基于eviews軟件度量石油價格對碳排放的影響

魏瑞娟

（天津大學 管理與經(jīng)濟學部，天津 300072）

全球氣候變暖不僅影響著人們的日常生活還影響著世界經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，為此世界各國都在致力于尋求節(jié)能減排的方法?；茉慈紵a(chǎn)生的溫室氣體占人類溫室氣體排放總量的80%[1]，可認為全球氣候變暖的主要原因可歸咎于化石燃料的燃燒[2]。石油作為化石能源的主導(dǎo)產(chǎn)品，其消耗量占全球化石能源消耗總量的40%。因此，要控制碳排放實施碳減排，明確石油價格對碳排放的具體影響顯得尤其重要。為降低全球溫室氣體排放量，聯(lián)合國政府組織早于1997年制定了《京都議定書》，為碳減排開拓了一種新型的市場化途徑，并希望通過碳市場價格來控制全球碳排放量。由此，認為碳市場的建立對碳排放量具有一定的控制作用。并且，石油價格已經(jīng)被證實是影響碳市場價格波動的顯著因素[3-5]。由此，在分析石油價格對碳排放的影響時，就需考慮碳市場引入的情況下，石油價格通過碳市場價格對碳排放的間接影響。因此，采用了eviews軟件可從兩個方面擬合和度量了石油價格對碳排放的影響：一是石油價格作為影響因子對碳排放的直接影響；二是引入碳市場時，石油價格通過作用于碳市場價格對碳排放的間接影響。并重點擬合了石油價格通過對碳排放的間接影響。

1 樣本數(shù)據(jù)說明

1.1 樣本數(shù)據(jù)來源

論文旨在研究石油價格、碳價、碳排放間的影響機制，涉及指標變量說明及來源如下：

目前，國際上石油價格的常用變量有布倫特原油（Brent）和美國西德克薩斯輕質(zhì)原油（WTI），但WTI易受到當?shù)毓┬栌绊憽Ｒ虼?，選取Brent離岸價格作為石油價格的代表變量。

歐盟創(chuàng)建的碳排放交易體系（EUETS）配額的市場價值占全球碳市場價值的80%以上[6]。并且EU ETS第一階段（2005.4-2007.12）碳價與石油價格間不存在協(xié)整關(guān)系[4]，因此采取EU ETS第二階段期碳現(xiàn)貨價格作為碳價的代表變量。

EU ETS的參與者為歐盟各國，選取歐盟歷年二氧化碳排放量作為碳排放的代表變量。依據(jù)碳排放的主要貢獻者是經(jīng)濟產(chǎn)出[7]，可將年度碳排放轉(zhuǎn)化為月度數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化公式：C=Cy其中C為月度碳排放，Cy為y年碳排放，GDPym為y年m月國民生產(chǎn)總值，GDPy為第y年國民生產(chǎn)總值。匯總本文所用變量如表1所示。

表1 變量含義及來源Tab.1 M eaning and source of variables

1.2 數(shù)據(jù)描述性分析

通過eviews可計算石油價格、碳價與碳排放之間的pearson相關(guān)系數(shù)絕對值（如表2）。由表2可看出碳排放、石油價格及碳價三者之間均存在一定相關(guān)性。比較而言，石油價格與碳排放間的相關(guān)性最低，碳價與碳排放間的相關(guān)性最高，而石油價格同碳價之間的也存在較高的相關(guān)性。通過相關(guān)系數(shù)間的簡單運算，可得到引入碳市場時，石油價格與碳排放的間接相關(guān)系數(shù)（0.47×0.58=0.27）要高于石油價格與碳排放的直接相關(guān)系數(shù)（0.24）。因此，在分析石油價格對碳排放的影響時，有必要考慮碳市場引入的情況下，石油價格通過作用于碳價對碳排放的間接影響。在進行石油價格對碳排放影響的實證分析時，分兩方面：一是不考慮碳市場，石油價格對碳排放的直接影響；二是考慮碳市場，石油價格對碳排放的間接影響。

表2 碳排放、碳價與石油價格間的pearson相關(guān)系數(shù)Tab.2 Pearson correlation coefficients between variables

2 石油價格對碳排放的直接影響

由變量間的pearson相關(guān)系數(shù)已知，石油價格與碳排放間存在相關(guān)關(guān)系，可通過回歸方程分析在不考慮碳市場時，石油價格對碳排放的直接影響。取石油價格和碳價每月15日（若遇節(jié)日向后順延）的收盤價為其月度價格，分別記為、。運用eviews對碳排放、石油價格及碳價月度數(shù)據(jù)做單位根（ADF）平穩(wěn)性檢驗，檢驗結(jié)果如表3所示。

表3 碳排放與石油價格和碳價的ADF平穩(wěn)性檢驗結(jié)果Tab.3 Results of ADF stationary test on each variable

