淡水MED期货上市合约计划.doc

淡水MED期货上市计划

作者：创新1201 颜义人
创新1301 郑美霓子

目 录

一． 绪论…………………………………………………………………………3
二． 当前期货市场分析…………………………………………………………3
（一） 期货市场的形成…………………………………………………………3
（二） 基本交易模式……………………………………………………………3
（三） 目前涵盖的种类…………………………………………………………3
（四） 中国期货市场的缺陷……………………………………………………4
三． 淡水介绍……………………………………………………………………4
（一） 淡水对日常生活的影响…………………………………………………5
（二） 淡水资源的现状…………………………………………………………5
（三） 海水淡化技术……………………………………………………………5
四． 必要性和可行性分析………………………………………………………6
（一） 淡水的价格分析…………………………………………………………6
（二） 淡水的供需量分析………………………………………………………7
（三） 淡水的分级和标准化……………………………………………………11
（四） 淡水的储存和运输………………………………………………………12
五． 期货合约设计………………………………………………………………12
（一） 标准化合约………………………………………………………………12
（二） 保证金水平的制定规则…………………………………………………13
（三） 持仓限额…………………………………………………………………13
六． 淡水期货上市的制约条件…………………………………………………14
（一） 水质问题…………………………………………………………………14
（二） 技术专利、幕后操作问题………………………………………………14
（三） 供应商问题………………………………………………………………14
七． 改进措施……………………………………………………………………14

一． 绪论
水资源一直是全世界都很关心的命题，随着世界人口的增长，水资源却越来越枯竭。自2015年起，杭州开始实行阶梯水价调整方案，每吨生活淡水的价格至少上涨1.05元。这表明杭州作为富集水资源的江南水乡也同样面临着水资源问题的考验。本文考虑了种种因素，以淡水作为标的，遵循未来淡水会市场化的趋势，设计了一份标准化的期货合约上市计划，并对其必要性和可行性作出了分析；与此同时，列出了较为详实的方案措施。

二． 当前期货市场分析
（一） 期货市场的形成
期货交易是一种古老而又年轻的交易方式.。对于期货交易的起源，众说纷纭。最早的历史记载出现在公元前2000年的印度、古希腊和罗马时代，且后两者已出现中央交易所、易货交易所和货币制度，并形成了在固定时间，固定场所开展正式交易活动，以及签订远期交易合约。尽管这些文明古国已衰败，但建立中央交易所的基本原理却延续了下来。
商品期货交易以现货市场为基础。商品期货交易源于现货交易，是商品内在矛盾不断变化并不断得到解决的产物。中世纪时期，欧洲出现了事先宣布时间地点的集市交易形式，这种交易形式在12世纪的英国和法国已有一定的规模；到13世纪开始出现根据样品的质量签订的远期合约的做法。后来随着现代商品经济的发展和社会劳动生产力的极大提高，仅一次性反映市场供求预期的远期交易价格已经不能适应现代商品经济的发展，而要求有能够连续地反映潜在供求状况变化全过程的价格，来使生产经营者能够及时调整商品生产并回避价格风险。在这种情况下，专业化的交易中心在英国、欧洲大陆、日本和美国相继出现。1531年的世界上第一家早期意义上的期货交易交易所——安特卫普商品交易所、 17世纪的阿姆斯特丹交易、1730年日本的Dojima大米远期市场、1752年美国的现货国商品市场、直到后来1848年美国芝加哥芝加哥期货交易所（CBOT）的成立，以及1858年CBOT期货交易（远期标准化合约）的推出最终标志着期货交易时代的正式开始。

