雷 強(qiáng)，郭白瀅

(1.神華科學(xué)技術(shù)研究院發(fā)展戰(zhàn)略研究所，北京 102211；2.華東師范大學(xué)商學(xué)院經(jīng)濟(jì)系，上海 200241)

目前已有很多國內(nèi)外學(xué)者對煤炭價格問題進(jìn)行了相關(guān)研究。文獻(xiàn)研究主要集中在煤炭價格的形成機(jī)制和歷史進(jìn)程、煤炭價格的影響因素、煤炭價格預(yù)測、煤炭價格和原油價格之間的關(guān)系以及煤炭價格與煤炭下游需求行業(yè)之間的關(guān)系等方面。在煤炭價格的形成機(jī)制和歷史進(jìn)程方面，Matthies(2005)[1]總結(jié)了全球煤炭商品價格的發(fā)展過程；Bhattacharyya(2011)[2]揭示了煤炭的發(fā)展以及煤炭市場的形成過程。孟鐵等人(2006)[3]通過考察1981年至2005年世界煤炭平均價格變動情況，總結(jié)了世界煤炭價格變化的周期性規(guī)律。曹海霞(2008)[4]回顧了中國煤炭價格的市場化進(jìn)程并且深入分析了煤炭價格對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響。劉勁松(2009)[5]從理論和現(xiàn)實兩個角度對中國煤炭價格形成機(jī)制進(jìn)行了分析并進(jìn)而提出相應(yīng)的政策建議。張明華等人(2010)[6]通過分析中國煤炭價格全成本構(gòu)成、煤炭期貨交易機(jī)制以及煤炭交易的有效性評價揭示了中國煤炭價格形成機(jī)制。在煤炭價格的影響因素方面，謝守祥等人(2006)[7]利用誤差修正模型探討了煤炭價格的影響因素。呂松(2007)[8]利用解釋結(jié)構(gòu)模型通過建立煤炭價格影響因素的層次結(jié)構(gòu)圖探索了影響其的表面原因、中層原因以及根本原因。譚章祿等人(2009)[9]通過近些年中國煤炭價格影響因素的現(xiàn)實數(shù)據(jù)揭示了鐵路運(yùn)送、煤炭儲量、下游產(chǎn)品需求量、國際煤炭價格和煤炭產(chǎn)量等五因素是煤炭價格的主要原因。徐宇航等人(2012)[10]利用VAR模型分析了煤炭價格、煤炭供給量、煤炭需求量以及煤炭進(jìn)口量之間的關(guān)系。在煤炭價格預(yù)測方面，張歡等人(2007)[11]建立ARIMA模型擬合了中國煤炭價格在1977～2005年的走勢并對中國煤炭價格進(jìn)行了預(yù)測。李增光等人(2012)[12]建立了改進(jìn)的GMDH模型對煤炭價格進(jìn)行了預(yù)測，認(rèn)為改進(jìn)的模型能夠真實地反映煤炭價格模型的結(jié)構(gòu)。在煤炭價格與原油價格之間關(guān)系研究方面，戰(zhàn)嚴(yán)領(lǐng)(2008)[13]利用計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型對國際油價與國內(nèi)煤炭價格進(jìn)行了定量分析，為煤炭企業(yè)提出相應(yīng)建議措施。張小軍等人(2009)[14]利用向量誤差修正模型研究了國內(nèi)煤炭價格和國際原油價格之間的長期均衡關(guān)系以及Granger因果關(guān)系，表明國際原油價格對國內(nèi)煤炭價格具有顯著的傳導(dǎo)效應(yīng)。何琬等人(2011)[15]通過建立BEKK-MGARCH模型對煤炭價格和石油價格之間關(guān)系作了深入研究，認(rèn)為兩者之間存在顯著的雙向價格溢出效應(yīng)。連悄(2011)[16]運(yùn)用協(xié)整理論研究了中國煤炭價格和石油價格，認(rèn)為兩者之間存在長期關(guān)系但是兩者之間不存在協(xié)整關(guān)系。在煤炭價格與煤炭下游需求部門之間的關(guān)系方面，林伯強(qiáng)等人(2008)[17]通過構(gòu)建社會核算矩陣分析了煤炭價格上漲對我國各行業(yè)的影響，認(rèn)為除了煤炭開采業(yè)之外，煤炭價格與大多數(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出之間呈現(xiàn)出非線性關(guān)系且有邊際遞減趨勢。楊軍等人(2012)[18]利用2007年的投入產(chǎn)出表構(gòu)建了產(chǎn)出價格模型，研究表明煤炭價格影響最大的行業(yè)是第二產(chǎn)業(yè)中的重化工業(yè)，對第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)影響較小，等等。

