石油与煤炭价格的相互影响分析

16能源技术与管理2011年第5期dai10.3969j. isen.1672 -94342011.0石油与煤炭价格的相互影响分析何琬',卢小舒2(1.国网能源研究院,北京100052;2.海航集 团有限公司,北京100125)[摘要]通过建立BEKK-MGARCH模型对石油与煤炭价格之间的关系做了深入的研究,结果揭示了石油价格与煤炭价格之间除了正相关关系外，还存在显著的双向非对称价格溢出效应。当石油价格.上升时,会对煤炭市场形成冲击,刺激煤炭价格上升;同祥煤炭价格的上升在短期对石油价格也有些许冲击,从长期看,影响不大。[关键词]石油价格;煤炭价格;BEKK-MGARCH;相互影响[中图分类号] F224.0 [文献标识码] A [文章编号] 1672-9943(201 1)05-0016-02F:1概述第一步:VAR模型石油与煤炭是当前最重要的两种能源，虽然令R_=100 x (ngFP.-logP~)i=1,2在供需结构、产能等方面都不尽相同,但二者的市式中,i=1表示大庆原油价格;i=2表示秦皇场价格具有高度的正相关性。当前,能源问题不仅岛港大同优混平仓煤价;R,表示i市场第1月的关系到我国经济的快速增长和社会的可持续发收益率;P表示i市场第t月的价格;P-为i市场展,也关系到我国的国家安全和外交战略,因此作第1-1月的价格。为互为替代的能源，研究石油与煤炭价格的相互对R,建立VAR模型，按照AIC和SC最小影响具有重要的经济意义。值标准,通过VAR(1)模型,得到两个市场的残差近些年，国内很多学者研究了煤炭价格与石8=(81.,82.s)。油价格的关系。有学者利用时间序列模型证明煤第二步: BEKK -MGARCH模型炭价格和石油价格之间存在长期协整关系";也有波动溢出效应揭示了不同市场的价格波动可学者通过研究分析石油价格的上涨对煤炭市场有以相互影响。考虑到市场相关性的存在,为了更好- -定影响，石油价格对煤炭价格的影响一是比价地度量溢出效应，研究人员提出了多变量关系促使煤价上涨，二是通过相关产品和行业对CARCH (MCARCH)模型,该模型能够充分利用残两种能源品的需求转换促使煤价上涨12]; 另外还差向量的协方差矩阵所包含的信息来研究溢出效有多位学者通过研究分析证明石油价格对煤炭价应。为了降低Vech-MCARCH的计算复杂度,格有正向影响351。本文将采取二元GARCH模型Engle和Kroner[0|提出了BEKK模型,其显著优点对石油价格与煤炭价格的波动溢出效应进行实证是容易满足的正定性,而且参数少。考虑到实用分析,分析二者之间的双向影响,进而了解这种双性和可操作性,本文使用BEKK-MGARCH(,1)对向影响信息在这两种重要能源之间传递模式。石油价格和煤炭价格收益的溢出效应进行建模，如下所示:2波动溢出效应模型方法|e, |4 ~N(2xm,H,)(1)通过BEKK-MGARCH模型分析石油和煤炭\H,=C'C+A'(E_82 )A+B'H_.B'两个市场价格收益的波动溢出效应，建模过程如其中H,也可以表示为:(2)1hrz.2=c1C12+q1Qq2i-1 +(Q2;0%2 +102 -1-1-+2022.-1 +B..Br2hu1 +(B.B2+BB2 )h2-1 +BrB2h2x-1式中,e, |[- ~N(0,H, )为残差在l时刻受到新方差矩阵H;14YH中国煤化工,为t时.生变量的冲击,并具有相应的2x2条件方差-协刻石油市场收益CNMHGgl时刻2011年第5期何琬, 等石油与煤 炭价格的相互影响分析17煤炭市场收益率序列的条件方差;hrz=hau为t时3价格波动溢出效应的实证研究刻两个序列的条件协方差;Eu-和82u1为t时刻两个序列的条件协方差;C为2x2的上三角矩3.1数据选取 与描述统计阵;A .B均为2x 2的矩阵;cv为矩阵C中第(i,j)为了研究两个市场价格波动的溢出效应,揭个元素;a;为矩阵A中第(i,j)个元素;B;为矩阵B示两个市场之间的相互影响。