產業鏈視角下的跨品種套利機制與套保效率研究
——基于MTO產業鏈品種2015—2022年交易數據

曾 妍

（廣州科技職業技術大學,廣東 廣州 510550）

甲醇制烯烴產業（MTO/MTP）是我國高效利用煤炭能源的突破性進展領域，是實施石油替代、保障能源安全的獨有戰略性產業。然而，MTO產業占甲醇下游用量的半壁江山，分布于沿海地區的MTO產業也是拉動甲醇進口大幅增長的關鍵因素。相比于新興一體化煤制或傳統油制路線，MTO產業競爭力相對薄弱，主要原因在于外采原料存在諸多不穩定因素，原料價格的不利波動將直接降低企業開工率。我國作為全球最主要的大宗商品進口消費市場，長期受“西方定價、美元計價”的交易模式主導，處于缺乏定價權、被攫取貿易利潤的劣勢地位。從國際經驗來看，大宗商品交易以期貨市場價格為基準，企業參考期貨定價參與套期保值，可以規避價格波動風險。因此，相關產業鏈上下游企業合理運用風險管理工具，對提高其競爭力和高資源配置能力將大有裨益。

鑒于我國MTO/MTP產業發展迅速，沿海外采和西北自產一體化裝置已在一定程度上實現替代油制路線，以該產業為視角進行產品價格關聯機制與套保有效性的研究亟待更新。不僅如此，研究我國獨有期貨品種，對完善貿易定價體系，確立我國交易中心地位，提高產業貿易地位和議價能力，為相關企業提供套期保值理論支持具有重要意義。

1 文獻綜述

期貨市場建立的初衷是為了規避價格風險，將期貨市場作為轉移價格風險的場所，對將來購進或售出的產品進行數量相等、方向相反的交易，使一定時期內現貨市場上的盈虧由期貨市場得到抵消或彌補，建立起兩個市場之間的對沖機制。

國外文獻方面，傳統的套期保值理論由Keynes（1923）、Hicks（1946）等提出，認為在期貨市場上建立與現貨市場交易方向相反、數量相等的交易頭寸，可降低風險、抵消可能受到的損失。Holbrook Working（1953）基于真實市場上期現價格并不具有完全對等的價格波動事實，提出了部分抵消現貨風險的基差逐利套保理論。Johnson（1960）和Stein（1961）引入資產投資組合理論來解釋套期保值行為，認為套保目的為在既定風險下的最大收益。Ederington（1979）[1]應用普通最小二乘法（OLS）來估計最小方差套保比例，以套保組合方差相較于未套保組合方差的下降百分比來測度套期保值的效率，后期針對OLS模型的不合理假設，即殘差序列不存在異方差性，提出了一系列改進的動態模型。Engle（1986）[2]假定條件方差是殘差的函數，提出了自回歸條件異方差ARCH模型。Bollerslev（1986）基于GARCH模型改良的多元動態模型進行實證，得出最優套期保值比率不應假設為一個常數，而應是各期的期現價格的條件協方差與期貨價格條件方差的比值。Engle和Granger（1987）、Johansen（1988）和Juselius（1990）提出的協整分析為研究非平穩經濟變量均衡關系提供了方法，在期現價格動態關系研究中得到廣泛應用。

國內文獻方面，李百吉等（2018）[3]研究煤炭上市品種DCE焦煤、焦炭、CZCE動力煤三者之間的價格聯動關系，發現三者之間存在長期穩定關系，跨市場價格聯動效應明顯。段進東等（2019）[4]用2018—2019年國內原油與化工期貨共六個品種的價格指數構建VAR模型研究品種之間的價格傳導關系，發現原油期貨在整個價格傳導過程中并未發揮核心作用。王世文等（2020）[5]從石油產業鏈角度，運用Copula函數對原油、瀝青、聚丙烯期貨收益率之間的相關性進行擬合，發現原油與瀝青相關性較強，與聚丙烯相關性偏弱，但原油對二者均不存在格蘭杰因果關系。馬鄭瑋等（2020）[6]采用原油與瀝青的期貨、現貨數據構建VAR模型，發現期貨品種之間存在雙向格蘭杰因果關系，但其他關系存在時滯性。

