煤炭价格是否存在多重泡沫？
Khan Khalid; School of Finance, Qilu University of Technology, China; Su Chi-Wei; School of Economics, Qingdao University, China; Rehman Ashfaq U. Department of Political Science, Women University,Sawabi, Pakistan
摘要：本研究采用最合适的Supreum Augmented Dickey- Fuller ( SADF )和广义Supreum Augmented Dickey- Fuller ( GSADF )方法研究煤炭价格( CPL )是否存在多重泡沫。结果表明,CPL偏离基本面价格3倍,表明存在多个泡沫。这将指定围绕特定事件周围气泡的开始和终止。石油价格冲击、经济增长、技术发展、供应安全担忧、地缘政治形势和生产过剩危机等因素造成了第一次泡沫。同时,强劲的全球经济增长、不断上升的运价以及潜在的投资前景也是第二次CPL泡沫的主导因素。然而,第三次泡沫是由新兴经济体的快速需求、油价上涨和金融衰退造成的。logit回归表明油价和电力消费对CPL泡沫有正向影响,而煤炭消费对CPL有负向解释。它提供了关于市场上各利益攸关方的原因的有用信息,这些利益攸关方应不断跟踪,以避免危机。同样,应建立一个机制,成功地发现冲击对国际煤炭市场的有害影响。
关键词：煤炭价格泡沫； 能源消耗； 供应安全
1. 介绍
在经济和金融中，资产价格泡沫是一种极其重要的现象，它可能会对金融和大宗商品市场产生严重影响（Khan and Koseo–glu，2020）。在过去几十年中，某些泡沫破裂是在危机之后发生的，比如1929年的大萧条和2008年的抵押贷款危机（Khan等人，2021）。泡沫现象有多种定义方式，并不是只有一种定义方式。当资产价格超过基本价值时，就会出现价格泡沫（Stiglitz，1990）。价格的上涨吸引了投资者，增加了需求，当买家意识到价格不会上涨并减少需求时，价格会突然下降（Case and Shiller，2003）。在一定时期内，资产价格突然的上升和迅速的下降，很有可能预示着存在泡沫（Lind，2009；Brunnermeier，2016）。事实上，如果投机者购买的金融资产超过其预期基本价值，就会出现泡沫（Blanchard and Watson，1982）。同样，根据理性行为理论，资产价格可以很容易地反映出市场信息，预期资产价格与基本价值的偏差就表明存在泡沫。这一讨论表明，煤炭价格（CPL）泡沫对大宗商品市场有重大影响，因此很有必要对其进行研究（Khan等人，2020年）。
本文旨在检测CPL中是否存在多个气泡。煤炭是最丰富的化石燃料之一，是一种具有独特特征的能源，由于碳含量最高，造成了气候的变化。煤炭是第二大能源，占全球能源供给的27%，其中三分之二由电力生产驱动。该研究强调，煤炭是一种重要的能源，在20世纪60年代之前，煤炭就已经在国际上开采和贸易了（Waring;rell，2008）。然而，各种因素触发了从国内煤炭市场到国际煤炭市场的转变（Ellerman，1995）。最重要的是，20世纪70年代的两次石油危机，使得煤炭在全球市场上更具竞争力，并将大家的焦点转移到煤炭之上。同时，这场危机增加了能源供应的安全性，煤炭也受到关注，以尽量减少对石油的依赖（Kumar和Shahbaz，2012）。在价格大幅上涨和供应短缺的背景下，能源供应安全问题变得更加严重。煤炭在能源安全问题上发挥着重要作用，将政治干预、恐怖主义或工业纠纷造成的供应中断风险降至最低。根据世界煤炭研究所（2005年），全球煤炭市场是多样化的，煤炭供应来自世界各地，并在国际上进行交易。由于供应中断减少，煤炭在维持全球能源结构安全方面起着至关重要的作用。此外，海上贸易的运费大幅下降，这使得煤炭可以远距离运输（Lundgren，1996）。在此期间，煤炭需求持续上升，预计到2030年，能源需求将几乎翻一番，这使得煤炭在全球能源结构中至关重要（IEA，2007）。美国、俄罗斯和中国拥有最大的煤炭储量，占世界煤炭储量的60%以上。同样，最大的煤炭出口国是澳大利亚（占世界储量的9%）和印度尼西亚（第二大出口国）。同样，最大的进口国是中国、印度、日本和韩国，全球41%的发电量来自煤炭（IEA，2011）。