目前關(guān)于煤炭價格研究的文獻(xiàn)主要集中在以上幾方面的研究中，但是關(guān)于國內(nèi)外煤炭價格波動特征的系統(tǒng)性研究文獻(xiàn)卻不多。近些年來，我國已成為世界煤炭的最大生產(chǎn)國和最大的煤炭消費(fèi)國，并且已經(jīng)成為凈進(jìn)口國，煤炭的凈進(jìn)口量不斷增加。我國的煤炭需求必然影響到世界煤炭市場的供求關(guān)系，進(jìn)而可能通過國內(nèi)外煤炭價格之間的相互影響傳導(dǎo)到國內(nèi)煤炭市場，對國內(nèi)煤炭市場的供求和煤炭下游行業(yè)產(chǎn)生一定的影響。那么，國外煤炭價格究竟對國內(nèi)煤炭價格形成如何影響，國內(nèi)煤炭價格對國際煤炭價格是否也有一定的影響，目前相關(guān)研究不足。鑒于此，本文基于GARCH族模型分析研究國內(nèi)外煤炭價格以揭示兩者之間存在的集聚效應(yīng)、杠桿效應(yīng)和溢出效應(yīng)，為政府和企業(yè)提供相關(guān)的政策建議。

1 研究方法

一般情況下，資產(chǎn)的價格收益率均具有尖峰厚尾的特征使得傳統(tǒng)的時間序列分析模型的假設(shè)條件不再適用，基于方差變性假設(shè)的GARCH族模型得到廣泛的應(yīng)用，以下對GARCH族模型進(jìn)行簡要介紹。

1.1 GARCH模型

由于時間序列數(shù)據(jù)一般具有一定的自相關(guān)性，因此均值模型一般為AR(p)或ARMA(p,q)類型的模型。ARMA(p，q)模型表達(dá)式見式(1)。

(1)

式中，Rt-i和εt-j分別是Rt的滯后i期自回歸項和滯后j期的殘差項。如果q為零則ARMA(p，q)就變成了AR(p)。

GARCH模型實際上是ARCH模型的推廣。不同的是，GRACH模型除了考慮到干擾項的滯后期，而且方差方程中也包含了預(yù)測方差的滯后期。GARCH(p，q)模型的一般表達(dá)式見式(2)。

(2)

1.2 EGARCH模型

EGARCH模型主要是用于探討時間序列的非對稱性效應(yīng)。EGARCH模型的條件方差方程見式(3)。

(3)

式中，如果γ≠0，表明波動性是非對稱的；壞消息對方差的沖擊為α-γ,好消息對方差的沖擊為α+γ。

1.3 溢出效應(yīng)模型

本文將GARCH(1，1)方差模型進(jìn)行擴(kuò)展，將外生變量納入條件方差方程中，得到式(4)。

(4)

2 實證研究

2.1 數(shù)據(jù)選擇和統(tǒng)計性描述

在數(shù)據(jù)的選擇方面，由于秦皇島港是我國最大的煤炭交易市場，秦皇島港大同優(yōu)混是秦皇島港煤炭主要交易產(chǎn)品，可以反映我國煤炭市場價格的走勢；而澳大利亞BJ動力煤是世界煤炭市場主要交易品種，因此國內(nèi)煤炭價格和國外煤炭價格分別選取秦皇島港大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價。本文選取秦皇島港大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價周數(shù)據(jù)，而沒有選取相應(yīng)樣本的日數(shù)據(jù)。主要原因是國際煤炭價格澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價日數(shù)據(jù)缺乏，無法與秦皇島港大同優(yōu)混日數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的比較分析，因此同時選取兩種煤的周數(shù)據(jù)。本文用對數(shù)差分表示為煤炭價格的波動收益率，秦皇島港大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價的收益率表示為RLQ5800K和RLBJ，采集的數(shù)據(jù)樣本區(qū)間為2003年3月到2013年7月。樣本數(shù)據(jù)來源于WIND數(shù)據(jù)庫。

對國內(nèi)外煤炭價格收益率進(jìn)行描述性統(tǒng)計，得到表1中數(shù)據(jù)。

表1 國內(nèi)外煤炭價格收益率的描述性基本統(tǒng)計分析

由表1可以看出，秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列的峰度和偏度系數(shù)分別不等于3和0。秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)收益率的偏度小于零，說明高于平均收益率的天數(shù)要略多于低于平均收益率的天數(shù)，而澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率則相反。以上兩種煤炭價格收益率的JB統(tǒng)計量在1%的顯著性水平下拒絕自然對數(shù)序列服從正態(tài)分布的假定，且有“尖峰厚尾”特征。由此可以拒絕原假設(shè)，即以上兩種煤炭周數(shù)據(jù)序列不服從正態(tài)分布，這同有效市場假說相悖。同時還可以看出，澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率的標(biāo)準(zhǔn)差大于秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)，說明國際煤炭市場波動幅度和頻率要大于中國煤炭市場，可能的原因在于國內(nèi)煤炭價格市場化機(jī)制還不夠完善，為了國民經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)增長可能會對資源要素價格有所管制。由Liung-Box統(tǒng)計量可以看出，國內(nèi)外煤炭價格收益率都存在序列相關(guān)性。

