呂靖燁郭 澤肖 路

（1.西安科技大學(xué) 管理學(xué)院，陜西西安 710054；2.西安交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，陜西西安 710049；3.西安電子科技大學(xué) 軟件學(xué)院，陜西西安 710071）

一、引言

近年來(lái)，國(guó)際能源供需格局錯(cuò)綜復(fù)雜，穩(wěn)中有變，國(guó)際油價(jià)持續(xù)低迷徘徊。美國(guó)建立了以石油為載體的石油美元體系，國(guó)際油價(jià)波動(dòng)受美元匯率影響較大，形成了國(guó)際油價(jià)和美元匯率之間長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展過(guò)程中，能源供給安全亟待得到保障，作為石油進(jìn)口大國(guó)，人民幣匯率和國(guó)際油價(jià)的聯(lián)動(dòng)日趨緊密。目前，我國(guó)對(duì)國(guó)際原油需求仍具有較大空間，國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間的波動(dòng)溢出效應(yīng)，對(duì)國(guó)內(nèi)能源市場(chǎng)乃至宏觀經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的影響日益擴(kuò)大。現(xiàn)如今，中國(guó)經(jīng)濟(jì)呈現(xiàn)出了相對(duì)緩慢的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，人民幣對(duì)美元的交易價(jià)有相對(duì)較強(qiáng)的彈性。在此背景下，深入分析人民幣匯率與國(guó)際油價(jià)波動(dòng)的非對(duì)稱(chēng)性，不僅對(duì)國(guó)家能源政策制定以及微觀經(jīng)濟(jì)調(diào)控有重要意義，還能為能源改革提供借鑒。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要運(yùn)用VAR和GARCH模型，研究匯率和石油價(jià)格之間形成的長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡關(guān)系，取得了較為豐碩的研究成果。國(guó)外學(xué)者Hammoudeh（哈穆德，2009）、Lizardo（利薩爾多，2010）、Lv（2018）等分別對(duì)匯率、進(jìn)出口與能源市場(chǎng)間的關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn)。[1-3]國(guó)內(nèi)學(xué)者余永定（2017）建立了描述美元指數(shù)與原油價(jià)格關(guān)系的對(duì)數(shù)差分模型，指出美元指數(shù)變動(dòng)對(duì)原油價(jià)格變動(dòng)存在結(jié)構(gòu)影響關(guān)系。[4]朱松平（2019）、張洪亮（2019）等使用動(dòng)態(tài)條件相關(guān)性模型和非均衡分析方法揭示了不同視角下市場(chǎng)價(jià)格和匯率之間的均衡關(guān)系。[5-6]何德旭（2018）指出：如果一個(gè)國(guó)家擁有強(qiáng)大的現(xiàn)代金融體系，人民幣成為國(guó)際流通貨幣,就能夠在國(guó)際市場(chǎng)擁有較大影響力的定價(jià)權(quán)。[7]還有學(xué)者通過(guò)構(gòu)建短期和長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)相關(guān)系數(shù)多元隨機(jī)波動(dòng)模型、MVGARCHBEKK模型來(lái)研究匯率傳導(dǎo)模式的非對(duì)稱(chēng)性。[8-9]

綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間的研究較少，關(guān)于溢出效應(yīng)的研究大多關(guān)注于美元匯率和國(guó)際原油市場(chǎng)[10-11]，很少有人將國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率的波動(dòng)溢出效應(yīng)納入理論和實(shí)證分析框架。如果能夠深入探究人民幣匯率與國(guó)際油價(jià)之間的波動(dòng)溢出效應(yīng)和聯(lián)動(dòng)持續(xù)性，不僅能夠充分考量國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間的非線性關(guān)系，而且還能在協(xié)整分析和誤差修正模型的基礎(chǔ)上，利用BEKK-GARCH模型分析人民幣匯率與國(guó)際油價(jià)之間的波動(dòng)規(guī)律與內(nèi)在機(jī)制的變化，有助于我國(guó)對(duì)國(guó)際油價(jià)沖擊帶來(lái)的宏觀經(jīng)濟(jì)波動(dòng)和匯率風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行判定，并為制定長(zhǎng)期能源國(guó)際合作戰(zhàn)略提供依據(jù)。