（二） 基本交易模式
90年代过后，计算机技术、通信技术以及建立在计算机和网络技术基础上的计算机网络技术得到了迅猛的发展。电子化交易因其效率高、成本低、覆盖面广等特点，逐渐成为了期货交易的发展趋势。国际上，股指期货交易方式也由传统交易方式向电子化、网络化交易转变，各大期货交易所纷纷推出了电子交易平台，由会员通过交易所设置的远程交易终端输入指令；与此同时，基于因特网的交易系统发展迅猛。在交易程序上，进行期货交易的客户必须通过经纪公司开设专门帐户，经纪公司以自己的名义为客户进行交易，交易指令在交易所集中撮合成交，交易所对交易进行逐笔盯市，保证期货交易的公开、透明与完整性。

（三） 目前涵盖的种类
目前，国际期货市场上存在的商品期货主要有三大类，分别是：农产品期货、有色金属期货、能源期货。农产品期货包括粮食期货、经济作物类期货、畜产品期货和林产品期货。粮食期货的重要品种有：小麦、大豆、豆粕、玉米、红小豆大米和花生仁。经济作物期货有：棉花与棉纱、咖啡、可可、橙汁、棕榈油、菜子。畜产品期货有：猪肉与活猪、牛肉与肉牛、鸡肉与肉鸡、羊毛、生丝、干茧等。林产品期货有：木材和天然橡胶 有色金属期货的重要品种有：铜、铝、镍、铅、锌、锡、钯、铂、金、银，其中金、银、铂、钯又称为贵金属。能源期货的重要品种有：原油、取暖油、燃料油、汽油、轻柴油和丙烷。
而我国国内目前进行交易的商品期货品种主要有以下几类：上海期货交易所：铜、铝、锌、天然橡胶、燃油、黄金、钢材期货；大连商品交易所：大豆、豆粕、豆油、塑料、棕榈油、玉米、pvc期货、焦炭；郑州商品交易所：小麦、棉花、白糖、pta、菜籽油、稻谷期货、甲醇期货。

（四） 中国期货市场的缺陷
中国期货市场的发展与建立起初相比虽然比较规范，但在交易品种方面和发达国家还有较大差距，与经济和社会的发展还不协调，具体表现在：

1.交易品种存在结构缺陷
目前的期货种类仅限于少量金属和少量农产品，缺乏和国民经济运行紧密相关的能源、贵金属期货，也缺乏在国际期货市场上占据重要地位的金融期货。同时，期货交易方式单一，没有期权等其他金融衍生工具。我们的期货市场从交易品种种类来说，是不完整的，不利于建立统一、开放竞争有序的现代市场体系。

2.交易品种数量少
我国目前的期货交易品种只有7个，而全球期货市场共有267个。期货品种偏少会使期货交易所乃至整体期货市场的生存能力受到削弱。

3.交易品种深度和广度不足，主要品种系列合约少
市场规模越大，社会分工也就越细。套期保值者和投机者是期货市场——具体来说是期货交易所——所提供的产品即期货合约的消费者。随着期、现货市场的不断发展与分化，套期保值者与投机者的需求也将出现分化，由此导致期货市场出现细分。具体表现为以下两个方面：一是拓展期货品种的深度，从一大类商品中细分出数个期货合约。二是拓展期货品种的广度，某一现货产业链中细分出数个与之相关的期货合约。

三． 淡水介绍
淡水即含盐量小于0.5g/L的水，虽然地球上的水很多，但是淡水储存量仅为全球总水量的2.53%，而且其中有68.7%属于固体冰川难于收集，另外还有很多淡水资源在较深的地下，很难开采。然而人们的饮用水都是淡水。目前可以被直接利用淡水只有地下水、湖泊水和河床水，三者的总量不过地球总水量的0.77%。

（一）淡水对日常生活的影响
淡水渗透在我们日常生活的方方面面。为了凸显淡水的重要性，下面将从具体的两个方面来叙述淡水对于人类生活的影响。

1. 对农业的影响
从古代开始农业的发展就离不开水，人们发明了许多方法来引水灌溉农作物。农作物的生长离不开淡水资源的灌溉，同时水也是植物进行光合作用合成有机物必不可少的原料。发展到后来，由于淡水资源的匮乏，人们除了兴建水利之外还大力发展节水技术。在一些干旱的地区，农作物和水果经常产生次生盐渍化，滴灌技术在省肥省料的基础上很好地解决了这个问题，让作物成倍增长。

