Symmetric and Asymmetric Spillover Effects between Commodity Prices and Biofuel Energy Prices: Evidence from World Spot Markets

Transcript

1 Symmetric and Asymmetric Spillover Effects between Commodity Prices and Biofuel Energy Prices: Evidence from World Spot Markets Coordinator: Dr. Nicholas Apergis*, Professor, University of Piraeus Team Member: Dr. Dimitrios Voliotis, Lecturer, University of Piraeus Team Member: Dr. Sofia Eleftheriou, University of Piraeus Team Member: Dr. Stella Bezergianni, Researcher, Center for Research & Technology Hellas / CERTH, Thessaloniki Over the last few decades, biofuels have emerged as a serious rival to fossil fuels, with competition being most intense in the transportation sector. Nevertheless, biofuels' expansion has not its origins only to the environmental concerns about the greenhouse gas emissions. The rising of the biofuels industry as an alternative market for several non-energy commodities has also played an important role. A number of studies have investigated the impact of biofuel prices upon non-energy commodities; the objective of those studies has been twofold. First, to examine whether there is a causal relationship between biofuel and non-energy commodity prices; second, to assess whether the overall economic and environmental net effect of this venture is positive for the society. Goal of the study This study addresses and explores the problem of causal price relationships of biofuels for an enhanced group of non-energy commodities, elaborating elegant econometric techniques for capturing possible asymmetric causal effects.

2 The establishment of the biofuel industry cannot be considered as demand driven, in first place. Essentially, biofuels have been promoted by the implementation of several energy policies that were undertaken at international level. Major policies adopted throughout these years as a response to the soaring crude oil prices and the need of energy security. We discuss the effect of these policies on the price formation mechanism of major agricultural commodities that serve as a feedstock for both the biofuels and the food industry. Notwithstanding, biofuels are competing food stuffs for feedstock, and one significant policy objective would be to detach non-energy commodity prices from the biofuels demand; at least, if we are to guarantee a food security level for the population. This task could be achieved in two different ways. We can either decrease the demand of feedstock for biofuels by adopting new innovating technologies that reduce land use substitution or we can increase agricultural supply by accommodating more cost effective methods. Insofar, the former seems to be the most appropriate way out of the problem. At policy level, this study also overviews the policy response to the soaring agricultural prices. The existing literature verifies the biofuels' demand as one of the main drivers of the food prices hikes, followed the 2008 food crisis. This fact has been acknowledged by many international policy fora, while appropriate measures were undertaken to correct the distortive incentives aroused by the use of biofuels. To shed more light on these adverse effects, we provide a brief survey of the historical linkages of biofuel and non-energy prices and we examine this relationship from the production function standpoint. Specifically, we provide a technical description of the biomass feedstock production costs of transesterified lipids (FAME) and comment on the strong association with other nonenergy commodities, like sugar. On top of that, we contemplate other than feedstock costs, like transformation costs, and discuss

3 the capacity limitations, the production feasibility constraints and their economic implications. Methodological issues In our empirical analysis, we explore thoroughly the issues of spillover effects between biofuels energy prices and commodity prices. We investigate the long-run equilibrium among prices and we assume that an adjustment process toward this equilibrium exists. The adjustment process can be nonlinear or/and may exhibit breaks in the sample under study. This suggests that we can identify critical thresholds that determine regions in the sample that once exceeded, price inter linkages may vary. Hence, for the same commodity market, different policy measures are appropriate in different regions. Methodologically, we make use of the Granger causality framework by using an Error Correction (EC) model. The EC terms indicate the speed of adjustment at which the values of biofuel energy prices and non-energy commodity prices come back to long run equilibrium levels. This method provides useful insights for the dynamics of price adjustments. Large coefficient values infer a stronger adjustment process, indicating that the long run equilibrium is more resilient, whatsoever. This provides useful information for the class of non-energy commodities that exhibit strong price linkages with biofuels. Nonlinearities of price adjustments set up the other dimension of our analysis. Specifically, we perform nonlinearity tests to identify one or more breaks in the sample period. When nonlinearities in EC residuals are verified, asymmetric estimations techniques are more appropriate. Empirical findings Our empirical findings are very insightful and have important implications for the formation of energy policies. We raise the

