Właściwości ryzyka pogodowego

(1)

Andrzej Szopa

Właściwości ryzyka pogodowego

Annales Universitatis Mariae Curie-Skłodowska. Sectio H, Oeconomia 46/1,

445-452

(2)

U N I V E R S I TA T IS M A R I A E C U R I E - S K Ł O D O W S K A L U B L I N - P O L O N I A

V O L . X L V I, 1 S E C T IO H 2 0 1 2

Zakład Teorii i Polityki Gospodarczej Uniwersytet Jagielloński

A N D R Z E J SZO PA

Właściwości ryzyka pogodowego

P roperties o f w eather risk

Wprowadzenie

Ryzyko pogodowe w literaturze jest traktowane jako element ryzyka operacyjne go. To rozwiązanie nie wydaje się w pełni poprawne, bowiem w skład tak złożonego konglomeratu wchodzą zjawiska zarówno m ierzalne, jak i niemierzalne. Tym samym są zjawiska „reprezentowane” przez instrum enty rynku finansowego, a więc takie, które są przedm iotem obrotu na rynkach finansow ych, i zjawiska trudno m ierzalne (np. kw alifikacje pracowników, awaryjność urządzeń technicznych), które nie są reprezentowane n a rynkach finansowych. Wydaje się, iż to powinno być podstawą do w yodrębnienia z ryzyka operacyjnego ryzyka pogodowego. Pozostałe bowiem składniki ryzyka są albo niem ierzalne, albo nie m ają swoich „odpowiedników” na rynku finansowym. Fakt możliwości „przenoszenia” ryzyka pogodowego na rynek finansow y pozw ala na traktow anie tego ryzyka na rów ni z ryzykiem rynkow ym i kredytowym.

1. Istota ryzyka pogodowego

Ryzyko pogodowe dotyczy strat w wielkości produkcji lub zdolnościach w ytwór czych występujących w w yniku zjawisk atmosferycznych, takich jak opady atmosfe ryczne (deszczu, śniegu), w iatry (huragany), tem peratura (mróz). Cechą tych zjawisk jest zm ienność, i to dodatkowo upodabnia je do klasycznych rodzajów ryzyka. Stąd

(3)

446 A N D RZEJ SZOPA

przebieg zjawisk atmosferycznych m ożna opisać za pom ocą rozkładu norm alnego1. Różnica przejawia się przede wszystkim w tym , iż dużą rolę odgryw ają tzw. grube ogony opisujące ekstremalne zjawiska atmosferyczne. Jeżeli te ekstremalne zjawiska przyjm ują regularny charakter, są w yodrębniane jako oddzielny czynnik ryzyka - tak jest w przypadku huraganów (bardzo silnych wiatrów). Podobnie m oże być, gdy ekstrem alne zjaw iska m ogą przynieść bardzo negatyw ne skutki (mróz), wówczas w yodrębnienie tych ekstremalnych zdarzeń pozw ala na zastosowanie finansow ych instrum entów zarządzania ryzykiem.

Podstawową sieć zależności dotyczących ryzyka pogodowego przedstawiono na rys. 1.

Ceny

(w tó rn y efek t)

Rys. 1. C h a rak tery sty k a ry z y k a pogodow ego

Ź r ó d ło : O p r a c o w a n i e w ła s n e .

Zjawiska atmosferyczne „mieszczące się” wewnątrz rozkładu normalnego można przyjąć jako zjawiska o charakterze ciągłym. Należą do nich przede w szystkim tem peratura i opady atmosferyczne. W tym zakresie zjawiska te w pływ ają szczególnie na wielkość produkcji i w ślad za tym - na wykorzystanie zdolności wytwórczych. O ddziaływ anie na w ielkość produkcji determ inuje jednocześnie w ynik finansowy.

