水电充足 云南电解铝复产规模保持乐观

研报正文

【核心观点】

1、目前正处于三重拉尼娜的末端，历史数据和美国国家海洋和大气管理局NOAA的预测均表明，今年不会发展成四重拉尼娜，未来转向厄尔尼诺的概率较大。

2、拉尼娜也称反厄尔尼诺，厄尔尼诺和南方涛动密切相关，通常合称为ENSO(文中有详细解释)。ENSO与我国整体降水量存在较强的相关性。厄尔尼诺事件通常给我国带来更高的降水量，拉尼娜事件通常带来更低的降水量。

3、不同季节或者ENSO的不同发展阶段，ENSO与长江上游及云南降水量的相关性不同。

4、预计3-5月长江上游及云南降水量高于往年同期，6-8月长江上游及云南降水量将由2022年异常低的位置恢复至往年同期水平。9-11月，即使发生厄尔尼诺事件，预计长江上游及云南平均降水量也接近往年同期水平。

5、ENSO对云南气温的影响较为温和，预计夏季、冬季不会出现较高的居民用电需求。

6、预计云南最早今年5月开启电解铝复产。今年6-11月云南降水量预计将回升至往年同期水平，并且考虑到丰水期低库容水库不必像往年防汛泄洪，因此水电充足，可以推动电解铝复产。全年来看，云南电解铝复产规模保持乐观，后期我们将持续跟踪。

【一、气候异常导致云南限电限产】

由于气候异常，去年夏季长江上游来水偏枯、云南降水量偏低，西南水电紧张。根据云南省能源局《云南省2022年有序用电方案》，当电力供应遭遇冲击时，省内电解铝生产首当其冲。2022年9月，水电大省云南通知省内电解铝企业降低负荷，最终压减百万吨电解铝产能。在上一篇报告中，我们用2022年8月之前的数据测算了当时的电力空间，得出即使云南降水量继续偏低，省内电解铝在2022年年内进一步减产的概率也较低。现实表明我们的测算合理，在较长的时间里云南电解铝未进一步减产。

上一篇报告中，水力发电量的季节性波动主要由西电东送吸收，省内用电量则相当平稳。云南降水量显著低于往年同期时，才实际对省内用电产生影响。然而，云南降水量在去年9月短暂超过历史平均水平后大幅降低，并且远低于历史平均水平。在此背景下，今年2月初再次出现云南减产传闻，当月中下旬云南电解铝企业收到减产通知，该轮减产规模65万吨。

云南省水力资源丰富，水力发电占比很高，未来也将承接更多电解铝的产能转移。因此，未来我国电解铝的供应和价格将直接受到长江上游来水、云南降水量的影响。为了更好地预判云南电解铝的供应、把握电解铝价格走势，我们希望从长周期的视角研究长江上游来水、云南降水量。

【二、降水异常的气候分析】

厄尔尼诺是著名的异常气候现象，已有研究表明厄尔尼诺和全球各地的气候具有紧密联系。厄尔尼诺(ElNino)指太平洋东部和中部海表温度大范围异常地持续变暖的现象。拉尼娜(LaNina)指赤道太平洋东部和中部海表温度大范围异常地持续变冷的现象，也称为反厄尔尼诺。厄尔尼诺又分为厄尔尼诺现象和厄尔尼诺事件。厄尔尼诺现象是太平洋东部和中部海温异常变暖的现象，但这个状态要维持5个月以上，才认定是真正发生了厄尔尼诺事件。拉尼娜现象和拉尼娜事件同理，三重拉尼娜事件指连续三年均出现拉尼娜事件。

(一)厄尔尼诺-南方涛动(ENSO，ElNino-SouthernOscillation)

厄尔尼诺与南方涛动密切相关。南方涛动是指南太平洋副热带高压与印度洋赤道低压这两大活动中心之间气压变化的负相关关系。南太平洋副热带高压比常年增高(降低)时，印度洋赤道低压就比常年降低(增高)，称之为涛动。厄尔尼诺先于拉尼娜被发现并承认，近年来把厄尔尼诺和南方涛动合称为ENSO。

