2024年铜行业变量定价规律与量化投资模型

2024年铜行业变量定价规律与量化投资模型1.铜的产业链与业绩锚1.1.铜产业链介绍铜产业链的上游为铜矿开采，主要包括资源勘探、铜矿建设与开采，获得未经加工的铜精矿石，含铜量在3%-30%之间；中游主为铜矿冶炼，冶炼企业在向上游铜矿企业获得了铜矿石后经过粗炼与精炼后得到含铜量99.9%的精炼铜产品，也称阴极铜；下游为对精炼铜产品的加工，形成铜板、铜线、铜棒、铜管、铜带、铜箔六大产品种类，并根据下游用铜行业的不同需求进一步加工为最终产品。在铜的产业链中，上游与中游是较为重要的组成部分。由于铜的产地产区较为集中，在开采与勘探方面受自然资源因素制约，长期来看上游铜矿的供给变化对铜的整体供给影响较大，加上我国是贫铜国家，70%以上的铜资源依赖进口，使得铜矿的供给环节是市场关注的热点问题之一。我国精炼铜产量位居世界第一，且近年来占世界总产量的50%，因此中游冶炼环节的变化对铜行业业绩有较大影响。1.2.铜行业的业绩锚——铜价对铜行业的投资需要把握市场预期变动，具体来说就是需要找到能够指示铜行业指数业绩的指标。铜行业指数业绩由多家上市公司业绩加权复合构成，前文已经提到我国铜行业上市公司主营业务基本为铜矿冶炼，而冶炼环节市场普遍认为的业绩表征指标有两个：铜价（期货价格）与冶炼费（TC/RC），因为其中铜价反映冶炼产业中铜原料与产品的供需关系，而冶炼费直接反映冶炼产业的利润。对于这两个业绩表征指标我们应该如何选择呢？答案是选择铜价，因为冶炼费虽然是冶炼企业的直接利润来源，但其受铜价影响程度相当高，而铜价本身更能够反映产业链中的供需情况，所以选择铜价来指示铜行业指数业绩。铜行业上市公司主营业务往往遍及铜产业链的上中下游。以铜行业指数两大成分股：紫金矿业为例，其主营业务覆盖采矿、冶炼与下游贸易加工。这意味着铜行业基本面任何一个环节的变化都可能对上市公司产生或多或少的影响，换言之要想研究铜行业及其上市公司投资逻辑就必须对产业链整体结构有一定的了解。由于铜矿开采及其冶炼流程成本较为固定，相比之下铜价波动与需求弹性则高得多，因此铜价对于铜行业的利润具有至关重要的作用。而铜行业业绩的走势也与铜价具有一定关联性，虽然在某些时间段发生脱节，但整体来看铜行业超额净值变动与铜价变动还是较为一致的。2.铜行业分析框架2.1.行业变量介绍2.1.1.需求需求端，我们首先考察宏观经济整体。铜作为重要的工业金属，深度参与了经济发展的方方面面。中国是目前世界精炼铜生产和消费量最大的国家，也是全球第二大经济体，国的经济发展对铜行业影响颇深。此外，海外的情况同样重要。从GDP、OECD综合领先指标和PMI指标来看，宏观经济的周期为6年左右。考察铜的下游行业，包括电力、房地产、家电和“新风光”等。在我国，对铜需求量排前三的行业为电力、房地产与家电，结合我国经济发展的规律，不难发现房地产在三者中起带领作用，地产施工端带动电力、电网配套需求，地产竣工端带动家电需求。在房地产开工、施工、竣工、销售这一链条中，商品房销售同比和商品房平均售价是常用的领先指标,大致周期在3-4年左右。电力行业受宏观经济周期与房地产周期的影响，也表现出一定的周期规律，我国电力与电网投资完成额历年来均处于快速增长的状态，但如果对这种高增速做一定区分，也能得到其跟随经济周期与地产周期的波动规律。家电是我国铜需求量第三大行业，房地产竣工端对家电需求有拉动作用。空调、冰箱、洗衣机是家电主要产品，也是对铜需求量最大的三种产品。家电产量同样跟随经济周期与地产周期具有一定波动规律。以上电力、房地产、家电三大行业已覆盖我国70%的用铜需求，且近年来增速较为稳定。在这三大行业之外，以新能源、风电、光伏为代表“新风光”行业虽对铜需求占比不高，但增速迅猛，年均达到30%以上，是未来铜需求结构中不可忽视的变量。2.1.2.供给铜供给与经济环境、需求变化联系紧密。