Z kolei gw ałtow ne zjaw iska atm osferyczne - reprezentow ane przez „grube ogony” - w pływ ają przede w szystkim na destrukcję m ajątku trw ałego zarówno przedsiębiorstw, jak i znajdującego się w posiadaniu ludności (przede w szystkim nieruchom ości). Dotyczy to głównie huraganów oraz powodzi będących następstwem gwałtownych opadów atmosferycznych.

Zjawiska atmosferyczne, a zwłaszcza kwestie zw iązane z tem peraturą w pływ ają nie tylko na sytuację przedsiębiorstw, ale tak że n a popyt na nośniki energii: gaz, ropa naftow a i w ytw arzanie energii elektrycznej. Można to w szczególności obserwować w przypadku tzw. lekkich zim, gdy maleje zapotrzebowanie na surowce energetyczne. Zm ienność popytu sprawia, że także ceny nośników energetycznych ulegają okre ślonym trendom i fluktuacjom .

D e s tru k c ja m a ją tk u p ro d u k c y jn e g o W ie lk o ść p ro d u k c ji W y k o rz y sta n ie z d o ln o śc i p ro d u k c y jn y c h S ek to r e n e rg e ty c z n y

(4)

Następstwem ryzyka pogodowego jest zmienność cen. Najpierw maleje wielkość produkcji, ulega zniszczeniu majątek produkcyjny, a wynikające z tego zm iany poda ży sprawiają, że także ceny ulegają zmianom. Zm iana cen jest więc kw estią w tórną w stosunku do pierwotnych skutków zjawisk atmosferycznych.

Ciągłość zjawisk T em peratura D eszcz ■<---Śnieg W iatr -4--► m roz -► pow ódź _► przejezdność zm iany skokow e -► huragan

Rys. 2. D iagram czynników pogodow ych2

Ź r ó d ło : O p r a c o w a n i e w ła s n e .

Poszczególne czynniki pogodowe m ogą w ywołać ciekawe efekty substytucyjne. N a przykład niskie opady deszczu mogą oznaczać zmniejszenie produkcji energii elektrycznej odnawialnej (elektrownie wodne) na rzecz w ytw arzania energii nieod nawialnej (elektrownie wykorzystujące węgiel kam ienny lub inne nośniki energii). A zatem susza powoduje wzrost zapotrzebow ania na nośniki energii odnawialnej, i tym samym w pływ a na poziom cen tych nośników.

2. Cechy ryzyka pogodowego

N a podstawie analizy charakteru zjawisk atmosferycznych m ożna określić spe cyficzne cechy ryzyka pogodowego. Należy w tym przypadku wymienić:

1. Lokalny ch arakter - zjaw iska pogodow e m ają ch arak ter ograniczony do określonego terytorium geograficznego. Przykładem może tu być wschodnie w ybrzeże Stanów Zjednoczonych - tutaj jest najwięcej tornad i huraganów. 2. Sezonowość - zjawiska atmosferyczne często mają bardzo w yraźny sezonowy

charakter związany chociażby z poram i roku.

3. Duże znaczenie tzw. grubych ogonów. Grube ogony oznaczają możliwość w ystąpienia ekstrem alnych zjawisk. W yróżniają się one niskim poziomem prawdopodobieństwa w ystąpienia, ale jednocześnie przynoszą bardzo duże straty. Jest to obszar strat alternatyw ny dla ubezpieczeń majątkowych. 4. Trudność w sposobie pom iaru zjawisk atmosferycznych i przeliczania ich na

wielkości pieniężne. Rozwiązanie tych kwestii pozwala na przeniesienie zjawisk atmosferycznych na rynki finansowe i tym samym ewentualne zabezpieczenie wywoływanych przez nie konsekwencji finansowych.

2 W strefie k lim atu um iarkow anego zjaw isk a klim aty czn e m ają coraz bardziej i coraz częściej g w ał to w n y charakter.