选用大庆原油价格中第(i,j)个元素;as表示ARCH效应或者波动的作为国内油价的代表，选取秦皇岛港大同优混平短期持续性;B;表示CARCH效应或者这些冲击仓煤价作为国内煤价的代表。样本数据为1998 年对长期持续性的贡献。1月-2010年6月的月度均价，分别来源于美国本文主要目的是研究石油和煤炭两个市场的能源情报署网站与煤炭行业数据库。根据当年的价格溢出效应,因此a;和B;(i≠j)的显著性是焦汇率情况换算单位,油价单位为美元1桶、煤价单点所在。如果可以证明a,和B,(i≠j)不等于零统计位为美元/t。从图1中可以看出,煤炭价格和石油显著，则可以说从- -个市场到另一个市场存在波价格的收益率序列中出现多个异常的峰值，收益动溢出。率的波动具有一-定 突发性和明显的聚类现象。表第三步:检验VAR-BEKK- MGARCH模型的1给出了两个市场价格收益率的基本统计特征,鲁棒性两个市场价格收益率的分布都是平稳过程,JB检利用Ljung-BoxQ统计量，通过检验标准误验显示两个收益序列分布均显著异于正态分布，差是否服从白噪声过程来检验模型的鲁棒性(零自相关检验表明两个市场价格的月收益率序列存假设为标准误差o,服从白噪声随机过程)。在显著的自相关。ARCH-LM检验则表明两个市场均存在明显的条件异方差现象。1510MANAMAMAAMMMMMWMA.199B- WTp99-04200-07 2001F10 203-Mm/ V 2004-04~ 20022008-012000 20s -5时间-1煤炭收益率石油收益率-2图1石油价格 与煤炭价格收益率表1石油价格 与煤炭价格的月收益率统计特征表从Granger因果检验结果可以看出，石油价统计量原油价格月收益率煤炭价格月收益率格月收益率是煤炭价格月收益率的Granger因,Q(05)34.045"52.313"而煤炭价格在滞后7期时是石油价格的GrangerJB统计量51.907 46"650.274 4"因,这说明石油价格与煤炭价格间是相互影响的,ADF-8.934 700”-7.312 957"可认为两者之间存在波动溢出效应，不过石油价ARCH检验LM统计量17.808 49"格对市场信息的反映比煤炭价格要敏锐，对信息:***表示显著性水平为1%。的反馈速度也优于煤炭价格。8.2 Granger因果检验3.3 BEKK(1,1)-MGARCH(1,1)模型对石油与煤炭两个市场价格月收益率进行.对石油与煤炭两个价格收益序列建立VAR(1)Granger因果检验,结果如表2所示(P表示油价,模型，并在此基础上估计建立BEKK(1,1)P表示煤价)。-MCARCH(1,1)模型, 模型的估计结果如表3所表2石油与煤炭两市场Granger因果检验示。值ay+B,表示从市场i到市场j的溢出效应(1滞后期_ 1 !为石油市场,2为煤炭市场)，根据表3看出(Qz1+原假F值P值F值P值F值P值Bxn=0.264 1) < (an+B=0 697 6-即从石油市场到PR2不是P的因0.064 0.801 0.232 0.920 2.302 0.030煤炭市场的整体溢出中国煤化工石.P,不是P:的因9.044 0.003 2.504 0.045 2.347 0.028油市场的整体溢出效YHCNMH G页)2011年第5期宁亚东,等中国能源及 CO2排放重心动态演化及分析宏观表现为向西南方向移动，由河北省的邢台市版社,1999: 274逐渐移动至山西省临汾市，能源生产重心的西移[2] Neft D S. Statistical Analysis for Areal Distributions[M].特征更加明显。