要观察铜的供给情况，可以从三方面入手：资本开支、铜精矿供给和精炼铜供给。我们观察到这三者均具有一定的周期性。资本开支周期与铜价周期关联较大。资本开支指的是铜矿企业对提高其生产能力进行的资本性投入，比如现有铜矿的扩建与新矿开采，这直接关系到未来铜矿产能，对供给有着长期影响。铜矿的资本开支受铜价起伏影响较大，高铜价意味着矿企收入增加，资本开支意愿也增加，其周期与铜价涨跌周期相似。铜精矿供给周期与需求周期关联较大。铜矿是整个铜行业供给源头，整体来说，铜精矿的供给一直都具有增长的长期趋势，我们观察其同比增速变化。整体来看，铜精矿供给受需求影响大，绕不开经济大环境的波动，具有6年左右的大周期，而铜精矿从勘探规划到最终投产的周期也为6年左右。精炼铜供给周期约为2-3年。铜精矿的下一步是精炼铜，也即将铜精矿加工为精炼铜的过程。我们选取全球精炼铜产量同比来观察精炼铜供给存在的波动于周期性。精炼铜产量周期较短，产量同比波峰与波谷出现次数较多，周期长度约为两年，而铜冶炼厂从规划到投产的整个周期正好为2-3年左右，二者在周期长度上表现比较吻合。2.1.3.库存库存是供需相互匹配后形成的动态结果。库存整体可分为报告库存与非报告库存，报告库存指三大铜期货交易所中每日披露的库存数量，非报告库存主要指社会库存，也就是市场上真正可供调动的库存总量。非报告库存的披露频率往往较低，比如ICSG报告的全球精炼铜总库存为月频数据，所以我们采用铜期货交易量最大的三大期货交易所报告库存（日频或周频）来观察铜库存的波动情况。铜库存的波动周期较短，大约为1年。通过观察发现，沪铜库存表现出了强烈的周期性，周期为1年，而伦铜库存周期大致也为1年，不过伦铜库存的周期性较沪铜库存更弱，但二者波峰波谷值的差距均较大。理论上，铜的库存不仅受基本面因素影响，还受到金融属性的影响。铜的库存周期变化受季节性因素影响较大，尤其在国内每当春节临近时往往库存高涨，因此观察库存时还需要结合其与价格的关系。回顾过去的二十年，观察库存行为变化规律可以得到两点结论：结论一：库存低位时易对价格形成支撑，高位时易形成压制在2004年至2008年，2020年至今，全球精炼铜库存都处于相对低位，而铜价都处于相对高位。在2011年至2019年，库存处于相对高位而铜价处于相对低位。结论二：库存与铜价同向上行多为经济复苏，同向下行多为需求疲软过去二十年经历过三次主动补库存阶段，其发生时间点多为宏观经济由衰退转为复苏的时间，企业需求稳定，而主动去库存多发生在宏观经济疲软期，企业需求下行。2.2.铜行业复盘2001-2006年第三季度：中国加入WTO，世界经济复苏驱动铜价上升在经历1997-1998年亚洲金融风暴，2001年美国互联网泡沫破裂之后，全球经济最大经济体美国陷入衰退，由此引发全球经济体出现不同程度的衰退。为刺激经济回暖，美国政府出台一系列经济刺激政策，使美国经济在2001年Q4触底回升，并带动全球经济复苏。在此后的2001年年底，我国正式加入WTO组织，全面接入世界经济体系，形成了南美提供资源、我国提供制造、欧美提供消费的产业链，我国经济在外需带动下高速发展，带动房地产、电力与家电行业增速上升。2006年第四季度-2008年底：经济增速下滑，金融危机席卷，铜价下降2006年开始全球经济出现波动，中美单季度增速出现下滑，铜价在此期间处于高位震荡。2008年美国次贷危机引发了全球性金融危机，世界主要经济体都发生经济衰退，引发流动性枯竭，结束了2002年启动的铜价牛市行情，铜价最低跌至24000元下方，跌幅超60%。经济衰退同样影响着下游行业，市场遇冷导致房地产成交量锐减，进而连带影响电力、家电产量增速下降。2009年至2011年第二季度：全球大刺激，经济复苏，铜价上升经过2008年金融危机以后，全球各国均开启了经济刺激计划，进入新一轮经济周期。美国政府启动量化宽松政策，中国则推出“四万亿”大投资计划促进经济恢复，世界经济在这一环境中开始复苏，GDP增速逐渐上升。