省间电力期权交易市场探讨（上）
2021年底，国家电网有限公司按照国家发改委、国家能源局《关于国家电网有限公司省间电力现货交易规则的复函》（发改办体改〔2021〕837号）要求，正式印发《省间电力现货交易规则（试行）》，2022年国家电力调控中心组织开展省间电力现货市场交易。省间电力现货交易的启动在充分利用市场机制实现电力保供和促进电力资源优化配置的同时，也提出了价格风险管理问题。《省间电力现货交易规则（试行》根据用户失负荷价值定价原理，把价格上、下限分别定为10、0元/千瓦时。相比于目前省级现货市场价格上、下限（一般分别为1.5、0元/千瓦时），省间现货最高价格或最大价格变化幅度是省内现货市场的6.67（（10~0）/（1.5~0）)倍，省间现货市场价格风险明显大于省内现货市场。2022年省间电力现货市场实际运行的最高交易价格虽然没有达到上限，但是，却超过7元/千瓦时；个别月份省间现货平均成交价格在2~3元/千瓦时之间。由于外购电价格明显高于本省燃煤基准电价，个别缺电省份在电力保供中产生了巨额待分摊购电成本。省间电力现货交易规则及其价格上下限经国家相关部门批复后实施，具有科学性和权威性。就像开车有风险但可以通过车险制度在一定程度上规避一样，省间现货市场价格风险也可以通过金融市场或工具规避和控制。本文分析省间现货市场引入电力期权交易的可行性，在借鉴国外经验的基础上，探讨了以省间现货交易为标的资产的省间电力期权交易机制，对当前电力现货市场如何利用金融市场或工具构建市场主体自主管控价格风险的内在机制有参考价值。
期权交易原理
期权交易及基本形式
商品及衍生品市场价格变化是一种客观而现实的经济现象。随着不确定性因素及其变化的增加，商品及衍生品价格变化越来越大，由此引起经济活动在两个相互联系的方面发生了深刻变化。一方面，商品及衍生品的资产价值越来越不稳定，产生不确定性条件下资产价值评估的客观要求；另一方面，资产价值的不确定性同时也增加了交易的风险，市场主体需要风险管理的工具。20世纪70年代，美国经济学家Fisher Black和Myron Scholes提出了“Black-Scholes”简称B—S期权定价模型，1997年Myron Scholes因期权定价理论的贡献被授予诺贝尔经济学奖。期权定价理论解决了权利性资产的定价问题，极大地促进了期权等金融衍生交易，而期权等金融衍生交易又有效地解决了现货市场价格风险问题，从而进一步促进了整个经济社会的发展。因此，期权等金融衍生工具来源于不确定性风险，也是解决不确定性风险的唯一有效手段。
期权是买方支付一定的权利金后所获得的在将来允许的时间买或卖一定数量商品或资产的选择权。在期权交易中，买方通过支付权利金，获得了在未来时间以事先确定的价格买或卖商品的权利；相反，卖方在收取权利金后，有履行对应的卖或买的义务。期权交易的核心是权利金和未来行权价格。一般情况下，买方支付的权利金越大，可以选择未来买入商品的价格越低，卖出商品的价格越高。在市场主体根据自身风险承受能力等选择行权价格后，期权交易主要确定权利金。为了提高交易效率，更好地发挥金融衍生品规避风险、投资和套利等综合功能，现代期权交易融入了“现货市场+期货市场+以期货合同为标的资产”的期权市场的现代市场体系组合。与商品价格上涨或下跌两种基本变化相对应，期权交易有看涨期权和看跌期权两种基本形式。从价格风险管理的角度，在看涨期权交易中，买方估计未来商品价格会上涨，愿意支付权利金获得未来一定时间内以某个可接受的价格购买一定数量商品的权力；同时，卖方对未来商品价格上涨的预期相对较弱，愿意在获得权利金收入的基础上履行相应的商品销售义务。