【天然气】李宏勋、乔芳姝：国际原油价格波动与中国LNG进口价格关系研究

原标题：中国石油大学（华东）经济管理学院：国际原油价格波动与中国LNG进口价格关系研究

来源：价格论坛  2021, (7)   作者：李宏勋、乔芳姝（中国石油大学（华东）经济管理学院）

转自：中国液化天然气大会（微号：gh_4afe54946d81）

摘要：为分析国际原油价格波动与中国LNG进口价格之间的关系，选取2014年11月—2020年7月的国际原油价格和中国LNG进口价格月平均数据建立VAR模型，并运用协整检验、误差修正模型和格兰杰因果关系检验进行研究。结果表明：国际原油价格和中国LNG进口价格之间存在长期均衡关系，且表现为同向变动。在短期内，当国际原油价格和中国LNG进口价格出现偏离时，中国LNG进口价格将会反方向变动以进行调整，而国际原油价格变化相对较小。国际原油价格是中国LNG进口价格的单向格兰杰原因，前者对后者具有预测能力。国际原油价格的短期波动主要是受自身价格的影响，中国LNG进口价格的波动会同时受到国际原油价格和自身的影响，但更大程度上是由于国际原油价格对其冲击作用，影响时滞为7个月。关键词：关系分析VAR模型国际原油价格液化天然气进口价格

       天然气作为一种清洁能源，在过去的十年中，全球天然气贸易以年均4%的速度增长，2019年达到9.2%。2020年，中国天然气产量同比增长9.8%，天然气、一次电力等清洁能源消耗占总能耗的比重同比提高了1.1个百分点，天然气进口量同比增长5.3%。目前中国经济发展对天然气的需求量会逐渐加大，对天然气的进口量还有可能会继续增加。从国际能源机构的统计数据可知，日本是全球液化天然气进口量最大的国家，占全球贸易量的两成。而最近几年，中国倡导清洁消费，使得中国对天然气的需求日益上升。在不久的将来，中国很有可能会超过日本，成为世界上最大的液化天然气进口国。[1]       近年来受国际金融市场、地缘政治、供需格局等全球市场因素的影响，国际原油价格一直处于不稳定的状态，而国际原油价格的波动会对中国液化天然气市场产生重大影响。了解国际原油价格波动和中国LNG进口价格的关系，有助于中国进口企业顺应市场发展来调整各种贸易和生产策略，制定适时的对策以减少因价格波动而产生的风险，对中国LNG进口价格的稳定、国内能源市场的平稳运行以及构建和谐有序的经济社会都至关重要。[2]1、文献回顾       已有许多文献研究原油价格与天然气价格之间的关系，研究分歧在于两者之间是否已产生脱钩。一些研究认为原油价格和天然气价格长期协整。FrankA.etal.（2006）以1995—1998年英国天然气价格和布伦特原油价格的月度数据为基础进行研究，结果表明市场高度一体化，天然气价格和原油价格高度联合。[3]PanagiotidisT.&RutledgeE.（2007）研究了1996—2003年英国批发天然气价格与布伦特原油价格之间的关系，发现英国天然气和石油价格之间存在长期的均衡关系。[4]周茂荣和石兵兵（2010）对液化天然气与石油价格的关系进行研究，得到美国HenryHub天然气价格与WTI原油价格具有很高相关度的结论。[5]AtesA.&HuangJC.（2011）运用递归协整估计方法探究了原油价格与天然气价格的关系，研究结果表明二者之间具有长期协整关系。[6]耿江波（2014）采用向量自回归模型研究国际原油价格对北美、欧洲和日本三大区域天然气进口价格的影响，得到了国际原油价格对3个主要市场的天然气进口价格具有主导和引领作用的结论。[7]肖建忠等（2016）通过建立向量自回归模型对日本、美国和德国的天然气到岸价格与布伦特原油价格的关系进行实证研究，发现三个国家的天然气价格与布伦特原油价格在长期内具有稳定的均衡关系。[8]朱慧明等（2018）运用分位数回归理论时间序列模型实证研究国际原油价格和天然气价格的关系，结果证实二者之间是动态相依的关系。[9]       还有一些研究认为原油价格和天然气价格之间已产生脱钩现象。AndreP.&WatkinsGC.（2000）对1975—1985年加拿大原油和天然气数据进行研究，结果表明在1993年之后两者之间的联系明显减弱。[10]VillarJA.