中國原油期貨與國際原油期貨間聯(lián)動(dòng)性分析

文/俞文浩（上海大學(xué)）

一、引言

原油資源作為一種重要的能源，由于其資源的不可持續(xù)性,對當(dāng)今世界各國的社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治、金融等各個(gè)領(lǐng)域都有著不可忽視的影響力。根據(jù)《二〇二〇年油氣行業(yè)發(fā)展報(bào)告》，2020年我國天然原油資源消費(fèi)量約為7億噸,相比于2015年的5.43億噸年均增長5.4%。其中5.432億噸原油需要進(jìn)口,與去年同比增長了7.32%。我國已經(jīng)成為全球最大的原油進(jìn)口國，對國際原油有著巨大的依賴。2021年3月26日，我國正式推出了原油期貨，并在上海國際能源交易中心正式上市,邁出了我國尋求國際原油期貨價(jià)格話語權(quán)的第一步。為了對我國原油期貨市場的運(yùn)行規(guī)律以及其國際化程度有更為清晰的了解,幫助我國原油期貨市場參與者更有效規(guī)避市場風(fēng)險(xiǎn)，更好地實(shí)現(xiàn)期貨套期保值,對國內(nèi)原油期貨與國際原油期貨間的聯(lián)動(dòng)性進(jìn)行研究很有必要。

二、理論與文獻(xiàn)綜述

早期對于不同市場之間的原油價(jià)格聯(lián)動(dòng)性研究集中于探討全球原油價(jià)格一體化以及不同區(qū)域間原油價(jià)格相互影響作用的分析。Adelman（1984）[1]最早提出由于國際原油交易協(xié)議的真實(shí)存在,世界的主要石油交易市場價(jià)格猶如“一個(gè)大池子”，因而最早出現(xiàn)了國際市場原油價(jià)格全球一體化的特殊現(xiàn)象。雖然全球原油價(jià)格一體化的論點(diǎn)得到了部分學(xué)者的支持，但還有部分學(xué)者并不認(rèn)同原油價(jià)格全球一體化假說。Weiner（1991）[2]最早提出了原油價(jià)格并不存在全球一體化現(xiàn)象，而是在各地區(qū)有著各自獨(dú)立的原油現(xiàn)貨價(jià)格。Jia（2015）[3]則基于中國大慶原油現(xiàn)貨價(jià)格以及國際主流原油現(xiàn)貨的價(jià)格序列進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，在短期內(nèi)我國原油現(xiàn)貨價(jià)格更多地受到國際原油現(xiàn)貨價(jià)格的影響，但是長期內(nèi)，這種國際影響力對我國原油現(xiàn)貨價(jià)格的影響并不顯著。

