G-Cubed模型讲课PPT.ppt

能源 环境的一种全球方法 G Cubed模型WarwickJ McKibbin PeterJ Wilcoxen 汇报人 胡晓晓201831410002 作者介绍 布鲁金斯学会 BrookingsInstitution 美国著名智库之一 是华盛顿学术界的主流思想库之一 其规模之大 历史之久远 研究之深入 被称为美国 最有影响力的思想库 并不为过 目录 Abstract G Cubedisamulti country multi sector intertemporalgeneralequilibriummodelthathasbeenusedtostudyavarietyofpoliciesintheareasofenvironmentalregulation taxreform monetaryandfiscalpolicy andinternationaltrade Itisdesignedtobridgethegapsbetweenthreeareasofresearcheeconometricgeneralequilibriummodeling internationaltradetheory andmodernmacroeconomicsebyincorporatingthebestfeaturesofeach Thischapterdescribesthetheoreticalandempiricalstructureofthemodel summarizesitsapplicationsandcontributionstotheliterature anddiscussestwoexampleapplicationsindetail 摘要 1 G Cubed简介 G Cubed是一个多国家 多部门 跨时期的一般均衡模型 用于研究环境监管 税收改革 货币财政政策以及国际贸易等方面的各种政策 一般均衡模型 国际贸易理论和现代宏观经济学2 本文内容提要 本文描述了这个模型的理论和实证结构 总结了其在文献中的应用和贡献 并讨论了两个具体应用的实例 15 1引言 01 引言 G Cubed结合了经济计量研究的三个领域 一般均衡模型 地区 N个生产部门 经济估算成本 家庭 最大化跨期效用函数 公司 最大化其股票的市场价值 宏观经济模型 流动性约束因素 基于交易的货币需求方程 缓慢的名义工资调整 贸易模型 金融资本 在部门之间完全流动 实物资本 一旦投资就不可流动 跨期预算限制 15 2模型结构 02 15 2模型结构 目录 企业 家庭 劳动力市场 政府 1 2 3 4 目录 续 金融市场和国际收支 货币和货币规则 参数化 数值实现 生成基准线 15 2模型结构 12部门模型 林业 非耐用品 采矿 服务 G Cubed中的区域和部门 15 2 1企业 01 15 2 1企业 影子价值托宾Q 15 2 1企业 生产函数 部门 公司 价格接受者目标函数 变动投入 最大化股票价值生产技术 恒定替代弹性 CES 函数顶层 资本 劳动力 能源和材料 产出 Qi是工业i的产出xij是行业i使用的输入jAiO反映了技术水平反映了生产中不同输入的权重 其加和为1替代弹性 企业投入 第二层级 15 2 1企业 生产函数 资本存量 固定资本 折旧 式15 2 为了安装J个资本单位 公司必须购买更大的数量I 这取决于投资比J K 式15 3 15 2 1企业 资本方程 是特定于行业和地区的股票风险溢价 是资本收入的实际税率 n是单位有效劳动的经济禀赋增长率 公司最大化 投资赋税优惠 P 是公司产出的生产者价格 投入4种 K L E M R s 是t和s期间的长期利率 15 4 15 5 15 6 15 2 1企业 目标函数 15 7 15 8 15 9 顶层优化问题方程 表示了公司对劳动力 能源和材料的要素需求 其中 是产业i单位额外投资的影子价值 该式描述了资本存量最优演变 是企业价值从时间t的单位投资增加到的价值增量 15 2 1企业 