Optiojärjestelyt HelsinginPörssin pankit- ja rahoitustoimialalistan yrityksissä 1996-2004

Tiivistelmä Tekijä: Veikko Huhta Nimi: Optiojärjestelyt Helsingin Pörssin pankit- ja rahoitustoimialalistan yrityksissä 1996-2004 Osasto: Kauppatieteiden osasto Vuosi: 2005 Pro gradu-tutkielma. Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto. 84 sivua, 8 kuviota, 1 taulukko, 5 liitettä. Tarkastajina professori Jaana Sandström ja professori Ulla Kotonen Hakusanat: Optiojärjestelyt, omistajalähtöinen johtaminen, agenttiongelma, pankit- ja rahoitustoimiala Tutkielman tavoitteena oli selvittää, millaisia optiojärjestelyjä HelsinginPörssin pankit- ja rahoitustoimialan yrityksissä on käytössä. Optiojärjestelyjätutkittiin ensinnä tarkastelemalla niiden omistajille aiheuttamaa diluutiovaikutusta. Seuraavaksi tarkastelun kohteena olivat option merkintähinta, optiojärjestelyn voimassaoloaika sekä osinkokorjaus. Optiojärjestelyjen toimivuutta tutkittiin tunnuslukujen ja yrityksen markkina-arvon näkökulmasta. Optiojärjestelyn taustalla olevia tavoitteita tutkittiin omistusrakenteen näkökulmasta. Tutkimuksen kohteena olevat yritykset olivat Sampo Oyj, OKO Oyj, CapMan Oyj sekä Ålandsbanken Ab. Pankit- ja rahoitustoimiala ei ole ns. suurten tuotto-odotusten toimiala. Tasainen osingonjako on optiojärjestelyjen ehtojen valossa omistajille tärkeää. Toimialalla optiojärjestelyjen ensisijainen tehtävä näyttää olevan sitouttaa avainhenkilöitä yritykseen. Vain yhdessä yrityksessä omistajat voivat olla markkina-arvon kehitykseen tyytyväisiä. Omistuksen ja johdon yhdistyminen johtaa optiojärjestelyillä tavoiteltavaan suureen sitouttamisvaikutukseen. Omistusrakenne osoittautui suureksi selittäjäksi optiojärjestelyjen ehtoja asetettaessa.

Kalenterianomaliat pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla

Osakemarkkinoilta on jo useiden vuosien ajan julkaistu lukuisia tutkimuksia, joissa on esitetty havaintoja ajallisesta säännönmukaisuudesta osakkeiden hinnoissa, joita ei pystytä selittämään markkinakohtaisilla fundamenteilla. Nämä niin kutsutut kalenterianomaliat esiintyvät tyypillisesti ajallisissa käännepisteissä, kuten vuoden, kuukauden tai viikon vaihtuessa seuraavaksi. Myös erilaisten katkosten, kuten juhlapyhien, kaupankäyntirutiineissa on havaittu aiheuttavan anomalioita. Tutkimuksen tavoitteena oli tutkia osakemarkkinoilla havaittujen kalenterianomalioiden esiintymistä pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla. Tutkitut anomaliat olivat viikonpäivä- kuukausi-, kuunvaihde- ja juhlapyhäanomalia. Näiden lisäksi tutkittiin tuottojen käyttäytymistä optioiden erääntymispäivien läheisyydessä. Yksittäisten tuotteiden sijasta tarkastelut suoritettiin sesonki- ja kvartaalituotteista muodostetuilla vuosituotteilla. Testauksessa käytettiin pienimmän neliösumman menetelmää, huomioidenheteroskedastisuuden, autokorrelaation ja multikollineaarisuuden vaikutukset. Pelkkien kalenterimuuttujien lisäksi testit suoritettiin regressiomalleilla, joissa lisäselittäjinä käytettiin spot-hintaa, päästöoikeuden hintaa ja/tai sade-ennusteita. Tarkastelujakso koostui vuosista 1998-2006.

