Es gibt viele Gründe, warum ein besseres Verständnis des stochastischen Prozesses, der die Erdgaspreise bestimmt, nützlich wäre. Dieses Verständnis wäre auf mikroökonomischer Ebene hilfreich: Es wäre ein effizientes Instrument für eine bessere Vorhersage der Gaspreise, eine Hilfe bei der Entscheidung und zeitlichen Planung von Investitionen sowie ein Verständnis der wichtigsten Variablen, die die Großhandelspreise für Erdgas beeinflussen.Die Frage, ob die Liberalisierung der Gasindustrie zu wettbewerbsfähigeren Märkten geführt hat, hat in der wissenschaftlichen Gemeinschaft großes Interesse geweckt. Klassische mathematische Regressionswerkzeuge, statistische Tests und Optimierungsgleichgewichtsprobleme, genauer gesagt nichtlineare Komplementaritätsprobleme, wurden zur Modellierung der Gasmärkte und ihrer Auswirkungen auf die Preise verwendet. Ziel der Arbeit ist es, anhand von vier Herausforderungen/Fallstudien diese wichtigen, in der Ökonometrie weit verbreiteten Methoden vorzustellen, indem sie mit einem gemeinsamen "Anwendungsfall" in der Thematik der Rohstoffpreisbildung, wie z.B. Erdgas, verknüpft werden.Zunächst wird die Records-Theorie verwendet, um den Effekt extremer Gaspreise und die Wahrscheinlichkeit künftiger Aufzeichnungen zu untersuchen. Ziel ist es, die Stabilität von drei verschiedenen regionalen Gasmärkten (USA, Europa und Asien) zu testen, die jeweils ihre eigenen Angebots- und Nachfragemerkmale haben. Das klassische Modell wird für den Fall verwendet, dass die Gaspreise unabhängig und identisch verteilt sind (i.i.d-Fall). Alternative Modelle, wie das Yang-Modell und der zeitdiskrete Random Walk, werden verwendet, wenn die Anzahl der Datensätze schneller wächst als im i.i.d-Fall und sich die Datensätze nicht nur auf die ersten Beobachtungen konzentrieren. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass von den drei wichtigsten regionalen Gasmärkten der asiatische Markt weniger stabil zu sein scheint als die anderen, und dass die Wahrscheinlichkeit, in den kommenden Jahren einen Rekord zu erzielen, am höchsten ist. Der Hauptvorteil eines solchen Modells, das bisher noch nicht für Rohstoffmärkte verwendet wurde, besteht darin, dass die Ergebnisse trotz der nicht unabhängigen und nicht identisch verteilten Eigenschaften der Daten verteilungsfrei sind. Folglich wird sich der Antragsteller nicht um die Identifizierung des Verteilungstyps kümmern, und die Komplexität der Modelle wird reduziert.Zweitens wird die Spieltheorie verwendet, um die Konzentration und das Verhalten der Gasversorger in zwei verschiedenen regionalen europäischen Gasmärkten, Österreich und den Niederlanden, zu testen, wobei jeder von ihnen eine andere Evolutionsstufe im Prozess der Liberalisierung der Erdgasgroßhandelsmärkte darstellt. Die parametrische Methode berücksichtigt den klassischen Nash-Cournot-Gleichgewichtstest mit Annahmen über Kosten- und Nachfragefunktionen, während die nichtparametrische Methode keine vorherigen parametrischen Annahmen trifft und somit eine größere Freiheit bei der Modellierung ermöglicht. Dieses Modell ist effektiv und validiert die Tatsache, dass die Anbieter in beiden Märkten dem Verhalten der "Gewinnmaximierung" folgen, obwohl ein Markt liquider ist als der andere. Interessanterweise deuten die Ergebnisse auch darauf hin, dass einige der Gasversorger ihre "Nutzenfunktion" nicht nur durch Gewinnstreben maximieren, sondern auch durch die Verfolgung gemeinnütziger Ziele, wie kooperatives kollusives Verhalten. Darüber hinaus wird die Integration des Gasmarktes in Europa mit Hilfe einer nichtparametrischen Methode untersucht, die sich von den weit verbreiteten klassischen Zeitreihenmethoden unterscheidet. Dies liefert zusätzliche Erkenntnisse zur Gasmarktintegration und Preiskorrelation in zwei geographisch weit voneinander entfernten europäischen Gasmärkten.Drittens werden zur Berechnung der Koeffizienten einer multivariaten kausalen Regressionsanalyse die Regressionsmethoden der kleinsten Quadrate, der maximalen Wahrscheinlichkeit, des maschinellen Lerngradienten Decent und der kleinsten Quadratoptimierung verwendet. In dieser Studie wird die kurzfristige Vorhersage der Großhandelspreise für Erdgas für jede verwendete Methode getestet. Es wird festgestellt, dass dort, wo die lineare Approximation nicht gültig ist, die Methode entsprechend leidet. Die mathematischen Methoden des Gradientenabfalls und der Optimierung der kleinsten Quadrate helfen jedoch dabei, die Datensätze zu visualisieren, die nichtlinearen Auswirkungen mehrerer Variablen auf die Spot-Gaspreise hervorzuheben und hervorzuheben. Der Vorteil des nichtparametrischen ökonometrischen Modells und die verwendeten Kalibrierungstests (PCA und Gamma) haben dazu beigetragen, die kurzfristigen Gaspreise genau vorherzusagen.Nicht zuletzt wird die Informationstheorie verwendet, um die Ausdruckskraft und Effizienz einer in den Gaspreiszeitreihen enthaltenen Informationsstruktur zu bewerten und zu prüfen, ob diese Informationen indikativ sind und Informationen enthalten, die für die Aufsichtspflicht der Regulierungsbehörden nützlich sind. Ökonometrische und mathematische Methoden, die auf der Spieltheorie, der Rekordtheorie und der Shannon-Entropie basieren, werden verwendet, um die folgenden Signale zu messen: Wettbewerbsniveau, Preisstabilität bzw. Preisunsicherheit - für den US-amerikanischen und den europäischen Gasmarkt. Zweitens wird das durch diese Signale erzeugte Informationsniveau mit Hilfe der Informationstheorie quantifiziert. Die Ergebnisse dieses innovativen zweistufigen Ansatzes zeigen, dass das Funktionieren des europäischen Marktes das Eingreifen des Regulierers durch die Anwendung zusätzlicher Regeln erfordert.
