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BY LUNA RINs经济学与定价逻辑 （1） “我从未见过如此精妙的一种Credit系统 可以同时执行三项功能于一体 提供足够补贴、 为补贴提供足够税收 以及精准控制交付的指定数量。”  我尝试使用一个基于RINs基本经济价值的模型对RINs的定价做理论估计，在12月底测算D4 RIN理论价格应降至66美分，1月中旬测算D4 RIN理论价格应降至47美分，2月测算RIN理论价格将在跌至约44美分时止跌回升。因此对于年初RIN持续的大幅下跌，我仍认为是对D4 RINs偏高定价的一种持续纠偏过程。 从22年底起，和我常聊的研究员朋友就知道我在关注并十分介意D4 RIN的理论价值与其市场报价之间不断扩大的偏离。23年2月起，UIUC经济学家发表了一系列关于可再生柴油的基础文章，其中也包括了一些供需分析以及对D4 RIN可能到来的价格暴跌背后猜测依据。 去年春天以来，我也在路演中数次提及D4 RIN 供应过剩的风险，并制作了RINs的供需平衡表，希望这种定量的方式更加广为人知。可以说RIN的暴跌是可以预见的，至少对于关注的人来说是很容易预见到的。但是…然后呢？ 对于美国生物燃料领域的研究和逻辑一直在突破、重塑、验证……尤其是对于横在其中的RIN，其价格如何去理解、在逻辑链中如何传导，不能说完全领悟，但也进入了一个可以拿出来总结的阶段，感觉自己应该抓住了一些对的东西，并斗胆与大家分享（希望引来更多探讨的伙伴，欢迎来找我为生柴研究注入新的力量！） 我将重点围绕：（1）RIN的来源与生命周期；（2）RIN的经济含义与定价模型；（3）写在RIN价格暴跌后的市场反应和未来展望三个系列展开。 对于对RIN的基础还不够了解的朋友们，我在（1）中重新整理了过去专题中对RIN的来源、活动周期与平衡表的阐述；对于对RIN有基础理解的朋友，可以跳过第一篇章，直接从第二部分看起，第三部分将于下一篇发布。 目 录 / CONTENTS 1. RIN的来源与年度平衡表 1.1 RIN是什么 1.2 RIN的活动与生命周期 1.3 RIN的年度平衡表 2. RIN的经济学含义 2.1 RIN的税收与补贴意义 2.2 RIN的义务与资产意义 2.3 RIN的期权意义 3. RIN的定价模型  一、RIN的来源与年度平衡表 / 根据RFS官方文件解释，RIN是属于可再生燃料独一无二的编码，是RFS计划中的硬通货，用于证明满足了合规义务。 RIN分为加仑RIN（gallon-RIN）和批次RIN（batch-RIN）。批次RIN为若干加仑RIN组成的可代表一批清洁燃料的RIN。 在2010年7月1日前，RIN是一串38位的数字编码：KYYYYCCCCFFFFFBBBBBRRD
SSSSSSSSEEEEEEEE，其中，K用于区分RIN是否与原燃料分离，仍附在原清洁燃料的则为1，掺混分离后变为可交易可上交状态的为2；YYYY代表可再生燃料生产或进口的年份；CCCC代表可再生燃料生产/进口企业的注册号；FFFFF代表可再生燃料生产车间或者设备的注册号；BBBBB代表可再生燃料生产批次号；RR代表该可再生燃料的能量当量（乘以10）；D代表可再生燃料类型(D3/4/5/6/7)；SSSSSSSS代表该批次可再生燃料的起始加仑RIN；EEEEEEEE代表该批次可再生燃料的最后一加仑RIN。SSSSSSSS应为00000001，EEEEEEEE应根据该批燃料的加仑量决定，因此，加仑RIN仅是8位数的一串数字（00000001-99999999），必须包含在批次RIN中才有意义。但2010年7月1日后，RIN不再以38位的编码生成，而是将原来38位编码中各个数据的含义以信息录入的形式计入EMTS系统。 