&JoutzFL.（2006）采用向量自回归模型对1989—2005年美国天然气价格和WTI原油价格月度数据进行分析，研究发现期间二者出现脱钩现象。[11]BachmeierLJ.&GriffinJM.（2006）运用误差修正模型对原油、煤炭和天然气市场内部和各市场之间的一体化程度进行评价，得出原油、煤炭和天然气市场之间的协整关系有所减轻的结论。[12]ErdosP.&OrmosM.（2012）调查了欧洲、亚洲和北美洲的天然气市场价格形成情况，发现1992—2001年的天然气市场与原油市场有着很强的联系，从2002年开始天然气市场与原油市场的联系有所下降。[13]LinB.&LiJ.（2015）的研究表明欧洲和日本的天然气价格与原油价格紧密相关，但是页岩气革命导致美国的天然气价格和布伦特原油价格关系脱离。[14]GengJ.etal.（2016）利用马尔可夫政权转换模型研究了北美页岩气革命对石油与区域天然气价格之间关系的影响，结果表明页岩气革命对原油和天然气的长期关系产生了负面影响。[15]       以上文献主要是基于国际原油市场和天然气市场的关系进行分析，没有详细探讨国际原油价格对中国LNG进口价格是否有影响以及如何影响、时滞等问题。因此，笔者主要从液化天然气进口国的视角，运用VAR模型分析国际原油价格波动与中国LNG进口价格的关系，探讨中国LNG进口价格对国际原油价格波动的响应。
2、研究设计（一）数据指标的选取       选取2014年11月—2020年7月国际原油月均价格和中国液化天然气进口月均价格作为研究变量，选取美国西得克萨斯原油(WTI)价格作为国际原油价格，数据分别来自美国能源信息署EIA和中国海关总署统计月报。前者记为x，后者记为y，并将所有数据换算为统一的单位：美元/吨。此外，实证中的数据均采用Eviews10.0和Excel2013进行处理。（二）理论假设       首先，生成国际原油月度价格和中国液化天然气进口月度价格的时间序列图，纵轴表示月均价格，横轴表示年度及月份，如图1所示，据此提出以下假设:
       假设1：国际原油价格对中国LNG进口价格具有同向影响。假设2：国际原油价格对中国LNG进口价格具有预测能力，但对中国LNG进口价格有影响时滞。
（三）实证分析1.方法与模型       VAR模型可以考察多个变量之间的动态互动关系，笔者采用VAR模型探究国际原油价格与中国LNG进口价格两变量之间的关系及随机扰动对变量系统的动态影响。VAR模型把系统中每一个内生变量作为系统中所有内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单变量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的向量自回归模型。笔者对国际原油价格和中国LNG进口价格建立一个p阶的VAR模型，VAR模型VAR（p）可以定义为式（1）：2.单位根检验       为检验两个序列的协整关系，需要先检验其平稳性。ADF检验主要是针对时间序列数据是否平稳而做的检验，可以判断序列中是否存在单位根，如果没有单位根，则该序列是平稳的时间序列。[16]为避免异方差造成伪回归，对国际原油月均价格x和中国液化天然气进口月均价格y取其对数，得到了序列lnx和lny，对二者及其一阶差分序列进行ADF单位根检验，表1为ADF检验结果。       表1的检验结果显示，国际原油价格序列和中国LNG进口价格序列的t统计值均大于1%水平下的临界值，不拒绝原假设，二者原序列均为不平稳序列；对国际原油价格和中国LNG进口价格进行一阶差分后，其一阶差分序列△lnx和△lny单位根检验t统计值均小于临界值，原假设在1％的显著性水平上被拒绝，说明序列△lnx和△lny为平稳序列。可知，国际原油价格和中国LNG进口价格序列是一阶单整变量，二者之间可能存在协整关系。
