Nationaløkonomisk Tidsskrift, Bind 120 (1982)Sammenkobling af nationale modeller til en VerdensmarkedsmodelW hart on School, University of Pennsylvania Christian Ettrup Petersen Resumésummary: The growing interdependence among nations through international trade has accentuated the need for world trade models. These models are designed to quantify the economic impact on countries of changing trade patterns and inflationary pressures from partner countries. During the last decade many attempts have been made to endogenize international market shares. This article reviews most of the developed methods and evaluate their performance against empirical evidence. 1. IndledningDe sidste ti års begivenheder - den voksende internationale integration og arbejdsdeling, råvareprisernes voldsomme stigning, de store interne og externe balanceproblemer, de mere flexible valutakurser, de uens inflationsrater og renteniveauer - har accentueret behovet for kvantitativt at kunne belyse landes eller regioners indbyrdes afhænghighed. I det følgende
gives en oversigt over modeller, som sikrer konsistent
behandling af Udgangspunktet for en kvantitativ analyse af den internationale handel tages naturligt i økonometriske makromodeller for hvert land, som ofte opstillet af de nationale administrationer. En sådan landemodel består gerne af funktioner til bestemmelse af import og indenlandsk efterspørgsel, ofte specificeret efter et traditionelt keynesiansk efterspørgselsorienteret mønster. For at bestemme et lands aktivitetsniveau og inflation er det imidlertid nødvendigt også at kvantificere export og importpriser. Export kan bestemmes enten exogent ved expertskøn eller ved en estimeret adfærdsrelation, hvor detaljerede oplysninger om partnerlandenes økonomiske vækst og relative konkurrenceevne indgår som forklarende variable. Importpriser kan behandles på tilsvarende vis. Disse relationer, som kan indeholde endogene elementer i form af landets egne konkurrenceevnemål og udbudsbegrænsninger, kan raffineres Side 67
ved
disaggregering1 og markedsandelsanalyse.2 De udmærker
sig dog ofte ved en Sammenstilles resultaterne fra flere landemodeller, hvor både import og export er specificeret, opnås imidlertid sjældent et konsistent skøn for den bilaterale internationale handel. Ønskes konsistens forstået på den måde, at et lands export til et andet land er lig det andet lands import fra pågældende land, og at et lands exportpris modsvares af et andet lands importpris,3 må modellerne sammenkobles til en egentlig verdensmarkedsmodel. En naturlig fremgangsmåde er at lade hver landemodel bestemme import og exportpriser og udelade exportfunktioner og importprisligninger. Et lands export og importpriser kan derefter bestemmes udfra andre landes import fra landet henholdsvis andre landes exportpriser. Denne metode anvendes næsten altid ved opstilling af verdensmarkedsmodeller og tjener til at sikre konsistens i handelsstrømmene. Metoden falder helt i tråd med traditionel keynesiansk tankegang, hvor mængder bestemmes fra efterspørgselssiden, mens prisen bestemmes af udbyderne. Ved opbygningen af en verdensmarkedsmodel4 kan vælges mellem flere strategier. Et yderpunkt er direkte at sammenkoble de nationale administrationers relativt store økonomiske inoddici, denne iilosuh benyttes i Piojext I.INK \ed University of Pennsylvania. Det modsatte yderpunkt er at opstille ens mindre økonomiske modeller for hvert land, som efterligner de store modellers adfærd; denne metode anvendes i INTERLINK modellen ved OECD's sekretariat og i EUROLINK modellen ved EF-kommissionen. Mellem disse to
yderpunkter kan tænkes en række muligheder, hvor
nationale At udarbejde en verdensmarkedsmodel, som omfatter alle verdens lande, er idag ikke praktisk muligt. For at lukke et system bestående af et antal landemodeller opstilles derfor en eller flere regionsmodeller, som repræsenterer »resten af verden«. Hensynet til, hvad man ønsker at belyse og med hvilken detaljeringsgrad, kombineret 1. Et sådant disaggregeret approach er fulgt i G. Nielsen (1979). 2. Markedsandelsanalyse er kort beskrevet i afsnit 3. 3. Under skvldig hensyntagen til c.i.f. - f.o.b. problemer. 4. Da »verdensmarkedsmodeller« stiengt laget betegnei modeller, som beskrivet verdenshand len, mens »internationale transmissionsmodeller« betegner modeller, som beskriver landes påvirkninger af og på hinanden, er sidstnævnte betegnelse den mest korrekte for de modeller, som behandles her Side 68
med hensynet
til overskuelighed, må bestemme antallet af
landemodeller og disses 2. Konsistente internationale transmissionsmodellerDen
internationale handel kan opdeles i varegrupper (f.eks.