(5)

5. Różnorodność charakteru skutków zjawisk atmosferycznych. Część zm ian m a charakter ciągły, a także skokowy.

6. Brak korelacji m iędzy poszczególnym i rodzajam i ryzyka. 7. Zjawiska atmosferyczne są trudne do prognozowania.

8. Zjawiska atmosferyczne wymagają pomiaru bardzo rozbudowanej infrastruktury. Bardzo w ażną cechą ryzyka pogodowego jest brak finansow ych instrum entów rynku kasowego. To ograniczenie sprawia, że w sferze finansów mam y do czynienia tylko z pochodnym i instrum entam i pogodowymi.

3. Pomiar ryzyka pogodowego z wykorzystaniem instrumentów pochodnych

W zależności od charakteru zjawisk niezbędne jest wykorzystanie odmiennych instrum entów pochodnych. I tak dla zmiennych pogodowych o charakterze ciągłym znajdują zastosowanie następujące instrum enty pochodne:

• Instrum enty fu tu res

• Opcje na futures

Natomiast dla zmiennych o charakterze skokowym wykorzystuje się opcje binarne. W ykorzystanie instrum entów pochodnych wiąże się z koniecznością pom iaru zjawisk pogodowych. Poniżej podajemy sposób pom iaru ryzyka tem peratury oraz huraganów.

A . R y z y k o t e m p e r a t u r y

W przypadku ryzyka tem peratury w yraźnie rozgranicza się dwie pory roku. Porę „zim ną” (od października do kwietnia), gdy konieczne jest ogrzewanie pom ieszczeń

(Heating D egree D ays - HDD) oraz „ciepłą” (od kw ietnia do października), gdy

niezbędne jest schładzanie (Cooling Degree D ays - CDD)3. Graniczną tem peraturą rozgraniczającą obie pory jest 65oF lub 18oC. Indeks tem peratury oblicza się w na stępujący sposób:

H D D = 18oC - T T gdy 18oC>TT, jeżeli TT>18oC to H D D =0

CDD = T T -1 8 oC gdy 18°C<TT, jeżeli TT<18oC to CDD =0 gdzie: TT - rzeczyw ista tem peratura.

3 To ro zgraniczenie św iadczy o ty m , iż in stru m en ty pojaw iły się n a p ó łk u li północnej i ta m znajdują zastosow anie.

(6)

W ielkości CDD i HDD sumuje się w wybranych odcinkach czasu, np. tygodnio wych, miesięcznych czy też sezonowych. 1oC opisywanej wyżej różnicy m a wartość 20 USD. Ponadto m ożna dokonywać pom iaru wielkości m aksym alnych w danym okresie4.

Jak z powyższego w ynika, rekompensaty z tytułu tem peratury m ają charakter czysto umowny. W rzeczywistości bowiem m ogą znacznie różnić się od rzeczyw i stych strat. Wydaje się, iż konieczne staje się wypracowanie metod pom iaru ryzyka w taki sposób, aby uzyskać bardziej obiektywne wyniki.

k o rz y śc i/ straty

W pow yższym przykładzie cena w ykonania kontraktu fu tu re s w yniosła 300 CDD, natomiast rzeczyw ista wartość w yniosła 350. Stąd rachunek korzyści wyniesie 50x20 USD = 1000 USD.

B . R y z y k o h u r a g a n ó w

Huragany charakteryzują się bardzo gwałtownym przebiegiem przynoszącym nieraz ekstrem alnie duże straty.

4 Por. CM E G roup.cm e

5 W p rz y p a d k u huraganów b ard zo w y raźn ie z azn a cza się ich lokalny charakter. W schodnie w ybrzeże Stanów Z jednoczonych w zależności od częstotliw ości w y stę p o w an ia oraz siły n iszczycielskiej podzielono n a siedem odcinków . Są to: w y b rzeże Z atoki M eksykańskiej, Floryda, w y b rzeże południow ego A tlantyku, w y b rzeże p ó łnocnego A tlantyku, całe w schodnie w ybrzeże Stanów Z jednoczonych, C at-in-a-B ox (okolice m ia sta G alveston - szczególnie często n aw ied za n e przez huragany). Stąd w y k o rzy sty w an e m ie rn ik i dla poszczególnych odcinków w y b rzeża ró ż n ią się m ięd zy sobą.