2. 对人体的影响
对于人体来说，水是仅次于氧气的重要物质。身体的60%-70%是水，如果一个人体内失水10%就会受到健康上的威胁，如果失水20%就会有生命危险，这足以说明水对于生命的重要意义。另一方面，水还有治疗常见病的效果。它对于人体的功能具体可以概括如下：
l 溶解消化的功能
l 参与身体的代谢
l 载体运输的功能
l 调节抑制的功能
l 润滑滋润的功能
l 稀释和排毒功能

（二）淡水资源的现状
早在1972年，联合国人类环境会议就提出：石油危机以后，下一个危机是水。由于淡水资源的缺乏，全世界有1/3的人生活在中度和高度缺水的地区，人类现在直接或间接利用着世界水供应量的一半以上，全球人均淡水可用量从1950年的17000立方米下降到1995年的7000立方米。到2020年，水的使用量将会提高40%，其中17%以上的水将要用于满足人口增长说引起的食品生，而与之相对应的是水资源的不断减少。
另一方面，纵使全世界都面临着水资源匮乏的问题，我们同样要关注水污染的问题。随着社会的不断进步，生活用水的质量进一步让人堪忧，中国的44个主要城市中，有41个城市在使用“受到不同程度污染”的水源。
在这样的情况下，淡水作为一种稀缺资源，人们不能预估它在市场上的价值变化，尤其是人们并不知道技术会在何时突飞猛进，淡水资源会在何时市场化，因此淡水期货也仅仅是建立在预期未来技术会使淡水会市场化的基础上。

（三） 海水淡化技术

海水淡化，又称“海水脱盐”，是通过物理、化学或物理化学方法从海水中莰取淡水的技术和过程。具休指将含盐浓度为35000mg/L的海水淡化至500mg/L以下的用水。经过长期的发展，淡化技术方法按照分离过程分类，主要可分为热过程和膜过程两类，此外还有一些其他的方法，比如离子交换法等。热过程有多级闪蒸方法（Multi Stage Flash,MSF）、多效蒸馏(Multi Effect Distillation,ME)、压缩蒸汽(Vapor Compression,VC)等。
近年来，海水淡化迅速发展。其中美国和日本在海水淡化装置占在全球市场份额比例最高，达到了30%。韩国在海水淡化发展上也取得了瞩目的成绩。同时，海水淡化越来越向着大规模发展，至2004年初为止，蒸馏法海水淡化工厂规模达到了100万t/d，反渗透海水淡化工厂规模也达到了33万t/d。为大力发展海水淡化事业，各国纷纷建立专门研究机构，美国设有资源技术局，日本从1973年起也在通产省设立造水促进中心，主要研究向为大规模化、降低成本、减少污染以及开发新途径等。
我国研究海水淡化技术起步较早，也是世界上少数几个掌握海水淡化先进技术的国家之一。主要研究机构有国家海洋局杭州水处理技术开发中心、国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所。此外，各大高校、研究所等也在研究海水淡化方面做了相关工作。
我国《海水利用专项规划》指出，努力提高海水淡化对解决缺水问题的贡献率，预计到2020年，我国海水淡化能力将达到(250~300)×m3/d；海水直接利用能力将达到1000 ×m3/a。第六届中国城镇水务发展国际研讨会上，住房和城乡建设部副部长仇保兴指出，海水淡化是沿海城市水资源安全的重要保障，中国的海水淡化产业只是刚刚起步，至2010年底，总装机容量约56万m3/d。未来5年，沿海拟建海水淡化工程规模将达200万m3/d。据统计，目前全国共有近70座产能3万t/d的海水淡化厂正在运营，另有多个5万吨级的工程即将建成投产。我国已初步形成了海水淡化的市场，出现了多级水处理技术公司，同时国外的海水淡化公司的进入也推进了我国海水淡化市场的发展。海水淡化市场一片欣欣向荣的景象。

