Managing commodity price volatility : an analysis of risk measurements and hedging strategies with derivatives

Abstract

This thesis mainly focused on managing commodity risk by examining the fluctuations in commodity prices and quantifying financial risk through probability calculations, value-at-risk, and expected shortfall measurements based on historical data of WTI Crude oil prices. Various hedging strategies using derivatives are evaluated and compared. These derivatives are futures contracts, swap contracts, and options. Then, the benefits of using derivative contracts as a risk management tool are explored. Two stochastic processes are introduced, the mean-reverting Ornstein-Uhlenbeck process and the Geometric Brownian motion that tends to grow on average over time. Their parameters are estimated using Maximum- Likelihood estimation. Interpolation is used to determine the unknown values between two known data points, used to estimate future rates, which is crucial to price the derivatives. When the Black-Scholes model is used to price the derivatives, then the price must follow the Geometric Brownian motion since the Black-Scholes model is based on the fact that the price follows the Geometric Brownian motion. To summarize this, the thesis provides insight into managing commodity risk through effective hedging strategies.

Þessi ritgerð beinist aðallega að stýringu hrávöruáhættu, með því að skoða verðsveiflur á hrávöruverði og framkvæma áhættumælingar líkt og líkindaútreikninga, áhættuvirði og skilyrt áhættuvirði þar sem vænt tap er metið. Áhættumælingarnar eru byggðar á sögulegum gögnum um WTI hráolíuverð. Ýmsar áhættuvarnir með afleiðum eru verðlagðar og metnar. Þær afleiður sem eru skoðaðar eru framvirkir samningar, skiptasamningar og valréttasamningar. Afleiðurnar eru notaðar til að stýra og draga úr áhættunni sem fylgir verðsveiflum í olíuverðinu. Afleiðusamningarnir eru bornir saman og í framhaldi af því er rýnt nánar í ávinning að því að ganga inní mismunandi afleiðusamninga og sjá hvaða afleiðusamningur getur hugsanlega verið ákjósanlegasta áhættuvörnin fyrir fyrirtæki sem kaupir WTI hráolíu. Tveir slembiferlar eru kynntir, annar slembiferillinn er Ornstein-Uhlenbeck ferli sem hefur tilhneigingu til að fylgja alltaf einhverju sögulegu meðalgildi. Hinn slembiferillinn er Geometric Brownian hreyfing sem hefur tilhneigingu til að vaxa að meðaltali með tímanum. Slembiferlarnir eru virkilega mikilvægir og notaðir til þess að herma eftir framtíðar verði WTI hráolíunnar. Notast er við mat á hámarkslíkum til að meta breytur út frá sögulegum gögnum, sem eru svo notaðar fyrir hermun. Brúun er einnig notuð til að ákvarða óþekkt gildi milli tveggja þekktra punkta til þess að meta framtíðarvexti, sem eru nauðsýnlegir í verðlagningu á afleiðusamningum. Þegar Black-Scholes líkanið er notað til að verðleggja afleiður, þá þarf að gilda að verðið fylgi Geometric Brownian hreyfingu þar sem Black-Scholes líkanið byggist á þeirri staðreynd að verðið fylgi Geometric Brownian hreyfingu. Ritgerðin gefur því innsýn inní stýringu verðsveiflna á hrávöruverði með skilvirkum áhættuvarnaraðferðum.