(7)

M iernikiem huraganu jest indeks CHI (CME6 Hurricane Index). Indeks ten mierzy przede wszystkim niszczącą siłę wybranego z imienia huraganu. Każdy punkt indeksu jest w art 1 000 USD. W przypadku tego zjawiska znajdują zastosowanie opcje binar ne. Opcje te dają pełną uzgodnioną stałą kwotę lub nic. N a ogół jest to jednorazow a płatność w wysokości 10 000. W ykres ilustrujący taką opcję zamieszczono na rys. 3.

korzyści/straty

Premia opcyjna

Wielkość wypłaty

CHI

Cena wykonania

Rys. 4. Ilu stracja opcji binarnych

Źródło: Opracowanie własne.

Bardzo interesująca jest próba przeniesienia ryzyka pogodowego n a grunt kon cepcji w artości ryzykowanej (VaR). Ogólnie koncepcję w artości ryzykowanej opisuje równanie:

VaR = Ekspozycja * k * a * y [ t

VaR - wartość obarczona ryzykiem. Jest to maksymalna, potencjalna i oczekiwana

strata z tytułu danego źródła ryzyka,

Ekspozycja jest to część działalności przedsiębiorstw a eksponowana na dane źródło ryzyka.

k - w spółczynnik w yznaczający poziom ufności, o - zm ienność źródła ryzyka,

yft - czas ekspozycji n a dane źródło ryzyka, k * a * 4 t = Ax

gdzie A x - zm iana w źródle ryzyka z prawdopodobieństwem wyznaczonym przez współczynnik k.

(8)

W ykorzystanie koncepcji VaR łączy się z kilkom a kontrowersjami. W iążą się one z faktem , iż pom iar ryzyka pogodowego odbywa się bez zw iązku z faktyczny m i stratami. Świadczy o tym a priori przyjęta m iara jednego punktu indeksu. Stąd w dużym stopniu umowny charakter pomiaru.

Kolejne problemy powodować m ogą dwie kategorie:

Ekspozycja na ryzyko - przyjmujemy, iż ze względu na charakter ryzyka pogo dowego ekspozycja będzie określona przez wielkość produkcji - ryzyko pogodowe przynosi zmiany w wielkości produkcji. Stąd najprostszym sposobem pom iaru ryzyka jest odniesienie tych strat do niej.

Kolejnym sposobem pom iaru ryzyka są straty w wielkości majątku produkcyj nego - ekspozycję możemy określić w sposób zbliżony do przedstawionego wyżej.

Charakter ryzyka pogodowego w yznacza ogólne ramy zarządzania nim. W przy padku ryzyka pogodowego nie jest możliwe wykorzystanie tzw. hedgingu natural nego. Uniem ożliwia to odnoszenie ryzyka pogodowego do wielkości produkcji oraz m ajątku trwałego. Stąd jedynym i instrum entam i zarządzania ryzykiem pogodowym są pogodowe instrum enty pochodne. Ich znaczenie polega m.in. na tym , że:

1. Um ożliwiają stabilizację przepływ ów pieniężnych, i tym samym redukcję ryzyka pogodowego poprzez zajmowanie w instrum entach pochodnych prze ciwstawnych pozycji.

2. Zwiększenie możliwości koncentracji na podstawowej działalności przedsiębior stwa i wyelim inowanie ryzyka pogodowego uwalnia zasoby przedsiębiorstwa n a rzecz jego podstawowej działalności.

