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IEEM (Integrated Economic-
Environmental Modelling) – Costa
Rica: Descripción y Aplicación a la
Evaluación de Proyectos de Inversión
Martín Cicowiez (CEDLAS-UNLP) y Onil Banerjee (BID)
2 de diciembre, 2019
Jornadas de Investigación Económica 2019
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Las ideas aquí expresadas son de los autores y no
necesariamente representan las del Banco Central de Costa Rica
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Contenido
• IEEM: Breve Introducción• Modelo de Equilibrio General Computable
• Interacción Economía-Ambiente
• Matriz de Contabilidad Social
• IEEM-Costa Rica: • Equilibrio Parcial vs. Equilibrio General en Evaluación
de Proyectos de Inversión
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¿Qué es IEEM?
• IEEM-Costa Rica desarrollado conjuntamente entre BCCR y Banco Interamericano de Desarrollo.
• IEEM = marco de análisis; entre sus componentes principales incluye Modelo de Equilibrio General Computable (MEGC) dinámico recursivo nacional (o multi-regional)
• captura la relación bilateral entre economía y ambiente
• actividad económica depende del ambiente, como fuente de insumos y como destino de emisiones y residuos
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IEEM: Figura Resumen
• Minerales y energía
• Tierra
• Suelos
• Madera
• Recursos acuáticos
• Agua
Empresas
Hogares
Producción
Consumo
PRODUCTOS EMPLEO
Servicios ecosistémicos de abastecimiento(materia prima)
Otros servicios ecosistémicos
Residuos y emisiones
Inversiones ambientales
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¿Qué es un Modelo de Equilibrio General Computable (MEGC)?
• Es la contraparte computacional de una economía real• (múltiples) sectores productivos, factores, hogares, gobierno, y
resto del mundo (BdP)
• Los agentes tienen reglas de decisión explícita; respeto de restricciones presupuestarias y de recursos; actúan en mercados.
• Típicamente, utilizados para análisis simulaciones ex-anteen distintas áreas.
• La principal fuente de información es Matriz de Contabilidad Social.
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Flujo de Pagos (Un Período)
Mercados
Factores
Actividades
Hogares
Mercados
Productos
Resto del
Mundo
Gobierno
Cuenta
Capital
Privada
salarios y rentas internas
de
ma
nd
a fa
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l
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exportaciones
importaciones
cons
intermedio
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cons e inv
gobierno
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Experimentación Computacional con MEGC Dinámico
1. Escenario Base• proyección; BaU – permite imponer crecimiento PIB; tendencias
variables exógenas nacionales e internacionales
2. Escenarios de Shocks• modificar instrumento de política (e.g., tasas tributarias,
inversión pública, etc.)
• u otros parámetros tales como precios mundiales, variables demográficas, TFP, etc.
3. Analizar y Validar• explicar diferencias entre base y demás escenarios
• ajustar modelo (e.g., datos) y/o simulaciones
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¿Qué es una Matriz de ContabilidadSocial (MCS)?• MCS registra todas las transacciones que
ocurrieron en una economía en un año• contabilidad por partida doble
• MCS es matriz cuadrada con iguales cuentas en filas y columnas; celdas muestran pagos desde columna hacia fila.
