我国铜产业生命周期增长趋势与需求预测

马骋，方维萱，王京

(1．中国地质调查局发展研究中心，北京100037;2．中色地科矿产勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大学，国土资源工程学院，云南昆明650093)

我国铜产业生命周期增长趋势与需求预测

马骋1，方维萱2，王京2

(1．中国地质调查局发展研究中心，北京100037;2．中色地科矿产勘查股份有限公司，北京100012; 3．昆明理工大学，国土资源工程学院，云南昆明650093)

随着中国经济的高速发展，国内铜需求持续增加，带动了我国铜产业的不断扩张。本文的研究基于产业生命周期的理论，利用现有发达国家有色金属产业的生命周期特点的实证支持，采用先期发达工业化国家成熟且较完整的产业生命周期的经验数据，结合我国实际情况，运用生长曲线模型来剖析我国铜产业生命周期的发展趋势，预测我国铜产业在2015年前后增长的极限，届时我国铜需求为800万t左右，人均需求量为6～7kg。

铜产业生命周期生长曲线

Ma Cheng，Fang Wei－xuan，Wang Jing．The lifecycle growth trend and demand prediction of the copper industry in China［J］．Geology and Exploration，2012，48(4):0852－0857．

1 引言

产业生命周期研究是探讨一个产业的产生、成长发展、饱和与衰退过程。当前，比较著名的有Klepper－Granddy理论、G－K理论等(Klepper Steven，1996)。就世界范围来讲该项研究尚属实证研究范畴，在我国刚进入起步阶段。我国属于发展中国家，各产业基本上处于产生、成长发展阶段，无法观察到较完整的产业生命周期，而一些发达的工业化国家，某些产业已进入衰退期，因此，研究产业生命周期，主要采用国际比较归纳法，即利用某一产业在空间发展的不均衡性，将后期工业化国家与先期工业化国家的产业发展规律进行比较分析，以判断后期工业化国家的发展趋势(马骋等，2009;马骋等，2010)。本文的研究是利用现有发达国家有色金属产业的实证支持，采用先期发达工业化国家成熟且较完整的产业生命周期的经验数据，结合我国实际情况，运用生长曲线模型来剖析我国铜产业生命周期的发展趋势，预测我国铜产业增长的极限，对我国铜产业的合谐发展具有重要的意义。

2 产业生命周期理论及其经济计量模型

2．1 产业生命周期理论

产业生命周期是每个产业都要经历的一个由成长走向衰退的演变过程，一般分为初创阶段、成长阶段、成熟阶段和衰退阶段四个阶段(韩永夫等，1999)。识别产业生命周期所处阶段的主要指标有:市场增长率、需求增长潜力、产品品种多少、竞争者多少、市场占有率状况、进入壁垒、技术革新和用户购买行为等。

有色金属产业发展轨迹取决于一个国家的工业化进程(方维萱，2008)。一个国家不同经济社会发展进程中对矿产品的消费需求是不一样的，总体说来，在经济社会发展的过程中，其矿产品的需求或消费总要经历平缓、较快上升、平稳上升、缓慢下降四个阶段(李凯等，2005)。在经济社会发展的最初阶段，对矿产品的需求很低，矿产品的消费强度也很低，为产业的初创阶段;在经济社会工业化初期，对原材料与能源的需求急剧增加，刺激矿产品的消费强度相应较快增长，为产业的成长阶段;当工业化阶段基本完成后，市场饱和，社会矿产品(特别是基本金属)积累增加，矿产品使用强度处于平稳状态，为产业的成熟阶段;当社会进入后工业化阶段或高科技发展阶段，矿产品积累进一步增加、产业结构调整，人均国内生产总值由于高科技与第三产业的迅速发展而大幅上升，但原材料与能源消耗却相对增长缓慢，并导致矿产品使用强度逐年下降，为产业的衰退阶段。这种平缓、较快上升、平稳上升、缓慢下降四个阶段过程，构成了一种产业完整的生命周期。产业这种规律性的发展过程，对制定企业发展战略有非常重要的影响，所以必须充分认识，在进行市场信息调查的基础上，及时地掌握产业所处市场的不同阶段，以便采取相应的对策(Porter，M．E．，1997;刘粤湘，2006)。

