（交通运输规划与管理专业论文）船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究.pdf

r e s e a r c ho nb u n k e rp r i c ev o l a t i l i t ya n dh e d g i n g s t r a t e g y at h e s i ss u b m i t t e dt o d a h a nm a r i t i m e u n i v e r s i t y i np a r t i a lf u w d i m e n to ft h er e q u i r e m e n t sf o r t h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g b y x uw e i ( t r a n s p o r t a t i o np l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t ) t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rl u j i n g j u n e2 0 1 1 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰写成博硕士学位论文 竺船舶燃油俭揸波动性挂延及套翅握值硒宜： 。除论 文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经 公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： ，7 ， 乏，彬 使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据库( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中国学位论 文全文数据库( 中国科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式 出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 本学位论文属于：保密口在年解密后适用本授权书。 不保密( 请在以上方框内打“，) 论文作者签名：亏互吠产三：，户年髟月己歹日 中文摘要 摘要 目前，几乎所有的船舶都是以燃油为船舶动力，世界原油价格自2 0 0 0 年以来 一路攀升，船舶燃油价格亦水涨船高。与此同时，燃油价格深受经济、政治等各 种因素影响，使其波动性巨大。如2 0 0 8 年美国次贷危机逐渐转变为全球性的金融 危机，经济陷入衰退，全球石油需求量急剧下跌，船舶燃油价格从2 0 0 8 年7 月份 的每吨近7 5 0 美元的高价暴跌到每吨不足2 5 0 美元，此后随着全球经济的逐渐转 暖，燃油价格逐渐恢复。由于燃油成本占整个航运企业中的成本的2 0 - 4 0 ，加 之，近年来船舶的供应量大于需求量，航运业进入微利时代，燃油成本控制显得 尤为重要，而燃油成本控制主要是燃油价格波动风险控制。 由于我国航运企业的管理水平相对较低，利用金融衍生品对燃油价格进行套 期保值的比例较低，市场上参与程度不够，不能充分利用已有的衍生品市场对燃 油风险进行控制，因此也将自身暴露在更大的燃油价格波动风险之中，不利于我 国航运企业的健康成长和竞争力的提高。 基于以上背景，本文从燃油价格的波动性特征和套期保值基本概念出发，首 先简单介绍了燃油套期保值的基本知识。然后利用新加坡港、鹿特丹港的油价历 史数据进行统计分析。研究表明，燃油收益率序列具有明显的“尖峰厚尾，性特 征。通过单根检验和残差拉格朗日乘数检验发现序列具有平稳和残差a r c h 效应， 因此可以通过g a r c h 族模型对序列的波动性特征进行拟合。通过g a r c h 模型、 t a r c h 模型、e g a r c h 模型能够较好的拟合序列且能够求得相应的波动率方程， 序列具有较好的杠杆效应，即坏消息产生的波动大于好消息。紧接其后，本文对 燃油套期保值的主要手段远期、期货、互换、期权等相关概念及燃油套期保值具 体应用进行阐述；通过第三章中介绍的历史波动率算法，利用b l a c k s c h o l e s 欧式 期权定价模型为欧式燃油看涨期权进行定价。通过简单举例进行说明，使得本文 介绍的套期保值策略具有较好的可操作性。 