欧盟碳期货价格与能源价格的相关性分析

赵静雯

摘要：本文主要分析了欧盟排放交易体系（EU ETS）中主要的碳期货商品EUA价格与煤价、电价、天然气价格以及石油价格的因果关系。通过运用协整理论以及Granger因果检验，实证分析了欧盟碳期货价格与能源价格的关系。研究显示，碳期货价格和各种能源价格之间存在协整关系。碳期货商品价格对煤炭期货市场产生了影响，与电价之间存在双向的因果关系，与天然气价格之间存在显著的因果关系，而与石油价格并不存在因果关系。

关键词：碳期货；能源价格；Granger因果检验

一、 引言

全球气候变化、《京都议定书》已经成为人们关注的重点和焦点问题之一。为了实现《京都议定书》中的承诺，欧盟创建了欧盟排放交易体系（EU ETS），并成为了全球市值最大的碳排放权交易市场，其中最主要的交易所是欧洲气候交易所（ECX），主要交易的品种是2005～2012各年12月交割的碳金融工具EUA合约和CER合约。

在国际气候变化谈判中，欧盟一直是推动气候变化谈判最重要的政治力量,也是在温室气体减排实践工作方面的领导者。这与欧洲特殊的政治、经济、社会、技术、环境等因素是有关的。2003年6月，欧盟立法委员会通过了“排放交易计划（Emission Trading Scheme，ETS）”指令，对工业界排放温室气体设下限额，并且拟创立全球第一个国际性的排污权交易市场。在该交易体系下，人们采用的是总量管制和排放交易的管理和交易模式。其做法是：欧盟及其成员国政府设置一个排放量的上限，受该体系管辖的每个企业将从政府那里分配到一定数量的排放许可额度——欧洲排放单位(EUA)，而所有企业的排放总量不得超过该上限。如果企业能够使其实际排放量小于分配到的排放许可额度，那么它就可以将剩余的额度放到排放市场上出售，以获取利润；反之，它就必须到市场上购买排放权，否则，将会受到重罚。

欧盟碳交易活动的3/4是通过场外柜台交易和双边交易来实现，其中半数以上的场外柜台交易是通过交易所结算交割。目前欧洲有四个交易所参与碳交易，即阿姆斯特丹的欧洲气候交易所、奥斯陆的北方电力交易所、法国的未来电力交易所、德国的欧洲能源交易所。在所有通过交易所结算交割的碳交易量中，欧洲气候交易所的交易量占82%，其全部碳融资合同都是在伦敦跨洲期货交易市场进行电子交易。欧盟排放交易体系运行两年多来，取得了较好的成效。从目前情况看，企业的履约率很高，其中英国的履约率超过99%。在国家层面上，除爱尔兰、西班牙、奥地利、葡萄牙、丹麦外，其他国家都接近于完成目标。在国际碳排放市场的分额中，EUETS在2008年上半年占全球碳交易量的70%，交易额超过300亿欧元。EU ETS无疑已经成为全球最大的碳市场。

在EU ETS正式提出以后，国外有很多学者对EU ETS展开了深入研究。其中Keppler和Bataller(2010)分析了EU ETS碳排放交易体系下的影响因素，通过研究各种能源的每日现货价格，采用VAR模型得出碳价和天然气价格联合作用对电价均衡产生影响，发现现货价格不仅反映其他能源市场及天气情况，而且和EU ETS下的主要经济活动有关。Chevallier（2009）研究了第一阶段欧盟排放体系下的各部门工业生产对CO2排放交易现货价格的影响，从经济活动角度对欧盟碳价变动作出分析，证明碳价不仅反映了能源价格、天其变动，还反映了欧洲排放交易体系规定下的三大部门工业生产活动。

目前，国内对碳排放交易价格方面的研究文献相对较少。其中洪娟和陈静（2010）通过建立VAR模型等方法，对国际主要两种碳排放交易产品（EUA和CER）的期货价格与现货价格之间关系，以及两种商品期货价格之间关系进行了动态研究。认为这两种产品期货价格和现货价格之间均存在长期的均衡关系，并且能够相互影响，国际碳排放权交易期货市场也具有传统商品期货市场价格的特性。魏一鸣和刘兰翠（2008）通过对各种能源和碳的期货价格出发，认为能源价格与碳价之间的长期和短期互动关系都尚未充分显示出来。碳市场上的期货加以尚未完全发挥出价格发现的市场功能，能源价格也尚未成为影响碳价走势的主导因素。

碳价是碳市场发展状况的信息载体和集中体现，碳价的走势是由能源价格、天气状况、有关政府和权威机构的减排政策、碳市场交易商的心里预期甚至CDM和JI的市场状况等因素综合作用而形成的。而能源价格是其中极为重要的一部分，也是反映碳市场是否成熟的直接指标之一。因此，分析能源价格的行情，研究能源价格与碳价之间是否存在互动关系对于探索碳市场的内在运行机制，分析和预测碳价的走势具有不可忽视的重要作用和指导意义。为此，我们将会运用协整理以及Granger因果检验方法，实证考察碳价与能源价格之间的相互关系。

二、 数据选择和研究方法

（一） 数据的选择和说明

大多数的碳期货交易都是在金融交易所里完成的。其中有85%的交易在伦敦的欧洲气候交易所（ECX）完成。其它交易发生在巴黎蓝次（BlueNext）碳交易市场、德国莱比锡欧洲能源交易所（EEEX）和挪威奥斯陆的Nordpol交易所进行。欧盟排放交易体系被分成四个阶段（第一阶段：2005～2007年，第二阶段：2008～2012年，第三阶段：2013～2020年，第四阶段：2021～2028年），其中第二阶段与《京都议定书》的第一阶段承诺期相一致。本文选取了第二阶段中2010年12月份到期的碳期货合约的交易价格。

