[pt] O objetivo da presente dissertação é capturar o valor da flexibilidade que uma planta XTL oferece na entrada do sistema produtivo, onde podem ser utilizados diversos tipos de insumos como matéria-prima. A saída do sistema produtivo também permite que diferentes produtos sejam produzidos. Desta forma, o autor considera que a metodologia das opções reais é a mais indicada para se avaliar tais flexibilidades, sendo o objeto principal deste estudo a análise da opção de conversão (Input/Output Switch option) através da utilização do processo estocástico de reversão à média com saltos. Os resultados desta dissertação podem auxiliar a tomada de decisão dos gestores da área de petróleo e energia, onde outros projetos já foram avaliados através dessa mesma metodologia, no entanto, não existe qualquer interesse em comprovar a eficiência da teoria das opções reais frente às metodologias de avaliação financeira usuais. / [en] The objective of this dissertation is to value the operational flexibility that a GTL plant can offer at the entrance of the productive process where multiples inputs can be used as row material. Different products also can be produced. The real options theory is considered by the author as the most indicated financial methodology to value theses flexibilities and the main goal of the present study is to value the Input/Output switch option and the mean reversion with jumps stochastic process. The aim of this study is also to support manager´s investment decision from oil and energy field, where others projects has been already valuated with real options theory so the proof of the theory efficiency against traditional valuation methodologies is not object from this study.

[pt] O Presente trabalho tem como objetivo analisar a viabilidade econômica de uma planta XTL usando a teoria das Opções Reais. Esta metodologia é a mais adequada para avaliar a capacidade que este tipo de projeto dispões de trocar de input e/ou output, ou seja, eleger a cesta que maximiza o resultado final, de acordo com cada cenário. Essa política ótica permite avaliar a construção de uma planta com flexibilidades, com o investimento ocorrendo em um ambiente de incerteza, onde os preços (fatores de incerteza) serão considerados estocáticos e seguirão um Movimento de Reversão à Média. Os cálculos numéricos serão feitos através da simulação de Monte Carlo. A tecnologia, designada XTL, está dividida em duas etapas: um processo de gaseificação seguido de um processo GTL (gás-to- liquid). A gaseificação permite transformar sólidos, líquidos e gases em gás de síntese, que será usado como input do GTL. Já o GTL possibilita transformar o gás de síntese em líquidos de alta qualidade, tais como nafta, diesel, parafinas e lubrificantes. Por associação, esta dissertação faz parte de um projeto que visa aplicar a teoria de Opções Reais na avaliação de investimentos em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), com a finalidade de valorar e considerar as flexibilidades inerentes a este tipo de projeto. / [en] The present work has objective to analyze the investiment of a XTL plant using the Real Options Theory. This methodology is adjusted to evaluate the capacity that this project has to changes its input and/or output, in other words, to elect the option that maximizes payoff, in accordance with each scenario, allowing to evaluate the construction of a plant with flexibilities with the investiments happening in an environment of economical and/or technical uncertainties, where the prices (uncertainty factors) are stochastic and will follow the Mean Reversion Model, calculated by the Monte Carlo Simulation. The XTL technology is divided in two stages: a gasification process followed by a GTL (gas-to-liquid) process. The gasification process allows you to transform solids, liquids and gases into synthesis gas, that will be used as input of the GTL. The GTL makes possible to transform the syntesis gas into high quality liquids, such as naphtha, diesel, paraffins and lubrificants. This work is part of a project, with the objective to apply the Real Options Theory in the evaluation of investiments in Research and Development (R&D), aiming to price and consider the flexibilities that are inherent to this project.

Several existing pricing models of financial derivatives as well as the effects of volatility risk are analyzed. A new option pricing model is proposed which assumes that stock price follows a diffusion process with square-root stochastic volatility. The volatility itself is mean-reverting and driven by both diffusion and compound Poisson process. These assumptions better reflect the randomness and the jumps that are readily apparent when the historical volatility data of any risky asset is graphed. The European option price is modeled by a homogeneous linear second-order partial differential equation with variable coefficients. The case of underlying assets that pay continuous dividends is considered and implemented in the model, which gives the capability of extending the results to American options. An American option price model is derived and given by a non-homogeneous linear second order partial integro-differential equation. Using Fourier and Laplace transforms an exact closed-form solution for the price formula for European call/put options is obtained.