要素需求方程 15 10 15 11 15 12 Q比率 公司的市场价值 资产重置成本 q与Q之间的差距为比例 I有两部分组成 由q和Q的函数分别组成 用于q 其余用于Q实证经验 15 2 1企业 资本投资方程 15 2 1企业 影子价值托宾Q 15 2 2家庭 02 效用函数 04 要素需求方程 02 约束条件 03 私人财富 05 家庭投资方程 15 2 2家庭 C s s时期家庭商品和服务消费总量G s s时期的政府消费 看作公共品供给 时间偏好 式15 15 R s t和s期间的长期利率 风险溢价n 单位有效劳动的经济禀赋增长率Ht 人力财富总和Ft 初始金融资产 式15 16 跨时期效用函数 约束条件 15 2 1家庭 效用函数 约束条件 未来税后劳动力收入加上转移的预期现值 劳动收入税率LG 政府雇佣的劳动力LC 直接用于最终消费的劳动力数量LI 用于生产投资商品的劳动力Li 部门i就业的劳动力TR 政府转移水平 人力财富总和表达式 15 2 1家庭 约束条件 初始金融资产 MON P 公众手中的实际政府债券B 外国居民的债权净额A 各部门的资本价值QiP 排放许可证的持有量 初始金融资产表达式 15 2 1家庭 约束条件 私人财富表达式 总消费支出等于私人财富的恒定比例 表示如下 15 2 1家庭 私人财富 式15 15 式15 16 效用函数的特定投入参数 顶层替代弹性 XCi 商品i的家庭需求 PC 消费者价格指数 在顶层 资本 劳动力 能源和材料的需求方程如下 15 2 1家庭 要素需求方程 CK 资本服务 常数KC 家庭资本 15 4 15 5 15 6 家庭资本产生资本服务的生产函数 家庭资本积累的动态方程 家庭投资支出 15 2 1家庭 投资方程 家庭的投资决策是选择IC使其效用最大化 15 2 1家庭 投资方程 01 效用函数 04 要素需求方程 02 约束条件 03 私人财富 05 家庭投资方程 15 2 2家庭 15 2 3劳动力市场 03 1 劳动力流动性 每个地区的各个部门之间是完全流动的 各地区之间是不流动的 2 工资差别情况 各区域内各部门的工资将相等 但各区域之间的工资通常不相等 3 长期的劳动力供给 劳动力供给是完全没有弹性 由人口增长的外生率决定 长期工资调整使每个地区充分就业 4 短期的劳动力供给 名义工资被假定为缓慢调整 15 2 3劳动力市场 15 2 4政府 04 支出 固定比例分给投资 购买商品和服务 G 支付政府债务利息 B 投资税收抵免 T 向家庭转账 TR 收入销售税 资本税 劳动税 T 新政府债券的销售 B 外部性征税 CO2 T 政府支出与收入情况 1 实际政府支出 外生支出固定比例分给投资 政府预算约束可以用公共债务的积累来表示 如下所示 假设代理人不会持有政府债券 则有 如果政府在任何时候都充分发挥杠杆作用 提供 关于政府预算赤字的进一步说明 1 当前的预算赤字必须运行一个适当的预算盈余作为未来的某个点 2 假设政府在每个期间征收的一次性税收等于未偿债务的利息支付价值 15 2 5金融市场和国际收支 05 15 2 5金融市场和国际收支 模型中的九个区域由商品和资产流连接 12种商品各有一个九乘九的贸易矩阵 经常账户赤字的每个地区都将有一个匹配的资本账户盈余 假设资产市场在各地区之间完全整合 和是K国和J国的利率和是投资者要求的外生风险溢价 可能为零 是两国货币之间的汇率 15 2 6货币和货币规则 06 货币需求函数 P Y的价格指数Y 总产出i 利率 货币需求的利率弹性 取值 0 6 实际通胀 目标通胀 产出增长 潜在产出增长 汇率变化 银行目标变化 我们假设货币通过对交易的限制进入模型 我们使用货币需求函数 其中对实际货币余额的需求是总产出价值和短期名义利率的函数 15 2 6货币和货币规则 假设每个地区的中央银行按照下式所示的亨德森 尼姆克比 比奈泰勒规则调整短期名义利率 15 2 7参数化 07 对于工业i 能源的单位成本函数为 材料成本函数的形式类似 假设能源和材料节点的利润为零 