中國原油期貨與化工期貨的價格傳導關(guān)系研究

段進東 段義鑫

關(guān)鍵詞：原油期貨 化工期貨 價格傳導 VAR模型

2018年3月26日，中國原油期貨在上海期貨交易所正式上市交易，并且自上市以來發(fā)展勢頭良好，已成為世界第三大原油期貨品種，僅次于WTI原油期貨和布倫特原油期貨。原油作為化工產(chǎn)業(yè)中一種不可或缺的基礎(chǔ)原料，在整個化工產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著極為重要的地位，對維護經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展、滿足居民日常生活需要起到舉足輕重的作用。原油與化工產(chǎn)業(yè)的密切關(guān)系同時也反映在原油市場與化工板塊的價格聯(lián)動上。因此，在上海原油期貨迅猛發(fā)展的同時探尋原油市場與化工板塊的價格傳導關(guān)系，研究如何使其更好地服務(wù)于實體經(jīng)濟，實現(xiàn)金融健康發(fā)展與實體經(jīng)濟有序增長的雙贏十分必要。

隨著原油在現(xiàn)代經(jīng)濟活動中重要地位和作用的不斷增強，原油期貨與其他商品期貨之間的價格關(guān)系研究成為能源金融領(lǐng)域的熱點方向。國外學者通過大量的實證分析，主要從時間尺度、投資組合等角度對原油期貨與農(nóng)產(chǎn)品、貴金屬、化工類等非能源類商品期貨之間的價格內(nèi)在聯(lián)系進行了探究。國外有關(guān)研究表明原油市場對非能源類大宗商品市場具有顯著的波動溢出效應，并且在大宗商品中處于核心地位。然而，由于中國原油期貨剛剛上市不久，國內(nèi)對于原油期貨的研究主要集中于宏觀視角下對原油期貨市場建設(shè)與發(fā)展的理論探討，相關(guān)的量化研究較少，在相關(guān)量化研究的文獻中，大多以國際原油市場為研究對象。自2018年3月26日中國原油期貨上市以來，雖出現(xiàn)了少量以中國原油市場為研究對象的量化研究，但在原油期貨與化工期貨之間價格關(guān)系的研究方面依然處于空白階段。因此，本文從價格傳導關(guān)系的角度，對原油期貨與化工期貨的價格內(nèi)在關(guān)系進行分析，為上海國際能源交易中心調(diào)控原油期貨發(fā)展策略及相關(guān)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)及時調(diào)整生產(chǎn)計劃、防范市場風險，提供分析依據(jù)和理論指導。

一、模型的構(gòu)建

（一）模型說明

為探究原油期貨與化工期貨之間的價格傳導關(guān)系，本文將相關(guān)期貨納入一個系統(tǒng)，使用向量自回歸模型（VAR）構(gòu)建p階VAR模型，如下所示：

其中，y是4維內(nèi)生變量列向量，包括原油、瀝青、PVC、聚丙烯期貨的價格序列，x是二維外生變量列向量，包括聚丙烯和VIA期貨的價格序列，p是滯后階數(shù)。是4×4維的待估系數(shù)矩陣，日是4×2維的待估系數(shù)矩陣。s是四維殘差列向量，符合白噪聲過程。

與通常意義上的單方程線性回歸有所不同，VAR模型更加注重分析當一個誤差項發(fā)生變化時對系統(tǒng)產(chǎn)生的動態(tài)影響。在對VAR模型進行最小二乘估計后，可以使用脈沖響應函數(shù)來分析某個內(nèi)生變量的一單位變化對其余內(nèi)生變量產(chǎn)生的沖擊。脈沖響應函數(shù)表達式如下所示：

式（2）表示為在其他擾動不變且其他時期擾動均為常數(shù)的前提下，第j個變量的擾動項在第t期增加一個單位，y所發(fā)生的變化，即s增加一個單位對y產(chǎn)生的沖擊。

脈沖響應函數(shù)可以分析內(nèi)生變量之間的沖擊方向，而方差分解則通過分析每一個誤差沖擊對內(nèi)生變量變化的貢獻度來進一步評價內(nèi)生變量之間相互影響的相對重要程度。相對方差貢獻率（RVC）定義如下：

