碳市場現(xiàn)貨與遠期收益率波動性研究

舒心 鄧曉衛(wèi)

摘要：選取2017年5月12日至11月30日上海環(huán)境能源交易所碳配額遠期和現(xiàn)貨的日交易數(shù)據(jù)為樣本，建立了GARCH類模型并研究了碳市場現(xiàn)貨與遠期收益率波動性影響關(guān)系。結(jié)果表明：遠期波動性不存在ARCH效應(yīng)，現(xiàn)貨波動性存在尖峰厚尾的ARCH效應(yīng);兩種收益率存在單向的波動溢出效應(yīng)，即碳配額遠期對碳現(xiàn)貨的波動性有顯著影響，反之則不成立。碳現(xiàn)貨市場存在非對稱性，利空消息對現(xiàn)貨市場波動性的沖擊強于利好消息。

關(guān)鍵詞：碳市場;收益率;GARCH類模型;波動性

中圖分類號：X3 21

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）14-0129-03

1 引言

碳排放權(quán)交易市場（簡稱碳市場），是通過市場機制控制溫室氣體排放的重要手段。2011年國家發(fā)改委先后在北京、天津、上海、重慶、廣州、武漢、深圳等7個城市開展碳市場試點工作，2016年4月又先后在武漢、上海、廣州推出了碳遠期交易產(chǎn)品。截至2017年11月，7個試點碳市場累計配額成交量達到2億t二氧化碳當量，約46億元，碳排放總量和強度均呈現(xiàn)雙降趨勢。為進一步規(guī)范碳市場，2017年12月19日發(fā)改委宣布全國碳交易市場正式啟動。未來，中國將成為全球規(guī)模最大的碳市場，對全球碳排放進程將產(chǎn)生舉足輕重的影響。由國際碳市場尤其是歐盟碳市場的發(fā)展經(jīng)驗可以看出碳金融衍生品市場與碳現(xiàn)貨市場的發(fā)展相輔相成。國外尤其是歐盟的碳金融衍生品體系已發(fā)展較為成熟，我國起步較晚。那么，在中國現(xiàn)階段，碳配額遠期與碳現(xiàn)貨的收益率波動有什么特征？兩種收益率之間有著怎樣的關(guān)系？波動溢出效應(yīng)是單向的還是雙向的？對于這些問題的研究對全國統(tǒng)一碳市場的健康運行、碳金融產(chǎn)品的有效配置具有十分重要的現(xiàn)實意義和指導(dǎo)意義。

目前，關(guān)于碳市場現(xiàn)貨與遠期波動性的相關(guān)研究主要針對歐盟碳排放交易市場，對于國內(nèi)的碳排放交易體系的研究則主要圍繞試點省市碳現(xiàn)貨價格的影響因素展開，對于碳現(xiàn)貨收益率的波動性、碳配額遠期收益率的波動性及相互影響關(guān)系的研究還未見。故本文將以上海能源環(huán)境交易所的交易數(shù)據(jù)為樣本，通過建立GARCH類模型對上海碳市場現(xiàn)貨日收益率與碳配額遠期日收益率的波動性、波動溢出效應(yīng)及非對稱性進行研究。

2樣本選取和數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

在碳交易市場的7個試點城市中，上海、武漢、廣州推出了碳遠期產(chǎn)品交易。其中廣州碳排放權(quán)交易所推出的碳遠期產(chǎn)品為線下交易的非標準合約，市場流動性較低。本文選取2017年5月12日至2017年11月30日上海環(huán)境能源交易所每日公開的SHEA現(xiàn)貨價格和上海碳配額遠期協(xié)議SHEAF022018每日公開的結(jié)算價為研究樣本。按時間先后順序總共獲得85組有效遠期和現(xiàn)貨時間序列數(shù)據(jù)。根據(jù)日收益率的計算方法，引入兩個變量：RF表示碳遠期對數(shù)日收益率（簡稱遠期收益率），RS表示碳現(xiàn)貨對數(shù)日收益率（簡稱現(xiàn)貨收益率）。本研究所用統(tǒng)計軟件為EViews8.0。

