本文来源于郑商所研究所
摘要：2021年2月中下旬，美国多地出现极端天气，暴风雪导致的能源危机引发了全球广泛关注。本文认为，此次美国出现能源危机的直接原因是极端天气下能源供需矛盾加剧，但根本原因为电力生产与运营缺乏应急能力。
此次能源危机引发了美国能源期货及衍生品市场的一系列连锁反应：一是天然气即期市场反应激烈；二是全球天然气期货价格上涨，成交量增加；三是场内电力期货功能未能有效发挥；四是头部电力企业破产，大量互换合约违约。
主要启示为：一是需关注突发事件对期货市场的影响；二是探索开发商品即期合约的可行性；三是需做好电力期货储备研究，针对上市后可能对动力煤期货产生的影响，制定应对预案。
一、美国近期能源危机始末
今年2月14日以来，美国中部与南部包括得克萨斯（简称得州）、路易斯安那及俄克拉荷马州等在内的多个能源主产州深受极端寒流下的冰雹、冻雨及暴雪影响，电网与天然气生产及输送设施遭到重创。
其中，美国“能源之都”得州受冲击最大——先是达拉斯、休斯顿等城市大面积轮流停电，后电网瘫痪，数百万人在严寒天气中连续多日断水断电，多地居民甚至开始烧柴取暖。因供电严重不足，得州电力现货批发价格疯狂上涨，2月17日一度飙升至超9000美元/兆瓦时，是此次暴风雪到来之前电价的近500倍。后得州电力稳定性委员会（ERCOT）临时发布规定，要求电力现货批发报价不得超过9000美元/兆瓦时。
此外，上述三州的天然气产量合计占美国总量一半以上。正常情况下，天然气现货价格在2至3美元/百万英热单位间波动。但极端天气的到来导致美国天然气供应崩溃，各地区天然气价格飙升。尤其是得州，现货价格最高飙升至399.95美元/百万英热单位（见图1）。
2月17日，得州州长Greg Abbott颁布禁令，2月21日之前禁止得州产天然气跨州出售，以确保得州当地发电机的运转。美媒称该事件为“美国前所未有的能源危机”。
二、美国近期能源危机的原因解析
（一）直接原因是极端天气下能源供需矛盾加剧
得州平时气温与我国广东省相当，冬日正常气温在9摄氏度左右。但受暴风雪影响，当地气温一度降到-19摄氏度，导致取暖用电及天然气用量激增。2月14日，得州创下6920万千瓦时的冬季用电高峰，相当于人均2千瓦时的用电量。
电力供应端也出现问题：一是由于钻井结冰、输气管道冻结，得州电厂发电能源—天然气的产量大幅减少，出现近1千万立方英尺的供应缺口（见图2）；二是风力发电设备及核能发电设备也因冰冻无法运转，电网彻底瘫痪。
（二）根本原因是电力生产与运营缺乏应急能力
此次能源危机中，电力能源短缺最为严重。根本原因是电力生产与运营缺乏应急能力，具体表现在以下三个方面：
1.电网设备老旧，极端天气下难以运行
继2019年7月纽约曼哈顿大停电、2020年8月加州大停电后，得州再现大规模停电。三次大规模停电事件有着一脉相承的原因——电网设施老旧。
据美国能源部（DOE）统计，当下美国70%的输电线路和变压器运行时间超过25年，60%的断路器运行时间超过30年，陈旧的电网设施给供电可靠性带来巨大挑战。此外，为避免联邦政府对电力市场过多干预，美国自上世纪90年代起开展电力市场改革。改革后的电力市场主体多为私营机构，由于更新设备并不会提升其盈利水平，已近30年未更新电网设备。
2.发电能源灵活调整能力不足
从近年美国电力结构的变化趋势来看，煤电发电量明显下降，天然气、风力及太阳能等新能源发电逐渐成为主力军。过去十年中，风力发电逐渐成为得州第二大发电源。但是此次暴风雪导致得州约一半的风力涡轮机容量被冻结，无法继续运转。
电力储备不足与灵活性的缺失所导致的用电紧缺，并不是第一次出现在美国。2020年加州大停电，根本原因就是该州计划实现100%可再生能源供给的发展路径过于激进，使得其独立系统运营商缺少可调节的装机容量应对小概率事件。此次得州大停电，再次引发对于快速废弃传统能源设施、向绿色能源激进转型的争议。
3.电力市场产业结构复杂