2．2 产业生命周期曲线的经济计量模型

根据上述的理论，产业生命周期各阶段的发展变化一般符合“平缓、较快上升、平稳上升、缓慢下降”的特点，呈S型曲线规律(蒋志，1986;司永年，1987;秦德先，2004)，这条曲线称为生长曲线(图1)。

图1 产业生命周期曲线Fig．1 Curve of industry life cycle

产业生命周期曲线的经济计量模为:

式中:a、b为参数，参数a决定曲线陡峭程度，a值越大，曲线越陡，参数b决定曲线的位置;e为自然对数的底数，Y为预测值，k为峰值，t为时间，f(x)为自变量的多项式。

一般常采用的成长曲线，即产业生命周期曲线为f(x)多属一次多项式，而二次项系数为负值时，即:

将(3)式代入(1)式则得:

若自变量x为时间序列t，即x=t，则(4)式也可以改写为:

设ε为误差，当Y=(1－ε)k时，即认为其达到峰值。则:

各变量之间的关系如表1所列。这条曲线有峰值k0，并且在［0，k/(1+b)］曲线与纵轴的交点F1处有一个拐点(即转折点)，它是产业的投入期与成长期的分界点;在［ln(b)/a，k/2］与曲线的交点F2处，产生另一个拐点，为产业的成长期与成熟期的临界值;函数值Y=k/2使这条成长曲线为一条以［ln (b)/a，k/2］为中心的对称曲线，由曲线的F2点到峰值k0，这一段为产业的成熟期;峰值k0以下则为产业的衰退期。

表1 变量之间关系表Table1 Relationship between variables

3 铜产业生命周期的发展趋势及预测

3．1 有色金属产业生命周期成长的实证支持

在经济、社会和科技领域，通过观察和研究，有许多决定产业成长的变量因素如国内生产总值及其增长率、人均国内生产总值、人均资源消耗量、矿产品的消费强度等，都符合S型生长曲线规律(马建民，2003;王高尚，2002)。

在一个没有实现工业化的社会里，人均资源消耗是很低的，因为大多数生产是农业生产。随着工业化水平的提高，不可再生资源的消耗(人均资源消费量)急剧上升，然后变为在很高的消费水平上趋于稳定。随着人均收入水平的增长，人均资源消费量也相应上升。起初，急剧上升，然后平稳地上升，最后进入较高的平稳时期，表示人均资源消费达到饱和水平，进一步增加的收入，主要花费在服务上，资源消耗支出较少。图2表示人均资源(钢铁)消费量与人均国内生产总值之间的关系。

图21968 年世界钢铁消费量和人均国民生产总值(资料来源:USGS，2001)Fig．2 World steel consumption in 1968 and per capita GDP(from USGS，2001)

表2列出了美国钢铁产业周期中各个阶段的指标，可以看出，钢产量及人均钢产量随着产业生命周期阶段的不断发展，均呈现上升，到达一定极限后又开始下降的规律。第二产业在国民生产总值的比重也呈现了上升－极值－下降的规律性。同时，随着农业从业人口比重的不断下降，城镇人口比重不断上升，非农产业比重不断上升，美国的经济发展阶段不断升级，这点从人均国民生产总值不断上升可以看出。

英、法、美、日这四个国家钢铁工业发展较早，都经历了钢铁工业的峰值点，目前都属于衰退阶段，因此其钢铁产业的生命周期较为完整，具有典型性，从产量散点图可以看出呈现出较为明显的S型(李凯，2005)，有色金属产业同钢铁产业都属于原材料工业，而铜产业是有色金属产业的重要组成部分，我们认为我国铜产业周期的发展曲线也将符合S型。

3．2 我国铜产业生命周期特征的比较归纳法

我国近50年铜产量、消费量以GDP变化曲线图(图3)可以观察出，1952～1978年间，我国GDP逐年缓慢增长，处于经济社会发展的初级阶段，对铜的需求有限。年产量从1953年0．29万吨攀升到1970年29．89万吨，虽然铜产量和消费量增长较快，但基数小，增长的绝对值不大，为我国铜产业的初创阶段(冯建中，1999;方维萱等，2007)。自1978年改革开放以来，图中可以观察到，铜产量及消费量不断增加，增长速度不断加速，曲线越来越陡，增长趋势明显，由此我们可以判断我国铜产业处于生命周期中的成长阶段。而随着工业化、城市化进程的加快，对铜的需求量将会不断增加，如果铜的产量不能满足需求，将严重制约我国经济发展。

