原油市場的沖擊性質及其影響——基于貝葉斯符號約束VAR的實證研究

董加加

（東北財經大學 社會與行為跨學科研究中心，遼寧 大連 116025）

0 引言

2014年以來，中、美、歐、日四個主要經濟體的基本面和貨幣政策分歧加劇，全球股市、匯市和商品市場進入新的震蕩周期，原油價格走低。同時，OPEC組織宣布不縮減石油產量，致使國際油價加劇下跌，2014年末已跌破55美元／桶，年內累計跌幅近50%。此外，我國從2012年12月超越美國躍居全球最大能源進口國，能源需求持續增加且對外依存度不斷攀高。據海關總署公布的數據顯示，2014年中國的進口原油依存度已經達到59.6%。然而，原油價格對我國來說依然是個“外生變量”，這意味著國際原油市場的價格和產量沖擊，會對我國國內的宏觀經濟和調控政策帶來意料不到的重要影響。

本文正是在上述背景下，借鑒相關研究成果的基礎上，采用貝葉斯符號約束向量自回歸模型，對美國原油市場波動的性質進行甄別，探討了需求沖擊、供給沖擊、名義價格沖擊以及投機需求沖擊，對經濟、金融變量的系統性影響，并以此為借鑒來加深對油價波動的原因和影響的認識。與以往文獻相比，本文的特殊之處體現在符號約束前采用貝葉斯方法對VAR模型進行估計，以節約待估參數并增加預測準確性；首次將原油市場投機需求沖擊進一步區分為多頭投機需求沖擊（Bull Speculation Shock）和空頭投機需求沖擊（Bear Speculation Shock）兩類，并嘗試在對多空市場的界定中探討市場投機行為的異質性影響；考慮到美元與原油的強經驗關系，將美元指數沖擊作為名義標價沖擊納入模型；采用了自1983年紐約商品交易所（NYMEX）首次推出輕質低硫原油，即WTI（西德克薩斯中質原油）期貨合約至2014年末的完整樣本區間的月度數據①除了紐約商品交易所外， 倫敦國際石油交易所（IPE） 和新加坡（SGX）也分別于1988 年和2002 年推出了布倫特原油期貨合約和迪拜原油期貨合約，與西德克薩斯原油期貨合約一起形成了國際基準原油合約體系。目前，我國上海期貨交易所亦在嘗試構建有國際影響力的期貨合約品種。。

1 數據與模型

1.1 數據描述

運用美國原油市場與相關經濟、金融方面共8個重要變量的，1983年4月～2014年11月共380期數據進行建模，模型變量描述見表1。

表1 變量描述及來源

此外，對于各時間序列的平穩性檢驗采用了ADF檢驗和PP檢驗兩種方法，結果表明除期現價差變量外，其余序列均為一階單整序列。為了保證模型的直接經濟含義，本文沒有像部分文獻那樣，取對數增長率以得到增長率序列進行建模，而是依然運用各變量的水平值進入模型。

1.2 模型簡介

（1）貝葉斯VAR模型。BVAR模型是經典的向量自回歸模型的重要擴展模型，由美國明尼蘇達大學計量經濟學家Litterman于1986年正式提出，隨后被廣泛用于時間序列的預測和建模領域。與經典VAR模型相比，貝葉斯向量自回歸模型不需要高階滯后階數，預測精度尤其是短期預測精度高，能夠避免結構化約束引起的不可靠性。貝葉斯向量自回歸遵循貝葉斯統計的基本思想，假設系數矩陣中各元素分別滿足某一先驗分布，通過設置系數矩陣中各元素的數學期望和標準差的變動范圍，控制各經濟變量對整個預測系統的影響。例如，BVAR模型在施加對參數的約束時，其原理是當參數被斷定在某一值（如0值）時，使模型參數趨近于這一取值，而不是強制性限制為該值 （如經典的SVAR模型那樣），因為只要有必要的數據支持，最終會得到更為精確的估計值。