1973年，由于禁运，石油价格大幅上涨，这也是石油工业转向煤炭以满足能源需求的主要原因。类似地，1979年第二次石油危机后，CPL在1979年至1984年间上涨，这刺激了煤炭需求（Rutledge和Wright，1985）。此外，CPL是由经济合作与发展组织（OECD）国家的需求驱动的。与此同时，煤炭是克服欧佩克依赖性的更可行能源，从而推高了CPL（Waring;rell，2008）。然而，在20世纪80年代初，CPL因生产过剩而下跌，导致煤炭在欧洲市场倾销（Rutledge and Wright，1985）。由于化石燃料和气候调节政策产生的二氧化碳（CO2）排放可能对煤炭需求产生负面影响，它在20世纪90年代引起了人们的关注（Brendow，2004）。1997年亚洲金融危机后，由于发展中国家的消费增加和经济增长，煤炭需求显著增加。根据国际能源机构（IEA）的数据，自2000年以来，全球煤炭贸易增长了148.1%。报告显示，在2000-2008年间，煤炭贸易增长率超过40%，这些增长主要来自非经合组织国家。海运市场的总贸易额增长了60%以上，这是由亚洲国家的能源需求引发的，因为它为这些增长中的经济体提供了可靠的能源和负担得起的电力。此外，自2005年以来，中国的进口大幅增加，成为主要的净出口国，并对CPL的形成做出了重大贡献。
由于全球经济的发展，CPL在2004年达到最高水平，同时各国对煤炭的需求大幅增加。同样地，石油和CPL之间存在着强烈的相关性，并且受到石油和其他商品价格的影响。21世纪初，煤炭行业的另一个变化是电子交易平台、场外衍生品市场和期货交易所的发展。受快速需求、高油价和运费以及CPL在2008年初达到峰值的支撑，煤炭交易不断扩大。在此期间，价格波动加剧，CPL达到了2008年的最高水平，随后因经济衰退而下跌。此外，经济增长停滞导致对电力的消耗下降，这同样也反映在对煤炭的需求减少。2009年至2011年间，CPL出现了温和的复苏，但由于短期投机泡沫，CPL一直在急剧下滑。然而，由于中国和印度的需求放缓，CPL在2015年降至较低水平。近年来，由于可再生能源发电的快速增长，全球煤炭消耗量也受到了挤压。然而，由于印度、南亚国家和韩国的强劲增长，2017-2018年全球煤炭需求增长。气候和空气质量法规、可再生能源成本下降以及丰富的天然气给煤炭带来了额外的压力。同样，由于美国和中国的消费减少，煤炭需求在2020年有所下降。第二次世界大战后，煤炭市场受到冠状病毒的影响，需求将有所下降，工厂也断电关门。由于大流行和CPL汽车制造等行业的需求下降，这些煤炭被用于发电站。
本文提供了以下有用的贡献。首先，据我们所知，这是首次进行CPL气泡检测的研究。煤炭是第二大能源，在各种因素的推动下，煤炭已经出现了几轮变化。因此，对泡沫过程的调查对于各利益相关者将影响降至最低至关重要。其次，我们使用了广泛的样本期，其中包括世界各地最近发生的事件，并解释了泡沫产生的原因。此外，还列出了CPL的主要决定因素，并应用logit回归描述了它们在气泡形成中的作用。因此，评估泡沫的原因和后果非常重要。最后，该研究在评估方法方面做出了贡献，如Dickey-Fuller（SADF）和Dickey-Fuller（GSADF）（Khan等人，2020）。这些方法更适合于发现以往研究中缺乏的CPL气泡。这些方法也比传统方法有更好的功能性（Phillips et al.，2011）。它能够注意到整个样本中显示的任何挥发性特征，并确认适当的观察结果，以掌握效率。由于窗口大小灵活，我们也对大样本数据进行了研究，这表明，相对于传统方法，GSADF是用于检测多个气泡的更可行和更合适的方法。因此，GSADF测试对于发现CPL中的多个气泡具有重要意义。
这一发现表明，CPL有三个泡沫。石油价格冲击、经济增长、技术发展、供应安全担忧、地缘政治形势和生产过剩危机导致了第一个泡沫。同样地，全球经济增长、不断上升的运费和潜在的投资前景是CPL第二次泡沫的主要因素。然而，第三个泡沫是由新兴经济体的需求增加、油价上涨和金融衰退造成的。logit回归表明，油价和电力消费对CPL泡沫有积极影响，而煤炭消费对CPL泡沫有负面影响。它提供了有关市场中各种利益相关者的原因的有用信息，应持续关注这些信息以避免危机。同时，我们应该建立一种机制，这个机制能够成功地检测出冲击对国际煤炭市场的有害影响。
我们将研究分为七个部分。第2节分析了当前有关CPL的文献。第3节提供了理论背景，并概述了检测爆炸行为的气泡技术。第4节定义了数据。第5节说明了CPL泡沫的实证结果，这些结果都遵循第6节的结论。
2.文献综述
