Power market and derivatives

Martin Dúbravský

Diplomová práce

Anotace:

Komodity používané v celosvětovém měřítku na denní bázi se také obchodují na svých samostatných trzích. Elektrická energie v Německu, není v tomto ohledu žádnou výjimkou. Kromě popisu charakteristik elektrické energie tato práce analyzuje finanční produkty derivované z dodávek elektřiny v Německu, obchodované na burze EEX. Ex -post futures prémie za riziko je analyzována pomocí přístupů navržených v publikacích Bessembinder & Lemmon (2002) a Fama & French (1987). Bessembinderův přístup je založen na teorii zajiťění. Očekává se, že riziková prémie vzroste se šikmostí rozdělení spotové ceny během dodávky futures a poklesne s jejím rozptylem. Výsledek poukazuje na opačnou tendenci. Důvodem může být jeden z předpokladů modelu, že futures trh poskytuje prostor pro zajištění, spíše než pro spekulace. Ukázalo se, že bez ohledu na měsíc doručení, báze obsahuje informace o vývoji spotové ceny mezi dodacím obdobím a současností. Navíc poskytuje informace o úrovni rizikové prémie na dodávky během 5.-7. a 10.-12. měsíce. Analýza hlavních komponent forwardové křivky EEX ukázala, že je možné významné zmenšení rozměrů pouze se strátou malého informačního obsahu ve forwardové křivce. Funkce rozptylu a jejich tvary byly diskutovány v krátkodobém i dlouhodobém horizontu dodávek. Dominantní pohyby dlouhodobých dodávek futures jsou vysvětleny vytěsněním uhelných zdrojů a strukturální změnou struktury nabídky. Rovněž, byla provedena analýza opcí na dodávky elektřiny, která je obsažena ve futures kontraktech s využitím dobře známeho modelu Black-Scholes-Merton. Byla analyzována implikovaná volatilita a její časová struktura a bylo prokázáno, že vzhledem k mean-reversion povaze podkladového aktiva vzrůstá míra implikované volatility opcí s časem blížícím se datu expirace opce. Bylo také prokázáno, že implikované sešikmení volatility se zvyšuje s časem expirace času. Rovněž byla prokázána sezónnost tohoto jevu. Pravděpodobným vysvětlením sezónnosti sešikmení implikované volatility je závislost struktury nabídky elektřiny na počasí a s tím spojena očekávání ohledně směru cenových šoků, které by mohly nastat. To má vliv na změnu dynamiky poptávky a nabídky pro call a put opce.

Abstract:

Commodities used on worldwide scale and daily basis, are also traded on their separate markets. Electric power in Germany, is no excetion in this regard. Apart from description of characteristics of electric power, this thesis analyze derivative products on electricity in Germany traded on EEX. Ex -post futures risk premium is analyzed using approaches proposed by Bessembinder & Lemmon (2002) and Fama & French (1987). Bessembinder's approach is build on theory of hedging pressure. Risk premium is expected to rise with skewness of spot price during delivery of futures and decrease with increasing variance. Results show exactly opposite tendency. Reason for this might be one of the assumption of the model, that futures market provides insurance, rather than speculation. It was shown that regardless of month of delivery, basis contains information about developement of spot price between delivery period and present. Moreover, basis provides information about level of risk premium for deliveries of 5th-7th month and from 10th-12th. Principal components analysis of EEX forward curve was performed and it was found, that significant dimension reduction is possible without loss of any major information content in forward curve. Dominant components and their shapes were discussed in both short-term and long-term delivery horizons. Dominant movements of long-term deliveries futures are explained by coal-phaseout and structural change of German merit-order. Options on front-month futures deliveries were studied, utilizing well known Black-Scholes-Merton model. Implied volatility and its term structure were analyzed and it was shown, that due to mean-reverting nature of underlying asset, level of implied volatility is increasing as time approaches exercise date. It was also shown, that implied skew of volatility is increasing as time approaches expiry date. Seasonal pattern of this phenomena was also shown to be significant. Probable explanation for seasonality of volatility skew is depenedency of merit-order structure on weather and different expectations about signs of price shocks that might occur, hence changing the demand and supply dynamics for call and put options.

Klíčová slova

opce, poptávka, sešikmení implikované volatility, elektrická energie, futures, volatilita, sezónnost, nabídka

Keywords

demand, electric power, futures, options, volatility, seasonality, skew of implied volatility, supply

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 26. 2. 2019

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 20. 6. 2019
• Vedoucí: Jiří Witzany
• Oponent: David Chval

Vysoká škola ekonomická v Praze

Magisterský studijní program / obor:
Finance a účetnictví / Finanční inženýrství