3.协整关系检验和误差修正模型       当多个非平稳时间序列变量的线性组合形成的变量是平稳时间序列时，这些非平稳时间序列变量被称为具有协整关系。[17]采用Engle-Granger协整检验方法检验国际原油价格和中国LNG进口价格的协整关系。首先，对国际原油价格lnx和中国LNG进口价格lny进行普通最小二乘法（OLS）回归，得出的协整方程为：       其次，对残差进行单位根检验。若协整方程的残差通过平稳性检验，则说明国际原油价格和中国LNG进口价格之间存在协整关系。此外，误差修正模型（ECM）是把协整方程的残差视为均衡误差，然后构造短期动态模型来进一步完善长期静态模型，从而提升模型的精确度。[18]对国际原油价格和中国LNG进口价格分别构造误差修正模型，方程如下：       表2的检验结果显示，在10%的显著性水平下，国际原油价格和中国LNG进口价格协整方程的残差序列t统计值小于临界值，故否定了原假设，说明该残差序列是平稳的，国际原油价格和中国LNG进口价格存在协整关系。从协整回归方程中可以看出，lnxt的系数为0.3566，说明国际原油价格lnxt与中国LNG进口价格lnyt之间存在着正相关性，即当国际原油价格提升1个百分点时，中国LNG进口价格将会上涨0.3566%。式（3）中误差修正项的系数不显著，说明当国际原油价格和中国LNG进口价格出现偏离时，对国际原油价格的影响相对较小；而式（4）中误差修正项的系数显著，说明误差修正项对中国LNG进口价格具有很好的解释作用，即当国际原油价格和中国LNG进口价格出现偏离时，对中国LNG进口价格的影响较大，中国LNG进口价格将进行调整。短期内，如果上一期国际原油价格偏离均衡状态1%，则在当期中国LNG进口价格将以每月0.6883%的速度进行调整，使其尽量恢复至均衡状态。       以上分析说明国际原油价格对中国LNG进口价格具有引导作用，是协整关系中的价格变化领导者，而中国进口液化天然气是价格跟随者。对这一结果进行分析，主要有两个方面的原因。其一，原油和天然气均为稀有资源，替代品原油价格的波动不可避免地会对天然气价格的波动造成影响。其二，原油是一种特殊商品，其价格影响因素众多，石油的商品属性、石油库存、生产成本等才是影响国际原油价格的重要因素；而中国进口液化天然气由两部分构成，包括以长协为主的定期购销协议和现货采购协议，长协的定价方法一般是与国际原油价格相关联[19]，国际原油市场价格波动会对中国液化天然气市场价格产生巨大影响。
4.VAR模型滞后阶数的确定和稳定性判别       由表3可知，一阶单整序列lnx和lny之间存在协整关系，所以可以构建VAR模型。在建模之前，首先，需要根据LR、FPE、AIC、SC、HQ信息准则对模型最优滞后阶数进行判定。不同信息准则判定选取的结果不一致，应选择“*”号最多的那行对应的滞后阶数作为该VAR模型的最优滞后阶数。[20]利用Eviews10.0软件，分别构建滞后期为0、1、2、3、4、5、6、7、8的VAR模型，结果如表3所示。SC信息准则判定结果为滞后1期，而LR、FPE、AIC、HQ信息准则均判定是滞后5期，故选择第5期为模型的最优滞后期，建立VAR（5）模型。其次，为检测每个变量的滞后值是否对所说明的变量有显著影响，现进行变量外生性检验，结果如表4所示。可以看出，在5%的显著性水平上，中国LNG价格的过去值对国际原油价格没有显著性影响；国际原油价格的过去值对中国LNG价格有显著性影响。最后，为避免模型产生伪回归现象，需利用AR单位根检验法判断该VAR模型是否稳定。从图2可以看出，模型所有特征根均落在半径为1的单位圆内，即不存在单位根，表明建立的VAR（5）模型是稳定的，估计效果是有效的。5.格兰杰因果关系检验       格兰杰因果关系检验是用于检验某变量的过去值是否对所解释变量的信息具有预测能力。[21]为分析国际原油价格和中国LNG进口价格之间的动态因果关系，现进行格兰杰因果关系检验，检验结果如表5所示。       滞后期在1—5期时，对于原假设国际原油价格变动对中国LNG进口价格波动没有影响，在5%的显著性水平下，F统计量对应的P值小于5%，拒绝原假设，说明国际原油价格是中国LNG进口价格的格兰杰原因；对于原假设中国LNG进口价格变动对国际原油价格波动没有影响，在5%的显著性水平下，F统计量对应的P值大于5%，不拒绝原假设，说明中国LNG进口价格不是国际原油价格的格兰杰原因。       由此可以判断，国际原油价格的滞后值对中国LNG进口价格具有显著性影响，而中国LNG进口价格变化不会导致国际原油价格变化，长期内二者表现为单向因果关系。因此，通过了解国际原油价格的变化趋势，能够对中国进口LNG中长协价格相对油价的价格曲线走势加以判断，进而可以对中国LNG进口价格和进口量进行合理预测。