则C等于节点的输出价格 单个商品的需求方程转换为成本份额 表达式如下 S是工业中用于购买投入j的能源支出的份额 1 估计生产侧的成本参数 1 2 1 估计生产侧的利润参数 资本量 与资本有关的分配参数 行业i的要素需求方程 注 该方程组可用于顶层生产参数的估计 关于模型参数估计的进一步说明 生产端 1 参数估计的限制原因 由于数据的难以获取以及不定期收集问题 G Cubed的地理实体是区域而不是单个国家2 处理方式 对个别行业内的替代弹性进行了严格限制 各行业之间的替代弹性是相等的 在任何地方使用美国的弹性评估 3 生产技术的说明 假设所有地区都拥有相似但不完全相同的生产技术 介于假设区域共享共同技术和允许技术以任意方式差异4 区域差异的说明 这些地区在主要因素的禀赋 政府政策和最终需求模式方面也存在差异 关于模型参数估计的进一步说明 需求端 最终需求参数 如效用函数或新投资产品生产函数中的参数 采用类似的程序进行估算 弹性根据美国数据进行估算 共享参数根据区域投入产出表进行估算 贸易份额是从2009年联合国标准行业贸易分类 SITC 数据中获得的 从四位数的水平汇总而来 贸易弹性基于文献调查 在1到3 26之间变化 15 2 8数值方法 08 数据处理方法 G Cubed通过三个软件组件实现 第一部分由一系列用OX语言编写的程序组成 这些程序用原始数据构建G Cubed的数据集 第二部分由一组文件组成 这些文件用我们开发的一种称为 sym 的可移植通用语言指定模型的经济结构 sym是一种集合驱动的矩阵语言 它从gams和gempack衍生而来 第三部分是一套OX程序 用于根据两点边值算法 two pointboundaryvaluealgorithm 建立模拟和求解模型 15 2 9基准线生成 09 15 2 9基准线生成 生成基准线使用的区域假设 表15 3生成基准线使用的区域假设 假设不符合现实 Solution 名义利率和实际利率 Solution 1 另一个问题是 实际利率和名义利率要一致解决 因为实际利率是货币市场均衡的名义利率减去预期通胀率 2 为了得出2006年历史数据中隐含的预期通胀率 我们在每个国家的名义工资方程式中添加了一个常数 15 3关键应用和见解总结 03 Contents 15 3 1气候和能源政策 15 3 2贸易政策 15 3 3宏观经济政策 15 3 4金融危机 15 3 5流行病 15 3 6人口变化 15 3 1气候和能源政策 01 气候和能源政策的两个研究方向 1 对世界经济未来发展的预测 探索这些预测对各种假设的敏感性 2 评估各种政策变化 碳税 对这些预测的影响 15 3 1 1基准线问题Baselineissues 01 对世界经济未来发展的预测 对世界经济未来发展的预测结果 进一步发现 15 3 1 2政策问题 01 15 3 1 2政策问题 1 碳税收入的使用方式碳减排政策的成本2 如果收入被用来减少经济中的另一项税收 那么减免的成本就可以减少 3 美国 如果收入被用来减少财政赤字 利率可能会下降 从而刺激经济增长 降低碳减排成本 4 然而 这种影响不会发生在澳大利亚这样的国家 因为它不是全球资本市场的主要参与者 对世界利率影响很小 5 尽管如此 利用收入减少资本税有助于抵消澳大利亚碳减排政策的负面影响 影响 15 3 1 2政策问题 1 研究者重点 环境政策的贸易影响2 研究结论 环境政策的贸易影响较小 3 理由 环境政策的变化不太可能通过产业转移导致贸易流的重大变化 因为相对于生产设施的转移成本 环境政策的成本通常较小 4 观点 在美国气候政策的背景下 上述文件显示 每减少100吨美国排放 全球排放量减少80 90吨 只有10 20吨被抵消 因为其他地方的排放量更高 5 关键观点 能源使用的一个重要部分是国内运输 而国内运输大部分是非贸易的 因此不太可能转移到海外 McKibbin和Wilcoxen 1993 1999a 1999b 1 在McKibbin和Wilcoxen 1997 