四． 必要性和可行性分析
本文将从价格，需求，分级标准化以及运输与储存四个方面来分析淡水期货在未来上市的必要性和可行性。

（一） 淡水的价格分析

在我国，淡水的价格一直都是进行宏观调控的，但是随着海水淡化技术的进一步发展，水资源可以循环利用，水资源的价格形成机制也会越来越市场化，我们相信水价的放开必定是未来的一种趋势。我们注意到很多地区的水价指数其实一直是在波动的。虽然表面上水的价格一直在进行调整上升，可是考虑到货币的时间效应，水价指数的实际值如图所示：

事实上，未来水价的波动与技术的发展脱不了干系，若随着科学技术的发展，进一步放开市场淡水价格的波动将会进一步加大，有意回避价格风险的交易者才需要利用期货价格预先把价格确定下来。

（二） 淡水的供求量分析

我们寻找了当前我国不同省份的淡水资源供给和需求的历史数据，在预测未来供需的基础上，量化地展现了未来我国的淡水资源缺口。而商品能符合期市上市条件的其中之一就是供需量大。期货市场功能的发挥是以商品供需双方广泛参加交易为前提的，只有现货供需量大的商品才能在大范围进行充分竞争，形成权威价格。
对淡水缺口预测也为全国内的淡水资源的调度与定价奠定了基础，同时我们应该依据结果选择合理地点的标准化淡水作为我们的期货合约标的物（应该选择那些水资源丰富、便于海水淡化或者淡水加工的地区）。

1. 淡水的供给
假设水资源供给在近十几年内没有重大技术改进，因此中国各地区水资源供给总量应保持稳定水平。且由于存在随机因素影响，各年水资源供给量会围绕一个固定常数作随机波动，随机因素即为白噪声。
我们可以从国家统计局网站搜索到历年每个地区的水资源供给量，构成一列时间序列. 根据假设，应为平稳时间序列，且随机误差项为白噪声。因此可以用ARMA模型拟合：

在进行建模之前，先对序列进行平稳性和随机性检验. 其中不通过平稳性检验则需要对原序列进行一定的转化以变为平稳（比如差分或对数变化），而纯随机序列则没有分析的意义，因此我们希望原序列不是随机的（白噪声序列就是纯随机序列，各个时期都不存在相关关系）。 我们对中国31个省市1995年至今的时间序列数据进行分析，发现AR(1)模型可以很好的拟合所有31个省市的水资源供给量差分序列，即

其中均小于1，所有AR(1)序列均为平稳时间序列，可以预测未来十几年内水资源供给量的预测。AR（1）模型的实质是自回归模型，其优点在于考虑了随机因素的影响，而不是简单的假设供水量保持不变。

2. 淡水的需求
假设在各省市人口增长近似服从logistic增长的基础上，我们定义中国水资源总需求量为31个省市水资源需求量的总和，水资源需求量为人均水资源需求量与总人口的乘积：

我们假设人均水资源需求量保持稳定，因此以2004年至2013年的平均值作为近十几年的预测值,

接着我们对31个省市的人口进行预测。Logistic曲线是比利时的P.F.Verhulst在研究人口增长规律时提出来的，人口总数变化趋势近似满足的曲线形式为

Logistic曲线考虑了人口总数增长的有限性，且提出了人口总数增长的规律，即随着人口总数增长，人口增长率下降。它的形状为S形，

利用“三和法”进行参数估计的同时我们可以通过2002年至2013年的数据预测，参数估计方法为

理论上我们可以得到31条logistic曲线，预测每条曲线在2025年的值，可以得到31个省市的人口预测值。然而，我们发现，有6个省市的人口增长并不符合logistic增长(Anhui， Hubei, Guangxi, Chongqi, Sichuan, Gansu).

