Zinsderivate. Stefan Waldenberger. 15. Jänner 2008

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1 Zinsderivate Stefan Waldenberger 15. Jänner 2008 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung und Begriffsbestimmung Wiederholung Zinskurven Verwendung der Zinskurven Zinskurvenszenarien Prinzip der Kursberechnung Zinsderivate Zinsswap (Plain Vanilla Swap) Wert eines Swaps Veränderung der Zinskurve Equity-Swap Rendite-Swap(Constant Maturity Swap) Interest Rate Derivatives Options Swaptions Caps Accrual Swaps Wertberechnung

2 1 Einführung und Begriffsbestimmung 1.1 Wiederholung Derivat Ein Derivat ist ein Finanzmarktinstrument, dessen Wert sich auf den Wert von Handelsgütern bezieht (Basiswert, Underlying asset). Dieser Basiswert kann ein Rohstoff, eine Aktie, oder auch etwas Anderes sein. In diesem Proseminar sind diese Underlyings Zinssätze, weswegen man auch von Zinsderivaten spricht. 1.2 Zinskurven Der Wert eines Zinsderivats muss natürlich von den aktuellen Zinskurven abhängen, da der Basiswert eines Zinsderivats immer mit Zinssätzen zu tun hat. Deswegen betrachten wir zuerst einmal Zinskurven, genauer gesagt Nullzinskurven (Zero-Curves, Spot-Curves). Man unterscheidet hier zwischen Geldmarkt (Veranlagungszeitraum bis zu einem Jahr) und Kapitalmarkt (Veranlagungszeitraum ab einem Jahr). Unten sehen Sie die aktuellen Kurven [3] [4] Auf der x-achse ist der Veranlagungszeitraum (Maturity) aufgetragen, auf der y-achse der Zinssatz (Zero), den man erhält, wenn man sein Kapital auf diese Dauer veranlagt. Diese Zerokurven müssen zuerst einmal durch Bootstrapping berechnet werden, d.h. indem man mehrere Coupon-Bonds hernimmt und sich aus deren Zinssätzen und Kursen seine Zerokurve berechnet. Dies soll hier jedoch aus zeitlichen Gründen nicht behandelt werden Verwendung der Zinskurven Die Notwendigkeit diese Zero-Kurven zu berechnen kommt daher, dass man aus ihnen die Forward Rates berechnen kann. Zur Wiederholung Forward Rates sind die Zinssätze, die ich bekomme, wenn ich mein Kapital zum Zeitpunkt T bis zum Zeitpunkt S veranlage. Zum Beispiel: Wenn ich mein Geld in 3 Jahren (also 2011) für 2 Jahre (bis 2013) veranlage, kann ich mit einem Zinssatz rechnen, der der Forward Rate entspricht. Mit diesen ist es dann leicht möglich, den Wert von Zinsderivaten zu bestimmen, allerdings werden die Forward Rates aus der aktuellen Zinskurve berechnet, d.h. sobald sich die Zinskurve verändert, ändern sich auch die Forward Rates, wodurch sich dann auch wieder der Wert meines Derivats verändert. Da also diese Zinskurvenveränderung hauptsächlich den Wert von Derivaten (und genauso von Anleihen) bestimmt, möchte ich hier zuerst ein paar Begriffe erklären. 2

3 1.2.2 Zinskurvenszenarien Die Veränderung der Zinskurve setzt sich im Wesentlichen aus Shifts und Twists zusammen. Bei Shifts handelt es sich um ein Verschieben der Zinskurve nach oben oder unten. Bei Twists wird die Zinskurve steiler oder flacher. Dafür haben sich folgende Bezeichnungen eingeführt: Bearish: Die Zinskurve verschiebt sich nach unten (i.a: Schlecht für Kurse) Bullish: Die Zinskurve verschiebt sich nach oben (i.a: Positiv für Kurse) Steepen: Eine Versteilerung der Zinskurve Flatten: Eine Verflachung der Zinskurve Das folgende Bild zeigt die Zinskurve im August 2007 und eventuell mögliche Szenarien. Zu erwähnen ist, dass die Zinskurve zum damaligen Zeitpunkt ausgesprochen flach war. 1.3 Prinzip der Kursberechnung Berechnungen erfolgen auf dem No-Arbitrage-Prinzip, d.h. dass keine der beiden Vertragsparteien einen risikolosen Gewinn machen kann. Um den Kurs eines Forwards zu berechnen, spielt also immer der Zeitwert des Geldes eine Rolle. Der Wert eines Forward Contracts ist nämlich immer die Summe der abgezinsten Zahlungsströme. Abgezinst bedeutet Zeitwert des Geldes, d. h. wie viel Geld ich heute risikolos veranlagen müsste, um dann den Wert des Zahlungsstroms zu dessen Zeitpunkt zu haben. Dies wird jedoch anschließend noch genauer behandelt. 3