（二）研究變量的選取及數(shù)據(jù)來源

原油素有“工業(yè)之血”的稱號，是多種工業(yè)原料的生產(chǎn)源頭，原油與工業(yè)原料的生產(chǎn)關(guān)系如圖1所示?；诨ぎa(chǎn)業(yè)鏈上的密切聯(lián)系，本文主要研究中國原油期貨與化工期貨價格之間的傳導機制。目前，我國化工板塊共有8種期貨種類，分別為瀝青（1q）、PVC、聚丙烯（PP）、塑料（sl）、PTA、甲醇（jc）、橡膠（xj）、乙二醇（EG）。其中，乙二醇于2018年12月10日上市交易，上市時間短，交易數(shù)據(jù)較少，不作為研究對象。甲醇雖然歸屬化工板塊，但其生產(chǎn)源頭是煤炭和天然氣，與原油在化工產(chǎn)業(yè)鏈上的關(guān)系不明顯，因此也將其排除在研究對象之外。橡膠期貨的交割物為天然橡膠，而以原油為原料生產(chǎn)出來的橡膠為合成橡膠，兩者在實際應用領(lǐng)域中存在差異，故也不將其作為研究對象。通過預先對原油、瀝青、PVC、聚丙烯、塑料、PTA這六個期貨品種建立VAR模型，發(fā)現(xiàn)塑料和VIA受到原油、瀝青、PVC、聚丙烯的影響不明顯，但這兩個期貨品種卻對其余四個期貨品種產(chǎn)生影響，所以將塑料和PTA作為外生變量，原油、瀝青、PVC、聚丙烯作為內(nèi)生變量。

期貨市場在主力合約更替時，價格會大幅波動，為消除主力合約更替的影響，選用各個期貨品種的價格指數(shù)來進行研究。本文數(shù)據(jù)主要包括原油、瀝青、PVC、聚丙烯、塑料、PTA的價格指數(shù)序列。數(shù)據(jù)區(qū)間為2018年3月26日至2019年4月4日。共251組樣本，數(shù)據(jù)來源于Wind金融數(shù)據(jù)庫。

（三）單位根檢驗與滯后階數(shù)選擇

為了防止數(shù)據(jù)非平穩(wěn)性帶來的偽回歸問題，需要事先對各項序列進行單位根檢驗，檢驗結(jié)果如表1所示。單位根檢驗結(jié)果表明，原油、瀝青、PVC、聚丙烯的價格指數(shù)序列都是一階單整的時間序列，記為，（1）。

由于變量之間的影響關(guān)系可能存在滯后性，需要對滯后期數(shù)進行選擇。使用Eviews8.0進行VAR估計，估計結(jié)果見表2。

由表2可知，LR檢驗統(tǒng)計量在第5期達到最小，AIC、HQIC信息量、SBIC統(tǒng)計量均在第2期達到最小，因此，選擇滯后階數(shù)為2。

（四）系統(tǒng)穩(wěn)定性檢驗

本文以原油（yy）、瀝青（1q）、PVC、聚丙烯（PP）為內(nèi)生變量，塑料（s1）、PTA為外生變量，滯后階數(shù)為2，構(gòu)建四元二階向量自回歸模型，記為VAR（2），如式（1）所示。整個模型的擬合優(yōu)度為0.975969，表明擬合效果理想。同時，特征多項式的逆根全部分布于單位圓內(nèi)，表明VAR（2）模型是穩(wěn)定的，即原油、瀝青、PVC、聚丙烯之間的價格系統(tǒng)是穩(wěn)定的，可以進行后續(xù)的脈沖響應分析和方差分解。

二、實證結(jié)果及分析

（一）格蘭杰因果關(guān)系檢驗

在驗證VAR（2）模型系統(tǒng)穩(wěn)定性后，使用格蘭杰因果關(guān)系檢驗，進一步識別各期貨品種之間的價格關(guān)系。格蘭杰因果關(guān)系檢驗結(jié)果見表3。