批次的定义：可再生燃料的生产商或进口商可以不用为每一加仑可再生燃料分别注册一个RIN编码，而可以为“一批可再生燃料”同时注册一个批次RIN。一批可再生燃料产生的加仑RIN的数量不得超过99,999,999（因此加仑RIN最多为8位）。生产商/进口商需在一个自然月内为其生产/进口的可再生燃料批次注册RIN。 RIN的生成途径有三种：国内生产、进口及国外生产。进口和在国外生产（需经EPA认证的境外厂商）的可再生燃料也可以注册RIN。 生产商和进口商可以为符合要求的燃料选择可适用的D码类型进行注册。燃料通路包括三个必须的组成部分：原料、生产过程和燃料类型。三个组成部分有任意不同的，就组成了一条特殊的燃料通路，符合要求的燃料通路将被分配合适的D码用于生成RIN。 同一种燃料只能登记为一种D码，即使满足多个的燃料通路。例如，生物柴油同时满足D4/D6的可适用范围，但生产商/进口商也只可以将其登记为一种D码。但是，RFS可再生燃料类别的嵌套结构意味着 RIN 也具有嵌套结构，因此子集类别的RIN来同时用以满足其母集类别的RVO。 拥有不同燃料级别码 (D-code) 的生物燃料可用于满足一种或多种类型的RVO，因此不同级别码的燃料可分别统计到各类型燃料RVO中。例如，当D-code为4时，它可被同时统计到D4
RVO、D5 RVO 和D6 RVO中。 RIN可随着生物燃料所有权转让而转让，生产商将生物燃料卖给掺混商，那么该批RIN也随之转移给掺混商。直到与汽柴油混配时才会分离出来。 若可再生燃料被出口，对应的RINs则分离并作废处理，也无法用于交易。 从上文中我们已经了解了RIN是如何生成并分配给一批燃料的。在EPA的生成数据中，我们可以看到两种生成数据，一种是RIN的总生成数据（分月/分燃料类型）；另一种是RIN的净生成数据，从总生成的RIN中减去了无效的RIN生成数据。 当我们想要跟踪每月生产的生物柴油和可再生柴油的具体体积时，我们需要从RIN的净生成中寻找数据。RIN的净生成数据除了包含D码和具体燃料类型外，还报告了该RIN是国内生成、进口或是境外生产的，因此对于跟踪美国生物质柴油的供应情况或测算生产使用的原料情况等这类用途，我们需要看的是RIN的净生成数据。   另一类生成数据：RIN的月度生成数据，用于计算RIN的库存和平衡表时。我们在RIN平衡表里用到的RIN生成量是指总生成量，因为无效的RIN生成将被算在需求项的其它用途中。 由于同一种燃料只能登记为一种D码，但可用于满足一种或多种类型的RVO，因此D6/D5 RIN在累计生成量和当年的D6/D5 RVO量在数值上是无法匹配的，需要使用嵌套的概念来理解D6及D5 RVO的完成。   1.2.2 RIN的分离（RIN Seperated） RIN的平衡表中并不直接体现RIN分离的这一活动过程，RIN是否分离以RIN的K码为1或2进行区分。RIN活动数据的注销项里，K码为2的是正常分离后用于上交RVO的RIN，而K值为1却也注销了的，是仍附着在燃料上因无效、过期及其它原因而作废的RIN。 EPA单独报告了RIN的分离数据，包含了分离理由、燃料类型、燃料D码和分离数量。其中特别值得关注的是分离理由为50的可再生燃料出口数据——由于用于出口的RIN会立即分离并注销，因此需要将其从RIN的供给中去除，或加进RIN的需求中。而RIN的出口情况恰好是通过RIN的分离数据得以显示，使分离数据从边缘的地位抬升，成为RIN平衡表的单独一项。 2020年起，可再生燃料的出口数量激增，2023年全年因出口而注销的D4 RIN总量为7.79亿加仑，D6 RIN总量为3.34亿加仑，这大大抵消了RIN的超额生成并使得RIN的盈余并未有市场上普遍计算的那么多。 这里我们也可以看出，将RIN的生成数据与RVO直接进行比较是十分错误的——不仅没有考虑到RIN的出口问题，也无视了RIN的嵌套逻辑。  