國際石油價格波動對碳市場溢出效應研究

摘 要：利用Johansen檢驗和狀態空間模型，研究國際石油價格波動對碳市場價格變動及收益率的溢出效應。結果表明，在樣本區間內，國際石油價格與碳價存在長期均衡關系，且國際石油價格對碳市場及收益率存在溢出，說明石油價格可以作為導致碳價變化的一個原因。但由于歐盟能源消費結構的變化及碳交易機制的不斷完善，溢出效力呈現下降趨勢。這種變化趨勢對于我國建立完善碳交易機制提供了經驗啟示。

關鍵詞：國際石油價格；碳市場；溢出效應

中圖分類號：F831.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）05-0070-03

前言

在《京都議定書》協議的約束下，二氧化碳排放權被賦予商品的屬性，成為一種稀缺資源。Dales（1968）[1]在其著作《污染、產權和價格》中指出，污染實際是政府賦予排放企業的一種產權，這種產權應該是可以轉讓的，可以通過市場方式提高環境資源使用的效率。這是最早提出的關于“排放權交易”的概念。排放權交易是碳市場形成的經濟理論基礎。歐盟排放交易體系作為全球最大的碳交易市場，交易量約占全球總量的3/4，EUA自2005年運行以來交易量與交易額均呈快速上升趨勢，其中期貨交易占主要部分，現貨交易在金融危機爆發后也明顯增長。

碳價是碳市場波動與運行規律的一種最直觀表現形式。目前，普遍認為氣溫和能源價格是影響碳價最大的兩大因素。如：Alberola（2008）[2]采用結構變化理論，將碳價分成不同區間，發現能源價格對碳價的影響是顯著的；也指出極端天氣影響碳價變化。魏一鳴（2008）[3]采用協整理論研究歐盟交易排放體系與能源價格之間的長期與短期互動關系，發現：能源價格與第一交易階段碳期貨價格之間的關系較弱，而與第二交易階段碳期貨價格之間存在長期的均衡關系，能源價格變化是推動第二階段碳價變化的主要原因。張躍軍（2010）[4]發現，碳價變化的主要貢獻來源于油價波動，其影響程度占37%。以上的研究成果為本文的研究提供了重要的理論依據與思路，但大都屬于靜態層面的測量，動態層面研究的著眼點在于整個能源市場對碳市場的影響，并沒有給出石油市場具體階段對碳市場影響的溢出效力。

因此，研究國際石油價格波動對碳市場動態溢出效應，對于探討碳價影響因素、碳市場特有風險的成因有理論支撐意義，對碳市場投資者如何規避風險、相關決策部門制定政策提供理論支持。本文的主要目的是運用計量方法度量國際石油價格對碳市場波動及收益率的溢出效應大小，以此辨識碳市場風險的影響因素及其影響程度。

一、 樣本選擇與數據說明

論文旨在研究國際石油價格波動對碳市場的沖擊，主要考察油價變動對碳價格走勢和收益率兩方面的影響。涉及到的指標主要有：

1.采用布倫特原油FOB現貨價格（Brent Spot Price FOB）作為國際石油價格的代理變量。雖然很多文章對于國際原油價格走勢的描述采用WTI（West Texas Intermediate）價格為代表，但從走勢上來看，WTI原油價格易受到當地供需的影響，而與全球原油市場供需基本面無關，因此其更像一個地區油價。布倫特原油一般供應穩定，受當地因素的影響很小。因此，從國際代表性出發，論文選擇布倫特原油價格作為國際油價的代理變量，記為B。

2.采用Bluenext碳現貨價格作為碳市場價格走勢的代理變量，記為C1。本文選擇歐盟排放交易體系第二階段數據即從2008年8月13日到2011年3月4日作為樣本區間（五天制），國際石油價格的數據區間與此區間一致。

3.采用Bluenext碳現貨價格對數收益率測度碳價變化趨勢，對數收益率為正，表明碳價格上升，反之表示碳價下跌。則：對數收益率C2=Ln（Pt /Pt-1），其中，t表示每月時點，P表示每日收盤價。

為消除可能的異方差，對B、C1分別取自然對數，分別用LnB、LnC1、表示；C2表示對數收益率，已經是自然對數，所以不對其進行數據的處理。

二、實證檢驗

（一） 研究思路

1.分別考察布倫特原油FOB現貨價格的波動與碳市場現貨價格變動幅度及收益率之間的長期均衡關系。

2.運用時變參數的狀態空間模型，以時變彈性的均值反映溢出效力的大小。據此分析國際原油價格波動對碳市場溢出效應的變動趨勢，并分析原因。

（三） 檢驗結果

1.協整檢驗

（1）在檢驗一組時間序列是否存在協整關系之前，應先檢驗這些時間序列的單整性。在本文中，是檢驗兩個變量間的協整關系，要求兩變量的單整階數相同。運用ADF（Augmented Dickey-Fuller test）檢驗方法，檢驗結果見表1。

表1 C2、LnC1與LnB的ADF檢驗結果

注：①“*”為在1%顯著性水平下拒絕原假設（原假設H0為原時間序列存在單位根，即序列非平穩）；②I~（n）代表原序列n階差分平穩；③檢驗模型不含常數項與趨勢項。

由表1可以看出，C2是平穩序列，記為C2~I（0）；LnC1和LnB是一階單整的，分別記為LnC1~I（1），LnB~I（1）。

（2）由上述檢驗可知，序列、是一階平穩序列LnC1，LnBC2是平穩的，所以，只需討論（LnB，LnC1）的協整關系。以下討論這兩個變量是否存在協整關系，這里應用Johansen協整檢驗，檢驗結果如表2所示。