SITC). Hver En verdensmarkedsmodel består basalt af: (a) submodeller for enkeltlande og regioner, (b) en eller flere verdensmarkedsblokke svarende til antallet af varegrupper, som behandler den internationale handel med produkter (varer, tjenester, kapital etc.) konsistent inden for hver varegruppe, (c) mellemled som transformerer (og modificerer) variable mellem lande- og regionsmodeller på den ene side og verdensmarkedsblokkene på den anden side. (a) kan kaldes det lokale niveau, og (b) det internationale niveau. Det antages normalt, at hvert land først bestemmer efterspørgslen efter hver varegruppe på baggrund af aggregerede efterspørgselsfunktioner og at den bilaterale efterspørgsel efter produkter inden for hver varegruppe derefter bestemmes givet den samlede efterspørgsel efter varen. Denne fremgangsmåde kaldes et »to-trins nyttetræ approach«. Teoretisk set skal verdensmarkedsblokkene sørge for en konsistent behandling af den internationale transmission gennem priser og mængder for alle produktionssektorer, tjenester, indkomster, transfereringer og finansielle aktiver og passiver. Er det ikke muligt i praksis at behandle alle internationalt handlede varegrupper på denne måde, kan man enten vælge at udelade enkelte markeder eller at specificere de internationale transaktioner uafhængigt på et lokalt niveau og dermed opgive konsistens på disse markeder. Figur 1.
skitserer strukturen for en international
transmissionsmodel. © betegner Det følgende vil
være koncentreret om opbygningen af en enkelt
varegruppes 5. En verdensmarkedsmodel er nu også implementeret på det Regionale EDB Center ved Københavns Universitet (RECKU). Udgangspunktet for denne model, kaldet CRISIS, har været OECD's INTERLINK model. CRISIS består af små økonometriske strukturmodeller for 23 OECD-lande, reaktionsfunktioner for 8 non-OECD regioner og en verdensmarkedsblok, som sammenkobler de enkelte lande konsistent via den internationale handel med varer og tjenester. CRISIS modellen er udførligt beskrevet af C. Ettrup Petersen (1980), og simulationer med modellen har været grundlag for en kommentar til diskussionen af olieprisstigningers økonomiske konsekvenser for OECD-landene, jvf. J. Fabritius og C. Ettrup Petersen (1981). Side 69
Focuseres på en
enkelt varegruppe, kan en matrix M opstilles, som viser,
hvordan hvor xl} er/te
lands køb af fte lands produkt (i= 1, .. .n. /= 1, ...,
n). xu er den Der gælder:
(2.1) Side 70
(2.2) Ex ante kan xu
betegnes som/te lands efterspørgsel efter land fs
produkter og .v, Ligning (2.1) kan
således også fortolkes som en ligevægtsbetingelse, der
sætter fte Summeres ligning
(2.1) over alle n lande, fås
»verdensmarkedsrestriktionen«: (2.3) som udtrykker, at
for en lukket økonomi med n lande i ligevægt er summen
af al Såfremt man kun
ønsker at se på handel over landegrænserne, sættes x,,=o
for alle Divideres hver søjle
igennem med søjlesummen mj, fås en markedsandelsmatrix
A: Efterspørgselslande hvor er fte lands
markedsandel på /te importmarked. Som
markedsandelsmatncen er konstrueret, må der gælde:
Ligevægtsbetingelsen kan nu
skrives: (2,4) Side 71
som udtrykker, at
et lands export er lig summen af de andre landes import
fra Verdensmarkedsrestriktionen
(ligning (2.3)) kan skrives (2.5) Givet alle
exportpriser kan /te lands gennemsnitlige importpris
beregnes som en (2.6) hvor PM: er /te
lands gennemsnitlige importpris, og PÅ*,- er fte lands
exportpris for Til tider kan man
få brug for en tilsvarende exportandelsmatrix. hvor man
i stedet hvor /,■; er den
andel af /'te lands export, som /'te land aftager
Denne
grundlæggende opstilling kan foretages såvel i faste som
i løbende priser. hvor F står for
faste priser og {a{j} er markedsandelsmatricen i faste
priser. Side 72
hvor {Vjj} er
markedsandelsmatricen i løbende priser. Det
internationale handelsmønster ændres over tiden. Givet
landenes og Der findes
adskillige fremgangsmåder til løsning af dette problem.
