基于eviews软件度量石油价格对碳排放的影响

魏瑞娟

（天津大学 管理与经济学部，天津 300072）

全球气候变暖不仅影响着人们的日常生活还影响着世界经济的可持续发展，为此世界各国都在致力于寻求节能减排的方法。化石能源燃烧产生的温室气体占人类温室气体排放总量的80%[1]，可认为全球气候变暖的主要原因可归咎于化石燃料的燃烧[2]。石油作为化石能源的主导产品，其消耗量占全球化石能源消耗总量的40%。因此，要控制碳排放实施碳减排，明确石油价格对碳排放的具体影响显得尤其重要。为降低全球温室气体排放量，联合国政府组织早于1997年制定了《京都议定书》，为碳减排开拓了一种新型的市场化途径，并希望通过碳市场价格来控制全球碳排放量。由此，认为碳市场的建立对碳排放量具有一定的控制作用。并且，石油价格已经被证实是影响碳市场价格波动的显著因素[3-5]。由此，在分析石油价格对碳排放的影响时，就需考虑碳市场引入的情况下，石油价格通过碳市场价格对碳排放的间接影响。因此，采用了eviews软件可从两个方面拟合和度量了石油价格对碳排放的影响：一是石油价格作为影响因子对碳排放的直接影响；二是引入碳市场时，石油价格通过作用于碳市场价格对碳排放的间接影响。并重点拟合了石油价格通过对碳排放的间接影响。

1 样本数据说明

1.1 样本数据来源

论文旨在研究石油价格、碳价、碳排放间的影响机制，涉及指标变量说明及来源如下：

目前，国际上石油价格的常用变量有布伦特原油（Brent）和美国西德克萨斯轻质原油（WTI），但WTI易受到当地供需影响。因此，选取Brent离岸价格作为石油价格的代表变量。

欧盟创建的碳排放交易体系（EUETS）配额的市场价值占全球碳市场价值的80%以上[6]。并且EU ETS第一阶段（2005.4-2007.12）碳价与石油价格间不存在协整关系[4]，因此采取EU ETS第二阶段期碳现货价格作为碳价的代表变量。

EU ETS的参与者为欧盟各国，选取欧盟历年二氧化碳排放量作为碳排放的代表变量。依据碳排放的主要贡献者是经济产出[7]，可将年度碳排放转化为月度数据，转化公式：C=Cy其中C为月度碳排放，Cy为y年碳排放，GDPym为y年m月国民生产总值，GDPy为第y年国民生产总值。汇总本文所用变量如表1所示。

表1 变量含义及来源Tab.1 M eaning and source of variables

1.2 数据描述性分析

通过eviews可计算石油价格、碳价与碳排放之间的pearson相关系数绝对值（如表2）。由表2可看出碳排放、石油价格及碳价三者之间均存在一定相关性。比较而言，石油价格与碳排放间的相关性最低，碳价与碳排放间的相关性最高，而石油价格同碳价之间的也存在较高的相关性。通过相关系数间的简单运算，可得到引入碳市场时，石油价格与碳排放的间接相关系数（0.47×0.58=0.27）要高于石油价格与碳排放的直接相关系数（0.24）。因此，在分析石油价格对碳排放的影响时，有必要考虑碳市场引入的情况下，石油价格通过作用于碳价对碳排放的间接影响。在进行石油价格对碳排放影响的实证分析时，分两方面：一是不考虑碳市场，石油价格对碳排放的直接影响；二是考虑碳市场，石油价格对碳排放的间接影响。

表2 碳排放、碳价与石油价格间的pearson相关系数Tab.2 Pearson correlation coefficients between variables

2 石油价格对碳排放的直接影响

由变量间的pearson相关系数已知，石油价格与碳排放间存在相关关系，可通过回归方程分析在不考虑碳市场时，石油价格对碳排放的直接影响。取石油价格和碳价每月15日（若遇节日向后顺延）的收盘价为其月度价格，分别记为、。运用eviews对碳排放、石油价格及碳价月度数据做单位根（ADF）平稳性检验，检验结果如表3所示。

