巨灾情境下石油价格冲击的宏观经济动态效应研究

摘 要：本文构建一个包含石油价格因素的动态随机一般均衡（DSGE）模型，通过将石油消费分别引入家庭部门与厂商部门，研究石油价格、消费偏好及生产技术等外生变量对我国宏观经济及石油类消费品的动态影响。研究表明：（1）石油价格下降对经济增长具有一定的负效应；巨灾情境下的石油价格暴跌，其对宏观经济的负面作用极大。（2）石油价格下降能够在短期内提升家庭与厂商的石油消费量，对家庭非石油消费的影响相对较小，中长期内对三者的影响均不显著；石油价格暴跌对石油消费具有显著的正效应，对家庭非石油消费表现为负效应。（3）生产技术改善对经济增长具有正效应，同时提升家庭与厂商的总消费水平；巨灾情境下生产技术的大幅下降导致宏观经济的下滑速率较石油价格暴跌相对平缓，且使得石油总消费量也出现相对匀速的下降。（4）短期内石油消费受到石油价格的影响较大，而中长期内生产技术决定了石油消费的总体规模。

关键词：巨灾情境；石油价格；宏观经济；石油消费；DSGE模型

中图分类号：F830 文献标识码：A 文章编号：1674-2265（2017）07-0019-08

一、引言及文献回顾

21世纪以来，我国石油进口规模逐年攀升，2013年，我国首次超越美国成为全球第一大石油进口国，截至2015年，我国石油进口依存度已接近60%，石油消耗量达到5.19亿吨，而国内原油产量仅为2.11亿吨。具体来讲，我国石油消费主要包括两个方面：一是石油工业消费，主要作为石油燃料、石油溶剂、化工原料、石油沥青以及润滑剂等；二是石油家庭消费，主要用于汽车消费。据公安部统计，截至2016年末，我国汽车保有量达到1.94亿辆。并且随着我国城镇化进程的不断推进，汽车需求在未来数年仍将保持快速增长，家庭石油消费在石油需求中的比重将不断上升。总体来讲，随着我国工業总产值的持续上升，石油消费需求和石油价格对我国宏观经济波动的影响将日趋明显，同时，由于石油家庭消费的重要性日渐突出，将石油需求划分为石油工业需求和石油家庭需求，分别探讨两种形式下石油价格波动对宏观经济的影响，将有助于我国宏观经济政策的制定更具有针对性和时效性，从而能够更为有效地防御国际石油价格波动对我国经济的影响。

近年来，国际油价持续暴跌，跌幅达到75%以上（2014年7月—2016年2月），原油库存上升至历史高位。油价的暴涨暴跌严重不利于宏观经济的正常运行。一方面，石油作为一种重要的工业原料，其价格的大幅波动扰乱了石油工业自身的运行周期，进而向整个宏观经济传导；另一方面，石油具有较强的金融属性，其价格的不稳定必将引起全球资本市场的大幅震荡，进而影响大宗商品价格乃至宏观经济的正常运行。应如何应对国际油价暴跌向国内经济的不利传导，如何削弱其对我国宏观经济的冲击，并制定有效的政策措施？基于以上问题，本文采用动态随机一般均衡方法，探究并量化国际原油价格暴跌对我国宏观经济的动态效应，进而提出相应的政策建议。

参考Segal（2007）以及 Kilian（2010）的研究，可知石油价格主要通过两种途径对宏观经济产生影响：第一，从供给层面来看，油价上涨导致相关企业采购成本上升，进而导致产出规模下降，经济增长放缓，同时也会引起产业结构出现调整，结构性失业出现，宏观经济景气度下降。第二，从需求的层面来看，油价上涨提升社会的总体通货膨胀水平，进而使得居民实际收入下降，总消费出现萎缩，同时，油价上升也会引起居民对石油类消费品（如汽车）的需求降低，降低其风险偏好程度，“谨慎性储蓄”规模上升。