Her skal de 3. Endogenisering af handelsmønstreneMindst 4 forskellige
effekter har indvirkning på handclsmatricen M (tabel
2.1): (1)
markedsfordeling (2)
produktsammensætning (4) kvantitative
begrænsninger Markedseffekten fremkommer ved, at forskellige landes importmarkeder vokser med forskellig hastighed. Hvis m} vokser, vil dette indvirke på hele/te søjle iM. Hvis nu /te lands import vokser mere end de andre landes, vil de lande, som har en relativ stor exportandel til /te marked, opleve en relativ stor exportfremgang. For at komme fra
handelsmatricen M til markedsandelsmatricen A divideres
hver Produkt effekt en skyldes landenes forskellige sammensætning af deres export, og er således afhængig af varegruppernes aggregeringsgrad. Visse lande exporterer især industrivarer, mens andre mest exporterer fødevarer. Produktsammensætningen er særegen for hvert exportland. Effekten skyldes, at importlandenes indkomstelasticiteter er forskellige for eksempel for fødevarer og industrivarer, og kommer til udtryk ved, at nogle exportlande oplever en relativt større exportfremgang, når et importmarked vokser. Produkteffekten er rækkespecifik med forskellige produktelasticiteter for hvert udbudsland, men størrelsen af effekten er også bestemt af landenes importstigning, som er forskellig fra søjle til søjle. Hvis man
opererede med homogene produkter, ville effekten ikke
opstå. Alle Priseffekten,
som skyldes skift i de relative priser, indvirker også
på Side 73
handelsmatricen, og
elasticiteterne forudsættes ofte ens på alle et lands
Kvantitative begrænsninger kan forekomme, hvis et exportlands produktionskapacitet ikke er tilstrækkelig til at opfylde efterspørgslen efter landets produkter. Normalt forudsættes vandrette udbudskurver i de her omtalte modeller, men ligesom produkteffekten indføres for at bløde op på den implicitte antagelse om homogene produkter inden for hver varegruppe, ses et kapacitetsmål anvendt i visse modeller. Policy-betingede
import- og exportrestriktioner behandles naturligt rent
exogent. 3.1. To naive metodermarkedsandele være
konstante, a^ — a"^ (constant real share. CRS) eller at
lade de værdien i
basisperioden. Den iøjnefaldende
svaghed ved disse to metoder er, at der ikke tages
hensyn til 3.2. Direkte estimation af markedsandeleEn forbedring i
forhold til de to naive metoder er direkte at estimere
Taplin (1973)
antager, at fte lands reale andel af/te importmarked kun
afhænger Lad Kjj være en
konstant, e7e7 være den relative priselasticitet for
markedsandele på (3.1) n Eller hvis der
antages partiel tilpasning (3.2) Denne metode
garanterer imidlertid ikke, at de estimerede andele
summer til 1 for Side 74
Moriguchi (1973)
antager, at de reale markedsandele afhænger af de
relative priser (3.3) hvor SXt
repræsenterer /'te lands exportkapacitet og PCMU er fte
lands Der tages således
højde for udbudsbegrænsninger. Ved estimationen antog
Metoden sikrer
ligesom Taplins ikke, at søjlerne summer til 1, og
modificeres Ved estimationer på gruppe SITC 5-9 fandt Taplin og Moriguchi sammenlignelige værdier for de relative priselasticiteter, og Moriguchi fandt kapacitetsfaktoren stærkt signifikant for adskillige lande. Det var imidlertid ikke så få parameterestimater, som fik forkert fortegn eller var insignifikante. 3.3. Estimation af aggregereäe exportfunktionerDen metode, som sammenkobler den internationale handel i Project LINK, opretholder konsistens i verdenshandlen ved brug af exportfunktioner på en form, der kan sammenlignes med teorien om det lineære udgiftssystem (LES). (Klein og van Peetersen (1973), Moriguchi (1973), Johnson og Klein (1974), Klein (1976a) og (1976b)). Nominel export