近年來，能源商品的價格隨著國際政治情勢、國際金融環境以及景氣循環的影響產生劇烈波動，基於避險的需求，衍生性商品交易量也逐漸增加。然而，在評價能源衍生性商品的過程中，即期價格動態模型的選擇對於訂價與避險的結果有著顯著的影響，如何選擇一個適當的動態模型以評價能源商品便成為本文研究的目標。在指數與股價選擇權的評價模型中，大多以Black and Scholes (1973)提出的選擇權評價模型作為基礎，但Black-Scholes模型是否適用於評價能源市場的選擇權價格卻是有待商榷。Schwartz (1997)提出以均數回歸模型 (Mean Reversion Model)描述能源即期價格，發現比Black-Scholes模型中所假設的即期價格動態模型更能描述能源市場即期價格的波動。本研究也考慮能源市場遇到重大事件而造成即期價格產生劇烈波動的情況，因此在模型中加入跳躍項以捕捉價格跳躍的現象。另外，能源商品的需求與季節變化有高度相關性，因此本文亦考量即期價格的變動會受到季節性的變動影響，在模型中加入季節性函數，以補捉季節性的價格變化。基於前述模型考量，本研究在各種描述能源商品即期價格特性的動態模型之下，推導各個模型的期貨選擇權定價公式，進一步測試各模型在金融風暴與非金融風暴期間的訂價誤差與避險誤差，以提供投資人或避險需求者於原油期貨選擇權模型選用上之參考。 / In recent years, the price of energy commodities has fluctuated with the international political situation and the international financial environment. For the sake of hedging demands, the trading volume of derivatives has been gradually increasing. In the process of valuation of energy derivatives, choices of the spot price dynamics model have a significant impact on pricing and hedging. Therefore, how to choose an appropriate dynamic model to evaluate the energy commodities has been main purpose of this study. Two main models are tested in this paper. One is the option pricing model supposed by Black and Scholes (1973), and another is the mean reversion model supposed by Schwartz (1997). This study also considered the volatility of the spot price in the energy market in case of major events, so the researcher adds the jump to explore the mean reversion model. In addition, the demand for energy commodities is highly correlated with seasonal variations. The vibration of spot price often affected by the seasonal variations is considered in the research. Therefore, the researchers also take the seasonal function into the research to capture the seasonal price changes. Based on considerations described above, the pricing formula for each model of futures option is evaluated in the research. The researcher further tests the pricing errors and hedging errors of each model during the financial crises and non-financial crises in order to provide the investors and hedging demanders with some suggestions about selecting oil futures option models.

[pt] Esta dissertação procura analisar através de um estudo de caso, as alternativas de desenvolvimento de um campo de petróleo já descoberto, mas ainda não explorado, utilizando a Teoria das Opções Reais. A partir deste estudo, será possível avaliar uma alternativa de desenvolvimento da produção de dois poços de petróleo, que serão explorados no futuro, dependendo das condições de mercado e das informações técnicas geradas pela produção inicial do campo. A dissertação tem como principal objetivo comparar os resultados das incertezas de mercado no preço do petróleo representadas pelos processos estocásticos, o Movimento Geométrico Browniano e o Processo de Reversão à Média com Saltos, para determinação da ferramenta gerencial denominada Curva de Gatilho. / [en] This dissertation search for to analyze through a study of case, the alternatives of development of a oil field already discovered, but not yet exploited, using the Theory of the Real Options. From this study, it will be possible to evaluate an alternative of development of the production of two wells, that will be explored in the future, depending on the market conditions and of the technical informations generated for the initial production of the field. The dissertation has as mean objective to compare the results of the uncertainties of market in the price of oil rerepresented by Estocastic Processes, the Geometric Browniano Movement and the Process of Mean Reversion with Jumps, for determination of the management tool named of Trigger.

