浅谈原油与其他大宗商品的相关性和溢出效应

  如今，国际原油贸易格局逐步完善，其对金融与商品市场的影响程度更加深入。随着上海原油期货上市，研究原油与宏观、大宗商品市场之间的相关性和溢出效应，对把握原油市场发展有着不可忽视的重要作用。

   内外盘原油期货的相关性测试

   2018年3月26日，我国原油期货正式上市，相比诞生于20世纪80年代的布伦特原油和WTI原油，上海原油期货显得较为年轻。另外，除了投资者比较熟悉的布伦特原油和WTI原油市场外，这里还需要提到迪拜商品交易所上市的阿曼原油期货。在此之前，布伦特原油、WTI原油、阿曼原油期货占据全球原油期货市场交易量的前3名。

   笔者在对国内外原油期货进行相关性测试时发现，在接近一年的时间里，上海原油期货价格与外盘原油期货价格的联动性紧密，相关系数均大于0.8。通过时间序列检测，不论是短周期（3个月）还是中长周期（6个月至1年），阿曼原油期货与上海原油期货的相关性最高。上海原油期货合约标的为中质含硫原油，可交割油种包括阿联酋迪拜原油、上扎库姆原油、阿曼原油、卡塔尔海洋油、也门马西拉原油、伊拉克巴士拉轻油以及中国胜利原油。因此，对比交割油种为轻质油的布伦特与WTI原油，上海原油与阿曼原油的价格波动更趋于一致。

   笔者在对布伦特原油、WTI原油、阿曼原油、上海原油进行Granger因果检验测试时发现，外盘原油期货均可解释为上海原油期货的Granger原因，而用上海原油期货去做外盘价格的解释则需要较高的显著性水平。测试结果反映出，虽然当前上海原油期货暂时跟随外盘价格变动，但是在上市不到一年的时间内，上海原油期货的成交量已经超过阿曼原油，跃居世界第3位，可以相信未来上海原油期货的影响力将进一步扩大。

   下面我们从美元和VIX、通胀和TIPS方面来分析油价与宏观市场的联动情况：

   油价与美元和VIX的联动情况

   据不完全统计，全球约有200种货币，在思考油价与货币市场的相互影响效应时，应当将原油储量纳入考量。相比原油储量少的国家，美国、俄罗斯等国家的原油供应以及货币变动与油价的关联度更高。一般而言，以美元定价的原油等大宗商品价格应当与美元走势呈负相关性，投资组合效应体现于美元贬值、美元资产收益率下降，促使投资者转向投资石油以及其他风险资产，所以油价和美元呈现负相关性。

   图为美元与国外油价的变动趋势

   图为美元与国内油价的变动趋势

   不过，从近几年美元与国内外油价的变动趋势上可以看出，这种逻辑在短周期内可能出现反转。以2018年为例，数月中出现了美元与油价同涨同跌的情况，出现这种情况的原因主要有两点：一是尽管能源部门对美国的国内生产总值做出了巨大贡献，但是美国经济的多样性降低了对单一行业的依赖；二是从美国货币政策与外交政策上看，油价通过影响物价对利率形成正面推动，而美元强劲走势也成为美国经济扩张上行的佐证，二者相辅相成。

   除了短周期体现出的正相关性外，从相关性绝对值来看，近5年美元与油价的关联度不断下滑，侧面反映出石油美元体系有所松动。总而言之，油价与美元之间的联动性随着时间而变化，在市场出现极端行情（大涨、大跌）时，两个市场引发投资者对冲策略，所以相关性绝对值会上升。

   图为WTI原油与VIX指数

   为了能够更好地联系起美元与原油市场，笔者通过跟踪VIX指数来寻求其中的规律。VIX指数可以理解为投资者恐慌情绪的反映，市场参与者对后市波动的恐慌程度越深，VIX指数就越高。相比美元，VIX指数与油价的负相关性更明显，特别是在金融危机时期，市场悲观或乐观的心态变动都反映出其对期货市场的投资信心变化，进而间接作用于油价。当市场参与者倾向风险偏好投资，将加大原油市场的投入力度，进而助推油价。

   历史经验表明，当VIX指数发生大幅波动时，油价与美元的关联度也将更加紧密；在VIX指数表现平缓的时期，受经济全球化影响以及美元优势地位受到挑战时，美元与油价之间的负相关性则趋弱。