for hvert land estimeres ved hjælp af følgende ligning:
(3.4) hvor v°j er de
nominelle markedsandele i basisperioden og TIME er en
lineær hvor /°j er fte
lands reale exportandel til/te importmarked i
basisperioden. PCOM; Ligning (3.4)
kaldes en exportfunktion af LES typen, fordi den har
samme form Side 75
system af udgiftsfunktioner, hvor efterspørgslen efter hvert enkelt produkt er repræsenteret ved en lineær funktion af forskellige produktpriser og den samlede efterspørgsel, men normalt menes et system med funktioner af følgende udseende, som er kompatibel med maximering af klassiske nyttefunktioner: hvor u, er udgiften
til fte produkt, P, er prisen på fte produkt, m er den
samlede Hvis derfor
parametrene i cxportfunktionerne (ligning (3.4))
opfylder betingelserne: får vi at
hvorved den
formelle analogi til det lineære udgiftssystem træder
frem. Samtidig I praksis er ligning (3.4) dog estimeret for hvert land uden disse parameterbegræns ninger. Man fandt imidlertid, at forskellen mellem nominel export og import for verden som helhed kun var af størrelsesordenen 1 til 2 mia. dollars i forhold til en samlet verdenshandel på 800 til 1000 mia. dollars (Klein (1976b)). Inkonsistensen i
verdenshandlen fordeles på exporten udfra den relative
størrelse af Ovenstående
metode beskriver primært samlet export fra hvert land,
mens de 6 Se appendix. Side 76
Den vigtigste
grund til at LES metoden anvendes er, at konsistens i
En anden
fremgangsmåde, foreslået af Samuelson og Kurihara
(1980), er direkte at (3.5) hvor Det forventes, at
produktelasticiteten bu>l for lande med et stort
indhold af Efter på denne
måde at have bestemt hvert lands export, kan de reale
3.4. Estimation af bilaterale handelsstrømme udledt med krav om konsistensMens de metoder, der har været omtalt hidtil, nærmest har opfyldt konsistenskravet for verdenshandlen ved hjælp af rekursivt efterfølgende modifikationer af markedsandelsmatricen, er flere andre metoder foreslået, som explicit tager hensyn til konsistenskravet ved selve specifikationen af de funktioner, som estimeres. Disse fremgangsmåder er CES metoden (constant elasticity of substitution) udviklet af Hickman og Lau, Johnson's LES metode (Johnson (1978a) og 1978b))) og CMSE metoden (constant market share elasticity) foreslået af Samuelson (Samuelson (1973)). Her skal kun CES metoden omtales. Hickman og Lau (1973), Hickman (1973) og Hickman (1974) tager udgangspunkt i Armington's grundlæggende teoretiske oplæg (Armington (1969)), hvor bilaterale importfunktioner udledes udfra en hypotese om, at de forskellige landes produkter er imperfekte substitutter på /te importmarked, og at substitutionen mellem produkter er karakteriseret ved omkostningsminimering med konstante substitutionselasticiteter. Importkvantum mf for
/te land specificeres ved en CES efterspørgselsfunktion
Side 77
hvor bij-erne er
konstanter og Qj— (l/o,- 1), hvor o-} er
substitutionselasticiteten Antages det, at
fordelingen af/te lands import mellem exportlande
bestemmes ved (3.6) hvor i Kela
iiormäiiscrc ulf-ci iic og antage, at
alle prisindex er 1 i basisperioden. CES indexet m* kan
nu elimineres fra (3.7) hvor FXtj =
'£iFXij og a°V} er markedsandelen i basisperioden.
