Derivati per la copertura del rischio di prezzo nei mercati energetici

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1 Derivati per la copertura del rischio di prezzo nei mercati energetici Prof. Fabio Bellini Università di Milano Bicocca Dipartimento di Metodi Quantitativi Vari tipi di sottostanti Gli strumenti derivati hanno un ruolo molto rilevante anche nei mercati energetici ( energy derivatives ); i sottostanti più comuni sono Petrolio Elettricità Gas naturale Carbone C0 2 Le caratteristiche di questi sottostanti sono a volte molto diverse da quelle degli indici finanziari, rendendo necessaria una modellizzazione ad hoc.

2 Differenti finalità A differenza dei derivati finanziari, spesso nei mercati energetici una delle parti detiene fisicamente il sottostante oppure ne ha bisogno per la sua attività industriale; per essa il derivato ha effettivamente il significato originario di copertura del rischio di prezzo. Alcuni esempi tipici: un produttore di elettricità interessato a fissare il prezzo di vendita un produttore di elettricità interessato a fissare il costo del mix dei combustibili una compagnia aerea interessata a fissare il costo dei carburanti un consumatore di elettricità (al limite anche noi stessi) Diversi tipi di strumenti In quest ottica gli strumenti principali sono i contratti forward e futures. In termini generali analogie e differenze sono ben note: Forward Contratti bilaterali Flessibilità Rischio di credito Futures Strumenti standardizzati Liquidità Marking to market

3 Prezzi spot e prezzi forward/1 Il prezzo forward F è quello al quale le due controparti concordano l acquisto/vendita del sottostante alla scadenza T (o più in generale nel cosiddetto delivery period, come vedremo dopo), senza ulteriori esborsi oggi. Nel caso finanziario, un modo alternativo di ottenere lo stesso risultato è comprare il sottostante oggi e detenerlo fino alla scadenza T. Un argomento standard (detto di replicazione o di assenza di arbitraggio) ci porta alla semplice formula F = Se che viene detta parità spot/forward. rt Prezzi spot e prezzi forward/2 Nel caso di sottostanti non finanziari, per realizzare questa strategia è necessario tenere conto sia dei costi di stoccaggio della merce, sia del valore della disponibilità fisica della merce (per esempio in caso di una inattesa scarsità). Questi effetti contrastanti si bilanciano nel cosiddetto convenience yield y e la relazione spot/forward diventa F = Se ( r y ) T Nel caso della elettricità, anche questa rappresentazione viene meno in quanto si tratta di un bene il cui stoccaggio è difficile e costoso.

4 Strumenti più complicati Forward e futures (come anche gli swaps plain vanilla) sono strumenti lineari. Il loro prezzo non dipende dalla volatilità del sottostante e possono essere prezzati in modo essenzialmente model-free (senza dover fare complicati modelli matematici). A volte però nasce in modo naturale l esigenza di strumenti piu complicati: opzioni opzioni spread contratti take or pay swing contracts OPZIONI Strumenti più complicati /2 Un produttore di elettricità può voler fissare un prezzo minimo di vendita, mantenendosi una possibilità di ulteriore guadagno in caso di rialzo dei prezzi. In questo caso ovviamente deve pagare un premio e acquista una opzione put, che gli garantisce di poter vendere il sottostante al minimo allo strike. Un produttore di elettricità può voler fissare il prezzo massimo del mix dei combustibili, mantenendo una possibilità di guadagno se il petrolio o il carbone scendono. In questo caso deve pagare un premio e compra una call, che gli garantisce un prezzo minimo di acquisto. Si parla anche di coperture a una via in contrapposizione alle coperture a due vie date dai contratti forward o future. Questi strumenti sono nonlineari, dipendono dalla volatilità del sottostante e richiedono un modello di pricing.

5 OPZIONI SPREAD Strumenti più complicati /3 A volte è rilevante la differenza tra due indici (spread). Alcuni esempi tipici: crack spread (differenza tra il prezzo del prodotto raffinato e quello del petrolio) spark spread (differenza tra il prezzo della elettricità e quello del mix produttivo) locational spread (differenza tra il prezzo della elettricità in diversi mercati interconnessi ma in modo limitato) In questi è naturale prendere lo spread come sottostante; il pricing è più complicato perché richiede una modellizzazione congiunta dei sottostanti Strumenti più complicati /4 CONTRATTI TAKE OR PAY Per questi contratti, tipici nei mercati del gas, il compratore è comunque obbligato a pagare un minimo anche se non acquista nulla. Compare anche il volume come fonte di rischio. SWING CONTRACTS Più in generale, queste opzioni lasciano il diritto di acquistare una quantità variabile del sottostante (all interno di vincoli predeterminati contrattualmente). Come nel caso delle opzioni americane, il loro valore dipende anche da una strategia ottima di esercizio. Le problematiche di pricing e risk management di questi strumenti sono di difficoltà crescente.

