原油期权上市后运行基本特征研究

　　成文日期：2023年7月28日

　　期权部

　　李红霞 期权分析师

　　从业资格号：F0311151

　　投资咨询号：Z0011794

　　摘 要

　　1.上海国际能源中心（下称“上期能源”，简称“INE”）在2018年3月26日上市原油期货后，于2021年6月21日正式上市挂牌原油期权。目前原油期权已成功运行满2年，原油期权交投活跃，成交量和持仓量规模快速增长。

　　2.本文对原油期权上市前后原油期货的收益率进行JB检验，发现原油期货的收益率并不服从正态分布，具有有偏和厚尾的。厚尾的存在意味着原油期货发生大的价格变化的次数会比当收益率服从正态分布时更为频繁。并且本文得出原油期权推出前后原油期货收益率的波动未发生显著变化。

　　3.本文对原油期权历史波动率进行统计分析，发现原油期权上市后短期历史波动率水平明显提升，长期波动率具有中位聚集、短期波动率发散、脉冲性和季节性等特征。

　　一、引言

　　我国是能源使用大国，立足于我国能源呈现明显“富煤、缺油、少气”的状况，为了保障我国能源使用安全，上海国际能源中心挂牌了以人民币结算的原油期货，形成以WTI、布伦特、上期能源为代表的国际原油定价格局。在2020年新冠疫情影响下，上期能源助力境内外企业有效管理市场风险。在原油期货上市成功稳定运行3年的时间后，上期能源推出了更精细的风险管理工具——原油期权。

　　二、原油期权运行稳定

　　自2022年以来，宏观环境不确定因素增加如美联储加息使得原油期货波动较大，带来原油期权成交量逐步活跃，在2023年3月14日日成交量创上市以来最高值118185手，在2023年5月12日日持仓量创最大值49119手，在2023年3月16日成交额创最大值8.1398亿元。

　　观察原油期权跟期货成交占比，发现成交量占比逐步提升，并在2023年波动较大，期权成交最高占期权成交50%；持仓量占比一直较好，从刚推出来月度占比20%到2023年最高超过80%；成交额占比较低，目前最高占比到0.7%，主要是期权权利金低于期货保证金。

　　三、原油期货运行特征描述统计

　　本文采用原油期货的每日收盘价计算期货收益率，先初步分析原油期权上市后原油期货收益率的变化。定义t交易日的收益率

　　。

　　从收益率时序图看，原油期货收益率均在0值附近震荡。从收益率的描述性统计看出，原油期货收益率的均值、中位数、标准差均上升，均值由前期的0.0036%提高至0.0605%，中位数从0.0452%提高至0.2206%，标准差从上市前的2.31%提高至上市后的2.61%，显示期权上市后，原油期货的收益率序列的离散程度有小幅提高，但幅度不大。

　　JB检验结果表明，原油期权上市前后原油期货收益率检验量均大于6，收益率序列均不服从正态分布，原油期货收益率具有有偏和厚尾的。厚尾的存在意味着原油期货发生大的价格变化的次数会比当收益率服从正态分布时更为频繁。

　　随后对原油期权上市前后收益率的方差进行F-检验，结果显示，F检验统计量为0.782215，P值为0.001033，在95%的置信水平下接受方差相等的原假设，得出原油期权上市前后原油期货收益率的波动未发生显著变化。

　　四、原油期权波动率描述性统计

　　波动率是一个影响期权价格变动十分重要的因素。这是由于波动率可以体现出标的价格变动的速度，并且能够衡量一段时间内标的价格的变动幅度。因此，一些成熟国家认为交易期权就是交易波动率。对于期货及期权合约，市场常用历史波动率做出分析供交易使用。下文对原油期权历史波动率进行分析。

　　（一）历史波动率计算方法

　　历史波动率是根据标的原油期货收益率进行计算的波动率，它代表了原油期权标的原油期货在过去一段时间内的波动程度。一般计算公式有：close _close volatility、Garman-Klass-Yang-Zhang Volatility（缩写为Garkla_Yangzh）和Yang-Zhang Volatility等方式。具体的公式如下：

　　（1）

　　其中为收益率，为平均收益率，是年化日期，一般时间选择252天或者260天，是历史波动率选择周期，本文选择。

　　（2）

　　其中、、、分别为时刻的收盘价、开盘价、最高价和最低价。

　　（3）

　　其中，，，，，

　　，通常为0.34。

　　选择周期n = 30,利用上面3种计算历史波动率的方法计算原油期货的历史波动率，如下图所示。

　　对比3种公式计算出来的历史波动率，发现在大部分时间内均相互拟合的状态，但同时又有以下几点不同。

　　1.和走势及数值相差不大。

　　2.在原油快速下跌情况下，和数值大于；在原油快速上涨情况下，和数值小于。在原油处于低位回升的情况下，和数值大于

　　自原油期货交易上市后的数据统计，发现原油期货与3种公式计算出来的历史波动率相关性并不大，原油期货跟相关性系数为6.025%，跟相关性系数为19.816%，跟相关性系数为18.058%。但在原油价格的下降或者上涨幅度相对较大并伴随着波动率的上行，比如在2019年12月份至2020年4月份，由于新冠疫情爆发带来国际原油需求预期骤减，WTI库存爆满，美油史上出现负油价，期间国内原油受连累跌破300元/桶，国内原油历史波动率大幅走高，和攀升接近100%。同样也有原油期货与历史波动率走势同步上涨的情况，在2022年3月至4月，由于俄乌冲突爆发带来对全球原油供应担忧，并有地缘政治风险溢价，原油价格创历史新高，历史波动率创2022年新高。但在2021年2-3季度原油价格上升伴随着波动率的下降。