Rutledge and Wright（1985）发现，1973年石油危机后，CPL增长，这将有利于国际石油贸易和参与全球出口贸易的新煤炭生产国。Brendow（2004）指出，煤炭是非常重要的能源，它能够满足全球能源需求，并将继续扩大经济和社会发展。然而，气候调节政策可能会对煤炭需求产生负面影响。丁等人（2010）得出结论，行业产值、国内生产总值、零售价格指数、煤炭成本和煤炭供应是CPL的量化因素。Zamani（2016）表明，CPL与石油市场具有很强的相关性，石油需求和供给冲击是CPL变化的主要原因。郭等人（2016）发现了CPL的主要影响因素。他们表明，在经济衰退、生产过剩和需求疲软的共同作用下，CPL下降。朱和王（2017）发现，煤炭产量和煤炭进口是中国CPL形成的领先指标。Ikenberry（2018）指出，显著的经济增长和石油生产成本的增加逐渐取代煤炭成为主要的能源来源。Jiang等人（2020年）评估了CPL与新能源价格之间的互联关系，结果显示CPL是频率变化的，主要发生在较低和较高的频段。Coglianese等人（2020年）估计，环境法规和天然气价格下降是煤炭产量下降的主要原因。
下面列出了几项利用GSADF对石油和天然气等能源价格进行评估的研究。Su等人（2017年）通过GSADF方法，发现了由各种因素驱动的油价中的多重泡沫。Caspi等人（2018年）表明，GSADF能够有效检测油价中的爆炸性行为。Sharma和Escobari（2018）采用GSDAF方法评估了三个能源部门的价格。这一结果证实了石油、天然气、取暖油和航空燃料等能源行业存在泡沫。Liu和Lee（2018）调查了能源价格市场中的泡沫，发现大部分能源价格都是波动的。Floros和Galyfianakis（2020）研究了原油价格和能源指数，以发现潜在的泡沫。结果表明，原油价格和能源指数都存在泡沫。Li等人（2020a，b）研究了不同国家天然气的爆炸行为。结果显示，欧盟（EU）出现了两次泡沫，亚洲出现了六次泡沫，美国出现了五次泡沫。Khan等人（2021年）采用GSADF方法研究了油价泡沫。这一发现表明，由于供需缺口、全球经济增长和美元贬值，石油价格出现了三个泡沫。Yang等人（2021年）调查了页岩油行业是否存在泡沫。他们发现GSADF是表明能源行业存在泡沫的有力证据。Umar等人（2021年）指出，石油价格在不同时期存在多个泡沫，这可能会导致几个国家的经济失衡。
从上一部分我们可以得出结论，当代研究中缺乏对CPL泡沫及其决定因素的研究。然而，煤炭是全球能源结构的重要组成部分，其价格变化可能会产生重大后果。因此，我们试图分析CPL泡沫及其潜在因素，为不同利益相关者提供有用的政策建议。鉴于以上原因，目前的研究采用GSADF测试来确定CPL中是否存在多个气泡。这是一个独特的测试，由于递归回归过程和可变窗口宽度，该测试具有更高的多气泡检测能力。Homm和Breitung（2012）证实，GSADF方法比其他方法取得更好的结果，尤其是在结构变化方面。类似地，这种技术也适用于任何频率的数据，因此在寻找可能的多个气泡方面，它比当前的方法更有效。SADF技术是一种常见的气泡发生的统计测试方法，而其他方法则是通过对基本情况或中等状态偏差的主观判断来确定的。如果这部分只有一个泡沫，这种方法就更有价值（Phillips et al.，2011）。然而，SADF在周期较长且存在多个泡沫时缺乏检测泡沫的能力，因为歧视性力量较弱。对多个泡沫的经济量识别要比发现单个泡沫困难得多。Phillips et al.（2011）回答了这个问题，它提供了GSADF方法来确定存在泡沫的可能性时的泡沫现象。
6. 结论与政策建议
该研究评估了全球CPL中是否存在泡沫。它发现CPL存在多个支持资产价格模型的泡沫。结果表明，CPL在此期间三次偏离基本价格。第一个泡沫的主要原因是石油价格冲击、经济增长、技术发展、供应安全担忧、地缘政治形势和生产过剩危机。强劲的全球经济增长、不断上升的运价、金融机构潜在的投资前景、计划外关闭的工厂以及货币升值是CPL第二次泡沫的主要原因。然而，第三个泡沫是由中国的煤炭出口禁令、新兴经济体的快速需求、油价上涨、中国的巨大需求、金融衰退和低产量造成的。logit回归表明，油价和电力消费对CPL泡沫有积极影响，而煤炭消费对CPL泡沫有负面影响。
我们将政策影响列示如下。首先，煤炭是一种可替代且可行的能源，其泡沫可能会对市场产生重大影响。煤炭市场与其他大宗商品市场密切相关，CPL泡沫破裂可能会对全球市场产生传染效应。因此，本文为市场中的各
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