关于石油价格冲击对宏观经济影响的相关研究，较早的有Rasche和Tatom（1981） 、Bruno和Sachs（1982）等通过假定石油价格持续性上涨，探究其对宏观经济的动态效应；之后，Hamilton（1983）、Bernanke等（2001）基于二战后的石油价格波动数据，分析油价变动与美国宏观经济的相关性，并得出油价波动对宏观经济的影响是不对称的；Haltiwanger（2001）研究石油价格冲击对宏观经济波动的影响，结论显示石油冲击能够解释就业波动的20%—25%；Hamilton（2003、2009）、Segal（2007）从货币渠道研究石油价格对宏观经济的影响，研究结果显示，油价波动通过两个方面影响经济状态：一是油价高企使得通货膨胀水平上升，进而导致实际货币量下降，实际利率上升，对宏观经济产生负效应；二是政府部门采取的紧缩货币政策应对通货膨胀，导致油价上涨对宏观经济的冲击进一步加强等等。另外，部分学者基于中国的经济数据研究油价波动对我国宏观经济的影响，如Faria等（2009）研究国际油价波动与我国出口之间的关系；Du等（2010）基于宏观经济数据，分析1995—2008年间国际油价与我国经济之间的相关关系等等。

国内关于石油价格冲击对宏观经济影响的研究相对较晚。如贺茉莉和孙玉妮（2008）基于AS-AD分析框架，研究国内油价调整滞后情况下，政府可采用的前瞻性调节策略；高东胜（2011）、吴振信等（2011）均采用VAR模型，研究油价波动对我国通货膨胀水平以及经济增长的影响。张大永和曹红（2014）分别从短期和长期两个时间维度分析国际油价对我国经济增长的影响，研究发现，短期内国际油价对我国经济增长的作用机制是单向的，长期内国际油价对我国经济的影响存在非对称性特征，油价上涨对宏观经济的影响程度远远超过油价下跌时的影响等等。

本文的组织结构为：第二部分构建和求解了包含石油价格冲击的动态随机一般均衡（DSGE）模型；第三部分为模型参数的校准；第四部分利用脉冲响应函数分析不同冲击源对各宏观经济变量的动态效应，并总结其传导机制；第五部分考察巨灾情境下不同冲击源的宏观经济动态效应以及方差分解；第六部分给出结论，并提出相应的政策建议。

二、模型构建

本文在动态随机一般均衡框架下，将石油分为石油类消费品和石油类生产原料分别引入家庭部门和厂商部门，同时石油价格也以随机变量的形式进入代表性家庭和厂商的最优化问题中，目的是研究石油价格冲击对中国宏观经济的动态影响。本文模型由代表性家庭和代表性厂商两个部门构成。其中，家庭在每一期消费两类消费品：石油类消费品和非石油类消费品，同时向厂商提供劳动和私人资本，以获得工资报酬和资本租金；厂商利用劳动、资本和石油类生产原料进行生产。endprint

（一） 代表性家庭

假定经济体中包含无数个同质的家庭，且能够生存无穷期，家庭每一期在预算约束下选择非石油类消费品[Ct]、石油类消费品[Ot]、劳动供给[Nt]和投资[St+1]以使得其一生效用达到最大化。假设效用函数采用CRRA效用形式，则代表性家庭在每一期规划其消费与劳动供给以最大化一生效用，即：

[maxCt，Nt，Ot，St+1E0t=0∞βtξt（CγtOt1-γ）1-θ11-θ1-ηNt1+θ21+θ2] （1）

其中，[E0]表示基于[0]期信息形成的条件期望算子；[0<β<1]，表示主观贴现率；[θ1]表示家庭消费的相对风险规避弹性；[θ2]表示家庭劳动供给的跨期替代弹性；[η]表示劳动相对于消费的权重； [Ct]代表[t]期代表性家庭消费的非石油类产品；[Ot]代表[t]期代表性家庭消费的石油类产品；[γ]表示代表性家庭在非石油类消费品和石油类消费品之间的权衡值；[Nt]表示[t]期代表性家庭的劳动供给；[ξt]表示[t]期代表性家庭的消费偏好冲击，是一个随机变量，假定其服从AR（1）过程，即：