表3 碳排放与石油价格和碳价的ADF平稳性检验结果Tab.3 Results of ADF stationary test on each variable

由表3可得，碳价是平稳序列，尽管碳排放与石油价格序列均不平稳，但一阶差分后平稳，符合协整检验的条件，可建立石油价格与碳排放间的协整模型，具体回归结果如下：

对回归方程的残差做ADF检验，发现其为平稳序列，认为上述回归结果有效。说明在不考虑碳市场的情况下，碳排放与石油价格之间存在长期均衡关系。但式（1）模型的拟合优度值不到60%，F统计量的值仅为2.89。因此得到在无碳市场介入的情况下，石油价格对碳排放的这种影响机制偏弱，模型整体的拟合效果不佳，这与上文中石油价格与碳排放相关系数偏低一致。由P值可知，在10%显著性水平下，尽管本期石油价格对本期碳排放的影响不显著，但上期石油价格却对本期碳排放具有较显著的负向影响，说明石油价格对碳排放的影响具有一定的滞后效应。整体而言，在不引入碳市场的情况下，石油价格对碳排放控制能力偏弱（影响系数越小，控制力越弱），且具有一定滞后性。

3 石油价格对碳排放的间接影响

所谓石油价格对碳排放的间接影响，是指在分析石油价格对碳排放的影响时，首先分析石油价格对碳价的影响，然后结合碳价对碳排放的影响，最终得出石油价格对碳排放的影响机制。

3.1 石油价格对碳价的影响

1)协整检验

表3检验结果表明碳价与石油价格均服从I（1），符合协整检验的前提，可建立碳价与石油价格间的固定参数协整模型2。对固定参数协整方程的残差进行ADF检验，结果如表4所示，由表可知在5%显著性水平下，石油价格与碳价之间不存在显著的协整关系，因而固定参数协整不能刻画二者间的长期均衡关系。因此，将采用状态空间模型来描述石油价格与碳价之间时变参数的均衡关系。

2）状态空间模型

状态空间模型形式如下[8]：

测量方程：CPt=α+βt×Bt+εt

表4 残差的ADF平稳性检验结果Tab.4 Results of ADF stationary test on errors

将变量代入式（2），采用时变参数的协整关系来刻画碳价与石油价格之间的长期均衡关系，运行eviews相关程序，可得与之间的状态空间模型结果如表5所示。

表5 石油价格与碳价间的状态空间模型结果Tab.5 State spacemodel between oil price and carbon price

对该模型测量方程残差做行ADF检验（见表4），由表可知在5%显著性水平下，测量方程残差为平稳序列，说明石油价格与碳价间存在时变参数的协整关系，可采用状态空间模型进行建模从表5可看出，各项参数Z检验值均通过检验，说明模型是有效的。同时可得模型拟合优度R2为0.94，说明模型实现较好的拟合。状态空间模型的表达式如下：

测量方程：CPt=10.77+βt×Bt+εt

状态方程：βt=-0.021 6×βt-1+μt（3）

根据状态空间模型结果，可生成状态变量序列，得到石油价格作用于碳市场价格的时变参数运动轨迹图，如图1所示。

图1 石油价格与碳价回归所得状态变量Fig.1 State variable of regression between oil price and carbon price

图1表明石油价格对碳价波动存在时变影响，且影响程度呈不断回落的趋势。具体而言：

1）状态序列在 [-0.075,0.179]之间变化，平均效力为0.064，石油价格对碳价的影响基本为正向。这种正向关系基本符合国际石油市场与有效碳市场的内在传导机制；

2）状态序列呈现不断递减的趋势，表明石油价格对碳价的影响效力处于不断减小的趋势。这与近几年欧洲能源结构的变化情况一致，欧洲在2009年时石油的消费比重下降了近3个百分点；

3）状态序列在2009年和2012年分别出现负值，与常识并不相符。主要原因在于受美国次贷危机和欧洲金融危机的影响，欧盟的经济发展明显受挫，对碳排放的需求急剧下降。因此，此时的碳市场价格已经不能反映正常情况下欧盟对碳排放的需求，碳市场价格机制已经失效。

