e1 John Hull 風險管理與金融機構 v5
5.6 非傳統衍生產品
對於經濟現象中的各種風險，金融工程師總會開發出一些衍生產品來幫助市場參與者應對風險敞口。金融機構通常扮演中間人的角色，並設法將風險轉移到：①持有相反風險敞口的其他市場參與者；②願意承擔風險的投機者。在本節中，我們將討論為滿足市場參與者的特殊要求而開發出的衍生產品。
5.6.1 氣候衍生產品
許多公司的業務表現會被惡劣氣候所影響，[1]可以很形象地講，這些公司對於氣候風險對衝的需求類似於某些公司對於外匯或利率風險的對衝需求。
第一個氣候衍生產品是在1997年引入的。為了解釋氣候衍生產品的機制，我們接下來需要定義兩個變量：
·HDD：熱度日（heating degree days）；
·CDD：冷度日（cooling degree days）。
一天的HDD定義如下
HDD=max（0, 65-A）
一天的CDD定義如下
CDD=max（0, A-65）
其中A是指某個指定氣象臺報告的每天最高溫度以及最低溫度的平均值，這裡的溫度以華氏[2]為計量單位，例如某一天（子夜與子夜之間）的最高溫度為華氏68°，最低溫度為華氏44°，這裡的A=56，因此HDD=9，CDD=0。
典型的場外氣候衍生產品包括遠期合約及期貨合約，合約的回報通常與一個月累積的HDD、CDD有關（累積HDD及CDD分別等於一個月內HDD之和及CDD之和）。例如，某交易商在2018年1月賣給客戶標的變量為2019年2月累積HDD的看漲期權，溫度觀測地點為芝加哥O’Hare機場氣象臺，合約執行價格為700美元，而對於天氣的每一度（高於700），期權回報為10 000美元，如果實際的累積HDD為820，那麼期權回報為120萬美元（=10 000×（820-700））。一般在合約中包括一個上限，如果我們例子中的合約上限為150萬美元，這時客戶的頭寸等於是一個標的變量為累積HDD、執行價格為700美元的看漲期權的多頭以及一個標的變量同樣為累積HDD、執行價格為850美元的看漲期權的空頭。
一天的HDD是為了檢測一天取暖所需要的能源消耗，一天的CDD是為了檢測一天製冷所需要的能源消耗。大多數氣候衍生產品的客戶是能源供應商以及能源消耗者，但是零售商、超級市場、食品及飲料製造商、健康服務公司、農產品生產商以及娛樂服務業都可能是氣候衍生產品的用戶。氣候風險管理協會（The Weather Risk Management Association，www.wrma.org）的建立就是為了給氣候衍生產品的客戶提供服務。
1999年9月，芝加哥商業交易所（Chicago Mercantile Exchange）開始交易氣候期貨以及歐式氣候期貨期權，合約的標的變量為某氣象臺所觀測到某月的累積HDD以及CDD，合約的交割方式為現金，交割時間為每月末當HDD及CDD均為已知的時刻，報為20美元乘以累積HDD或CDD。芝加哥商業交易所（CME）現在為全球許多城市提供天氣期貨和期權。它還提供有關颶風、霜凍和降雪的期貨和期權。
5.6.2 石油衍生產品
原油是世界上最重要的大宗商品。美國能源信息管理局（United States Energy Information Administration，www.eia.gov）預計全球每天對原油的需求量是9000萬桶。10年期的固定價格合約已經在場外交易市場流行了許多年，還有些互換協議將固定價格的原油與浮動價格的原油進行交換。
根據比重度和含硫量的不同，原油可以分為很多不同的等級。兩個重要的原油定價基準是布倫特（Brent，開採自英國北海）原油和西得克薩斯中質（WTI）原油。從原油中可提煉出汽油、取暖用油、燃料油和煤油等。
在場外交易市場，可以用普通股票、股票指數作標的變量的幾乎所有衍生產品都能夠以油價作為標的變量。關於油價的互換協議、遠期合約以及期權已經非常普遍。合約的交割形式有時是現金，有時是現貨（即交付石油）。
