天然氣期貨影響因素及定價(jià)模型研究

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1、天然氣期貨影響因素及定價(jià)模型研究重慶大學(xué)博士學(xué)位論文學(xué)生姓名：邢文婷指導(dǎo)教師：張宗益教授專業(yè)：技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)科門類：管理學(xué)重慶大學(xué)經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院二O一六年三月StudyonNaturalGasFuturesPricingModelandInfluenceFactorsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDoctor’sDegreeofManagementByXingWentingSupervised

2、byProf.ZhangZongyiSpecialty：TechnicalEconomyandManagementCollegeofEconomicsandBusinessAdministrationChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMarch.2016中文摘要摘要天然氣單位熱值高、排污少，是一種綠色環(huán)保潔凈的優(yōu)質(zhì)能源。近幾十年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求越來越大，尤其是天然氣。但天然氣具有運(yùn)輸不便及存儲(chǔ)成本較高等特點(diǎn)，其供應(yīng)無法滿足季節(jié)性需求，即天然氣價(jià)格具有強(qiáng)烈的季節(jié)性。另外由于受

3、政策政治因素、供求關(guān)系及颶風(fēng)天氣影響，天然氣價(jià)格波動(dòng)常常出現(xiàn)跳躍性。近幾年來，天然氣價(jià)格的劇烈波動(dòng)，對(duì)美國天然氣期貨市場(chǎng)帶來了很大的沖擊。天然氣期貨價(jià)格是天然氣期貨交易機(jī)制的核心要素，是天然氣期貨市場(chǎng)運(yùn)行狀況的反映。合理、有效的天然氣期貨價(jià)格形成，不僅可以起到預(yù)期、先導(dǎo)作用，彌補(bǔ)現(xiàn)貨價(jià)格滯后性的不足，而且能夠引導(dǎo)投資和保值，使社會(huì)資源實(shí)現(xiàn)有效配置。因此研究天然氣期貨定價(jià)模型及影響因素具有重大意義。本文首先介紹了天然氣期貨價(jià)格的影響因素及價(jià)格序列的檢驗(yàn)方法；其次考慮了天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，采用了Copula函數(shù)

4、來度量天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格間的非線性相關(guān)性；然后考慮天然氣價(jià)格波動(dòng)的跳躍性，提出了帶有跳躍性的天然氣期貨價(jià)格模型，采用高斯化濾波器處理非高斯分布變量；最后將金融領(lǐng)域的產(chǎn)品定價(jià)理論應(yīng)用到天然氣期貨市場(chǎng)，分析天然氣期貨市場(chǎng)的不完全性及期貨價(jià)格受季節(jié)性影響的問題。本文的主要工作與創(chuàng)新如下：①針對(duì)天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格序列聯(lián)合分布問題，目前現(xiàn)有文獻(xiàn)常常假設(shè)天然氣收益率服從正態(tài)分布，并利用相關(guān)系數(shù)法來度量天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格的相關(guān)性。但研究表明天然氣價(jià)格收益率具有顯著的尖峰、厚尾和異方差現(xiàn)象，且期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格收益率序列間

5、表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非線性特征，因此相關(guān)系數(shù)法無法捕捉天然氣價(jià)格序列間的非線性相關(guān)關(guān)系和尾部相關(guān)性。本文結(jié)合GARCH模型和Copula函數(shù)優(yōu)勢(shì)，考慮了天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格間相關(guān)結(jié)構(gòu)的時(shí)變性，構(gòu)造了天然氣期貨價(jià)格和現(xiàn)貨價(jià)格收益序列的時(shí)變Symmetrized-Joe-ClaytonCopula（GARCH-Normal、GARCH-GED和GARCH-t）模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)天然氣現(xiàn)貨價(jià)格和期貨價(jià)格的關(guān)系進(jìn)行分析。②對(duì)于天然氣期貨價(jià)格受跳躍性因素影響的問題，目前為止還沒有研究引入跳躍過程描述天然氣價(jià)格的變化。本文提出了與天然氣隨機(jī)

6、便利收益模型等價(jià)的三因素模型。在該模型的基礎(chǔ)上，考慮價(jià)格的跳躍性，并建立了帶有跳躍性的天然氣期貨價(jià)格模型。采用高斯化濾波器處理非高斯變量。在此基礎(chǔ)上，利用紐約商品交易所（NYMEX）的天然氣期貨日常價(jià)格數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行實(shí)證分析。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的模型相比，考慮價(jià)格跳躍性的期貨定價(jià)模型具有更好的擬合效果和預(yù)測(cè)能力。I重慶大學(xué)博士學(xué)位論文③針對(duì)天然氣期貨價(jià)格受季節(jié)性因素影響的問題，本文考慮了天然氣期貨市場(chǎng)的不完全性及季節(jié)性因素，建立了不完全市場(chǎng)具有季節(jié)性因素的天然氣期貨期限結(jié)構(gòu)模型。以短期偏離、中期偏離、長期均衡和季節(jié)因素滿足的微

7、分方程為切入點(diǎn)，將這四個(gè)因子導(dǎo)致的波動(dòng)率分為不完全和完全兩個(gè)部分，建立狀態(tài)空間轉(zhuǎn)移方程（可用于處理服從馬爾科夫過程且不可觀測(cè)的變量），利用紐約商品交易所（NYMEX）的天然氣期貨日常價(jià)格數(shù)據(jù)，通過卡爾曼濾波和極大似然函數(shù)法估計(jì)短期偏離、中期偏離、長期偏離和季節(jié)性因素導(dǎo)致的天然氣期貨市場(chǎng)不完全參數(shù)及模型的其它參數(shù)。實(shí)證結(jié)果表明：由于天然氣期貨市場(chǎng)的不完全性而造成的現(xiàn)貨價(jià)格的波動(dòng)主要?dú)w因于短期偏離、中期偏離和隨機(jī)季節(jié)性因素；天然氣價(jià)格具有隨機(jī)季節(jié)性，且季節(jié)性周期為一年。關(guān)鍵詞：天然氣期貨，Copula函數(shù)，跳躍過程，季節(jié)性，隨機(jī)

8、貼現(xiàn)因子II英文摘要ABSTRACTNaturalgas,asakindofgreenandcleanenergy,hashighcalorificvalueandlesspollution.Withtherapiddevelopmentofthenationaleconomy,energ