二、模型構(gòu)建與數(shù)據(jù)選取

（一）協(xié)整分析和VEC模型

構(gòu)建協(xié)整分析和向量誤差修正模型 （VEC），對(duì)國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間的傳導(dǎo)機(jī)制進(jìn)行研究。當(dāng)價(jià)格和匯率序列偏離時(shí)，協(xié)整關(guān)系將對(duì)外來(lái)沖擊進(jìn)行調(diào)整，使之重回長(zhǎng)期均衡狀態(tài)，可以有效描述二者間的均值溢出效應(yīng)，如式（1）。

式（1）中，β代表協(xié)整系數(shù)，反映市場(chǎng)間的影響程度；β′Pt-1代表誤差修正項(xiàng)，差分項(xiàng)ΔPt-i的系數(shù)向量 Гi（i=1,2,…,p-1）,反映各變量短期波動(dòng) ΔPt-i對(duì)被解釋變量Pt的短期變化ΔPt的影響，εt代表殘差項(xiàng)。

（二）基于BEKK-GARCH的波動(dòng)溢出效應(yīng)模型構(gòu)建

構(gòu)建BEKK-GARCH模型，以測(cè)度國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率的波動(dòng)溢出效應(yīng)，如式（2）。

其中，殘差εt的條件方差矩陣Ht展開(kāi)為：

具體的條件方差矩陣可寫(xiě)成如下形式。

t時(shí)刻國(guó)際油價(jià)的條件方差hSS,t表示為：

t時(shí)刻人民幣匯率的條件方差hEE,t表示為：

t時(shí)刻相互波動(dòng)影響下二者的條件方差hES,t和hSE,t為：

式（6）中，系數(shù)aEE和aSS分別反映國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率自身趨勢(shì)反應(yīng)速度的ARCH效應(yīng)；系數(shù)bEE和bSS分別反映兩變量自身波動(dòng)影響持久性的GARCH效應(yīng)；系數(shù)aES、aSE分別反映兩者間彼此對(duì)互相的趨勢(shì)變化的反應(yīng)速度；系數(shù)bES、bSE分別反映兩者間彼此互相波動(dòng)的持久性。

假定序列殘差項(xiàng)服從二元正態(tài)分布，采用極大似然法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，令待估計(jì)參數(shù)的向量為θ，得到模型的條件密度函數(shù)如式(7)所示。

提出以下三個(gè)假設(shè)，用來(lái)驗(yàn)證國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率之間的波動(dòng)溢出效應(yīng)：

假設(shè)一：H0:aES=bES=0，不存在由人民幣匯率向國(guó)際油價(jià)的單向波動(dòng)溢出效應(yīng)。

假設(shè)二：H0:aSE=bSE=0，不存在由國(guó)際油價(jià)向人民幣匯率的單向波動(dòng)溢出效應(yīng)。

假設(shè)三：H0:aES=aSE=bES=bSE=0，國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率不存在相互的波動(dòng)溢出效應(yīng)。

（三）數(shù)據(jù)選取

選取美國(guó)WTI原油價(jià)格和1美元換取人民幣的數(shù)值，分別代表國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率的觀測(cè)值，選取2008年1月～2019年7月的每日數(shù)據(jù)作為樣本，共3014個(gè)日數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均取自Wind數(shù)據(jù)庫(kù)。分別用LER、LOIL來(lái)表示自然對(duì)數(shù)的人民幣匯率、國(guó)際油價(jià)，以使數(shù)據(jù)更加平穩(wěn)，線性化趨勢(shì)更加明顯。

圖1 國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率的走勢(shì)圖

如圖1所示，WTI石油價(jià)格自2008美國(guó)次貸危機(jī)爆發(fā)之后出現(xiàn)“斷崖式下跌”，油價(jià)從145.29美元/桶暴跌至33.98美元/桶，直到2011年重新回到百元價(jià)位，此后三年油價(jià)連續(xù)高位運(yùn)行，2014年6月開(kāi)始，受多種因素影響，暴跌至2015年1月的44.45美元/桶。2016年2月，受供給過(guò)剩以及政治事件影響，油價(jià)持續(xù)在低位徘徊，跌至歷史最低點(diǎn)26.21美元/桶。直到2017年3月，受特朗普政府與沙特、土耳其和伊朗局勢(shì)影響，油價(jià)略有攀升。2018年10月以來(lái)又從高位跌落，國(guó)際油價(jià)在2019年保持低位波動(dòng)上行，成品油需求增速減緩，這會(huì)導(dǎo)致其和人民幣匯率的均衡關(guān)系受到嚴(yán)重影響。