首先，利用ADF（ Augmented Dicky - Fuller）單位根檢驗方法，對RF和RS的平穩(wěn)性進行了檢驗。結(jié)果如表1所示。

從表1得出的結(jié)果可以看出，遠期收益率RF和現(xiàn)貨收益率RS序列均在1%的水平下顯著，即表示RF、RS均不存在單位根，是平穩(wěn)序列。

其次，對RF、RS進行相關(guān)性檢驗以確定ARMA模型的階數(shù)。利用統(tǒng)計軟件得到RF和RS的白相關(guān)（ ACF）和偏自相關(guān)（PACF）圖，綜合比較分析各結(jié)果的擬合優(yōu)度、AIC統(tǒng)計量、SC統(tǒng)計量后發(fā)現(xiàn)RF和RS均應(yīng)建立ARMA（2，2）模型，結(jié)果見表2。

3 收益率波動性的GARCH模型

采用殘差平方相關(guān)圖檢驗的方法對RF和RS的ARCH效應(yīng)進行檢驗。檢驗結(jié)果如表3所示。由表3可知，Z₁（此為RF的ARMA模型中殘差平方序列）不存在相關(guān)性，故RF無ARCH效應(yīng);Z₂此為RS的ARMA模型中殘差平方序列）存在相關(guān)性，即RS有ARCH效應(yīng)，故進一步用GARCH類模型對現(xiàn)貨收益率RS進行建模分析。

由于各金融產(chǎn)品之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，受投資者情緒影響，一個市場的波動可能會傳遞到另一個市場（這便是“溢出效應(yīng)”）。通過對RF和RS進行協(xié)整檢驗，發(fā)現(xiàn)RF與RS之間存在協(xié)整關(guān)系，這說明現(xiàn)貨收益率和遠期收益率之間存在長期穩(wěn)定的關(guān)系。進一步對RF和RS做Granger因果關(guān)系檢驗（表4），結(jié)果顯示：遠期收益率是現(xiàn)貨收益率變化的Granger原因，而現(xiàn)貨收益率不是遠期收益率的Granger原因。這表明，遠期市場的波動會引起現(xiàn)貨市場的波動，遠期與現(xiàn)貨收益率之間存在著單向的、不對稱的溢出效應(yīng)。

在建立現(xiàn)貨收益率的GARCH模型時，將把遠期收益率作為解釋變量放入方差模型中，以全面分析現(xiàn)貨收益率（ RS）波動性的影響因素。為確定GARCH模型的階數(shù)，由RS的AC和PAC圖嘗試分別建立不同滯后項的GARCH（p，q）模型，再根據(jù)AIC和SC準則以及顯著性原則，最終選定GARCH（1，2）模型是最合適的模型。敝對現(xiàn)貨收益率建立如下GARC，H模型：

式（1）中，α₀為常數(shù)項，ε_l為殘差項。模型（1）的回歸結(jié)果如表5所示（注：（1）中第—個方程的回歸結(jié)果已由表2給出）。

由表5結(jié)果可知，在方差方程中，除常數(shù)項外，其余項的系數(shù)至少在10%水平下顯著，說明方程中設(shè)置的參數(shù)均有意義，即這些變量對現(xiàn)貨收益率的波動性均產(chǎn)生顯著影響。特別，從估計結(jié)果可以看出.GARCH項的系數(shù)為0. 8034，數(shù)值較大，說明前一期的波動性對當期的波動性存在著較大的正的影響，即波動性存在聚集效應(yīng)。在模型中加入遠期日收益率（ RF）的滯后一期項和二期項，兩個滯后項系數(shù)均顯著，說明碳配額遠期市場對碳現(xiàn)貨市場的波動有顯著影響。由于兩滯后項系數(shù)綜合為負，可知遠期收益率對現(xiàn)貨當期的波動性的溢出效應(yīng)總體呈現(xiàn)負的影響。

