在当下，全球淡水资源匮乏的困境正逐渐成为世界级的难题。如何对水资源进行最有效的管控和分配，这一问题正引发人们广泛的分析与讨论。今天，CFC农产品研究便从期货的角度出发，为大家介绍一下“水期货”这一解决水资源困境的方法。


1. 全球水资源概览



中研网报告称，“全球水资源总量约为13.86亿立方千米，其中容易利用的淡水仅占淡水总量的1%左右。当前，全球2/3的人口生活在缺水地区，大约有5亿人生活在水资源消费量占水资源再生两倍的区域，该区域生态环境极度脆弱，地下水呈持续减少的态势，迫切需要寻找可替代的水资源以满足需求。”
2020年3月22日“世界水日”，联合国发布《世界水发展报告》，提出“水安全与气候变化将是未来数十年全球面临的持续而深刻的危机。”全球用水量在过去100年中，并以每年约1％的速度稳定增长，人类可利用的自然水资源量正在萎缩，目前北半球也正处于严重缺水的状况。而气候变化将加剧当前缺水地区的形势，并对当今水资源依然充沛的地区造成水压力。通常情况下，水资源短缺是一种季节性现象，气候的变化很可能会永久的将一些地区缺水的季节性状况转化为长期缺水的负面现象。
在全球缺水的大背景下，首先要采取政策措施，限制人类经济活动对气候和水资源的负面影响；其次要开发可替代的水资源，满足目前水的消耗需求；最后，要合理的对目前水资源的使用进行适当调配，满足效益最大化的经济原则。而水期货，正好从经济的角度上，促进了水资源的合理分配，理论上是调配水资源的一个行之有效的方案。

2. 国外水期货的发展状况

2.1 澳大利亚的水期货市场
数十年前，澳大利亚南部的阿德莱德市，就面临了气候逐渐干旱的问题，进而产生了水资源调配的困难。1994年澳大利亚出台了一项规定，将地权与水权进行了分离，允许土地所有者卖出自己土地上的采水权，为水期货的诞生提供了方便。2014年3月20日，澳大利亚议会在读通过了一项水交易的相关法律，采取水共享计划限制采水量，让水期货上市成为可能。彼时，澳大利亚诸如Waterfind一样进行水远期、水期货交易的交易所、交易所，开始允许土地所有者、土地经营者或农民在现货市场上买卖能及时生效的“水交易合同”。这种合同允许农民以兆升为单位，在该公司收售用水的权利，也可以在消费了合同一定数额的用水量后，将“余额”归还给土地所有者。目前，Waterfind公司已经建立了澳洲和美国两大市场，交易员可以购买水的期货期权，并等待未来合适日期接收或采取行权措施。
澳大利亚的水期货市场分布在澳大利亚的四个州，即新南威尔士州、昆士兰州、南澳大利亚州、维多利亚州。以新南威尔士州为例，新南威尔士州水部门制定的水共享计划负责确定可以长期抽取多少水以及需要为环境留出多少水，获得许可的用户的用水数量会根据许可类别和个人权利的大小每发生年变化。这种分配取决于一系列因素，包括大坝的蓄水量，河流流量和集水条件等等。政府对水的“垄断管制”，促进了水的现货市场的产生，即人们之间可以以临时（Temporary）或者永久（permanent）的方式，互相交易自身分配的水资源，进而诞生了水的期货市场。
据报道称，“自从今年3月底澳大利亚的Waterfind在线市场营业以来，已有价值160万澳元的1650亿升水期货合同在这个市场上完成了交易。”而根据Waterfind发布的官方数据报告，澳大利亚临时市场上交易了约5,470 gigalitres（GL，十亿升）的水（比2017-18年度减少了27％），其中大部分在新南威尔士州（45％），维多利亚州（43％）交易）和南澳大利亚州（6％）。在永久市场上交易了约1,642 GL的水（比2017-18年度增长了3％），其中大部分交易在新南威尔士州（47％），维多利亚州（19％）和南澳大利亚州（17％）。
2.2 CME首张水价格期货
美国当地时间2020年9月17日，芝加哥商品交易所（CME Group）宣布，将在年底前推出全球首张水价格期货合约，每份合约代表10英亩英尺的水，并以纳斯达克韦莱斯加利福尼亚水指数（NQH2O）作为标的进行交易结算，该指数涵盖了整个加利福尼亚州的水价格。
加利福尼亚州地处美国西部，毗邻沙漠，纬度较低，降雨或降雪相对较少，这些自然因素造成了加州水资源的匮乏，导致该州大部分地区常年处于干旱之中，而最近几年全球气候变化引发的加州高频率的山火，更是加重了加州水资源的负担。加利福尼亚州每年的农业产值在500亿美元左右[8]，常年在全美50个州中占据第一，而该州40% - 60%的水资源用于其农业目的，水资源的匮乏不仅造成了加州中央谷地8000口井的干涸，农业产出下降，更是会激起加州当地水资源价格的波动，引发当地价值11亿美元的水市场的风险。以上因素是本次CME使用加州水指数推出水价格期货的一大原因。