由表3可得，碳價是平穩(wěn)序列，盡管碳排放與石油價格序列均不平穩(wěn)，但一階差分后平穩(wěn)，符合協(xié)整檢驗的條件，可建立石油價格與碳排放間的協(xié)整模型，具體回歸結(jié)果如下：

對回歸方程的殘差做ADF檢驗，發(fā)現(xiàn)其為平穩(wěn)序列，認為上述回歸結(jié)果有效。說明在不考慮碳市場的情況下，碳排放與石油價格之間存在長期均衡關(guān)系。但式（1）模型的擬合優(yōu)度值不到60%，F(xiàn)統(tǒng)計量的值僅為2.89。因此得到在無碳市場介入的情況下，石油價格對碳排放的這種影響機制偏弱，模型整體的擬合效果不佳，這與上文中石油價格與碳排放相關(guān)系數(shù)偏低一致。由P值可知，在10%顯著性水平下，盡管本期石油價格對本期碳排放的影響不顯著，但上期石油價格卻對本期碳排放具有較顯著的負向影響，說明石油價格對碳排放的影響具有一定的滯后效應(yīng)。整體而言，在不引入碳市場的情況下，石油價格對碳排放控制能力偏弱（影響系數(shù)越小，控制力越弱），且具有一定滯后性。

3 石油價格對碳排放的間接影響

所謂石油價格對碳排放的間接影響，是指在分析石油價格對碳排放的影響時，首先分析石油價格對碳價的影響，然后結(jié)合碳價對碳排放的影響，最終得出石油價格對碳排放的影響機制。

3.1 石油價格對碳價的影響

1)協(xié)整檢驗

表3檢驗結(jié)果表明碳價與石油價格均服從I（1），符合協(xié)整檢驗的前提，可建立碳價與石油價格間的固定參數(shù)協(xié)整模型2。對固定參數(shù)協(xié)整方程的殘差進行ADF檢驗，結(jié)果如表4所示，由表可知在5%顯著性水平下，石油價格與碳價之間不存在顯著的協(xié)整關(guān)系，因而固定參數(shù)協(xié)整不能刻畫二者間的長期均衡關(guān)系。因此，將采用狀態(tài)空間模型來描述石油價格與碳價之間時變參數(shù)的均衡關(guān)系。

2）狀態(tài)空間模型

狀態(tài)空間模型形式如下[8]：

測量方程：CPt=α+βt×Bt+εt

表4 殘差的ADF平穩(wěn)性檢驗結(jié)果Tab.4 Results of ADF stationary test on errors

將變量代入式（2），采用時變參數(shù)的協(xié)整關(guān)系來刻畫碳價與石油價格之間的長期均衡關(guān)系，運行eviews相關(guān)程序，可得與之間的狀態(tài)空間模型結(jié)果如表5所示。

表5 石油價格與碳價間的狀態(tài)空間模型結(jié)果Tab.5 State spacemodel between oil price and carbon price

對該模型測量方程殘差做行ADF檢驗（見表4），由表可知在5%顯著性水平下，測量方程殘差為平穩(wěn)序列，說明石油價格與碳價間存在時變參數(shù)的協(xié)整關(guān)系，可采用狀態(tài)空間模型進行建模從表5可看出，各項參數(shù)Z檢驗值均通過檢驗，說明模型是有效的。同時可得模型擬合優(yōu)度R2為0.94，說明模型實現(xiàn)較好的擬合。狀態(tài)空間模型的表達式如下：

測量方程：CPt=10.77+βt×Bt+εt

狀態(tài)方程：βt=-0.021 6×βt-1+μt（3）

根據(jù)狀態(tài)空間模型結(jié)果，可生成狀態(tài)變量序列，得到石油價格作用于碳市場價格的時變參數(shù)運動軌跡圖，如圖1所示。

圖1 石油價格與碳價回歸所得狀態(tài)變量Fig.1 State variable of regression between oil price and carbon price

圖1表明石油價格對碳價波動存在時變影響，且影響程度呈不斷回落的趨勢。具體而言：

1）狀態(tài)序列在 [-0.075,0.179]之間變化，平均效力為0.064，石油價格對碳價的影響基本為正向。這種正向關(guān)系基本符合國際石油市場與有效碳市場的內(nèi)在傳導(dǎo)機制；

2）狀態(tài)序列呈現(xiàn)不斷遞減的趨勢，表明石油價格對碳價的影響效力處于不斷減小的趨勢。這與近幾年歐洲能源結(jié)構(gòu)的變化情況一致，歐洲在2009年時石油的消費比重下降了近3個百分點；

3）狀態(tài)序列在2009年和2012年分別出現(xiàn)負值，與常識并不相符。主要原因在于受美國次貸危機和歐洲金融危機的影響，歐盟的經(jīng)濟發(fā)展明顯受挫，對碳排放的需求急劇下降。因此，此時的碳市場價格已經(jīng)不能反映正常情況下歐盟對碳排放的需求，碳市場價格機制已經(jīng)失效。