在以上介紹的這些文獻(xiàn)中，對全球原油價(jià)格之間的關(guān)系研究所選擇的數(shù)據(jù)，主要基于不同市場、不同品種的原油現(xiàn)貨價(jià)格。同時(shí)，已有較多學(xué)者基于不同原油期貨之間的價(jià)格進(jìn)行研究。Svetlana（2009）[4]根據(jù)WTI和布倫特原油期貨的價(jià)格序列進(jìn)行實(shí)證分析。發(fā)現(xiàn)除了現(xiàn)貨市場以外，國際原油期貨市場的價(jià)格序列之間存在著長期協(xié)整關(guān)系。研究表明不管是原油期貨市場還是原油現(xiàn)貨市場，不同市場間均存在著聯(lián)動(dòng)性。而我國原油期貨上市前，亞洲地區(qū)的原油期貨價(jià)格基準(zhǔn)并不存在，客觀上存在著市場分割現(xiàn)象。我國原油期貨上市后，對于我國原油期貨與國際市場是比較融入還是存在著市場分割仍然存在著爭議。施訓(xùn)鵬（2018）[5]最早對我國原油期貨與國際原油期貨市場間相關(guān)性進(jìn)行研究，他們通過實(shí)證分析研究了二者間的溢出效應(yīng)。最終得出結(jié)論，國際原油期貨市場上的價(jià)格變動(dòng)信息，對于我國原油期貨市場的溢出效應(yīng)較為顯著。曹劍濤（2019）[6]試圖利用VAR模型觀察我國原油期貨受國際市場的單向影響程度，最終發(fā)現(xiàn)我國原油期貨價(jià)格變動(dòng)，很大程度上會(huì)受到國際市場的影響。綜上所述，對于原油價(jià)格聯(lián)動(dòng)性的研究以及對于全球原油現(xiàn)貨市場是一體化還是存在市場分割一直存在著爭議。但總體而言，國際上成熟的原油市場間，相互之間的聯(lián)動(dòng)性較為緊密。而我國原油期貨上市時(shí)間較短，對它的早期研究中較少有對其與國際原油期貨間的相關(guān)關(guān)系分析，更沒有文獻(xiàn)從相依結(jié)構(gòu)的角度對二者間的聯(lián)動(dòng)性進(jìn)行研究。而M-Copula在這方面可以很好地彌補(bǔ)單一Copula的不足，更為靈活地展示不同變量間非對稱的尾部相關(guān)性，可以對我國原油期貨與國際原油期貨間的相依結(jié)構(gòu)有個(gè)更為完整準(zhǔn)確的描述。

三、實(shí)證分析

（一）變量的選取與處理

本節(jié)中實(shí)證研究所用到的WTI原油期貨、Brent原油期貨以及SC原油期貨的主力合約價(jià)每日結(jié)算價(jià)來源于Choice金融終端。所選取的樣本時(shí)間為2018年3月26日至2020年12月31日，剔除不完整的數(shù)據(jù)后，最終得到650組樣本數(shù)據(jù)。為保證匯率不影響實(shí)證研究結(jié)果，將各原油期貨價(jià)格數(shù)據(jù)統(tǒng)一以美元作為計(jì)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。為防止時(shí)間序列中的異方差對實(shí)證分析結(jié)果產(chǎn)生影響，對各時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)變換，得到日對數(shù)收益率作為樣本數(shù)據(jù)構(gòu)成時(shí)間序列。對數(shù)變換處理結(jié)果如表1所示。

表1給出了各原油期貨收益率序列的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果?？梢钥闯?，各原油期貨收益率序列并無顯著差別，均值接近0。各原油收益率序列的標(biāo)準(zhǔn)差均較小，對數(shù)收益率序列較為穩(wěn)定；此外，三大原油期貨價(jià)格的收益率序列并不符合正態(tài)分布估計(jì)，偏度均為負(fù)偏，均呈現(xiàn)出“尖峰厚尾”的特點(diǎn)，且其發(fā)生極端收益率的概率要大于正態(tài)分布所預(yù)測的概率。

表1 各原油期貨收益率序列描述性統(tǒng)計(jì)

（二）價(jià)格引導(dǎo)分析

為保證建模的收益率序列是平穩(wěn)的，選用單位根檢驗(yàn)法對數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性進(jìn)行檢驗(yàn)。單位根檢驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 各原油期貨對數(shù)收益率序列ADF檢驗(yàn)結(jié)果

由表2我們可以看出，原樣本數(shù)據(jù)的ADF檢驗(yàn)值，均不能拒絕原假設(shè)，即三個(gè)原油期貨對數(shù)收益率序列不是平穩(wěn)序列。對SC、WTI、Brent原油期貨的對數(shù)收益率序列進(jìn)行一階差分后再次進(jìn)行ADF檢驗(yàn)，得到的檢驗(yàn)值小于1%、5%和10%顯著性水平下的臨界值，證明差分后的序列為平穩(wěn)序列。后續(xù)實(shí)證分析中，將使用收益率序列的一階差分序列進(jìn)行分析。

