Energy and trade patterns in the neoclassical trade theory

Abstract

In this thesis, an adaption of the one-factor Ricardian theory to the multifactor real world is developed by proposing production functions derived from a combination of the Ricardian and Hecksher-Ohlin-Samuelson (HOS) models. The Ricardian model emphasizes the importance of comparative differences in production functions, although it only takes into account one factor of production, often labor. The HOS model, on the other hand, requires that the production functions of the same activity be the same in all nations. Therefore in the first part of this thesis a trade model is developed that explains the pattern of trade between countries based on differences in total factor productivity (TFP) while also accounting for differences in relative factor endowments. The novelty stems from the introduction of production functions derived by combining the Ricardian and the Heckscher-Ohlin-Samuelson (HOS) theories, with TFP differences serving as the basis of comparative advantage. Therefore, a testable hypothesis of such a model to explain the pattern of trade is derived, and the pattern of trade is explored. For the empirical estimation of the TFP in each industry, a constant elasticity of substitution (CES)-type production function was employed, and the TFP was calculated as the Solow residual from the production function’s fixed term. To offer a better understanding and support the theoretical nature of this approach, the model was tested for the bilateral relationship between Germany and Russia, as well as between Germany and the Czech Republic. It was found that the TFP differences can be used as a basis for explaining comparative advantages and, consequently, the bilateral pattern of trade between two countries. The second objective of the thesis includes the developments of a multisector, multiregional computable general equilibrium (CGE) model with specific characteristics for the German-Russian trade relationship. Although Germany has had an active CGE modeling community since it first appeared in the 1960s, a multiregional, multisector international trade-focused CGE model for the country, including ties to Russia and trade control measures targeting Russian imports due to its invasion of Ukraine, was yet to be developed. This thesis presents a new CGE model to demonstrate the feasibility of developing a comprehensive model that captures the benefits of modeling agents’ behavior via a bottom-up approach. This model is built upon a bottom-up micro-foundation, and German data is used to operationalize a particular implementation of the model. This part of the thesis is motivated by recent trends in the German economy due to the Russian invasion of Ukraine and the sanctions implemented upon Russia. The model attempts to address the consequences of sanctions implemented on Russian imports and the effect on the German economy. To quantify the effect of sanctions and how Germany’s production activities change due to the reduced imports from Russia, the 2015 Input‒Output (I-O) table has been employed. The aim is to estimate the economic effects of a reduction in Russian energy imports for the German economy on the current situation. Therefore, a quota of 67% on energy imports and 35% of the rest of the imports are proposed as an intermediate solution between the current reality and the abolition of Russian energy imports in general. Alternatively, the model investigates the effects on household welfare by imposing a 30% ad-valorem import tariff on household consumption. This allows us to observe, in both total and sectoral level, how the household welfare changes due to reduced imports from Russia.11Similarly, an alternative version of the same CGE model mentioned above has been used to examine the relationship between Greece and the non-EU rest of the world countries. This special case of the CGE model is motivated by the recent crisis of the invasion of Ukraine and retaliation by the EU member states on Russian imports in the form of trade restrictions. We would like to observe how the Greek economy would react in a similar situation, i.e., if trade restrictions on energy imports and imports in general are imposed on its non-EU trade with the rest of the world. The novelty of this work stems from the lack of energy-focused CGE models for Greece in the current literature. The chapter’s objective is to determine how the Greek economy would react if a 30% import tariff and a quota of 67% on energy imports and 35% on remaining imports were implemented. Furthermore, if quotas and tariffs are in force, the Greek economy will initiate countermeasures by increasing investment in renewable energies through substitution and a 35% subsidy. To quantify this, the 2015 Input‒Output Table for Greece and the non-EU RoW was used. A better understanding is provided by categorizing 36 production sectors (including renewable energy) as agriculture, energy, manufacturing, or services. The quota scenario resulted in a reduction in all sectors of domestic production in terms of output and domestic use, with some sectors experiencing an approximately 30% reduction. Renewable energy investments, on the other hand, have proven to be effective for domestic production, increasing output and domestic uses by 6,561% and 7,886%, respectively. In terms of import tariffs, prices have increased, resulting in a significant decrease in household consumption that exceeds 30% in several sectors.