通过进一步分析我们可以发现，这6个省市的发达程度指标均小于1，这里的发达指标的定义为

发达程度指标小于1，表示该地区为人口净输出大于0。说明这6个省市劳动力输出较大（许多人前往沿海发达地区寻求工作），造成部分年份其人口数呈递减趋势。所以对于这6个省市我们要采用别的方式进行人口预测工作。
观察数据的时序图后，发现6个省市的人口均没有明显的规律，因此我们采用移动平均数修匀法进行预测，

因为中国的国民经济发展提出了“五年计划”，因此五年可以近似认为是一个经济发展周期，所以n=5.

3. 供给需求分析
在得到了各地水资源的供给量和需求量预测值后，可以计算2025年水资源缺口

若Gap>0, 表明该地区在2025年会面临缺水危机；若Gap<0, 表明该地区在2025年水资源有所多余。
地区
缺口
地区
缺口
北京
8.791419845
湖北
-37.0206065
天津
8.860358659
湖南
84.88236999
河北
18.94026507
广东
1127.021692
山西
19.9986081
广西
250.6023514
内蒙
84.83653713
海南
-43.13235727
辽宁
-39.43160536
重庆
17.08980485
吉林
-31.11726413
四川
56.29058128
黑龙江
117.1422548
贵州
83.48215279
上海
-17.72939303
云南
478.2466601
江苏
-35.67215726
西藏
1184.985833
浙江
237.1973693
陕西
-136.2537547
安徽
-47.06930055
甘肃
-7.9418201
福建
446.1402995
青海
263.1957995
江西
133.0714781
宁夏
3.89102296
山东
53.41144994
新疆
94.03992954
河南
-37.83560673
（+为缺，-为多余）

综上我们应该选择辽宁，江苏和海南投入海水淡化，开放淡水买卖经济。本文考虑我国期货交易所的具体位置，选择了辽宁大连作为淡水期货的交易地址。

（三） 淡水的分级和标准化

参考一般蒸馏淡化水水质控制指标为细菌总数、大肠杆菌、色度、PH、总溶解性固体、总硬度、挥发酚、钠、铁、铝、铜、氯离子、硫酸根、硫化物、氟化物等，国内的主要四种装置淡化水的结果如下：
检测内容
检测结果
大港电厂MSF
国华沧东
电厂MED
嵊泗SWRO
天津科委SWRO
菌落总数（CFU.100mL-1)
<100
500
38
-
色度/度
<5
<5
<5
0
PH
6.5
6.7
7.04
6.5
溶解性总固体（mg.L-1）
<10
<10
238
308
总硬度（mg.L-1）
<1
1.02
14.5
26.09
挥发酚（mg.L-1）
<0.002
<0.002
<0.002
-
钠（mg.L-1）
0.29
0.42
-
-
铝（mg.L-1）
<0.025
<0.025
<0.010
<0.03
铁（mg.L-1）
<0.002
<0.002
<0.3
0.019
铜（mg.L-1）
0.03
<0.002
<0.010
-
氯化物（mg.L-1）
0.53
0.73
110
38.09
硫酸盐（mg.L-1）
0.1
0.15
6.22
0.328
硫化物（mg.L-1）
<0.01
<0.01
-
-
硼（mg.L-1）
<0.020
<0.020
0.72
0.46
氟化物（mg.L-1）
<0.01
<0.01
<0.010
0.205

与国标相比较，我们发现这四种装置的淡化水质均符合标准，我们可以参考如上水质监测结果制定淡水期货的标准（本企划选择了国华沧东电厂MED）。
由于水质易监测，监测成本低，质量稳定，因此淡水容易被分级和标准化，符合了期货上市的标准。

（四） 淡水的储存和运输

淡水便于储存和运输，如今随着我国桶装水的大面积使用，已经基本探索出了一套有关淡水储存和运输的方案。商品期货一般都是远期交割的商品，这就要求这些商品易于储存、不易变质、便于运输，保证期货实物交割的顺利进行。