6 Real options valuation Le tecniche di option pricing possono anche essere utilizzate a fini di valutazione aziendale. L idea base della cosiddetta Real option valuation è equiparare un asset fisico a un asset finanziario (tipicamente un opzione). Ad esempio una merchant line può essere vista come una call sul valore assoluto di uno spread locazionale una centrale termoelettrica può essere vista come una call sullo spark spread una raffineria può essere vista come una call sul crack spread Tenendo conto dei limiti fisici le opzioni possono essere anche molto complesse. L assetto del sistema elettrico Molto sinteticamente: liberalizzazione della produzione, importazione, esportazione, acquisto e vendita dal 1 aprile 1999 limite al 50% della produzione o importazione massima di un singolo soggetto ( Decreto Bersani ) la gestione della rete (RTN), la trasmissione e il dispacciamento sono affidati in concessione a Terna la distribuzione è affidata in concessione su autorizzazione del MAP prezzo della elettricità determinato nella Borsa Elettrica dal 1 aprile 2004

7 I principali produttori Gruppo Enel 49,2 43,5 39,0 34,9 31,7 Gruppo Edison 12,0 12,3 11,6 13,1 13,5 Edipower 7,8 8,9 8,0 8,3 8,1 Endesa Italia 6,5 7,3 8,2 9,1 8,1 Gruppo Eni 3,6 6,1 9,0 9,3 9,7 Tirreno Power 2,4 2,2 3,8 4,0 3,9 Gruppo ERG 1,8 1,9 1,8 1,7 Gruppo Saras 1,5 1,5 1,6 1,5 1,5 Aem Milano 1,3 1,5 1,2 1,6 1,6 Electrabel/Acea 1,3 1,3 1,6 1,8 1,5 Altri produttori 12,6 13,5 14,3 14,7 20,5 Dati percentuali (novembre 2008) Fonte: elaborazione AEEG su dichiarazioni degli operatori I principali distributori Fonte: AEEG (dati 2006)

8 Il Mercato Elettrico Ha una struttura piuttosto complicata, in quanto oltre all incontro tra domanda e offerta deve garantire il bilanciamento in tempo reale tra la produzione e il consumo di elettricità Nel mercato del giorno prima (MGP) domanda e offerta si incontrano per fissare i prezzi di ciascuna delle 24 ore del giorno successivo Dato che la capacità di trasporto delle rete è limitata, non è detto che si raggiunga un prezzo di equilibrio unico per tutta la rete; in questo caso il mercato si divide in zone e il prezzo di vendita è diverso da zona a zona Il prezzo di acquisto è invece unico per tutta Italia ed è pari al PUN (prezzo unico nazionale), sostanzialmente una media ponderata dei prezzi zonali Il prezzo della elettricità PUN medio annuo (Euro/MWh) Fonte: GME Confronto internazionale Fonte: AEEG

9 Caratteristiche del PUN PUN orario Euro/MWh ora PUN Caratteristico pattern intraday (elaborazione su dati GME, anno 2008) Caratteristiche del PUN/2 PUN giornaliero 2008 Euro/MWh PUN giorno Caratteristico pattern settimanale (elaborazione su dati GME, anno 2008)

10 Caratteristiche del PUN/3 media 0.03% volatilità (daily!) 13.92% volatilità (year) % max 44.24% min % Distribuzione variazioni PUN Giornaliero (Anno 2008) Elaborazione su dati GME Distacco dalla distribuzione normale presenza di code pesanti (spikes) Il mercato IDEX/1 Sul modello di NordPool e EEX, Borsaitalia ha creato dal novembre 2008 il mercato IDEX. Sono quotati contratti futures con periodo di consegna mensile, trimestrale o annuale il sottostante (prezzo di liquidazione) è il PUN medio sul periodo di consegna cash settlement del contratto mensile (non c e una consegna fisica della elettricità) scadenze quotate: 3 mensili, 4 trimestrali, 1 annuale struttura a cascata : quando un contratto mensile va in settlement, i trimestrali si spezzano in mensili (di cui uno va in settlement) e gli annuali si spezzano in tre trimestrali e tre mensili

11 Il mercato IDEX/2 Specifiche futures mensili (Fonte: Borsaitalia) Il mercato IDEX/3 Specifiche futures mensili (Fonte: Borsaitalia)

12 Il mercato IDEX/4 Quotazioni IDEX dal sito Borsaitalia (10/3/2009) Siti istituzionali Gestore del mercato elettrico (GME) Terna Autorità per l energia (AEEG) Borsaitalia