國(guó)內(nèi)外原油期貨市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性研究

李英良

摘 要：2018年3月26日我國(guó)于上海國(guó)際能源交易中心正式推出本土原油期貨，自此我國(guó)作為原油貿(mào)易的重要參與國(guó)，擁有了以人民幣結(jié)算的原油期貨合約。本文聚焦于研究國(guó)內(nèi)外原油期貨市場(chǎng)間的動(dòng)態(tài)相關(guān)性，選取上海國(guó)際能源交易中心（INE）的原油期貨、英國(guó)倫敦洲際交易所（ICE）的布倫特原油期貨和美國(guó)紐約商品交易所的WTI原油期貨代表各國(guó)原油期貨市場(chǎng)進(jìn)行研究。選擇2018年7月1日—2020年6月30日的原油期貨結(jié)算價(jià)的日收益率時(shí)間序列作為樣本，時(shí)間區(qū)間內(nèi)包含因全球新冠疫情WTI原油期貨價(jià)格突破零值以負(fù)值交割的歷史性事件。研究結(jié)果表明我國(guó)原油期貨在2018年3月上市以來(lái)，與國(guó)際主要原油期貨INE與WTI相關(guān)性逐步增強(qiáng)，但相較于ICE與WTI，日收益率的波動(dòng)幅度明顯較大。國(guó)內(nèi)原油期貨與國(guó)際主要兩大原油期貨有明顯相關(guān)性且相關(guān)性變化的總體趨勢(shì)相同，且在價(jià)格下降的行情中表現(xiàn)出上升的相關(guān)性。但是相關(guān)性水平同成熟原油期貨INE與WTI之間的相關(guān)性比較仍處于較低水平，我國(guó)應(yīng)不斷完善原油期貨市場(chǎng)相關(guān)制度建設(shè)以提高國(guó)際原油市場(chǎng)中的影響力。

關(guān)鍵詞：原油期貨;動(dòng)態(tài)相關(guān)性;DCC-GARCH模型;模型構(gòu)建;實(shí)證分析

中圖分類(lèi)號(hào)：F724.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-0298（2021）04（a）--05

原油期貨是商品期貨的重要交易品種，石油輸出國(guó)組織（OPEC）在早期掌握了國(guó)際原油的定價(jià)權(quán)，兩次石油危機(jī)中原油價(jià)格的顯著漲跌對(duì)全球經(jīng)濟(jì)造成了較大的影響。為削弱OPEC產(chǎn)油國(guó)對(duì)原油價(jià)格的控制力，以美國(guó)和英國(guó)為首的發(fā)達(dá)國(guó)家利用發(fā)達(dá)的金融市場(chǎng)，陸續(xù)推出原油期貨品種。美國(guó)紐約商品交易所（NYMEX）于1983年上市了輕質(zhì)低硫原油期貨合約（WTI），英國(guó)倫敦洲際交易所（ICE）于1988年推出了布倫特（Brent）原油期貨合約。自推出以來(lái)，WTI原油期貨與布倫特原油期貨分別扮演了美國(guó)和歐洲基準(zhǔn)原油合約的角色。

我國(guó)的原油期貨，在經(jīng)歷早期不完善交易體制和監(jiān)管下的發(fā)展又叫停之后，于2018年3月26日在上海國(guó)際能源交易中心（INE）重新上市交易。其不僅豐富完善了我國(guó)能源金融體系，同時(shí)也提升了我國(guó)在國(guó)際原油市場(chǎng)中的話語(yǔ)權(quán)和影響力，為國(guó)內(nèi)企業(yè)提供了更多套期保值交易品種的選擇。