1.2.3 RIN的注销（RIN Retired） RIN的注销数据展示了当RIN用于证明合规性而上交，或因其他目的而被要求报废时产生的记录。其中包括了15种作废的理由，除了用于证明年度合规义务而上交的，其它注销理由都属于RIN需求项中的其它用量。 RIN 并不能无限期延迟使用，仅有两年的有效期，过期作废。RFS义务方通常仅在合规年度结束后的最后上交日期前通过在EMTS系统中上传报告和RIN的活动记录来注销RIN。出口商必须在出口事件发生后的一个月内报告RIN的注销以确保合规。当年未注销的RIN可以结转到下一个合规年度，再之后RIN会自动过期或不能再用于合规目的。  1.2.4 RIN的库存（RIN Available） 每年未注销的RIN即为RIN的库存，这里的RIN也分为尚未与原燃料分离的，和已分离处于可上交/交易状态的。不同年份的RIN是独立核算的，与大宗商品不同，并不能无限将库存滚动下去，因此每一年份的RIN 都有自己单独的库存和交易价格。 这个库存数据极为滞后，因为每一合规年度RIN注销的最后期限通常都至少在当年结束后的三个月，再加上报告时效的延迟，因此可以将RIN的库存当作当年所有RIN的活动尘埃落定后的验证来看，实际的库存或结余预期则需要通过自己推算RIN的平衡表更为及时，我们将在下一节中具体介绍RIN平衡表的计算方法。 1.3 RIN的年度平衡表 RIN的年度平衡表制作几乎涉及到和RIN的活动和RVO有关的所有知识点，我们也可以通过平衡表的制作验证对RIN的理解是否完整。自2022年至2023年，RINs确实一直有盈余，但实际上并没有市场计算的盈余这么多，我们认为这里涉及两个容易忽略知识点：百分比RVO和出口商的RVO义务。 百分比RVO：EPA在每年11月公布的决议文件中，最终确定了下一合规年度各类可再生燃料的适用义务的具体量（例如2023年D4 RVO的28.2亿加仑），这个我们都知道。但与此同时，EPA会以体积百分比标准的形式确定每个义务方每年具体要执行的义务。这个百分比是怎么得到的呢？EPA根据以下计算公式得出：百分比RVO = 年度RVO数量 / [（年度汽柴油预计用量-年度汽柴油中可再生燃料掺混量）-预计免除义务的汽柴油用量]；其中用于计算百分比标准的年度运输汽柴油用量预估值基于EIA发布的年度能源展望(AEO)，减去阿拉斯加州的燃料消耗预估值。 因此，在看年度RVO合规义务时，我们可以看到两个表格，一是合规体积要求（以加仑为单位），二是百分比标准（以%计量）。我们常看的合规体积要求其实仅仅代表了一种预估，当年实际具有效力的义务量是根据百分比RVO*实际汽柴油用量计算得到的结果。在看某一年的RINs生成是否有盈余时，也应对标当年的实际RVO，否则就可能高估或低估当年的合规要求。 出口商的RVO义务：可再生燃料的生产商和出口商不是RFS义务方，无需完成相应的掺混义务，但出口商被要求执行报告义务，即当可再生燃料被出口，出口商必须在EMTS系统中进行上报，对应的RINs被分离后作废处理，也无法用于交易，所以仅用RINs的生成数据来看是否产生盈余是不准确的，应该除去被出口的生物燃料RINs数量。 综合以上两点，我们可以看到RINs是否有盈余、有多少盈余的计算逻辑比想象中更加复杂，我自己使用的是一套RINs平衡表的计量方式，由于不同年份产生的RINs具有不同的合规属性和交易价格，因此我们采用RIN YEAR来做平衡表，以2023年为例：  从表中可以看到，即使2023年D4 RINs生成79.57亿加仑，超过D4 RVO近34亿加仑，但因为年度汽柴油用量超过预估导致实际RVO上涨，以及10.39亿加仑D4