Σε αυτή τη διατριβή, αναπτύσσεται μια προσαρμογή της Ρικαρντιανής θεωρίας στον πραγματικό κόσμο προτείνοντας συναρτήσεις παραγωγής που προέρχονται από ένα συνδυασμό των μοντέλων Ricardian και Hecksher-Ohlin-Samuelson (HOS). Το Ρικαρντιανό μοντέλο τονίζει τη σημασία των συγκριτικών διαφορών στις συναρτήσεις παραγωγής, αν και λαμβάνει υπόψη μόνο έναν παράγοντα παραγωγής, συχνά την εργασία. Το μοντέλο HOS, από την άλλη πλευρά, απαιτεί οι παραγωγικές λειτουργίες της ίδιας δραστηριότητας να είναι ίδιες σε όλες τις χώρες. Ως εκ τούτου, στο πρώτο μέρος αυτής της διατριβής αναπτύσσεται ένα μοντέλο εμπορίου που εξηγεί το πρότυπο του εμπορίου μεταξύ των χωρών με βάση τις διαφορές στη συνολική παραγωγικότητα των συντελεστών ενώ λαμβάνει επίσης υπόψη τις διαφορές στην αφθονία των παραγωγικών συντελεστών. Η καινοτομία πηγάζει από την εισαγωγή συναρτήσεων παραγωγής που προέρχονται από το συνδυασμό των θεωριών του Ρικάρντο και των Heckscher-Ohlin-Samuelson (HOS), με τις διαφορές TFP να χρησιμεύουν ως βάση του συγκριτικού πλεονεκτήματος. Ως εκ τούτου, προκύπτει μια υπόθεση ενός τέτοιου μοντέλου για να εξηγήσει το πρότυπο του εμπορίου και διερευνάται το πρότυπο του εμπορίου. Για την εμπειρική εκτίμηση του TFP σε κάθε κλάδο, χρησιμοποιήθηκε μια συνάρτηση παραγωγής τύπου σταθερής ελαστικότητας υποκατάστασης (CES) και το TFP υπολογίστηκε ως το υπόλοιπο Solow από τον σταθερό όρο της συνάρτησης παραγωγής. Για καλύτερη κατανόηση και υποστήριξη της θεωρητικής φύσης αυτής της προσέγγισης, το μοντέλο δοκιμάστηκε για τη διμερή σχέση μεταξύ Γερμανίας και Ρωσίας, καθώς και μεταξύ Γερμανίας και Τσεχίας. Διαπιστώθηκε ότι οι διαφορές TFP μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως βάση για την εξήγηση των συγκριτικών πλεονεκτημάτων και, κατά συνέπεια, του διμερούς μοντέλου εμπορίου μεταξύ δύο χωρών.Ο δεύτερος στόχος της διατριβής περιλαμβάνει τις εξελίξεις ενός πολυτομεακού, πολυπεριφερειακού μοντέλου υπολογιστικής γενικής ισορροπίας (CGE) μοντέλου με συγκεκριμένα χαρακτηριστικά για την εμπορική σχέση Γερμανίας-Ρωσίας. Αν και η Γερμανία είχε μια ενεργή κοινότητα μοντελοποίησης CGE από τότε που πρωτοεμφανίστηκε τη δεκαετία του 1960, ένα πολυπεριφερειακό, πολυτομεακό μοντέλο CGE με επίκεντρο το διεθνές εμπόριο, συμπεριλαμβανομένων των δεσμών με τη Ρωσία και των μέτρων εμπορικού ελέγχου που στοχεύουν τις ρωσικές εισαγωγές λόγω της εισβολής της στην Ουκρανία, δεν έχει ακόμη αναπτυχθεί. Αυτό το κομμάτι της διατριβής έχει ως κίνητρο τις πρόσφατες τάσεις στη γερμανική οικονομία λόγω της ρωσικής εισβολής στην Ουκρανία και των κυρώσεων που επιβλήθηκαν στη Ρωσία. Το μοντέλο επιχειρεί να αντιμετωπίσει τις συνέπειες των κυρώσεων που επιβλήθηκαν στις ρωσικές εισαγωγές και τις επιπτώσεις στη γερμανική οικονομία. Για να ποσοτικοποιηθεί η επίδραση των κυρώσεων και ο τρόπος με τον οποίο αλλάζουν οι παραγωγικές δραστηριότητες της Γερμανίας λόγω των μειωμένων εισαγωγών