學(xué)術(shù)界內(nèi)對(duì)于金屬期貨市場(chǎng)、農(nóng)產(chǎn)品期貨市場(chǎng)與金融期貨市場(chǎng)之間的價(jià)格相關(guān)性研究較豐富。因我國(guó)原油期貨發(fā)展處于初期階段，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有關(guān)原油期貨市場(chǎng)間的相關(guān)性分析主要聚焦在我國(guó)原油現(xiàn)貨與國(guó)際原油期貨。本文運(yùn)用DCC-GARCH模型對(duì)INE原油期貨與國(guó)際兩大基準(zhǔn)原油（WTI和Brent）期貨之間的動(dòng)態(tài)相關(guān)性進(jìn)行研究，選取2018年7月1日—2020年6月30日的數(shù)據(jù)，時(shí)間區(qū)間內(nèi)包含2020年4月20日首次以負(fù)值交割的歷史性事件，研究此種極端情況下國(guó)內(nèi)外原油期貨市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性，可以此補(bǔ)充對(duì)我國(guó)原油期貨的相關(guān)量化研究，為相關(guān)政策制定者提供數(shù)據(jù)依據(jù)，助力我國(guó)原油期貨市場(chǎng)的不斷建設(shè)。

1 國(guó)內(nèi)外原油期貨市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

1.1 國(guó)際原油期貨市場(chǎng)

國(guó)際原油期貨市場(chǎng)主要包括：NYMEX的WTI原油期貨市場(chǎng)、ICE的布倫特（Brent）原油期貨市場(chǎng)、迪拜商品交易所（DME）的阿曼（Oman）原油期貨市場(chǎng)和東京交易所的中東原油期貨市場(chǎng)。其中，WTI原油期貨與Brent原油期貨在全球最具影響力，分別對(duì)應(yīng)北美地區(qū)與歐洲地區(qū)基準(zhǔn)原油合約。本文將選取這兩者代表國(guó)外原油期貨市場(chǎng)。

1.1.1 NYMEX：WTI原油期貨

West Texas Intermediate（WTI），WTI原油標(biāo)的為美國(guó)西得克薩斯州輕質(zhì)原油，該原油期貨是目前交投最活躍的原油期貨品種。受制于管道運(yùn)輸與實(shí)物交割的限制帶來(lái)的需求限制與頁(yè)巖油技術(shù)突破帶來(lái)的產(chǎn)量增加的不匹配，WTI與Brent原油期貨存在長(zhǎng)期性價(jià)差。

1.1.2 ICE：Brent原油期貨

Brent原油產(chǎn)自北海布倫特地區(qū)，是歐洲市場(chǎng)的基準(zhǔn)油價(jià)。作為第二大原油期貨交易品種，不同于WTI原油供大于求的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀，Brent原油的減產(chǎn)使其供給能力使原油市場(chǎng)擔(dān)憂，這也促使Brent原油期貨上漲。但Brent原油陸續(xù)引入三個(gè)原油品種，以保證原油供給并穩(wěn)定市場(chǎng)價(jià)格。

1.2 國(guó)內(nèi)原油期貨市場(chǎng)

我國(guó)原南京石油交易所最早在1992年就推出了石油期貨品種，之后國(guó)內(nèi)其他多家期貨交易所相繼推出各自石油期貨合約，而監(jiān)管措施的缺乏、交易制度與組織管理都存在缺陷，使得市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)敞口過(guò)大，“327國(guó)債事件”之后國(guó)家關(guān)閉了石油期貨品種的交易。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，巨大的原油進(jìn)口需求促使相關(guān)企業(yè)與投資者對(duì)國(guó)際原油價(jià)格中“中國(guó)影響力”的期盼。在此背景下，INE原油期貨于2018年3月26日在上海國(guó)際能源交易中心上市，這是自我國(guó)關(guān)閉石油期貨品種后，第一個(gè)以人民幣結(jié)算的原油期貨，其合約標(biāo)的為中質(zhì)含硫原油。我國(guó)原油期貨的推出不僅補(bǔ)充了國(guó)際原油期貨品種體系，而且填補(bǔ)了我國(guó)原油期貨品種的空白，以期為我國(guó)主要進(jìn)口的中質(zhì)含硫油提供有效的油價(jià)基準(zhǔn)，從而進(jìn)一步提高我國(guó)在國(guó)際原油市場(chǎng)中的話語(yǔ)權(quán)與影響力。