厄尔尼诺和南方涛动其实是自然界中同一物理现象在两个方面的体现：体现在海洋中即为厄尔尼诺，反映在大气中即为南方涛动。因此，可以从大气和海洋两个方面进行量化分析。

第一个指标是南方涛动指数SOI。科学界采用南太平洋塔希堤岛的海平面气压与同时期澳大利亚北部的达尔文港的海平面气压差值，再经过一定的数学处理得到。SOI表示南方涛动的强弱，负值对应厄尔尼诺，正值对应拉尼娜。

第二个指标是海洋厄尔尼诺指数ONI。世界各国对赤道东太平洋海面水温SST监测和认定标准不一致。2017年以后，中国气象局对厄尔尼诺事件定义标准采用新的国家标准(GB/T33666-2017)，与NOAA相同。按此标准，Nino3.4区域的SST的三个月移动平均值即ONI正距平在0.5℃及以上，即可认为出现厄尔尼诺现象，持续至少5个月即可认为出现一次厄尔尼诺事件。

引入量化指标后，ENSO的主要特征表现为ONI出现异常高位相(变暖)时，SOI却出现异常低位相(气压差缩小)。这种模式每二至七年不规则地来回移动一次。通常而言，ENSO事件表现为显著的季节特征，即通常为夏季发展，在冬季达到事件顶峰，而在次年春夏季衰减，可持续数月至3年左右。

根据美国NOAA最新的预测图，下半年出现厄尔尼诺现象的概率更高，或发展成为厄尔尼诺事件。中国自然资源部国家海洋环境预报中心3月16日公布的会商预测结果亦显示，连续三年的拉尼娜事件将于2023年春季结束，不排除秋冬季发生厄尔尼诺事件的可能性。

(二)ENSO通过沃克环流(WalkerCirculation)影响副热带高压进而导致我国降水变化

厄尔尼诺和南方涛动是通过沃克环流联系在一起的。沃克环流是赤道海洋表面因水温的东西面差异而产生的纬圈东西向流动的热力环流。

南、北半球副热带地区经常维持着高压带，称为副热带高气压带。副热带高气压带常断裂成若干个具有闭合中心的高压单体，称为副热带高压。位于西太平洋的副热带高压，其强弱和位置直接影响我国降水。ENSO作为热带太平洋年际变率中的最强信号，通过影响西太平洋副热带高压的强度和位置，进而导致长江流域及我国其他地区的降水变化。

【三、ENSO与我国整体降水量的相关性】

本文将1951年以来我国的降水量数据和美国国家气象局统计的海洋厄尔尼诺指数ONI1做对比分析，检验ENSO与我国降水量的关系。其中，ONI连续5个月高于0.5即视为出现了厄尔尼诺事件，连续5个月低于-0.5即视为出现了拉尼娜事件。

可以看到，ENSO与我国平均降水量存在较强的相关性。厄尔尼诺事件通常给我国带来更高的降水量。建国后出现的几次长江流域大洪水均处于厄尔尼诺事件年，并且次年均转向多重拉尼娜。1998年厄尔尼诺事件末端发生了长江流域特大洪水，随后便转入三重拉尼娜。1954年厄尔尼诺事件末端也发生长江流域特大洪水，次年转入双重拉尼娜，接近三重拉尼娜。2020年厄尔尼诺事件末端出现了长江流域巨大洪水，随后转入三重拉尼娜。本世纪平均降水量最高的2016年正是厄尔尼诺向拉尼娜事件转变的那一年。2010年厄尔尼诺年同样如此，降水量是局部高点，长江流域发生洪水灾害。

降水量快速下降或者极端偏少的年份则通常伴随连续低于-0.5的ONI以及拉尼娜事件的发生。比如1971-72年，1974年，1976年，1999-01年，2006年、2009年、2011年等。2011年是1961年以来干旱最为严重的一年，整年均为拉尼娜事件时期。拉尼娜事件通常给我国带来更低的降水量。