五． 期货合约设计

（一）标准化合约
依据我们的可行性分析中定性和定量的双重分析我们可以初步设计出下表所示的标准化期货合约。
交易品种
淡水MED
交易单位
1000吨/手
报价单位
元(人民币）/吨
最小变动价位
0.01元/吨
每日价格波动限制
上一交易日结算价±10%及《大连商品交易所期货交易风险控制管理办法》相关规定
合约交割月份
1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12月（全年）
交易时间
每周一至周五（北京时间 法定节假日除外）
上午 9：00-11：30 下午 1：30-3：00
最后交易日
合约交割月份的倒数第七个交易日
交割日期
合约交割月份的第一个交易日至倒数第五个交易日
交割品级
以国华沧东电厂MED设备出水的监测标准为准
交割地点
交易所指定交割仓库
最低交易保证金
合约价值的10%
交割方式
实物交割
交易代码
Wm
上市交易所
大连商品交易所

（二） 保证金水平的制定规则
我们利用蒙特卡罗来制定淡水MED期货的最佳保证金。由于现金各地都实施着计划水价，所以我们不能够得到统一的、连续的淡水价格信息，仅仅在这里提出一种制定最佳保证金的方法。
假设代表t+1日单个期货头寸的对数收益率，代表t+1日资产组合的对数收益率，，依据蒙特卡罗模拟的要求，我们有：

F是预先选定的变量分布，对明天的收益率进行预测，是分布F的更新变量，对其进行模拟可以得到：
如此，明天的收益率可以表示为：
可以退出基于单个头寸回报预期值的组合收益率预期为：

对每个阶段的组合收益率进行排序，可得出收益置信水平的分位值为

而这个分位值就是我们所制定的保证金水平。

（三） 持仓限额
由于淡水资源是稀缺资源，因此我们不应该鼓励过分投机。然而考虑到套期保值者可能是我们的政府，或者说未来水价并不能够真正的市场化，我们仅仅需要制定投机者的投资限额。模仿黄金期货的限额，投机持仓限额兹定为2000手。

六． 淡水期货上市的制约条件
（一） 水质问题

一般饮用淡水都是有生产日期的，一般未开封的水保质期在两个月左右，但开封的最久半个月，且容易遭受细菌侵染的威胁，因此我们必须考虑在运输和储存过程中的事故。要寻求一套能够有效保护已加工完水的水质的方案，不然就会对淡水期货的实物交割造成影响。

（二） 技术专利、幕后操作问题

由于海水淡化涉及到技术专利的问题，不是每个工厂都愿意公开自己的海水淡化技术，因为这毕竟是它们生存的筹码，因此这就为淡水的市场化设置了难以逾越的瓶颈。同时可能增加期市幕后操作的风险。要想让淡水批量标准化的生产最好有一些宏观的政策和对策，发展不同等级标准的期货合约。

（三） 供应商问题

由于目前淡水的买卖还没有进一步市场化，因此与普遍需求相对应的是很少有供应商，一般都是政府部门的在供应淡水。但是随着未来技术和专利的不断创新，私人部门仍然有机会进入市场进行淡水的开发的买卖。如果我国不鼓励这样的生产和销售模式势必会成为淡水期货上市的绊脚石，且也不利于水资源的开发和我国长远的经济利益。我们必须在一切都到位前考虑鼓励开发淡水资源，技术创新，循环利用废水的企业的发展，或者建立相关的国有企业。

七． 改进措施

（一） 加强对海水淡化技术创新的投入力度

号召相关部门对海水淡化技术的研发创新推出优惠政策，拓宽研发所需资金的融资渠道，积极引导海水淡化的科技创新，加速淡水的市场化，放开淡水的计划价格体系，从而促进更多的人开采或循环利用淡水资源满足日后经济发展的需要。

（二） 在适宜的地点建立水库

加强改进淡水的储存和运输方式，在适宜的地点建立水库，方面储存和运输，节省在路上消耗的时间的同时，也有效抑制了发生意外情况的概率。至于选址的问题可以利用TSP等技术手段控制成本。

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