三、短期和長(zhǎng)期均衡關(guān)系檢驗(yàn)

（一）平穩(wěn)性檢驗(yàn)

在Eviews8.0工具的輔助下，以ADF檢驗(yàn)法為支撐，對(duì)序列LOIL和LER的單位根進(jìn)行逐一驗(yàn)證，結(jié)果如表1。

表1 ADF單位根檢驗(yàn)結(jié)果

ADF檢驗(yàn)結(jié)果顯示：原序列LOIL和LER不能拒絕原假設(shè)，認(rèn)為二者是非平穩(wěn)的時(shí)間序列，對(duì)序列進(jìn)行一階差分后DLOIL和DLER通過(guò)ADF檢驗(yàn)，即 LER～I(xiàn)(1)，LOIL～I(xiàn)(1)是平穩(wěn)的時(shí)間序列，可以推測(cè)二者之間存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系，通過(guò)協(xié)整檢驗(yàn)實(shí)施后續(xù)驗(yàn)證。

（二）基于協(xié)整的長(zhǎng)期均衡關(guān)系檢驗(yàn)

對(duì)LER與LOIL的長(zhǎng)期協(xié)整關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證，首先運(yùn)用OLS進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如表2。

表2 LOIL對(duì)LER的回歸結(jié)果

由DW=0.001377遠(yuǎn)小于1推測(cè)序列可能存在自相關(guān)，需要利用LM法檢測(cè)殘差序列是否存在自相關(guān)。

表3 LM檢驗(yàn)結(jié)果

由表3檢驗(yàn)結(jié)果可知：在滯后1期和2期情況下，原假設(shè)被序列拒絕，殘差序列被認(rèn)定為自相關(guān)。接下來(lái)加入AR(1)項(xiàng)并通過(guò)廣義差分法對(duì)模型進(jìn)行處理，進(jìn)行消除自相關(guān)處理后建立長(zhǎng)期均衡協(xié)整關(guān)系模型如表4所示。

表4 處理廣義差分估計(jì)模型的有關(guān)情況

在消除自相關(guān)處理后，對(duì)殘差序列進(jìn)行不帶截距項(xiàng)且滯后期為0的ADF檢驗(yàn)，結(jié)果如表5。

表5 廣義差分調(diào)整后殘差序列單位根檢驗(yàn)

表5顯示，殘差序列t-統(tǒng)計(jì)量為-2.604938，相伴概率值 p為0.0089，表明在消除自相關(guān)后，殘差序列具有明顯的平穩(wěn)性，回歸方程并不存在偽回歸，據(jù)此可知，LOIL和LER之間存在長(zhǎng)期穩(wěn)定的均衡協(xié)整關(guān)系。

（三）基于VEC模型的短期效應(yīng)檢驗(yàn)

接下來(lái)將借助于VEC模型的構(gòu)建對(duì)二者短期效應(yīng)進(jìn)行分析，據(jù)此將誤差修正模型的回歸結(jié)果推導(dǎo)出來(lái)，結(jié)果如表6。

表6 VEC模型回歸結(jié)果

VEC模型方程見(jiàn)式11。

如表6和式 （11）所示：本期LOIL和上一期LOIL每增長(zhǎng)1%，本期LER和上一期LER相應(yīng)上漲-0.000758%和0.087044%，誤差修正系數(shù)為-0.001702，且顯著，意味著人民幣匯率在受到外部沖擊后，出現(xiàn)向均衡狀態(tài)修正的機(jī)制。

國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率的短期彈性為0.000758，說(shuō)明VEC模型設(shè)定合理，表明二者間存在顯著的均值溢出效應(yīng)。同時(shí)，國(guó)際油價(jià)的變動(dòng)幅度超過(guò)了人民幣匯率，在一定程度上折射出人民幣匯率除受石油價(jià)格的影響外，還受到來(lái)自其他因素的影響。

（四）Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)

分析LOIL和LER的因果關(guān)系，依次選取2、4、6、8、10滯后期長(zhǎng)度的對(duì)序列依次實(shí)施格蘭杰因果關(guān)系檢驗(yàn)，如表7。

表7 檢驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)表7，滯后期長(zhǎng)度為2～10時(shí)，國(guó)際油價(jià)是人民幣匯率的格蘭杰原因，而人民幣匯率不是國(guó)際油價(jià)的格蘭杰原因，二者之間存在國(guó)際油價(jià)對(duì)人民幣匯率的單向因果關(guān)系。