使用R軟件對各原油期貨一階差分對數(shù)收益率序列進(jìn)行協(xié)整檢驗(yàn)，得到的檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 各原油期貨間協(xié)整檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表3中所示檢驗(yàn)結(jié)果，可以看出SC原油期貨、WTI原油期貨以及Brent原油期貨互相之間都存在著長期均衡的協(xié)整關(guān)系，我國原油期貨已經(jīng)與國際主流原油期貨相接軌。SC、WTI、Brent原油期貨收益率序列間存在著協(xié)整關(guān)系。再通過格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)，對三大原油期貨市場之間長期均衡關(guān)系的傳遞方向進(jìn)行研究。結(jié)果如下表4所示。

表4 格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4所示檢驗(yàn)結(jié)果可以看出：1）WTI與Brent原油期貨之間的歷史價(jià)值波動(dòng)對SC原油期貨的歷史價(jià)值波動(dòng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,且是單向引導(dǎo)。2）Brent原油期貨的歷史價(jià)值波動(dòng)對WTI原油期貨的歷史價(jià)值波動(dòng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，并且也為單向的。3）SC原油期貨的波動(dòng)，無法對WTI原油期貨或Brent原油期貨的波動(dòng)造成影響。

從上述檢驗(yàn)結(jié)果可得，Brent原油期貨在國際市場上有著最為強(qiáng)大的影響力，其自身波動(dòng)變化對WTI原油期貨及SC原油期貨的波動(dòng)變化產(chǎn)生著單向的引導(dǎo)。同時(shí)，美國WTI原油期貨也對我國SC原油期貨有著影響效應(yīng)。與之相反的是，我國SC原油期貨收益率變動(dòng)較為顯著地受到國際主流原油期貨影響，在國際市場上地位較為弱勢， SC原油期貨市場的收益率變動(dòng)也難以對國際市場的波動(dòng)產(chǎn)生影響。

（三）Copula函數(shù)建模及尾部相關(guān)性分析

本節(jié)中分別選取Gumbel、Clayton 和 Frank Copula函數(shù)對國內(nèi)外原油期貨的收益率殘差序列進(jìn)行建模。分別對我國SC原油期貨和美國WTI原油期貨、我國SC原油期貨和歐洲Brent原油期貨、美國WTI原油期貨和歐洲Brent原油期貨這三組樣本進(jìn)行Gumbel、Clayton和Frank Copula函數(shù)建模，結(jié)果如表5所示。

表5 各原油期貨間Copula擬合結(jié)果

從表5的結(jié)果可以看出，三組樣本均為Clayton Copula歐式平方距離最小，也即 Clayton Copula擬合程度在三者中最高。SC原油期貨與WTI原油期貨的Kendall秩相關(guān)系數(shù)和Spearman秩相關(guān)系數(shù)分別為0.1654和0.2453，與Brent原油期貨的Kendall秩相關(guān)系數(shù)和Spearman秩相關(guān)系數(shù)分別為0.1588和0.2358。由此可以看出，我國SC原油期貨與國際主流原油期貨間雖然存在著正向的聯(lián)動(dòng)性，但其聯(lián)動(dòng)關(guān)系仍然較弱，而WTI原油期貨與Brent原油期貨的Kendall秩相關(guān)系數(shù)和Spearman秩相關(guān)系數(shù)分別為0.699和0.8732，這表示W(wǎng)TI原油期貨和Brent原油期貨間的價(jià)格聯(lián)動(dòng)性較強(qiáng)。隨后對三組樣本分別進(jìn)行M-Copula函數(shù)建模，分別得到三組數(shù)據(jù)的M-Copula函數(shù)權(quán)重參數(shù)估計(jì)值和相依結(jié)構(gòu)參數(shù)估計(jì)值。估計(jì)結(jié)果如表6所示。可以看出，M-Copula函數(shù)模型的歐式平方距離比單一阿基米德Copula的歐式平方距離都要小，這說明M-copula的擬合效果最好。

