汇率能够预测石油价格吗?——关于石油价格与汇率关系的实证分析

(武汉大学经济与管理学院 湖北 武汉 430072)

一、引言

石油作为基础性资源，使用于生产生活的方方面面。钢铁、塑料、橡胶等各个领域都离不开石油。同时，随着石油资源的逐渐枯竭，石油的稀缺性逐渐体现，石油产量与价格的波动性不断增加。08年金融危机后，石油价格和美元汇率之间反向变动的关系受到了很多的关注。对于石油价格预测的研究，无论是对于投资都还是经济的平稳发展都具有极其重大的意义。

尽管对包括石油在内的大宗商品价格的准确预测对于通胀的控制和生产计划的制定具有重要意义，大宗商品价格具有极强的波动性从而难以被预测。若是建立一般的宏观经济模型，考虑包括利率、产出、货币供给、汇率等多种宏观基础变量，又难以解决内生性问题，从而导致整个模型的解释将会十分困难。为了解决这一问题，本文将采用商品货币汇率作为石油价格的解释变量。所谓“商品货币”指货币汇率与某种商品价格具有同向变动特征的货币。一国货币要成为商品货币，该国一般要具备以下特征：1.出口占据国民生产总值比例较高。2.是某种重要的初极产品的主要生产国和出口国。3.采用浮动的汇率制度，政府对汇率的介入、干预很少。

本文拟采用澳大利亚澳元、新西兰新西兰元和加拿大加元作为三种不同商品货币对石油价格的预测进行研究。之所以选取这三个国家而没有考虑其他同样出品相当大比例基础商品的OECD国家(如芬兰和挪威)，一方面是因为这些国家在最近20年中实施了汇率管制，另一方面这三个国家有以下两个重要的优势：1.相当长时间的浮动汇率制度。新西兰和澳大利亚分别于1983和1985年采取浮动汇率，而加拿大在70年代布雷顿森林体系崩坍前其货币就已是浮动的了。2.大宗商品出口占据这些国家出口的很大比重。羊毛、小麦以及多种金属占澳大利亚出口的60%；大宗商品出口占新西兰出口比重的一半以上；加拿大尽管有更巨大，更发达的工业基础，其出口的25%以上仍依赖于金属、原油等大宗商品。同时，这三个国家对商品价格的较小影响力，是价格的接受者，这同样也是本文选取它们的原因之一。

石油种类本文选取的是WTI原油，单位是美元/桶。之所以选取WTI原油主要考虑它是北美石油市场油价的重要基准。时间跨度为2010年1月至2017年10月，油价数据和汇率数据都是月度数据。汇率和油价的基准货币都是美元。本文采取的主要实证研究方法主要有格兰杰因果检验，OLS模型以及向量自回归(VAR)模型和相应的脉冲响应分析。预测能力的好坏主要通过比较不同模型残差平方和(SSR)。

本文的大致框架是：首先是以前学者的研究综述，接着文章的主体部分是数据的选取和实证的结果以及分析，最后是结论。

二、文献综述

正如前文所述，汇率与商品价格之间的关系，以及两者是否相互预测一直是国内外学者研究的重点。在这个领域，国外学者的研究主要集中在汇率的预测能力上，而国内学者更关注商品价格对汇率的冲击响应，以及人民币汇率对大宗商品的影响(或反之)。

Chen et al.(2003)以加元、澳元和新西兰元与商品价格为研究对象，分析了它们的汇率和国别出口大宗商品价格的协整关系，并发现以美元计价的出品商品的价格对这三个国家的实际汇率有强烈而持久的影响。Chen et al.(2010)建立了商品价格的现值模型进行样本内外的观测研究，并与随机游走、带漂移的随机游走模型和自回归模型的预测结果进行了比较，结果显示现值模型在样本内外预测优于随机游走等基准模型的效果。丁剑平等(2016)从大宗商品进口国汇率视角研究国际大宗商品价格与汇率间的动态关系。研究发现在样本内外预测中，中国和韩国名义有效汇率对本国大宗商品价格有稳健的预测能力，同时使用四国的名义有效汇率同样能做到这一点。肖林(2012)利用VEC向量误差修正模型对大宗商品价格变化与大宗商品出口国汇率研究，发现大宗商品价格上升对澳大利亚、加拿大等大宗商品输出国货币汇率有正面推动作用。

同时，也有不少学者对石油价格的金融属性以及与汇率之间的关系进行了研究。李卓等(2017)通过构建四元SVAR模型并运用马尔科夫状态转移的识别方法对大宗商品指数投资者对原油期货价格波动的影响进行了研究，研究发现商品指数投资者的头寸对原油价格有显著的影响，这表明原油期货确实具有很强的金融属性。Ferraro et al.(2015)研究发现在短期、日频数据的基础上，商品货币(加元)汇率对原油价格具有稳健的预测能力，而滞后期的延长与频率的下降会导致预测能力的大幅减弱。Mensah et.al(2017)则研究了原油价格与主要原油出品国货币兑美元汇率长期的协整关系。研究发现在长期，油价与汇率(间接标价)具有反向的关系，并且这种关系在后金融危机期更加的明显。

可以发现过去的研究主要存在两个方面的不足。首先，对商品价格的预测主要集中在大宗商品指数，并没有直接以国际原油价格作为研究对象。其次，并没有同时进行预测能力与冲击响应的实证研究，在预测结果的基础上，进行脉冲响应分析有利于进一步理解汇率与商品价格的关系。因此，本文旨在弥补之前学术研究的不足，探究汇率对原油价格的预测能力并分析汇率冲击对原油价格的影响。