2 數(shù)據(jù)選取與處理

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

本文研究的對(duì)象是我國(guó)原油期貨、英國(guó)布倫特原油期貨、紐約原油期貨的日收益率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)區(qū)間為2018年7月1日—2020年6月30日。為避免國(guó)內(nèi)與國(guó)際法定節(jié)假日不同帶來(lái)的交易日期不對(duì)稱的情況，僅保留共有交易日共計(jì)483個(gè)數(shù)據(jù) （所有數(shù)據(jù)下載自Wind金融數(shù)據(jù)庫(kù)）。由于ICE原油期貨與WTI原油期貨以美元/桶作為計(jì)價(jià)單位，INE原油期貨以人民幣作為計(jì)價(jià)單位。為避免匯率波動(dòng)對(duì)研究結(jié)果造成的影響，本文中將所有價(jià)格計(jì)量單位按照對(duì)應(yīng)日匯率統(tǒng)一為人民幣/桶。

日收益率數(shù)據(jù)由式（1）計(jì)算所得，其中Pt為第t期的期貨結(jié)算價(jià)， rt為擴(kuò)大100倍后的對(duì)數(shù)收益率，如式（1）所示。

2.2 數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)

本文首先對(duì)三大原油期貨市場(chǎng)的價(jià)格時(shí)序進(jìn)行分析以了解樣本的基本特征，結(jié)果如表1所示。

由表1可知，WTI原油期貨價(jià)格的均值、中位數(shù)、最大值、最小值皆明顯低于INE及ICE原油期貨的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)值，這與美國(guó)的西得克薩斯中間基原油（WTI）供大于求導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象相匹配。WTI的最小值更是達(dá)到了-266人民幣/桶（-37.63美元/桶），這一歷史性的負(fù)值原油期貨結(jié)算價(jià)發(fā)生在2020年4月20日。ICE的標(biāo)準(zhǔn)差相較于INE與WTI最高。三組數(shù)據(jù)都是左偏，且峰度均呈現(xiàn)“尖峰”特點(diǎn)，其中WTI左偏態(tài)相對(duì)較大且峰度明顯高于INE與ICE。這些數(shù)據(jù)形態(tài)與全球新冠疫情爆發(fā)初期，WTI由于嚴(yán)重供需不平衡導(dǎo)致油價(jià)暴跌的事實(shí)相匹配。

以下對(duì)三種原油期貨市場(chǎng)的日收益率時(shí)序的基本統(tǒng)計(jì)值進(jìn)行計(jì)算，收益率的基本特征如表2所示。

從標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)看，WTI的標(biāo)準(zhǔn)差最大。三個(gè)收益率序列偏度與峰度相較于正態(tài)分布都有明顯偏移，“尖峰肥尾”屬性明顯。其中INE與ICE收益率序列偏度為負(fù)，屬于左拖尾，而WTI偏度為正，屬于右拖尾。收益率序列的峰度與價(jià)格序列的峰度結(jié)論類(lèi)似，WTI>ICE>INE。三個(gè)收益率序列的Jarque-Bera統(tǒng)計(jì)量在1%的水平內(nèi)都顯著，進(jìn)一步說(shuō)明三個(gè)收益率不是服從正態(tài)分布。

2.3 相關(guān)性分析

圖1描繪出了三組價(jià)格與收益率的時(shí)序圖，可以直接看到三大原油期貨的特點(diǎn)。雖然三組數(shù)據(jù)整體走勢(shì)類(lèi)似，但WTI在2018年7月—2020年3月起價(jià)波動(dòng)較前兩者明顯較小，而且2020年4月出現(xiàn)一波急驟的暴跌，跌破零值交割之后，迅速的回到零值上方且處于與IN與ICE相同的價(jià)格區(qū)間?？傮w來(lái)說(shuō)，ICE與INE整體走勢(shì)更加一致。

而就日收益率的時(shí)序圖而言，我們可以看到，三個(gè)市場(chǎng)收益率都有顯著波動(dòng)率聚集的現(xiàn)象，且INE的波動(dòng)率較ICE與WTI較高。

運(yùn)用R計(jì)算各市場(chǎng)原油期貨價(jià)格時(shí)序的相關(guān)系數(shù)以進(jìn)項(xiàng)相關(guān)性分析的結(jié)果，如表3所示。