4 question of whether energy policies are homogeneous to different non-energy commodity markets. The empirical results indicate that there is a number of commodity prices that have strong causal relationship with biofuel energy prices, compared to others that are weakly related. Moreover, we highlight the important role the volatility spillover of biofuel prices plays for commodity markets. Both results contribute to the better understanding of the biofuels market structure and could be rewarding to policy makers and commodity traders in several respects. Traders take advantage of causality results in finding optimal investment strategies, i.e. diversifying systemic risks by appropriately chosen commodity portfolios. Policy makers conceive the causal relations and understand the long run impact of their policy decisions on production and re-assess their targets for biofuels use. Policies should be reviewed and the costs of the existing regulation scheme and the accompanied tax/subsidy schemes that designed to promote biofuels' use should be put in retrospect. Policy implications Finally, the asymmetries identified in the empirical analysis raise a number interesting questions. First, policy makers should take into consideration that price volatility poses increasing risks for those who are willing to invest in biofuels' production. In recent years, feedstock prices have turned to be highly volatile and if policy makers are pursuing to guarantee that the supply of biofuels will remain unhindered, new-targeted policies should be introduced. Such policies ought to be balanced, in the sense that excess risks will be absorbed without promoting land use substitution or other distortions at the upstream level. Possibly, a more efficient inventory management could work out, absorbing supply shocks in agricultural feedstock prices, and eventually, in food prices. Finally, in the long run, an increase in the research and development of new

5 production technology could further weaken price linkages to commodities and ameliorate the biofuels market conditions.

6 Συμμετρικές και Ασυμμετρικές Επιδράσεις Διάχυσης μεταξύ των Τιμών των Αγροτικών Προϊόντων και των Τιμών των Βιοκαυσίμων: Εμπειρική Ένδειξη από τις Παγκόσμιες Αγορές Κατά την διάρκεια της περασμένης δεκαετίας, τα βιοκαύσιμα έχουν αναδειχθεί ως ο κυριότερος ανταγωνιστής των παραδοσιακών καυσίμων (πετρέλαιο, φυσικό αέριο) στην προσπάθεια ικανοποίησης των ενεργειακών αναγκών, με τον ανταγωνισμό αυτόν να είναι αρκετά έντονος στον κλάδο των μεταφορών. Βέβαια η επέκταση αυτή των βιοκαυσίμων δεν έχει τις ρίζες της μόνον στις περιβαλλοντικές ανησυχίες σχετικά με τις εκπομπές του φαινομένου του θερμοκηπίου. Ένας σημαντικός αριθμός μελετών έχουν προσπαθήσει να διερευνήσουν την επίπτωση των τιμών των βιοκαυσίμων στις αντίστοιχες τιμές των αγροτικών προϊόντων από τα οποία προέρχονται τα εν λόγω βιοκαύσιμα. Ο στόχος της μελέτης Ο στόχος της μελέτης αυτής είναι διττός. Πρώτον, να διερευνήσει την παρουσία ή όχι μιας αιτιώδους σχέσης ανάμεσα στις τιμές των βιοκαυσίμων και στις τιμές των σχετικών αγροτικών προϊόντων (καλύπτοντας όλη την γκάμα των εν λόγω προϊόντων) και δεύτερον, να αξιολογήσει εαν το συνολικό οικονομικό και περιβαλλοντικό καθαρό αποτέλεσμα είναι θετικό για το κοινωνικό σύστημα. Για τους σκοπούς αυτούς η μελέτη χρησιμοποιεί αναπτυγμένες οικονομετρικές τεχνικές ώστε να διαπιστώσει την παρουσία και ασυμμετρικών αιτιωδών σχέσεων. Η παρουσία της βιομηχανίας βιοκαυσίμων δεν μπορεί να χαρακτηρισθεί ότι διέπεται από μεταβολές της ζήτησης. Ειδικότερα, η παρουσία των βιοκαυσίμων έχει υποστηριχθεί από την υλοποίηση