από τη Ρωσία, χρησιμοποιήθηκε ο πίνακας Input-Output (I-O) 2015. Στόχος είναι να εκτιμηθούν οι οικονομικές επιπτώσεις της μείωσης των ρωσικών εισαγωγών ενέργειας για τη γερμανική οικονομία στην τρέχουσα κατάσταση. Ως εκ τούτου, προτείνεται ποσόστωση 67% στις εισαγωγές ενέργειας και 35% στις υπόλοιπες εισαγωγές ως ενδιάμεση λύση μεταξύ της τρέχουσας πραγματικότητας και της κατάργησης των ρωσικών εισαγωγών ενέργειας γενικότερα. Εναλλακτικά, το μοντέλο διερευνά τις επιπτώσεις στην ευημερία των νοικοκυριών επιβάλλοντας δασμό εισαγωγής 30% κατ' αξία στην οικιακή κατανάλωση. Αυτό μας επιτρέπει να παρατηρήσουμε, τόσο σε συνολικό όσο και σε κλαδικό επίπεδο, πώς αλλάζει η ευημερία των νοικοκυριών λόγω των μειωμένων εισαγωγών από τη Ρωσία.Ομοίως, μια εναλλακτική έκδοση του ίδιου μοντέλου CGE που αναφέρθηκε παραπάνω έχει χρησιμοποιηθεί για να εξεταστεί η σχέση μεταξύ της Ελλάδας και των τρίτων χωρών του υπόλοιπου κόσμου. Αυτή η ειδική περίπτωση του μοντέλου CGE υποκινείται από την πρόσφατη κρίση της εισβολής στην Ουκρανία και τα αντίποινα των κρατών μελών της ΕΕ στις ρωσικές εισαγωγές με τη μορφή εμπορικών περιορισμών. Θα θέλαμε να παρατηρήσουμε πώς θα αντιδρούσε η ελληνική οικονομία σε μια παρόμοια κατάσταση, δηλαδή εάν επιβληθούν εμπορικοί περιορισμοί στις εισαγωγές και τις εισαγωγές ενέργειας γενικότερα στο εμπόριο εκτός ΕΕ με τον υπόλοιπο κόσμο. Η καινοτομία αυτής της εργασίας πηγάζει από την έλλειψη μοντέλων CGE εστιασμένων στην ενέργεια για την Ελλάδα στην τρέχουσα βιβλιογραφία. Ο στόχος του κεφαλαίου είναι να προσδιορίσει πώς θα αντιδρούσε η ελληνική οικονομία εάν εφαρμοζόταν ένας εισαγωγικός δασμός 30% και μια ποσόστωση 67% στις εισαγωγές ενέργειας και 35% στις υπόλοιπες εισαγωγές. Επιπλέον, εάν ισχύουν ποσοστώσεις και δασμοί, η ελληνική οικονομία θα λάβει αντίμετρα αυξάνοντας τις επενδύσεις σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας μέσω υποκατάστασης και επιδότησης 35%. Για να ποσοτικοποιηθεί αυτό, χρησιμοποιήθηκε ο Πίνακας Εισροών-Εκροών 2015 για την Ελλάδα και το RoW εκτός ΕΕ. Μια καλύτερη κατανόηση παρέχεται με την κατηγοριοποίηση 36 τομέων παραγωγής (συμπεριλαμβανομένων των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας) ως γεωργία, ενέργεια, μεταποίηση ή υπηρεσίες. Το σενάριο των ποσοστώσεων είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση σε όλους τους τομείς της εγχώριας παραγωγής όσον αφορά την παραγωγή και την εγχώρια χρήση, με ορισμένους κλάδους να παρουσιάζουν μείωση περίπου 30%. Οι επενδύσεις σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, από την άλλη πλευρά, έχουν αποδειχθεί αποτελεσματικές για την εγχώρια παραγωγή, αυξάνοντας την παραγωγή και τις οικιακές χρήσεις κατά 6.561% και 7.886%, αντίστοιχα. Όσον αφορά τους εισαγωγικούς δασμούς, οι τιμές έχουν αυξηθεί, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση της κατανάλωσης των νοικοκυριών που ξεπερνά το 30% σε αρκετούς τομείς.