3. Poprawa płynności, uzyskana dzięki w iększym możliwościom sterow ania przepływ am i pieniężnymi, poprzez wyelim inowanie wahań w przepływach pieniężnych, automatycznie poprawia płynność finansow ą

Rynek pogodowych instrum entów pochodnych rozwija się bardzo dynam icznie7. Obrót instrum entam i pogodowym i m a miejsce zarówno na rynku zorganizowanym, jak niezorganizowanym (OTC). Różnica pom iędzy obydwoma rynkam i sprowadza

się do następujących faktów:

• Transakcje na rynku niezorganizowanym są znacznie droższe niż na rynku zorganizowanym .

• Płynność na rynku zorganizowanym jest znacznie większa - zapewniają to anim atorzy rynku.

• Istnieje możliwość wycofania się z transakcji zawartej na rynku zorganizo wanym.

• Występuje możliwość standaryzacji transakcji na rynku zorganizowanym. • Giełda zapew nia integralność każdej transakcji (kupujący-sprzedający-izba

rozliczeniowa).

• Giełda um ożliwia w ysoką transparentność cen. • Łatwość dostępu inwestorów do rynku.

(9)

Jedynym rynkiem zorganizowanym obecnie jest giełda chicagowska (CME).

Jest to swoiste źródło zarówno teoretycznych, jak i przede wszystkim praktycznych

aspektów związanych z konstrukcją, a także z zastosowaniem instrum entów pogo dowych. Pierwsze transakcje instrum entam i pogodowym i na tej giełdzie zawarto w 1999 roku, a pierwsze transakcje pogodowymi instrum entam i pochodnymi zawarto w 2002 roku. Jest sprawą ciekawą, iż na tej giełdzie dokonuje się obrotu instrum en tam i przeznaczonym i dla różnych stref geograficznych8.

Bardzo często transakcje na rynku pozagiełdowym są zabezpieczane transakcjami giełdowymi. Obydwa rynki zatem wzajem nie uzupełniają się.

Zakończenie

Podsumowując, należy stwierdzić, iż zjawiska, klim atyczne w dalszym ciągu sprawiają duże trudności w ich pomiarze. Stąd metody pomiaru mają w dużym stopniu charakter umowny. Tym niemniej rosnące ryzyko pogodowe sprawia, że przedsiębior stwa mimo tych trudności są zainteresowane zarządzaniem ryzykiem pogodowym i tym samym wykorzystaniem instrum entów transferu ryzyka pogodowego.

Properties o f w eather risk

A rtic le fo c u se s o n th e c h a ra c te ris tic s d is tin g u is h in g c le a v a g in g w e a th e r r is k fro m o th e r k in d o f risk s. B a sic c h a ra c te ris tic s o f w e a th e r a n d m e th o d s o f m e a s u re m e n t w e re id e n tifie d w e a th e r d e riv a tiv e s w ere a lso p re s e n te d . F in a lly th e e le m e n ts o f w e a th e r ris k m a n a g e m e n t w ere d isc u ss e d .

8 Tem peraturę m ierzy się w n astępujących m iejscow ościach:

Stany Z jednoczone (24 m iasta) - W aszyngton, R aleig h /D u rh am , Los A ngeles, Little Rock, Jacksonville, C olorado Springs, Baltim ore, Salt Lake City, D etroit, Sacram ento, M inneapolis, K ansas City, H ouston, Boston, Las Vegas, D es M oines, Tucson, P ortland, P hiladelphia, D allas, A tlanta, C incinnati, C hicago, N ow y Jork; K an ad a (6 m iast) - W innipeg, Vancouver, Toronto, M ontreal, C algary, E dm onton; E uropa (10 m iast) Oslo, B arcelona, M adryt, R zym , Sztokholm , Essen, B erlin, A m sterdam , Londyn, Paryż; A u stralia (3 m iejscow ości) Sydney, M elbourne, B risbane; Japonia (3 m iasta): Tokio, O saka, H iroshim a. Z kolei w p rz y p a d k u m ro zu dokonuje się p o m iaru ty lk o d la A m sterdam u, n a to m iast śnieg - B oston i N ow y Jork.