关键词：船舶油价；波动性；套期保值 英文摘要 a b s t r a c t n o w a d a y s ，a l m o s ta l lo ft h es h i p sa r ep o w e r e db yb u n k e r h o w e v e rt h ep r i c eo f b u n k e rh a ss o a r e ds i n c e2 0 0 0 ，t h eb u n k e rp r i c e si n c r e a s e sa c c o r d i n g l y b e c a u s et h e r e a r em a n yf a c t o r ss u c ha se c o n o m i cs i t u a t i o n ，p o l i t i c a ls t a t u se t c ，t h a ta f f e c tt h eo i lp r i c e ， t h ep r i c eo fb u n k e rf l u c t u a t e sw i l d l y t a k et h eu s s u b p r i m em o r t g a g ec r i s i sf o r e x a m p l e ，t h em a c r o e c o n o m i cp r o s p e c t si sb l e a kw h e ni tg r a d u a l l yt u r n e di n t oag l o b a l f i n a n c i a lc r i s i si n2 0 0 8 ，w h i c hf o l l o w e db yag r e a td r o pi nt h ed e m a n do fo i l t h e b u n k e rp r i c eh a dd i v e df r o mt h ep r i c e so f $ 7 5 0p e rt o nt om e r e l y $ 2 5 0p e rt o n w i t h g l o b a le c o n o m yt u r n e dw e l lg r a d u a l l y ，b u n k e rp r i c eg r a d u a l l yr e c o v e r e d a sb u n k e r c o s t si no p e r a t i n gav e s s e lt a k e sap a r to f2 0 - 4 0 a n dt h eo v e r s u p p l yo fv e s s e l sm a k e t h ef r e i g h tm a r k e ti na ne r ao fl i t t l ep r o f i t ，t h eb u n k e rc o s tm a n a g e m e n ti so fg r e a t i m p o r t a n c e ，m a i n l yc o n c e r n i n go nt h eb u n k e rp r i c em a n a g e m e n t b e c a u s eo ft h er e l a t i v el o wl e v e lo fr i s km a n a g e m e n t ，t h ef i n a n c i a ld e r i v a t i v e si s s e l d o me m p l o y e dt oh e d g ea g a i n s tb u n k e rp r i c ev o l a t i l i t yb yt h ec o m p a n i e so fo u r c o u n t r i e s w i t hal o wl e v e lo fm a r k e tp a r t i c i p a t i o n ，t h ed e r i v a t i v e sm a r k e tc a n n o tb e f u l l yu t i l i z e db yc h i n e s es h i p o w n e r sw h i c he x p o s e dt h e m s e l v e st om o r er i s ko ff u e l p r i c ev o l a t i l i t ya n di sn o tc o n d u c i v et ot h eh e a l t h yg r o w t ho fc h i n e s ef l e e t s b a s e do nt h ea b o v eb a c k g r o u n d ，t h i sa r t i c l ed i s c u s s e st h ev o l a t i l i t yo fb u n k e r p r i c e sa n df e a t u r e so fh e d g i n ga su s e f u lb a c k g r o u n d b ya n a l y s i sh i s t o r i c a ld a t ao ft h e b u n k e rp r i c eo fs i n g a p o r ep o r ta n dr o t