（五）脈沖響應(yīng)函數(shù)測(cè)算

脈沖響應(yīng)函數(shù)分析可以直觀的刻畫(huà)出國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率間的變動(dòng)軌跡，并進(jìn)一步測(cè)算二者間的動(dòng)態(tài)變化。

人民幣匯率標(biāo)準(zhǔn)差影響當(dāng)期國(guó)際油價(jià)后，在第一期，擁有-0.00045的最大影響系數(shù)，隨后產(chǎn)生小幅度下降趨勢(shì)，此后呈現(xiàn)出穩(wěn)定且長(zhǎng)期平穩(wěn)狀態(tài)，最終表現(xiàn)為負(fù)向反應(yīng)。這說(shuō)明國(guó)際油價(jià)受到外部影響發(fā)生變化之后，短期內(nèi)會(huì)略微提高，隨著時(shí)間的推移逐漸趨于平穩(wěn)；國(guó)際油價(jià)標(biāo)準(zhǔn)差影響當(dāng)期人民幣匯率后，下降趨勢(shì)較快，在第二期時(shí)擁有-0.000192的最小值，之后降速放緩并趨于穩(wěn)定。說(shuō)明人民幣匯率受到外部影響發(fā)生變化之后，短期內(nèi)會(huì)受到較大反應(yīng)，隨著時(shí)間的推移逐漸趨于平穩(wěn)。

四、基于BEKK-GARCH模型的波動(dòng)溢出效應(yīng)檢測(cè)

（一）ARCH效應(yīng)檢驗(yàn)

表8 ARCH效應(yīng)檢驗(yàn)表

在檢測(cè)國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率的波動(dòng)溢出效應(yīng)前，首先運(yùn)用自回歸條件異方差模型，驗(yàn)證二者之間是否存在ARCH效應(yīng)，詳情可參見(jiàn)表8。

從表8可以看出，國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率在1%的水平下都拒絕了ARCH效應(yīng)原假設(shè)，表明二者都具有ARCH效應(yīng)，可以進(jìn)行接下來(lái)的實(shí)證研究。

（二）BEKK-GARCH波動(dòng)溢出效應(yīng)檢驗(yàn)

構(gòu)建BEKK-GARCH模型，分析國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率的波動(dòng)溢出效應(yīng)，在Wald檢驗(yàn)的輔助下測(cè)度二者波動(dòng)溢出的非對(duì)稱(chēng)性。研究中的模型采用WinRats8.0軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，結(jié)果如表9。

表9 方差方程估計(jì)結(jié)果

由表9的估計(jì)結(jié)果可以看出：誤差項(xiàng)元素aEE和aSS在1%的顯著性水平下都顯著異于0，表明國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率兩序列受自身波動(dòng)的影響較為顯著，存在顯著的ARCH型波動(dòng)溢出效應(yīng)；協(xié)方差項(xiàng)元素bEE和bSS在1%的水平下均顯著異于0，表明國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率對(duì)自身存在顯著的GARCH型波動(dòng)溢出效應(yīng)，二者自身前期波動(dòng)均較大程度地影響當(dāng)期水平。說(shuō)明兩者間存在較為顯著的波動(dòng)集聚性，即方差的時(shí)變性與波動(dòng)的持久性共存。

從Wald檢驗(yàn)結(jié)果可知，在1%的顯著性水平下均拒絕了原假設(shè)，表明在國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間存在雙向的波動(dòng)溢出效應(yīng)。效應(yīng)類(lèi)型略有差別，非對(duì)稱(chēng)項(xiàng)系數(shù) aES、aSE、bES、bSE中 aES、bES、bSE均在 5%水平下顯著，aSE未能被拒絕，表明波動(dòng)溢出效應(yīng)是非對(duì)稱(chēng)的，人民幣匯率對(duì)國(guó)際油價(jià)同時(shí)存在ARCH、GARCH型波動(dòng)溢出效應(yīng)，而國(guó)際油價(jià)對(duì)人民幣匯率僅存在GARCH型波動(dòng)溢出效應(yīng)。人民幣匯率的波動(dòng)時(shí)變性與持續(xù)性可分別顯著引起國(guó)際油價(jià)波動(dòng)的時(shí)變性與持續(xù)性，而國(guó)際油價(jià)只有在持續(xù)性波動(dòng)時(shí)才會(huì)顯著引起人民幣匯率的波動(dòng)。這種非對(duì)稱(chēng)的波動(dòng)溢出效應(yīng)表明當(dāng)前無(wú)論國(guó)際油價(jià)是漲或者跌，對(duì)匯率的沖擊都是非對(duì)稱(chēng)的。