买卖双方在未来价格预期差异或者风险态度差异的情况下完成期权交易，并实现不确定条件下风险损失最小化。实际结果可能符合买方或卖方预期，不符合卖方或买方预期，市场主体根据交易规则可以行权、放弃以及平仓，获得收益或者承担损失，形成所谓实值期权、虚值期权和平值期权。与其它商品交易目标函数或者功能不同，期权交易的目标或功能是期望损失最小化，而不是收益最大化；两者有逻辑联系，但是却又有微妙不同。好比日常生活中我们购买车险，我们的目标显然不是获利，甚至也不希望发生事故，而是为了消除可能发生意外事故时的巨额赔偿风险损失。期权与车险一样，解决的问题不是收益最大化，而是期望风险损失最小化。
期权交易管控现货市场价格风险的简单模型分析
针对价格上涨的风险管控机理分析。假设R，S，K，T，BEP分别表示损益，标的资产价格，期权执行价格，期权费和盈亏平衡点，如图1所示。横坐标表示标的资产价格或现货市场商品交易价格，纵坐标表示期权交易产生的损益。不考虑期权交易数量，主要分析期权交易过程中单位资产或商品价格或费用如权利金对价格风险的影响过程。在看涨期权交易中，当买方支付权利金T购买期权后，获得了在未来某个时间以行权价格K购买标的资产的权利。假设价格持续上涨，当价格达到K时，买方开始执行权力。随着标的资产价格的进一步提高，高出行权价格的部分开始弥补买方支付的权利金，直到盈亏平衡点BEP；这个阶段如果买方估计价格上涨趋势有变化，可平仓执行期权，尽可能减少权利金损失。如果标的资产价格进一步上升，买方开始获利，等于S-BEP=S-(K+T)，即标的资产价格上涨越大，买方购买看涨期权所获得的收益越大。买方根据规则在适当时机行权获利，用实际标的资产价格（没有或者不参与看涨期权交易）减去期权交易的收益，可以得到买方参与期权交易后考虑期权收益弥补后的净交易价格，也说明了期权交易对价格风险的管控程度，即S-S-BEP=BEP=K+T。这个结果说明，如果实际标的资产价格是上涨的，买方参与看涨期权交易后，标的资产的实际价格无论怎么上涨并不影响其净交易价格，净交易价格在事前的看涨期权交易中通过行权价格和权利金已经锁定。如果实际标的资产价格上涨小于行权价格K，买方将放弃行权，同时损失权利金；如果标的资产价格上涨在行权价格K与盈亏平衡点BEP之间，买方预期价格变化方向会有调整，可选择平仓，尽可能减少权利金损失。买方亏损、减少亏损直至盈亏平衡，再到盈利，这个过程随着标的资产价格上涨而逐步实现，如图中红（用A表示）、蓝（用B表示）和绿（用C表示）三个色块。从这个过程和结果可以清晰地看出买方购买看涨期权对价格上涨风险的管控机理。看涨期权交易中卖方的价格变化及收益情况可做相反方向的对应分析。
针对价格下跌的风险管控机理分析。符号假设同上，如图2所示。不考虑期权交易数量，主要分析期权交易过程中单位资产或商品价格或费用如权利金对价格风险的影响过程。在看跌期权交易中，当买方支付权利金T购买期权后，获得了在未来某个时间以行权价格K出售标的资产的权利。假设标的资产价格持续下跌，当价格下跌达到期权执行价格K时，买方开始执行权利。随着标的资产价格的进一步下跌，低于行权价格的部分开始弥补买方支付的权利金，直到盈亏平衡点BEP。在这个阶段，如果买方预期价格下跌方向有调整，可平仓尽可能减少权利金损失。如果标的资产价格进一步下跌，买方开始获利，等于BEP-S=(K+T)-S，即标的资产价格下跌越大，买方购买看跌期权所获得的收益越大。买方根据规则在适当时机行权获利，用实际标的资产价格（没有或者不参与看跌期权交易）减去期权交易的收益，可以得到买方参与看跌期权交易后考虑期权收益弥补后的净交易价格，也说明了看跌期权交易对价格风险的管控程度，即S-BEP-S=-BEP=-K+T。