Philadelphia: Regional Science Research Institute, 1966(2)中国能源消费重心从东经114.96°移到东[3]李义俊.我国人口重心及其移动轨迹[J].人口研究,1983():28-32经114.19° ,北纬35.19移动至33.83°。能源消费[4]张善余.我国省际人口迁移模式的重大变化[J].人口重心宏观表现为向西南方向移动，由山东省菏泽研究,1991(1):2-7市和河南省新乡市的中间移至河南省许昌市附[5]温军,等.甘肃民族人口分布重心迁移轨迹[J].西北近,能源消费重心的南移特征更加明显。民族学院学报.1994():47-52(3)中国CO2排放重心处在东经114.28以东，6]郑连斌，等.关于内蒙古自治区人口重心的研究[J].内北纬35.21以南，宏观表现为向西南方向移动,蒙古师大学报,1995(2):94-100CO2排放重心由山东省菏泽市附近移至河南省许[作者简介]昌市附近。CO2 排放重心的南移特征和西移特征宁亚东(1966-),男,辽宁铁岭人,副教授,博士,主要差不多。研究方向为区域可持续发展理论与模型研究。[参考文献][收稿日期:2011-06-15][1]张善余.人口地理学概论[M]. 上海:华东师范大学出(上接第17页)表3煤价与油价的BEKK(1,1)- GARCH(1,1)估计结果系数βr3n2Bu估计值0.6086- 0.2042” 0.3550"* -0.3042" 0.6740" 0.0599" 0.3426* 0.5625标准差0.0116 0.0024 0.11250.0959 0.0043 0.0057 0.1460 0.5546注:*代表10%水平下显著;***代表1%水平下显著。具体来看，在条件方差方程中，代表ARCH为替代能源 ,当石油价格上升时,短期与长期看,效应的az1和Qr2和代表GARCH效应的P2s和βr2都会对煤炭市场形成冲击，表现为引起煤炭价格系数估计值都很显著,这表明无论是ARCH效应上升，但是煤炭价格的上升虽然在短期对石油市还是GARCH效应,在石油市场和煤炭市场之间场也有些许冲击,但是长期来看,煤炭价格对石油都存在双向溢出。研究可以得出的结论是:石油价价格影响不大。格对煤炭价格的短期影响和持久影响均比较强,表现为正向的影响;而煤炭价格对石油价格短期[1]焦建玲.中国煤炭需求的长期与短期弹性研究[J].工内同样存在较强的正向反馈,但是长期影响较小。业技术经济,2007(26):108-1 10平方残差滞后15期的Ljung-Box Q统计量[2]张同功，雷仲敏.煤炭价格波动的影响因素分析[J].在置信水平为5%时是不显著的。因此，采用的中国能源200(12);:16-19BEKK-CARCH(1, 1)模型可以消除自相关和条件[3]战彦领.国际油价走势及对国内煤炭价格的影响分析异方差，能够充分表示煤炭和石油价格收益的动[J].中国煤炭,2008(9):21- 24态性。[4]袁桂秋,张玲丹.我国煤炭价格的影响因素分析[J].价格月刊,2009(2):45-474结论[5]蔡鑫磊.目前影响我国媒炭价格的主要因素分析[J].煤炭经济研究,2008(10);:87-90本文关注的是石油价格和煤炭价格的相互作[6] Engle R F. Kroner K F. Multivariate simultaneous用，利用BEKK-CARCH模型来定量地研究两个generalized ARCH [] Econometric Theory,195(11):市场价格间的波动溢出，以捕获石油价格与煤炭122- 150 .价格的动态溢出效应。通过实证研究,结果深刻的揭示了石油市场与煤炭市场之间有显著的双向价何琬(1981-),女,陕西可齿‘*几的必地,现工格溢出效应,波动是非对称的,而月波动溢出的短作于国网能源研究院,中国煤化工'期模式和长期模式并不完全相同。煤炭与石油互TYHCNMHG-20]