如此强的对应关系绝非巧合，可以证明ENSO与我国整体降水量存在紧密关系。整体而言，厄尔尼诺年我国平均降水量增加，拉尼娜年我国平均降水量减少。但是这些规律不绝对，ONI和我国平均降水量的相关系数为0.4，存在延迟或者不符的情况，一方面是影响我国降水量的因素较多，而ENSO只能反应一部分，另一方面ENSO和不同地区降水量的关系具有差异性，而我国疆域辽阔，平均降水量指标将不同地区的降水量差异中和了。

我们目前正在经历第三次拉尼娜事件。算上现在这一次以及1954年准三重拉尼娜事件，1950年以来的历史记录中三重拉尼娜事件一共出现了四次，分别是1954-57年、1973-76年、1998-01年、2020-23年，每隔约20年出现一次。1973-76年的三重拉尼娜事件结束当年出现了厄尔尼诺事件，1976年我国平均降水量正常。1998-01年则未出现，2001年包括长江中下游的部分地区干旱但是西南地区长江上游降水偏多。1950年以来的历史记录中，目前是第一次连续四年没有出现厄尔尼诺事件。如果明年上半年还没有出现厄尔尼诺事件，那么就将是第一次连续五年没有出现厄尔尼诺事件。结合美国NOAA的预测，发展成厄尔尼诺事件的概率较大。因此，预计我国今年整体降水量相较于往年将较大概率回升。

【四、长江上游及云南降水量的预测】

(一)根据ONI和地区降水量相关性进行预测

根据中国气象局国家气候中心对不同地区ONI和降水量的相关性分析，不同季节的ONI和长江上游(本文定义为长江进入云南前所处地区)及云南降水量相关性不同。图中，不同程度的颜色表示ONI与地区降水量的相关性，绿色为正相关，棕色为负相关。在12-2月，ONI和长江上游及云南降水量正相关，且和云南降水量的相关系数较大。而今年的这一时期，ONI小于1，因此长江上游及云南降水量较大概率低于历史平均水平。这与今年1-2月长江上游来水较少、云南降水量偏少的现实相符。从更长的时间跨度看，2019-2023年中，除2022年外，12-2月云南降水量均与ONI正相关。

在3-5月，ONI和长江上游及云南降水量负相关，且相关系数的绝对值较大。2019-2022年中，除2021年外，3-5月云南降水量均与ONI负相关。去年全年ONI的值均在-1左右，去年3-5月云南降水量确实较高。今年1月ONI为-0.7，观察历年拉尼娜衰减期ONI的回升速度，可以预计今年3-5月ONI将逐步上升至0。因此，我们可以推测，今年3-5月长江上游及云南降水量的期望值超过历史平均水平。

在6-8月，ONI和长江上游及云南降水量相关性较小。2019-2021年，6-8月云南降水量总体差距较小，2022年却异常的低。我们后文再结合本部分的第二种方法做合理的判断。

在9-11月，ONI和长江上游及云南降水量相关性较小。2019-2022年中，9-11月云南降水量的总体差距较小。因此，我们可以推测，今年9-11月长江上游及云南降水量的期望值接近历史平均水平。

(二)根据厄尔尼诺或拉尼娜的发展阶段进行预测

根据中国气象局国家气候中心对ENSO历史数据的分析，厄尔尼诺或者拉尼娜在不同发展阶段的降水量距平不同。其中，距平值指该发展阶段的历史平均值。图中，不同程度的冷暖色系表示该发展阶段地区降水量的期望距平值，冷色系为正距平，暖色系为负距平。

在拉尼娜发展年冬季DJF(12-2月)，我国长江上游及云南平均降水量距平为负，即该时期平均降水量相比历史平均降水量更少。今年1-2月长江上游来水及云南降水量不足，预测与现实相符。

在拉尼娜衰减年春季MAM(3-5月)，我国长江上游及云南平均降水量距平为正。因此，我们可以推测，今年3-5月长江上游及云南降水量的期望值超过历史平均水平。从三峡入库流量和库水位来看，长江上游来水已经从1月低点开始恢复，并小幅超过去年同期。根据高原特色现代农业气象数据，三月中旬云南平均累积降水7.5mm，较历年同期偏多24%。