美国共有电力企业3000多家，为私营企业、联邦公营公司、市政公司及电力合作社等多种性质的机构。从业务划分看，电力企业包括发电商、输电公司、配电公司和零售商。私营企业涉及发输配售各个业务环节，公营企业一般从事发电和输电业务，市政公司和电力合作社一般负责配电和零售业务，有些也涉及少量发电业务。
这种电网系统中各环节主体相对分散的模式，使电力公司之间的调度难度非常大。一旦出现紧急事故，彼此之间互相支援的能力非常有限，也难以事先协调与制定好紧急预案。
三、能源危机下的期货及衍生品市场
（一）天然气即期市场反应激烈
此次能源危机中反应最为激烈的是每日都可交付的天然气即期合约市场。美国天然气生产商与贸易商数量超9000家，许多中小型企业信用评级不高。为规避信用风险，天然气即期交易大多通过交易所进行，交易者缴纳保证金并通过交易所进行集中清算。
美国天然气期货合约的流动性集中在纽约商业交易所（NYMEX），但天然气即期合约交易主要在洲际交易所（ICE）进行。ICE现上市有包括得州在内的美国多地区实物交割与现金交割的天然气即期合约，合约依据普氏（Platts）公布的天然气价格指数确定每日的结算价，且无涨跌停板，会随现货价格大幅波动。据美媒报道，天然气即期合约价格飙升后，交易保证金大幅增加，一些交易商需补充的保证金高达数百万美元。
得益于集中清算制度，能源危机期间，天然气现货价格的异常大幅波动未引发即期合约违约。
不过，极端天气之下出现了因不可抗力而导致的交割风险事件：ICE于2月15日发布公告称，上游供应商因不可抗力未能供应足量的天然气，北方天然气公司（Northern Natural Gas Company）无法履行即期合约交割义务。但该状况仅持续1天，2月16日发布公告表示，该公司天然气交割恢复正常。
（二）全球天然气期货价格上涨，成交量增加
此次能源危机因突发的极端天气而起，持续时间不过一周左右，而NYMEX天然气期货2月合约的最后交易日为1月27日，无法用于应对2月中下旬的极端天气及能源危机。
3月合约同样“远水解不了近渴”：一是亨利港天然气期货以亨利港交割的天然气为标的，而此次能源危机中，天然气供需矛盾最为突出的是得州地区。
相较于得州天然气现货价格飙升的情况，亨利港价格上涨幅度较小，最高为2月17日的16.35美元/百万英热单位；二是3月合约的交割时间为2月底，暴风雪大概率已经远去。鉴于此，此次能源危机对天然气期货基本面的影响有限，但市场情绪受其波及，全球各交易所天然气期货结算价与成交量出现不同程度的波动。
1. 能源危机期间全球天然气期货价格上涨
美国国家气象局发布天气预警之后，NYMEX亨利港天然气期货各个月份合约结算价于2月12日开始应声上涨。其中，3月合约波幅最大，由2月11日的2.87美元/百万英热单位上涨至17日的3.22美元/百万英热单位，涨幅为21%，高于4月合约6.6%与5月合约6.3%的涨幅，18日生产开始恢复时价格逐渐下跌。
此次能源危机期间，虽然NYMEX亨利港天然气期货结算价随现货价格波动，但波幅远低于现货市场，未超过3美元/百万英热单位的涨跌停板限制。
美国是全球最大的天然气生产国与第三大液化天然气出口国。其天然气出口的减少对全球供需格局、价格的波动对全球价格均会带来一定影响。除NYMEX之外，目前全球主要交易所中，ICE也上市有天然气期货，但交易标的为荷兰TTF天然气。
ICE的TTF天然气期货是欧洲出产天然气的定价基准，主要反映欧洲产天然气的基本面变化情况，因此价格走势与NYMEX亨利港天然气期货不完全相同。但在2月16—18日间能源危机形势最为紧张之时，各个月份合约的结算价走势与NYMEX整体一致，并在能源危机结束后回落（见图3）。
2.能源危机期间全球天然气期货成交量增加
以NYMEX亨利港天然气期货为首，全球的天然气期货在能源危机影响下表现为价格上涨、成交量增加。NYMEX亨利港天然气期货每日成交量由12日的53.47万手增至16日的89.17万手，后随现货价格回落而下降。相比之下，ICE的TTF天然气期货虽总体成交量较低，最高为16日的17.75万手；但变化趋势与NYMEX大致相同（见图4）。
（三）场内电力期货功能未能有效发挥