從表3可以看出：原油與聚丙烯、聚丙烯與PVC之間存在雙向格蘭杰因果關(guān)系;聚丙烯和PVC對瀝青產(chǎn)生單向格蘭杰因果關(guān)系;瀝青對原油產(chǎn)生單向格蘭杰因果關(guān)系。上述結(jié)果表明原油、瀝青、PVC、聚丙烯之間存在著復雜的價格影響關(guān)系，為清楚直觀地展現(xiàn)出彼此之間的價格影響關(guān)系，畫出價格傳導路徑圖，見圖3。

圖3表明，在整個價格傳導機制中，化工產(chǎn)品之間的價格聯(lián)系更加緊密，原油則是整個價格傳導體系中的重要一環(huán)。這一結(jié)果反映出，我國原油期貨雖然在推出之后獲得了廣泛關(guān)注并迅速發(fā)展，但其價格在化工板塊中的核心地位尚未確立。此外，原油期貨價格受化工期貨前期價格的影響，但其前期價格對化工期貨當期價格的影響不明顯。原油期貨與化工期貨相比，在價格反應上存在滯后期，處于跟隨狀態(tài)，這一現(xiàn)象不符合原油在化工產(chǎn)業(yè)中的重要地位。造成這一現(xiàn)象的原因是，中國原油期貨剛上市不久，原油期貨市場的各方參與者對市場的運營模式和交易規(guī)范尚處于摸索階段，各方的參與潛力尚未完全打開，與已經(jīng)長期有效穩(wěn)健運行的化工期貨相比，市場有效性較弱。

（二）脈沖響應函數(shù)分析

格蘭杰因果關(guān)系檢驗可以識別出原油期貨與化工期貨之間的是否存在影響關(guān)系，但至于影響方向和影響程度還需要進一步引入脈沖響應分析和方差分解來繼續(xù)探究。在格蘭杰因果檢驗的基礎(chǔ)上，以影響因素作為沖擊變量，被影響因素作為響應變量，得到滯后80期，95%置信區(qū)間下的脈沖響應函數(shù)圖，見圖4。

由脈沖響應函數(shù)圖可以得到以下分析結(jié)果：瀝青期貨價格對原油期貨價格具有正向沖擊作用，會帶動原油期貨的同向變化，在第20期影響達到最大，在第80期之后逐步收斂于0，影響時間持續(xù)較長;PVC期貨價格在初期對原油期貨價格產(chǎn)生負影響，第30期以后轉(zhuǎn)變?yōu)檎绊懀笃椒€(wěn);聚丙烯對原油期貨價格在極短的時期內(nèi)產(chǎn)生正向沖擊，在第5期調(diào)整為負向沖擊，在第80期之后收斂，持續(xù)時間較長;PVC對瀝青在前25期產(chǎn)生負向沖擊，第25期之后轉(zhuǎn)變?yōu)檎驔_擊，在第80期之后收斂;聚丙烯對瀝青產(chǎn)生負向沖擊，并在第80期之后收斂;聚丙烯對PVC產(chǎn)生負向沖擊作用，在第5期達到最大，第80期之后逐漸收斂;原油期貨價格在初期即對聚丙烯期貨造成明顯的正向沖擊作用，隨后影響逐漸降低，第60期之后收斂，存在長期的正向影響作用;PVC在前5期對聚丙烯產(chǎn)生明顯的正向沖擊作用，第5期之后反轉(zhuǎn)為負向沖擊，并在第40期之后收斂，影響持續(xù)時間相對較短。

通過脈沖響應分析發(fā)現(xiàn)，不同期貨品種之間的價格影響呈現(xiàn)出不同的特征，沖擊幅度和沖擊方向存在差異。從脈沖響應的時間效應來看，各期貨品種之間的價格沖擊作用時間較長，大部分都是第80期之后沖擊作用才會逐漸趨向于0，相互間的價格影響關(guān)系持續(xù)時間長。沖擊效應發(fā)生后，通常在短期內(nèi)沖擊效果明顯，并且相當一部分會在較短的時間內(nèi)沖擊方向發(fā)生反轉(zhuǎn)，但從長期來看，各期貨之間的價格影響關(guān)系是相對穩(wěn)定的。

（三）方差分解

在確定各期貨之間的價格影響方向后，進一步引入方差分解，分析每一個結(jié)構(gòu)沖擊對內(nèi)生變量的貢獻度，衡量各期貨品種之間價格影響的相對重要性（見表4至表7）。