在拉尼娜衰减年夏季JJA(6-8月)，我国长江上游平均降水量距平稍大于0，云南平均降水量距平稍小于0，总体相差不大。如果下半年出现厄尔尼诺事件，我们看同时作为厄尔尼诺发展年夏季JJA的情况。在厄尔尼诺发展年夏季JJA，我国长江上游平均降水量距平稍小于0，云南平均降水量距平稍大于0，总体相差不大。因此，我们可以推测，今年6-8月云南水电高峰期，长江上游及云南降水量的期望值与历史平均水平相近，即使下半年出现厄尔尼诺事件，也不会出现大的偏离。

在厄尔尼诺发展年秋季SON(9-11月)，我国长江上游降水量距平接近稍小于0，云南降水量距平稍大于0，总体相差不大。因此，我们可以推测，无论今年拉尼娜事件是否发展成厄尔尼诺事件，9-11月长江上游及云南平均降水量的期望值与历史平均水平相近。

综上，我们预计2023年3月开始到年底，长江上游及云南平均降水量的期望值与历史平均水平相近或略高。

【五、2023年云南电解铝产出展望】

在之前的研究中，我们已经发现云南水力发电量的季节性波动主要由西电东送吸收，省内用电量相当平稳。长江上游及云南降水量与历史同期水平的差额，才实际影响次月的云南电力供应，进而导致次月出台限电政策，省内电解铝生产首当其冲。因此，ENSO-降水量-降水量与历史均值的差-限电-云南电解铝产出之间形成了较强的逻辑链条。

拉尼娜即将结束，厄尔尼诺可能到来。整体来看，无论厄尔尼诺到来与否，长江上游及云南地区的降水都预计将迎来好转。分季节来看，1-2月长江上游及云南降水量低于往年同期，造成云南电解铝再次限电减产，已经是不争的事实。3-5月，由于ONI这一时期还在由-0.7逐步回升，因此预计3-5月长江上游及云南降水量高于往年同期，进而有助于云南前期减产的165万吨电解铝产能复产。6-8月，由于ONI与这一时期长江上游及云南降水量的相关性较低且差距较小，因此预计6-8月长江上游及云南降水量将由2022年异常低的位置恢复至往年同期水平。9-11月，即使发生厄尔尼诺事件，预计长江上游及云南平均降水量也接近历史同期水平。可以看出，12-5月，ENSO与长江上游及云南降水量的相关性较强。6-11月，ENSO与长江上游及云南降水量相关性不强，但是不同年份的差距很小，所以2022年降水量出现异常后，可以期待2023年恢复正常。

长江上游及云南降水相对历史同期水平的恢复意味着水电供应的恢复。电力需求方面，需要考虑ENSO与云南气温的关系，进而与居民用电量产生关系。通过国家气候中心对历史数据的相关性分析，我们可以发现，ENSO对云南的整体影响较小。夏季、冬季也是处于一个温和的状态，预计不会带来较高的居民用电。

因此，在今年电解铝产能不出现新的大规模转移到云南的前提下，预计电力供应主要用于前期省内电解铝减产产能的复产。

根据高原特色现代农业气象的数据，云南降水量从2月下旬就已经开始好转，3月中旬云南降水量已超过历史同期。降水量较往年同期的变化影响水库蓄水量并进行累积，当水库蓄水量低于一定水平，就会推动电解铝减产。1月降水量大幅低于历史平均水平，由于云南水力发电量滞后云南降水量一个月，2月启动了电解铝减产，与我们上篇报告的研究结论相符。目前水库蓄水量已在回升，但缺口还是存在的。今年3-5月历史平均降水量加总与10-1月历史平均降水量加总接近，所以3-5月降水量超过历史平均水平的部分有望填补蓄水量缺口。就节奏而言，预计最早到4月才能填补完1月的缺口，那么最早今年5月可以开启一部分电解铝复产。今年6-11月云南降水量预计将回升至往年同期水平，并且考虑到丰水期低库容水库不必像往年防汛泄洪，因此水电充足，可以推动电解铝复产。全年来看，云南电解铝复产规模保持乐观，后期我们将持续跟踪。

其中，红色代表连续5个月大于等于0.5，蓝色代表连续5个月小于等于-0.5。以1月为例，1月的NIO为12月、1月、2月(DJF)的均值。