   图为上海原油期货与VIX指数

   从内盘方面来看，通过上海原油期货上市至今这段时间的比较，就短期而言，VIX指数与上海原油期货之间的关联度，不足以成为预测内盘价格变化的主要指标。造成这样的原因主要有两点：一是样本数据少，难以发现规律性变动；二是由于VIX指数主要反映外盘恐慌情绪的波动，进而向美元、大宗商品等领域传导，传导链过长使得效果大打折扣。不过，上海原油期货上市时间短，未来笔者将持续跟踪上海原油期货与VIX指数之间的联动情况。

   油价与通胀和TIPS的联动情况

   图为BP世界2018年能源展望

   从上图可以看出，由于全球基础能源大量运用于交通与工业环节，所以国际原油价格直接影响社会投入成本，原油市场与通胀联系紧密，二者一般呈现一定的同向性，但是在不同时间段二者的相关性强弱有所不同。

   下面笔者以油价上涨时段作为划分节点，1973年10月16日，第一次石油危机爆发，油价从3美元/桶跳涨至40美元/桶，随后的8年里消费者物价指数CPI翻了一倍多。相似的情况在1970年以前也有发生，但是时间跨度长达25年。1990年海湾战争石油危机期间，油价再次从20美元/桶涨至40美元/桶，但是消费者物价指数保持相对稳定。同样，在1999年至2005年的油价上涨期间，居民消费价格指数增长率仅在30%，但是2007年之后油价与通胀的相关性有所恢复。

   在这里笔者引入了美国通胀保值债券（TIPS）的概念，通常被认为是一种极低风险的投资，因为得到了美国政府的支持，并且本金部分按消费物价指数变动调整。TIPS按照实际收益率进行报价，通常紧跟油价的上行步伐，投资者可以通过与其关联度较强的油价走势来预判通胀变化。

   图为我国原油需求情况（百万桶/天）

   从国内来看，由于上海原油期货上市时间短，暂未能有足够的数据支持其与国内CPI之间的强相关性。不过，我国一直以来就是原油消费大国，需求量逐步攀升，我国也是原油进口大国，对外依赖度达到70%，上海原油期货打破了定价壁垒，人民币计价模式也利于更好地服务实体经济，与CPI指数密切相关的行业大多需要传统石油能源供给，这也暗示着未来我国原油期货市场也将同国外一样，成为宏观经济变动的重要预判指标。

   以黄金和铜为研究标的

   下面我们选择黄金和铜作为研究原油相关市场的标的，之所以选择黄金和铜，不仅因为这两个大类品种在国际市场上的优势地位，更因其与原油类似，同时具备商品属性和金融属性。它们的价格在全球经济中发挥着重要作用，并对金融活动产生广泛的经济影响。

   从长期来看，原油和黄金价格呈正相关性。黄金价格的变化可能影响油价的波动，黄金和原油都在国际市场上以美元交易，美元贬值将导致原油和黄金的名义美元价格上涨。此外，油价大涨将增加黄金需求，促进黄金价格上涨。可以说，美元、黄金、原油三者之间彼此制衡。例如，笔者在对黄金与布伦特原油、WTI原油进行时间序列关联性测试时发现，布伦特原油与黄金价格的相关参数更大。

   图为黄金与原油的比价

   与美元类似，在金融危机出现时，原油和黄金市场之间的联动性显著增加，黄金作为避险工具受到投资者的青睐。不过，同比最近5年原油和黄金市场的联动性可以发现，黄金和原油的关联度约为0.4，呈现下降趋势。究其原因，在金本位与布雷顿森林体系瓦解之后，黄金的影响面减小，而原油往往受到地缘政治等因素的影响，黄金则作为避险资产存在。

   笔者分析认为，就中长期而言，黄金与原油比价维持稳定的概率较大。就上海原油期货而言，由于其与布伦特原油的联系非常紧密，将来也可从上海原油期货与黄金之间的互动性出发，寻找跨市场套利机会。