On Option Price Information Content and Extraction of Implied Probability Distributions

In this study we used market settlement prices of European call options on stock index futures to extract implied probability distribution function (PDF). The method used produces a PDF of returns of an underlying asset at expiration date from implied volatility smile. With this method, the assumption of lognormal distribution (Black-Scholes model) is tested. The market view of the asset price dynamics can then be used for various purposes (hedging, speculation). We used the so called smoothing approach for implied PDF extraction presented by Shimko (1993). In our analysis we obtained implied volatility smiles from index futures markets (S&P 500 and DAX indices) and standardized them. The method introduced by Breeden and Litzenberger (1978) was then used on PDF extraction. The results show significant deviations from the assumption of lognormal returns for S&P500 options while DAX options mostly fit the lognormal distribution. A deviant subjective view of PDF can be used to form a strategy as discussed in the last section.

Developing a new service business model for an industrial supplier

Project business companies are moving towards solution offering in order to avoid discontinuity of project business and to gain other advantages. An option to implement solution business could be BOOT (Build-Own-Operate-Transfer) business model where a company is given the responsibilities to design, finance, build, own, operate and maintain for example production facilities of a client. The contract is made for 10-30 years, the client pays the solution during this period of time and after contract termination the facilities are transferred to the ownership of the client. The purpose of this study was to provide knowledge about BOOT business model for the company in question and its employees and to create a settlement of the advantages, disadvantages and risks of it. Furthermore, one of the main objectives was to create a description of the network needed to run a BOOT project. The objectives were met through a literature study and an explorative case study with appropriate interviews. Based on this study, the company should be able to evaluate the applicability of BOOT business model to their business environment better.

Concentrated Winding Multiphase Permanent Magnet Machine Design and Electromagnetic Properties – Case Axial Flux Machine

Concentrated winding permanent magnet machines and their electromagnetic properties are studied in this doctoral thesis. The thesis includes a number of main tasks related to the application of permanent magnets in concentrated winding open slot machines. Suitable analytical methods are required for the first design calculations of a new machine. Concentrated winding machines differ from conventional integral slot winding machines in such a way that adapted analytical calculation methods are needed. A simple analytical model for calculating the concentrated winding axial flux machines is provided. The next three main design tasks are discussed in more detail in the thesis. The magnetic length of the rotor surface magnet machines is studied, and it is shown that the traditional methods have to be modified also in this respect. An important topic in this study has been to evaluate and minimize the rotor permanent magnet Joule losses by using segmented magnets in the calculations and experiments. Determination of the magnetizing and leakage inductances for a concentrated winding machine and the torque production capability of concentrated winding machines with different pole pair numbers are studied, and the results are compared with the corresponding properties of integral slot winding machines. The thesis introduces a new practical permanent magnet motor type for industrial use. The special features of the machine are based on the option of using concentrated winding open slot constructions of permanent magnet synchronous machines in the normal speed ranges of industrial motors, for instance up to 3000 min-1, without excessive rotor losses. By applying the analytical equations and methods introduced in the thesis, a 37 kW 2400 min-1 12-slot 10-pole axial flux machine with rotor-surfacemounted magnets is designed. The performance of the designed motor is determined by experimental measurements and finite element calculations.

Kiinteistön elinkaarihankkeen rahoitus ja riskit

Julkisen sektorin kiinteistötuotannossa toteutetaan kasvavassa määrin julkisen ja yksityisen sektorin yhteistyötä, jossa yksityinen yritys ottaa vastuun kiinteistöön liittyvistä suunnittelu-, rakentamis- ja ylläpitotoimista pitkäksi ajanjaksoksi. Työn tavoitteena on arvioida elinkaarimallilla toteuttavien kiinteistöhankkeiden toteutusvaihtoehdot, sekä kartoittaa elinkaarihankkeen sisältämiä riskejä hankkeen suunnitteluvaiheessa. Tutkimus suoritetaan kvalitatiivisena tutkimuksena, jota tuetaan tarvittavilla kvantitatiivista tietoa hyödyntävillä laskelmilla. Tutkimusaineistona käytetään aihepiiriin liittyviä akateemisia julkaisuja ja oppikirjoja. Työn toimeksiantajan YIT:n kautta tutkimukseen on saatu arvokasta asiantuntemusta ja materiaalia. Elinkaarihankkeiden hankintamenettelyksi suositellaan kilpailullista neuvottelumenettelyä. Kilpailullinen neuvottelumenettely mahdollistaa tilaajan ja palveluntuottajien välisen dialogin hankintamenettelyn aikana, jolloin osapuolet voivat yhteistyössä valita sopivimman toteutusmallin. Hankkeiden rahoitus voidaan toteuttaa tilaajan rahoituksella tai yksityisrahoituksella. Rahoituksen näkökulmasta tilaajan oma rahoitus on edullisin, mikä ei kuitenkaan vähennä elinkaarimallista saatavia etuja perinteiseen urakointiin verrattuna. Laskelman perusteella tilaajan rahoituksen ja yksityisrahoituksen keskimääräisessä korkotasossa (WACC) on eroa 2,8 %. Projektiyhtiön perustaminen tekee rahoituksesta entistä kalliimpaa, koska taseeseen kohdistuviin kustannuksiin lisätään projektiyhtiön oman pääoman tuottovaatimusta vastaava korko. Palveluntuottajan kannalta olennaiset riskit ovat rakennusvaiheen viivästyminen, kiinteistön käytettävyyden ja soveltuvuuden puutteista aiheutuvat muutostyöt. Palvelumaksun sitominen huonosti ylläpidon todellista kulurakennetta kuvaavaan elinkustannusindeksiin tulee pitkällä sopimuskaudella vähentämään palveluntuottajan toiminnan kannattavuutta. Kiinteistön ylläpidon kustannusindeksi on vuosina 2005–2011 noussut 2,3 % nopeammin vuodessa kuin elinkustannusindeksi.