2.2 平穩(wěn)性檢驗和ARCH效應(yīng)檢驗

2.2.1 平穩(wěn)性檢驗

地圖學(xué)作為一門技術(shù)性和實踐性都很強(qiáng)的學(xué)科，教學(xué)中應(yīng)注重對學(xué)生技能和實踐操作等方面能力的培養(yǎng).傳統(tǒng)的老師講、學(xué)生聽的教學(xué)方式具有諸多弊端，探索學(xué)生自主學(xué)習(xí)、專題討論等靈活的教學(xué)方法非常必要.本文在傳統(tǒng)講授教學(xué)的基礎(chǔ)上，結(jié)合每一項內(nèi)容進(jìn)行了有針對性的教學(xué)方法探索.

由于現(xiàn)實中的經(jīng)濟(jì)時間序列通常都是非平穩(wěn)的，采用傳統(tǒng)的計量經(jīng)濟(jì)方法建模就容易產(chǎn)生虛假回歸的現(xiàn)象。因此本文首先討論秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價變量的單整階數(shù)，只有當(dāng)各個變量的單整階數(shù)相等時，才能有效地確定他們之間的相互關(guān)系。以下所有檢驗都是對各個變量的對數(shù)序列進(jìn)行的，相關(guān)變量的單位根檢驗結(jié)果見表2。

表2 相關(guān)變量的平穩(wěn)性檢驗

在對秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價變量自然對數(shù)序列進(jìn)行平穩(wěn)性檢驗后發(fā)現(xiàn)，兩者在滯后一階的情況下，沒有單位根。

2.2.2 ARCH效應(yīng)檢驗

對秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列進(jìn)行ARCH檢驗以便判斷上述序列是否存在異方差。表3列出了秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率的ARCH效應(yīng)檢驗結(jié)果。

表3 ARCH效應(yīng)檢驗結(jié)果

從表3可以看出，ARCH(1)、ARCH(2)和ARCH(3)分別表示為殘差序列的滯后1、2和3期，其中秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)收益率和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率在1%顯著性水平下拒絕原假設(shè)，說明上述國內(nèi)外煤炭價格收益率序列都具有很強(qiáng)的異方差性，需要應(yīng)用GARCH族模型對其波動性特征進(jìn)行估計。

2.3 國內(nèi)外煤炭價格收益率波動性實證研究

為了應(yīng)用GARCH族模型對秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列的波動性進(jìn)行研究，首先要確定均值方程的類型，本文引入ARMA模型對原序列進(jìn)行濾波。通過比較ARMA(1，1)、AR(1)和MA(1)模型，根據(jù)AIC準(zhǔn)則，均值方程選擇ARMA(1，1)模型。一般情況下方差方程中的ARCH項和GARCH項的階數(shù)為1階，因此對上述兩種煤炭價格收益率的方差方程選取GARCH(1，1)模型。

2.3.1 集聚效應(yīng)分析

表4 各收益率的GARCH模型參數(shù)結(jié)果

2.3.2 杠桿效應(yīng)分析

秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列的EGARCH模型具體參數(shù)估計見表5。

表5 各收益率的EGARCH模型參數(shù)結(jié)果

從表5所示的兩種煤炭價格收益率的EGARCH模型的γ相應(yīng)系數(shù)均在1%顯著性水平下不為零且為正數(shù)，說明國內(nèi)外煤炭市場存在明顯的杠桿效應(yīng)，因此非對稱效應(yīng)使得波動加大。對于秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)來說，煤炭市場好消息的沖擊為0.873106+0.258240=1.131346，壞消息的沖擊為0.873106-0.258240=0.614866，說明市場的好消息對價格的沖擊比壞消息的沖擊力度要大，好消息對波動具有“杠桿效應(yīng)”。這一結(jié)論與資本市場上的各種金融產(chǎn)品價格的沖擊效應(yīng)相反，這是因為煤炭作為國民經(jīng)濟(jì)的重要不可或缺的能源需求具有剛性，即使在市場行情不好的情況下，為了滿足國民經(jīng)濟(jì)增長的需求和人民生活的基本需求，也會對煤炭有一定的需求量，因此市場壞消息的沖擊力度要比金融市場的負(fù)面沖擊力度要小。澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價的非對稱沖擊的效應(yīng)和秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)非對稱沖擊效應(yīng)類似，但是國外煤炭市場沖擊的效果明顯小于國內(nèi)煤炭市場。

2.3.3 溢出效應(yīng)分析

秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列的溢出效應(yīng)模型具體參數(shù)估計見表6。