RINs用作出口作废，最终D4 RINs仅多生产22.9亿加仑，在补充了D5和D6 RINs生产不足的部分后，最终2023年D4 RINs盈余6.88亿加仑，约等于4.3亿加仑体积的生物质燃料，未及市场想象的那么多。 在结余量上，EPA认为，足够的结转RIN有助于使RIN市场具有流动性，并有利于RFS计划的实施。RIN在公开市场上自由交易，使需要它们的义务方易于获得。正如当个人和企业通过维护库存和储备金账户谨慎地为不可预见的事件做计划时，整个经济体系才能顺利运行一样，EPA同样认为，当有足够的结转RIN以供RIN持有人潜在使用或出售给可能没有建立起自己RIN储备的其他义务方时，RFS计划是运行得最好的。如果储备中的RIN太少，那么即使是轻微的中断也会导致可再生燃料生产或分配的短缺，或者产生高于预期的运输燃料需求，这可能导致需要新的豁免和更高的合规成本，并破坏了对RFS计划至关重要的市场确定性，RIN的结转机制其实提供了必要的程序缓冲。当EPA行使其自由裁量权时，不会将义务设定在结转RIN有意缩减的设想中，未来几年EPA也可能延续类似的方法，因此我们并不认为结余量的增长会导致EPA额外提高其义务要求。 二、RIN的经济学含义 / RIN作为一种税收增加了掺混商的掺混成本，而RIN作为一种补贴又降低了掺混商的成本，RIN通过这种方式使得市场对可再生燃料的需求增加，而混合燃料的价格几乎没有变化。 如果我们从RIN创始之初用于玉米乙醇行业的活动来看待它，则这一层逻辑会更加清晰，因为它将RIN的义务方与可出售RIN获得利润的掺混商分离，使得RIN的税收与补贴含义更加清晰，并清楚地向我们展示了，因为RIN本质上先是一种税收，我们常说的“掺混利润”并非一种实际可产生现金流的利润，而是选择模型中的一个掺混价差含义。 我们认为，一个关键是要认识到生物燃料市场的竞争如何迫使掺混商将其RIN的销售收入用作燃料掺混成本的抵免，以及这如何导致RIN 在是一种税收的同时却对混合燃料进行交叉补贴。这种税收和补贴解释提供了一个相对健全的关于RIN经济含义理解的基本框架，并可以帮助我们理解RIN市场的核心矛盾、 RIN定价理论等其他重要主题。 让我们以一个事件为引——2022年4月，美国环境保护署（EPA）针对炼厂与EPA之间关于可再生燃料标准（RFS）的长期争端发布了最新裁决。该裁决驳回了炼厂的36项豁免申请，争议的核心是关于可更新识别码（RIN）两方矛盾的立场：一方认为RIN作为税收实际增加了成本，损害了炼油厂的盈利能力，而另一方则表示，RIN并不会造成这种结果。在长达九年EPA对这一类争议的解读和处理中，我们也探索了其背后的矛盾及最终被广泛接受的理论。 我们从最传统的燃料乙醇授权开始。图中的黑色箭头显示了E10的生产流程——炼厂将原油加工成称为BOB的炼化汽油，燃油掺混商购买BOB和乙醇，并将90%的BOB与10%的乙醇混合，制成E10汽油，运送到零售站。蓝色箭头显示了RIN的税收流向：炼厂向市场购买RIN，以显示其完成了可再生义务。RIN的购买和注销这两个步骤视为纳税义务的履行。  从表面上看，RIN税好像是会影响炼厂利润，炼厂用真实的现金购买价格波动剧烈的RIN，成本不可控且高度可变，怎么可能不影响他的利润呢？ 另一阵营则坚持一种“转嫁”理论，即炼厂的RIN成本可以从更高的BOB价格中重新弥补，这与经济理论一致，并得到市场价格实证分析的支持，实证分析的方法采取一种间接途径，即分析受RFS计划影响和未受RFS计划影响的类似燃料之间的价格差异；例如，通过比较受影响的纽约港RBOB汽油与未受影响的鹿特丹EuroBOB汽油的价格。这种RIN转嫁背后的经济理论被称为“税收归宿理论”，该理论阐释了如何在买家和卖家之间分配税收负担。 假设图中的RIN是一种简单的碳税，由炼厂向政府缴纳。税收归宿理论认为，由于税收影响市场上的所有炼厂，因此它将传递到BOB的市场价格中，直到较高的BOB价格减少该市场的BOB总需求。到那时，就会有压力推动市场价格达到新的平衡，其中税收负担由炼厂和掺混商共同分担。