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導讀
本文基于甲醇產業(yè)鏈的基本面邏輯,將影響甲醇價格的因素拆分為供給、需求和庫存三方面研究;并從中挖掘出符合商品價格運行邏輯的基本面投資策略,同時通過量化建模的方式驗證邏輯的長期有效性。
之前的許多研究,大多數(shù)從宏觀因素和基本面因素挖掘與期貨價格變化潛在的相關因子,并通過多元線性回歸等數(shù)學模型,驗證因子的有效性,再對期貨價格進行預測。這樣很難對某些因子或者某些影響價格變化的邏輯是否長期有效,做出一個量化、客觀的評價。而本報告則側重從基本面邏輯出發(fā),分析影響商品期貨供求的相關因素,從中挖掘出可用于量化建模的因子,通過這些因子在邏輯上影響商品期貨價格的方向來構建交易信號,并通過回測來分析基本面邏輯是否長期有效。
本文驗證了甲醇的生產利潤作為甲醇價格安全邊際的長期有效性;以及甲醇制烯烴的生產利潤作為甲醇價格壓制的有效性。其次我們運用甲醇的港口庫存、以及疊加甲醇開工率的情況,從供需兩端分析影響甲醇價格的邏輯,設計甲醇期貨的單邊和套利策略。再者我們還運用甲醇的船運數(shù)據(jù),疊加進口利潤和港口庫存因子,從這些因子影響甲醇供需的邏輯,構建量化交易策略。最后我們還運用甲醇及甲醇制烯烴的開工率,通過分析他們的變化,判斷甲醇與聚丙烯期貨價格相對強弱,設計基于甲醇和聚丙烯的跨品種套利策略,這樣能夠最大程度抵消掉宏觀因素的影響,單純的通過觀察品種間基本面相對強弱來判斷價格的相對強弱從而獲利。
本文的所有量化回測,均沒有設置杠桿以及止損條件,作為系列文章的第一篇,主要側重于測試我們挑選的量化因子以及我們用于構建交易策略所依靠的基本面邏輯的有效性。如何控制回撤、以及如何將這些基本面策略結合起來等,將會在之后的文章進行研究。
風險提示:模型結論是基于當前基本面邏輯前提下結合歷史數(shù)據(jù)推導而出,未來有可能存在不確定因素使模型存在失效的風險。
01
影響甲醇的價格因素
1. 節(jié)后油脂消費
1.1 甲醇產業(yè)鏈基本情況
甲醇是一種應用廣泛的有機化工原料,我國甲醇產量世界第一。甲醇,又名木醇,既是重要的化工原料,也是一種燃料。作為一種重要的有機化工原料,應用廣泛,既能生產甲醛、二甲醚、冰醋酸等傳統(tǒng)下游化工品,又能通過MTO/MTP技術生產聚烯烴,最終運用到建筑地產、塑料、家電、紡織等重要領域。同時我國也是甲醇生產大國,從2014年開始,我國產量超過海外其他國家的總和,位居世界第一。
甲醇制烯烴成為最主要下游,使得甲醇價格開始與原油價格掛鉤。甲醇制烯烴,從2010年包頭神華投產至今,逐步成為甲醇最主要的下游,2018年甲醇制烯烴需求占甲醇下游需求一半左右,因此烯烴價格的變動會對甲醇價格產生較大影響;而原油價格又會對烯烴價格產生較大影響,從而原油價格對于甲醇價格的影響較大。
從市場行為來看,甲醇價格主要受產業(yè)鏈基本面的影響,價格有頂有底。甲醇產業(yè)鏈的關系主要如圖1所示,我國主要以煤制甲醇為主,占比超過70%,此外天然氣與焦爐氣也是甲醇重要原料。甲醇的下游主要分為以甲醛、二甲醚為代表的傳統(tǒng)下游和以烯烴和醇基燃料為代表的新興下游。總體來說,甲醇價格主要受市場因素影響,根據(jù)上下游利潤的傳導,供需的松緊程度等等發(fā)生變化。
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我們可以將基本面按照量本利或者供需存三個方面進行研究,但我們知道商品期貨的價格主要由供需基本面情況所決定,同時成本、利潤一定程度也都能從供需兩方面體現(xiàn),因此我們將基本面的量化分析按照供給端、需求端、以及庫存端三個方面來進行研究。
(1)供給端