（2）符號約束向量自回歸模型。在VAR類模型中，結構向量自回歸模型（SVAR）最先對模型施加了結構化約束，使VAR模型具有直接的經濟解釋意義。但由于SVAR模型所施加的約束必須為“0”約束和非“0”約束，且約束矩陣的形式也不夠靈活，不能夠滿足針對沖擊方向進行的更為寬松的符號約束。基于此，Uhlig（2005）、Mountford 和 Uhlig（2009）、Fry 和 Pagan（2011）等先后發展和完善了符號約束向量自回歸模型。其基本原理可以描述為，給定一個已估計的簡化形式VAR，我們在N維空間的均勻分布中抽取q個向量，除以它的長度即可得到沖擊向量的一個候選抽取（candidate draw）并計算出它的脈沖響應，同時拋棄那些不符合符號約束的向量。按照Uhlig（2005）首先為簡化的VAR設定一個先驗分布，使（B（L），∑）服從 Normal-Wishart先驗分布，這意味著作為（B（L），∑）乘以指數函數的后驗分布也服從Normal-Wishart分布。接著從 Normal-Wishart后驗分布中為（B（L），∑）進行聯合抽取，并獲得候選的q個向量。這些從后驗分布提取出來的向量是為了計算Cholesky分解式。如果所有的脈沖相應符合符號約束，則對（B（L），∑，α）進行的聯合抽取將被保留，反之則丟棄。這個過程將進行到獲得1 000次符合符號約束的抽取為止，并基于保留的抽取計算出誤差的范圍。

1.3 模型設定

建立如下簡化的VAR模型：

yt=［output inflation usdind federalR Futspo WTI oilQ inventory］

1.3.1 BVAR模型的設定

將參數的先驗分布類型設為共軛分布（Conjugate Prior）②這里具體指的是正態反Wishart分布（Normal Inverted-Wishart）。此外，在估計BVAR模型時常用的先驗分布類型還有擴散先驗分布（diffuse prior distribution）和正態先驗分布（Normal prior distribution）。，即一個概率分布的參數的先驗分布和觀測到一些數據之后的參數的后驗分布，同屬于同一個函數族（Function Family）。這一設定主要是考慮到采用Conjugate Prior后，后驗概率可以有封閉形式（closed-form），這為計算帶來了很大方便。將參數θ設定為［0.2 1 1000］，模型滯后期P設為4，抽樣次數設為10 000次，將控制系數矩陣B先驗期望總體緊度的參數λ設為0.005。在完成對BVAR的估計之后，接著計算脈沖響應函數。這里選取Cholesky脈沖響應的函數形式，脈沖響應函數的期數定為50。

1.3.2 符號向量自回歸模型的設定

（1）需求沖擊。對需求沖擊進行符號設定時，令產出、物價、WTI原油現貨價格、原油產量的符號為“＋”，原油期現價差的符號為“-”，其他變量的符號未定，設為“？”。

（2）供給沖擊。對原油市場供給沖擊進行符號約束時，將原油產量、原油期現價差設為“-”，將WTI原油現貨價格設為“＋”，其他變量符號未定，設置為“？”。

（3）名義價格沖擊。對應著廣義名義美元指數符號為“＋”，其他變量的符號未定。

（4）多頭投機沖擊的符號約束設置。由于既有的文獻大多研究的是多頭投機需求如何導致市場價格出現極度泡沫的情形，所以對多頭投機需求的符號約束條件比較容易設定。本文借鑒李卓、張茜（2012）的設定方法，將多頭投機需求沖擊的條件設定為WTI價格的符號為“＋”，期現價差的符號為“＋”，其余設為未定。

（5）空頭投機沖擊的符號約束設置。做空投機活動一般發生在美元升值預期加劇、貨幣政策收緊的宏觀環境中，當然還需要原油價格下跌，且期現價差為負兩個市場條件。所以本文嘗試將空頭投機需求沖擊的符號設定為聯邦基金利率為“＋”，美元指數為“＋”，WTI價格為“-”，期現價差為“-”，其余設為未定。