这种部分承担在许多市场都很常见，但我们知道在燃料市场，价格上涨对于总需求减少的弹性较小，因此对于燃料而言，RIN税将几乎全部（95%以上）转嫁给掺混商。这种从经济理论出发的说法随有道理，但也是无形的，不容易被理解和接受，争议总是会回到关于税收如何传递以及RIN如何影响炼厂利润的核心分歧上。对此，EPA 合理地解释了为什么它认为RFS计划没有错位，根据 EPA的说法——“炼厂通过提高其生产的石化燃料的价格来转嫁成本，从而收回购买RIN的成本，该结论基于研究和记录中的数据。”所有义务方都通过以市场价格出售其生产的汽油和柴油来收回获取RIN的成本，这反映了RIN的成本转嫁。  随着时间的推移，许多炼厂公开表示他们同意这一价格传递理论，而小型炼油厂也表示他们面临着独特的挑战，阻碍了他们实现RIN成本转嫁，这不仅展示了小型炼厂确实存在豁免需求，更表明了转嫁是市场普遍接受的规则。 对于炼厂和掺混商而言，RIN有形地体现在现金的流出或流入，无形地体现在BOB市场价格的差异，因此我们说RIN既是税收又是补贴。乙醇带来的RIN补贴有效地降低了BOB提升的成本，甚至几乎完全抵消，使得传导给消费者的E10价格几乎完全不变，这称为交叉补贴。在交叉补贴中，人为抬高某一组成部分的价格来补贴另一组成部分。由于RIN税和RIN补贴几乎完全抵消，E10的成本几乎与没有RFS系统时的成本完全相同。经济理论和实际数据都表明，这个双管齐下的机制确实按照设计发挥作用。 综上，RIN对于掺混商来说是并不是一笔意外的利润。税收和补贴理论告诉我们，当RIN补贴作为乙醇混合成本的抵免时，它不会增加混合商的利润，相反，它会保持掺混商的利润不变，并增加对乙醇的需求，这正是这个机制设计的目的。如果没有税收和补贴的视角，就无法看到这一关键的、非直观的结果。 最终，让我们引申到同时具有传统裂解、生柴生产、可自行掺混的综合炼厂。综合炼厂可以免费获得RIN，这是否给综合炼油厂带来了不公平的优势？确实，综合炼厂不会像纯炼厂那样支付现金在市场上购买 RIN，但由于综合炼厂不会将这部分纯柴油出售到市场，因此它放弃了实现柴油市场价格中RIN溢价的机会（没错，是柴油价格而非生柴价格中去体现RIN溢价），这种差异消除了明显的不公平优势。根据税收与补贴解释，综合炼厂和纯炼厂的净RIN成本均为零：综合炼油厂通过生产生柴免费获得RIN，纯粹的炼厂则为RIN支付现金，并以包含溢价的市场价格出售柴油时收到的溢价中收回该RIN成本。 最后对本节内容做一个总结——RIN既是一种补贴，也是一种税收。在经济学中，这称为交叉补贴。我们解释了RIN 作为补贴将可再生燃料引入传统能源的机制，这是根本目的；也解释了RIN作为税收，通过传递理论在定价和RFS系统中发挥的重要作用。 接下来我们将介绍RIN作为授权的角色。 2.2 RIN的义务与资产意义 RIN分为不同的类别，与不同生物燃料规定的年度义务量相关。这些生物燃料必须每年根据法律供应给美国市场。D4 RIN旨在将生物柴油引入美国柴油供应。如本章第1节所述，它通过充当对掺混商的补贴来降低柴油端的成本，以刺激生物柴油的进入，否则生物柴油不具有经济性。同时，它通过充当浮动税率提高石化柴油的价格，来使炼厂筹集足够的美元以支付对掺混商的补贴。 这种交叉补贴是一种巧妙的方式，可以吸引并资助一些原本会因高价而被排除在外的项目。然而这还不够，D4 RIN还负责确保进入的生物柴油数量恰好符合规定的最低义务。 我不知道除了RIN之外，有任何一种信用市场可以同时执行所有这三项工作！——提供足够补贴、为补贴提供足够税收以及精准控制交付的指定数量。 通过系统的设计，RIN的价格由竞争市场力量自发驱动，使其达到同时满足所有三个要求的唯一均衡值，该值就是我们认为的D4 RIN的理论价格。理性的市场参与者将在其合规成本低于RIN价格的情况下自行掺混可再生燃料，并在其合规成本超过RIN价格的情况下选择购买RIN。