[pt] A escolha, por parte dos governos, de qual regime de taxação adotar sobre o petróleo determina como a renda gerada pela atividade de exploração e produção deste é dividida entre o Estado e os investidores particulares. Por parte dos Estados é extremamente importante a escolha de um regime que não desestimule os investidores particulares, e que por outro lado seja capaz de gerar renda suficiente para impulsionar a sua economia e produzir o bem estar da sua população. Este trabalho faz um estudo dos principais regimes de taxação sobre o petróleo identificando como a renda gerada pelo campo é distribuída entre o governo e os investidores particulares, e calcula a exposição ao risco dos agentes para ambos os regimes estudados. O objetivo é verificar se estes atendem aos principais requisitos que um regime deve ter para ser considerado eficiente (simplicidade e neutralidade) e se existe uma relação entre o tipo de regime e as variáveis citadas acima. Os principais regimes de taxação existentes no mundo são o regime de concessão e o regime de partilha. Foram estudados os regimes vigentes na Austrália, na Noruega, no Brasil e na Indonésia. Os três primeiros países adotam o regime de concessão e o último adota o regime de partilha. Dentre os regimes estudados o da Austrália mostrou ser o mais simples, sendo a remuneração do governo feita através de duas taxas, e o da Indonésia o mais complexo, onde a remuneração do governo é feita através de cinco taxas. O Brasil apresenta um regime considerado simples, sendo a receita do governo feita através de três taxas. A distribuição da renda gerada pela atividade de exploração e produção do petróleo é mais equitativa na Austrália onde os investidores particulares recebem cerca de 16,6% e o governo 88,4%. No Brasil cabe aos investidores particulares 9,16% e ao governo 90,84%. A Noruega e a Indonésia apresentaram regimes de taxação que penalizam o investidor particular, o campo apresenta um VPL positivo antes do pagamento das taxas e negativo após. O Brasil e a Austrália apresentaram VPL positivo antes e depois do pagamento das taxas. Através dos resultados encontrados pode-se verificar que não existe uma relação entre o tipo de regime e as seguintes variáveis: equidade na distribuição da renda, neutralidade e exposição ao risco do investidor particular e do governo. Países que adotam o mesmo regime, de concessão, apresentaram características diferentes: Noruega mostrou ser um regime que penaliza o investidor particular e a Austrália um que possui a distribuição de renda mais equitativa. Em relação ao risco o que apresentou um maior risco para o investidor particular foi a Indonésia e o que apresentou menor risco foi a Austrália. O Brasil em ambos os casos ficou em terceiro lugar. Sendo assim, um regime em si não pode ser considerado mais eficiente do que outro. A questão principal é a forma como a taxação é feita dentro de cada regime. O foco da discussão deveria ser como o petróleo vai ser taxado dentro do atual regime (concessão), dado que agora o volume de reservas do país atingiu um nível inédito, e não qual o regime de taxação adotar. / [en] Government choice of which taxation regime to adopt on oil determines how the revenue generated by the activity of exploring and producing this oil is shared between the State and private investors. From the point of view of the State, it is extremely important to choose a regime that does not detract private investors and that is also capable of generating enough revenue to bolster the country´s economy and promote the well-being of its population. The present work studies the main taxation regimes on oil, identifying how the income generated by this product is distributed between government and private investors. It also calculates the level of risk for agents in both regimes analysed. The aim is to verify if these regimes comply with the main requirements necessary for a regime to be considered efficient − simplicity and neutrality – and if there is a relation between the kind of regime and the variables mentioned above.The main taxation regimes in the world are concession and sharing. The regimes adopted by Australia, Norway, Brazil and Indonesia were studied. The first three countries adopt the concession regime, while the latter adopts the sharing one. The Australian regime – in which government remuneration was obtained by two taxes − was the simplest of all analysed regimes, while that of Indonesia – in which government remuneration was obtained by five taxes − was the most complex. The Brazilian regime is considered to be simple: government revenue is obtained by means of three taxes. The distribution of the revenue generated by oil exploration and production is more balanced in Australia, where private investors receive around 16.6% and the government around 88.4%. In Brazil private investors gain 9.16% and the government 90.84%.The regimes in Norway and Indonesia penalize the private investor; the field presents a positive net current value prior to taxes and negative after taxes. Brazil and Australia displayed positive net current value prior to and after taxes levied. The findings suggest that there is no relation between the kind of regime and the following variables: equity in income distribution, neutrality, and investor and government risk. Countries that adopt the same regime – concession – presented different characteristics. The regime adopted by Norway penalized the private investor, while that of Australia distributed revenues more equitably. As regards risk, the regime with greatest risks for private investors was the Indonesian, while the one with least risks was the Australian. Brazil ranked third in both categories. Thus, a regime cannot be considered more efficient than another. The main issue is how taxes are levied within each regime. Given that the Brazilian oil reserve has reached unprecedented levels, discussion should focus on how oil will be taxed in the present regime (concession), rather than on the taxation regime adopted.