7 ενεργειακών πολιτικών σε διεθνές επίπεδο. Τέτοιες πολιτικές έρχονται να προτείνουν λύσεις στις υψηλές τιμές του πετρελαίου και στην υψηλή ανάγκη για παρουσία ενεργειακής ασφάλειας. Στη μελέτη αυτή συζητούμε τα αποτελέσματα τέτοιων ενεργειακών πολιτικών για την διαμόρφωση των τιμών των αγροτικών προϊόντων που χρησιμοποιούνται ως πρώτη ύλη τόσο για την παραγωγή των βιοκαυσίμων όσο και στην βιομηχανία τροφίμων (ταυτόχρονα). Με άλλα λόγια, τα βιοκαύσιμα ανταγωνίζονται την ικανοποίηση της παγκόσμιας ζήτησης για τρόφιμα και ένας σημαντικός στόχος είναι να διαχωρίσουμε την εξάρτηση των αγροτικών τιμών από την ζήτηση για βιοκαύσιμα. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί με δύο τρόπους: είτε μέσω της μείωσης της ζήτησης αγροτικών προϊόντων για την παραγωγή βιοκαυσίμων (μέσω της υιοθέτησης νέων καινοτόμων τεχνολογιών που μπορούν να μειώσουν την χρησιμοποίηση της γης σαν εργαλείο παραγωγής των εν λόγω προϊόντων) είτε μέσω της αύξησης της αγροτικής παραγωγής με την υιοθέτηση μεθόδων που μειώνουν το κόστος παραγωγής. Η βιβλιογραφία και η πρακτική κλίνουν προς την υιοθέτηση της πρώτης εναλλακτικής λύσης. Σε όρους εφαρμογής πολιτικής, η μελέτη αυτή εξετάζει και τον τρόπο αντίδρασης στις αυξανόμενες τιμές των αγροτικών προϊόντων. Η τρέχουσα βιβλιογραφία έχει δείξει την ζήτηση για βιοκαύσιμα σαν τον κυριότερο προσδιοριστικό παράγοντα της αύξησης των αγροτικών τιμών, ειδικά μετά την κρίση τροφίμων του Στην προσπάθεια να ρίξουμε περισσότερο ερευνητικό φως στην εν λόγω διαδικασία, η μελέτη παρουσιάζει μια συνοπτική περιγραφή των ιστορικών δεσμών ανάμεσα στις τιμές των βιοκαυσίμων και των αγροτικών προϊόντων από τα οποία εξάρτάται η εν λόγω παραγωγή βιοκαυσίμων και διερευνάται η σχέση τους από την πλευρά της παραγωγής (προσφοράς). Ειδικότερα, η μελέτη παρουσιάζει μια τεχνική περιγραφή του κόστους παραγωγής της βιομάζας και συζητά την ισχυρή σχέση που έχει με τις τιμές των σχετικών αγροτικών προϊόντων, π.χ. της ζάχαρης.