中 我们发现许多激进的许可证交易场景在G Cubed中是不可行的 因为它们在全球贸易系统中造成了不稳定 2 主要问题是方案中提出的稳定程度 这意味着排放许可证的价格非常高 其结果是实际汇率的剧烈波动 从而导致国际贸易模式的剧烈波动 3 这些政权可能会在国家之间产生大量的财富转移 全球许可证制度的支持者认为这是一种优势 因为它将允许发达国家补偿发展中国家减少排放的费用 4 然而 G Cubed认为 这种方法对世界贸易体系施加巨大压力 McKibbin和Wilcoxen 1993 1999a 1999b 1 气候政策设计中一个重要但经常被忽视的问题是气候政策制度对一个国家内以及国家之间经济冲击传播的影响 2 McKibbin等人 2009d 探讨气候政策 未预料到的宏观经济事件和碳排放之间的潜在相互作用 他们研究了两种全球气候政策架构下的两种未预料到的宏观经济冲击 并特别关注可能破坏个别国家继续参与全球协定的动机的结果 3 发现一 固定排放目标制度在各地区之间强烈传播增长冲击 而基于价格的制度则没有 在基于数量的政策下 发展中国家的积极增长冲击可以提高全球许可证价格 使某些经济体的GDP实际上收缩 从而激励这些国家退出该安排 4 发现二 在全球经济低迷时期 基于价格的系统加剧了经济衰退 总的来说 基于数量的政策在意外的经济繁荣时期表现糟糕 而基于价格的政策在经济衰退时期表现糟糕 他们认为 混合政策在经济繁荣时期的表现将优于基于价格的政策 在经济衰退时期的表现将优于基于数量的政策 15 3 1 2政策问题 G Cubed的其他应用 一 探索特定国际协议 哥本哈根协议 的特点 例 作者使用G cubed通过计算政策的 碳价格等值 carbonpriceequivalence ofpolicies 将哥本哈根各国的一系列不同承诺转化为可比的政策努力 二 G Cubed还被用于评估国家碳政策提案 例 如澳大利亚政府制定的澳大利亚碳污染减排计划 2008年 三 小结 在使用G Cubed分析气候政策时 一个一致的主题是 气候政策设计应该对未来经济条件的不确定性保持稳健 15 3 1 2政策问题 15 3 2贸易政策 02 15 3 2 1北美自由贸易协定 在评估北美自由贸易协定时 许多研究表明 这将导致大量廉价商品涌入美国经济 并导致美国失业 然而 G Cubed显示相反的 在这些研究中 北美自由贸易协定的关键方面不仅是取消美国对墨西哥商品的关税 而且是该协定对墨西哥未来预期生产力的影响 以及国际投资者降低墨西哥资产附带的风险溢价 墨西哥的投资回报率比美国高10 随着预期资本回报率的上升和墨西哥风险溢价的降低 北美自由贸易协定将导致大量金融资本从世界其他地区流入墨西哥经济 墨西哥的实际汇率预计将升值 从而挤出净出口 导致墨西哥经常账户赤字上升 短期调整过程在很大程度上是由推动贸易调整的资本流动推动的 15 3 2 3贸易失衡 G Cubed已经在许多研究中被用来探讨宏观经济政策和冲击在世界各地区间产生贸易失衡方面的作用 在G cubed中 一个国家的贸易逆差不仅代表商品和服务进口超过商品和服务出口 贸易逆差也反映了一个国家的投资超过储蓄 Leeetal 2006 使用该模型来探索美国和亚洲之间贸易流的敏感性 自1997年以来 贸易失衡的根本原因是储蓄投资缺口的变化 这归因于美国财政赤字的激增和1997年金融危机后东亚私人投资的下降 在探讨名义汇率调整的影响时 G Cubed的结果表明 东亚汇率重估10 实际上是货币政策的转变 无法解决这种不平衡 他们还发现东亚经济体刺激总需求的努力可能对全球贸易平衡产生重大影响 但对美国贸易平衡的影响不大 15 3 3宏观经济政策 03 15 3 3宏观经济政策 McKibbine SachsGlobal MSG model G cubed的前身 研究宏观经济问题 欧洲 欧洲的货币和财政制度设计已经使用G Cubed进行了探索 结论 如果欧洲的财政政策在面对各种经济冲击时不协调 欧元区的固定汇率制度将面临严重压力 日本 