《Journal of Economics and Business》：Competitive equilibrium, investment runs, and renewable energy subsidies: A real options analysis
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本研究采用实物期权方法，分析巴西农业中农民通过年度作物轮换策略应对价格波动性的财务价值与风险降低效果。选取大豆、棉花、玉米和小麦四种作物，构建均值回归随机价格模型，结合蒙特卡洛模拟评估10年种植周期下的收益与风险。结果表明，年度换种策略能显著提升收益并降低风险，且作物间价格低相关性可增强策略效果。该研究为农业风险管理提供了新方法。
卡洛斯·L·巴斯蒂安-平托（Carlos L. Bastian-Pinto）|路易斯·G·巴斯蒂安（Luiz G. Bastian）|路易斯·E·布兰当（Luiz E. Brand?o）|路易斯·曼弗雷迪尼·埃尔南德斯·雷克霍（Luiz Manfredini Hernandez Requejo）|格劳西亚·费尔南德斯·瓦斯康塞洛斯（Glaucia Fernandes Vasconcelos）
IAG商学院，里约热内卢天主教大学，地址：Marques de S?o Vicente街225号，Gávea，里约热内卢，RJ 22450-900，巴西
摘要
由于市场价格的不确定性，农业投资面临显著风险。我们提出了一种策略，帮助农民通过每年更换作物来最大化财务回报并降低风险，同时利用每种作物的价格波动性。我们采用实物期权方法（ROA）来确定巴西农业部门每年更换作物的价值和风险。选择了四种年度作物（大豆、棉花、玉米和小麦），并使用均值回归随机过程对它们的价格进行建模。通过蒙特卡洛模拟，在考虑巴西典型中型农场的情况下，估计了10年种植期内更换作物的附加值。我们仅考虑市场价格不确定性对作物更换决策的影响，并假设这种更换可以零成本进行。结果表明，每年更换作物的选择为生产者增加了显著价值并降低了财务风险。不同作物价格之间的相关性越低，作物更换选项的价值效应越大。对农业活动的财务估值非常重要，特别是当这种策略易于管理时。使用ROA量化这一策略对于面临价格波动风险的农民来说是一种有效的对冲手段。据我们所知，将多种作物选择与价格动态联系起来的方法是一种新颖的方法，将丰富现有文献。
引言
农业受到农产品价格不确定性等重大风险的影响。为了减轻这些风险并提高收益，农民至少每年可以更换不同的非多年生作物。为了帮助生产者做出作物更换决策，需要使用分析工具来衡量这种更换的财务效益。最常用的估值工具是折现现金流（DCF）方法，该方法假设现金流会按预测发生，而没有考虑与投资机会相关的不确定性和灵活性（Dixit和Pindyck，1994年；Trigeorgis，1995年）。值得注意的是，农业生产通常涉及较大的决策灵活性，这可以被视为对价格波动的战略响应。
其他几个行业也受到影响收入的不确定性的影响，例如交通运输的需求量以及金属、能源和工业产品的价格。实施在不确定性中提供灵活性的运营、管理、商业或合同策略可以为大多数活动增加价值并降低损失风险。实物期权方法（ROA）等期权定价方法可用于评估这些策略的有效性（Dixit和Pindyck，1994年；Copeland和Antikarov，2003年）。本研究使用ROA分析了每年更换作物的回报，并将结果与整个预测周期内单一作物种植的回报进行了比较。
大多数将ROA应用于农业领域的研究（Tubetov等人，2013年；Hauer等人，2017年；Di Corato和Brady，2019年；Song等人，2011年；Musshoff，2012年）都使用实物期权来评估实施永久性作物变化的灵活性。