4 2 Zinsderivate 2.1 Zinsswap (Plain Vanilla Swap) Bei einem Zinsswap tauscht man einen fixen (fix) Zinssatz gegen einen variablen (floating) auf einen ausgemachten Basiswert. Diese beiden Zinssätze nennt man die Legs eines Swaps. Leg 1 wäre hier der fixe Zinssatz, während Leg 2 der variable Zinssatz wäre. Der variable Zinssatz ist meist ein LIBOR oder EURIBOR Satz. Man zahlt zum Beispiel einen fixen Zinssatz und erhält dafür einen variablen. Man zahlt oder bekommt also effektiv immer genau die Differenz zwischen dem aktuellen variablen Zinssatz und dem Fixen. Diese Zahlungen finden zu bestimmten festgelegten Zeitpunkten statt (normalerweise jedes Viertel-, Halb- oder Jahr). Der Vertrag hat damit auch eine festgelegte Dauer. Zum Beispiel: Firma A und B gehen einen Swap auf den Basiswert von ein. Firma A verpflichtet sich einen fixen Zinssatz von 4% jährlich zu zahlen, während Firma B sich verpflichtet den 12-Monats- EURIBOR zu zahlen. Die Zahlungen sollen jährlich bis 2012 erfolgen. Wenn man nun über die Jahre die Zahlungen vergleicht und aufschreibt, erhält man eine Cash Flow Tabelle. Dies ist nun also die Cash Flow Tabelle der Firma A mit den erfundenen zukünftigen Werten für den EURIBOR Date 12-M-EUR Floating Fix Gesamt ,5% ,8% ,3% ,5% GESAMT Die Cash Flow Tabelle für Firma B würde genauso aussehen, nur dass hier die Vorzeichen vertauscht werden. Man sieht nun, dass es keinen Sinn macht den Basiswert zu tauschen, da dieser ja nur hin und her gewechselt werden würde. Man kann daher einen Swap auch als einen Austausch von 2 Anleihen betrachten, nämlich 2 Anleihen mit dem gleichen Basiswert und gleicher Laufzeit, wobei eine Anleihe 4% fix als Coupon zahlt und die andere den 12-M-EUR. In der Realität werden Verträge über Zinsderivate nur selten zwischen zwei Firmen direkt abgeschlossen, sondern normalerweise geht man diesen Vertrag mit einem Finanzinstitut ein, z.b. einer Bank. Die Bank verrechnet dann ca. 3 Basispoints (bp) Wert eines Swaps Berechnung über Anleihen Wie wir ja schon festgestellt haben, kann ein Swap ja auch als die Differenz von zwei verschiedenen Anleihen dargestellt werden (5% fix vs. 3-M-EURIBOR entspricht einer Fixcouponanleihe mit 5% und einem Geldmarktfloater mit dem 3-M-EURIBOR). Der Wert des Swaps V = B fix B float, also der Unterschied zwischen dem Wert der Fixzinsanleihe und dem Wert der variabel verzinsten Anleihe. Dies gilt wenn ich den fixen Coupon erhalte und den variablen zahle. Im umgekehrten Fall gilt dann natürlich V = B float B fix. B fix ist ja wie wir bereits wissen die Summe der abgezinsten Cash Flows B fix = n i=1 ke riti + Ke rntn 4