Ligning (3.7) er
dog vanskelig at estimere og lineariseres derfor ad to
omgange Derved fås:
(3.8) hvor 7. Følgende forudsætninger ligger bag opstillingen af denne CES funktion: (a) at købers præferencer for produkter i en bestemt varegruppe er uafhængig af fordelingen af efterspørgslen efter produkter fra andre varegrupper, og af andre landes efterspørgsel (Uafhængighed) (b) at fordelingen af efterspørgslen efter en vare på de enkelte landes produkter kun er afhængig af de relative priser indenfor varegruppen og ikke af vareefterspørgslens størrelse (Homothecitet) (c) at substitutionselasticiteterne for priser mellem produkter indenior en vilkårlig vaiegruppe er konstante, (dj at disse elasticilctci ei ens for alle produkter, som konkurrerer på en enkelt varegruppes marked. De to første forudsætninger (der er grundlæggende for konsistent aggregering) er helt basale for det to-trins nyttetræ approach, som bruges i næsten alle verdensmarkedsmodeller, hvor den samlede import bestemmes i første trin, og denne derefter spredes ud bilateralt i andet trin. Side 78
Det kan let
vises, at denne lineære produktefterspørgselsfunktion
opfylder Ligning (3.8) kan
aggregeres til fte lands exportfunktion: (3.9) hvor og er et prisudtryk
for konkurrenternes exportpriser vægtet efter den
relative Første led i ligning (3.9) angiver det, der i markedsandelsanalysen kaldes markedseffekten, hvor et lands export afhænger af fordelingen mellem mere eller mindre hurtigt expanderende importmarkeder. Andet led angiver exportens afhængighed af landets konkurrenceevne med hensyn til prisen. Foruden at
estimere produktefterspørgselsfunktionen (ligning (3.8))
estimerede Waelbroeck og Dramais (1974) sofistikerede i forbindelse med opstillingen af DESMOS modellen CES metoden til også at omfatte indflydelsen fra niveauet for exportlandets produktionspotentiale og kapacitetsudnyttelsesgrad. Førstnævnte skal tage højde for divertificeringen af et lands produkter, vedligeholdelse af udenlandsk salgsapparat, tilskyndelse til exportexpansion etc., mens sidstnævnte skal inkorporere en ikke-prismæssig cyclisk faktor, som påvirker blandt andet leveringstider. 4. Simulationstest af 6 modellerAmano, Kurihara og Samuelson (1980) har reestimeret Moriguchi metoden, Klein-van Peetersen metoden, Samuelson-Kurihara metoden samt Hickman-Lau's metode på kvartalsdata fra 1970: I til 1977: IV.8 Data er taget fra IMF's statistik: Direction of Trade (DOT) og International Financial Statistics (IFS). Data blev ikke sæsonkorrigeret, istedet anvendtes kvartalsdummier ved estimationerne. 8. Desuden estimeredes Johnson's LES metode (Johnson (1978a) og (1978b)). Denne metode er dog ikke gennemgået her. Side 79
Lad os kort rekapitulere forskelle og ligheder ved disse 4 metoder. Modellerne har to ting til fælles: (a) samlet export for hvert land (eller region) bestemmes ved at fordele landenes samlede import, som først findes på det lokale niveau, og (b) importpriser bestemmes som et vægtet gennemsnit af landenes exportpriser. Modellerne kan imidlertid deles i to grupper alt efter om allokeringen af import mellem exportlande finder sted i faste priser (Moriguchi, Samuelson-Kurihara og Hickman-Lau) eller i løbende priser (Klein-van Peetersen). En anden vigtig forskel opstår mellem modeller, hvor den bilaterale handel estimeres først, og samlet export derefter findes ved simpel summation (Moriguchi og Hickman-Lau), og modeller, hvor aggregeret export bestemmes først og markedsandelene derefter modificeres via RAS proceduren (Klein-van Peelersen og Samuelson-Kurihara). Tabel 4.1 sammenligner resultaterne af dynamiske simulationstest udtørt pa hver model inden for estimationsperioden. Desuden er simulationsresultater for de to modeller med konstante markedsandele i henholdsvis faste priser (CRS) og løbende priser (CVS) anført. Fxportpriser og
samlet import (realt eller nominelt afhængigt af
modeltype) er Ai tabel 4.1 ses
at Samuclsun-Kurihuia ug Klein van Peetersen modellerne
udviser Med hensyn til
importpriser er Hickman-Lau modellen bedst af alle
efterfulgt af I en lignende undersøgelse offentliggjort af Gana, Hickman, Lau og Jacobson (1979) blev konklusionen tilsvarende, at Klein-van Peetersen's model var bedst til at forudsige export, mens importpriser bestemtes mest nøjagtigt af Hickman-Lau's model. Samuelson-Kurihara modellen var ikke med i dette test. Før vi har set simulationsresultater også for kvartaler efter estimationsperioden, er det vanskeligt at vælge en bestemt model som den bedste, men nødes man til en konklusion på det her givne grundlag, må Samuelson-Kurihara modellen være at foretrække. Denne model bruges i INTERLINK og i CRISIS modellen. LitteraturAmano. A.. F. Kurihara og L. Samuelson. 1980. Trade linkage sub-model in the EPA world economic model Economic Bulletin, No. 19, Economic Planning Agency, Tokyo. Ando, A., R. J. Herring og R. Marston eds. 1974. International aspects ot stabilization policies Conference Series, No. 12, Federal Reserve Bank of Boston, Mass. Armington, P. S.