3.2 碳价对碳排放的影响

已知碳价与碳排放间具有较高的相关系数，可分析碳价对碳排放的具体影响。由表3的ADF检验结果可知碳价和碳排放序列符合建立协整关系的条件。eviews具体方程如下：

对模型的残差进行ADF检验，发现其为平稳序列，认为碳排放与碳价之间存在长期均衡的关系。式（4）模型的拟合优度高达98%，F统计量值达19.14，说明模型整体拟合效果优良，碳价对碳排放具有显著的影响。由P值可看出，在10%显著性水平下，无论是本期碳价还是上期碳价均对本期碳排放存在显著的负向影响。具体而言，当本期碳价升高一单位时，会带来本期碳排放降低0.225个单位；当上期碳价升高一单位时，会带来本期碳排放降低0.248个单位。整体而言，若碳价提升一单位，所带来的碳排放降低量将会近0.47个单位。碳价对碳排放的影响效果要显著高于不考虑碳市场时石油价格对碳排放的直接影响。

3.3 石油价格对碳排放的间接影响

结合上文已知，在长期均衡状态下，石油价格对碳价的平均影响力为正，影响系数为时变的β；碳价对碳排放的影响为负向，整体影响系数为0.47。将三者间的影响关系相结合，得到长期均衡状态下，石油价格的上涨会使碳排放降低，具体传导机制为：石油价格上升—碳价上升—碳排放减少。同时依据石油价格对碳价的影响系数（β）和碳价对碳排放的影响系数（0.47），得到在考虑碳市场时，石油价格对碳排放的间接影响系数为β×0.47。

为了进一步比较石油价格对碳排放的直接和间接影响力的大小， 可求解不等式方程 β×0.47＞0.055， 解得 β＞0.118。由前文研究结果已知石油价格对碳价的影响系数在[-0.075,0.179]之间变化，因此可以得到当石油价格对碳价的影响系数大于0.118时，石油价格通过影响碳价对碳排放的间接影响效力将高于石油价格对碳排放的直接影响效力。

结合图1，发现2008—2009年金融危机之前，石油价格对碳价的影响力基本在0.118以上，说明此时段下，碳市场的建立可增强石油价格对碳排放的影响能力，可更好的实施碳减排。此时段下，欧盟经济体系发展良好，碳市场几乎不受外界干扰，市场交易活跃，碳价基本反映了市场的供需情况，可代表运行机制较为成熟的市场阶段，称之为有效碳市场。

观察除2008—2009年金融危机之前的其他时段，碳市场均受到了外界因素的干扰，使碳市场运行机制失效。其中2009年受美国金融危机的影响，欧盟经济逐渐萧条，导致碳排放需求明显下降，碳价趋近零；2010年欧盟碳市场接连出现增值税欺诈、循环买卖CER等不利因素，使碳市场一度处于停滞状态[9]。2011年碳市场运行虽有所改观，但年底受欧洲金融危机影响，使碳价失效趋近零。

通过分析得到，石油价格既可通过直接影响又可借助碳市场间接影响碳排放。长期而言，石油价格对碳排放的直接和间接影响均为负向。然而只有当碳市场有效时，石油价格通过碳价对碳排放的影响力才会增强。

4 结论

通过实证研究得出，石油价格对碳价波动和碳排放存在长期协整关系，这与以前学者的研究结论相一致。通过对比石油价格对碳排放的直接影响及间接影响，得出石油价格对碳价的影响系数高于0.118时（碳市场有效阶段），引入碳市场会增强石油价格对碳排放的影响力，说明在石油市场减排的实施中建立碳市场是必要的。因而当碳市场运行有效时，碳市场的减排途径就可体现在两个方面，一是通过碳市场价格来控制各参与国碳排放量的需求，从而实施减排；二是通过碳市场价格，增强石油价格对碳排放的影响力，从而通过石油价格的微小上升，控制碳排放，实施减排。作为世界最大的温室气体排放国，我国应借鉴国际碳市场建立和运行的经验，建立适合本国体制的碳市场。尽量减少碳市场的外界干扰因素，并不断完善碳市场的运行机制，争取早日实现减排目的。

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