Energy Commodities : New Approaches For Pricing Options

Abstract

This thesis focuses on the valuation of standard European call and put options, of which the underlyings are the prices of futures contracts on two energy commodities, specifically West Texas Intermediate (WTI) crude oil (Chapter 1) and Henry Hub (HH) natural gas (Chapter 2). Both are quoted in USD and listed in the New York Commodities Exchange (NY MEX), which specialises in derivatives (futures and options) of agricultural products, precious metals and energy commodities. European spread options are also considered (Chapter 3). In order to define pricing, it is necessary to start by establishing a model for the underlying prices in each case; working with futures prices, the focus is on term-structure models where the time to maturity will be relevant. The starting point is the model proposed in Trolle & Schwartz (2009), considered as the benchmark. The stylised facts represented in this model are the following: (i) prices are stochastic; (ii) the cost of carry is stochastic; (iii) the correlation is negative between spot prices and their cost of carry; (iv) there is a mean-reversion in spot prices (due to the aforementioned negative correlation); and (v) the volatility of futures prices is stochastic and declining with the expiration of the contract (Samuelson effect)...

En esta tesis nos centramos en la valoración de opciones de compra y venta europeas estándar cuyo subyacente son los precios de los contratos de futuros sobre dos materias primas energéticas: el petróleo West Texas Intermediate (WTI) (Capítulo 1) y el gas natural Henry Hub (HH) (Capítulo2). Ambos cotizan en dólares USD en la Bolsa de materias primas de Nueva York (NYMEX) especializada en activos derivados (futuros y opciones) sobre productos agrícolas, metales preciosos y materias primas energéticas. También consideramos opciones europeas del tipo diferencial de precios (Capítulo 3).Para poder plantear la valoración es necesario partir de un modelo para los precios del subyacente en cada caso, por lo que al tratarse de futuros, nos centramos en modelos de estructura temporal en los que el plazo a vencimiento de los contratos es relevante. Partimos del modelo de estructura temporal propuesto por Trolle y Schwartz (2009) como benchmark, el cual considera las siguientes características: (i) los precios son estocásticos; (ii) la tasa de rendimiento delos activos es estocástica; (iii) la correlación es negativa entre los precios al contado y su tasa de rendimiento; (iv) hay una reversión a la media de los precios al contado (debido a la correlación negativa anteriormente mencionada); y (v) la volatilidad de los precios de los futuros es estocástica e inversamente proporcional al vencimiento del contrato (efecto Samuelson)...