图3 我国铜产量、消费量及国内生产总值变化趋势图(资料来源:中国有色金属工业年鉴，中国国家统计局)Fig．3 China copper production and consumption and G DP change t re n d(fromCh inaNonferrous Met als In dus tryYe ar-book，National Bureau of Statistics)，2009

表2 美国钢铁业生命周期各阶段指标(资料来源:中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，2002)Table2 U．S．Steel industry lifecycle indexes(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences，2002)

有色金属产量及消费量波动是普遍存在的，一个国家的铜产量要受到本国和世界的经济形势与政治形势的影响，两次世界大战和世界性的经济大萧条，都对铜产量的波动产生了推动作用、铜生产能力的变化是非连续的，这也是造成铜产量波动的原因之一，忽略波动性，从长远的角度看，其产生、发展、饱和与衰退的过程比较明显(肖洪生等，1999;王智民，2002;张明燕，2004)。

3．3 中国铜产业生命曲线模型及需求预测

矿产资源(矿产品)需求预测则是对未来某个时期一个国家或地区或部门其矿产资源(矿产品)可能消费的数量进行估计、推测和验证评价(王高尚，2002)。

根据产业生命曲线经济计量模型，作者认为铜产业变化模式可以看成是两种过程的叠加，曲线1为S型增长曲线，曲线2为指数衰减曲线，当t≤t0时，产业处于产生成长期，当t＞t0时，产业进入衰退期，t0可称之为衰退点。根据以上推导用经济函数模型表示为:

式中:Y为产量;t为时间，B为基础产量，用于维持社会发展的最小铜消费量;k为铜产量的峰值，为峰值相应的时间，A、β、γ、α为参数。

我们参考典型工业国家GDP与铜需求量峰值之间的关系(表3)，假设中国铜需求量不同的峰值即k值，在实际的预测中，为了保证拟合优度，铜消费量的样本值选取了1952～2009区间相应的时间序列t与因变量Y的数据资料，实现上述模型的回归，

对(8)式进行变换得:

对(9)式移项后取自然对数得:

对(10)式进行整理得:

表3 典型工业化国家金属人均消费量峰值参数(资料来源:中国地质科学院全球矿产资源战略研究中心，2002)Table3 Typical industrialized countries per capita metal consumption peak value(from Global Mineral Resources Strategic Study Center of Chinese Academy of Geological Sciences， 2002)

表4 不同方案下的回归结果Table4 Regression results by different schemes

根据不同方案的回归结果:

(1)乐观的预测

根据先期工业发达国家峰值的规律，进入成熟期后人均消费量在10～12千克/人，峰值点处各国的人均消费量量均大于10千克，在考虑我国人口基数比较庞大，农村人口占比较重的情况下，达到极限值的人均指标应比发达国家的经验数据要小，而截至目前，我国人均铜消费量大约在2千克/人的水平，远远小于各发达国家的经验值，这表明，我国铜产业还有较大的发展空间，还需要积累相当一段长的时间，因此我国要达到欧美发达国家水平，还需30多年，届时铜消费量需求会超过1000万吨。假设如此，我国能否具备这么大的产能?我国铜工业结构是否会发生结构性的调整，还需要时间来证明，方案3～6是不考虑这些条件，单纯根据发达国家的达到极限值时经验数据来假定k值拟合的，是一种趋于乐观的估计。

(2)较为合理的预测

根据现有我国工业化进程的步伐，我国处于工业化中期，第二产业占国民生产总值比重还很大。按照我国提出的目标，第二产业占国民生产总值比重将从2002年的51．9%增长到2010年的54．9%，而大部分有色金属消费的增长率和第二产业增长率是同步的，所以，我国的铜消费量还将继续增长，将进一步的带动铜产量。如果把实现工业化作为达到极限值的条件的话，我国铜消费将在2030年左右达到峰值。如果以此为标准，那么方案1～2比较接近。即我国铜产业产量达到峰值还需要20多年的时间，届时铜需求量峰值为800万吨左右，人均消费量6～7kg。