表2 LnB與LnC1的Johansen協整檢驗結果

注：①原假設H0為協整關系數為0，即不存在協整關系；

②Prob.**為接受原假設的概率；③滯后階數為2。

由表2可以看出在5%的顯著水平下，跡檢驗統計量與最大特征值統計量都能拒絕協整關系數為0或至多為1的原假設，由此認為LnB與LnC1至少存在一個協整關系，即國際石油價格與碳現貨價格之間存在長期均衡關系。

2.時變效力檢驗

以上的檢驗結果表明，國際石油價格波動與碳市場的價格變動幅度與收益率之間存在長期均衡關系。為了更確切的驗證國際石油價格波動對碳市場價格變動及收益率的溢出效應大小，本文運用時變參數的狀態空間模型，以時變彈性的均值來反映溢出效力的大小。

建立LnB與LnC1之間的狀態空間模型、LnB與C2之間的狀態空間模型，計量結果分別如表3、表4所示。

表3 國際石油價格向碳市場價格溢出的狀態空間模型結果

表4 國際石油價格向碳市場的收益率溢出的狀態空間模型結果

由表3、表4可以看出，模型實現了較好的擬合，各項參數均顯著的通過了檢驗，所得到的狀態空間模型的形式見式（1）、（2）。

量測方程：

狀態方程： （1）

量測方程：

狀態方程： （2）

根據狀態空間模型的結果，生成狀態序列，得到國際石油價格作用于碳市場價格走勢的時變參數運動軌跡和國際石油價格作用于碳市場收益率的時變參數運動軌跡分別如圖1、圖2所示。

圖1 國際石油價格作用于碳市場價格變動幅度的時變參數運動軌跡

圖2國際石油價格作用于碳市場收益率的時變參數運動軌跡

圖1、圖2表明國際石油價格波動對于碳市場的是存在溢出性的，具體來看：

（1）在整個樣本區間內，狀態序列SV1F均為正值，在[0.214 565，0.296 080]之間波動，平均效力為0.240 73。由圖1可知，，狀態序列存在一個明顯的波動，起初溢出效力處于增大階段，在2008年10月22日達到最大值0.296 080；隨后效力逐漸減小，于2011年3月4日達到最小值0.214 565。由時變彈性均值可以看出，國際石油價格的波動可作為解釋碳市場價格變動的一個原因；但從平均效力值看，石油價格波動作為碳市場價格變動原因的貢獻值開始變小，這與歐盟能源消費結構是相一致的。1999—2009年的10年中，石油在歐盟能源消費總量中的比重雖由原來的39.2%下降到36.6%，但隨著可再生能源在能源消費中所占比重由1999年的5%上升到2009年9%，石油作為最主要消費能源的地位也會逐漸改變。

（2）在整個樣本區間內，狀態序列SV12F均為正值，在[0.002 5，0.004 6]之間波動，平均效力為0.003 7。由圖2可知，效力值在2008年9月1日達到最大值0.004 6；隨后在震蕩下滑的趨勢下，2009年2月13日達到最小值0.00 5；2009年8月及其以后效力值波動趨勢放緩。從總體數值來看，國際石油價格作用于碳市場收益率的效力值并不是很明顯；從其走勢看，2009年8月之前的走勢與石油價格波動趨勢相一致，之后處于平穩狀態，這與歐盟碳市場交易機制的不斷完善有密切關系。

三、結論

本文通過實證研究得出，國際石油價格波動對碳市場價格波動及收益率存在長期協整關系，這與以前學者得出的結論相一致。在此基礎上對其進行狀態空間建模，得出國際石油價格波動對碳市場價格波動及其收益率存在溢出，對碳價的溢出效力明顯，且有逐漸減小趨勢，這與歐盟的能源消費結構、政府政策有很大的關系；對碳市場收益率的溢出效力不是很明顯，由于歐盟碳排放交易機制的不斷完善，溢出效力開始表現平穩。

綜上所述，作為碳配額交易市場，歐盟建立的一套與自身發展相匹配的碳交易體制已發揮作用，這一體制以成本最優化、減排效果最大化為目標，且經過第一階段的試運行，第二階段的運營已趨于平穩。但碳市場本身是一個復雜的系統，其影響因素都呈動態非線性變化，而且其他潛在影響碳價格的因素尚未出現在碳市場中，如來自清潔發展機制市場和聯合履約機制市場的供給等等，因此，對于探討碳市場風險成因是需深入進行研究的問題。

同時，我國作為全球最大的清潔發展機制市場，如何建立與完善符合我國國情的碳交易機制是進行國際碳交易的基礎，必須加強立法支持、政府監管，發揮金融創新工具功能，為我國在碳交易過程中爭取主動權。

參考文獻：

[1] Dales J. Pollution， Preperty and Prices[M]. Toronto:University of Toronto Press， 1968.

[2] Alberola E，Chevalier J，Cheze B.Price Drivers and Structural Breaks in European Carbon Prices 2005-2007[J].Energy Policy，vol.36，no.2，2008.787-797.

[3] 魏一鳴，劉蘭翠，范英，吳剛.中國能源報告2008：碳排放研究[M].北京：科學出版社，2008.

[4] 張躍軍，魏一鳴.化石能源市場對國際碳市場的動態影響實證研究[J].管理評論，2010，22（6）：34-41.

[5] 崔立新，梁艷.全球碳市場的實踐及其對我國的啟示[J].金融發展評論，2010，（5）：113-119.[責任編輯 高惠琦]