完备, 消费增幅开始波动下降, 人均消费增长速度开始递减(图 1-B,图1-D, 图2)。钢、水泥人均消费量的转折点对应于消费强度的顶点以及第二产业占 GDP比例的顶点(图3)。

1.2.3 零增长点

图2 人均钢、水泥消费增幅的三个转变点Fig. 2 Threeturning points of per capita steel and cement consumption

零增长点, 即人均钢消费增幅由正数转变为零或负数的点, 对应于人均钢消费的“S”形轨迹的顶点。零增长点位于人均GDP10000～12000美元, 此时人均消费增幅降低到零或负数, 人均消费量开始保持稳定或下降。位于零增长点的多数国家城市化率超过60%, 城市化速度达到最大, 钢、水泥需求量也达到顶点。零增长点之后, 城市化速度开始减缓,第二产业对GDP的贡献率明显下降, 钢铁、水泥消费量趋于稳定并呈缓慢下降趋势(图1-B, 图1-D, 图2)。

2 钢、水泥的消费强度规律

钢、水泥消费强度是指单位时间内每创造单位GDP的社会财富所需要消费的钢或水泥的量。消费强度是分析资源需求趋势, 表征社会生产效率的最为重要的指标之一。客观分析强度变化趋势是预测资源需求趋势、评估社会生产效率、制定相关规划的基础。因此, 揭示消费强度变化的规律, 找出影响其变化的内在机制极其重要。

2.1 钢、水泥消费强度的变化规律

本文计算了美国、英国、德国、法国、日本、韩国等国家近 100年的钢铁、水泥的消费强度。时间范围基本涵盖了所有国家的工业化过程, 因此可以清晰地反映不同国家在不同发展阶段的强度变化趋势。

2.1.1 钢、水泥消费强度均呈倒“U”形轨迹

通过分析可以发现, 随着人均GDP的不断增长,钢铁和水泥消费强度轨迹均呈倒“U”形变化轨迹:随着人均GDP的不断增长, 消费强度呈现先上升后下降的趋势(图3-A, 图 3-B)。无论钢还是水泥的消费强度轨迹均存在顶点, 而且顶点出现的位置相对较为集中。大部分国家钢消费强度倒“U”形的顶点出现于人均GDP6000～9000美元之间, 集中于人均GDP7500美元附近。多数国家的水泥消费强度倒“U”形的顶点均出现于人均GDP6500～10000美元之间, 多集中于人均 GDP8000美元附近区域, 这一点与钢不同。消费强度顶点的大小差异性也很大,钢的顶点大小在 40～65吨/百万美元范围内; 水泥的顶点大小在30～120吨/百万美元范围内。各国钢的消费强度顶点高低顺序和水泥一致, 由大到小分别为中国、韩国、日本、德国、美国、英国。

2.1.2 钢消费量与二产GDP之比也呈倒“U”形轨迹

由于钢铁主要用于第二产业, 本文分析了几个国家的钢消费量与二产GDP之比, 结果显示, 伴随人均GDP的不断增长, 比值变化轨迹也呈倒“U”形轨迹, 顶点出现的时间同样出现在人均 GDP7500美元附近(图3-C)。钢消费量与二产之比的这种变化轨迹主要与二产内部结构优化有关。

图3 钢、水泥消费强度和二产比例变化趋势Fig. 3 Steel and cement consumption intensity and trends of GDP proportion of the secondary industry

2.1.3 第二产业占GDP的比例呈倒“U”形分布

为了深入分析钢、水泥消费与产业发展的关系,对十几个国家的二产占 GDP的比例的衍化趋势进行了分析。研究结果显示, 伴随人均GDP的不断增长, 二产结构也呈先上升后下降的倒“U”形轨迹,而且顶点出现于人均 GDP6000~9000美元之间, 集中于人均GDP7500美元附近(图3-D)。