这个结果说明，如果实际标的资产价格持续下跌，买方参与看跌期权交易后，标的资产的实际价格无论怎么下跌并不影响其净交易价格，净交易价格在事前的看跌期权交易中通过行权价格和权利金已经锁定。如果实际标的资产价格高于行权价格K，买方将放弃行权，同时损失权利金；如果实际标的资产价格下跌到行权价格K与盈亏平衡点BEP之间，买方如果估计价格下跌趋势会发生相反方向变化或者其他原因，可平仓执行期权，尽可能减少权利金损失。看跌期权交易中买方损失权利金、减少权利金损失直至盈亏平衡，再到盈利，这个过程随着标的资产价格持续下跌而逐步实现，如图中绿（用D表示）、蓝（用E表示）和红（用F表示）三个色块。从这个过程和结果可以清晰地看出买方购买看跌期权对价格下跌风险的管控机理。在看跌期权交易中卖方的价格变化及其收益情况可做相反方向的对应分析。
国外电力期权交易
和市场经验借鉴
国外电力市场价格风险管理的基本思路
电力现货市场价格风险的基本认识。相比于其他商品市场，国外对电力市场价格风险的共识是：几乎所有影响电力市场价格形成的因素都会导致价格大幅度变化和不稳定，电力市场价格风险是电力市场的实质和关键。首先，用户用电负荷需求受企业生产经营、日常生活规律和气温变化等影响呈现季节性和每天分时段的变化，其变化幅度、周期性和不确定性等远远超过其他能源产品和一般商品。其次，在电力产供销同时完成的前提下，一方面，除煤电以外的电力生产供给具有很大的不确定性，另一方面，电力不能大规模储存，生产企业和用户不能通过存货调节平衡。一般商品市场中经济有效的供求平衡机制完全不适用于电力市场，从而放大了供求平衡因素对市场价格的影响。第三，电力供求要求瞬间平衡，电力生产供应和用户侧往往由于技术因素难以做到及时响应，这样，瞬间的供求不平衡因素往往使价格在短期内如15分钟内发生剧烈的变化，产生电力市场特有的“价格钉”现象（价格瞬间上升到很高后又马上快速下跌形成的钉子一样的形状）。“价格钉”虽然形成了极高电价，但由于一年中发生次数较少而且持续时间较短，对电费的影响并不大。因此，从客观性和影响程度两个方面综合分析，国外电力现货市场普遍尊重并接受价格大幅度变化的事实。
价格风险管理的两种思路与选择。如何管理电力现货市场价格风险，有两种基本思路：一种是控制价格变化，不让风险发生，这样做虽然控制了风险，但是，同时也会影响市场机制发挥作用，极端情况下甚至会失去了市场机制，把“婴儿（市场机制）和洗澡水（价格风险）一起泼掉”。另一种是让价格变化，但是，利用金融市场和金融工具规避和控制风险。这样，“婴儿（市场机制）保留了，也可以较小代价把洗澡水（价格风险）泼掉”。国外电力市场普遍采用第二种思路，其电力市场改革从一开始就按现货市场发现价格与金融市场规避风险的市场功能体系建设，形成电力电量平衡的现货市场与风险管理的金融市场的互补性或组合型市场。仅仅从价格上下限规定的角度看，目前我国省级电力现货市场整体上偏向第一种思路；而省间电力现货市场相比于省级现货市场在价格上限这个关键规则上做出了完全不同的政策选择，显然采用了第二种思路。进一步分析，省间现货市场规则有国家相关部门的认可，说明国家层面有在省间现货市场试验完全的市场价格机制的想法。正是在这个意义上，本文探讨与省间现货市场配套的电力期权交易机制。
国外电力期权市场建设的主要经验