[pt] O presente trabalho analisa a aplicabilidade do método das opções reais na avaliação de projetos de investimento no setor siderúrgico e compara os resultados obtidos com os métodos tradicionais de avaliação de projetos. Por ser o aço uma commodity de grande oscilação nos preços e variabilidade nas quantidades comercializadas, os retornos dos projetos siderúrgicos são voláteis. A presença das incertezas citadas, combinadas ao conjunto de flexibilidades gerenciais existentes nos processos produtivos de aço, gera ambiente propício ao surgimento de valiosas opções reais, que - por ser assim - podem alterar significativamente o valor dos projetos e a tomada de decisão de investimentos na siderurgia. Além de contemplar o reconhecimento das principais opções reais existentes na siderurgia e prescrever métodos para avaliá-las, o trabalho analisa os modelos estocásticos que demonstram a melhor adequação ao comportamento dos preços do aço, ao levar em consideração a disponibilidade de dados empíricos existentes no mercado. Como aplicações das metodologias discutidas no decorrer da tese são apresentadas avaliações de dois tipos distintos de opções em reais em projetos siderúrgicos - parada temporária em fornos elétricos e troca de produto em siderúrgicas integradas - utilizando 3 tipos distintos de processos estocásticos: MGB, MRM e MRM com Tendência. Os resultados obtidos demonstraram que as flexibilidades gerenciais avaliadas podem agregar significativamente o valor criado em projetos siderúrgicos, sendo possível também observar a importância da escolha do processo estocástico tanto no valor do projeto como também no valor da opção. / [en] This work analyzes the applicability of the real options method in the valuation of investments in steel industry, and compares the outcomes with the traditional methods of project evaluation. Being steel a commodity with high price volatility and great changeability in its demand, the return of steel projects are stochastic. The presence of these uncertainties, combined with the existing set of managerial flexibilities in the steel productive processes, create an adequate environment to emerge valuable real options that consequently may interfere significantly with the project values and the decision making process in the steel industry investments. Besides contemplating the recognition of the main existing real options in the steel sector and prescribing methodologies to evaluate them, the work analyzes stochastic methods that show the best fit to steel price performance, considering the available empirical data existing in the market. As application of the discussed methodologies in the course of the thesis the evaluation of two diferent kinds of real options in the steel industry are presented - shut down options in electrical furnace plants and switch of product in integrated plants - using three different types of sthocastic processes: GBM, MRM and MRM with Drift. The obtained results showed that the evaluated managerial flexibilities can agregate significantily the created value in steel projects and it also may be observed the relevance of the choice of stochastic process not only in the projects value but in the options value as well.