钢、水泥消费强度与二产比例的倒“U”形轨迹以及顶点出现的时间惊人的相似, 这并不是偶然的, 而是必然的。

2.2 消费强度变化规律的内涵

钢、水泥消费强度变化趋势主要受经济发展的影响, 在不同经济发展阶段、不同发展模式下消费强度具有不同的特点。

2.2.1 如何解释消费强度的倒“U”形轨迹

产业部门钢消费强度和二产结构的倒“U”形轨迹决定了钢、水泥消费强度的倒“U”形轨迹。通过对数十个国家二产结构的分析可以明显看出,人均GDP7500美元是消费强度变化的重要分水岭。在人均GDP3000～7500美元时, 一方面, 第二产业高速发展, 二产比例呈快速上升趋势, 拉动了对资源的消费, 使消费强度不断上升; 另一方面, 产业部门钢消费强度也呈快速增长趋势。在这两个因素的共同作用下, 钢、水泥消费强度呈快速增长趋势。在人均GDP7500美元以后, 经济发展基本进入工业化中期发展阶段, 一方面, 第二产业所占比例达到顶点开始出现下降, 第三产业进入高速发展阶段,二产比例的下降带动了强度的下降; 另一方面, 在人均GDP7500美元以后, 第二产业本身的消费强度也在减弱。因此, 在二产比例下降和二产消费强度下降的双重作用下, 钢、水泥的消费强度也出现了明显下降。

2.2.2 如何解释不同国家消费强度顶点的高低

如上所述, 各国钢的消费强度顶点大小顺序和水泥一直, 由大到小分别为中国、韩国、日本、德国、美国、英国。这主要是由这些国家的发展模式不同造成的。越是老牌的发达国家, 其工业化进程越是缓慢, 在同一发展阶段的消费强度就越低; 而新兴工业化国家, 往往是压缩式工业化发展模式,短期内实现工业化, 因而消费强度偏高。

3 我国钢、水泥需求趋势判断

3.1 我国经济发展趋势

我国经济已经连续30多年保持高速增长, 2009年, 人均GDP为6519美元, GDP增长率为9.1%, 城市化率为46.6%, 二产占 GDP的比例为46.8%, 基础设施基本完善, 城市化进程不断推进。目前, 我国已进入工业化中期发展阶段, 面临应对经济危机和经济结构顺利转型两大问题。

3.1.1 经济保持较长时间的高速增长, 二产比例已达到顶点

1978年以来, 我国GDP增速长期保持在8%以上, 经济结构以第二产业为主, 二产占GDP的比例一直保持在40%以上, 并且当前二产占GDP的比例已经接近 50%, 这是英、法、美、日、韩等国从来没有达到过的。并且根据西方近 20个国家的经验,人均GDP7500美元时, 二产所占比例达到顶点, 开始出现下降。另一方面, 以外向型经济为主导的经济发展模式造成的资源环境压力不断增大, 这种发展模式是不可持续的。因此, 经济发展的内在规律和巨大的资源环境问题都要求我国进行经济结构调整。

3.1.2 城市化进程即将进入平稳增长期

根据城市化率与人均GDP的相关性分析, 在人均GDP3000GK美元～7000GK美元时, 城市化率呈高速增长之势, 当人均 GDP超过 7000GK美元时,城市化进程开始放缓。2009年我国人均 GDP已经达到 6519GK美元, 根据发达国家经验, 未来城市化进程将进入平稳增长期。由于我国特有的户籍制度的影响, 农村进入城市的常住人口没有统计到城市人口中去, 因此, 如果考虑城市非户籍常住人口的话, 我国实际城市化率将比目前统计数据高10个百分点, 即当前我国城市化率至少已经达到 55%以上。

3.1.3 经济增长开始从依靠固定资产投资拉动向扩大内需转变

长期以来, 中国经济一直靠固定资源投资拉动经济增长, 尤其是进入21世纪以来, 固定资产投资连年高速增长, 2008年固定资产投资总额超过17万亿元, 比2000年增长了近5倍。由于目前我国道路、交通等基础设施建设已经基本完善, 各行业工业设施建设已经高度发达, 许多生产行业产能建设已经出现过剩, 房地产投资、冶金行业投资高峰期已过,因此, 未来固定资产投资将趋缓。

基于以上几点, 本研究认为, 未来我国经济增长将出现以下几个转变: 城市化将从高速发展向平稳发展过渡, 固定资产投资高增长趋势将放缓, 出口导向型经济将向内需拉动型经济发展, 二产主导型经济将向三产主导型经济发展。2010年, 我国人均GDP将有望达到(8%的增长率)7100美元, 预计未来5年, GDP增长率将保持在9%左右, 城市化率每年增长1.3%左右, 到2015年, 我国人均GDP将达到11000美元, 实际城市化率达到60%左右。