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進口方面,我們主要通過船運數(shù)量、進口利潤、轉口利潤等指標研究進口甲醇的沖擊。我國甲醇進口數(shù)量巨大,近三年進口量都維持在700萬噸以上,甲醇進口依賴度也維持在13%上方。因此進口甲醇的數(shù)量,對國內甲醇的供給尤其是沿海地區(qū)的供給影響巨大。由于海外甲醇的主要原料為天然氣,因此船運的數(shù)量、海外甲醇的產量、天然氣的價格、CFR中國主港價格以及人民幣兌美元的匯率等,都會影響進口甲醇的數(shù)量,從而影響國內甲醇的供給。
(2)需求端
需求端主要通過下游行業(yè)的開工率以及利潤來進行預估。甲醇的傳統(tǒng)下游為甲醛、醋酸、二甲醚等傳統(tǒng)化工品,甲醇的新興下游為甲醇制烯烴、醇基燃料等,因此我們可以通過分析這些下游產品的開工率的變化,判斷甲醇的需求情況。同時下游行業(yè)的利潤情況一定程度也會影響到下游行業(yè)的生產,從而影響甲醇的需求:當甲醇價格過高,導致下游生產企業(yè)的生產利潤為負時,下游生產企業(yè)便會通過停車減產等方式,減少對甲醇的需求,從而打壓甲醇的價格。由于目前新興下游甲醇制烯烴已成為甲醇最主要的下游,占比約50%,因此下文我們將重點分析甲醇制烯烴的生產、利潤情況來大致判斷甲醇的需求情況。后文也將對甲醇制烯烴利潤因子的有效性進行檢驗。
(3)庫存端
對于庫存因子,我們不僅需關注其絕對位置,更應關注其變化方向。庫存是影響價格的一個重要指標,是供給與需求博弈的結果,也是短期供需情況的最直接體現(xiàn)。分析庫存,不光要關注其絕對位置同時也要關注其變化方向。由于流通的甲醇主要集中在港口,因此我們重點關注港口甲醇庫存的情況;同時甲醇期貨的標的主要以華東、華南地區(qū)現(xiàn)貨為主,因此我們更應關注華東、華南港口的甲醇庫存情況。
1.3 其他影響因素
由于甲醇制烯烴,已經逐步成為甲醇最主要的下游,2018年甲醇制烯烴需求占甲醇下游需求一半左右,因此烯烴價格的變動會對甲醇價格產生較大的影響。然而我國烯烴生產又是以石化制烯烴為主,石化制烯烴占烯烴產量的比例在70%左右,因此原油價格波動會對烯烴價格產生明顯的沖擊,從而對甲醇價格產生影響。如下圖所示,從2014年6月開始至2015年12月,ICE布油價格從110以上一路下跌至40元左右,跌幅超過50%,與此同時,甲醇合約價格也由最高2800元左右下跌至最低1600元,跌幅超過40%。2018年以來,隨著國際形勢變化加速,原油暴漲暴跌的頻率越來越高,對國內甲醇價格的沖擊也越發(fā)顯著。
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基本面因子數(shù)據(jù)處理
2.1 因子篩選
根據(jù)前文對于甲醇產業(yè)鏈基本面的梳理,我們將基本面因素分為供給、需求、庫存三個方面,下面我們對這些因子進一步篩選處理,具體如下:
(1)我們分析進口對甲醇價格的影響
首先由于從海關獲得的進口數(shù)據(jù)是月頻數(shù)據(jù),且有將近15天的滯后期(即當月的進口數(shù)據(jù)要在下個月的15日左右才能獲得),因此無論從數(shù)據(jù)的頻率還是時效性來說,用來進行量化建模都不是十分合適,因此我們嘗試運用更高頻的指標對進口數(shù)據(jù)進行量化分析。
我們通過研究日頻的船運數(shù)據(jù)來代替月頻的進口量數(shù)據(jù)。首先由上文的定性分析可知,影響甲醇進口的因素包括:海外甲醇產量、國際天然氣價格、CFR中國主港價格以及人民幣兌美元匯率等,且我國進口甲醇基本都是通過海運運往我國港口完成進口,因此我們通過船運的數(shù)量可以大致測算出進口數(shù)量的大小。如下圖所示,從2015年開始,根據(jù)卓創(chuàng)資訊有記錄的船運數(shù)據(jù)占進口數(shù)據(jù)的比例基本保持在80%以上,且船運數(shù)據(jù)是日頻更新,給予我們在數(shù)據(jù)的處理上有更多的操作空間。