经济复苏同样带动房地产行业复苏，成交量大幅上涨，带动电力、家电行业同步向好，也是从这一轮周期开始，中国铜消费量快速扩大在世界范围内的比重。2011年第三季度-2015年底：需求动能不足，经济疲软，铜价下行在2012年前后，随着全球逐渐摆脱金融危机的影响，美国量化宽松政策与中国“四万亿”计划对经济的促进作用慢慢消失，世界各国GDP增速也从高位回归回落。随着流动性紧缩，市场投资热度下降，总需求增速放缓，我国各行业投资增速也出现下行，电力、房地产行业投资增速均发生下降，此外，全球铜精矿供给也在2011年进入了一个增产周期，期间铜矿供给增速较高。在宏观经济、行业需求与供给三重因素的压制作用下，带动铜价进入下跌趋势，铜价从高位回落至2015年底的35000元下方，跌幅超50%。2016年初-2018年初：全球弱复苏，“棚改”带动地产，铜价上行2016年开始，全球经济进入新一轮的复苏周期，走出经济低点，各国央行普遍改变货币政策方向，全球流动性得到改善，我国经济也受益于大规模“棚改”需求，下游各行业需求增速加快，电力、房地产、家电等行业平稳增长。2018年第二季度-2020年第一季度：贸易战叠加黑天鹅，铜价下行2018年开始的中美贸易摩擦打断全球经济复苏进程，我国也提出了去杠杆政策，提出要降低企业杠杆率，下游需求因此趋缓，而2020年初席卷全球的肺炎更是导致各行业生产几乎停滞，带给铜价加速下跌。2020年第二季度-2021年底：经济快速恢复，叠加复苏预期，铜价上行之后全球很快从短期的恐慌中恢复，加上各国经济刺激政策与流动性宽松政策，支撑铜价快速上涨至70000元上方，历史新高附近。随着2020年中我国逐步解除封控，全球疫苗研究进展加快，铜消费需求重新回到高位，我国铜消费量占比达到全球60%以上，国内地产市场也得益于风险减轻和政策刺激向好，拉动相关行业，加速铜价上涨。2022年至今：铜价高位回落，需求稳定供给小幅增长，铜价急跌稳涨2022年，美国持续的通胀让美联储开启了新一轮的加息周期以应对风险，引发了全球对经济衰退的担忧，伴随着对经济发展预期的不断下调，全球制造业PMI已经下降至枯荣线附近，宏观预期变差+金融属性叠加让铜价快速下跌。去年12月以来美联储逐渐鸽派，美元指数出现走弱，强化了降息周期即将到来的预期，对铜价形成提振。铜供需逐渐由过剩转向缺口在中长期利好价格，需求层面虽增速未有大幅增长但较低库存对铜价形成支撑，基本面稳定叠加金融属性利好最终造就了近期的大涨行情。3.铜行业的长期投资逻辑通过对行业变量的长期走势进行判断，可以归纳出铜行业的长期投资逻辑。长期逻辑的逐步兑现会推动预期的长期变动方向。3.1.需求端：关注“新风光”带来的需求增量需求端逻辑一：经济快速发展+房地产快速发展+城镇化率迅速提高=过去二十多年铜需求的拉动。在2000年后，房地产行业是经济发展的中药驱动力，而地产对用铜需求拉动是非常显著的，铜下游需求中的电力和家电行业均位于房地产竣工端；城镇化率提升对铜下游的电力和交通运输也有明显的拉动。具体来说，竣工端上房屋内外供电、电路铺设可以促进电力行业需求，大量房屋的装修需求促进了家电行业需求，随着房地产行业发展，城镇人口大幅增加，带来城镇化率上升，不断地城镇化带来基建投资加速增长，大量道路、电网系统的修建和汽车销量的上涨促进了电力、交通运输行业的用铜需求。需求端逻辑二：“新风光”产业为代表的新旧能源转换近些年来，我国更加追求经济发展的质量，经济增速下台阶，房地产亦步入下行周期。在“碳中和”等时代大主题之下，以“新风光”产业为代表的新旧能源转换成为铜下游需求的新增长点。新旧能源转换的重点在于降低石油、煤炭等化石能源消耗比重，铜作为电能最好的传导材料能够很自然地作为风能、太阳能等新能源的载体。目前新能源在世界范围的内发展方式主要分为电动汽车、风力发电和光伏发电三个方向，相关产品、装置以及设施的建设对铜都有大量需求，例如以“新风光”中的电动汽车产业来说，生产一辆电动汽车需要用铜60kg-80kg，是传统汽车的3-4倍以上。