Interdependence of Emerging Eastern European stock markets

One of the main developments in the global economy during the past decades has been the growth of emerging economies. Projections for their long-term growth, changes in the investment climate, corporate transparency and demography point to an increasing role for these emerging economies in the global economy. Today, emerging economies are usually considered as financial markets offering opportunities for high returns, good risk diversification and improved return-to-risk ratios. However, researchers have noted that these advantages may be in decline because of the increasing market integration. Nevertheless, it is likely that certain financial markets and specific sectors will remain partially segmented and somewhat insulated from the global economy for the year to come. This doctoral dissertation investigates several stock markets in Emerging Eastern Europe (EEE), including the ones in Russia, Poland, Hungary, the Czech Republic, Bulgaria and Slovenia. The objective is to analyze the returns and financial risks in these emerging markets from international investor’s point of view. This study also examines the segmentation/integration of these financial markets and the possibilities to diversify and hedge financial risk. The dissertation is divided into two parts. The first includes a review of the theoretical background for the articles and a review of the literature on EEE stock markets. It includes an overview of the methodology and research design applied in the analysis and a summary of articles from the second part of this dissertation and their main findings. The second part consists of four research publications. This work contributes to studies on emerging stock markets in four ways. First, it adds to the body of research on the pricing of risk, providing new empirical evidence about partial stock market segmentation in EEE. The results suggest that the aggregate emerging market risk is a relevant driver for stock market returns and that this market risk can be used to price financial instruments and forecast their performance. Second, it contributes to the empirical research on the integration of stock markets, asset prices and exchange rates by identifying the relationships between these markets through volatility and asset pricing. The results show that certain sectors of stock markets in EEE are not as integrated as others. For example, the Polish consumer goods sector, the Hungarian telecommunications sector, and the Czech financial sector are somewhat isolated from their counterparts elsewhere in Europe. Nevertheless, an analysis of the impact of EU accession in 2004 on stock markets suggests that most of the EEE markets are becoming increasingly integrated with the global markets. Third, this thesis complements the scientific literature in the field of shock and volatility spillovers by examining the mechanism of spillover distribution among the EU and EEE countries. The results illustrate that spillovers in emerging markets are mostly from a foreign exchange to the stock markets. Moreover, the results show that the effects of external shocks on stock markets have increased after the enlargement of the EU in 2004. Finally, this study is unique because it analyzes the effects of foreign macroeconomic news on geographically closely related countries. The results suggest that the effects of macroeconomic announcements on volatility are significant and have effect that varies across markets and their sectors. Moreover, the results show that the foreign macroeconomic news releases, somewhat surprisingly, have a greater effect on the EEE markets than the local macroeconomic news. This dissertation has a number of implications for the industry and for practitioners. It analyses financial risk associated with investing in Emerging Eastern Europe. Investors may use this information to construct and optimize investment portfolios. Moreover, this dissertation provides insights for investors and portfolio managers considering asset allocation to protect value or obtain higher returns. The results have also implications for asset pricing and portfolio selection in light of macroeconomic news releases.