INE與ICE的相關(guān)性系數(shù)最大，ICE與WTI的相關(guān)系數(shù)次之，INE與WTI的相關(guān)系數(shù)最小?？梢?jiàn)三者之間存在顯著相關(guān)關(guān)系，筆者也曾使用2018年3月—2018年10月相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行相同測(cè)算，發(fā)現(xiàn)結(jié)果截然不盡相同，INE與ICE的相關(guān)系數(shù)僅為0.817，INE與WTI的相關(guān)系數(shù)僅為0.759。綜合以上數(shù)據(jù)分析可知，INE原油期貨自上市來(lái)由于不斷發(fā)展與國(guó)際其他主要原油期貨市場(chǎng)相關(guān)性已逐步增強(qiáng)。

3 DCC-GARCH模型的實(shí)證分析

3.1 平穩(wěn)性、ARCH檢驗(yàn)

由于DCC-GARCH模型只適用于平穩(wěn)性數(shù)據(jù)，本文采用ADF對(duì)收益率序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗(yàn)。同時(shí)，具有ARCH效應(yīng)是金融資產(chǎn)收益率的特征之一，也是運(yùn)用GARCH模型的前提。三大期貨交易所原油期貨收益率時(shí)序的平穩(wěn)性檢驗(yàn)與ARCH效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果，如表4所示。

ADF檢驗(yàn)表明三大期貨交易所原油期貨收益率時(shí)序都是平穩(wěn)的，并且收益率存在ARCH效應(yīng)，說(shuō)明適合采用DCC-GARCH模型研究INE、ICE與WTI原油期貨市場(chǎng)之間的動(dòng)態(tài)相關(guān)性。

3.2 模型構(gòu)建

本文運(yùn)用DCC-GARCH模型對(duì)國(guó)內(nèi)原油期貨市場(chǎng)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性進(jìn)行實(shí)證分析?，F(xiàn)有文獻(xiàn)中有兩類(lèi)DCC模型：第一種是由Engle（2002）提出的;第二種是由Tse與Tsui（2002）提出。動(dòng)態(tài)條件相關(guān)廣義自回歸條件異方差（DCC-GARCH）模型的提出為研究資產(chǎn)間動(dòng)態(tài)相關(guān)性提供了研究方法和計(jì)量工具。本文運(yùn)用Engle（2002）提出的DCC-GARCH模型。ARMA（m， n）和GARCH（p， q）疊加使用的基礎(chǔ)公式為式（2）和式（3）：

是的波動(dòng)率矩陣。其中是標(biāo)準(zhǔn)化后的新信息量;為的無(wú)條件協(xié)方差矩陣; a1和b1為非負(fù)實(shí)數(shù)且0

3.3 動(dòng)態(tài)相關(guān)關(guān)系檢驗(yàn)

DCC-GARCH模型估計(jì)分為兩步：第一步是分別估計(jì)出每個(gè)期貨市場(chǎng)原油期貨收益率GARCH參數(shù)，包括均值方差和波動(dòng)率方差中的參數(shù);第二步是估計(jì)出動(dòng)態(tài)相關(guān)系數(shù)的參數(shù)。

首先進(jìn)行單變量GARCH（1，1）模型檢驗(yàn)，我們?cè)O(shè)定估值的均值方程為ARMA（1， 1），不包含均值，且根據(jù)表2中J-B統(tǒng)計(jì)量遠(yuǎn)大于0說(shuō)明數(shù)據(jù)不具有正態(tài)分布。故本文中選擇多元聯(lián)合T分布，我們將三列數(shù)據(jù)分為兩組，分別對(duì)比研究INE與ICE、INE與WTI，以此探究國(guó)內(nèi)外原油期貨市場(chǎng)價(jià)格的動(dòng)態(tài)相關(guān)性。

表5給出了DCC-GARCH模型中各參數(shù)的估計(jì)結(jié)果。其中、和是收益率中均值方程中的估計(jì)系數(shù)，、、是波動(dòng)率方程中的參數(shù)。 a1和b1是ICE/WTI與INE動(dòng)態(tài)相關(guān)參數(shù)。

兩組a1+b1結(jié)果小于1，說(shuō)明模型可信。從估計(jì)結(jié)果可以看出：對(duì)于INE與ICE， a1在5%的基礎(chǔ)上顯著，說(shuō)明兩者日收益率序列當(dāng)期的異方差受前期均值殘差平方的影響;而INE與ICE和WTI的b1都顯著異于0且接近于1，說(shuō)明這三組收益率之間的動(dòng)態(tài)相關(guān)系數(shù)受前期動(dòng)態(tài)相關(guān)系數(shù)的影響較大，變化持續(xù)性較強(qiáng)。