t e r d a mp o r t ，t h es t u d i e sh a v es h o w nt h a tt h e b u n k e rr e t u r ns e r i e sh a saf e a t u r eo f ”f a tt a i l e dd i s t r i b u t i o n ”t h es e r i e si ss m o o t hb y u n i tr o o tt e s ta n dr e s i d u a la r c he f f e c t s b y a p p l y i n gt h eg a r c h ，t a r c h ， e g a r c hm o d a l s ，i tc a nb ef o u n dt h a tt h es e r i e sc a nb ef i t t e dw e l la n dt h ec u r v eo f v o l a t i l i t yc a na l s ob eo b t a i n e d i ta l s os h o w st h es e r i e si so fg r e a tl e v e r a g e i m m e d i a t e l y a f t e r w a r d s ，t h ep a p e ri n t r o d u c e st h ep r i m a r ym e a n so ff u e lh e d g i n gs t r a t e g i e ss u c ha s b u n k e rf o r w a r d s ，f u t u r e s ，s w a p s ，o p t i o n sa n dt h es p e c i f i ca p p l i c a t i o n s ；b yu s i n go fb s o p t i o np r i c i n gm o d e l ，t h eo p t i o np r i c eo fb u n k e rc a na l s ob eo b t a i n e d k e yw o r d s ：b u n k e rp r i e e ；v o l a t i l i t y ；h e d g i n gs t r a t e g y 目录 目录 第1 章绪论1 1 1 选题背景和意义1 1 2 国内外研究现状3 1 3 研究的主要内容5 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论。7 2 1 船舶燃油的种类7 2 2 影响燃油价格主要因素。7 2 3 波动率估计方法11 2 3 1 历史波动率1 1 2 3 2 隐含波动率。1 2 2 4 航运企业燃油套期保值1 3 2 4 1 参与套期保值的必要性。1 3 2 4 2 套期保值主要市场主体：1 4 2 4 3 主要燃油套期保值市场15 2 5 本章小结1 9 第3 章船舶燃油价格波动性分析2 0 3 1 数据的采集和处理2 0 3 2 样本序列描述性统计分析2 1 3 3 样本序列平稳性检验2 5 3 4 残差序列的a r c h 性检验2 7 3 5 样本序列波动性拟合3 0 3 5 1g a r c h 模型3 0 3 5 2t a r c h 模型3 4 3 5 3e g a r c h 模型3 6 3 6 本章小结3 8 第4 章航运企业燃油套期保值的主要策略4 0 4 1 远期( f o r w a r d s ) 4 0 4 1 1 远期合约的概述4 0 4 1 2 远期合约的具体应用4 1 4 2 期货( f u t u r ec o n t r a c t s ) 。4 2 4 2 1 期货概述一4 2 目录 4 2 2 期货合约的主要应用。4 3 4 3 互换( s w a p ) 4 3 4 3 1 互换概述4 3 4 3 2 互换交易的具体应用4 5 4 4 期权( o p t i o n ) 4 7 4 4 1 期权概述4 7 4 4 2 期权的具体应用一4 9 4 4 3 欧式燃油期权定价。5 4 4 5 本章小结5 9 第5 章研究总结与展望6 0 参考文献。6 1 致 谢6 4 一j 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 第1 章绪论 1 1 选题背景和意义 随着全球经济的稳步发展，全球货物贸易额也在不断增长，海上运输作为世 界贸易的最主要的运输方式，承运全球货物贸易9 0 的货运量，对整个世界的经 济贸易活动有着至关重要的作用。航运企业经营除了需要承担巨额的初始建造购 买成本以外，在日常营运过程中还需要承担一笔巨大的燃油费用这一航次成本。 而随着船舶燃油价格的一路攀升，加之价格波动剧烈，燃油成本越来成为航运企 业的盈利短板，控制好油价成本成为航运企业能否盈利的关键因素之一。 高油价渐成常态 燃油价格深受原油价格的影响。