[logξt+1=1-ρξlogξ*+ρξlogξt+εξt+1]，

[εξt+1?N（0，σ21）] （2）

在第[t]期家庭的预算约束为

[Ct+St+1+PtOt=1+rtSt+WtNt] （3）

其中，[Pt]表示[t]期的石油类产品的价格。

求解代表性家庭的效用最大化问题，可得一阶条件与横截性条件如下：

[λt=ξtCγ（1-θ1）-1tO（1-γ）（1-θ1）t] （4）

[ηNtθ2=ξtWtCγ（1-θ1）-1tO（1-γ）（1-θ1）t] （5）

[λtPt=ξtCγ（1-θ1）tO（1-γ）（1-θ1）-1t] （6）

[ξtCγ（1-θ1）-1tO（1-γ）（1-θ1）t=βEtξt+1Cγ（1-θ1）-1t+1O（1-γ）（1-θ1）t+1（1+rt+1）]

（7）

[limEtβt+jλt+jSt+j=0] （8）

其中，[λt]为约束条件（3）式的拉格朗日乘子，式（4）的右边代表家庭[t]期消费的边际效用。式（5）为消费与劳动的Euler方程，表示[t]期家庭劳动所带来的边际损失等于消费所产生的边际效用。式（6）为非石油类消费品与石油类消费品的Euler方程。式（7）反映家庭消费的最优规划，即[t]期消费的边际效用等于[t+1]期消费所带来效用的贴现值。式（8）为家庭效用最大化需满足的横截性条件。

（二） 代表性厂商

在完全竞争的市场中，厂商均是同质的，每个厂商具有相同的技术条件。代表性厂商通过租借私人资本和劳动，并利用石油类生产原料进行生产，则柯布—道格拉斯生产函数的具体形式如下：

[Yt=AtKα1tNtα2（PtOt）α3] （9）

其中，[α1>0]，[α2>0]，[α3>0]，并且[α1+α2+α3=1]；[Yt]表示[t]期的产出； [Kt]表示[t]期的资本存量； [Nt]表示[t]期的劳动投入；[At]表示[t]期外生的技术水平，是一个随机变量，假定其服从AR（1）过程，即：

[logAt+1=1-ρAlogA*+ρAlogAt+εAt+1]

[εAt+1?N（0，σ22）] （10）

其中，[A*]表示技术水平的稳态值，[εAt+1+∞t=0]是白噪声过程。

本文引入一个新的冲击，即石油价格冲击[Pt]，是一个随机变量，假定其服从AR（1）过程，即：

[logPt+1=1-ρPlogP*+ρPlogPt+εPt+1]，

[εPt+1?N（0，σ23）] （11）

厂商的资本积累方程为：

[Kt+1=It+1-δKt] （12）

其中，[δ]表示资本的折旧率，[It]表示[t]期的投资。

厂商在[t]期需要支付家庭的工资[Wt]、资本租金[rt]、承担资本折旧率[δ]，所以利润最大化问题可表达为：

[maxKt，Ntπt=Yt-WtNt-（rt+δ）Kt] （13）

求解该最优化问题，可得如下关于[Kt]和[Nt]的最优一阶条件：

[rt=α1AtKα1-1tNtα2（PtOt）α3-δ] （14）

[Wt=α2AtKα1tNtα2-1（PtOt）α3] （15）

（三） 市场出清

当市场达到出清状态时，有以下等式成立：

[St=Kt] （16）

[Ct+It+PtOt=Yt] （17）

（四） 均衡系统

給定经济中家庭消费偏好、厂商技术水平和资源约束、状态变量[Ct-1，Kt-1，N?，At-1，Ot-1]，以及偏好冲击、技术冲击及石油价格冲击[ξt，At，Pt]，当经济达到均衡状态时，代表性家庭实现效用最大化、代表性厂商实现利润最大化，并且消费品市场、资本市场以及劳动力市场均出清。

（五） 巨灾情境的引入

参考Barro（2006）、陈国进等（2014）的研究，假定巨灾情境下灾难性事件对宏观经济的冲击分别作用于生产技术及石油价格方面，即巨灾冲击不仅对人力资源配置、专利技术等无形资产构成影响，也必将导致石油供给与需求的剧烈变化，进而对石油价格产生影响，具体设定为：

[logAt+1=（1-χ1）1-ρAlogA*+ρAlogAt+εAt+1]

[εAt+1?N（0，σ22）] （18）endprint

[logPt+1=（1-χ2）1-ρPlogP*+ρPlogPt+εPt+1]