　　以close _close volatility为例，自原油期权挂牌上市以后的周期来看，初步从统计描述数据看原油期货波动加大。原油期货在2022年波动率均值为0.4648，创上市以来新高。并且以2021年6月21日后期跟前期数据进行描述性统计分析。原油期权推出以后，截至到2023年2月28日，历史波动率均值为0.4211，大于期权推出之前的均值0.3426，说明在原油期权推出以后原油期货波动增大，历史波动率水平提高8个百分点。

　　（二）波动率存在脉冲性

　　从上图原油期货指数30日历史波动率变动情况来看，其具有较为突出的脉冲性。当波动率脉冲式触顶之后又会脉冲式的反向变动，因此短期内波动率将处于极端的趋势变动中。

　　（三）波动率存在季节性规律

　　此次选用了最近3年来原油期货的30日历史波动率，并通过计算其每月平均波动率来观察其季节性的波动率变化规律。

　　整体回顾来看，自2020年新冠疫情大规模爆发之后，三年间原油期货波动率具有颇为相似的年度走势。从年度来看，2020年一季度新冠疫情迅速爆发，封闭政策导致需求疲软，油价迅速下跌带动期货波动率在一季度末开始剧烈波动。自二季度开始，政策开始放松、需求平稳恢复、价格平稳震荡，波动率水平开始从高位剧烈向下回落至第三季度末。之后，国内进入寒冷季节，疫情再度爆发，封控政策限制需求，价格开始再次大幅下跌，波动率水平迅速抬升，直至年末开始窄幅震荡。2021年疫情防控卓有成效，各地情况有所好转，整体波动率水平不及2020年度。但同样在一季度及四季度寒冷季节疫情因素导致需求疲软、价格剧烈波动，波动率宽幅震荡。2022年除疫情因素之外，俄乌冲突及美联储加息也对油价波动起到推动作用，整体波动月份稍有后延，但整体波动率走势相较前两年并无明显变化。

　　结合波动率季节性走势图，从单月来看，一年中3月、4月、5月和10月是波动程度最高的月份，均超过40%的水平，而1月、2月、8月、9月和11月波动程度相对较低。从季节特征来看，这三年内第一季度波动率整体先震荡为主进而开始大幅上升，第二季度开始高位回落，三季度末四季度初继续发力上涨，直到四季度下旬开始平稳震荡。从近三年情况来看，原油期货波动率具有较强的季节性特征，剧烈波动集中聚集在一季度末二季度初及三季度末四季度初。

　　（四）历史波动率存在不对称现象

　　由于金融市场普遍存在波动不对称现象，针对中国在国际原油市场扮演消费者角色，国内企业利用原油期货或者原油期权工具主要规避价格上涨风险的目的，国内企业可能对原油价格下跌存在反应不足的情况，但是国内企业对原油价格上涨存在反应过度情况。在原油期货上市以来，国内原油市场上涨的主要因素来源于地缘政治溢价和OPEC组织减产预期，下跌的主要因素来源于美联储加息和宏观等因素影响。

　　上两个图中，横坐标表示不同期限的历史波动率（HV5表示是5日的历史波动率），纵坐标表示历史波动率的大小，曲线表示不同期限的历史波动率在各个分位数上的数值。因此，对原油期权上市前和整体周期历史波动率在各个百分位的数值上看，原油期货的历史波动率具有如下特性，投资者在做波动率交易时可以参考这些特征进行判断。

　　（1）在原油期权上市前的历史波动率锥较原油期权上市后的历史波动率形状相似，但原油期权上市前的历史波动率锥收缩慢于原油期权上市后的历史波动率锥，主要是原油期权上市后，原油期权和原油期货相互提供流动性，原油期权市场存在机构投资者，善于捕捉波动率回落的行情，因此原油期权上市后原油期权中长期波动率更加稳定。

　　（2）原油期货历史波动率中长期波动率具有中位聚集的特征，短期波动率的变化较为发散。

　　（3）原油期货历史波动率中短期波动率波幅大于长期波动率，即短期波动率相对中长期波动率变化更为剧烈。

　　（4）当原油期货历史波动率中短期波动率较低时，中长期波动率随周期的增长而增长。当短期波动率较高时，中长期波动率随周长的增长而减小。因此，波动率具有均值回归的特征，在给定的市场下波动率不可能长期保持在极端水平，最终要回归到一个相对稳定的均值水平。

　　（5）原油期权上市后原油期货历史波动率锥较前期历史波动率锥相比，短期历史波动率波动范围扩大，但中长期历史波动率波动范围收窄。从形状上看，原油期权上市前短期历史波动率较中期历史波动率回复速度并不快，但是上市后，短期历史波动率较中期历史波动率明显波动收窄。

　　五、文章总结

　　本文对原油期权上市前后原油期货的收益率进行JB检验，发现原油期货的收益率并不服从正态分布，具有有偏和厚尾的。发现原油期权推出前后原油期货收益率的波动未发生显著变化。

　　本文对原油期权历史波动率进行统计分析，发现原油期权上市后短期历史波动率水平明显提升，长期波动率具有中位聚集、短期波动率发散、脉冲性和季节性等特征。