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甲醇進口利潤=華東地區(qū)甲醇現(xiàn)貨價格-CFR中國主港價格*增值稅*甲醇關稅*人民幣兌美元匯率-倉儲/報關費用
從邏輯來解釋,當進口利潤為負時,進口商進口無利可圖,從而即使船運到港,貿易商也不會選擇報關,而是更傾向于進行轉港貿易,轉口至其他地區(qū);因此當甲醇的進口利潤為負時,進口數(shù)量也會相應減少。從下圖也能證明我們的觀點,2014年的3~4月以及9~10月進口利潤為負的時候,那段時間的船運到港數(shù)量高于當時海關統(tǒng)計的實際進口量。
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最終經過初步的篩選,我們保留如下因子用來進行量化建模:
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我們將數(shù)據(jù)統(tǒng)一成日度頻率來進行建模。基本面數(shù)據(jù)存在的問題主要在于,第一不同指標更新的頻率不同,第二基本面數(shù)據(jù)存在一個滯后更新的問題。因此在使用基本面數(shù)據(jù)構建量化模型的時候,我們需要將數(shù)據(jù)統(tǒng)一在一個頻率,并且需要注意避免使用到未來信息。由于月頻的數(shù)據(jù)太過于遲鈍,且信息的時效性過低;因此我們決定將數(shù)據(jù)統(tǒng)一成日度頻率來進行建模。對當期沒有更新的因子,我們沿用上一期的數(shù)據(jù),這樣避免了使用未來信息的情況。
我們將回測的建倉時間設置在我們能獲取到基本面數(shù)據(jù)之后。我們在回測中的建倉時間需要考慮到我們獲取數(shù)據(jù)的時點問題,例如開工率數(shù)據(jù)是在每周四收盤之前可以得到,因此當使用開工率數(shù)據(jù)進行回測時,我們需要使用周四的收盤價作為回測的價格;而甲醇港口庫存數(shù)據(jù)一般是每周五收盤之前可以獲取到,因此當我們使用港口庫存進行回測時,我們需要用每周五的收盤價作為回測的價格。
03
實證研究
3.1 基于甲醇大致生產利潤(甲醇大致生產成本)的單邊做多策略
(1)策略描述
我們認為當甲醇價格跌破甲醇生產成本即甲醇大致利潤為負時,企業(yè)生產意愿就會下降,也可能出現(xiàn)一定的惜售行為,因此對甲醇的價格有較強支撐。由于我們使用的是甲醇的大致生產成本,因此我們遍歷在不同利潤位置時開倉,因子是否能夠穩(wěn)定有效。
(2)規(guī)則制定
我們在當甲醇的大致生產利潤小于K時,單邊做多甲醇期貨主力合約,當甲醇的大致生產利潤大于0時,平倉。
回測時間從2015年7月1日至2018年10月31日分別遍歷K為(0,-50,-100,-150)情況下策略的表現(xiàn)。
(3)回測結果
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從上述遍歷回測結果我們可以發(fā)現(xiàn),根據(jù)甲醇的大致生產利潤,在不同的利潤點位進行開倉,均能在保持較高勝率的情況下獲得穩(wěn)定的正年化收益,因此甲醇的大致生產利潤(甲醇大致生產成本)是一個長期有效的可用來判斷甲醇支撐點位的基本面因子。
3.2 基于甲醇制烯烴大致生產利潤的單邊做空策略
(1)策略描述