由方差分解結(jié)果可知：總體上，各期貨品種受到自身的前期價格的影響較大并逐漸減小，其他變量的影響在后期逐步加大，慢慢趨于穩(wěn)定，總的來說就是：前期看自身，后期看整體。除去期貨價格對自身的影響，瀝青期貨價格和聚丙烯期貨價格對原油期貨影響較大，從初期的微小影響力分別上升到23%和17%，影響較為顯著，而PVC則對原油期貨價格影響不顯著，最高也只有5%左右。瀝青期貨價格前期主要受到原油期貨價格和自身價格的影響，分別占比34%和65%左右，隨后逐步降低，趨近于13%和5 1%，而聚丙烯對瀝青期貨價格的影響則在后期逐步凸顯，上漲到28%左右。PVC對瀝青期貨價格的影響較弱。除去自身影響，PVC期貨價格受聚丙烯期貨價格影響明顯，聚丙烯對其貢獻度在20期以后穩(wěn)定在20%以上，而原油和瀝青的期貨價格對其影響不明顯，占比一直較低。除去自身影響，聚丙烯期貨價格主要受到原油期貨和PVC期貨的影響，二者的貢獻度占比長期處于28%和17%左右，影響顯著，而瀝青對聚丙烯期貨的影響不明顯。

三、結(jié)論與建議

本文采用VAR模型將原油期貨與化工期貨納入同一體系，對各類期貨之間的價格影響關(guān)系進行實證分析，得到以下結(jié)論：化工期貨之間的價格聯(lián)動關(guān)系更緊密，傳導更靈敏，原油期貨是整個價格傳導系統(tǒng)中的重要一環(huán);在期貨之間的沖擊作用中，短期內(nèi)價格沖擊作用明顯，長期趨于穩(wěn)定，其中有一部分沖擊作用會在較短時期內(nèi)出現(xiàn)反轉(zhuǎn);從時間效應來看，各期貨之間的沖擊作用存續(xù)時間較長，第80期后趨于平穩(wěn)，說明期貨之間的價格影響能夠持續(xù)較長時間;從影響力度來看，各類期貨主要受自身前期價格的影響，但隨后逐漸降低，受其他期貨品種價格的影響逐步上升。

結(jié)合原油期貨與化工期貨的實際發(fā)展情況，可以得出以下結(jié)論：原油期貨上市一年多以來，雖然受到廣泛關(guān)注且發(fā)展較快，但整個原油期貨市場還處于摸索階段，各方參與者的參與潛力還未完全打開，沒有充分發(fā)揮出其在相關(guān)期貨價格傳導中的核心作用;由于期貨市場存在相當一部分的投機行為以資本天生的逐利性質(zhì)，往往會造成相關(guān)期貨價格之間的異常沖擊，但這種沖擊在短期內(nèi)影響明顯，長期則會回歸理性;期貨價格的走向短期內(nèi)受制于自身前期價格的影響，但從長期來看也受整個板塊其他品種價格走勢的影響;期貨間的價格傳導作用存續(xù)時間較長。

根據(jù)以上結(jié)論，本文提出以下建議：上海國際能源中心及有關(guān)部門應積極進行原油期貨的金融知識教育，加大有關(guān)原油期貨市場的宣傳推廣力度，在保證原油期貨市場穩(wěn)定有序發(fā)展的基礎(chǔ)上適當放寬原油期貨市場的準入門檻，充分挖掘出現(xiàn)有的和潛在的各方參與者的參與潛力，穩(wěn)步推進原油期貨在相關(guān)期貨價格傳導體系中核心作用的發(fā)揮;由于各類期貨主要受自身前期價格的影響，在相關(guān)期貨種類有套期保值需求的實體產(chǎn)業(yè)參與者不宜使用原油期貨或化工期貨進行跨品種套期保值，如有需要，更適合進行同品種間的套期保值;相關(guān)期貨種類除了受到自身前期價格的影響，也與其他種類的期貨價格走勢相關(guān)，實體產(chǎn)業(yè)參與者可以挑選出適當?shù)钠谪浄N類作為先行指標，作為對自身所需要了解的期貨品種價格走勢的參考。