自2 0 0 3 年以来，国际原油价格一路飙升。2 0 0 3 年国际市场原油平均价格为每桶3 1 美元左右；2 0 0 4 年涨到每桶4 1 美元左右；而 2 0 1 0 年原油平均价格达到每桶8 0 美元左右。在短短的7 年时间里，原油价格上涨 2 6 倍，年均增长率达1 4 5 。近期北非动荡，给本已高企的原油价格推波助澜， 原油价格一度达到每桶1 2 5 美元。投行摩根大通曾在去年预计，2 0 11 年上半年国 际原油平均价格将再度突破每桶1 0 0 美元，并于2 0 1 2 年达到每桶1 2 0 美元； 随着世界经济的逐渐复苏，全球的石油消耗量将逐渐恢复。中国、印度等发 展中国家的工业化水平的逐渐提高，石油消耗量将进一步增大。加之，石油资源 的不可再生性和稀缺性，使得石油的储备量越来越少。种种迹象表明，低油价时 代将一去不复返，航运“贵油将渐成常态。 船舶燃油成本巨大 一般而言，燃油成本通常占航运成本的2 0 - 4 0 左右，但不同船型之间差别 很大，其中集装箱船舶的比例最高，主要是因为集装箱船舶的船速较高。目前一 艘1 0 0 0 0 t e u 超大型集装箱船以2 5 节的航速航行，其每天的耗油量将达到3 0 0 吨。 船舶在航行中主要消耗重油和少量的柴油。一艘典型的灵便型散货船刨除在港期 间及航行过程中的柴油消耗，一年的耗油量大概为8 0 0 0 吨左右，按照目前的市场 价格每吨6 0 0 美元计算，一年的燃油成本达4 8 0 万美元左右。 _ o o 。一一 第1 章绪论 油价波动巨大 石油作为大宗商品受供求关系影响，同时作为一种重要的战略物资，还受到 各国原油储备量、o p e c 和国际能源署( i e a ) 的市场干预、地缘政治因素、气候因 素、国际资金的投机性炒作等其他因素影响。尤其是国际资金的炒作给石油价格 波动起了推波助澜的作用，这也是造成油价波动的主要原因之一。 石油是船舶燃油的重要原材料，使得燃油价格波动更为剧烈。以新加坡的 3 8 0 c s t 燃油价格为例，在2 0 0 8 年年初价格为每吨4 5 0 美元左右，而在7 月份均价 达到每吨7 2 0 美元，而在当年1 0 月份油价暴跌至每吨2 3 3 美元，跌幅达6 7 6 。 由于船舶货运合同大多是数月前签订好的，船舶燃油价格的波动直接关系到航运 企业的盈利与否。对于航运企业来说，如何在剧烈的市场波动中管理燃油价格风 险，降低燃油成本是一个巨大的挑战。 航运微利时代，油价成本控制显得尤为重要 由于自2 0 0 5 年以来航运业投入了大量的新造船舶，船舶运力增速远大于需求 增速，船舶运力市场一直供过于求的状态。2 0 0 8 年的金融危机加速了航运危机的 到来，船舶运价大跳水后一直难以恢复。由于长期以来的船舶供过于求形势的积 累、大量的船舶建造订单、全球经济复苏缓慢等因素影响，预计未来几年内，航 运市场都将保持低迷的运价态势，航运企业进入微利时代。较低运价水平对航运 企业成本控制能力提出了更高的要求，由于油价成本在航运企业的可变成本中所 占比例巨大，因此油价成本控制显得尤为重要。 我国航运企业套期保值水平较低 我国航运企业是我国交通运输产业的重要组成部分，为我国及全球经济的快 速发展做出重要的贡献。然而我国航运企业利用金融衍生品对燃油价格进行套期 保值的比例较低，市场上参与程度不够，不能充分利用已有的衍生品市场对燃油 风险进行控制，因此也将自身暴露在更多的燃油价格波动风险之中，不利于我国 航运企业做大做强、走向世界。相反，国外大多数的航运企业对针对燃油风险， 制定出相应的套期保值策略，因而更具成本优势和竞争力。本文通过简单介绍常 用的燃油套期保值策略，以期对我国航运企业国际竞争力的提高提供帮助。 f 蕾 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 1 2 国内外研究现状 国内研究现状 国内有很多研究侧重于从源头上减少燃油消耗量，来达到控制燃油成本和风 险的目的。其中谢新连【l 】指出船舶在航行中燃油的消耗量与航速的三次方成正比， 需要对航速与燃油成本之间综合考虑。徐天芳【2 】等从边际成本的角度出发，指出航 运市场的运价与燃油价格、货量的平方成正比，与航速的三次方成反比，为我们 控制船舶成本提出理论指导意见。林安平【3 】等论述了在减少船舶阻力和增加推进效 率方面对船舶进行设计上的优化可以减少油料消耗。张建【4 】指出在船舶上使用风力 发电设施可以减少油耗和二氧化碳的排放量。顾明章【5 】指出利用b r i d g e 软件设计 大圆航线来减少航行距离，减少燃油消耗。还有很多其他相似文章，这些都是从 减少燃油绝对消耗量层面上论述了航运企业控制燃油成本的方法与策略。 王韵甜6 】等从分析本轮油价上涨的原因出发，提出航运企业应该应用套期保值 策略来规避燃油价格风险，如买入原油期货、原油看涨期权等。 王健【7 】阐述了如何利用期货、互换、远期合约对航空燃油进行套期保值的策略， 并且分析了东方航空公司燃油套期保值失败的例子。但全文主要偏重于定性描述 方面，而对定量分析阐述较少。 