Jatkuvan äänitehojakautuman algoritmi pitkien käytävien äänikenttien mallintamiseen

JÄKÄLA-algoritmi (Jatkuvan Äänitehojakautuman algoritmi Käytävien Äänikenttien LAskentaan) ja sen NUMO- ja APPRO-laskentayhtälöt perustuvat käytävällä olevan todellisen äänilähteen kuvalähteiden symmetriaan. NUMO on algoritmin numeerisen ratkaisun ja APPRO likiarvoratkaisun laskentayhtälö. Algoritmia johdettaessa oletettiin, että absorptiomateriaali oli jakautunut tasaisesti käytävän ääntä heijastaville pinnoille. Suorakaiteen muotoisen käytävän kuvalähdetason muunto jatkuvaksi äänitehojakautumaksi sisältää kolme muokkausvaihetta. Aluksi suorakaiteen kuvalähdetaso muunnetaan neliön muotoiseksi. Seuraavaksi neliön muotoisen kuvalähdetason samanarvoiset kuvalähteet siirretään koordinaattiakselille diskreetiksi kuvalähdejonoksi. Lopuksi kuvalähdejono muunnetaan jatkuvaksi äänitehojakautumaksi, jolloin käytävän vastaanottopisteen äänenpainetaso voidaan laskea integroimalla jatkuvan äänitehojakautuman yli. JÄKÄLA-algoritmin validiteetin toteamiseksi käytettiin testattua kaupallista AKURI-ohjelmaa. AKURI-ohjelma antoi myös hyvän käsityksen siitä, miten NUMO- ja APPRO-yhtälöillä lasketut arvot mahdollisesti eroavat todellisilla käytävillä mitatuista arvoista. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöitä testattiin myös vertaamalla niiden antamia tuloksia kolmen erityyppisen käytävän äänenpainetasomittauksiin. Tässä tutkimuksessa on osoitettu, että akustisen kuvateorian pohjalta on mahdollista johtaa laskenta-algoritmi, jota voidaan soveltaa pitkien käytävien äänikenttien pika-arvioinnissa paikan päällä. Sekä teoreettinen laskenta että käytännön äänenpainetasomittaukset todellisilla käytävillä osoittivat, että JÄKÄLA-algoritmin yhtälöiden ennustustarkkuus oli erinomainen ideaalikäytävillä ja hyvä niillä todellisilla käytävillä, joilla ei ollut ääntä heijastavia rakenteita. NUMO- ja APPRO-yhtälöt näyttäisivät toimivan hyvin käytävillä, joiden poikkileikkaus oli lähes neliön muotoinen ja joissa pintojen suurin absorptiokerroin oli korkeintaan kymmenen kertaa pienintä absorptiokerrointa suurempi. NUMO- ja APPRO-yhtälöiden suurin puute on, etteivät ne ota huomioon pintojen erilaisia absorptiokertoimia eivätkä esineistä heijastuvia ääniä. NUMO- ja APPRO- laskentayhtälöt poikkesivat mitatuista arvoista eniten käytävillä, joilla kahden vastakkaisen pinnan absorptiokerroin oli hyvin suuri ja toisen pintaparin hyvin pieni, ja käytävillä, joissa oli massiivisia, ääntä heijastavia pilareita ja palkkeja. JÄKÄLA-algoritmin NUMO- ja APPRO-yhtälöt antoivat tutkituilla käytävillä kuitenkin selvästi tarkempia arvoja kuin Kuttruffin likiarvoyhtälö ja tilastollisen huoneakustiikan perusyhtälö. JÄKÄLA-algoritmin laskentatarkkuutta on testattu vain neljällä todellisella käytävällä. Algoritmin kehittämiseksi tulisi jatkossa käytävän vastakkaisia pintoja ja niiden absorptiokertoimia käsitellä laskennassa pareittain. Algoritmin validiteetin varmistamiseksi on mittauksia tehtävä lisää käytävillä, joiden absorptiomateriaalien jakautumat poikkeavat toisistaan.