图1：加利福尼亚州地貌

图片来源：地球知识局

据CME称，推出水期货是为农场主提供一个可以“对冲”水价的金融工具，并可以做为加州乃至全球水资源紧缺程度的市场指标。但实际上，水期货目的在于通过更强的监管和统一的用水定价，来推高水现货的价格，通过市场矫正的方式，辅助政府政策以求约束人们的用水行为。此外，水做为加州农业的关键性要素，占全美农业总产值约12%，水价上涨，会推动加州农产品甚至美国农产品的价格上行。

3.水期货的定义

3.1 成为期货的条件
商品能成为期货应该具有以下几个条件：
①商品价格波动大，且不易由政府控制。
②商品供需量大，能提供充分竞争的环境，并且长期供需量较为平衡。
③商品质量易于评定，可分级和标准化。
④商品易于存储和运输、不易变质。
⑤商品生产周期较长且未来市场供求难以预测。
⑥买卖双方都不存在垄断。

水资源能否成为期货的主要问题存在于，随着人口的增长和城镇化的推进，水资源在未来市场的供求上可能会处于供远小于求的状态，但气候变化、全球合作、人口老龄化结构等仍为这种供求关系带来了一定的不确定性。此外，水资源的价格会受到政府的严格管控，在部分地方水价调整较为频繁，而一些地方则并不如此。水资源作为商品，在某些程度上满足成为期货的必要条件，即在市场供求关系影响和季节性影响下水价会产生波动，水的日常供需量非常庞大，水质有非常严格的评级标准和量化标准，水的生产、循环周期较长，且水资源属于公共资源不存在垄断等。故而仅在广义上认为水资源满足成为期货的条件。
3.2 水期货的交易目的
进行水期货交易，主要有以下几个目的：
第一，水期货交易的目的在于将水资源信息引入市场来促进水的过剩供给和超额需求的对接，通过市场调节机制来达到水资源运用的帕累托最优，缓解水市场的“公用地悲剧”。
第二，水期货市场可以为水资源管理产生透明的价格机制，提升水资源的交易效率。
第三，水期货可以保证未来水的可获得性和质量的稳定性。
第四，水期货可以锁定远期水的价格，可以使农民、企业提前锁定未来水的使用成本，规避未来水价上涨的风险。
3.3 水期货的交易原理
对于投机交易，只需要在市场上做多或做空水期货合约，故而在此不做赘述。
对于套期保值的交易，水商品的供给商和水商品的需求商可以在水期货市场上分别通过如下交易来锁定远期利润/成本：
水商品的供给商可以现货市场和期货市场同时上卖出水的现货合约和期货合约。当未来水商品发生价格下跌时，供给商因为现货市场水价下跌而造成利润下降，而在期货市场上因为水价下跌而带来的盈利则可以对利润下跌进行弥补，以稳定利润。
水商品的需求商可以在现货市场和期货市场同时上买入水的现货合约和期货合约。当未来水商品发生价格上涨时，需求商因为现货市场水价上涨而引起成本上升，而在期货市场上因为水价上涨而带来的盈利则可以对成本上升进行弥补，以稳定成本。

4. 在我国开设水期货市场的可行性分析

CME对首张水期货的远期定价操作，初期只是覆盖了加州的水价指数，价格发挥功能也主要局限在加州地区。
对于我国而言，居民生活用水量一般比较稳定，可由国家统一进行宏观调控，目前国家已对居民用水设置了“阶梯水价”进行管控。对于工业、农业而言，水作为生产资料，用途广泛，需求量极高，而在水资源的分配方面仍然存在结构性问题，水价波动的不确定性也容易对企业的经营成本造成较大的波动，故而针对工业、农业用水开设水期货市场，可以更好地引起企业对水资源的重视，抚平水资源价格波动对企业经营成本带来的波动。

图2：中国水资源分布图

图片来源：国家地理局

中国的南方地区多降雨、水资源较为丰富，而北方地区则常年处于缺水、少水的干旱气候。张郁（2002）曾提出，“南水北调”所调控的北部城市可以通过推行水期货以对冲水价波动风险，促进水资源合理分配。

