基于DCC-MGARCH的国内外石油市场联动性研究

基于DCC-MGARCH的国内外石油市场联动性研究内容提要本文在分析国内外石油市场价格形成机制的基础上，应用DCC-MGARCH模型研究了1997年1月3日到2011年3月18日的西德克萨斯（WTI）、北海布伦特（Brent）、迪拜（Dubai）原油市场和我国大庆原油市场的动态相关性。研究表明：我国大庆原油市场与迪拜原油市场具有较高的动态相关性，而与欧美市场的动态相关性较低，且“十五”后我国与国际市场的动态相关性都明显提高了。此外，国际市场对国内市场具有导向性作用。最后，给出了研究结论和若干政策含义。关键词石油市场；联动性；DCC-MGARCH中国分类号：C812文献标识码：A文章编号：Analysisoftheco-movementofdomesticandinternationaloilmarketbasedonDCC-MGARCHModelAbstract:ThispaperanalyzestheinternationaloilmarketpriceformationmechanismandthenappliesDCC–MGARCHmodeltostudytheco-movementrelationshipamongWestTexas,Brent,DubaiandChina'sDaqingcrudeoilmarketsduringJanuary3th1997andMarch18th2011.StudyshowsthatChina'sDaqingcrudeoilmarkethassignificantdynamiccorrelationwithDubaicrudeoilmarket,whilethedynamiccorrelationwithEuropeanandAmericanmarketsislow.Especially,theco-movementwithinternationalcrudeoilmarketisstrengthenedaftertenthfiveyearplan.Moreover,internationalmarkethasleadingeffecttothedomesticmarket.Inthelastpart,theconclusionandsomepolicyimplicationsaregiven.Keywords:OilMarket;Co-movement;DCC-MGARCH一、引言石油（也称原油）被广泛运用于交通运输、石化等各行各业，被称为经济乃至整个社会的“黑色黄金”、“经济血液”，石油也是一种战略物资，在国防和国家安全领域发挥着不可替代的作用。同时，石油是一种地缘性很强的商品，分布极不均匀，但需求价格弹性很小，与国际政治密切相关。因而对石油价格波动进行分析就显得极为重要。随着我国经济的发展，对石油的需求越来越大，进口依存度也不断提高，据统计，2010年我国的石油消费量近一半是进口的，对于我国这样的石油消费大国和进口大国来说，国际石油价格的较大波动都可能会对我国经济造成巨大的冲击。日益升高石油进口依存度使我国更加深刻体会和认识到油价的不稳定性（林伯强，2007）[1]。因此研究国内外石油市场的联动关系对于监控油价风险具有重要的理论和现实意义。国内外已有较多学者对油价波动特征和原因进行了研究。Sharma(1998)[2]利用GARCH模型研究了石油价格收益率波动，并认为基于GED分布的GARCH模型相对于基于正态分布的GARCH模型能更好刻画石油收益率的“尖峰厚尾”现象。史丹（2000）[3]分析了国际石油市场的供需结构特点及OPEC石油供给策略对国际石油价格的影响，进而研究了国际油价波动对我国经济发展的影响及对策。曾建武（2009）[4]在分析国际油价波动影响因素的基础上，采用贝叶斯向量误差修正模型实证分析各因素变化对油价变化的影响程度和国际油价波动对中国宏观经济的影响，并结合中国国情，提出相应的政策建议。