三、数据

本文的实证部分采用了澳大利亚、新西兰和加拿大三个国家的汇率，且都采用直接标价，即单位外国货币可以兑换成的美元数，来源为wind数据库。WTI原油价格同样也源自wind。

四、实证结果

(一)数据的平稳性，协整，和VAR最佳滞后期

首先我考察时间序列数据的平稳性，通过对原油价格、澳元汇率、新西兰元汇率、加元汇率进行单位根检验，得它们全部都是一阶单整变量，即将数据做一阶差分后可以得到平稳的时间序列。

随后，我考察变量是否具有协整关系。通过Johansen协整检验发现，即使在10%的显著性水平下，仍不能拒绝“没有任何协整关系存在于四个时间序列变量之中”的原假设，所以四个变量之间不存在协整关系，可以直接用VAR模型，在模型平稳的前提下可以直接进行脉冲响应分析。

最后，通过AIC法则与BIC法则，我发现VAR的最佳滞后期为1，且通过单位根检验知，VAR模型是平稳的，可以进行脉冲响应分析。通过EViews得到的VAR方程如式(3)所示。

(1)CP=0.1651CP(-1)+64.8180AUD(-1)-72.3354NZD(-1)+77.8446CAD(-1)-0.0131

式中CP为原油价格，CP(-1)、AUD(-1)、NZD(-1)、CAD(-1)分别为原油价格、澳元汇率、新西兰元汇率、加元汇率的一期滞后项。所有的变量都是原变量的一阶差分值。

(二)汇率能够预测石油价格吗?

本文将对样本内和样本外汇率与油价的动态关系进行实证。在进行样本内预测能力的大小将通过格兰杰因果检验的方法，而样本外现值模型与基准模型(本文将以无漂移项的随机游走模型作为基准模型)预测能力的优劣将通过比较残差平方和(SSR)的方法，显然，更小的SSR说明更好的观测能力。

样本内外的对汇率预测商品价格能力的实证检验都具有重要意义。前者利用了整个样本的数据，因此更有可能存在过度拟合，并存在样本外不具备的观测能力。后者则更加符合实际情况，并在改变时间区间和特定条件下更加稳健。

1.样本内预测

在不考虑参数不稳定的前提下，如果汇率对油价有一定的预测能力，我们应当拒绝下面回归中β0,β1=0的原假设。

(2)EtΔcpt+1=β0+β1ΔSt+β2Δcpt

表1

表1列出了三个国家汇率与WTI原油价格之间的格兰杰因果检验的p值大小。可以发现，所有三种货币都拒绝了“汇率不是引起原油价格变化的原因”的原假设，而反之，都不能拒绝“原油价格不是引起汇率变化的原因”的原假设，即汇率与原油价格存在单向因果，汇率可以预测原油价格，而反之原油价格不能观测汇率。

2.样本外观测

我们现在考察样本内的格兰杰因果关系能否转移到汇率的样本外预测能力当中。为了更好地预测石油价格的波动，我们将采取同时采取三个国家的汇率作为解释变量。从直觉上看，油价的变动主要受到全球性冲击的影响，而各国各自的汇率变动主要受到各国特定冲击的影响，因此一个加权平均的商品货币更能综合各国的冲击并具有更好的预测油价的走势。

因此，在进行样本外观测时，我们将采取以下两个模型，式(3)是采取多国货币汇率同时作为解释变量的方法，而式(4)则采取先用各国汇率进行预测，再将各自的结果进行平均。

值得注意的是尽管存在多种不同的分配各国观测结果权重的方法，简单平均却具有最佳的预测效果(见Stock和Watson 2004;Timmermann 2006)。所以本文考虑三国汇率预测结果具有相同的权重，最终样本外油价的预测结果为：

表2

可以发现本文的两个预测模型的SSR要明显小于油价一阶差分的方差，这与图中显示的直观感觉是一致的，即商品货币的汇率对于油价的确具有很强的样本外预测能力。

(三)脉冲响应分析

在VAR模型平稳的基础上，我们可以进行油价对汇率冲击的脉冲响应分析，脉冲响应图如图1所示。

图1

从图中可以得出以下几个结论：1.油价对于自身冲击的响应最为强烈，脉冲响应随着时间的推移逐渐减弱。2油价对汇率冲击的响应大小基本相同，而且在第0期的一个冲击并不会引起当期的油价变化，至第1期油价对汇率的响应才开始显现。3.油价对汇率的响应大小由大到小分别是澳元、加元和新西兰元，而且前两者会引发油价的正向响应，而新西兰元汇率的一单位冲击会使油价变化程度标准差变小。

五、结论

本文用实证的方法研究了汇率变动与原油价格波动之间存在的动态关系。在以商品价格作为唯一决定一国货币汇率的外生变量之后，我们不仅发现了汇率与原油价格两者之间存在的还算稳健的单向因果关系，还揭示了汇率对油价的惊人的预测能力。总而言之，通过格兰杰因果检验、与随机游走模型的SSR大小比较，以及VAR脉冲响应分析，本文得出以下三点结论。

其一：商品货币汇率与WTI原油价格之间存在着单向因果关系，澳元、新西兰元与加元汇率都是引起WTI原油价格波动的原因，反之，则不能说WTI原油价格变化引起了以上三种货币汇率的变动。其二：以三国货币汇率的一阶差分作为解释变量对WTI原油价格波动的预测能力要明显优于随机游走模型。其三：汇率的冲击不是导致油价波动的主要原因，油价对自身的冲击响应是最为明显的，其次是澳元，加元与新西兰元。

本文的理论框架是汇率与油价之间的贸易条件与收入传导机制，与此类似，人们可能想到这些国家的股票或者债券市场之间的联系可能同样提供观测商品价格走势的重要信息，这些有趣的方向我们将留给未来的研究。