钱瑞梅f 8 】【9 】【o 】【l l 】等在其一系列的文章中探讨了国际及我国石油期货市场对我 国燃料油的价格波动性及杠杆作用，分析了期货市场对我国燃油市场的影响，利 用g a r c h 模型对石油期货市场进行波动性测度的可行性实证分析，模型拟合效 果较好。 这些研究介绍和分析了我国船舶燃油市场价格波动并且建议航运企业采用套 期保值手段来规避风险，但是并未说明在何种定价水平下进行套期保值，未给出 定量说明，这些只是从理论层面进行分析，实践操作性较差。 国外研究现状 恩格射1 2 】( e n g l e ) 首先介绍了异方差模型并且对英国的通货膨胀率进行研究 为了获得一般性与通用性，b o l l e r s l e v t l 4 i 入广义异方模型( g a r c h ) 。此后， n e l s o n 1 5 】于1 9 9 0 年提出指数g a r c h 模型，a k g i r a y t l 2 】( 1 9 8 9 ) ，p a g a na n ds c h w e r t 1 3 】 第1 章绪论 ( 1 9 9 0 ) ，等的研究主要则重于利用( g ) a r c h 模型对股票价额、外汇汇率等金融 领域方面的拟合和测度，也有大量的研究集中于外汇市场的波动与模拟，如w e s t a n dc h o ( 1 9 9 5 ) ，m e a d e ( 2 0 0 2 ) m c k e n z i ea n dm i t c h e l l ( 2 0 0 2 ) ，这些研究的 一个共同点是：g a r c h 模型比移动平均，指数平滑法和线性回归具有更好的拟合 效果。在众多文献中，对于石油价格方面的研究比较少，这与石油在全球经济中 的重要地位不相符。 同样，有关石油期货方面的定价的研究也是比较少的。j o h n s o nl l 1 5 1 阐述了 利用商品期货市场来进行对冲和投机的理论和方法以及在石油期货市场的应用， 此后关于期货市场的研究日益增多。r i c h a r d b 1 6 阐述了利用期货市场来有效控制 石油价格波动所带来的不利影响，介绍了运用期货市场规避石油价格风险的具体 策略和方法。p e r r ys a d o r s k y 0 7 采用g a r c h 组模型对石油期货的波动性进行模拟和 预测，得出m a 6 0 模式可以较为有效地模拟出石油期货市场的走势。a m i r h a l z a d e h 、n i k o sk n o m i k o s 1 s 等对航运衍生品和风险管理进行了较为系统和细致 的分析，对运费期权的基本原理以及定价理论都有较为详细的论述。 1 罗 罨 i ， 室 堪 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 1 3 研究的主要内容 图1 1 全文框架图 f i g 1 1f r a m e w o r ko f e s s a y 本文在第一章简单介绍了本文的选题背景、意义、研究现状及主要研究内容， 在高油价背景下，航运企业合理的控制燃油成本具有重要的经济意义，也是其稳 定生产经营所须做到的。 第二章介绍了船舶燃油的种类及影响燃油价格的主要因素，主要包括石油的 供求关系、石油生产成本因素、o p e c 和国际能源署的市场干预、地缘政治因素、 美元汇率、气候因素、投机性炒作、环境立法等因素。简单介绍波动率的计算方 法及套期保值相关理论知识。 在简单介绍各种相关背景之后，本文第三部分通过对新加坡港、鹿特丹港两 个港口的燃油价格历史数据进行处理，得出相应的收益率函数。然后经过对数据 进行平稳性检验、残差序列a r c h ，发现序列具有较好的平稳性和a r c h 效应， 通过利用g a r c h 模型、t a r c h 模型、e g a r c h 模型对燃油价格的波动率进行拟 合，拟合效果较好。通过t a r c h 模型、e g a r c h 模型发现，四个收益率函数都 第1 章绪论 存在杠杆效应，并且坏消息产生的波动均比好消息产生的杠杆波动影响要大。接 着介绍了目前航运企业船舶燃油成本控制的主要手段。对燃油的主要套期保值手 段远期、期货、互换及期权的概念及其应用进行了较为全面的介绍，并通过 第三章所求的历史波动率、运用b l a c k - s c h o l e s 模型给期权定价，将第一、二部分 内容相结合，使得燃油套期保值手段更具有实用性。 第四部分对全文进行了总结概述。船舶燃油价格波动具有典型的波动积聚性 和杠杆性，并且较为全面的介绍船舶燃油成本控制策略。最后指出了本文存在的 不足及研究改进方向。 t + 静 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论 2 1 船舶燃油的种类 船舶燃油按用途主要分为主机用油和辅机用油 船舶燃油主要包括用于船舶主机以提供航行动力的重油( h e a v yf u e lo i l ，l i f o ) 和给船舶辅机提供动力的辅机用油( m a r i n ed i e s e lo i l ) 两类。