4 現(xiàn)貨收益率的EGARCH模型

進一步研究現(xiàn)貨市場的波動是否存在“杠桿效應(yīng)”。所謂“杠桿效應(yīng)”是指，金融市場中好消息和壞消息的影響常具有非對稱性，波動對市場下跌的反應(yīng)比對市場上升的反應(yīng)更加迅速。非對稱模型EGARCH就是用于描述這種好消息和壞消息對波動性的不同影響，其條件方差方程為：表示負干擾，即利空消息。當γ<0時，表明金融數(shù)據(jù)的波動存在杠桿效應(yīng)，即利空消息引起的σ²_t的變化大于同等程度的利好消息。當γ>0時，表明金融數(shù)據(jù)的波動存在反杠桿效應(yīng)，即利空消息引起的礴的變化，小于同等程度的利好消息。只要γ≠0，沖擊的影響就存在著非對稱性。

對現(xiàn)貨日收益率進行EGARCH模型擬合后結(jié)果如下：（0. 0000）***（0. 0000）***（0.0785）* （0. 0011）**

結(jié)果表明現(xiàn)貨市場的日收益率存在明顯的非對稱性，且由于非對稱項的系數(shù)均小于0，分別為-0. 3653和-0. 9468，也就是說，“利空消息”比同等的“利好消息”對現(xiàn)貨收益率的沖擊要大，碳現(xiàn)貨市場存在“杠桿效應(yīng)”。這一結(jié)論與歐盟碳配額市場的價格波動情況是類似的。

5結(jié)論與建議

碳遠期協(xié)議等金融衍生品對發(fā)現(xiàn)價格、套期保值、規(guī)避風險、活躍市場等有極其重要的意義。本文以上海能源環(huán)境交易所的交易數(shù)據(jù)為樣本，通過建立GARCH類模型和Granger因果關(guān)系檢驗對上海碳排放市場碳現(xiàn)貨與碳配額遠期日收益率的波動性、非對稱性以及波動溢出效應(yīng)進行了實證分析研究，并得出了以下結(jié)論。

（1）碳配額遠期收益率不存在ARCH效應(yīng)，碳現(xiàn)貨收益率存在尖峰厚尾的ARCH效應(yīng)。GARCH（1，2）模型顯示碳現(xiàn)貨收益率的波動性具有聚集效應(yīng);兩種收益率存在單向的波動溢出效應(yīng)，即遠期收益率會對現(xiàn)貨收益率的波動產(chǎn)牛顯著影響。

（2）現(xiàn)貨日收益率存在顯著的“杠桿效應(yīng)”，即存在非對稱性：壞消息對市場的影響大于好消息對市場的影響。這個結(jié)果可給風控部門帶來一定的警示作用，即要加強對市場上壞消息的識別與把控，在金融危機到來前加強市場監(jiān)管，完善各項政策與法規(guī)，進一步提高市場的抗壓能力，加大對風險的預(yù)測和防范，以減輕壞消息對市場的破壞作用。

相對歐美發(fā)達國家的碳金融發(fā)展歷史，我國碳金融市場及其相關(guān)衍生品產(chǎn)品還處于發(fā)展初期，形成時間短，數(shù)據(jù)資源比較缺乏;且由于我國曾有多個試點碳交易市場，不同市場的定價機制與價格運行機制存在差異，因此所選數(shù)據(jù)的研究結(jié)論可能不能完全描述整個市場的狀況，有待于數(shù)據(jù)的全面和完善。而目前全國統(tǒng)一碳交易市場的成立，將為問題的進一步全面研究提供了可能;同時考慮到碳市場作為一個政策市場的特征，研究碳配額遠期與現(xiàn)貨關(guān)系時加上政策變量應(yīng)該更精準，這是下一步的研究方向。