6.脉冲响应分析       脉冲响应函数反映了在内生变量受到来自随机扰动项的一个标准差大小的信息冲击之后，它当前值和未来值的变化轨迹情况，能够比较全面地反映各个变量之间的动态影响。[22]为具体分析国际原油价格变动对中国LNG进口价格的动态影响过程，对国际原油价格和中国LNG进口价格进行脉冲响应分析，依据滞后长度信息准则选取最优滞后阶数5阶。当一个标准差信息冲击发生后，国际原油价格lnx和中国LNG进口价格lny对自身和对方的脉冲响应情况如图3所示，横轴表示期数，纵轴表示反应系数。       由图3可以看出，当国际原油价格受到自身正向冲击后，当即作出正向响应。从初期到第2期，国际原油价格对自身的冲击影响逐渐增强，并在第2期达到峰值0.159。从第2期开始，冲击影响逐渐减弱，第6期后略有反弹，到第10期达到极大点0.058。随后一直呈现下降趋势，第21期出现了负向响应，第26期后稳定在-0.005。       中国LNG进口价格在受到国际原油价格一个标准差冲击后，会在初期产生一个上涨的趋势，并在较长一段时间内作出正向响应。当国际原油价格受到正向冲击时，中国LNG进口价格在当期几乎没作出反应，随后响应程度逐步增加，在滞后的第7期具有最强反应，提升0.080个百分点。此后冲击效应总体呈现降低趋势，第26期开始出现负向响应，降低到-0.002，之后趋势逐渐平稳，在第30期趋于0。给予中国LNG进口价格一个标准差冲击，国际原油价格当期作出正向响应。当中国LNG进口价格受到正向冲击时，国际原油价格表现为前11期始终在上下波动，在第5期达到最大冲击0.031。       从第11期开始，国际原油价格对中国LNG进口价格的冲击反应开始逐渐减弱且波动幅度不大，第15期后趋于稳定。当中国LNG进口价格受到自身正向冲击后，当即表现出正向响应，第1期的冲击即为最高点0.051，随后产生下降趋势，在第3期到第10期之间波动幅度和频率均较大，在第10期正向冲击达到0.014。       从第10期开始，中国LNG进口价格对自身的正向冲击呈现下降趋势，在第20期冲击影响由正向冲击变为负向冲击，第23期后稳定在-0.002。以上结果表明，国际原油价格对中国LNG进口价格的影响主要为正面冲击，且持续时间相对较长，影响时滞为7个月。       中国LNG进口价格的波动与国际原油价格的波动具有相关性，原因在于中国LNG进口价格与原油挂钩的定价机制。而国际原油价格并未受到中国LNG进口价格波动明显影响，由于原油是不可再生的化石能源，所以原油的短期供给弹性较小，在没有发现新的大规模油田及出现技术革新时，能够改变原油市场供给关系的世界经济发展状况是对国际原油价格产生影响的最主要因素。而且，由于国际原油市场主要是以美元交易，美元汇率也会对原油价格的上涨和下跌造成一定影响。
7.方差分解       方差分解是通过分析每一个结构冲击对内生变量变化的贡献度，进一步评估各种结构冲击的重要性。[23]因此，利用方差分解，可以知道在VAR模型中，一个序列变量的波动有多少是由其自身的影响引起的，有多少是由其他干扰因素的影响引起的。图4是对lnx、lny进行方差分解的结果，依次表示国际原油价格由中国LNG进口价格波动引起的变动程度；中国LNG进口价格和国际原油价格由自身价格波动引起的变动程度；中国LNG进口价格由国际原油价格波动引起的变动程度。       该VAR模型方差分解结果表明，对于国际原油价格的波动，起初其自身的贡献率有所下降，而中国LNG进口价格的贡献率有所上升，最终其变动方差有4%左右是来源于中国LNG进口价格波动的冲击，有96%左右来源于其自身的冲击；对于中国LNG进口价格的波动，在第1期，其自身贡献率达到100%，之后开始逐渐下降，第16期趋于稳定，维持在13%左右；而国际原油价格的贡献率从0%逐渐上升至87%左右，同样在第16期达到稳定状态。       可以看出，国际原油价格对中国LNG进口价格的影响逐渐扩大，但中国LNG价格对国际原油价格的影响微乎其微。这与协整检验、格兰杰因果检验和脉冲响应结果一致，进一步证实了国际原油价格波动主要与自身因素相关，而中国LNG进口价格的波动更多地会与国际原油价格的变动相关联。