在能源价格方面，选取了欧洲具有代表性天然气价格、煤炭价格以及电价。在欧洲市场上，英国是天然气最大的消费国，所以采用2010年12月份交割的英国天然气期货价格。煤炭价格是由欧洲能源交易所（EEX）提供的最近月份交割的ARA煤炭期货价格。电价则是欧洲气候交易所（ECX）提供的英国电力期货的价格。石油价格数据选取的是布伦特原油期货的价格。需要指出的是我们已经将所有的价格都换算成美元。其价格走势如图1

（二）实证研究方法

本文主要研究碳期货价格与各种能源价格之间的因果关系，所以将会采用协整理论以及Granger因果检验。

首先、主要采用Engle和Granger提出的协整检验方法，即检验一组变量之间是否存在协整关系等价于检验回归方程的残差序列是否是一个平稳序列，证明变量之间存在协整关系。然后，采用Granger因果检验判断一个变量的变过是否是另一个变量变化的原因。Granger解决了x是否引起y的问题，主要看现在的y能够在多大程度上别过去的x解释，加入x的滞后值是否只解释程度提高。如果x在y的预测中有帮助，或者x与y的相关系数在统计上显著时，就可以说“y是由x Granger引起的”。

三、 碳期货价格与各种能源价格关系的实证分析

考虑到将要检验碳价与各能源价格之间的协整关系，所以先采用ADF方法对各个序列进行平稳性检验。检验结果如表1，结果发现，在显著水平为1%的情况下，各序列都是一阶单整。

从表1中ADF单整检验的结果得知，碳价与各种能源价格之间都是一阶单整的。因此可以利用Engle和Granger提出的协整检验方法，对碳价和各种能源进行协整检验。利用ADF的协整检验方法来判断残差序列是否平稳，进而确定两者之间是否存在协整关系。能源价格与碳价协整模型如下：

EUAt=α+βEt+γAR(1)+μt (t=1，2，3…)

E=COAL, GAS, EL, OIL

注：小括号内为相应的概率

对残差进行的检验结果如表2。

注：显著性水平为1%

检验结果显示，残差序列在显著性水平为1%的情况下均拒绝了原假设，即它们各自的残差序列都是平稳序列。因此碳价和各种能源价格之间都存在一种长期稳定的关系，并且煤价、电价、天然气价格以及石油价格对碳合约价格的影响都是正向的。由于各能源价格与碳价之间存在显著的协整关系，即可以对各组序列进行Granger因果检验，具体判断各种能源价格和碳价之间的因果关系。检验结果如表3

从表3中可以看出，碳价和煤价之间存在单向的因果关系，即碳价是煤价的Granger原因。由此可以说明，虽然煤价并不能引起碳价的变化，但是碳价的变化能够引起煤价的变化，并且两者之间存在显著的长期协整关系。碳市场对煤炭市场的影响在一定程度上已经突显出来。但是，ARA煤炭期货市场成立时间较短，市场还不够成熟，市场交易不够活跃，成交量较小，煤炭价格的走势并没有完全显示出欧洲煤炭的情况，使得煤炭市场于碳市场的影响不够显著。

碳价和电价之间存在双向的Granger因果关系，也就是说碳价和电价之间是相互影响的。根据Granger因果检验，碳价的变动会引起电价的变动，反之亦然。也就是说两个市场之间已经有了显著的影响。这是因为电厂生命周期一般比较长，技术更新的成本较高，所以往往会购买较多的排放权配额，推动碳价上升，电厂为了转移部分购买配额的额外费用，一般也会增加电价。同时，远期电价也受到天然气价格和即期电价的影响，也就说碳价虽然是影响电价的重要因素，但不是唯一的因素，而电价也是影响碳价的一个主要因素。

碳价和天然气价格之间也存在相互的Granger因果关系。这个结果说明了欧洲天然气市场和碳市场之间已经形成了良好的互动机制。这主要是因为，如果天然气价格上涨，将会导致人们转向使用其它更加便宜的能源，进而使得碳排放增加，导致碳排放权需求增加，碳价格也会随之上涨。

但是碳价和石油价格之间不存在显著的Granger因果关系。这说明，在研究期内，石油价格的波动并未影响到碳市场。另一方面，碳价的走势目前还不足以影响石油价格，对石油市场的影响还有很大的扩展空间

四、结论

我们从期货价格出发，研究发现能源价格与碳价之间的存在显著的互动关系。各种能源都与碳价之间存在长期均衡的协整关系。到2010年欧洲碳期货市场已经逐渐成熟，从而促使碳市场交易比较活跃，也使得碳价与能源价格之间的协整关系较为显著。

从Granger因果关系检验结果来看，碳价与煤炭价格、天然气价格以及电价都存在一定程度的因果关系。尤其是与天然气价格和电价都存在双向的因果关系，可以得知天然气价格和电价都是影响碳价的主要因素。然而，碳价与石油价格之间的Granger因果关系并不明显。这是因为影响石油价格的因素众多，同时碳市场和石油市场一样，其价格波动主要石油是由事件驱动，因此两个市场的传导机制还没有有效的建立。

通过实证研究，我们看到，碳市场已经基本与各个能源市场形成了良好的互动关系，欧洲碳期货市场也在逐渐步入成熟。然而在2009年12月召开的哥本哈根气候大会上，各个国家之间并没有形成有个具有法律效力的协议，这使得人们对碳市场预期有了更大的不确定性。当然，碳市场还存在市场交易还不够自由，政府干预过多，市场交易主体太少等缺陷。所以，对于碳市场这样一个新兴的市场，还应该不断完善市场交易制度，最大限度地减少非市场因素的干扰，促使碳市场形成一个稳定的内在价格形成机制。

参考文献：

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