從研究方法來看，以往文獻采用傳統OLS、VAR、VECM等協整回歸的靜態方法研究商品居多；從研究對象來看，現有的期貨關聯機制研究與跨品種套利研究的文獻數量與商品期貨上市時間存在明顯正相關關系，主要集中在組合上市早的品種研究上。近十年來，因技術改進而產生的新興產業——以甲醇為中間環節接通煤與烯烴的煤化工——期貨套利機制卻未有人探討。因此，本文試圖以MTO/MTP產業涉及的三個品種為研究對象，從企業參與套保套利的角度出發，采用VAR、協整和VECM方法來探討多種商品期現之間的靜態互動關系以及構建套保頭寸后的避險效果。

2 數據的來源

考慮到資源分布的區域性特征和產能投放進度，本文以MTO/MTP企業參與套保套利為視角，選取基準甲醇（S_MA）、聚乙烯（S_PE）、聚丙烯（S_PP）現貨出廠價或成交均價日數據作為現貨組的價格序列，采用鄭商所甲醇（Q_MA）、大商所線性低密度聚乙烯（Q_PE）、聚丙烯（Q_PP）期貨活躍合約日收盤價作為期貨價格序列，選取時段為2015—2022年甲醇制烯烴產業步入成熟階段的數據來構建時間序列模型。所有數據來源于Wind資訊。

3 實證結果與分析

3.1 單位根檢驗

經濟數據往往具有非平穩的特征，如果數據不平穩，則可能產生“偽回歸”現象。因此，本文在研究價格關系之前，先對三種商品期現價格序列進行平穩性檢驗。

本文采用ADF檢驗法（Augmented Dickey-Fuller test）對原始時間序列進行單位根檢驗。在5%顯著性水平下，原序列并不滿足全部平穩，因此對原序列一階差分后再進行ADF單位根檢驗。經過一階差分后的t統計量檢驗結果均小于其對應的5%臨界值，說明一階差分序列均為平穩序列，三對變量均為一階單整序列。結果如表1所示。

表1 ADF單位根檢驗結果

3.2 格蘭杰因果檢驗

將上述一階差分序列劃分為期貨組和現貨組，即每組分別為三個品種的期貨序列或現貨序列，若兩個市場中存在同樣組合的格蘭杰因果關系，則說明變量變化的先后關系一致，具備構建相關套利組合的條件。首先，分別對兩個組合建立向量自回歸VAR模型，通過信息準則確定最優滯后階數（受篇幅限制，省略滯后階數確定過程）。其次，經過檢驗，選定期貨價格序列的VAR模型最佳滯后階數為7，現貨價格序列的最佳滯后階數為10。設定階數后，對兩組序列進行外生性檢驗，結果如表2所示，發現在期貨組中，Q_PE（聚乙烯）在5%的顯著水平下對Q_PP（聚丙烯）具有單向的預測能力；在現貨組中，現貨S_PE（聚乙烯）在5%的顯著水平下對S_MA（甲醇）有單向的預測能力；現貨S_PP（聚丙烯）與S_MA（甲醇）之間互為內生變量，現貨S_PP（聚丙烯）與S_PE（聚乙烯）之間互為內生變量。

表2 甲醇制烯烴品種期、現貨序列的格蘭杰因果檢驗

采用AR根圖對滯后結構進行檢驗，實證結果顯示方程的所有單位根均落于半徑為1的單位圓內，即所有特征根的模小于1，如圖1和圖2所示，說明模型結構穩定。

圖1 期貨序列AR特征多項式逆根圖

圖2 現貨序列AR特征多項式逆根圖

對比兩組變量的時序變化檢驗結果，發現兩個組不存在重疊的、互為內生變量的商品組合，現貨組的聯動關系多于期貨組。

從上下游預測關系來看，現貨組中，S_MA（甲醇）與S_PP（聚丙烯）相互具有預測能力，S_PE（聚乙烯）對S_MA（甲醇）有單向預測能力，三者為MTO裝置的上下游關聯品種，下游產品對原料的預測能力更大，符合制烯烴占甲醇用量大和下游附加值更高的產業特征；但兩者的期貨價格不具備聯動關系，說明上述可解釋與現貨產業關系的特征在期貨市場上并未體現，反映當前期貨報價并不側重西北價格。