潘慧峰等（2007）[5]采用西德克萨斯和我国大庆从2000年5月8日到2005年5月20日间原油价格的日数据，运用GED分布的GARCH模型估计了两个市场的VaR以此来刻画极端风险，并利用风险-Granger因果检验方法分析了两个石油市场的极端风险溢出效应，认为国际原油市场对国内原油油市场存在单向的风险溢出,但该研究针对的是极端风险，并没有完整刻画国内外原油市场的价格波动关系。焦建玲、魏一鸣等（2004）[6]和李新颜等（2005）[7]分别选取不同时间段的Brent原油现格与大庆原油现货价格周数据进行了实证分析，从VAR模型中得出国内外原油价格走势存在长期协整关系的结论。但焦建玲、魏一鸣等（2004）认为滞后二期的国内原油价格对国际原油价格是有显著影响，而李新颜等（2005）则认为滞后一期和滞后二期的国内原油价格对国际原油价格影响都不显著。可见VAR模型对于不同的时间区间会得出不同的结论，而且这两篇文章都未对两个市场的动态相关关系进行分析。张意翔等（2007）[8]以2000年1月至2006年12月的WTI价格与中国大庆原油现货价格月数据进行了实证检验，在VAR模型的基础上结合了脉冲响应函数分析了国内外原油价格之间的动态关系和影响机制，认为国内原油价格和国际原油价格之间存在动态均衡关系，但是国内原油价格对国际原油价格的影响小于国际原油价格对我国原油价格的影响。虽然张意翔等（2007）利用脉冲响应函数等进行了一定的动态分析，但是由于金融市场本身的特性，简单使用VAR模型是难以捕捉到市场中的波动聚集效应以及杠杆效应等。林伯强等（2007）利用基于GED分布的GARCH(1,1)分析了国内外原油价格波动性及其相互关系。但基于GED分布的GARCH(1,1)是假定不同市场之间的相关系数保持恒定的常数，这样的假设往往不符合实际情况，因此分析的结果就会受到严重的偏倚。李成等（2010）利用小波变换频带分析方法和多元GARCH-BEKK模型研究了中美两国通货膨胀与国际油价间的溢出关系。综观以往研究国内外石油市场关系的文献：从研究方法来看，都从静态角度分析，众所周知，市场之间的关系是随时间而变化，不会一成不变的，因此基于静态的研究方法难免产生偏误；从研究时间来看，据我们的了解，很少有对近几年国内外石油市场关系的研究，由于近年来受金融危机和各国石油政策的影响，石油市场的价格波动较大，石油市场之间的联动性是否发生了重大变化需要进行深度研究。因此，本文在系统梳理国内外原油价格形成机制和波动原因的基础上，利用非对称DCC-MGARCH模型，应用Engle（2002）[9]提出的动态条件相关方法（DCC）对1997年1月3日到2011年3月18日的西德克萨斯（WTI）原油市场、北海布伦特（Brent）原油市场、迪拜（Dubai）原油市场和大庆原油市场的波动性进行研究，并捕捉国内外市场动态相关系数，从而更精确地考察中外原油市场之间的联动性的变化特征。本文接下来的结构安排如下：第二部分梳理了国内外石油市场价格机制的发展情况，第三部分介绍了DCC-MVGARCH模型，第四部分对数据来源、变量选取做了说明，并对数据进行初步的描述统计分析，第五部分是本文的实证分析，最后给出论文的研究结果和若干政策建议。二、国内外石油价格机制及其发展价格形成机制是市场化程度的一个重要标志。理论上，价格机制应该由市场的自发力量决定。但在石油市场中，国际原油定价权的转移与变迁远非完全竞争市场买卖双方自由竞价的过程，是多方长期博弈的结果，具有力量多元化、手段市场化的特点。国际原油定价权是指在国际原油市场上市场参与者对国际原油价格的影响力和决定力，此力量的大小直接决定不同国家和地区的原油价格，并影响国际上重大的政治、军事和外交行为。（一）国际石油价格机制目前，国际石油市场经过100多年的发展,在西方发达国家的现代市场经济体系下,已形成了比较完整的现货市场和衍生品市场体系。