3、结论及建议（一）结论       基于2014年11月—2020年7月的国际原油价格和中国LNG进口价格的月均数据，利用VAR模型、误差修正模型、格兰杰因果关系检验等研究了国际原油价格波动与中国LNG进口价格之间的关系，得到以下结论：       1.从协整检验与误差修正模型可知，国际原油价格和中国LNG进口价格之间存在长期均衡关系。在短期内，当国际原油价格和中国LNG进口价格出现偏离时，中国LNG进口价格将会在相反的方向上变动以进行调整；而国际原油价格的变化幅度不大，因为其主要是受国际因素的影响。国际原油价格对中国LNG进口价格具有同向影响，在二者关系中占据领导地位。假设1得到支持。       2.从格兰杰因果关系检验可以看出，国际原油价格是中国LNG进口价格的单向格兰杰原因，利用国际原油价格的过去值可提高中国LNG进口价格的预测精度。从脉冲响应函数和方差分解结果可知，国际原油价格的短期波动更多是受自身价格的影响，中国LNG进口价格的波动会同时受到国际原油价格和自身的影响，但更大程度上其价格变动是由于国际原油价格对其冲击作用；国际原油价格对中国LNG进口价格的影响时滞为7个月。因此，2018年下半年至2019年上半年国际油价上涨导致2019年中国进口液化天然气价格上涨，而2020年7月前的中国LNG进口价格将反映2020年上半年国际原油价格的影响，从而又有一轮较大幅度的下降。假设2得到支持。
（二）对策建议1.合理确定液化天然气定价模式       为确定液化天然气定价模式，可考虑对液化天然气市场进行划分，将其分为长期合同市场和短期现货交易市场，处理好液化天然气长协进口和现货进口的关系。在长期合同市场中，液化天然气的定价方式应与国际原油价格相关联，稳定天然气市场；在短期现货交易市场中，液化天然气定价可采用市场竞争机制，使得市场引领资源，使天然气市场交易更为灵活。
2.建立储气设施标准体系，增加天然气储备       在对液化天然气进行采购时，中国可以根据国际原油价格的变化趋势来预测液化天然气价格的未来走势，从而最终确定液化天然气的进口量。当前受疫情影响，国际原油价格大幅下跌，将有效减少中国液化天然气的进口成本，中国应利用此机会进一步增加天然气储备。要优化建设布局，加快制定统一的产业标准，尽快建立天然气储存装置标准化体系；加快基础设施的互通性、公平性和开放性，推进天然气储存设施独立运行；国家要加强政策支持，促进建立储气交易体系，从而促进储气能力的迅速提高。
3.加快构建国内进口LNG价格指数       中国进口液化天然气与国际原油价格挂钩的方式无法有效反映出天然气市场的供需状态和价格变化，相关企业市场反应能力不足。为此，应加快中国天然气指数一系列相关产品的研究，形成能够充分反映天然气市场真实供需、具有市场影响力并得到国际市场认可的进口LNG价格指数，为中国进口液化天然气提供价格参考标准。
4.积极探索科学合理的“中国国情”天然气定价模式       由于受地缘政治、市场投机等因素影响，国际原油价格具有较强的金融属性，会产生较大的波动。而进口天然气价格与国际原油价格联系密切，从而使之受到巨大影响，起伏不定。中国对天然气需求的增加主要是因为“煤改气”政策的实行，所以在制定天然气价格时，考虑煤炭价格对其的影响是符合中国国情的。作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，中国在国际煤炭市场具有充分的感召力和影响力。对于中国来说，探索将天然气进口价格与煤炭价格联动的定价方法切实可行，具有重大的战略意义。因此，作为世界上最大的天然气采购国，中国液化天然气进口价格可以与煤炭价格挂钩，基于“中国国情”对天然气价格进行科学合理定价，以降低亚洲各国进口液化天然气的成本。

来源：价格论坛  2021, (7)   作者：李宏勋、乔芳姝（中国石油大学（华东）经济管理学院）

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