5 B float kann berechnet werden, indem man sich überlegt, dass ein Geldmarktfloater nach einem Zahlungstag immer Kurs 100 hat, also genau das eingesetzte Kapital wert ist. Zwischen zwei Zahlungsperioden hat er den Wert B float = Ke r1t1 + k e r1t1, wobei K das eingesetzte Kapital, k die inzwischen bekannte Floating Rate und r 1 der risikolose Zinssatz für die Dauer t 1 ist. Berechnung über Forwards Der Wert des Swaps muss der Zeitwert der kommenden Geldflüsse sein, da ansonsten ja Arbitrage möglich wäre. Deshalb ist es möglich, den Wert eines Forwards analog zu Anleihen durch die abgezinsten Zahlungsströme zu berechnen, wobei für die Zahlungsströme die Forwards zur Berechnung herangezogen werden. Beispiel Anschließend noch ein kleines Beispiel zur Berechnung von Swaps, das ich von [1] übernommen habe. Man sieht hier, dass auch wirklich mit beiden Methoden das gleiche herauskommt. Betrachten wir also einen Swap auf einen nominellen Wert von 100 Millionen mit halbjährlichen Zahlungen, indem wir einen 6-M-LIBOR bezahlen und dafür eine fixe Rate von 8% erhalten. Die Zinsraten für 3,9,15 Monate seien 10.0%,10.5%,11.0%. Dann folgt mit der Methode der Bewertung durch Anleihen: B fix = e , e e e = Der 6-M-LIBOR sei momentan 10.2%. Damit folgt: B float = e , e ,10 = 102, 51 Der Wert des Swaps ist also für uns = 4.27 Millionen. Die Forwards können, wie im Proseminar über Anleihen bereits erklärt, berechnet werden, wodurch man die Halbjahresforwardraten % und % für 3 bzw. 9 Monate erhält. Damit kann man nun also die Zahlungsströme berechnen: 1.Termin (3 Monate): 100 ( ) 1 2 e = Termin (9 Monate): 100 ( ) 1 2 e = Termin (15 Monate): 100 ( ) 1 2 e = 1.79 Zählt man nun diese Zahlungsströme zusammen, so erhält man ( 1.41) + ( 1.79) = 4.27 und damit das gleiche Ergebnis wie oben. Es führen also tatsächlich beide Methoden zur selben Antwort Veränderung der Zinskurve Ich möchte nun anhand dieses einfachen Swaps erklären wie sich der Wert verändert, wenn sich die Zinskurve verschiebt. Ich betrachte jetzt das Beispiel von oben: Bearish: Man sieht sofort, dass wenn die Zinskurve nach unten verschoben wird, dann der Wert des Derivats steigen wird, da die Differenz kleiner wird. Bullish: Hier ist es eben genau umgekehrt, da die Zinskurve nach oben verschoben wird und die Differenz sich jetzt noch weiter vergrößert. Flatten & Steepen: Eine Verflachung oder Versteilerung der Kurve wird unseren Swap kaum beeinflussen. Der Grund warum sich der Wert trotzdem ändern wird, ist, dass in einem Twist abhängig vom Drehpunkt immer noch ein Shift steckt. 5

6 2.2 Equity-Swap Bei einem Equity-Swap wird einem Zinssatz ein Aktienindex anstelle eines anderen Zinssatzes gegenübergestellt. Hierbei berechnet man dann die prozentuelle Veränderung des Aktienindex und vergleicht dann diese mit dem variablen Zinssatz. Zum Beispiel könnte man folgenden Equity Swap abschließen: Leg 1 sei ein fixer Zinssatz von 5%, Leg 2 der ATX und die Zahlungen sollen halbjährlich erfolgen. Der Betrag auf den der Vertrag abgeschlossen wird sei wieder Man zahlt also jetzt halbjährlich /2 = und erhält dafür die prozentuelle Veränderung des Aktienindex. Angenommen der ATX ist seit dem um 4 % gewachsen so erhält man = Man würde also zu diesem Zeitpunkt einen Gewinn von = machen. Würde der ATX um 3 % fallen, so müsste man erstens die zahlen und zweitens auch noch den Kursverlust , 03 = zahlen, also insgesamt = Man verliert also zu diesem Zeitpunkt Man kann Equity-Swaps auch auf einzelne Aktien abschließen. Somit kann man sich gegen das Risiko von Kursverlusten durch Aktien abzusichern: Befürchte ich zum Beispiel, dass der ATX stark verlieren wird, so gehe ich also einen Payer-Equity- Swap ein, d.h. ich bezahle die prozentuelle Veränderung des ATX und erhalte dafür einen fixen Zinssatz. Nehmen wir also das Beispiel von oben her: Steigt der ATX um maximal 5%, angenommen 4%, so habe ich immer noch einen Gewinn von ( ) = mit meinem Derivat. Die Gewinne die ich dabei außerdem noch mit meinen Aktien mache sind hier allerdings noch nicht dabei. Fällt der ATX, angenommen 4%, so habe ich einen hohen Gewinn ( ) = , wobei auch hier wieder zu bercksichtigen ist, dass meine Aktien dann wahrscheinlich auch Verluste erzielen werden. Steigt er jedoch um mehr als 5%, so habe ich einen Verlust. Wenn ich also bereits Aktien aus dem ATX besitze, diese jedoch aus vielleicht steuerlichen Gründen nicht verkaufen will (in Österreich zahlt man eine Spekulationssteuer, wenn man Aktien vor Ablauf eines Jahres mit Gewinn verkauft), so kann ich als Alternative einen Equity-Swap eingehen und mich gegen das Risiko von Kursverlusten absichern. 2.3 Rendite-Swap(Constant Maturity Swap) Bei einem Constant Maturity Swap wird ein Geldmarktzinssatz gegen einen Kapitalmarktzinssatz getauscht. Zum Beispiel könnte man einen 6-M-LIBOR gegen einen 10-J-Spotrate tauschen. Da meistens der 10-J-Satz höher liegen wird, als der 6-M-LIBOR, wird normalerweise dann auf den 6-M-LIBOR noch ein Aufschlag aufgerechnet. 6