我們認為當甲醇價格過高時,導致下游生產發(fā)生虧損達到難以維持當前生產時,下游生產企業(yè)會選擇減產停車,倒逼甲醇價格下跌。由于甲醇制烯烴占據(jù)了甲醇下游需求的50%左右,加之當前甲醇制烯烴的成本相對最高,因此MTO行業(yè)利潤給甲醇價格帶上了枷鎖,即MTO行業(yè)利潤是甲醇價格上漲的達摩克利斯之劍。
我們也將遍歷在甲醇制烯烴利潤不同位置開倉,觀察因子是否能夠穩(wěn)定有效。
(2)規(guī)則制定
我們在當甲醇制烯烴的大致生產利潤小于K時,單邊做空甲醇期貨主力合約,當甲醇的大致生產利潤大于0時,平倉。
這里甲醇制烯烴大致生產利潤的計算公式為:聚丙烯華東地區(qū)現(xiàn)貨(中間價)-3*華東甲醇現(xiàn)貨(中間價)-固定費用。
回測時間從2016年1月1日至2018年10月31日分別遍歷K為(-600,-800,-1000,-1200)情況下策略的表現(xiàn)。
(3)回測結果
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從上述遍歷回測結果我們可以發(fā)現(xiàn),在不同的甲醇制烯烴的大致利潤點位開倉的單邊做空策略,均能在保持較高勝率的情況下獲得穩(wěn)定的正收益;同時我們可以發(fā)現(xiàn),隨著開倉點位的不斷下移,我們獲得的收益也逐漸增高,最大回撤逐漸下降。這也符合邏輯,即當我們的開倉點位越接近下游生產企業(yè)實際能接受的最大虧損點位時,我們承受的最大回撤越低。
3.3 基于甲醇庫存的單邊及期限套利策略
(1)策略描述
前文我們說過,庫存是供給與需求博弈的結果,也是短期供需情況的最直接體現(xiàn)。因此當甲醇庫存上升時,我們可以認為此時甲醇供過于求;反之當庫存下降時,我們可以認為此時甲醇供不應求。
(2)規(guī)則制定
若當期甲醇港口庫存上升,做空甲醇主力合約或賣近買遠的反向套利;若當期甲醇港口庫存下降,做多甲醇主力合約或買近拋遠的正向套利。
(3)回測結果
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通過回測可以發(fā)現(xiàn),在不設置杠桿與止損條件下,從年化收益和策略的勝率來看,策略的表現(xiàn)較好,這也驗證了我們根據(jù)甲醇庫存來判斷甲醇期貨的價格變動方向的邏輯是有效的。
3.4 基于甲醇港口庫存與甲醇開工率的單邊及期限套利
(1)策略描述
我們認為結合了甲醇庫存及其開工率,能夠更好的從理論上解釋甲醇的供求情況。我們認為若當期甲醇開工率上升,且當期甲醇港口庫存下降,說明當前甲醇需求端較強,對甲醇價格有較強支撐;而若當期甲醇開工率下降,且當期甲醇港口庫存上升時,說明當前甲醇需求不佳、供給端壓力更大,此時甲醇價格相對較弱。
(2)規(guī)則制定
若當期甲醇開工率下降且甲醇港口庫存上升,做空甲醇主力合約或賣近拋遠的反向套利;若當期甲醇開工率上升且甲醇港口庫存下降,做多甲醇主力合約或買近拋遠的正向套利。
(3)回測結果
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通過回測可以發(fā)現(xiàn),在不設置杠桿與止損條件下,策略的最大回撤較大,夏普率也不是非常理想,但是整體勝率還是相對較高;然后通過分析凈值曲線,我們發(fā)現(xiàn)部分產生的信號會與策略3.1基于甲醇生產成本的單邊多空策略信號產生沖突,因此我們將產生沖突時發(fā)生的信號不做開倉處理,得到下圖的凈值曲線,從勝率和夏普率來說,都得到了很大的提升,這說明我們根據(jù)甲醇開工率和庫存來判斷甲醇期貨的價格變動方向的理論邏輯,在剔除掉甲醇生產成本因素干擾的情況下,也是長期有效的。
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(1)策略描述