交易所交易的產品也非常流行。芝加哥商業交易所（CME）以及洲際交易所（International Exchange，ICE）交易多種石油期貨及期貨期權。有些期貨的交割方式為現金，而其他合約的交割方式為實物。例如，在ICE交易的布倫特原油期貨的交割方式為現金交付，在CME交易的WTI原油期貨的交割方式為現貨。兩種情形中單一合約均對應1000桶原油。CME同時也交易兩種精煉油的合約，即取暖油及汽油。這兩種合約每份所對應的油量均為42000加侖[3]。
5.6.3 天然氣衍生產品
20世紀八九十年代，世界範圍內的天然氣市場經歷了一輪去監管化的過程，同時政府的壟斷被打破。天然氣的供應商並不一定是天然氣的生產商，供應商每天都要面臨保證天然氣需求的問題。
一個典型的場外合約的目的是闡明在某一個月以大體一致的速度交付一定數量的天然氣。在場外交易市場有遠期合約、期權以及商品互換交易，天然氣的賣出方要負責通過利用天然氣管道將天然氣送達某指定地點。
CME交易合約的計量單位為100億（即10 000百萬）英國熱量單位（British thermal units）的天然氣，如果合約沒有被提前平倉的話，那麼賣出方需要在某個月以大體一致的速度將天然氣運達路易斯安娜（Louisiana）的指定天然氣樞紐，ICE在倫敦也交易類似的合約。
天然氣是建築供暖常用的能源。它還可以被用來發電，電又可以被用於空調。因此，對天然氣的需求是季節性的，並取決於天氣。
5.6.4 電力衍生產品
電力是一種非同尋常的商品，這是因為電力很難儲存。[4]在某一地區，某時刻的最大電力供應與在這一地區的最大發電能力有關。美國的電力系統分成140個控制區域（control areas）。在某一控制區域內，電力的需求以及供應首先要達到匹配，然後額外電力才能賣給其他的控制區域。這些額外能源是電力交易市場的主要構成產品。一個控制區域賣給另外一個控制區域的電力數量取決於兩個地區之間的輸電能力。不同地區的電力傳輸會涉及傳輸費用，這一費用由輸電設備的擁有者掌握，在輸電過程中往往會有電力能源的損耗。
電力的主要用途之一是為空調系統提供能源，因此對於電力的需求以及價格在夏天要高於冬天。電力的不可儲存性有時會造成現貨市場價格的大幅度波動。熱浪有時會在短時間內將即時電價推高1 000%。
像天然氣市場那樣，電力市場近期也經歷了去監管化，政府的壟斷已被取消，同時產生了電力衍生產品市場。CME現在能夠交易標的變量為電力價格的期貨合約，遠期、期權以及互換產品的交易在場外交易市場上也很普遍。一個典型的合約（交易市場型或場外型）允許某交易方在某一指定月份以一定的價格收到一定千瓦時（megawatt hours）的電力。在一個5×8合約中，電力接收時間為在某指定月份每週5個工作日（週一至週五）的非高峰時間（晚上11點至早上7點）；在一個5×16合約中，電力接收時間為某指定月份每週5個工作日的高峰時間（早上7點至晚上11點）；在一個7×24合約中，電力接收時間為指定月份的每天的任意時刻。期權合約的行使權利有按天行使（daily exercise）以及按月行使（monthly exercise）兩種形式，在按天行使形式中，期權持有者可以選擇在某月的哪些天（必須有一天的準備期）以某指定價格接收一定數量的電力；在按月行使形式中，期權持有者必須在某個指定月的開始決定是否以某指定價格接收一定數量的電力。
電力及天然氣市場上一種有趣的合約為擺動期權（swing option）或即用即付期權（take and pay option），這些合約通常指明瞭期權持有者在指定的月份中以某指定價格每天和整個月份總共可獲取能源的最低數量與最高數量。期權持有者可以更改（或者說擺動）在當月中買入能源的快慢，但一般來講，改變的次數會有一定限制。
[1] 美國能源部估計有1/7的美國經濟會受氣候風險影響。
[2] 華氏度是溫度單位，符號為℉，它與攝氏度（符號為℃）的換算關係為：F=32+1.8C。——譯者注
[3] 1美製加侖=3.785升，1英制加侖=4.546升。——譯者注
[4] 具有剩餘電力能源的生產商可以採用水泵將水輸入發電廠高處，並在今後需要能源時以水力發電，這大概是生產商所能做到的最好的電力儲存方式。