3.2 碳價對碳排放的影響

已知碳價與碳排放間具有較高的相關(guān)系數(shù)，可分析碳價對碳排放的具體影響。由表3的ADF檢驗結(jié)果可知碳價和碳排放序列符合建立協(xié)整關(guān)系的條件。eviews具體方程如下：

對模型的殘差進行ADF檢驗，發(fā)現(xiàn)其為平穩(wěn)序列，認為碳排放與碳價之間存在長期均衡的關(guān)系。式（4）模型的擬合優(yōu)度高達98%，F(xiàn)統(tǒng)計量值達19.14，說明模型整體擬合效果優(yōu)良，碳價對碳排放具有顯著的影響。由P值可看出，在10%顯著性水平下，無論是本期碳價還是上期碳價均對本期碳排放存在顯著的負向影響。具體而言，當本期碳價升高一單位時，會帶來本期碳排放降低0.225個單位；當上期碳價升高一單位時，會帶來本期碳排放降低0.248個單位。整體而言，若碳價提升一單位，所帶來的碳排放降低量將會近0.47個單位。碳價對碳排放的影響效果要顯著高于不考慮碳市場時石油價格對碳排放的直接影響。

3.3 石油價格對碳排放的間接影響

結(jié)合上文已知，在長期均衡狀態(tài)下，石油價格對碳價的平均影響力為正，影響系數(shù)為時變的β；碳價對碳排放的影響為負向，整體影響系數(shù)為0.47。將三者間的影響關(guān)系相結(jié)合，得到長期均衡狀態(tài)下，石油價格的上漲會使碳排放降低，具體傳導(dǎo)機制為：石油價格上升—碳價上升—碳排放減少。同時依據(jù)石油價格對碳價的影響系數(shù)（β）和碳價對碳排放的影響系數(shù)（0.47），得到在考慮碳市場時，石油價格對碳排放的間接影響系數(shù)為β×0.47。

為了進一步比較石油價格對碳排放的直接和間接影響力的大小， 可求解不等式方程 β×0.47＞0.055， 解得 β＞0.118。由前文研究結(jié)果已知石油價格對碳價的影響系數(shù)在[-0.075,0.179]之間變化，因此可以得到當石油價格對碳價的影響系數(shù)大于0.118時，石油價格通過影響碳價對碳排放的間接影響效力將高于石油價格對碳排放的直接影響效力。

結(jié)合圖1，發(fā)現(xiàn)2008—2009年金融危機之前，石油價格對碳價的影響力基本在0.118以上，說明此時段下，碳市場的建立可增強石油價格對碳排放的影響能力，可更好的實施碳減排。此時段下，歐盟經(jīng)濟體系發(fā)展良好，碳市場幾乎不受外界干擾，市場交易活躍，碳價基本反映了市場的供需情況，可代表運行機制較為成熟的市場階段，稱之為有效碳市場。

觀察除2008—2009年金融危機之前的其他時段，碳市場均受到了外界因素的干擾，使碳市場運行機制失效。其中2009年受美國金融危機的影響，歐盟經(jīng)濟逐漸蕭條，導(dǎo)致碳排放需求明顯下降，碳價趨近零；2010年歐盟碳市場接連出現(xiàn)增值稅欺詐、循環(huán)買賣CER等不利因素，使碳市場一度處于停滯狀態(tài)[9]。2011年碳市場運行雖有所改觀，但年底受歐洲金融危機影響，使碳價失效趨近零。

通過分析得到，石油價格既可通過直接影響又可借助碳市場間接影響碳排放。長期而言，石油價格對碳排放的直接和間接影響均為負向。然而只有當碳市場有效時，石油價格通過碳價對碳排放的影響力才會增強。

4 結(jié)論

通過實證研究得出，石油價格對碳價波動和碳排放存在長期協(xié)整關(guān)系，這與以前學者的研究結(jié)論相一致。通過對比石油價格對碳排放的直接影響及間接影響，得出石油價格對碳價的影響系數(shù)高于0.118時（碳市場有效階段），引入碳市場會增強石油價格對碳排放的影響力，說明在石油市場減排的實施中建立碳市場是必要的。因而當碳市場運行有效時，碳市場的減排途徑就可體現(xiàn)在兩個方面，一是通過碳市場價格來控制各參與國碳排放量的需求，從而實施減排；二是通過碳市場價格，增強石油價格對碳排放的影響力，從而通過石油價格的微小上升，控制碳排放，實施減排。作為世界最大的溫室氣體排放國，我國應(yīng)借鑒國際碳市場建立和運行的經(jīng)驗，建立適合本國體制的碳市場。盡量減少碳市場的外界干擾因素，并不斷完善碳市場的運行機制，爭取早日實現(xiàn)減排目的。

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