4 讨论和结论

本文的研究采用定性的比较归纳法与定量的生长曲线法，生长曲线模型的优点在于数学方法简单明了、数据容易获得，结果直观表达，但这种基于回归分析的方法更适合于中短期的预测，难以反映最终的消费变化，另外，对于有色金属需求量的预测，除了上述可量化的因素之外，还存有许多重要的因素难以量化，对其分析判断尤为重要。

本文对拟合后的结果进行了不同角度的预测，得出以下结论:由于中国人口基数大，农业人口比重高，在铜产业发展到极限时也无法达到工业发达国家的人均水平;根据本文的研究认为1978年改革开放前我国铜产业处于初创阶段，目前我国处于工业化中期阶段，随着我国工业化城镇化进程的不断推进，中国的铜消费需求与产量还有较大的增长空间，于2015年前后进入成熟发展阶段，之后，我国从工业社会迈进信息社会的转变后，随之将迎来我国铜产业发展的极限期，届时我国铜需求为800万吨左右，人均需求量为6～7 kg。

Fang Wei－xuan，Wang Jing．2007．Non－ferrous metal mining capital operation trajectory［J］．China Mining Capital，3(1):31－33(in Chinese with English abstract)

Fang Wei－xuan．2008．Development and construction of China＇s multilevel mining capital market and risk control system［J］．International Mining Information，14(5):60－62(in Chinese with English abstract)

Feng Jian－zhong．1999．Internet mining track［J］．Geology and Exploration，(3):1－2(in Chinese)

Han Yong－fu，Han Fang，Han Song．1999．Modern enterprise product life cycle curve prediction model and its application［J］．Zhengzhou University(Philosophy and Social Sciences)(01):44－50(in Chinese with English abstract)

Jiang Zhi．1986．The geological economic and quantitative theory［J］．Geology and Exploration，(01):35－40(in Chinese)

Klepper Steven．1996．Entry，exit，growth and innovation over product life cycle［J］．American Economic Review，(6):161－179

Li Kai，Dai Li－hua，Han Shuang．2005．The industry life cycle and the extreme points of the China Iron and Steel Industry［J］．Industry Economic Research，(04):38－43(in Chinese with English abstract)

Liu Yue－xiang．2006．China＇s mining competitiveness of single－factor empirical analysis［J］．China Mining，42(6):42－45(in Chinese with English abstract)

Ma Cheng，Fang Wei－xuan，Wang，Jing，Yang，Ling－ling．2010．Competitiveness of the Chilean copper industry analysis［J］．Geology and exploration，46(06):1133－1137(in Chinese with English abstract)

Ma Cheng，Fang Wei－xuan．2009．Chilean mining investment and operating Barriers［J］．China Mining，18(3):9－18(in Chinese with English abstract)

Ma Cheng，Fang Wei－xuan．2009．Chilean mining projects operating mode［J］．The world non－ferrous metals，23(2):24－26(in Chinese with English abstract)

Ma Jian－min．2003．Thinking of mineral resources(minerals)to forecast demand［J］．The intelligence of Land and Resources，(1):10－16 (in Chinese with English abstract)

Porter，M．E．(Cheng Xiao－yue)．1997．Competitive advantage［M］．Beijing:China Press:97－160(in Chinese)

Porter，M．E．(Cheng Xiao－yue)．1997．Competitive strategy［M］．Beijing:China Press:103－244(in Chinese)

Qin De－xian，Tan Shu－cheng，Yan Yong－feng Liu Guang－Liang，Fan Zhu－guo．2004．Deposit the package of mathematical economic models of functions and applications［J］．Geology and Exploration，(03):47－51(in Chinese with English abstract)

Si Yong－nian．1987．The technical and economic types and classification of Mineral resources，［J］．Geology and Exploration，(06):29－34 (in Chinese)

Wang Gao－shang，Han Mei．2002．Important mineral resource demand forecasting［J］．Journal of the Earth，(6):483－490(in Chinese with English abstract)

Wang Zhi－min．2006．Challenges on reconstruct the geological exploration mechanism to meet the shortage of mineral resources［J］．Geology and Exploration，(01):81－84(in Chinese with English abstract)