Made available in DSpace on 2010-04-20T21:00:18Z (GMT). No. of bitstreams: 3 ernestokabashimaturma2003.pdf.jpg: 14228 bytes, checksum: dee04567d9b7d510262698cc8b1aac7a (MD5) ernestokabashimaturma2003.pdf: 322209 bytes, checksum: 07320e4df8ce4733adad8f20e464b5f9 (MD5) ernestokabashimaturma2003.pdf.txt: 96815 bytes, checksum: 7704291ee38c7a6004795b3faa07da1f (MD5) Previous issue date: 2006-02-01T00:00:00Z / Esta dissertação estuda a aplicação da estratégia Pairs Trading no mercado acionário brasileiro. Envolve basicamente a identificação de pares de ações que tenham movimentos de preço semelhantes e posteriormente a operação do diferencial entre seus preços. É possível observar no mercado a existência de um valor de equilíbrio de longo prazo para alguns pares de ações e quando o diferencial divergir de certa quantidade pré-definida opera-se o diferencial no intuito de que o mesmo retorne ao seu valor de equilíbrio de longo prazo, ou seja, espera-se que ocorra uma reversão à média do diferencial. A metodologia para a identificação desses pares de ações que descrevem movimentos semelhantes vem do conceito de cointegração. Essa metodologia é aplicada sobre as ações do índice Bovespa de 04-Jan-1993 a 30-Jun-2005. Inicialmente é feita uma pré-seleção dos pares de ações via correlação, ou medida de distância. Para a seleção final é feito o teste de cointegração, onde é utilizado o método de Dickey-Fuller aumentado (Augmented Dickey-Fuller test – ADF) para verificar a existência de raiz unitária da série de resíduo da combinação linear do logaritmo dos preços. Após a seleção, os pares são simulados historicamente (backtesting) para se analisar a performance dos retornos dos pares de ações, incluindo também os custos operacionais. / This dissertation addresses the application of Pairs Trading strategy in the Brazilian equity market. Basically it consists in the identification of the stock pairs, that have similar price movements, which can be subsequently traded based on their prices spread. It can be observed in the market that a long-term equilibrium value can be determined between some pairs of stocks and when this spread diverges to a certain predetermined value from the mean, it is traded in the expectation that it will return to the long term equilibrium value, i.e., the spread mean reversion. The methodology used to identify the pairs of stocks, which have similar movements, is derived from the concept of cointegration. This methodology was applied to all of the stocks that compose the Bovespa index from 04-Jan-1993 to 30-Jun-2005. Initially pairs of stocks were pre-selected using correlation, or distance measure. The Augmented Dickey-Fuller test (ADF) was also used in order to determine the cointegrated pairs. ADF is used to verify the existence of the unit root in the residual time series of the logarithm of prices. After the selection was completed the chosen pairs were backtested in order to analyze the performance of their returns, with the addition of the operational costs.

[pt] No modelo de Pesquisa e Desenvolvimento (P&D) para o setor farmacêutico, considerando a proteção da patente, Schwartz fez uma contribuição muito importante para a precificação do valor de uma empresa. Alem de considerar a possibilidade dos eventos catastróficos, o autor aplicou uma ferramenta simples, mas ao mesmo tempo bastante poderosa, até então não utilizada pela literatura para tal fim (denominada Mínimos Quadrados de Monte Carlo). Na última etapa do seu modelo (período pós patente), o autor aproxima o processo por um valor constante (obtido por meio de uma estimativa), acreditando que o mercado absolverá imediatamente a tecnologia e, com isto, a simplificação não alterará significativamente o resultado final.Contudo, com o avanço da globalização e o desenvolvimento dos meios de comunicação, o mercado tem-se tornado cada vez mais dinâmico e competitivo. Uma vez que as táticas clássicas já se tornaram acessíveis a todos (e. g. produção em escala ou corte dos custos), elas não são mais suficientes para manter a lucratividade de uma empresa. Diversos estudiosos e instituições renomadas (como por exemplo, BNDES) observaram que, para sobreviverem a isso, as empresas precisam suplantar a concorrência, através de um conjunto de capacitações denominadas bens intangíveis, o que na maioria das ocasiões é uma operação bastante complexa. Devido a essas evidencias a absorção de uma nova tecnologia não necessariamente é uma atividade imediata (contrariando as suposições de Schwartz). Com o intuito de uma melhor descrição da realidade, esta dissertação propõe um aperfeiçoamento matemático (não mais aproximando a etapa pós-patente) e algorítmico do modelo de Schwartz. O modelo foi criado a partir de um conjunto de conceitos da Microeconomia, Opções Reais e das Métricas de Avaliação do BNDES, previamente desenvolvido com o auxílio da equipe do BNDES. Os resultados obtidos na simulação do exemplo teórico, a qual foi analisada uma empresa de TI que pretende desenvolver uma nova tecnologia, não apresentaram nenhuma