能源危机下石油金融理论研究综述
二、石油价格波动规律及预测研究现状
从石油工业兴起到1973年第一次石油危机前，世界石油工业和国际石油价格完全掌握在西方石油公司手中，国际油价长期处于1～2美元/桶的超低水平。从1973年第一次石油危机爆发到1985年第二次石油危机结束，OPEC产油国运用石油武器与西方国家进行斗争，国际油价出现了暴涨行情，从1978年的13美元/桶涨到1979年的29美元/桶，1980年达到了36美元/桶。从1986年第二次石油危机结束到1999年，石油市场基本处于供大于求的形势，产油国与石油消费国双方对油价的态度趋向一致，国际油价基本稳定在20美元/桶附近。21世纪以来，全球经济的高速发展对石油需求的猛增以及国际投机资本在国际原油市场的投机活动，推动了国际油价新一轮的暴涨。2008年，国际油价一度上涨到历史最高点140美元/桶。国际油价的波动规律及预测一直是石油金融理论研究最为关注的问题，诸多学者从事该领域的研究并得出许多有价值的结论，这里我们对已有的研究成果进行了分类：
(一)采用古典经济学的石油价格波动定性研究
Hotelling发表的《可耗竭资源经济学》(1931)标志着资源经济学的产生，奠定了能源经济学研究的理论分析框架。论文中他利用不可再生资源理论求取石油价格最优路径，将资源当作一种埋藏在地下的资产，目标是如何寻找一种最优的定价方法使得净现值最大。这种模型得出的最优价结论是资源价格增长率与贴现值相等，即如果资源所有者开采资源资本所得的收益增长率低于利率，就偏向于把资源埋藏在地下；如果高于利率，则偏向于开采，以期得到更高的净现值。Hotelling模型认为资源市场的定价不仅受到资源所有者和消费者的影响，更受到市场结构、开采成本和交通等交易成本的影响。
Salant(1976)从市场结构出发，通过研究OPEC成员国和非OPEC成员国以及各消费国之间的动态博弈结构，分析石油市场价格趋势。他用纳什-古诺(Nash-Cournot)模型分析世界石油市场的结构。如果资源禀赋相同，非卡特尔将在不受任何约束条件下追求高利润，从而率先耗尽资源，但非卡特尔得到的贴现后利润率将会大于卡特尔成员。这种方法虽能解释石油市场的博弈关系，在长期趋势分析上与Hotelling模型相比具有一定的优势，但它并不适用于石油价格走势的定量分析。
沿着Hotelling的研究思路，一些学者通过设定石油市场的不同结构和参与主体的不同行为优化的理论模型，引进相关参数来预测石油价格变动趋势。如Yang(2002)等考察了OPEC的市场结构、需求结构以及相关的需求弹性，研究了原油市场的价格波动特征。Ye & Zyren(2005)根据石油储备、产量、进口量和石油需求等因素建立了每月原油现货价格预测模型，等等。
(二)采用传统时间序列计量方法的石油价格波动研究
石油价格波动的定量研究中常采用的计量模型有，向量自回归模型(VAR)、条件异方差(ARCH)系列模型和Granger协整理论等。Morana(2001)采用了GARCH半参数估计的方法，对Brent原油价格进行短期预测。Luis & Gil-Alana(2001)认为美国和英国的石油价格波动具有“长记忆性”，价格序列远距离观测值间有较明显的相关性。David & Moya(2003)采用ARMA模型对Brent石油现货价格进行预测研究。冯春山等(2003)利用ARCH模型研究了阿拉伯轻油价格的波动性，结果表明油价的波动既具有明显的杠杆效应又存在集聚性。Radchenko(2005)利用向量自回归模型、脉冲响应函数和GARCH模型等研究了WTI原油价格波动对汽油价格的不对称响应程度，结果发现它们之间存在显著的负相关关系。由于石油价格时间序列在上涨和下跌不同的阶段有着不同的内在运行机制，采用一般的时间序列模型无法描述不同阶段的波动特征，一些文献在计量模型上进行了改进。Fong & See(2002)通过观测原油价格在各子阶段的切换概率，研究石油价格序列结构变化规律，建立了原油期货价格的马尔可夫区制转移模型(Markov Regime Switching Model, MRS)。
(三)采用非线性动力学的石油价格波动研究
传统的时间序列计量预测模型试图对石油价格波动做精确的定量分析。这些方法对于短期定量预测石油价格具有一定的优势，但由于石油市场经常受到各种外生变量的影响，而且初始数据的扰动在中长期预测过程中将会造成很大的误差。20世纪末期，基于混沌和分形理论以及多主体经济仿真的非线性动力学研究方法的蓬勃发展，石油价格波动及预测在研究方法上取得了突破。
非线性动力学方法将石油市场作为一个复杂的动力学系统考虑，用分形、混沌等复杂性理论将其数量化，寻找其内在的规律并进行价格预测。Lichtenberg & Ujihara(1988)采用非线性蛛网模型发现美国原油价格存在低维混沌结构。Adrangi et al.(2001)研究了从20世纪80年代(1986-1991)的NYMEX原油、取暖油和无铅汽油期货价格的低维度混沌结构特征，结果表明石油价格序列中存在非线性关系，但与混沌现象并非完全一致。Jose & Myriamet et al.(2002)运用重标极差Hurst指数分析了国际原油价格市场的多重分形特征，研究表明原油市场存在长程记忆性，协相关分析表明原油价格系统Hurst指数存在多重分形结构，两个特征时间度量存在季节效应，原油市场仅一定期间内符合随机漫步假设。Jose & Myriamet等(2003)利用Zipf分析方法对国际原油价格的动力学行为进行了分析，发现原油价格动力学行为主要由投机商和消费者的行为所控制。Serletis & Andreadis(2004)利用分形理论对WTI原油和天然气价格进行了动力学分析。
根据上述文献研究的现状回顾，以混沌和分形为主体的非线性动力学研究，依然是未来石油价格波动和预测问题的主要研究方向，具体研究可以从以下几个方面展开：(1)石油价格序列的分形特征研究。金融市场理论假设是金融研究与石油价格预测的前提，目前石油价格收益率时间序列研究主要还集中在传统金融市场理论假设下，即投资者理性假设、有效资本市场假设(EMH)和价格随机游走假设。鉴于Fama的有效资本市场假设的不完美性，Peters(1996)提出了分形市场假设(Fractal Market Hypothesis，FMH)。石油价格系统是否也具有分形特征，是研究石油价格波动规律的前提，也是石油价格波动理论研究的未来研究方向之一。(2)石油价格系统的记忆性研究。现有文献针对石油价格系统对历史信息是否具有长期记忆性，并没有得到一致的结论。石油价格系统的持久性、记忆性及非周期循环长度的研究，有利于进一步掌握石油价格系统波动规律。(3)石油价格复杂性规律的优化研究。在以往的石油价格复杂性特征研究的基础上进一步深入，如在混沌特征量的确定和混沌存在性判断上，引入Cao算法、BDS检验方法、小数据量算法等，进一步深入研究石油价格的混沌特征。
三、石油美元理论研究现状
石油美元(Petrodollars)，是指20世纪70年代中期石油输出国由于石油价格大幅提高后增加的石油收入，在扣除用于发展本国经济和国内其他支出后的盈余资金，即OPEC成员国石油出口的美元收入加上其他商品和劳务出口的全部外汇收入，扣除进口必要的商品和劳务开支以及私人单方面转移净额后所余下的外汇。由于石油在国际市场上主要是以美元计价和结算的，因此也把产油国出口石油和相关技术所得的全部外汇收入统称为石油美元。