根据ICSG统计，目前“新风光”整体用铜量虽然只占总量的10%左右，但在以每年30%的速度增长，预计到2030年将占到总量的30%以上。“新风光”带来的用铜增长基本属于新需求，不仅能带动下游其他相关产业的需求增量，在未来更有可能在其商品属性中增加与能源供给的关联。需要跟踪以下变量以观测需求端长期逻辑兑现情况：经济复苏情况（PMI等经济数据和政策）、地产复苏情况（地产销量等地产数据和政策）、“新风光”的发展速度（新能源汽车销量和出海情况、风电与光伏发电装机量等数据和政策）。3.2.供给端：关注供给过剩逆转与铜矿品位下降供给端逻辑：2016年开始全球铜矿资本开支进入低谷期，约6-8年落地到实际产能，全球精炼铜有望在2024年逆转持续十余年的供给过剩局面。铜矿平均品位下降亦有望催化后市供给紧张的预期。直接反映供给情况的指标是铜精矿/精炼铜的产量产能，直接支持铜企将产能产量落地的因素是资本开支，而2016年开始全球铜矿资本开支进入低谷期，约6-8年落地到实际产能，全球精炼铜有望在2024年逆转持续十余年的供给过剩局面。此外，全球铜矿平均品位下降了一半左右，品位下降说明的是自然资源的不可逆性枯竭，虽然铜企可以通过应用新技术和勘探新矿来弥补品位下降，但开采成本上升仍成为趋势。需要跟踪以下变量以观测供给端长期逻辑兑现情况：资本开支落地情况和产能变化情况（铜精矿的产量产能和资本开支等）、铜矿品位下降速度。4.行业变量的短期定价能力上一章我们大致探讨了铜行业的长期发展方向，本章我们探讨行业变量对铜价或股价的短期影响。价格本质上反应的是预期，行业数据的更新会影响市场对铜行业所处状态的判断，导致预期的变化，最终导致价格的变化。探索定价规律的方法为：观察在不同指标状态下做多铜价的表现。状态划分的步骤如下：Step1：对指标进行滞后一阶处理。以下游行业的产量数据为例，当月数据往往于次月中下旬公布。所以在t月底，我们实际上拿到的是t-1月的数据。Step2：在t时点，首先对t之前的时间序列进行低参数的HP滤波平滑。这是因为一些指标序列往往波动剧烈，从而导致信息解读结果的频繁切换。Step3：划分当前（时点t）的指标状态，分为边际和绝对两类。若t点的值大于t-1点的值，则边际状态为“上”，反之为“下”。若t点的值排名最近24个数据点的60%以上，绝对状态为“高”，排名40%-60%为“中”，排名40%以下为“低”。4.1.产能为硬供给，产量与产能利用率反映需求铜精矿与精炼铜的生产供给基本由它们的产量、产能及利用率决定，其中产量表现当期实际生产供应的数量，产能和利用率则包含了生产者对需求变化的反映与对未来生产供应的预期。产能作为硬供给，对铜期货价格有一定的负向指示作用。2009年至2020年的时间内为负向指示作用，但2020年后则有所失效。这可能是导致价格波动有暂时偏离基本面逻辑。产量和产能利用率是需求的反映，对价格呈现一定的正向指示作用。产量和产能利用率合成指标并未表现出与价格的明显指示作用，但产量小类中的ICSG全球精炼铜产量对股价与期货价格均表现出一定的正向指示作用，与产量对价格影响的逻辑完全相反，这可能是因为产量变化在实际往往反映的是需求的变化，是需求端的被动行为。4.2.国内外经济对铜价长期具有正向指示作用选取OECD领先指标和PMI指数来衡量经济环境，大致按照OECD指标与PMI指数等权重。国内外经济对铜期货和股票价格的正向指示作用十分显著，尤其是对期货价格在相当长的一段时间内都保持了良好的净值走势。国内经济对期货与股票价格的正向指示作用稍弱，但也大多呈正向指示作用。工业景气度对铜期货和股票价格有正向指示作用。工业景气度能够反映制造业整体的景气水平，是体现国内经济传导至下游行业需求的中间变量，工业景气度指标高-低策略近年对期货和股票价格都有较好的正向指示作用。4.3.