3.2 我国钢、水泥需求趋势

3.2.1 钢、水泥消费强度已进入峰值期, 未来将呈不断下降趋势

根据钢、水泥消费规律, 基本可以判断, 当前我国钢铁、水泥消费强度已经进入峰值期。钢消费强度顶点在 50～60吨/百万美元, 低于韩国, 高于日本、美国、英国等国家。水泥消费强度顶点将在120吨/百万美元, 高于所统计的所有国家水平。这主要是因为我国走的是压缩式发展的工业化模式, 二产比例严重偏高。未来, 伴随二产结构的不断下降, 我国钢、水泥消费量将出现不断下降趋势。

3.2.2 人均钢、水泥消费量已接近转折点, 5年之内将进入峰值期

2010年我国人均GDP将超过7000美元, 已经接近人均钢铁(水泥)消费的转折点, 人均消费增幅开始不断下降, 人均消费量增长乏力。2015年, 我国人均GDP将突破11000美元, 在此之前将进入人均钢、水泥消费的峰值期。我国人均钢消费顶点为400～450千克/人, 低于韩国和日本, 接近美国、英国。人均水泥消费顶点将不低于800千克/人, 低于韩国, 高于日本、美国等国家。我国人均消费顶点之所以低于韩国, 高于美国、英国等国家同样是由压缩式发展模式和偏高的二产结构造成的。

3.2.3 越过顶点后, 人均钢、水泥消费在较长一段时间内将保持在较高水平

我国人口基数大, 国土面积广大, 自然条件差异性大, 经济发展极不平衡, 虽然东部地区经济发展已经达到较高水平, 但广大的中部和西部地区仍较落后。要想中西部地区经济实现现代化仍需要较长一段时间, 因此, 未来我国钢、水泥消费在越过顶点后, 在较长一段时间内仍将保持在较高水平。研究表明, 2020年之前, 我国钢消费仍将保持在较高水平。

总之, 未来5年, 我国经济面临较大调整, 钢、水泥消费也将出现重大转变, 消费强度和消费总量将先后进入峰值区, 应及时制定应对产业规划。

4 主要认识和结论

(1) 人均钢、水泥消费的三个转变点(起飞点、转折点、零增长点)出现的时间分别为人均GDP3000、7000～8000、10000～12000美元。我国钢、水泥消费将在2015年前进入峰值期。

(2) 钢、消费强度呈倒“U”形变化轨迹, 顶点出现的时间为人均GDP7500美元附近, 我国钢、水泥消费强度正处于峰值期。

(3) 钢消费量与二产 GDP之比随着人均 GDP的增长呈倒“U”形轨迹, 其顶点出现于人均GDP7500美元时, 这主要与二产结构优化有关。

(4) 第二产业占GDP比例随着人均 GDP的增长呈先上升后下降的倒“U”形轨迹, 二产结构顶点一般出现在人均 GDP7500美元。我国二产占 GDP比例已经达到顶点, 未来二产比例将逐渐下降。

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An Analysis of the Three Turning Points in the “S-Shape”Rule of Steel and Cement Demand

CHEN Qi-shen1,2), WANG An-jian2), WANG Gao-shang2)
1) China University of Geosciences, Beijing 100083;
2) Research Center for Strategy of Global Mineral Resources, CAGS, Beijing 100037

This paper analyzes three key turning points on per capita steel and cement consumption S-shaped track, discusses the impacting factors and internal mechanism of the changing rule of the consumption intensity and per capita consumption amount, and illustrates an inverted-U track for the steel consumption intensity in the second industrial departments. Based on an analysis of economic structure changing tendency both in China and abroad, this paper concludes that GDP proportion in the second industry has reached the summit; it also predicts the peak value that the steel and cement consumption intensity will arrive at as well as the arrival time.

steel; cement; demand summit; turning point; consumption intensity

F123.2; F201

A

1006-3021(2010)05-653-06

本文由公益性科研院所项目(编号: K1007)、地质调查项目(编号: N0702)和国家开发银行项目(编号: E0811)联合资助。

2010-09-13; 改回日期: 2010-09-15。

陈其慎, 男, 1979年生。助理研究员, 博士研究生。长期从事资源经济学和矿产资源战略研究。通讯地址: 100037, 北京市西城区百万庄大街26号全球矿产资源战略研究中心。电话: 010-68999655。E-mail: chenqishen@126.com。