NYMEX与ICE均上市了得州电力期货，但运行效果并不理想，近年来无成交，此次能源危机中也未能有效发挥功能。此现象并非个例，NYMEX与ICE推出的美国多个区域的电力期货流动性均不理想。相对于欧洲能源交易所（EEX）电力期货成交量“节节高升”的状况，美国电力期货市场却十分黯淡，这可能是因为美国电力市场存在其他更为适当的对冲电力价格风险途径。
美国电力现货市场按区域划分，各区域市场由不同运营商运营。各家运营商建立了电力远期交易市场与金融输电权（Financial Transmission Rights，FTR）拍卖及二级交易市场，对冲电力价格及电力传输过程中存在的风险。上述市场交易与结算系统等与电力现货市场更为贴合，联系也更为密切，风险管理效率优于交易所期货合约。与其相比，期货市场并无太大竞争力。
（四）头部电力企业破产，大量互换合约违约
得州电力现货价格短时间内暴涨带来的影响继续发酵。3月1日，得州最大电力公司Brazos Electric Power Cooperative（以下简称Brazos公司）向休斯顿法庭申请破产保护。Brazos公司为电力现货批发商，主要业务为向其会员单位供应电力，用于销售给当地居民。
能源危机前，Brazos公司是一家财务稳健、远景清晰、信用评级极高的公司，并与多家金融机构及产业机构签订了利率互换与电力互换协议，以对冲电力批发市场风险及2045年之前的外债利率相关风险。该公司旗下有数家电厂，发电能源主要为天然气。
能源危机期间，天然气价格暴涨，发电成本陡升。旗下电厂发电量无法满足会员需求时，向外高价采购电力分销给会员。数日内，其购买天然气与电力的支出高达21亿美元。该部分成本无法转嫁给会员或会员的零售客户，从而导致公司资金链断裂，最终向法庭提出破产申请。
Brazos公司破产后无力继续追缴持有巨额互换所需的抵押品，也给对手方也带来巨大损失。从Brazos公司公布的负债情况来看，衍生品相关债务占总债务比重高达41%（见图5）。30家债权人当中，8家为衍生品互换相关的债权人，均为包括高盛与壳牌等在内的大型金融机构及能源产业机构（见表1）。
四、启示
此次能源危机主要涉及电力与天然气两类能源，相关期货及衍生品市场表现各异。根据各个市场出现的连锁反应，得出以下三点启示。
一是需关注持续时间较短的突发事件对期货市场的影响。
此次能源危机虽持续时间较短、恢复较快，对市场基本面影响有限，但受市场情绪波及，短时间内天然气期货价格上涨、成交量增加。因此，期货市场需在发生突发事件时密切关注市场运行情况，出现异常时，及时采取提升保证金水平等风控措施，稳定市场情绪。
二是交易所可探索开发商品即期合约的可行性。
以ICE为代表的多家境外交易所，除上市了期货及衍生品之外，还推出了可日日交收、实物交割与现金交割并行的原油与天然气等能源品种的即期合约。
一方面，期货交易所发展成为集即期、期货、期权及互换交易于一体的综合性交易场所，可助推期现结合，提升期货价格影响力和服务实体经济的能力。另一方面，即期市场的风险特征不能忽视。即期合约交易通常在场外进行，价格波动幅度较大，且交割时间较为紧张，需做好相应的风控制度安排。
三是需做好电力期货储备研究，针对上市后可能对动力煤期货产生的影响，制定应对预案。
我国不断深化电力市场化改革，市场化后的电力需有对应的价格风险管理工具。从欧美经验来看，欧洲电力期货较为成功，而美国电力期货却少有成交，这与美国各区域电力运营商设立的远期市场及FTR二级交易市场等有着密切关系。
此前我国学术界也有关于我国设立FTR市场的讨论，但目前尚无定论，国内也并无可交易电力金融工具的相关市场。因此与欧洲类似，我国电力期货存在发展前景，需做好电力期货合约的设计储备研究。进行规则设计时，需将包括极端天气等在内的突发事件及负价格等非常规因素考虑在内。
另外，美国电力期货虽成交量较少，但其上游品种天然气期货较为成功。全球气候变化加剧，天然气作为一种清洁能源，在我国的发电装机容量不断增加，具有相当大的发展前景。不过，目前我国发电能源仍以煤炭为主，需提前考虑电力期货上市后，与动力煤期货和未来将上市的天然气期货之间的竞争互动关系。