重油的主要成分是 原油加工过程中残留下来的高分点组分或裂化后的渣油。重油是船舶主机用油， 是船舶用来推动船舶航行的动力来源，是船舶消耗燃油最主要的部分。在船舶燃 油消耗中重油所占比例达8 0 左右。主机用油主要是1 8 0 c s t 和3 8 0 c s t 两种。c s t 是 油料运动粘度的单位。粘度是对流动性阻抗能力的度量，油品运动粘度是油品的 动力粘度和密度的比值。 除了重油之外，还有其他的船用燃油，如船用柴油( m a r i r i ed i e s e lo i l ) 和船 用汽油( m a r i n eg a so i l ) ，这些油品同样是石油的蒸馏物，不同的是其黏性和含硫 量都比较低。它们是船舶辅机用油，其消耗量在整个船舶燃油消耗量所占比例较 少，主要在船舶在靠离码头、港装卸货期间、通过浅水区域时为船舶提供动力。 按照含硫量的多少可以分为高硫燃油和低硫燃油 根据2 0 0 8 年7 月通过的m a r p o l 7 3 7 8 公约附则中有关防止船舶造成大气 污染规则( 简称附则v i ) 的规定，白2 0 1 0 年7 月1 日起，船舶在二氧化硫排放 控制区域内( s e c a ) 时，船上使用燃油的硫含量应不超过1 0 m m ，2 0 1 5 年1 月1 日及以后为0 1 0 m m ，而航行于一般地区含硫量应该小于4 5 m m 。因此按照 行业习惯，一般把含硫量低于0 1 m m 的船舶燃油称为低硫燃油，而介于0 1 m m 与4 5 m m 的船舶燃油称为高硫燃油。 2 2 影响燃油价格主要因素 船舶燃油是石油的经过加工后的重质石油产品，石油是其主要的原材料：石 油的价格是影响其价格的最主要因素。如图2 1 所示，b r e n t 原油价格( 右轴r ) 与新加坡港( 左轴l ) 、鹿特丹港( 左轴l ) 高度相关，石油价格的波动几乎能够 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论 解释大部分船舶燃油价格波动，所以影响石油价格的因素也是影响船舶燃油价格 的主要因素。 图2 1b r e n t 原油价格和新加坡港、鹿特丹港燃油价格走势图 f i g 2 1p r i c et e n d e n c yo f b r e n to i la n db u n k e rp r i c ei np o r to fs i n g a p o r ea n dr o t t e r d a m 石油是现代工业文明的血液，除了具有普通的商品属性以外，同时也是保障 经济、军事安全的重要战略物资，影响石油价格波动的因素很多，主要有以下因 素： 石油的供求关系 在现代经济制度下，石油作为一种商品，供求关系是影响其价格变化的基本 因素。在2 0 世纪4 0 年代，中东大量油田的发现一举打破了美国作为石油第一生 产大国的垄断地位，石油供给量大幅增加，导致此后国际原油价格逐步下跌。2 1 世纪以来，随着世界经济的稳步发展及新兴发展中国家经济的高速增长，全球石 油需求大幅增长，石油价格不断攀升。从近期来看，2 0 0 8 年美国次贷危机逐渐转 变为全球性的金融危机，经济陷入衰退，全球石油需求量急剧下跌，船舶燃油价 格从2 0 0 8 年7 月份的每吨近7 5 0 美元的高价暴跌到每吨不足2 5 0 美元，此后随着 全球经济的逐渐转暖，燃油价格逐渐恢复到每吨6 0 0 美元以上。燃油价格深受石 油价格的影响。 冬 ， 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 石油生产成本因素 目前，国际石油的生产主要控制在o p e c 国家和诸如壳牌、美孚等大型石油 公司手中，从而在一定程度上形成了垄断，它们能够依靠其垄断地位制定价格， 因此具有较强的定价话语权，因此其价格肯定高于其平均生产成本。由于随着石 油开采量的增加，石油的开采难度也日益增加，深海开采、高质燃油减少等因素， 开采成本、提炼难度增加也是促使燃油价格攀升的原因之一。 o p e c 和国际能源署( i e a ) 的市场干预 石油输出国组织( o p e c ：o r g a n i z a t i o no f t h ep e t r o l e u me x p o r t i n gc o u n t r i e s ) 成立 宗旨是协调和统一成员国的石油政策，维护各自的和共同的利益，主要政策是限 产保价和降价保产。国际能源机构( i e a ：i n t e r n a t i o n a le n e r g ya g e n c y ) 是石油消 费国政府间的经济联合组织，旨是协调成员国的能源政策，发展石油供应方面的 自给能力，拟订相应的石油消费计划，石油发生短缺时按计划分享石油等，其2 6 个成员国共同控制着大量石油库存以应付紧急情况。