五、研究結(jié)果討論

為測(cè)度國(guó)際油價(jià)和人民幣匯率之間存在的溢出效應(yīng)，建立VEC-BEKK-GARCH模型，通過(guò)對(duì)2008年1月2日～2019年7月30日的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論并提出相應(yīng)建議。

第一，長(zhǎng)期和短期均衡關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果討論。VEC模型得出國(guó)際油價(jià)與人民幣匯率之間由于外界沖擊引起的偏差，會(huì)以-0.1702%的水平進(jìn)行修正，表明二者之間保持著長(zhǎng)期均衡的動(dòng)態(tài)關(guān)系。我國(guó)作為石油消費(fèi)大國(guó)，匯率市場(chǎng)同樣受?chē)?guó)際油價(jià)波動(dòng)影響，研究二者之間的均值溢出效應(yīng)具有一定的實(shí)際指導(dǎo)意義，可以通過(guò)金融市場(chǎng)合理操作來(lái)規(guī)避油價(jià)對(duì)匯率市場(chǎng)的沖擊，同時(shí)要關(guān)注國(guó)際原油市場(chǎng)和國(guó)際匯率市場(chǎng)，根據(jù)兩個(gè)市場(chǎng)的波動(dòng)情況及時(shí)調(diào)整原油進(jìn)出口策略和政策。

第二，Granger因果關(guān)系檢驗(yàn)結(jié)果討論。Granger因果檢驗(yàn)結(jié)果表明，國(guó)際油價(jià)是人民幣匯率的Granger原因。為此，相關(guān)監(jiān)管部門(mén)可采取引入?yún)R率走勢(shì)跟蹤、觀測(cè)機(jī)制等有效舉措，及時(shí)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化并采取有效的管控，減少油價(jià)受負(fù)面影響的波動(dòng)。

第三，脈沖響應(yīng)函數(shù)分析結(jié)果討論。脈沖響應(yīng)函數(shù)分析指出，國(guó)際油價(jià)變化對(duì)人民幣匯率產(chǎn)生明顯的負(fù)向脈沖效應(yīng)，但隨著時(shí)間的推移，這種影響在逐步趨于平穩(wěn)。與此同時(shí)，人民幣匯率對(duì)國(guó)際油價(jià)產(chǎn)生的負(fù)向影響又是持續(xù)的，短期提升后又趨于平穩(wěn)態(tài)勢(shì)，最終表現(xiàn)為負(fù)向影響。我國(guó)作為石油消費(fèi)大國(guó)，國(guó)際油價(jià)上漲使我國(guó)石油進(jìn)口成本大幅增加，需要根據(jù)美元匯率和人民幣匯率波動(dòng)引起的國(guó)際油價(jià)波動(dòng)及時(shí)作出反應(yīng)，中國(guó)的匯率機(jī)制也需要對(duì)石油進(jìn)口成本進(jìn)行調(diào)控。因此，短期的國(guó)際油價(jià)劇烈波動(dòng)不僅需要從市場(chǎng)供需等方面，更需要從匯率波動(dòng)的角度入手，進(jìn)一步選擇應(yīng)對(duì)策略。

第四，BEKK-GARCH波動(dòng)溢出效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果討論。BEKK-GARCH模型分析表明，國(guó)際油價(jià)的變動(dòng)以非對(duì)稱(chēng)的態(tài)勢(shì)影響人民幣匯率，國(guó)際油價(jià)對(duì)人民幣存在顯著的負(fù)向傳遞效果且強(qiáng)于正向傳遞。即國(guó)際油價(jià)下跌所造成的人民幣匯率上升幅度要遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)際石油價(jià)格上漲所引起的人民幣匯率下跌。為了能夠完全有效地消除國(guó)際油價(jià)對(duì)人民幣匯率的不良影響，長(zhǎng)期來(lái)看，應(yīng)該通過(guò)能源供給多元化，大力發(fā)展新能源技術(shù)，保持長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力以減少我國(guó)對(duì)國(guó)際石油市場(chǎng)的依賴(lài)。