期权交易或市场的功能。与期货交易基于未来商品价格变化预期所开展的对称的物理或金融交易不同，期权交易或市场通过市场主体支付一定代价（或获得相应收益）获得优先交易权利（或者被动履约义务），为市场主体针对特定价格风险提供了一种新的管控机制。在电力期权交易市场上，购电商如果担心电价上涨，可以支付权利金购买看涨期权，在锁定购电成本价格上限的同时，也保留了电价下跌时购买低价电能的机会，后者也是期货交易所不具备的。类似地，发电商如果担心电价下跌，可以支付权利金购买看跌期权；这样，在控制价格下跌风险的同时，也保留了电价上涨时的市场参与能力，后者也是期货交易所不具备的功能。期权交易为市场主体提供了一种类似车险的风险管理机制，而电力现货市场的“行车风险”主要是极高电价风险，因此，国外电力期权交易或市场主要用于管控现货市场价格尖峰，如澳大利亚电力市场期权合约经常被用来对冲现货市场的价格尖峰，场内电力期权的年交易量保持逐年上涨趋势，成交的电力期权标的电量大约是电力期货标的电量的一半。
期权交易的市场组织。总体上，国外期权等电力金融交易的市场组织有三种模式。第一种是一体化模式，特征是现货交易与金融交易由直购电交易机构一并组织，早期的北欧电力金融交易就采用这种模式。1993年挪威输电网公司（StatneSF）组建的直购电交易机构StatnettMarked同时运行现货市场和远期合同市场。1996年挪威与瑞典共同组建北欧直购电交易所（NordPool，ASA），不仅开展现货交易，还开展期货、期权和互换等电力金融衍生品交易。2002年北欧电力现货交易所（Nord Pool Spot）才从北欧直购电交易所分离出来。2008年北欧直购电交易所被纳斯达克OMX（NASDAQ OMX）集团收购，电力期货、期权交易平台由北欧直购电交易所转到纳斯达克证券交易所。第二种是专业化模式，特征是现货交易与金融交易分开组织，金融交易由专门的期货交易机构组织，美国PJM现货市场金融衍生品交易采用这种模式。早在1998年，美国纽约商品交易所（NYMEX）为三个东部地区CINERGY输电系统、ENTERGY输电系统及PJM输电系统分别设计期货和期权合约，并实施了交易。目前与PJM现货市场配套的包括期权交易在内电力金融市场仍然由纽约商品交易所组织。第三种是集团化模式，特征是现货交易与金融交易由一个集团公司的不同业务公司分别组织。欧洲能源交易所（European Energy Exchange，EEX）2002年由两家德国直购电交易所合并组建，目前已经发展成为国际化交易所集团。EEX集团由EEX（欧洲能源交易所）、EPEX（现货交易所）、Powernext、PEGAS、PXE（Power Exchange Central Europe，中欧直购电交易所）、Nodal Exchange、EEX Asia及ECC（结算公司欧洲商品清算所）和Nodal Clear组成。集团交易产品涉及能源、环境、工业金属、农产品以及货运五大领域共计15个品种，其中80%的业务收入来源于电力和天然气现货和衍生品交易，包括面向欧洲20个主要市场的电力期货和期权产品。
期权合约类型。国外电力期权合约产品十分丰富。如澳大利亚电力期权根据交易周期，可以分为财政年基荷合约（每年7月至次年6月）、日历年基荷合约、日历季度基荷合约。根据行权时间，场内交易的电力期权都是欧式期权，只能在行权日当天行权；场外交易的电力期权有欧式、美式等，既能在行权日当天行权，也可在行权日之前行权。根据行权条件，有一般期权和复式期权。一般期权包括看涨期权（call options）和看跌期权（put options）；复式期权包括条式期权和带式期权，即根据期权的条式策略和带式策略的期权组合。根据合约生效的方式，场外交易的电力期权包括上限期权（cap）、下限期权（floor）、领式期权（collar）和亚式期权（Asian）等。上限期权（cap）指基准价格高于合约价格（顶价）时生效的合约，合约售方以将基准价格高出合约价格部分的差价支付给合约购方。下限期权(floor)指基准价格低于合约价格（底价）时生效的合约，合约购方将合约价格高出基准价格部分的差价支付给合约售方。领式期权是一种组合期权，包括上限期权和下限期权的组合、看涨期权和看跌期权的组合。亚式期权是在到期日确定期权收益时，采用合同期内某段时间标的资产价格平均值的期权。由于澳大利亚市场采用稀缺定价机制（价格上限为13000澳元/兆瓦时），场外交易的期权产品主要是上限期权，发电机组通过出售cap获得一定收益，从而激励发电机组减少持留，规避市场高价风险。