在这种经济理论下，RIN的市场价格将被驱动至边际（最高成本）供应商刚好收支平衡的均衡值；此外，在这种均衡情况下，整个市场的总合规成本将最小化。 到目前为止，我们已将RIN描述为一种税收、一项补贴、一项授权以及一种可以购入、做空、上交、存入银行和交易的资产，这使其成为迄今为止最复杂的环境交易体系。但RIN的意义远不止于此，更重要的是，它还是一项期权。 在金融领域，或有债权是一种衍生品，其未来收益取决于另一种基础资产的价值。或有债权的一种常见形式就是期权，我们认为RIN也是或有债权的一种形式。 我们可以直观地看到RIN具有类似于“到期日”（年份）的概念，以及诸如“行权价值”之类的概念（例如BOHO价差），这两个特征反映了RIN作为期权的基本性质。 但这些涉及到期日、行使价值和价格行为上直观的相似性都是概念性的见解，太模糊而无法完全看出其中的联系，只能对RIN作为一种期权给出一个模糊的心理图景。于是我们探索D4 RIN的价格在多大程度上由其作为期权的基本面决定，并试图利用期权定价理论，导出了D4的价格模型。 三、RIN的定价模型 / 本文探讨的定价模型深受Irwin and Good（2017）和Lade、Lin Lawell和Smith（2018）发布的论文的启发，前者使用RIN的基本面对D4 RINs进行定价，这佐证了我们此前坚信的，认为RINs价格的下跌只是一种价差结果的观点，但这一模型不包括期权的时间价值及BTC的不确定性。后者开发了一个具有BTC不确定性的动态模型，用于联合定价多个RIN，包括嵌套上限。后续关于RIN价格通过影响燃料供应链路的文献也越来越多，然而这些文献关注的是RIN价格变动的后果，而不是首先关注RIN价格变动的原因。 最终我们得到的结果与Scott Irwin、Kristen McCormack和 James H Stock在2020年发布的论文思路颇为一致，我们使用了更多基本因子的即时观察来改善与现实情况的契合程度，例如采用生物柴油价格和ULSD，而传统模型则采用豆油和原油价格。 由于RIN可以在它产生的那一年随时上交，也可以保留用于履行下一年发生的义务，因此D4 RIN实际上是一种美式看涨期权，并具有时间价值。这种看涨期权的价格取决于1）生物柴油与其石油替代品超低硫柴油（ULSD）之间的价差；2）每加仑1美元的生物柴油掺混税收抵免是否生效。我们为这两个特征提出了一个简单的模型——价差是随机游走，生物柴油税收抵免遵循马尔可夫过程——这与它们的时间序列特性是一致的。 模型采用的主要变量是随机价差，该价差取决于超低硫柴油 (ULSD) 的价格和生物柴油的价格。生物柴油税收抵免及其未来状况的不确定性也被考虑在内。模型参数有4个：1）超低硫柴油价格与替代能源价格之间价差的标准差。2）鉴于今天生效，掺混税收抵免可能会继续有效。3）如果今天尚未生效，掺混税收抵免很可能保持无效。4）参考无风险收益率。 下图展示了我们模型运行的D4 RIN理论价格与D4 RIN市场价格的对比。在过去一年的大部分时间里，我们测算的理论价格都远低于市场价格。直到去年9月开始，市场价格才开始向理论价格跌近。 图中缺口的形成、RIN 的基本面分析以及价格崩盘事件的可能性，都促成了去年此时我对RIN价格强烈悲观的看法。 理论价格与现实价格之间的差距为那些对RIN基本面充满信心并相信RIN的实际价值将最终回归的人提供了交易机会——做空D4 RIN，可以通过多种方式完成，消息显示RIN交易员在2023年初就利用相对于真实价值的错误定价这样做了，这一策略在2023年获得了丰厚的回报。 对2023年价格数据的这种解释进而提出了一个问题：当前的暴跌究竟是价格崩溃的体现，还是仅仅是对 RIN错误定价的修正？这个问题我们将在下一篇专题中讨论。 |
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