[εPt+1～N（0，σ23）] （19）

其中，[χ1、χ2]分别表示巨灾情境下生产技术水平与石油价格的变动比例。

三、模型参数的校准

本文参数结合中国宏观经济真实数据和已有文献的研究进行校准选取。

（一）消费和劳动供给的相对风险规避系数[θ1]和[θ2]

黄赜琳（2005）根据居民消费行为建立计量模型，估算出消费的相对风险规避系数取值范围为0.7—1.0，本文的校准结果为[θ1=0.84]。胡永刚和郭新强（2012）基于效用函数形式和稳态平衡路径校准得到[θ2]的取值为2或者3，根据本文效用函数形式的设定，校准得到[θ2=3]。

（二）劳动相对于消费的权重[η]、家庭在非石油类消费品和石油类消费品之间的权衡值[γ]

采用武晓利和晁江锋（2014）的估算方法，从社会计划者的角度求解家庭效用最大化问题，可得[η]的取值为0.45；参考柳明和宋潇（2013）的研究，权衡值[γ]校准为0.75。

（三）资本折旧率[δ]与效用贴现因子[β]

国外的相关研究对资本折旧率的估计值一般在0.1左右，基于中国的宏观经济数据及产业结构特征，参考黄勇峰和任若恩（2002）对我国制造业折旧率的估计值0.17，本文校准为0.11。本文根据1979—2015年的CPI指数数据进行估计，可得贴现因子[β]取值为95%。

（四）技术水平均衡值的[A*]、劳动供给[N*]以及资本产出弹性、劳动产出弹性和石油类生产原料产出弹性[α1、α2和α3]

技术水平只存在水平效用，没有波动影响，本文校准为1。根据Hansen（1985）的不可分劳动模型，由于我国的8小时工作制以及双休日制度均与美国情况类似，故[N*]校准为0.34。参考孙宁华和江学迪（2012）的研究，三种弹性系数的取值分别校准为[α1=0.40]、[α2=0.45]、[α3=0.15]。

（五）生产技术冲击、消费偏好冲击及石油价格冲击的一阶自回归参数[ρξ、ρA和ρP]

由于四种冲击在两期之间均存在一定的连续性，尤其是生产技术冲击的连续性更强，参考黄赜琳（2005）、李春吉等（2010）以及陈国进等（2014）的研究，将其分别校准为[ρξ=0.75]、[ρA=0.85]和[ρP=0.75]。

从三个方面分析包含家庭石油消费与厂商石油消费的双重因素DSGE模型中宏观经济的动态效应：一是基于近期国际原油价格暴跌的特定事实，分析负向的石油价格冲击对宏观经济的影响；二是考虑到生产技术水平在宏观经济中的重要性，分析正向的技术冲击在该经济体中的动态影响；三是基于我国经济转型期间消费偏好的显著变化，研究正向的消费偏好冲击对宏观经济的动态效应，并在上述分析的基础上，分别阐述其相应的传导机制。

（一）石油价格的宏观经济动态效应及传导机制分析

图1描述了1%单位负向的石油价格冲击下各宏观经济变量的动态变化路径。可以发现，产出在冲击发生当期立即负向偏离，之后快速反弹，第2期达到负向偏离的最大值，随后逐步回归，大约在11期回归到初始状态；企业投资与居民就业均在短期偏离均衡值之后快速恢复，两者受到石油价格的影响相对较小；家庭非石油消费在冲击发生的当期立即负向偏离初始状态，第2期后开始向初始状态回归，大约在8期左右回归到初始状态；家庭与厂商石油消费在冲击发生后立即达到正向偏离的最大值，之后向初始状态回归，约在18期左右回归到初始状态。

通过脉冲响应变化分析，可知动态效应的传导机制如下：（1）石油价格下跌短期内削减企业投资动力，使得产出规模出现一定程度的回落，同时居民就业在短期上升之后也快速下降；（2）由于挤出效应的存在，石油价格下降带动家庭石油消费量显著上升，非石油消费快速下降，同时厂商石油消费在短期内也出现明显上升。