期权合约的组成。一是期权交易标的资产。澳大利亚期权交易标的资产有差价合约（swaptions）、期货call options/put options）、现货（cap/floor）和期权（caption）。目前澳大利亚场内交易的电力期权为期货期权。期权交易的标的资产可以进一步细分，如现货标的资产还可以分为峰荷，基荷，年、月、季、周、日、日前市场和实时市场电能等，还可以细分到地区、电压等级、结算参考的现货市场电价类型（如节点电价或区域电价）等。二是行权价格的选择。期权行权价格取决于市场主体的风险承受程度与风险投资策略，如同车险中第三者责任险按最大赔偿金额分为不同档次由购买人选择一样，电力期权的行权价格一般也由交易组织机构规定一个范围，并设定为几个档次和不同间隔，由交易双方选择。如北欧电力期权交易行权价格范围至少应当覆盖其标的期货合约上一交易日结算价上下浮动1.5倍再叠加当日涨跌停板幅度对应的价格范围，并分三档和不同间隔，当标的资产如期货合约价格P<100克朗时，行权价格间隔2克朗；当标的资产如期货合约价格大于或等于100但小于200克朗时，行权价格间隔为5克朗；当标的资产如期货合约价格P>200克朗时，行权价格间隔为10克朗。三是权利金的市场形成机制。在行权价格确定后，期权权利金通过市场竞争形成。影响电力期权权利金形成的市场因素主要有标的资产价格、标的资产价格波动率、无风险利率和到期日等因素。看涨期权交易中，电价越上涨，期权合约的内在价值越大，权利金因此也越大。标的资产价格波动率越大，期权价值也越大，权利金因此也越大。无风险利率影响期权的时间价值，当无风险利率提高时，期权时间价值相应减少，权利金降低。到期日越短，期权价值越低，权利金也越小。四是保证金。在买方通过市场机制支付权利金并获得选择权后，卖方在获得权利金后有不履行义务的风险。为确保期权交易顺利完成，一般要求卖方在其结算账户存入不超过权利金的保证金。五是交割地点。与一般商品期权合约不同，电力期权合约往往还有交割地点的规定。如在以期货合约为标的资产的期权交易中，1996年美国最早出现电力期货合约，包含了每月交割的峰荷电量以及交割地点。六是交割或结算方式。由于电力期权交易主要以电力期货为标的资产，与电力期货交割方式相适应，国外电力期权交割方式有物理交割和现金结算两种，但以现金结算为主。物理交割需要同时满足电力金融市场和电力现货市场进入条件，且需分批多次少量交付，表现为期货头寸的变化。现金交割的期权合约每日进行无负债结算，从保证金账户扣除。
期权合约行权方式。期权合同的行权方式主要有三种：行权、平仓和放弃，如图1或图2所示。在期权交易过程中，市场主体可以根据交易规则和市场价格变化最新趋势等采取不同的行权方式。有些市场规则对行权方式做了进一步规定，以日历季度基荷期权为例，澳大利亚场内期权交易在最终交易日之后的第3个工作日，所有实值期权将自动执行，除非拒绝自动执行请求另有指示，否则所有价内期权都会被执行至基础期货合约中，并以现金结算；同时不接受虚值期权或平值期权的执行请求。
本文刊载于《中国电力企业管理》2023年02期，詹智民、汤旸供职于湖北直购电交易中心有限公司，叶泽供职于长沙理工大学