根據(jù)以下輸出的動(dòng)態(tài)條件相關(guān)系數(shù)圖（圖2、圖3）可知，ICE與INE相關(guān)性在[-0.05， 0.65]之間，除了2018年與2019年交替之際出現(xiàn)短暫的負(fù)值之外，其余時(shí)段均大于0。WTI與INE相關(guān)性在[0，0.55]之間，雖然較前者相比未出現(xiàn)負(fù)值，但系數(shù)波動(dòng)性明顯較大，波動(dòng)率系數(shù)均值回歸大于在0.2附近。結(jié)合圖中各市場(chǎng)價(jià)格走勢(shì)圖，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)市場(chǎng)價(jià)格在出現(xiàn)下跌行情時(shí)，相關(guān)性會(huì)上升。與此作為對(duì)照，由圖4可知，WTI與ICE動(dòng)態(tài)相關(guān)性則一直維持在0.9附近的位置，只是在經(jīng)歷WTI原油期貨負(fù)值交割時(shí)，出現(xiàn)一段驟降至0.5，并迅速恢復(fù)至正常水平。

4 結(jié)論與建議

本文采用DCC-GARCH模型對(duì)上海原油期貨與國(guó)際兩大基準(zhǔn)原油（WTI和Brent）期貨之間在2018年7月—2020年6月時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)態(tài)相關(guān)性進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：就價(jià)格走勢(shì)與收益率情況而言，我國(guó)原油期貨在2018年3月上市以來(lái)，與國(guó)際主要原油期貨INE與WTI相關(guān)性逐步增強(qiáng)，其中與ICE價(jià)格走勢(shì)更加一致且相關(guān)系數(shù)更大。相較于ICE與WTI，日收益率的波動(dòng)幅度明顯較大?；谀Ｐ头€(wěn)健且可信的參數(shù)估計(jì)，國(guó)內(nèi)原油期貨與國(guó)際主要兩大原油期貨有明顯相關(guān)性，且相關(guān)性變化的總體趨勢(shì)相同，其中INE與ICE較INE與WTI動(dòng)態(tài)相關(guān)性波動(dòng)幅度較低，且整體動(dòng)態(tài)相關(guān)性在價(jià)格的下降行情中表現(xiàn)出上升的相關(guān)性。但是相關(guān)性水平同成熟原油期貨INE與WTI之間的相關(guān)性比較仍處于較低水平。

本文的研究結(jié)論為我國(guó)與國(guó)際原油期貨相關(guān)性的實(shí)證研究進(jìn)行了補(bǔ)充，同時(shí)對(duì)于監(jiān)管層與原油投資者也具有一定的實(shí)踐價(jià)值。為進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)原油期貨國(guó)際化的進(jìn)程，本文提出以下建議：第一，建立相關(guān)行業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息發(fā)布機(jī)制。為境內(nèi)外原油期貨參與者提供更多信息支持以作為交易參考，吸引包括原油產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、金融機(jī)構(gòu)，以及合格個(gè)人投資者在內(nèi)的多方豐富參與者參與原油期貨交易，以提高INE原油期貨的交易量與交易金額，提升市場(chǎng)活躍度;第二，不斷豐富原油金融市場(chǎng)可交易種類(lèi)和期限，我國(guó)原油期貨目前仍以近期合約交易為主，中、遠(yuǎn)期合約交易較少，不斷豐富原油期貨品種可吸引更多不同目的交易者參與原油期貨市場(chǎng)，有助于市場(chǎng)價(jià)格向均衡價(jià)格收斂，促進(jìn)市場(chǎng)功能充分發(fā)揮?！皣?guó)際平臺(tái)、凈價(jià)交易、保稅交割、人民幣計(jì)價(jià)”是我國(guó)原油期貨合約的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和獨(dú)有特征，應(yīng)順應(yīng)此思路，不斷完善我國(guó)原油期貨配套制度和交易品種，為境內(nèi)外原油期貨參與者提供更快捷安全的交易制度，配合人民幣國(guó)際化戰(zhàn)略，提高我國(guó)原油期貨的國(guó)際影響力。

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