現將符號約束VAR的約束條件總結見表2。

表2 符號約束對沖擊性質的識別

2 實證結果

根據貝葉斯符號約束VAR的原理和設定，利用Matlab軟件進行估計和蒙特卡洛模擬抽樣。在BVAR模型估計時，抽得10 000次模擬結果進行模型估計。在對沖擊進行約束的階段，每個沖擊抽得1000個符合約束條件的結果進行脈沖響應的估計和計算，脈沖響應如圖1所示。

（1）需求沖擊。WTI油價有持續的正響應，表明市場漲價預期強化。原油產量兩年內有顯著增加，庫存需求也增加，產出也收斂至正響應水平。

（2）供給沖擊。對于原油供給負沖擊，WTI價格上漲，產出減少，原油減產，庫存減少。

（3）名義標價沖擊。對于名義標價正沖擊，即美元升值，WTI油價下跌，短期庫存增加，產出短期有正響應，但原油產量沒有顯著響應。

（4）多頭與空頭投機沖擊。空頭投機引發的油價跌幅比多頭投機引發的油價漲幅更大，且衰減速度更快；空頭投機使庫存長期持續減少，暗示油價悲觀預期弱化了儲備石油的動機；而多頭投機沖擊下，庫存沒有顯著響應；原油產量對空頭投機沖擊有長期負響應，而對多頭投機沖擊則沒有顯著影響。經濟產出對多頭投機沖擊和空頭投機沖擊均有微弱的負響應，顯示了投機活動對價格信號的干擾從而造成的經濟行為扭曲，對實體經濟造成負面影響。

圖1 5類沖擊的脈沖響應圖

3 結論

本文在近年來國際原油市場劇烈震蕩和我國即將正式推出原油期貨的宏觀背景下，運用貝葉斯符號約束VAR模型和美國經驗數據，探討了需求、供給、名義價格以及多空條件下的投機沖擊對經濟的系統性影響。實證結果表明，WTI油價對需求沖擊有持續正響應，原油產量和庫存需求增加，產出也有正響應；WTI油價對供給負沖擊有正響應，產出減少，原油產量和庫存減少；美元升值使油價下跌，庫存增加，但原油產量無顯著響應；多空投機需求顯著影響了原油期貨價格、原油供給和庫存水平，且其影響具有非對稱性。

另外，原油市場的空頭投機沖擊，對價格、產量、庫存的影響機制與實體經濟供需規律不盡相同。市場參與者在空頭投機沖擊的誘導下所做出的決策，例如油價走低反而更加減少石油庫存需求，拋售原油存貨③③在索羅斯《超越金融》一書中，將投機活動的這一特征概括為“正反饋”，并稱由于該特征金融市場可以長期脫離均衡狀態。，從而扭曲市場價格信號調節實體供需的功能，導致原油價格的深度下跌。在我國建設有國際影響力的原油期貨衍生品的過程中，如何更好地發揮衍生品市場的價格發現、規避風險以及適度的投資功能，同時規避過度投機導致的價格暴漲、暴跌，價格信號與實體經濟嚴重脫節，從而擾亂實體經濟正常運轉等風險，都是理論和實踐中值得格外關注的重要課題。

［1］李卓，張茜.國際油價波動與石油沖擊：基于符號約束模型實證分析［J］.世界經濟研究，2012（8）.

［2］張思奇，薩默斯.貝葉斯向量自回歸（BVAR）季度預測模型［J］.數量經濟技術經濟研究，1998（9）.

［3］L Kilian.Not All Oil Price Shocks Are Alike： Disentangling Demand and Supply Shocks in the Crude Oil Market ［J］.American Economic Review，2009（99）：1053-1069.

［4］R B Litterman.Forecasting with Bayesian Vector Autoregressions-Five Years of Experience［J］.Journal of Business and Economic Statistics，1986（4）： 25-38.

［5］A Mountford，H Uhlig.What are the Effects of Fiscal Policy Shocks？ ［J］.Journal of Applied Econometrics，2009，24（6）：960-992.

［6］H Uhlig.What Are the Effects of Monetary Policy on Output？ Results from an Agnostic Identification Procedure ［J］.Journal of Monetary Economics， 2005（2）：381-419.