20世纪90年代日本的经验被模型捕捉为一个严重的政策错误 特别是在宣布财政扩张和通过资产市场挤出市场时 但没有实现财政支出 导致GDP持续下降 印度 考虑到印度经济中供应侧而非需求侧冲击的普遍性 名义收入目标被证明是比通胀目标更好的货币制度 中国 金融改革对经济增长和国际收支调整产生深远影响 但对中国失去信心可能会破坏经济增长 HendersonandMcKibbin 1993 andMcKibbin 1997 运用G cubed方法研究了货币政策设计中的理论问题 Lee McKibbinandPark 2006 探讨了宏观经济政策和冲击造成的贸易失衡 McKibbinandThurman 1995 McKibbin 1996 andCongressionalBudgetOffice 1996b 探讨了冷战结束和军费大幅度转移对全球经济的影响 McKibbinandBok 1995 andMcKibbinandTan 2009 探讨了国家间宏观经济政策的溢出效应 15 3 3宏观经济政策 15 3 3宏观经济政策 McKibbin和Stoeckel 2012年 探讨了全球财政整合问题 其中考察了大规模削减政府支出对经济的直接影响 以及全球财政调整可能对国家风险溢价的影响 关键结果 高收入经济体 按其债务问题规模的比例 的实质性财政整顿具有降低这些经济体经济活动的临时效果 但对发展中国家和少数不进行财政整顿的高收入经济体有积极影响 原因 高收入经济体通过贸易联系减少进口和刺激出口对发展中国家的负面影响被有利的金融流动对影响的抵消 这为发展中国家增加国内生产总值 可靠的逐步实施财政削减可以减少家庭和企业的预期未来税收负担 这将抑制政府支出削减的负面直接影响 15 3 4金融危机 04 15 3 4 1亚洲危机 01 15 3 4 1亚洲危机 McKibbinandMartin 1998 利用G Cubed的六部门版本来模拟亚洲货币和经济危机 数据来源于泰国 韩国和印度尼西亚主要危机经济体 本研究考虑了三个关键因素来解释危机经济体中发生的定性和定量事件 i 对增长前景的修正 资产市场和金融流动的作用至关重要 预期增长的下调导致资产价格下跌 从而降低了当前收入和财富 ii 风险认知的变化 经济体实时观察到的增加风险溢价 这意味着投资和增长崩溃 金融市场通过跨期套利反应的程度对风险冲击至关重要 McKibbin 1999 着重于这点 投资于这些经济体的感知风险激增对亚洲国家的影响 本文认为 由于实体经济和金融经济的相互依存性 金融冲击很快就会成为真正的冲击 决策者和建模者往往忽视这种相互依赖性 决策者的直接反应以及其反应对风险的影响对危机的演变至关重要 iii 个别国家的政策反应 通过定价和资产市场调整来模拟预期的政策反应 对于理解随后的结果至关重要 15 3 4 1亚洲危机 风险冲击对理解亚洲危机至关重要 风险冲击的结果与预期生产率下降的结果相似 风险冲击 危机经济体的资本外流 实际和名义汇率大幅贬值 降低资本价值 外债进行大幅重估 财富急剧下降 私人消费支出大幅下降 资本回报率下降 实际长期利率大幅上升 导致私人投资下降 15 3 4 2全球金融危机 01 15 3 4 2全球金融危机 McKibbin和Stoeckel 2010a 2010b 使用了McKibbin和Martin 1998 的方法 通过对美国住房市场的冲击和世界各地央行和财政当局的政策反应 来模拟全球2008年金融危机 他们将危机的关键方面建模为 i 房地产泡沫破裂 资产价格和家庭财富损失 消费者削减支出 提高储蓄 ii 对急剧风险重新评估 公司贷款的债券息差飙升 银行间贷款利率上升 信贷成本增加 包括贸易信贷 iii 大规模的政策反应 包括货币政策宽松 金融机构救助和财政刺激 15 3 4 2全球金融危机 仅在美国通过高风险溢价来模拟信心的丧失 就显示出一些情况 如果在风险重新评估方面没有在其他国家蔓延 影响将不会像随后发生的那样剧烈 美国经济低迷带来的不利贸易影响在某种程度上会被全球资本重新分配带来的积极影响所抵消 