浅谈俄乌战争与天然气期货价格异动

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   自2022年2月24日俄乌冲突发生以来，俄乌战场局势焦灼，从3月以来俄军包围并控制基辅的部分地区，到夏季俄乌双方在北顿涅茨克和顿巴斯地区互有来往，再至9月初乌军发动哈尔科夫反攻，俄乌战争从原先被认为可以快速结束的一场“特别军事行动”变成了一场长达7个多月的拉锯战。
   无论是远在300年前的法兰西皇帝拿破仑，还是近在不到100年前的纳粹德国，他们都曾尝试征服俄国，但是却都倒在了东欧平原的凛冽寒风中。纳粹德国的巴巴罗萨计划从1941年的6月起高歌猛进，直突入莫斯科近郊，但却在12月的寒冷和补给不足中仓皇逃窜。“寒冬”和“能源”一直是俄罗斯手中的两张王牌，在这一次的俄乌冲突中也不例外。
   2021年的数据显示，俄罗斯的已探明天然气储量达到37.4万亿立方米，而在其出口的2520亿立方米的天然气中1560亿立方米均输入了欧洲，占到欧盟天然气进口的45%。但是在俄罗斯开始对乌军事行动后，由于北约和美国对于乌克兰的支持，俄罗斯对欧洲的天然气供应已降至原先的六分之一。加之欧洲各国对于供暖和支援乌克兰间态度的暧昧和“北溪一号”、“北溪二号”状况频出，天然气期货价格自俄乌战争开始以来就进入快速上涨和异动期。本文将根据天然气期货价格数据，浅谈俄乌战争对于天然气期货异动的影响。
   下图是自2001年来纽约商品交易所天然气期货价格：

   由上图可以看出，自2001年以来，天然气期货在经历初始的价格波动后，在2005~2006年（上图红圈）俄乌天然气危机和2008年次贷危机（上图绿圈）的两次价格异动后，自2010年以来，至2021年底，天然气期货价格进入符合经济周期循环的稳定期，即天然气期货价格以约1.5美元为支撑位（下图绿线），6美元为压力位（下图红线）发生周期性波动，如下图所示：

图中绿线为支撑位，红线为压力位

   明显可以看出，天然气期货的周期性波动遵从一个长但有规律的周期，在对上图进行波峰和波谷间的分割后可以得到下图：

箭头表示上下行周期的趋势

   当我们将周期进行切割后可以得到，除在2016年至2019年经历了一个相对较慢的上行周期（以及与之对应的2019年至2020年较快的下行周期）外，不同于通常所认为的天然气价格会在每年的冬季达到峰值（以及对应下行的期货价格）而在夏天达到谷值（以及对应的上行期货价格），天然气期货的价格从历史数据上呈现了以4年为周期，即2年为半周期的循环，虽然在各年夏季可以看到上行的天然气期货价格，但是这一波动仍从属于大周期循环。
   在得到这一循环规律的基础上，如果我们观察自2021年底以来的天然气期货价格可以发现，2021年底，天然气期货的价格应当达到周期循环的波峰位置，而从天然气期货走势图中也可以看出，当天然气期货在2021年底达到约5.6美元的压力位时，市场表现如下图出现分歧：

图中实线为实际期货价格走势，虚线为顺周期价格走势

   根据自2010年来天然气期货的波动规律，2021年12月后，天然气期货价格预期会以虚线的趋势下行，但实际情况是天然气期货以实线趋势，在短暂的顺周期回调后快速突破6美元的压力位，并在俄乌冲突发生后突破7。由此可以看出，俄乌冲突以及能源这一俄罗斯的底牌对于天然气期货的价格产生重要影响。我们可以通过更加量化的方式来分析这一影响，即通过时间序列模型的方式对俄乌冲突开始前和俄乌冲突开始后的时间序列数据分别建模。
   我们使用的数据是自2010年来每日的天然气期货价格，假设某日的天然气期货价格为 a_t，为方便分析，我们可以对数据进行平滑处理，即根据传统选取20天的移动平均作为我们的分析数列 x_t：
x_t = \frac{1}{20}\sum_{i=0}^{19} a_{t-i}
   由于在我们的假设中，天然气期货的价格波动呈现以两年（约504个交易日）为周期的周期性，则我们应当首先对数列进行去周期性处理，即生成新数列：
\begin{equation} y_t = x_t-x_{t-504} \end{equation}
   此后对 y_t 数列取差分得到一阶差分数列：
\Delta y_t = y_{t+1}-y_t
   我们得到的自2010年起，一阶差分数列 \{\Delta y_t \}的结果如下图，且根据Augmented Dicky-Fuller检验我们可以得到，其检验统计量为-8.42，即在1%的显著水平下均显著，因此我们可以认为该数列是平稳数列：

   此后，根据下图中的自相关系数和偏自相关系数的分析，我们发现自相关系数拖尾，偏自相关系数截尾，因此 \{\Delta y_t \} 的变化可以用MA模型进行拟合：

左图为自相关系数，右图为偏自相关系数

   由于在偏自相关系数图中，当系数延后第21项时，其偏自相关系数仍达到约0.5，因此我们可以将该项也纳入MA模型中，即先拟合MA(21)模型后再剔除参数显著性较低的滞后项。根据MA模型拟合结果显示，第1、3、4、6、7、15、17、20项在5%显著水平下拒绝原假设为0，因此根据截止2022年9月23日的数据，我们可以通过该MA模型对天然气期货的走势进行短期预测。由于MA模型不适用于预测长期数据，因此下图是根据该模型对9月23日后90个交易日内的天然气期货价格进行预测：