• ¿Cómo se relaciona MEGC con MCS?• tiene misma desagregación que MCS
• se “calibra” a MCS
• “explica” pagos en MCS
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Macro MCS (Simple) Costa Rica 2016 (% PIB)
a-agr a-nagr c-agr c-nagr marg f-lab f-cap tax-indir tax-dir hhd ent gov row sav-inv total
a-agr 9.5 0.3 9.8
a-nagr 0.4 150.0 150.4
c-agr 1.0 5.1 1.7 0.0 4.0 0.4 12.2
c-nagr 3.7 58.6 13.8 62.5 17.2 27.6 18.0 201.4
marg 1.0 12.7 13.8
f-lab 2.7 44.7 0.1 47.5
f-cap 2.0 31.9 33.9
tax-indir 0.4 10.0 0.1 8.1 18.6
tax-dir 1.9 2.9 0.0 0.6 5.5
hhd 47.4 6.4 7.5 8.7 4.6 0.3 74.9
ent 27.2 0.6 0.1 0.0 27.8
gov 0.4 11.1 5.5 4.8 1.4 0.1 23.3
row 1.1 30.2 0.2 0.0 3.5 0.7 35.7
sav-inv 3.3 11.3 0.7 3.1 18.4
total 9.8 150.4 12.2 201.4 13.8 47.5 33.9 18.6 5.5 74.9 27.8 23.3 35.7 18.4
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MCS Costa Rica 2016
• MEGC se calibra con MCS Costa Rica 2016; construida empleando
• COU y CEI 2016
• ENIGH 2013 y ENAHO 2018
• otras
• Dimensiones MCS• 138 actividades y 183 productos
• 8 factores
• 28 instituciones (16 hogares, ISFLSH, 2 empresas, 3 componentes gobierno, resto del mundo, 5 turistas)
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Otros Datos Además MCS
• Además, hacer operacional MEGC requiere• elasticidades (producción, consumo y comercio)
• empleo sectorial y tasas desempleo
• stocks (factores; deuda interna y externa)
• En la práctica, no toda la información es igualmente importante
• en un marco de consistencia contable con restricciones de mercado y presupuestarias, resultados cualitativos son muchas veces insensibles a cambios en las elasticidades
• sin embargo, analizar la sensibilidad de los resultados a cambios en elasticidades
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Principales Resultados que Reporta IEEM
• IEEM reporta la evolución en el tiempo de• consumo privado y público, inversión privada y
pública, exportaciones, importaciones, valor agregado, empleo, e impuestos
• todos los indicadores a nivel nacional o desagregados (por actividad, producto, y/o tipo de hogar)
• varios indicadores ambientales (e.g., emisiones CO2, consumo de agua per cápita)
• proxy ahorro genuino = ahorro contabilizando agotamiento recursos naturales, contaminación, e inversión en capital humano
• stocks de deuda interna y externa
• indicadores distributivos (pobreza y desigualdad)
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IEEM-Costa Rica: Análisis Costo-Beneficio de Inversiones Públicas en Equilibrio GeneralEstimación VPN en EG
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Escenario Base: Agregados Macro (miles de mill de colones 2016)
0
10,000
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mill
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lon
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e 20
16
Absorción Exportaciones Importaciones PIB
0
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
8,000
9,000
0
5,000
10,000
15,000
20,000
25,000
30,000
35,000
2016
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otr
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nal
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do
Cons, privado Cons, gobierno
Inversión, privada Inversión, gobierno
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Escenario Base: Resultados Macro y Sectoriales (tasa crecimiento promedio anual 2020-2030)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0
Absorción
Cons, privado
Cons, gobierno
Inversión, privada
Inversión, gobierno
Exportaciones
Importaciones
PIB
tasa crecimiento promedio (%)
0 1 2 3 4
Agricultura
Minería
Alimentos
Textiles
Otras mnfc
Elect, gas y agua
Contrucción
Comercio
Taxis
Otro transporte
Hoteles y rest
Educación
Salud
Otros servicios
tasa crecimiento promedio (%)
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Escenario Base: PIB y Emisiones (tasa crecimiento anual)
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
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2017
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2030
tasa
de
cre
cim
ien
to a
nu
al (%
)
PIB Emisiones
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Escenarios Turismo: Inversión Pública y Turismo Receptivo
• invest-tdir: inversión pública en turismo de 0,25% PIB durante 2020-2022 con financiamiento impuestos directos.
• spnd: aumento gasto turistas internacionales de 0,15% PIB durante 2020-2030.
• combi-tdir: invest + spnd.
• invest-fbor: similar invest-tdir con financiamiento deuda externa.
• combi-fbor: invest-fbor + spnd.
• combi-fbor-rp: combi-fbor + repago crédito.
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Definición Escenarios e Insumos para Cálculo VPN en Equilibrio Parcial (miles de mill colones)
0
10
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30
40
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bill
ion
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es
invest spnd
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Resultados Macro Escenarios combi-tdiry combi-fbor (desvío% respecto base)
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
2016
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de
svío
re
spe
cto
bas
e (%
)
PIB
combi-tdir combi-fbor
-0.80
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
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2026
2027
2028
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2030
de
svío
re
spe
cto
bas
e (%
)
Inversión Privada
combi-tdir combi-fbor
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Resultados Sectoriales Escenarios spnd, invest-fbor y combi-fbor (tasa crecimiento promedio anual 2020-2030; desvío pp respecto base)
-0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06
Agricultura
Minería
Alimentos
Textiles
Otras mnfc
Elect, gas y agua
Contrucción
Comercio
Taxis
Otro transporte
Hoteles y rest
Educación
Salud
Otros servicios
puntos porcentuales
spnd invest-fbor combi-fbor22
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Variación Equivalente (ΔBienestar) para Cálculo VPN en Equilibrio General (miles millcolones)
-30
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0
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bill
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es
combi-tdir combi-fbor combi-fbor-rp
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Cambio en Endeudamiento Externo y Repago Crédito (miles mill colones)
-60
-40
-20
0
20
40
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80
100
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20
30
bill
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es
fbor
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Análisis Costo-Beneficio: Equilibrio Parcial vs. Equilibrio General (miles mill colones)
*EG es equilibrio general.