主要的石油现货市场有新加坡市场、美国市场、加勒比海市场、地中海市场以及西北欧市场；在期货市场方面，主要有纽约商品交易所、伦敦国际石油交易所以及今年新兴的东京工业品交易所三大期货市场。对于亚洲国家而言，为了增加本国在国际原油市场的话语权，从21世纪初开始纷纷筹建原油期货市场。2001年日本东京工业品交易所（TOCOM）推出了中东原油期货合约，2005年印度大宗商品交易所（MCX）推出了原油期货合约。然而，亚洲至今没有一个能与纽约商品交易所和伦敦国际石油交易所相竞争的，能够全面反映亚洲原油供需状态并代表亚洲国家利益的原油期货市场，造成亚洲地区的原油进口国要比欧美国家多支付数额巨大的不平等价格，形成所谓的“亚洲溢价”。石油的定价机制与当今石油市场的格局密不可分。国际原油市场定价大都是以世界各主要产油区的标准油为参考基准，以基准油在交货或提单日前后某一段时间内现货市场或期货市场价格加上升(贴)水作为原油贸易的最终结算价。其中最有影响力的是三大原油基准价是：纽约原油期货交易所的WTI（美国西得克萨斯出产的“中间基原油”）原油期货，是全球交易量最大的商品期货，包括所有北美洲生产或销往北美的原油；伦敦国际石油交易所（IPE）推出布伦特（北海布伦特（Brent）原油）原油期货。北海布伦特原油由北海东设得兰盆地中的15个油田的原油组成。开采出来的油首先运输到设得兰群岛的萨洛姆石油终端。欧洲、非洲和中东运往西方的原油按照北海布伦特原油标价，因此它是一个重要的价格标数；阿联酋的高硫“迪拜（Dubai）”原油，这就是有代表性的欧佩克（OPEC，石油输出国组织）油价，用作输往亚洲-太平洋地区的中东原油的价格标数。由于各地出产的原油品质上有较大差别，所以除了三大原油基准价以外，还有一些稍小一些的石油产地的原油价格。常用的参考原油有马来西亚塔皮斯轻质原油TAPIS，作为远东轻原油的参考标准；印度尼西亚的米纳斯原油MINAS，作为远东重原油的参考标准。（二）国内石油价格机制我国石油价格经历了单一的国家计划控制、双轨制、并轨制和与国际接轨制四个阶段。我国石油定价机制和石油市场的变迁是一个逐步与国际接轨、逐步市场化的过程。我国原油价格体制从1955年起经历了长达26年的计划价格体制，完全脱离国际市场价格；1981年国务院决定实行原油产量包干政策，即允许超出包干基数1亿吨的超产油，以及国际油价出口或以计划内高价在国内销售，所得收入由石油部支配，用于加强石油资源的勘探开发力量，实行双轨制；1995年5月1日取消计划内平价、高价，计划外市场价和计划内限价等多种价格，统一实行一种类型两个档次的价格体系。1998年6月起，我国对原油和成品油的价格形成机制进行了重大改革。改革后，中国石油天然气集团公司和中国石油化工集团公司之间购销的原油价格由双方协商确定。协商的基本原则是，国内陆上原油运达炼厂的成本与进口原油到厂成本基本相当。2001年7月，国家计委又正式公布了《中央定价目录》，有107种商品和服务价格从新目录中删除，其中就包括原油。这一时期市场力量逐渐显现，国内原油价格开始对资源配置发挥作用，但是原油产品的生产和销售被几大石油公司垄断，价格不能完全反应市场供求，与国际原油也只是在价格水平上的同步，而不是价格形成机制的接轨。尽管如此，经过了这一系列价格改革后，中国原油价格与国际原油价格已越来越接近了，在这种情况下研究中国油价与国际油价的联动关系有重要的现实意义。三、研究方法与模型自Engel(1982)[10]提出自回归条件异方差(ARCH)模型以来，ARCH类模型己广泛应用于资本资产定价模型、资产组合、期权定价等领域,但由于只用波动性来描述变化无穷的金融现象存在着一定的限制以及金融产品的多样化引起的风险管理复杂性等情况的出现，使得“动态相关性”方法得以产生。目前，多变量GARCH模型是用来研究时间序列间的动态相关性的主要方法，但由此产生的过多参数成为多元GARCH模型中最令人困扰的“维数的诅咒”。Bollerslev（1990）[11]提出的常相关系数多元GARCH（CCC-MVGARCH）模型