   图为铜与原油的比价（注：桶吨比取7.35）

   铜与原油的比价也是油市投资者较为关注的。从长期走势来看，虽然铜与原油的比价也呈现正相关性，但与黄金有所区别的是，铜的商品属性更强，而黄金的货币金融属性更突出。在基本金属中，铜与原油之间的关联度最高。一方面，铜大量运用于制造业、工业、建筑等全球经济支柱产业，所以铜价是宏观经济环境改善与否的验证指标之一；另一方面，能源投入约占铜生产总成本的40%，但是伴随着社会对环保的重视以及清洁能源的投入使用，能源与铜的相关性确实有所下滑。

   另外，铜与原油市场的供需矛盾不同。对原油来说，主要矛盾集中在供应端，消费需求则是影响铜价的中长期因素。近30年出现过数次铜和原油比价大涨大跌的情况，通过分析得知，在铜价与油价均出现上涨时，前者上行速度往往更快，这主要由于经济环境改善、基建与房地产发展迅速，市场对铜的需求增加，从而使得铜与原油比价迅速冲高。然而，在铜与原油比价下跌的情况下，则主要是由于油价大涨引发通胀问题，导致铜市需求表现低迷。因此，在进行铜与原油的跨市场套利操作时，需要特别关注铜需求端的变化。

   以PTA为研究标的

   能化产业链覆盖面广、品种繁多，作为上游的油价自然与下游多种化工品行情密切联系。下面重点介绍与原油关联度较强的期货品种PTA，PTA期货是我国所特有的期货品种，PTA期货发展迅速，已经成为非常成熟的期货品种，同时受到行业特殊性的影响，投资者参与度广，成交量高。最近几年，PTA现货贸易大多采取点价交易模式，生产厂商也希望通过期货市场更好地规避风险，锁定利润。

   笔者在对PTA与各类原油期货进行相关度测试时发现，不论是短周期还是长周期，PTA期货价格与上海原油期货的相关度均大于0.7，基本高于其与外盘原油的相关性。从时间序列的角度分析，油价近3个月的相关性超过0.9，而长周期下则为0.75，说明原油与PTA的相关度也伴随着时间变化。笔者认为，这主要是由两个市场的季节性与供需错配不同导致的，但是近几年在能化产业链下游品种中，PTA与原油的相关性逐渐增强。

   图为国际油价与PTA期价变动趋势

   从产业链的角度来看，原油—石脑油—PX—PTA环节自上而下，在计算PTA加工成本时，必须考虑上游PX。诚然，回归到基本面分析价格影响因素时，还需将PX装置变动、供需库存等纳入考量范围，但是当油价发生剧烈波动时，必将带动石脑油—PX的价差变化。

   2018年，PTA市场经历了一轮牛市行情，除了供需紧平衡的原因外，我们也能看到，自OPEC减产以来，油价节节攀升，布伦特油价一度冲破85美元/桶，推动PTA价格冲高。因此，在实际操作中，投资者也可以通过原油的基本面来指定下游采购策略，对PTA加工利润进行衡量，以实现期现结合的盈利模式。

   图为国际油价与PTA的线性拟合回归模型

   如上图所示，在选取2018年1月1日至今的数据进行线性回归拟合测试时，笔者发现，上海原油期货与PTA价格组的R^2大于WTI油价与PTA价格组。由于我国原油期货采取人民币定价，所以不存在美元汇率变动引发的偏离。随着我国原油期货日趋成熟，也将给PTA上下游生产企业带来更多的跨市场套利机会。值得注意的是，模型显示R^2越接近于1，说明拟合程度越好。在上海原油期货上市的几个月中，其与PTA期货的拟合度呈现小幅上升，也说明二者的相关性不断升高。

   另外，紧跟原油的国际化步伐，PTA期货正式引入境外交易者。我国对PTA的上游PX与原油一样，进口依赖度高达60%。境内外投资者对PTA在期货上的套利及套保需求量大，也使得PTA与原油之间的价格映射效应更显著。

   综合以上分析，原油作为“大宗商品之王”，与诸多市场联系紧密、相互影响，时间序列模型的检验结果也说明这种关联度并非一成不变。研究原油与宏观以及其他大宗商品的相关性和溢出效应，将帮助投资者把握最新的投资机会，并合理控制风险，调整跨市套利组合。国内原油期货市场的不断发展壮大，必将为市场参与者提供更新更广的盈利平台。