0 50 100 150 200 250
equilibrio parcial
EG* - combi-tdir
EG* - combi-fbor
EG* - combi-fbor-rp
billions of colones
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Comentarios Finales
• IEEM es modelo de EGC multi-propósito que puede capturar relación economía-ambiente
• analizar shocks considerando efectos directos e indirectos
• e.g., evaluar Plan de Descarbonización, políticas de empleo, otros.
• actualmente, desarrollando IEEM-Costa Rica multi-regional
• MEGC permite análisis costo-beneficio considerando efectos directos e indirectos y de corto y mediano/largo plazo en los costos y beneficios de una inversión pública (e.g., turística) o privada
• además, incluimos el repago del crédito externo26
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IEEM Video y Referencias• English: https://vimeo.com/240348050
• Spanish: https://vimeo.com/243498201
• O. Banerjee, M. Cicowiez and A. Moreda. 2019. Evaluating theeconomic viability of public investments in tourism. Journal ofBenefit-Cost Analysis. Forthcoming.
• O. Banerjee, M. Cicowiez, J. M. Horridge and R. Vargas. 2019. Evaluating synergies and trade-offs in achieving the SDGs ofzero hunger and clean water and sanitation: An application ofthe IEEM Platform to Guatemala. Ecological Economics 161: 280–291.
• O. Banerjee, M. Cicowiez, J. M. Horridge and R. Vargas. 2019. The SEEA-based Integrated Economic-EnvironmentalModelling framework: an illustration with Guatemala's forestand fuelwood sector. Environmental and Resource Economics72 (2): 539–558.
• O. Banerjee, M. Cicowiez, J. M. Horridge and R. Vargas. 2016. A conceptual framework for integrated economic-environmental modelling. Journal of Environment & Development 25 (3): 276–305. 27
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JORNADAS
DE INVESTIGACIÓN
ECONÓMICA
Departamento de Investigación Económica
Diciembre, 2019
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Diapositivas Adicionales
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Análisis Costo-Beneficio EP y EG
𝑁𝑃𝑉 = −𝐼0 +𝐶11 + 𝑟+𝐶11 + 𝑟 2
+⋯+𝐶𝑇(1 + 𝑟)𝑇
𝑁𝑃𝑉 =
𝑡=2019
𝑇=2030𝐸𝑉𝑡
(1 + 𝑟)𝑡−2019
donde
EV: variación equivalente
r=12%
t={2019,…,2030}.
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Otros Datos Además MCS
• Además, para calibrar IEEM• emisiones CO2 por actividad
• utilización de agua por actividad
• usos de la tierra (e.g., hectáreas)
• número de ocupados por actividad
• tasas de subutilización del trabajo
• stocks iniciales de capital y deuda
• elasticidades de producción, consumo, comercio, migración factorial
• MP capital en infraestructura
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ISIM: Una Interfaz para IEEM
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IEEM como Modelo Estándar
• El modelo IEEM está codificado como modelo “estándar” → separación entre teoría del modelo y datos para calibración
• conjunto de archivos con código GAMS (General Algebraic Modeling System)
• archivos de Excel que contienen datos y definen simulaciones; típicamente, referidos a un país
• todo lo que no está vinculado a una aplicación, forma parte del código del modelo
• si se quiere hacer una modificación, se hace sólo una vez –en archivos modelo
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IEEM como Modelo Estándar – cont.
• El código está escrito de manera que “capture” lo que encuentra en la base de datos que está almacenada archivo en Excel
• desagregación/agregación flexible
• alternativas para algunos supuestos claves• módulos ambientales
• regla de cierre macro
• reglas para los ingresos y el gasto del gobierno
• reglas para los pagos del sector no gobierno
• presencia/ausencia de desempleo
• presencia/ausencia de sectores regulados
• otros
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Mercados Factoriales con Desempleo/Capacidad Ociosa
0
1
2
3
4
5
85 87 89 91 93 95
wag
e
100 - unemployment rate (%)
Supply
Demand
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Otras Extensiones, Análisis Dist e Interacción con Mod Ser Ecosistémicos
• Para el sector forestal, algunas alternativas: • deforestación exógena/endógena
• transición desde tierra forestal a tierra agrícola/ganadera
• desagregación tala legal/ilegal; renta del recurso
• Para análisis distributivo; enfoque “top-down” relativamente simple pero extremadamente relevante desagregación hogares en MCS.