Xiao Hong－sheng，Li Xiang－yi，Fu Ming－ke，Ji Fang．1999．Discussed on mining investment in China［J］．Geology and Exploration，56 (3):3－5(in Chinese)

Zhang Ming－yan，Xiao Rong－ge．2004．Economic vulnerability of the mineral resources industry［J］．Geology and Exploration，12(5): 81－83(in Chinese with English abstract)

［附中文参考文献］

Porter，M．E．(陈小悦译)．1997．竞争优势［M］．北京:华夏出版社:97－160

Porter，M．E．(陈小悦译)．1997．竞争战略［M］．北京:华夏出版社: 103－244

方维萱，王京．2007．有色金属矿业资本运作轨迹［J］．中国矿业资本，3(1):31－33

方维萱．2008．发展和建设中国成熟的多层次矿业资本市场与风险控制体系［J］．国际矿业资讯，14(5):60－62

冯建中．1999．国际互联网上矿业追踪［J］．地质与勘探，(3):1－2

韩永夫，汉方，寒松．1999．现代企业产品生命周期曲线预测模型及其应用［J］．郑州大学学报(哲学社会科学版)，(01):44－50

蒋志．1986．地质经济定量理论［J］．地质与勘探，(01):35－40

李凯，代丽华，韩爽．2005．产业生命周期与中国钢铁产业极值点［J］．产业经济研究，(04):38－43

刘粤湘．2006．中国矿业竞争力的单因素实证分析［J］．中国矿业，42 (6):42－45

马骋，方维萱，王京，杨玲玲．2010．智利铜产业竞争力分析［J］．地质与勘探，46(06):1133－1137

马骋，方维萱．2009．智利矿业投资与操作壁垒分析［J］．中国矿业，18(3):9－18

马骋，方维萱．2009．智利矿业项目运营模式研究［J］．世界有色金属，23(2):24－26

马建民．2003．对矿产资源(矿产品)需求预测的思考［J］．国土资源情报，(1):10－16

秦德先，谈树成，燕永锋，刘光亮，范柱国．2004．矿床数学经济模型的软件包功能及应用［J］．地质与勘探，(03):47－51

司永年．1987．论矿产资源的技术经济类型及其划分［J］．地质与勘探，(06):29－34

王高尚，韩梅．2002．中国重要矿产资源需求预测［J］．地球学报，(6):483－490

王智民．2006．重构地质勘查机制迎接矿产资源短缺的挑战［J］．地质与勘探，(01):81－84

肖洪生，李祥仪，傅鸣柯，纪方．1999．对我国矿业投资几个问题的探讨［J］．地质与勘探，56(3):3－5

张明燕，肖荣阁．2004．矿产资源产业经济的易损性探讨［J］．地质与勘探，12(5):81－83

The Lifecycle Growth Trend and Demand Prediction of the Copper Industry in China

MA Cheng1，FANG Wei－xuan2，WANG Jing2
(1．China Geological Survey Development Research Center，Beijing100037; 2．Sinotech Minerals Exploration Co．，Ltd．，Beijing100012; 3．Department of Land Resources Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming，Yunnan650093)

With China＇s rapid economic development，the domestic copper demand continues to increase，which drives the continuous expansion of China＇s copper industry．Based on the theory of industrial life cycles and existing empirical support of industry life cycles of non－ferrous metals in developed countries，considering the actual situations in our country，this paper uses the growth curve model to analyze the trend of life cycles of the copper industry．The result shows that copper consumption and production have large growth space，and will enter a limitation stage in 2015．The copper demand will be around 8 million tons and per capita requirement will be 6 to 7 kg by that time．

copper industry，life cycle，growth curve

book=7,ebook=217

P619．14

A

0495－5331(2012)04－0852－6

2011－04－14;

2012－02－06;［责任编辑］郝情情。

国家科技部科技支撑计划项目“东川－易门铜矿山深部及外围勘查技术及示范”(2006BAB01B09)和国家科技部2011年科研院所技术开发研究专项资金项目“铁氧化物铜金型矿床元素赋存状态及岩相构造学填图技术研发”(2011EG115022)资助。

马骋(1983年—)，男，2011年毕业于昆明理工大学，获博士学位，从事矿产资源经济研究。E－mail:32210591@qq．com。