是仅在美国受危机影响的情况下 中国的投资就可能实际上升 这个世界本可以摆脱衰退 当到处都有风险的重新评估时包括中国在内 投资急剧下降 从某种意义上说 在全球信心危机中资本无处可投 其含义是如果市场 预测者和决策者误解了危机的影响和工作机制 他们可以无意中助长了对 崩溃 的恐惧 使事情变得更糟 15 3 4 2全球金融危机 这两项研究的主要结果之一是 与所有经济体的GDP收缩相比 出口收缩幅度大得多 贸易与GDP之间关系的这种巨大转变并不是对进口收入弹性假设的结果 它反映了该模型的一些关键特征 i 首先 进口是在双边基础上建模的 进口部分用于家庭和政府的最终需求 部分用于六个部门的中间投入的国家 ii 还进行了投资 由资本部门使用来自国内生产和进口来源的国内和进口货物 iii 由于消费和投资崩溃超过GDP 进口将会合同超过GDP 一个国家的进口是另一个国家的出口 因此 除非特定国家的贸易地位发生变化 否则出口的收缩将超过GDP 15 3 5流行病 05 15 3 5流行病 作为世界卫生组织 WHO 研究的一部分 G Cubed适应于探索两种主要流行病 i Lee和McKibbin 2004 研究了2003年SARS 严重急性呼吸系统综合症 爆发 ii 由McKibbin和Sidorenko 2006 研究过禽流感爆发引起的大流行的可能性 由于专业性太强 所以不再详述 但是从这个部分得到一些启发 G Cubed模型可以用于全球范围内的大规模事件对经济和健康及其他方面等综合系统的影响 15 3 6人口变化 06 15 3 6人口变化 在一系列论文中 McKibbin和Nguyen 2004 Bryant和McKibbin 2004 McKibbin 2006b 和Nguyen 2011 在G Cubed中引入了重叠的世代群体 以探索各个国家的人口变化 基本方法是将各个代理人群引入G Cubed i 通过遵循布兰查德方法 Blanchardapproach 并假设跨群组的死亡概率不变 我们能够聚合模型之外的代理人 并通过代理人群使用估计的年龄 收入概况来提供生产率变化 从而对模型中的有效劳动力供给产生冲击 ii 这种在整个群组中假设死亡概率恒定的捷径方法是一个强有力的假设 放弃这种简化假设需要一个明确的multicohortOLGmodel 该模型最近在Nguyen 2011 中进行 15 3 6人口变化 这项研究至少有两个最重要的政策含义 i 首先 全球经济中预计的人口转变可能会对增长 贸易流量 资产价格 实际利率和实际汇率 和投资率产生重要的宏观经济影响 ii 政策制定者在关注与人口统计相关的国内问题时不应忽视全球人口转变 人口转变处于不同阶段的国家 特别是相对于发展中国家的工业化国家 这意味着人口变化的全球性质不容忽视 McKibbin 2006b 表明 发展中国家对工业经济具有重要影响 15 4样本应用 04 15 4 1金融危机 这些结果说明了G Cubed有助于理解全球经济中重要的宏观经济传导渠道 整合资本和货物的流动 以及对经济的供需双方的明确建模 从根本上改变了宏观经济冲击的国际传播的性质 该模型的结果解释了流行媒体中经常讨论的贸易和金融流动 脱钩 的难题 当两种流量都被纳入模型时 就像它们在G Cubed中一样 很明显地冲击了对贸易和资金流动影响的细节对于确定传输过程的结果至关重要 实际冲击与金融冲击可能会对贸易和金融产生不同的影响 因此当各国宏观经济冲击的性质发生变化时 各国国内生产总值的联动变化不会有任何神秘感 例如 我们在本节中的结果表明 名义刚性 例如盯住名义汇率 在调整期间可能会产生重大的短期实际后果 15 4 2美洲自由贸易区 贸易影响 FTAA的整体影响与北美自由贸易区高度相似 但规模较小 降低关税的国家看到进口增加 汇率下降 贸易逆差转向赤字 资本流入增加 外债水平上升 成员国之间的贸易显着增加 交易量最大的部门出现了最大的变化 耐用品和非耐用品 这种影响对非耐用品最为明显 因为初始关税最高 正如预期的那样 自