incoerência, indicando, desta forma, nenhum erro sob a ótica matemática ou algorítmica e confirmando, ao mesmo tempo, a importância dos ativos intangíveis, que, por sua vez, propiciaram maiores ganhos, antes desprezados. / [en] In the model of Research and Development (R & D) for the pharmaceutical industry, considering patent protection, Schwartz made an important contribution to the valuation of a company. Besides considering the possibility of catastrophic events, the author applied a simple tool, but at the same time very powerful, hitherto not used in the literature for this purpose (called Least Squares Monte Carlo). In the last stage of its type (post patent), the author approaches the process with a constant value (obtained via an estimate), believing that the market immediately absolve the technology and, thus, the simplification does not significantly change the outcome final. Canted, with the advance of globalization and the media, the market has become increasingly dynamic and competitive. Since the classic tactics have become accessible to all (egg scale production or cut costs), they are no longer sufficient to maintain the profitability of a company. Several renowned scholars and institutions (such as BNDES) observed that, to survive this, companies must overcome competition through a set of skills called intangibles, which in most cases is a complex operation. Because of these evidences the absorption of new technology is not necessarily an immediate activity (contrary to the assumptions of Schwartz). Aiming at a better description of reality, this study proposes a mathematical processing (no longer approaching the post-patent) and the algorithmic model of Schwartz. The model was created from a set of concepts of microeconomics, Real Options and Metrics Assessment of BNDES, previously developed with the assistance of staff from BNDES. The simulation results of the theoretical example, which was considered an IT company that aims to develop a new technology, did not show any inconsistency, indicating thus no error in the mathematical or algorithmic perspective and confirming at the same time, importance of intangible assets, which, in turn, lead to the greatest earnings before slighted.

[pt] A introdução do carro Flex-fuel no mercado brasileiro em 2003 mudou a forma de decisão do consumidor. Se antes era necessário escolher o combustível pelo tipo de veículo, movido somente a gasolina ou somente a álcool, hoje é possível escolher um tipo de carro com duas opções de combustível. O carro Flex funciona com gasolina, etanol ou qualquer mistura desses combustíveis em qualquer proporção. Essa flexibilidade gera uma vantagem econômica para o seu proprietário, mas qual o benefício financeiro de um carro Flex-fuel em comparação a um carro movido somente à gasolina? Geograficamente, onde se localiza o proprietário que se beneficia mais dessa flexibilidade? Este estudo aplica a Teoria de Opções Reais na análise do valor da opção do carro Flex para as cinco regiões geográficas do Brasil: Nordeste, Norte, Centro-Oeste, Sudeste e Sul. São atendidas tanto as diferenças de preços regionais quanto a preferência de automóvel do consumidor dessas regiões. Para esse propósito, são considerados que os preços históricos dos combustíveis são estocásticos e seguem o Movimento de Reversão à Média Aritmético. A previsão dos preços e o valor da opção são gerados através da Simulação de Monte Carlo. Os resultados indicam que a opção de escolher o combustível mais barato no abastecimento adiciona considerável valor para o proprietário do carro Flex em todas as regiões e modelos de carro considerados, sendo a região Sudeste a mais beneficiada pela opção Flex. / [en] The introduction of the Flex-fuel car to the Brazilian market in 2003 changed the way of decision of the customers. If before it was necessary to choose the fuel by the kind of vehicle, fueled only by gas or only by sugarcane ethanol, today it is possible to choose one kind of car with two fuel possibilities. The Flexfuel car can run with gas, sugarcane ethanol or any mix of those fuels at any proportion. This resulting flexibility generates an economic advantage for the car’s owners, but what are the finance benefits of having a Flex-fuel car in comparison to a gas-powered car? Where is geographically located the owner which benefits more from this flexibility? This study applies the Real Option method to analyze the option value of the Flex-fuel cars in each of the five geographic regions of Brazil: Northeast, North, Central-West, Southeast and South. It regards regional prices differences and their customer’s car preference. For this purpose, it considers that the historical fuel prices are stochastic and follow the Arithmetic Mean Reverting diffusion process. Monte Carlo Simulation provides the forecasted fuel prices and option values. The results show that the option to choose the cheapest fuel at the refueling moment adds significant value for the owner of all the regions and car models considered. The Southeast region is the most benefited from it.