我們認為若當期甲醇開工率上升,且當期甲醇制烯烴開工率下降,則甲醇供給壓力大于烯烴供給壓力且甲醇需求有所下降,因此甲醇價格將弱于烯烴價格;同樣若當期甲醇開工率下降,且當期甲醇制烯烴開工率上升,則甲醇供給壓力小于烯烴供給壓力且甲醇需求有所增加,因此甲醇價格將強于烯烴價格。
(2)規(guī)則制定
若當期甲醇開工率上升,且當期甲醇制烯烴開工率下降,則做空相應期限的甲醇合約,做多相應期限的聚丙烯合約;若當期甲醇制烯烴開工率上升,且當期甲醇開工率下降,則做多相應期限的甲醇合約,做空相應期限的聚丙烯合約。
(3)回測結果
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我們可以發(fā)現(xiàn),在不設置杠桿與止損條件下,策略運行較穩(wěn)定且擁有一個較高的勝率,因此甲醇開工率以及甲醇制烯烴的開工率這兩個因子對甲醇和聚丙烯二者相對價格的判斷,整體效果較好。
3.6 基于甲醇船運、進口利潤的甲醇單邊及套利策略
(1)策略描述
如上章所言,我們可以通過船運數(shù)量和進口利潤兩個因子來研究甲醇進口情況。我們認為當船運數(shù)量位于高位時,且貿易商仍有利可圖時,此時進口甲醇對于國內市場的沖擊是可持續(xù)的,會造成短期港口甲醇的供給壓力增大,此時做空甲醇主力合約或者采用買遠拋近的反向套利,獲利機會較大;而當船運位于低位時,且貿易商認為此時進口沒有利潤,尚無擴大進口意愿時,進口甲醇對國內市場的沖擊將持續(xù)維持在低位,對港口甲醇供給的壓力較輕,此時做多甲醇主力合約或者采用買進拋遠的正向套利,獲利機會較大。
如下圖所示,船運因子沒有一個很清晰的上下邊界,因此我們很難通過分位值法來判斷船運的上下邊界,同時日度的船運數(shù)據(jù)常常不是連續(xù)的,因此我們將每7天的船運數(shù)據(jù)進行一個加總,考慮到后期還需要疊加其他基本面的因子,我們選擇將上一個交易周星期四到當期交易周星期三的船運數(shù)據(jù)加總作為本期交易信號的判斷條件。
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(2)規(guī)則制定
若當期船期突破過去X期船運平均值的Y%上邊界,我們判斷此時船運偏高,加之若此時進口利潤>Z_S,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約。
若當期船期突破過去X期船運平均值的Y%下邊界,我們判斷此時船運偏低,加之若此時進口利潤<Z_L,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。
其中X分別為過去(7期、14期、21期和28期的加總),Y分別為(5%、10%、15%、20%的邊界),Z_S表示貿易商能容忍的進口最大虧損,分別為(100、0、-100、-200、-300、-500)。Z_L表示刺激貿易商開始增多進口的最小利潤,分別為(-100、0、100、200、300、400)由于我們需要同時對三個變量進行遍歷,找出各自的最優(yōu)參數(shù),因此我們采用控制變量的遍歷方法。
(3)回測結果
首先我們以固定過去14天的船運平均值和固定5%的上下邊界,來遍歷策略隨著利潤的不同的表現(xiàn)情況。
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通過遍歷上述三個參數(shù),我們可以得到,當期船期突破過去14期船運平均值的5%上邊界,我們判斷此時船運偏高,加之若此時進口利潤>-200,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約。
若當期船期突破過去14期船運平均值的5%下邊界,我們判斷船運此時偏低,加之若此時進口利潤<200,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。此時策略效果最好。