表6 各收益率的溢出效應(yīng)模型參數(shù)結(jié)果

從表6可以看出，秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率序列方差方程中的γ分別表示為澳大利亞BJ動力煤價格對秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)的干擾和秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)對澳大利亞BJ動力煤價格的干擾。從溢出效應(yīng)模型結(jié)果可以看出，兩個方差方程的干擾項系數(shù)在1%顯著性水平下均不為零并且為正數(shù)，說明國內(nèi)外兩種煤炭市場相互影響并且具有雙項傳導(dǎo)功能。

3 結(jié)論和政策建議

3.1 結(jié)論

本文利用GARCH族模型對秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率進(jìn)行了實證研究，得到一些重要的模型參數(shù)和一些結(jié)論。

第一，秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率不服從正態(tài)分布并且有“尖峰厚尾”特征。從ARCH效應(yīng)檢驗可以看出，上述兩種煤炭價格收益率都具有很強(qiáng)的異方差性。

第二，秦皇島大同優(yōu)混(Q5800K)和澳大利亞BJ動力煤現(xiàn)貨價收益率都存在著明顯的GARCH集聚效應(yīng)，過去煤炭價格的波動對現(xiàn)在和未來煤炭價格的波動有著正向持續(xù)性影響。兩種國內(nèi)外煤炭市場均具有長期記憶性，兩種煤炭收益率的相應(yīng)系數(shù)都小于1，表明國內(nèi)外煤炭價格前期波動對本期波動的影響呈衰減趨勢，并且國內(nèi)煤炭價格比國外煤炭價格衰減的快。

第三，國內(nèi)外煤炭市場均存在杠桿效應(yīng)，EGARCH模型的γ系數(shù)為正表明市場的好消息對價格的沖擊比壞消息的沖擊力度要大。這一結(jié)論與資本市場上的各種金融產(chǎn)品價格的沖擊效應(yīng)相反，這是因為煤炭作為國民經(jīng)濟(jì)的重要不可或缺的能源需求具有剛性，即使在市場行情不好的情況下，為了滿足國民經(jīng)濟(jì)增長的需求和人民生活的基本需求，也會對煤炭又一定的需求量，因此市場的壞消息的沖擊力度要比金融市場的負(fù)面沖擊力度要小。同時可以看出，國外煤炭市場沖擊的效果明顯小于國內(nèi)煤炭市場。

第四，從收益率溢出效應(yīng)檢驗結(jié)果可以看出，國內(nèi)外煤炭價格收益率的方差方程的干擾項系數(shù)均顯著性不為零且為正數(shù)，說明國內(nèi)外兩種煤炭市場具有相互影響的雙項傳導(dǎo)功能。

3.2 建議

隨著我國煤炭進(jìn)口量不斷增長，同時我國已成為世界最大的煤炭生產(chǎn)國和煤炭消費(fèi)國，煤炭在國民經(jīng)濟(jì)中所處的地位異常重要，國內(nèi)煤炭市場必然會進(jìn)一步與國際煤炭市場接軌，我國應(yīng)采取相應(yīng)的政策措施不斷增強(qiáng)我國煤炭市場在國際環(huán)境中的影響力，最大限度地降低市場風(fēng)險。

第一，在“兩個市場，兩種資源”的國家戰(zhàn)略布局的高度上，政府應(yīng)該進(jìn)一步制定一系列產(chǎn)業(yè)政策積極鼓勵我國大型有實力的煤炭企業(yè)實施“走出去”戰(zhàn)略，拓寬我國煤炭市場的廣度和寬度，使得國際煤炭市場更多地反映我國對煤炭的真實需求，同時，加快建立和完善我國煤炭價格形成機(jī)制，促使我國煤炭價格與國際煤炭價格接軌。

第二，建立和完善煤炭金融體系，培育煤炭金融市場多元化主體，豐富煤炭金融衍生產(chǎn)品品種，通過將煤炭資源和金融資源的整合，增強(qiáng)煤炭的金融屬性，充分利用國際能源商品期貨期權(quán)市場、國際貨幣市場、以及與能源相關(guān)的資本市場進(jìn)行套期保值和資本融資，從而提高煤炭資源在全球市場的高效配置能力，進(jìn)而增強(qiáng)我國煤炭市場的國際影響力、話語權(quán)和定價能力，從而形成國內(nèi)外煤炭價格平衡互動的良性聯(lián)動機(jī)制避免價格波動異常劇烈。

第三，要大力推進(jìn)煤炭企業(yè)橫向縱向兼并重組，提高科學(xué)產(chǎn)能，淘汰落后產(chǎn)能，發(fā)展大型企業(yè)集團(tuán)，提高產(chǎn)業(yè)集中度，實施多元化發(fā)展戰(zhàn)略，實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì)，增強(qiáng)國際競爭力。

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