Un modello multifattoriale per il mercato forward dell’energia

Abstract

Questa tesi sviluppa modelli stocastici multifattoriali per la simulazione e la calibrazione dei prezzi forward nei mercati energetici. Dopo aver introdotto le basi matematiche del calcolo di Itô e della valutazione priva di arbitraggio, il lavoro analizza modelli mean-reverting a due e tre fattori per le curve forward energetiche. I modelli vengono calibrati su commodity europee, tra cui elettricità (PUN), gas naturale (TTF) e permessi di emissione (EUA). I risultati empirici mostrano che il modello a due fattori presenta limiti nella riproduzione della volatilità di lungo periodo e delle correlazioni tra commodity, mentre l’estensione a tre fattori migliora significativamente flessibilità e accuratezza della calibrazione. Lo studio combina modellizzazione teorica, simulazioni Monte Carlo e validazione empirica, fornendo un quadro coerente per pricing e gestione del rischio nei mercati energetici.

This thesis develops multi-factor stochastic models for the simulation and calibration of forward prices in energy markets. After introducing the mathematical foundations of Itô calculus and arbitrage-free pricing, the work analyzes two-factor and three-factor mean-reverting models for energy forward curves. The models are calibrated on European energy commodities, including electricity (PUN), natural gas (TTF), and emission allowances (EUA). Empirical results show that the two-factor specification struggles to reproduce long-term volatility and cross-commodity correlations, while the three-factor extension significantly improves model flexibility and calibration accuracy. The study combines theoretical modeling, Monte Carlo simulations, and empirical validation, providing a consistent framework for pricing and risk management in energy markets.