图3：2007年1月-2018年10月全国工业自来水用水单价（不含污水处理费）

图片来源：CFC农产品研究

通过使用Wind对中国工业（109个可获取数据）、农业（31个可获取数据）地区用水量进行统计分析后，特作出如下总结：

图4：15年中国工业用水量排行前十的城市

图片来源：CFC农产品研究

图5：18年中国农业用水总量排行前十省市

图片来源：CFC农产品研究

工业方面：河北（唐山、石家庄）、辽宁（鞍山）、内蒙古（包头）山东（济宁、淄博）；农业方面：新疆、黑龙江，这些省市处于我国的水资源相对匮乏地区。
对于水资源价格方面：我国22省市工业用水价格走势在2014年之前存在着较大的波动，但在2014-2018年间，工业用水价格基本较为稳定（海口经历了一次调价）。
综上所述，我国可在以上水资源相对匮乏，但在工、农业水资源消耗量大的城市，进行水期货的试点工作，这些城市大部分临近大连商品交易所，故而可在大商所增设水期货品种交易。
问题在于，我国水资源价格在中期内并没有发生太大的变动，特别是对于全国大部分省市而言，水价已经连续五六年没有发生变动，虽然这种固定的价格更容易确定水资源的现货价格，但若不放开水价的波动限制，水期货的设立便不存在任何意义。

5.水期货推出存在的问题

水期货市场的出现，改变了人们对水的态度，将水从一种像空气一样免费的资产，变成了像石油一样的可交易的商品。水期货的推出本意上是为了将水资源进行合理的市场化定价，在帮助水的供应商和需求商规避市场风险的同时，合理调配市场资源，制约人们挥霍性用水的行为。但水期货的推出却存在如下问题：

5.1 水的易获得性
水资源不像石油资源一样，有特定的分布区域，开采、使用成本高。水是一种广泛分布的自然资源，水资源可以通过河流、山泉、水井处获得，而这些方式只需要付出极小的成本。如若水资源不能形成垄断供给，则水作为一种商品的价值便难以衡量，且这种易获得性难以约束人的用水行为。

5.2 水期货的投机问题
水资源如若作为一种商品交易，则必定会受到投机行为的影响。如若存在企业或组织通过恶性屯水、垄断水市场等恶性行为，再加之季节性、区域性干旱问题，势必会引起水期货价格的大幅上涨，并通过价差共振导致水的现货价格上涨。在这种情况下，水期货的推出不仅没有促进资源的合理分配，反而恶化了水资源的使用环境，增加了社会成本，并最终会造成农业、工业的产值下降。

5.3 水期货的价格设置问题
对于美国居民平均水价而言，历年来水价的波动对于用水量少的家庭没有造成太大影响，而对于用水量较大的家庭，水价的变化幅度较大，存在水期货的操作空间

图6：美国居民用水价格走势图

图片来源：艾瑞咨询

对于我国而言，水作为国家公共资源，水价处于国家严格管控下，如前所述，如若不能放开水价波动，或是不能采取定量分配水的方式，则水期货便没有存在的意义。而考虑到中国相对而言不太成熟的市场，加之如此庞大的人口基数，水期货的开设仍然任重道远。
截止目前，水期货仅在澳大利亚得以实施，而芝商所（CME）的水期货合约将于年末推出。澳大利亚水期货市场根据澳大利亚本土水价格进行定价，并随着二级市场临时、永久性供求来进行波动，
对于CME的水期货，他们提出会根据西水研究（WestWater Research）提供的NQH2O指数进行定价。NQH20的周现货价值以美元/每英亩英尺这一价格为准，该指数根据加利福尼亚州交易价格的成交量加权平均数，确定加利福尼亚州水权的每周基准现货价格，不包括与运输或损失相关的额外成本。

图7：西水研究（WestWater Research）提供的NQH2O指数

图片来源：西水研究

6. 一些特别的期货

6.1 天气期货
天气期货（Weather Futures）和其它期货的交易原理一样。每个月的开始，期货市场主管机构都会根据过去10年当月的气温情况，为降温度日数或升温度日数确定一个初始值。为了使市场运转起来，指定的“做市商”将接着喊出“出价”和“要价”，前者比初始值稍低，后者稍高，这是投资者可以买进或卖出的度数。随着天气的变化和市场的反应，这些交易值在一个月中将起伏不定。到了月底，交易所根据实际温度进行结算，以华氏1度等于100美元的价格兑现所有期货合同。而投资者所要做的,就是预测一下未来的天气变化，然后进行“天气期货”买卖赚取利润。