表6 M-Copula模型建模結(jié)果

經(jīng)過上面的建模計(jì)算，我們已經(jīng)得出了對各原油收益率序列的單一Copula函數(shù)以及擬合程度最好的M-Copula函數(shù)，接下來將對他們進(jìn)行尾部相關(guān)性計(jì)算分析。M-Copula模型計(jì)算得出的尾部相關(guān)性如表7所示。

表7 各原油期貨間尾部相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果

(1) SC 原油期貨與 WTI原油期貨及Brent原油期貨尾部相關(guān)性分析

根據(jù)圖1我們可以看出，SC原油期貨與WTI原油期貨及Brent原油期貨之間的尾部相關(guān)性均具備不對稱性。其中上尾相關(guān)性要大于下尾相關(guān)性，這也意味著SC原油期貨與國際主流原油期貨市場同時(shí)上升的概率要大于同時(shí)下跌的概率。SC原油期貨與WTI原油期貨的上尾相關(guān)性約為0.25，與Brent原油期貨間的上尾相關(guān)性約為0.22.這表明我國原油期貨與國際主流原油期貨市場在上漲過程中存在著一定的相關(guān)性。而SC原油期貨與WTI原油期貨及Brent原油期貨的下尾相關(guān)性均趨近于零（略大于零），說明我國原油期貨在國際主流原油期貨市場下跌時(shí)同時(shí)下跌的概率較小，在市場下行時(shí)，我國原油期貨走出較為了獨(dú)立的行情。

圖1 SC和 WTI、Brent混合Copula密度函數(shù)圖

（2）國際原油期貨間尾部相關(guān)性分析

根據(jù)圖2我們可以看出，WTI與Brent原油期貨間同樣具有非對稱的尾部相關(guān)性。且上尾相關(guān)性要大于下尾相關(guān)性。其中WTI原油期貨與Brent原油期貨的上尾相關(guān)性約為0.52，而下尾相關(guān)性約為0.35。這表明WTI原油期貨與Brent原油期貨在兩個(gè)市場處于上漲狀態(tài)時(shí)，要比均處于下跌行情時(shí)更為緊密。

圖2 WTI和Brent混合Copula密度函數(shù)圖

根據(jù)實(shí)證分析可以得出結(jié)論，我國原油期貨與國際原油期貨的尾部相關(guān)性不高，其中下尾相關(guān)性趨近于零，意味著，在國際市場上發(fā)生極端行情時(shí)，我國原油期貨價(jià)格能保持獨(dú)立，表現(xiàn)出了避險(xiǎn)的功能。上尾相關(guān)性約為0.25，表明在國際市場發(fā)生極端上升行情時(shí)，我國原油期貨有一定可能跟隨國際原油期貨市場一起發(fā)生極端上漲行情。而國際原油期貨價(jià)格間的尾部相關(guān)性較強(qiáng)，在極端行情出現(xiàn)時(shí)，這兩個(gè)市場往往會(huì)出現(xiàn)同漲同跌的情況。

四、結(jié)語

本文通過定量實(shí)證分析，分析我國SC原油期貨與主要國際原油期貨之間的非對稱相依關(guān)系。結(jié)合上文中的實(shí)證分析結(jié)果，得到了以下結(jié)論。我國原油期貨與國際原油期貨間存在著非對稱的尾部相關(guān)性，其中下尾相關(guān)性微乎其微可以忽略，這表明我國原油期貨在國外原油期貨市場處于極端下行狀況時(shí)，能保持較為獨(dú)立的行情?？梢栽趪H原油期貨市場發(fā)生極端下跌行情時(shí)，作為投資者的安全港。而我國原油期貨與WTI原油期貨和Brent原油期貨的上尾相關(guān)性約為0.25,這表明我國原油期貨在國際原油期貨市場發(fā)生極端上漲行情時(shí),會(huì)與國際行情有一定的聯(lián)動(dòng)性,保持和國際市場協(xié)同的上漲趨勢。