8 Επιπλέον, η εμπειρική ανάλυση διερευνά την παρουσία επιδράσεων διάχυσης (spillover effects) ανάμεσα στις δύο τιμές. Ειδικότερα, διερευνούμε την παρουσία μακροχρόνιας ισορροπίας μεταξύ των δύο τιμών και επιπλέον υποθέτουμε την παρουσία διαδικασίας προσαρμογής προς την ισορροπία. Η προσαρμογή αυτή μπορεί να περιγράφεται από μια μη γραμμική διαδικασία (πορεία) με την πιθανή παρουσία διαταραχών στο μέσο της κατανομής των εν λόγω τιμών. Το γεγονός αυτό συνεπάγεται ότι μπορούμε να προσδιορίσουμε ποια είναι τα (χρονικά) σημεία στα οποία παρατηρείται η παρουσία τέτοιων διαταραχών και επιπλέον τις περιοχές εκείνες που διαμορφώνονται οι τιμές πάνω (ή κάτω) από τα εν λόγω σημεία. Η σημασία του προσδιορισμού αυτού είναι σημαντική αφού η υλοποίηση συγκεκριμένων πολιτικών (ενεργειακών ή αγροτικών) εξαρτάται από την περιοχή στην οποία κινούνται οι εν λόγω τιμές. Μεθοδολογία και εμπειρικά αποτελέσματα Μεθοδολογικά, κάνουμε χρήση των υποδειγμάτων αιτιότητας κατά Granger στο πλαίσιο ενός οικονομετρικού υποδείγματος διόρθωσης των σφαλμάτων (Error Correction Model). Το υπόδειγμα αυτό επιτρέπει τον προσδιορισμό της ταχύτητας προσαρμογής (προς την ισορροπία) εάν η εν λόγω ισορροπία ανάμεσα στις τιμές των βιοκαυσίμων και των σχετικών αγροτικών προϊόντων διαταραχθεί. Η συγκεκριμένη μεθοδολογία δίνει πολύτιμη πληροφόρηση για την δυναμική των προσαρμογών των τιμών. Υψηλές τιμές των σχετικών συντελεστών προσαρμογής καταδεικνύουν ότι η διατήρηση της μακροχρόνιας ισορροπίας είναι εφικτή, ακόμα και στην παρουσία υψηλών διαταραχών, γεγονός που επιτρέπει την παροχή πληροφόρησης αναφορικά με τις κατηγορίες (ομάδες) των αγροτικών προϊόντων που παρουσιάζουν ισχυρή συσχέτιση με συγκεκριμένες ομάδες βιοκαυσίμων. Επιπλέον, η παρουσία ασυμμετριών στις προσαρμογές των σχετικών τιμών (μέσω της

9 διερεύνησής του από τους κατάλληλους μη γραμμικούς ελέγχους) δείχνουν την παρουσία διαταραχών που αλλάζουν την κατανομή των μεγεθών μας. Συνέπειες των εμπειρικών αποτελεσμάτων Τα εμπειρικά μας αποτελέσματα έχουν ουσιώδεις συνέπειες σχετικά με την διαμόρφωση των κατάλληλων ενεργειακών πολιτικών. Έτσι, μια σημαντική ερώτηση που μπορούν να απαντήσουν τα αποτελέσματα της μελέτης είναι εάν οι ενεργειακές πολιτικές είναι ομογενείς όσον αφορά την ποικιλία των αγροτικών αγορών. Τα εμπειρικά ευρήματα δείχνουν ότι υπάρχει ένας αριθμός αγροτικών τιμών που καθορίζουν σημαντικά τις τιμές των βιοκαυσίμων, ενώ για τις υπόλοιπες αγροτικές τιμές η επίδραση είναι πιο χαλαρή (εξασθενημένη). Επιπλέον, καταδεικνύουμε την σπουδαιότητα του ρόλου των επιδράσεων διάχυσης (spillover effects) σχετικά με την μεταβλητότητα των τιμών των βιοκαυσίμων για τις αγροτικές αγορές. Τα αποτελέσματα αυτά συμβάλλουν στην κατανόηση της διάρθρωσης της αγοράς των βιοκαυσίμων και ενδιαφέρουν πρωτίστως τους ασκούντες οικονομική και ενεργειακή πολιτική καθώς τους συμμετέχοντες στην αγορά συμβολαίων των αγροτικών προϊόντων (μια αγορά που διαμορφώνει από την πλευρά της τη μελλοντική πορεία των αγροτικών τιμών-ειδικά των προϊόντων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοκαυσίμων). Οι συμμετέχοντες στην αγορά των συμβολαίων αυτών μπορούν να αξιοποιήσουν τα εμπειρικά αποτελέσματα με την διαμόρφωση άριστων στρατηγικών επενδυτικών πολιτικών (π.χ. μέσω του προσδιορισμού των συστημικών κινδύνων στην διαμόρφωση χαρτοφυλακίων με ανάλογη σύνθεση). Οι ασκούντες την οικονομική και ενεργειακή πολιτική μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα ευρήματα της εμπειρικής ανάλυσης με το να επαναξιολογήσουν τις επιπτώσεις των αποφάσεών τους για την διαδικασία της παραγωγής καθώς και για τους στόχους που έχουν θέσει σχετικά με τα επίπεδα χρήσης των