（二）生产技术的宏观经济动态效应及传导机制分析

图2描述了1%单位正向的技术冲击下各宏观经济变量的动态变化路径。可以发现，产出规模从第2期开始正向偏离初始状态，并分别在第5期和第6期达到正向偏离的峰值，之后缓慢向初始状态回归，并在35期左右回归到初始状态；投资和就业在冲击发生的当期小幅上升，并在第2期快速达到正向偏离的峰值，之后逐步向初始状态回归，分别在20期和25期回归到初始状态；家庭非石油消费、家庭石油消费及厂商石油消费立即正向地偏离初始状态，在第3期急速正向偏离，并在第7期附近达到正向偏离的峰值，之后缓慢地向初始状态回归，大约在38期左右回归到初始状态。

通过脉冲响应变化分析，可知动态效应的传导机制如下：（1）生产技术改善必然带动企业生产效率的提升以及边际产出的增加，从而使得企业资本积累上升，并刺激企业的进一步投资和总体就业水平的改善；（2）生产技术改善在提升企业生产规模的同时，也促进企业盈利水平的进一步上升，从而使得居民财富不断增加，总消费水平（石油消费和非石油消费）出现显著好转。

（三）消费偏好的宏观经济动态效应及传导机制分析

图3描述了1%单位正向的偏好冲击下各宏观经济变量的动态变化路径。可以发现，产出规模在冲击发生的当期立即正向偏离初始状态，之后快速回归，第三期已经负向偏离初始状态，并在第6期达到负向偏离的低谷，然后缓慢回归，约 20期回到初始状态；企业投资立即负向偏离初始状态，第2期快速向初始状态回归，之后回归速度相对放缓，在第7期达到初始状态；就业在冲击发生时立即达到正向偏离初始状态的最大值，之后向初始状态逐步回归，并在15期左右回归到初始状态；家庭非石油类消费品和石油消费及厂商石油消费均立即正向偏离初始状态，之后快速回归，并持续下降，均在第7期附近达到负向偏离的低谷，之后逐步回归，在20期左右回归到初始状态。endprint

通过脉冲响应变化分析，可知动态效应的传导机制如下：（1）消费偏好上升刺激通货膨胀回暖，进而使得企业原材料采购成本上升，导致其产出规模下降以及再投资积极性下降；（2）通货膨胀初期的宏观经济一般保持繁荣状态，故居民就业水平在短期内维持较高水平，随着通货膨胀水平的不断攀升，厂商投资规模下滑明显，就业也出现显著下降；（3）消费偏好的上升拉动家庭的总体消费水平，故家庭的石油消费与非石油消费均在短期内保持较高水平，随着通货膨胀水平的上升，家庭收入缩水以及就业水平下降，使得总消费水平（石油消费与非石油消费）出现回落；厂商石油消费高位回落更多地受到企业产出规模变动的影响，两者基本保持相同趋势状态。

五、巨灾情境模拟及方差分解

基于近期国际原油持续暴跌的特征事实，本部分主要分析巨灾情境下石油价格冲击与生产技术冲击对厂商生产、投资、居民就业以及家庭与厂商石油消费的动态效应。假设巨灾情境下石油价格与生产技术水平下跌幅度分别达到15%与30%两种情形。最后，简要探讨三种冲击源对石油类消费品波动的贡献比例。

（一）巨灾情境下石油价格冲击的动态效应

图4描述了巨灾情境下石油价格分别下降15%与30%对宏观经济以及石油类消费品的影响。由图4可以看出：（1）从对宏观经济的影响来看，石油价格下跌15%对企业产出规模、企业投资以及居民就业的影响相对较小；然而，当石油价格下跌幅度达到30%时，产出规模出现大幅回落，且在中长期均保持较低的水平，同时，企业投资水平也出现一定程度的下降；这反映出石油价格维持在合理区间并不会导致宏观经济的大幅波动，而石油价格暴跌对经济的负效应是非常显著的。（2）从石油行业消费来看，石油价格下降15%对家庭非石油消费的影响相对较小，而从中长期能够有效提升家庭与厂商的石油消费水平；当价格下降达到30%时，家庭非石油消费出现显著下降，且在长期内均保持较低水平，同时，家庭与厂商石油消费大幅增加，且在长期内保持较高水平。