图中黑线为9月23日前天然气期货20日移动平均价格，红线为预测的20日移动平均

   该模型的原始数列为天然气期货的20日均值，因此其预测结果并非某一日天然气期货价格，根据预测结果显示，在欧洲天然气储备逐渐达到饱和，欧洲市场对于天然气期货价格的上场产生一定适应性后，天然气期货价格会有小幅回落，但是其20日均价会在约7.1~7.2美元短暂触底并有小幅反弹。
   为了进一步研究俄乌冲突对于天然气期货价格影响，我们针对俄乌冲突发生前，即截止约210个交易日前的历史数据拟合了另一组模型，根据模型的假设检验可得该根据上述的数据预处理过程，该模型仍然符合MA模型的假设。我们同同样对于未来90个交易日天然气期货价格进行预测：

   通过该曲线趋势，我们可以发现当天然气期货价格经过2021年底的周期性峰值后，期货价格会出现快速下跌的趋势，在短期内回落至3.5~4美元的水准。由此对比可以看出俄乌冲突对于天然气期货价格具有较为明显的抬升作用。根据模型预测，即使天然气期货买方市场达到饱和开始回落时，俄乌冲突仍然延缓了天然气期货价格的回落速度。
   此外，我们也可以通过解读天然气期货价格的走势来进一步挖掘俄乌冲突对于天然气期货的影响和拐点：

上图红绿圈分别为红圈1、绿圈1、红圈2、绿圈2

   从上图中可以看出，当俄乌冲突开始，尤其是在3至6月，由于俄罗斯是欧洲的主要天然气出口国，因此在欧洲各国开始声援或支持乌克兰时，天然气期货的价格即水涨船高（红圈1所示）。
   此后天然气价格出现短暂的回落（绿圈1所示），其主要原因除了在欧洲市场的饱和外，夏季的来临使得欧洲对于天然气需求的下降，以及乌克兰顶住了俄罗斯对于基辅的围堵，冲突呈现焦灼态势后，天然气期货价格就向其真实长期市场价格（即6美元以下）回调，但是在7月后，随着俄罗斯对于北溪管道的检修，以及北溪二号计划宣布流产，以及自7月8月后对于秋冬季天然气期货的价格展望，以及欧洲市场对于俄乌冲突在下一个冬季前可以结束的悲观心态和俄罗斯对于欧洲天然气的限制供应，天然气期货价格又呈现逐渐上升的趋势（红圈2所示）。
   但是在8月下旬至9月，随着欧洲各国对于应对过冬的天然气储备措施的提出，如德国当局提出增加过冬天然气存储量，以及奥地利总理提出对天然气价格进行调节，天然气期货价格从8月底的最高价格（超过9美元）逐渐下跌，尤其是在乌克兰9月初发动哈尔科夫地区的反攻并且取得一定进展后，由于俄罗斯在这场冲突中的话语权暂时削弱，天然气期货的价格随之进一步下跌（绿圈2所示）。
   可以看出，在异动时期的天然气期货价格与俄乌冲突的走势具有密切关联。笔者推测，由于目前乌方在俄乌战场上暂时占据主动权，根据先前对于天然气价格的分析，在近期至冬季天然气期货的价格或出现以下可能性：

由于近期俄方大规模对国内可用兵员进行动员，并且撤换前线主要将领，被各方普遍认为准备对乌方的反攻进行反制。如果俄方的本次调整取得效果，并且重新在战场取得主动权，由于天然气期货的价格走向与俄方是否在战场中获取主动有一定关联，其价格可能在短暂的回落后重新回升，但由于目前俄乌战场乌军气势正盛，因此这一情况在短期内可能性较小；
此外第二种情况是乌方在该次反击中进一步稳固战果，进一步使俄军撤离哈尔科夫、苏梅等地区，使得俄方态度逐步软化，则天然气期货的价格可能会逐渐回落并以常规情况下的压力位即6美元左右为支撑。但截止目前看来，由于俄方在俄乌冲突上的立场自冲突开始以来一以贯之的强硬，并且由于在此次乌军的反击中遭遇失败，俄方内部的舆论亦不允许其再在战场上遭遇失败，因此笔者认为乌方在此次反击中无法一次性达到其既定目标；
因此，笔者认为在当前形势下，俄乌冲突最大可能在俄方稳住阵脚，且乌军单次进攻的补给限制的情况下再次陷入拉锯和焦灼。此时战场应当进入冬季，而俄乌双方在均无法打开局面的情况下，俄方为了限制西方尤其是欧洲各国对乌方的支援，加上寒冬季节的来临，可能会重新打出能源这一张底牌。尤其是近期北溪管道被炸，克里米亚大桥遭到袭击等事件均会影响俄方对于西方的态度，进一步通过原油、天然气等能源对西方进行压制。在这种情形下，冬季的天然气期货价格可能会重新爬升至7至8美元的高位。

除了天然气期货价格外，布伦特原油期货价格也可以应证这一观点：

布伦特原油期货价格走势图

俄乌冲突伊始，原油期货价格同天然气期货，一路上升至自2015年以来的最高位，但在夏季需求减少、俄乌冲突日渐焦灼的大背景下，原油期货价格同样在6月底至8月初出现下跌。同样在9月乌军反攻后，原油期货价格进一步下跌至接近85美元，回到接近危机发生前水平，这一点与天然气期货的走势非常相似。但是在持续下跌一段时间后，原油期货又出现短暂回升的态势，这其中除了有战场焦灼的因素，也有冬季将至的原因，如笔者前文对天然气期货价格的预测。
随着俄乌冲突时间的不断持续，天然气期货的异动业已对金融市场以及欧洲各国的国计民生产生重要的影响。究竟能源期货的异动是否会随着俄乌冲突的缓和而结束，天然气期货价格是否会因为俄乌新的战火而再度回升，我们仍然拭目以待。
注：天然气期货价格以及原油期货价格数据均来自于Yahoo Finance