• Además, enfoque “top-down” para interacción con modelos de servicios ecosistémicos.
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IEEM Multi-Regional
• IEEM multi-regional extiende versión nacional para considerar dos o más regiones de un país
• “commuting” entre regiones
• transferencias entre regiones
• federalismo fiscal
• transacciones “supra-nacionales”; e.g., cuenta capital
• más requerimientos de información; procedimiento para generar base de datos
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Instrumentos de Política Gobierno
• IEEM identifica varios instrumentos para implementar políticas públicas.
• Gastos:• corrientes
• capital (inversión); infraestructura y resto
• Ingresos (financiamiento):• impuestos; “impuestos verdes”
• transferencias desde el resto del mundo
• endeudamiento (interno y/o externo)
• Además, flexibilidad para diseñar escenarios; regla de cierre macro.
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Principales Resultados
• IEEM reporta la evolución en el tiempo de• consumo privado y público, inversión privada y
pública, exportaciones, importaciones, valor agregado, empleo, e impuestos
• todos los indicadores a nivel nacional o desagregados (por actividad, producto, y/o tipo de hogar)
• varios indicadores ambientales (e.g., consumo de agua per cápita)
• proxy ahorro genuino = ahorro contabilizando agotamiento recursos naturales, contaminación, e inversión en capital humano
• stocks de deuda interna y externa
• indicadores distributivos (pobreza y desigualdad)
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Preguntas que Pueden Realizarse –cont.
• ¿Qué pasaría si…• cambios en disponibilidad de agua?
• cambios en eficiencia consumo de energía?
• cambios en deforestación?
• cambios en política tributaria?
• cambios en precios mundiales de exportación/importación?
• alivio deuda externa?
• cambios en la tasa de crecimiento poblacional con/sin cambios en la estructura etaria de la población?
• patrones alternativos de crecimiento de la productividad en sectores privados?
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Preguntas que Pueden Realizarse
• ¿Qué pasaría si el gobierno…• expande la provisión de uno o más servicios
financiado con• ayuda externa
• impuestos
• endeudamiento doméstico/externo?
• se achica en un área y se agranda en otra sin modificaciones en el “espacio fiscal”?
• se vuelve más/menos productivo, ajustando uno o más tipos de gasto y/o financiamiento como respuesta?
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IEEM+ESM
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IEEM+ESM: IEEM+Modelado Servicios Ecosistémicos
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La Interacción IEEM+ESM
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Paso 1: Generar Escenario Base con IEEM
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Paso 2: Desarrollar y Correr Modelo Uso y Cobertura del Suelo
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Paso 3: Parametrizar y Correr Modelos Servicios Ecosistémicos
• Por ejemplo, InVEST Sediment Delivery Ratio Model
• 𝑈𝑆𝐿𝐸𝑖 = 𝑅𝑖 ⋅ 𝐾𝑖 ⋅ 𝐿𝑆𝑖 ⋅ 𝐶𝑖 ⋅ 𝑃𝑖donde
• 𝑈𝑆𝐿𝐸𝑖 = annual soil loss on pixel 𝑖
• 𝑅𝑖 = rainfall erosivity
• 𝐾𝑖 = soil erodibility
• 𝐿𝑆𝑖 = slope length-gradient
• 𝐶𝑖 = crop-management factor
• 𝑃𝑖 = support practice factor
• En la práctica, erosión severa cuando USLE > 11 tons/ha/yr.
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Paso 3: Parametrizar y Correr Modelos Servicios Ecosistémicos – cont.
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Paso 4: Vincular Erosión con Variable Exógena/Parámetro IEEM
• Por ejemplo, cambios en productividad agrícola por cambios en erosión del suelo – 8% de pérdida de productividad agrícola si erosión severa (Panagos et al. 2018).
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Paso 5: Iteración Shocks IEEM+ESM
• Finalmente, incorporar valor del cambio en servicios ecosistémicos (e.g., mitigación erosión) en análisis costo-beneficio.
312,027
(129,704)
(200,000) (100,000) - 100,000 200,000 300,000 400,000
USD
VALUE OF EROSION MITIGATION SERVICES
SDG2,6 EROSION IMPACT SDG15 EROSION IMPACT
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