10 βιοκαυσίμων. Η επιλογή των κατάλληλων πολιτικών έχει υψηλή σημασία για την διαμόρφωση του κατάλληλου πακέτου φόρων ή/και επιδοτήσεων σχετικά με την προσπάθεια προώθησης των βιοκαυσίμων σαν την κεντρική πηγή ικανοποίησης των ενεργειακών αναγκών. Τέλος, οι ασυμμετρίες που επισημαίνονται από την εμπειρική ανάλυση βοηθούν στην απάντηση κρίσιμων ερωτήσεων που έχουν να κάνουν με το εάν οι ασκούντες την οικονομική και ενεργειακή πολιτική πρέπει να λαμβάνουν υπόψη τους το γεγονός ότι υπερβολικές διακυμάνσεις των σχετικών τιμών επιφέρει σημαντικό κίνδυνο σχετικά με πιθανούς επενδυτές στην παραγωγή βιοκαυσίμων. Τα τελευταία έτη οι τιμές των αγροτικών προϊόντων δεν είναι μόνον υψηλές αλλά και επιδεικνύουν υψηλές διακυμάνσεις. Εάν στόχος των οικονομικών αρχών είναι η παροχή εγγυήσεων ώστε η προσφορά βιοκαυσίμων να πραγματοποιείται ανεμπόδιστα, νέα πολιτικές με ανανεωμένους στόχους κρίνονται ως αναγκαίες. Τέτοιες πολιτικές πρέπει να είναι ισορροπημένες ώστε να απορροφούν τους υποκείμενους κινδύνους χωρίς ωστόσο να προκαλούν την υποκατάσταση διαθέσιμης αγροτικής γης και να λειτουργούν εις βάρος της παραγωγής για τρόφιμα. Είναι πολύ πιθανόν να χρειάζεται μια πιο αποτελεσματική διαχείριση αποθεμάτων, η οποία θα είναι ικανή να απορροφά πιθανές διαταραχές από την πλευρά της αγροτικής παραγωγής, άρα και τις διαταραχές που αντανακλώνται στις αγροτικές τιμές. Έτσι, μακροχρόνια, ενισχύσεις στις δαπάνες για έρευνα και ανάπτυξη για νέες τεχνολογίες παραγωγής θα μπορούσαν να εξασθενήσουν τον σύνδεσμο ανάμεσα στις τιμές των αγροτικών προϊόντων και να διευκολύνουν τις συνθήκες αξιοποίησης των βιοκαυσίμων για την ικανοποίηση των παγκόσμιων ενεργειακών αναγκών.

11 Θα θέλαμε επίσης να δηλώσουμε ότι δεν παρατηρήθηκε κανένα εμπόδιο κατά την συγγραφή της μελέτης αυτής. Τέλος, θα θέλαμε να εκφράσουμε τις ευχαριστίες μας προς το Ίδρυμα Λάτση που είναι ο μόνος οργανισμός που έχει αξιολογήσει στην σωστή του διάσταση την σημασία της έρευνας και έτσι δίνει κίνητρα και δύναμη στους ερευνητές να συνεχίσουν το έργο τους.