7 2.4 Interest Rate Derivatives Options Swaptions Analog zu Anleihen kann man auch auf Zinsderivate Optionen kaufen. Diese sind also dann z.b. das Recht einen Zinsswap zu bestimmten Konditionen zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft einzugehen (European Swaption). Mit einer Swaption kann eine Firma also zum Beispiel sicher gehen, einen gewissen variablen Zinssatz, den sie z.b. in einem Jahr 5 Jahre lang zahlen muss, gegen einen bereits heute feststehenden fixen Zinssatz tauschen zu können. Zum Beispiel könnte man einen 6-M-LIBOR gegen einen fixen Zinssatz von 8% in einem Jahr tauschen wollen. Liegt zu diesem Zeitpunkt dann der fixe Zinssatz eines solchen Swaps unter 8%, so verfällt der Vertrag einfach. Liegt er jedoch darüber, so wird er eingelöst und man erhält seinen Swap trotzdem mit 8% Caps Bei einem Cap ist ein Leg des Derivats die positive Differenz zwischen einem LIBOR Zinssatz und einem fixen Zinssatzes, während der andere Leg fix ist. Beispiel: Der Vertrag soll auf einen Basiswert von abgeschlossen werden. Leg 1 sei ein fixer Satz von 2%, Leg 2 sei das Max(6-M-LIBOR , 0), also der capped Leg. Steht also jetzt der 6-M- LIBOR auf 6,5%, so zahlt Leg , während Leg max( , 0) = zahlt. Wäre der 6-M-LIBOR auf 3,5% so wäre Leg 1 unverändert, während Leg 2 dieses mal max(0, , 0) = 0 zahlen müsste. Analog zu Caps existieren auch Floors, wobei diese genauso definiert sind. Hier ist also dann der 2. Leg z.b. das Max( M-LIBOR,0) Accrual Swaps Bei einem Accrual Swap wird der fixe Zinssatz nur an den Tagen gezahlt, wenn eine bestimmte Bedingung erfüllt ist (meist wenn der Floating Leg in einem bestimmten Prozentbereich liegt). Zum Beispiel könnte ein Accrual Swap so aussehen, dass die fixe Rate von 8% nur dann gezahlt wird, wenn der 3-M-LIBOR zwischen 5% und 7% ist. Ist dies zum Beispiel an 216 Tagen im Jahr der Fall gewesen, so müssten auf nur = bezahlt werden. Der Floating Leg wird aber ganz normal bezahlt Wertberechnung Die Wertberechnung von solchen Optionen auf Zinsderivaten wird in der Praxis mit dem Black s Modell durchgeführt. Das werde ich jedoch nicht mehr behandeln. Literatur [1] John C. Hull: Options, Futures and Other Derivates, Pearson Prentice Hall, 2006, 6. Auflage [2] Hansjörg Albrechter: Finanz- und Versicherungsmathematik 1, Version 2006 [3] [4] &Start=1&Count=30&Expand=1.2.3#1.2.3 (Raiffeisen Landesbank OÖ) 7