上述檢驗結果基本符合甲醇制烯烴產業各品種之間的經濟學關系和期貨合約設計，由于期現市場互為內生變量的商品關系不重疊，跨品種套利理論依據不充分，以品種價值或產出配比建立套利組合風險較大。但以上結論對于企業進行套期保值、研究品種波動仍然提供了思路和參照依據，企業應根據敞口方向決定套保品種。以上述內生關系作為參考，將研究落到單一品種的期現關系上。

3.3 協整檢驗

將原價格序列以同品種劃分，進行期現組合的Johansen協整檢驗。先建立向量自回歸VAR模型，通過信息準則確定最優滯后階數，再采用“所有序列的趨勢是隨機趨勢”的情形，根據滯后階數對協整檢驗進行形式設定，得到檢驗結果如表3所示。

表3 期貨與現貨價格的Johansen協整檢驗

在5%顯著性水平下，MA（甲醇）期現價格之間各存在一個協整關系，PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）期現價格之間至多有兩個協整方程。所有品種的期現價格之間均具有長期均衡關系，說明期貨市場運行是有效的。

3.4 構建向量誤差修正模型

根據協整檢驗中確定的最優滯后階數和協整關系個數，調整滯后階數，構建VECM向量誤差修正模型。該模型以Johansen協整檢驗對品種期現價格確定長期均衡關系，即當某一市場價格在短期內偏離其均衡點時，該均衡機制可以使其在后期進行修正，回到長期均衡狀態。受篇幅限制，以下研究同一品種期現價格領先滯后關系的表達式有一定縮略。在甲醇品種的關系式中，MA為甲醇品種縮寫，SMA,代表甲醇現貨價格，QMA代表甲醇期貨價格；EC（MA）關系式表示甲醇期現價格之間的長期關系；Δ SMA,t研究的是對于t期的甲醇現貨價格而言，在短期內如t-1期的期現貨價格對t期現貨的引導關系，同理 研究t期的短期內期現貨價格對期貨的引導關系。三個品種的協整回歸和ECM回歸結果如下：

式（1）、式（4）、式（7）為協整方程，反映了期貨價格與現貨價格之間的長期均衡關系；方程中系數均接近于1，說明從長期來看現貨價格與期貨價格之間存在較強的波動關聯。其余方程為因變量關系式（受篇幅限制省略了部分滯后項），反映的是短期調整關系，Δ表示一階差分，表示若期現價格偏離長期均衡之后重回均衡狀態的短期調整方式；式中的誤差修正項系數大小表示向均衡狀態調整的快慢程度，所有誤差修正項系數均為負數，符合反向調整機制。其他滯后項表示其與因變量差分之間的影響關系。

在以現貨差分為因變量的關系式中，誤差修正項系數普遍大于以期貨差分為因變量的誤差修正系數，說明誤差修正項對現貨價格短期偏離長期均衡的調整作用更大；期貨關系式中的誤差修正項系數明顯較小，說明期貨向均衡關系的調整不明顯。

MA（甲醇）組的因變量關系式中，誤差修正項對現貨價格偏離其長期均衡的調整作用可以令其每一期4.18%的偏離幅度得到調整，令期貨價格偏離其長期均衡0.75%的幅度得到調整；現貨關系式中的系數普遍大于期貨關系式中的系數，說明該項調整機制對現貨的引導作用比期貨大。

PE（聚乙烯）與PP（聚丙烯）組的因變量關系式中，誤差修正項系數對現貨價格偏離的調整幅度明顯大于對期貨價格的調整幅度，說明調整機制對現貨的調整幅度更明顯，符合我國西北地區煤制甲醇制烯烴現貨報價變動頻率低、調整滯后、調整幅度較大的特點；現貨關系式中的期貨滯后項系數略大于現貨滯后項系數，也反映了期現關系中期貨關系占主導、期貨走勢引領現貨的特征。