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3.7 基于甲醇船運、進口利潤以及港口庫存的甲醇單邊及套利策略
(1)策略描述
我們認為,如果船運數(shù)量在高位,且進口仍有利潤,此時甲醇供給較大,但是若甲醇庫存卻在不斷減少,那么說明此時甲醇的需求更加強勁,因此此時應該單邊做多或者進行買近拋遠的正向套利;而當甲醇的船運數(shù)量位于低位,且進口尚無利潤,此時雖然甲醇的供給壓力較輕,但如是甲醇庫存卻在不斷增加,那么說明此時甲醇的需求更弱,因此此時應該單邊做空或者進行買遠拋近的反向套利。
(2)規(guī)則制定
若當期船期突破過去X期船運平均值的Y%上邊界,且此時進口利潤>Z_S,若當期甲醇庫存較上一期增加,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約;若當期庫存較上一期減少,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。
若當期船期突破過去X期船運平均值的Y%下邊界,且此時進口利潤<Z_L,若當期甲醇庫存較上一次增加,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約;若當期庫存較上一期減少,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。
其中X分別為過去(7期、14期、21期和28期船運的加總),Y分別為(5%、10%、15%、20%的邊界),Z_S表示貿易商能容忍的進口最大虧損,分別為(100、0、-100、-200、-300、-500),Z_L表示刺激貿易商開始增多進口的最小利潤,分別為(-100、0、100、200、300、400)。由于我們需要同時對三個變量進行遍歷,找出各自的最優(yōu)參數(shù),因此我們采用控制變量的遍歷方法。由于庫存數(shù)據(jù)每周五更新,因此當期回測價格使用本周五期貨收盤價至下周五期貨收盤價。
(3)回測結果
首先我們以固定過去14天的船運平均值和固定5%的上下邊界,來遍歷船運隨利潤改變的拐點。
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(4)策略分析
通過遍歷上述三個變量,我們可以得出,當期船期突破過去14期船運平均值的5%上邊界,且此時進口利潤>-300,若當期甲醇庫存較上一期增加,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約;若當期甲醇庫存較上一期減少,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。
若當期船期突破過去14期船運平均值的5%下邊界,且此時進口利潤<300,若當期甲醇庫存較上一次增加,則做空主力合約或賣出近月合約-買入遠月合約;若當期庫存較上一期減少,則做多主力合約或買入近月合約-賣出遠月合約。此時我們發(fā)現(xiàn)策略效果最優(yōu)。
同時,我們發(fā)現(xiàn)疊加了甲醇庫存因子,即從供需兩方面分析甲醇價格時,策略效果較之前顯著提升。其次發(fā)生最大回撤的時間在2015年的7月至8月,發(fā)生回撤的原因,主要是由于雖然當時船運數(shù)量較大,但當時國內甲醇需求良好,甲醇庫存持續(xù)減少,甲醇基本面較好,但是受當時國際原油價格快速下跌拖累,烯烴價格弱勢下行,從而導致甲醇價格震蕩走低。因此我們在用基本面因子對單品種期貨產品進行量化建模時,需要關注到宏觀因子的干擾可能導致模型暫時性失效。
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