o p e c 控制着全球剩余石油产 能的绝大部分，i e a 则拥有大量的石油储备规模，它们能在短时期内改变市场供求 格局，从而改变石油价格走势。当石油价格走低是，o p e c 组织会相应的减产使得 价格上升，i e a 也会扩大储备规模，石油价格相应走高；当石油价格走高时，为了 维持供应市场的稳定，o p e c 会在短时间内加大石油开采力度，i e a 也会相应的降 低石油库存，市场供需恢复平衡，价格回落。 地缘政治因素 石油是一种重要的战略资源，各个国家、各派势力都希望对这种宝贵的“黑 色黄金”拥有占有权或控制权，从而在一定程度上加剧了石油政治的影响。石油 政治使得石油生产国的政治局势更加复杂，石油生产国的动荡的政治局势、频繁 发生的恐怖活动等，都助推石油价格的上涨。比如当前的利比亚危机，由于西方 国家的强行介入使得利比亚存在长期内战的可能性。大量石油相关行业的外国员 工撤离，造成利比亚石油人手短缺，利比亚油田生产能力大幅减弱。利比亚原本 每天产出1 6 0 万桶原油，危机导致产能降至6 0 万桶左右，有关分析认为利比亚的 原油贸易实际已经瘫痪。由于利比亚动荡局势没有好转迹象，在短短的2 0 多天里， 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论 国际油价上涨2 0 以上，涨幅之巨实属历史罕见。如果持续下去，油价将继续攀 升。 美元汇率 美元是国际贸易的基准货币，由于国际油价是以美元为计价标准的，美元汇 率的波动也是影响原油价格的重要因素。近几年美元的贬值是导致油价上涨的一 个重要因素。从历史上看，几乎每次美元的贬值都伴随着原油价格飙升，这是因 一 - 为在原油价格上涨时，中东产油国的账面利润大幅上升。由于担心大量的美元货 币贬值，为了货币保值的目的，中东石油国家将更多的石油美元投向其他领域和 q 非美元资产的倾向，进行分散和多元化投资，从而进一步压低美元的汇率，而美 元贬值又进一步推升了原油标价，如此循环往复。 气候因素 石油的生产和消费都受到气候因素的影响。恶劣的气候条件会影响石油的生 产，特别是地震、海啸等大规模破坏性自然灾害会对石油生产设备造成了严重损 害，会导致短期内石油产量的迅速减少，影响石油供给量。如卡特里娜飓风肆虐 墨西哥湾时，曾使2 5 的产油设施造到毁坏，1 0 的炼油产能暂时关闭；同时，石 油的消费也呈现季节性的变化，北半球的冬季是取暖用油的高峰时期，石油需求 量大，从而推高石油价格。此外，对天气的炒作加剧了原油市场投机氛围。 国际资金的投机性炒作 原油期货、期权等金融衍生品的出现，加剧了国际热钱对能源市场的炒作程 蠢 度。由于金融衍生品具有以小博大、投机性强等特点，国际炒家对原油期货的投 机炒作越来越成为影响石油价格的一个重要因素。利用一些突发事件造成石油供 ， 给的“不确定性”制造题材，有意炒高石油价格，制造石油价格泡沫，以获取投 机与套利的暴利机会。比如说，随着美元汇率的下跌，国际游资大量转向原油期 货市场进行投机炒作，石油价格上升。美国次贷危机爆发以后，国际金融市场流 动性变差，出于对经济前景的担忧，国际热钱大量做空原油期货，使国际油价在 2 0 0 8 年7 月后出现暴跌。由于大量的投机基金转向了国际能源期货市场，导致石 油期货的非商业性交易异常活跃，市场炒作频繁，扭曲了真正的石油供求关系， 、 ， 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 直接推动了国际原油价格的攀升。 环境立法 由于日益高涨的环保意识，海运业面临着越来越大的环保压力，主要是废气 排放问题。船舶燃油主要是高硫燃油，与低硫燃油相比，高硫燃油具有更低的价 格，目前船舶使用的都是高硫燃油，但使用高硫燃油会对环境造成污染，是造成 酸雨的主要元凶之一，酸雨不但会对河流、湖泊、森林、建筑物造成污染和腐蚀， 而且也会对人、畜产生危害。出于保护环境的考虑，越来越多的国家( 地区) 开 始通过立法的形式规定船舶驶入特定区域后使用低硫燃油。如欧盟设立了第一个 二氧化硫排放控制区域波罗的海区域和第二个二氧化硫排放控制区域北 海区域分别于2 0 0 6 年1 1 月2 2 日和2 0 0 7 年8 月生效，规定船舶在这些区域里使 用的燃油量含硫量不超过1 5 ，以减少二氧化硫的排放对环境造成的危害。低硫 燃油要求更为严格的提炼要求，因此价格比普通重油高1 0 5 0 美元左右。随着环保 意识的提高，势必有越来越多的地区通过立法限制二氧化硫的排放，环境立法的 影响势必增加航运企业的燃油成本。 2 3 波动率估计方法 国际市场的船舶燃油价格并不是一直保持不变的，而是受各种复杂因素影响 呈波动性变化。燃油价格波动性越大，意味着燃油价格高于或低于其预期水平的 概率越大，因而油价风险也大，可能会对企业的稳定经营与成本控制产生重要影 响。因此对于波动率的分析对于航运企业控制成本、燃油套期保值交易非常重要。 目前研究对于波动性的计算主要有两种方法：历史波动率法和隐含波动率法。 2 3 1 历史波动率法 历史波动率是根据过去的历史价格数据来计算价格的波动率，常用的计算方 法有算术平均法、指数平滑法、滑动平均法，各种方法大同小异。