部分电力与房地产二级指标正向指示作用较好在下游的各细分行业中，电力和房地产是对铜需求量较大的行业，其中电力相关指标中对铜行业相关逻辑较强的主要是电网、电源设施投资完成额。房地产相关指标中对铜行业相关逻辑较强的指标主要是投资完成额、施工竣工与销售面积，其中投资完成额赋权20%，其余权重基本按开工、施工、竣工面积与交易成交面积各一半均分。电力指标近期指示作用一般，但其类中一些二级指标在近年有正向指示作用。电气机械投资额在近十年对股票价格有正向指示效果，但其高-低和上-下策略已出现一年以上的回撤，其原因主要是原始指标自去年以来均为下降趋势，累计同比增幅从2023年1月的40%以上一路下降至如今的10%左右。房地产指标整体对期货与股价指示作用均不强，但其类中个别指标也有一定正向指示作用。100大中城市成交土地面积和房屋竣工面积对期货和股价在近年都有较好的正向指示效果。4.4.机械与装备制造类指标均有一定正向指示作用铜作为工业生产的重要原料，与制造业有十分紧密的联系，本小节探究家电、机械、汽车等制造行业需求指标对铜期货与股票价格的指示作用。家电指标在2015年后对铜期货和股票价格呈正向指示作用。家电类指标中，选取空调、冰箱、洗衣机三类对铜需求量高的产品，大致按照其产量高低分配权重，综合产量和出口量构建指标。整体来说，家电指标对铜期货和股票价格都在2015年后时间段内表现出正向指示作用。注意到家电高-低策略在2020年前后发生明显回撤，这是因为在背景下我国家电产业复产复工较铜价回升更快，家电产量回升时铜价仍在低谷。电子类指标对价格具有正向指示作用。电子元件制造行业中，集成电路产品需要以铜为材料印刷电路板，因此选取集成电路、光电子器件和手机产量指标构建指标。电子类指标中对铜期货价格具有长期正向指示作用，而其对股票价格也在近年表现出了一定的正向指示作用。机械类指标对价格呈正向指示作用。机械装备行业中对铜需求量较大的产品主要涉及传动、金属连接零部件，选取具有一定代表性的挖掘机和机床产量构建指标。机械类指标对铜期货和股票价格正向指示效果均较好，策略在较长时间段内都表现出一致的正向指示作用。汽车行业指标对价格呈正向指示作用。装备制造中汽车是一个较为特殊的行业，从汽车结构来说其内部有许多管线、机械连接件要使用铜材，但近年兴起的新能源汽车主要用铜部件是动力电池组件与电子电路，使新能源汽车用铜量达到传统汽车的数倍。加之目前车企推出新车型时往往在插电混动、纯电动力车型上发力，这让汽车行业也搭上“新风光”叙事的快车，在铜需求结构中的占比逐渐增大。汽车类指标选取汽车产量、销量和充电设施保有量构建指标，根据其大致对铜的消耗量分配权重。汽车行业指标对铜期货价格指示效果较好，从世纪之初开始就表现出明显的正向指示作用，而高-低策略在近十年也表现出对股票价格的良好指示作用。4.5.进口与库存指示作用分段明显在广义的供给环节，除了铜矿和冶炼厂的生产端，库存释放与进口也能提供铜的供给，它们充当了供给与需求的中间角色，在一定程度上能调节供需的关系，因此这二者对价格的影响逻辑在时间上可能并不统一，在不同的周期会具有相反的逻辑关系。进口与库存类指标选取直接反映数量的数据，按照数量大小关系分配权重进行指标构建。进口对价格的指示作用近些年转为正向，而库存则无明显指示方向。进口在2021年之前对股票超额收益的指示作用为负，为供给逻辑；但2021年后转为正向，这可能是因为铜供给过剩逐渐减小，进口量开始更多地反应需求变化。而库存变量在2015年后并无明显指示作用，说明单独的库存上下或高低并无太大意义，我们需要结合需求等变量来判断企业的主被动、补库去库行为。4.6.金融属性的定价能力在长期维度上弱于供需铜在众多有色金属中的金融属性仅次于黄金，其价格受利率、通胀等水平因素影响较大，尤其是最近的上涨行情中铜的金融属性贡献了较大力量。金融属性方面主要考虑通胀水平盒利率两种因素，以中美两个世界最大经济体数据构建通胀和利率