1969. A theory of demand Ball, R. J. ed.
1973. The international linkage Ettrup Petersen, C. 1980. CRISIS: En international transmissionsmodel. Speciale ved Økonomisk Institut, Københavns Universitet. Fabritius, J. F. R. og C. Ettrup Petersen. 1981. OPEC respending and the economic impact of an increase in the price of oil. Scandinavian Journal of Economics. Gana, J. L., B. G. Hickman, L. Lau og L. R. Jacobson. 1979. Alternative approaches to linkage of national econometric models, i, Sawyer (1979). Glejser, H. ed.
1976. Quantitative studies of Hickman, B. G.
1973. A general linear model Hickman, B. G.
1974. International transmissions Hickman, B. G. og L. Lau. 1973. Elasticities of substitution and export demands in a world trade model. European Economic- Review, No. 4. Johnson, K. N. 1978a. Linear-Expenditure- System linkage of national econometric models. Mimeo, University of Pennsylvania. Johnson, K. N. 1978b. Balance of payment equilibrium and equilibrating exchange rates in a world econometric model. Unpublished Ph. D. dissertation, University of Pennsylvania. Johnson, K. N. og L. R. Klein. 1974. LINK model simulations of international trade: An evaluation of the effects of currency realignment. Journal of Finance, Vol. 29. Klein, L. R. 1976a. Five-year experience of linking national econometric models and of forecasting international trade, i Glejser (1976). Klein, L. R.
1976b. Project LINK. Center of Klein, L. R. og
A. van Peetersen. 1973. Moriguchi, C.
1973. Forecasting and simulation Nielsen, G. 1979.
En exportmodel for Samuelson, L.
1973. A new model of world Samuelson, L. og R. Kurihara. 1980. OECD trade linkage methods applied to the EPA world economic model. Economic Bulletin, Economic Planning Agency, No. 18. Sawyer, J. A. ed.
1979. Modelling the Stone, R. og A.
Brown. 1964. A computable Taplin, G.B.
1973. A model of world trade i Waelbroeck, J. og A. Dramais. 1974. DESMOS: A model for the coordination of economic policies in the EEC countries, i Ando et al. (1974). 5. Appendix: RAS proceduren anvendt på markedsandele.9Lad x og m være
vektorer af henholdsvis {*;} og {m,} og A være den
nominelle En matrix A, som
opfylder ligningen (5.1) kan opnås ved
følgende iterative procedure. Værdien i /c'te
iteration repræsenteres ved x(/c) og tidsindekset
udelades. Først beregnes
x(/c) udfra og Æ,(/c) dannes
udfra (5.2) som fte element i
en diagonalmatrix idet x er fundet
på forhånd ved hjælp af en ligning for den aggregerede
export. (5.3) Med andre ord
ændres de nominelle andele så Ttereres denne
proces indtil alle diagonalelementer R.(k) konvergerer
til 1. opnås en Ovenstående
metode er ikke en egentlig RAS procedure, men anvender
kun dens A' mangler altså
et vigtigt karakteristika ved markedsandelsmatricer.
En konsistent matrix
kan dog opnås ved at normalisere med søjlesummerne.
Efter at have
fundet R(/c) udfra ligning (5.2) kan vi danne en anden
diagonalmatrix Markedsandelsmatricen
modificeres derefter så (5.4) Da andelene nu er
givet ved: følger det at
Xiyij(fc)=1- 9. Udviklet af Stone oS Brown (1964) |