其主要计算步 骤为： 首先，从市场上收集目标资产在固定时间间隔上( 如每天、每周、每月及每季 等) 的价格数据。要求数据的时间间隔应该一样，这样数据才具有可比性；如果 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论 时间间隔过长，则需要考虑期间可能产生的通货膨胀等因素影响，需进行处理使 其更具有真实性； 其次，对价格数据进行对数收益率化处理。目前国内外的学者在对金融时 间序列的波动率研究中绝大多数采用对数收益率计算方法，即对于每个时间 段，求出该时间段末的标的资产价格与该时段初的标的资产价格之比的自然对数 石：坂只岛) ：蚁z ) 一l n ( 最，) ； f 最后，求出这些对数值的标准差，再乘以单位期限( 一般为一年) 中包含的 一 时段数量的平方根，即为所求历史波动率。比如说，选取的数据的时间间隔为每 天，对于我国股市来说，在若扣除相应的闭市数日，每年中有2 5 0 个交易日，应乘 以2 5 0 ，得到的即为年历史波动率( 年波动率= 日波动率4 2 4 2 4 丽、。 对于历史波动率的估计和预测，e n g l e ( 1 9 8 2 ) 1 2 】使用了a r c h 模型对英国通货膨 胀率波动进行了估计，b o l l e r s l e v ( 1 9 8 6 ) 【1 4 】用g a r c h ( 1 ，1 ) 模型对通货膨胀率的 波动率进行了估计。 2 3 2 隐舍波动率法 标的资产价格的隐含波动率是根据b l a c k - s c h o l e s 期权定价公式推导出来的。 根据b l a c k s c h o l e s 模型，欧式看涨期权的价格可根据五个基本参数( 资产价格、 行权价格、无风险利率厂、到期日( ，) 、波动率仃就能求出标的资产的期权 价格f 。而在现实交易中，有关标的资产价格夕、无风险利率厂、到期日( ，) 、 一 行权价格z 及期权的价格f 都能得到，因此可以根据b l a c k - s c h o l e s 公式反求出波 动率d ，这个波动率就叫做隐含波动率。隐含波动率反映了期权市场的中参与者 、 对波动率的取值或偏好。 隐含波动率的求解基础是：b l a c k s c h o l e s 公式完全正确、波动率在期权有效 期内为常数。若以上假设准确，则基于同一标的资产的不同到期日、行权价格的 期权计算出来的隐含波动率是一样的。但事实上，隐含波动率会随着到期日或行 权价格的不同而不同，前者称之为“波动率微笑”( v o l a t i l i t ys m i l e ) ，后者称为波动 率期限结构。 船舶燃油价格波动性特征及套期保值研究 历史波动率仅仅反映资产过去的波动情况。由于燃油价格的影响因素众多， 使得波动更加难以预测，利用历史波动率相关数据对期权价格进行预测一般都不 能保证完全准确。但是由于燃油期权市场价格的相关数据一般较难获得，因而就 无法计算隐含波动率，因此只能对历史波动率进行研究，为期权定价提供依据。 2 4 航运企业燃油套期保值 2 4 1 参与套期保值的必要性 传统意义上的套期保值( h e d g i n g ) 也译做“对冲交易”。现货市场将要买进 或者卖出某一合约，可以通过期货市场进行避险，其基本做法是通过在期货市场 上买进( 卖出) 适当比例的期货合约，由于现货市场上的商品与期货市场上的期 货的价格具有趋势同一性，所以可以在到期日通过期货合约抵消购买现货合约时 两者的价差，从而达到控制风险的目的。 本文所指套期保值是指广义上的套期保值，主要侧重于利用合约的签订时间 与实际交割期不同的“套期”，是指为了将来在现货市场上买进( 卖出) 某一商品， 通过金融衍生品合约价值与现货价格趋势同一性，合约的签订期与执行期不同的 跨期性，提前控制标的资产的价格波动，达到控制合约购买期与实际交割期价格 差的目的。既包括传统意义上的利用期货套期保值，也包括远期合约、互换合约 和期权合约，其共同点都是利用合同签订时间与实际货物交割时的不同的时期， 套期保值主要有以下特点： 保值性好 标的资产是指金融衍生品价格指数赖以变动的目标资产。标的资产的范围十 分广泛，可以是外汇、国债、股票、指数等金融产品，也可以是铁、铜、石油等 实物商品，还可以是一项服务，甚至是天气，因此开发出来的资产便具有多样性， 可以根据具体的实际交易对象量身定做相应的服务产品。通过衍生品与标的物资 产相联系的特征，做与实物交易相反的买卖，可以满足不同的套期保值要求，保 值性好。 流动性强 第2 章船舶燃油价格波动性及套期保值相关理论 随着全球金融市场的发展，参与市场的主体丰富多样，有大的货主、买家， 也有银行、交易所等金融机构，还有很多对冲基金，参与主体的全球性与多样性 使得衍生品市场具有很强的流动性，衍生品市场发达。同时也有良好的软件实力 如完善的金融理论和大量的专业人才，衍生产品的市场容量很大，流动性很强。 航运企业无论是通过期货、互换还是期权对燃油价格进行套期保值过