基于上述分析，可得出以下几点结论：（1）石油价格暴跌对宏观经济的负面作用极大，特别是对于企业产出规模的影响。（2）石油价格的小幅下降并不能够带动家庭消费观念的转向，从而使得家庭非石油消费仍保持原有水平。（3）石油价格暴跌对家庭非石油消费的影响显著，这反映出家庭石油消费观念会随着石油价格的持续下降而发生变化。（4）石油价格对家庭和厂商石油类消费的影响是非常显著的，价格下降15%与30%均导致石油消费的快速上升，且影响的持续性不断加大。

（二）巨灾情境下技术冲击的动态效应

图5描述了巨灾情境下生产技术水平分别下降15%与30%对宏观经济以及石油类消费品的影响。由图5可以看出：（1）从对宏观经济的影响来看，生产技术水平的下滑对企业产出的影响较为明显，对企业投资的影响不显著，同时导致居民就业的波动进一步加大，且就业总体水平出现较大幅度的下滑，且随着生产技术下降幅度的增大，使得宏观经济下滑速率较石油价格冲击更为平缓。（2）从石油行业消费来看，生产技术下降使得家庭非石油消费、家庭与厂商石油消费均出现一定幅度的回落，这反映出企业生产技术的下滑导致居民就业水平的下降以及家庭财富的缩水，从而使得家庭总体消费下降，同时厂商利润水平的缩减导致厂商石油消费量也出现回落。

（三）方差分解

表2给出了不同冲击源对石油消费波动的贡献比例。可以看出，第1期石油价格冲击对石油消费的影响最为明显，达到86.74%，偏好冲击与技术冲击的影响相对较小；随着时间的推移，第5期技术冲击对石油消费波动的贡献比例大幅提高，并超过石油价格对石油消费的影响，偏好冲击的作用更加微弱；推进至第10期和第20期，技术冲击对石油消费波动的影响持续上升，分别达到82.01%与87.02%，而偏好冲击和石油价格冲击的贡献比例持续下降。总体而言，石油价格对石油消费的影响表现为短期性特征，生产技术对石油消费波动具有中长期影响，偏好冲击的作用不显著。

六、結论与政策建议

本文构建一个包含石油价格因素的动态随机一般均衡（DSGE）模型，通过将石油消费细分为家庭石油消费与厂商石油消费，并分别引入到家庭和厂商的最优规划中，研究石油价格、消费偏好及生产技术等外生变量对我国宏观经济以及家庭与厂商石油消费的动态影响。研究表明：（1）石油价格短期内对产出具有一定的负效应，对投资以及就业的影响较小；然而，随着石油价格的暴跌，其对宏观经济的负面作用极大，特别是对于企业产出规模的影响表现出显著的持续性。（2）石油价格的下降能够在短期内提升家庭与厂商的石油消费量，对家庭非石油消费的影响相对较小，且从中长期来看，对三者的影响并不显著。然而，石油价格的暴跌使得家庭非石油消费快速下降，家庭与厂商石油消费大幅上升，且均表现出明显的持续性。（3） 生产技术水平的提高对厂商产出、投资和就业均具有正效应，且同时提升家庭的总消费水平（石油消费与非石油消费）以及厂商的石油消费。巨灾情境下生产技术水平的下降导致宏观经济的下滑速率较石油价格暴跌相对平缓，且使得家庭与厂商的石油消费也出现相对匀速的下降。（4）消费偏好的提升仅对产出规模、企业投资以及居民就业存在短期的刺激作用，且对家庭非石油消费、家庭与厂商石油消费的影响相对较小。（5）基于方差分解结果，短期内石油消费受到石油价格的影响较大，而中长期内生产技术决定了石油消费的总体规模。

本文结论为研究国际原油价格暴跌对宏观经济以及石油消费的影响提供了一定的理论支持。虽然生产技术创新是宏观经济持续增长以及石油需求的根本动力，但不能仅限于此。在全球石油价格暴跌的宏观背景下，研究石油价格变动对宏观经济与石油消费的影响显得尤为重要。鉴于此，在本文的研究基础上，提出以下几点建议：第一，在充分发挥市场定价功能的基础上，面对油价的非理性波动，应加强政府的价格调控力度，保持能源价格的稳定性；第二，作为石油消费大国，我国政府应加大技术研发投入，积极提升能源的利用效率，同时鼓励企业开发可替代能源；第三，积极宣传推广新能源的使用，改变企业原有的传统生产方式以及家庭的消费观念，降低对石油等化石能源的依赖。endprint

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