Advanced analysis and design methods for preparative chromatographic separation processes

Preparative liquid chromatography is one of the most selective separation techniques in the fine chemical, pharmaceutical, and food industries. Several process concepts have been developed and applied for improving the performance of classical batch chromatography. The most powerful approaches include various single-column recycling schemes, counter-current and cross-current multi-column setups, and hybrid processes where chromatography is coupled with other unit operations such as crystallization, chemical reactor, and/or solvent removal unit. To fully utilize the potential of stand-alone and integrated chromatographic processes, efficient methods for selecting the best process alternative as well as optimal operating conditions are needed. In this thesis, a unified method is developed for analysis and design of the following singlecolumn fixed bed processes and corresponding cross-current schemes: (1) batch chromatography, (2) batch chromatography with an integrated solvent removal unit, (3) mixed-recycle steady state recycling chromatography (SSR), and (4) mixed-recycle steady state recycling chromatography with solvent removal from fresh feed, recycle fraction, or column feed (SSR–SR). The method is based on the equilibrium theory of chromatography with an assumption of negligible mass transfer resistance and axial dispersion. The design criteria are given in general, dimensionless form that is formally analogous to that applied widely in the so called triangle theory of counter-current multi-column chromatography. Analytical design equations are derived for binary systems that follow competitive Langmuir adsorption isotherm model. For this purpose, the existing analytic solution of the ideal model of chromatography for binary Langmuir mixtures is completed by deriving missing explicit equations for the height and location of the pure first component shock in the case of a small feed pulse. It is thus shown that the entire chromatographic cycle at the column outlet can be expressed in closed-form. The developed design method allows predicting the feasible range of operating parameters that lead to desired product purities. It can be applied for the calculation of first estimates of optimal operating conditions, the analysis of process robustness, and the early-stage evaluation of different process alternatives. The design method is utilized to analyse the possibility to enhance the performance of conventional SSR chromatography by integrating it with a solvent removal unit. It is shown that the amount of fresh feed processed during a chromatographic cycle and thus the productivity of SSR process can be improved by removing solvent. The maximum solvent removal capacity depends on the location of the solvent removal unit and the physical solvent removal constraints, such as solubility, viscosity, and/or osmotic pressure limits. Usually, the most flexible option is to remove solvent from the column feed. Applicability of the equilibrium design for real, non-ideal separation problems is evaluated by means of numerical simulations. Due to assumption of infinite column efficiency, the developed design method is most applicable for high performance systems where thermodynamic effects are predominant, while significant deviations are observed under highly non-ideal conditions. The findings based on the equilibrium theory are applied to develop a shortcut approach for the design of chromatographic separation processes under strongly non-ideal conditions with significant dispersive effects. The method is based on a simple procedure applied to a single conventional chromatogram. Applicability of the approach for the design of batch and counter-current simulated moving bed processes is evaluated with case studies. It is shown that the shortcut approach works the better the higher the column efficiency and the lower the purity constraints are.

Review of water electrolysis technologies and design of renewable hydrogen production systems

An electric system based on renewable energy faces challenges concerning the storage and utilization of energy due to the intermittent and seasonal nature of renewable energy sources. Wind and solar photovoltaic power productions are variable and difficult to predict, and thus electricity storage will be needed in the case of basic power production. Hydrogen’s energetic potential lies in its ability and versatility to store chemical energy, to serve as an energy carrier and as feedstock for various industries. Hydrogen is also used e.g. in the production of biofuels. The amount of energy produced during hydrogen combustion is higher than any other fuel’s on a mass basis with a higher-heating-value of 39.4 kWh/kg. However, even though hydrogen is the most abundant element in the universe, on Earth most hydrogen exists in molecular forms such as water. Therefore, hydrogen must be produced and there are various methods to do so. Today, the majority hydrogen comes from fossil fuels, mainly from steam methane reforming, and only about 4 % of global hydrogen comes from water electrolysis. Combination of electrolytic production of hydrogen from water and supply of renewable energy is attracting more interest due to the sustainability and the increased flexibility of the resulting energy system. The preferred option for intermittent hydrogen storage is pressurization in tanks since at ambient conditions the volumetric energy density of hydrogen is low, and pressurized tanks are efficient and affordable when the cycling rate is high. Pressurized hydrogen enables energy storage in larger capacities compared to battery technologies and additionally the energy can be stored for longer periods of time, on a time scale of months. In this thesis, the thermodynamics and electrochemistry associated with water electrolysis are described. The main water electrolysis technologies are presented with state-of-the-art specifications. Finally, a Power-to-Hydrogen infrastructure design for Lappeenranta University of Technology is presented. Laboratory setup for water electrolysis is specified and factors affecting its commissioning in Finland are presented.