本研究将每年选择最佳作物进行种植的灵活性建模为10年期间的欧式切换期权组合。据我们所知，这种类型的ROA之前尚未应用于农业领域；因此，本研究填补了文献中的空白，并提出了一种设计农业商业策略的新方法。这种灵活的方法还使我们能够根据巴西的历史现货价格序列确定模拟回报的适当随机过程。通过使用ROA和蒙特卡洛模拟（MCS）对典型的巴西中型农业生产单位或农场进行建模，我们估计了作物更换灵活性带来的附加值。尽管每年更换最有利可图作物的策略看似显而易见，但尚未有研究确定准确评估此类选择的方法。结果表明，与单一作物种植相比，作物更换显著提高了回报并降低了风险。本研究通过展示如何在农业领域应用ROA来支持生产者关于最佳作物选择的决策，为文献做出了贡献。我们的发现回答了农业生产者如何在面临价格波动性时利用作物更换期权策略来保护自己免受农产品价格波动影响的问题，并同时获得预期收入增加的好处。
本文的其余部分组织如下：第2节探讨了ROA和农产品价格波动性以及农业生产者可用的灵活性相关文献。第3节介绍了本研究中使用的ROA、MCS模型和随机过程以及数据来源和建模方法。第4节详细介绍了数值应用，第5节展示了结果和讨论。最后，在第6节进行总结。
章节摘录
实物期权方法与商品价格波动性
自从Black和Scholes（1973年）开发出期权和衍生证券定价公式以来，学术界和实际应用领域开辟了一个新的研究领域。Brennan和Schwartz（1985年）首次将这种定价方法应用于实物资产投资，从而形成了所谓的ROA。自这些开创性工作以来，ROA的相关文献在各个领域和行业中得到了广泛扩展。
ROA的应用通常涉及不可逆的投资项目
模型
本研究考虑了一个农民可以在四种不同的年度作物之间进行选择的情景。假设每年都会做出是否更换作物的决定，唯一的目标是最大化农民的利润。这种方案可以建模为一组欧式实物期权（BOE），因为无论之前的作物是什么或未来几年将种植什么，作物更换都可以每年进行。我们的分析仅关注
数值应用
除了上述其他外生和内生不确定性外，高价格波动性促使农业生产者寻求降低生产和收入风险的运营方法（Franchini等人，2011年）。农业产业还以其可种植的产品多样性以及调整生产的灵活性而闻名（Sanguino等人，2007年）。这种生产灵活性与高价格和收入不确定性密切相关
结果
图3显示了考虑每种作物波动性的PV分布，这些分布是通过使用Palisade Decision Tools? Software @Risk?软件和蒙特卡洛模拟（MCS）获得的。进行了五万次交互以获得OP((3)、(4))的频率分布结果。
图3中的分布显示了所分析的四种作物的预期PV，结果表明玉米的PV最高，而小麦的PV最低。此外，小麦的概率也最低
结论
本研究分析了在农业价格波动性下，作物更换选项对巴西中型农场盈利能力和风险的影响，与单一作物策略进行了比较。由于农场管理者可以根据当前市场价格最优选择下一年种植的最佳作物，这种灵活性被建模为实物切换期权。此外，本研究提出了一种新的农民作物种植决策方法。
我们使用了四种最具代表性的年度作物
资金支持
本研究得到了里约热内卢州研究支持基金会（FAPERJ）[资助编号E-32/201.210/2022、E-13/2023]和巴西高等教育人员培训协调委员会（CAPES）在PROJ – CAPES PRINT项目下的支持[资助编号88881.915135/2023–01]的支持。
作者贡献声明
路易斯·曼弗雷迪尼·埃尔南德斯·雷克霍（Luiz Manfredini Hernandez Requejo）：撰写——审阅与编辑，验证。格劳西亚·费尔南德斯·瓦斯康塞洛斯（Glaucia Fernandes Vasconcelos）：撰写——审阅与编辑。卡洛斯·巴斯蒂安-平托（Carlos Bastian-Pinto）：撰写——初稿，监督，项目管理，调查。路易斯·G·巴斯蒂安（Luiz G. Bastian）：方法论，形式分析，数据整理，概念化。路易斯·E·布兰当（Luiz E. Brand?o）：撰写——审阅与编辑，资金筹集。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文报告的工作。