橫向對比三組商品的期現關系，PE（聚乙烯）和PP（聚丙烯）組的誤差修正項系數較大，說明在偏離均衡后相對MA短期調整速度快，調整幅度大。

3.5 單品種套期保值效率

根據向量誤差修正模型的關系公式擬出品種期現之間的套保比率，即每一手現貨貨值對應的期貨頭寸配比。將估計得到的套保比率計算出樣本期內套保組合的方差，采用Ederington套保績效指標觀察VECM方法下的套保有效性，結果如表4所示。

表4 甲醇制烯烴期貨品種的套期保值效率

發現在樣本期內，對單一品種進行套期保值均可降低波動風險，套保效率達80%以上，但品種之間存在套期保值差距，該差距符合基本面以及上述互動關系結果。

4 結論與建議

4.1 結論

本文基于2015—2022年品種交易數據，通過平穩性檢驗、格蘭杰因果關系檢驗、協整檢驗、VAR模型和VECM模型，對同一市場甲醇制烯烴品種間以及同一品種期現價格之間進行互動關系研究。

研究發現：樣本期內，甲醇制烯烴產業現貨價格之間的聯動關系強于期貨，下游品種價格對上游品種的預測能力強于上游對下游，說明成本端因素對下游價格影響有限。現貨組中，S_MA（甲醇）與S_PP（聚丙烯）價格之間具有相互預測能力，但期貨市場二者的價格不具備聯動關系；S_PE（聚乙烯）與S_PP（聚丙烯）的原料和生產工藝、產品用途相近，二者間現貨價格均有雙向因果關系，但期貨價格關系僅Q_PE（聚乙烯）對Q_PP（聚丙烯）有單向的預測能力，這可能與品種的上市時長有關，交易者習慣對照上市較早的聚乙烯期貨價格進行交易。期貨組中，僅Q_PE（聚乙烯）在5%的顯著水平下對Q_PP（聚丙烯）具有單向的預測能力。原因可能在于甲醇制烯烴產業中的原料甲醇有兩種制備路線，沿海裝置原料與西北裝置原料存在實質性差異，因此缺乏相同金融屬性的帶動。

協整檢驗結果證明研究的三個品種現貨價格與期貨價格之間均具有長期均衡關系。短期關系中，以現貨差分為因變量的誤差修正項系數普遍大于以期貨關系式中的系數，說明現貨價格短期偏離均衡后的調整速度較快，而期貨價格重回長期均衡狀態的速度較慢。三個品種中，PE（聚乙烯）與PP（聚丙烯）現貨因變量關系式的誤差修正系數最大，說明這種短期調整機制對現貨價格的調整幅度較大，這一結論符合煤制路線產品報價變動頻率低、調整滯后、調整幅度較大的特征；比較滯后項系數發現，下游聚烯烴品種期貨的引導作用相較現貨價格更強。

以協整關系來擬定各品種的套保頭寸配比，對任一品種進行套期保值均可降低該品種大部分的波動風險。MA（甲醇）和PE/PP（聚烯烴）期現聯動關系較為接近。

4.2 建議

結合基本面來看，甲醇制烯烴產業其資源分布特征決定了產品在定價上存在著時空差異，大大增加了企業套期保值的操作難度。因此建議相關企業可以從以下方面考慮。一是留意觀察產品價格的波動率變化，是否存在期現規律。由于下游品種的貨值普遍較高，價格調整幅度較大，價格傳導存在遲滯效應，因此，企業應當在操作上適當地降低套保比例，選擇基差未來走強的時機入場，從而減少基差風險。二是差異化發展，拉長下游產業鏈，提升產品附加值。2015年后，MTO/MTP產業進入投產高峰期，但產品以中低端為主，同質化現象嚴重，且依賴外銷。因此對于西北一體化企業當中的MTO/MTP裝置，應考慮往產品精細化延伸，進一步提高議價能力和利潤空間。三是企業可以申請成為交易所交割廠庫，通過交易所設定升貼水或參與期轉現交易，提高價格的市場化程度，提升西北下游產品的定價權。