the wider economic effects of transport infrastructure investments from agglomeration ... · 2016....
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Einführung Monopolmacht Agglomeration Schlussbemerkungen
The Wider Economic Effectsof Transport Infrastructure Investments
from Agglomeration and Monopoly PowerMichael Holtkamp
[email protected] für Regionalforschung
Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Konferenz „Verkehrsökonomik und -politik“,Berlin, 2.-3. Juni 2016
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 1 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration Schlussbemerkungen
Inhalt1 Einführung
LiteraturGrundlagen
2 MonopolmachtGrundlagenGrundlegendes ModellMonopol, Oligopol und Duopol
3 AgglomerationGrundlagenNumerische BeispieleErgebnisse
4 SchlussbemerkungenMichael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 2 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenLiteratur
MonopolmachtUK Department for Transport (2014)
Der Zusatzeffekt wird pauschal mit 10% der „transport userbenefits“ angegeben (Änderung der Konsumentenrente).Diese sind bei einem Transportkostenrückgang meist positiv.Basierend auf partialanalytischen Schätzungen vonPreisaufschlägen und Preiselasitzitäten der Nachfrage
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 3 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenLiteratur
AgglomerationUK Department for Transport (2014)
Definition von „Functional Urban Regions“ (FURs)In den FURs steigt die „effektive Dichte“ und demzufolge dieProduktivität (basierend auf Empirie)
Positiver Zusatzeffekt in monozentrischem Modell vonVenables (2007)
Keine endogenen Standorte der HaushalteNeue ökonomische Geographie
Pflüger (2004) und Ottaviano et al. (2002) modellierenWohlfahrtsverluste durch räumliche Konzentration.
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlagen
ModellaufbauAllgemeine GleichgewichtsmodelleEisberg-TransportkostenReduktion der Transportkosten
Monopolmacht: SubventionAgglomeration: exogene Reduktion
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 5 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlagen
ModellaufbauProblemWas sind die Bestimmungsfaktoren des Wohlfahrtseffekts?
1 KonsumentMindestens 2 IndustrienMindestens 1 Industire mit unvollkommenem Wettbewerb;potentiell verschiedene PreisaufschlägePotentiell verschieden hohe Transportkosten der Industrienbzw. Unternehmen in einer IndustrieKonsument nutzt Teil seines Einkommens für Subvention;Unternehmen passen ihre Preis-/Mengenwahl an
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 6 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlagen
ModellaufbauProblemWas sind die Bestimmungsfaktoren des Wohlfahrtseffekts?
Wohlfahrtsmaß ist die Compensating VariationWohlfahrtseffekte sind NettoeffekteSteigung des direkten Effekts ist anfänglich NullSteigung des Zusatzeffekts ist zunächst gleich Steigung desindirekten Effekts
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 6 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlagen
ModellaufbauProblemWas sind die Bestimmungsfaktoren des Wohlfahrtseffekts?
0
φ∗0
p > τ̄m p < τ̄m
Ewid
Edir Eind
Subsidy rate (φ)
Welfar
eeffec
ts
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 6 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlegendes Modell
Unbestimmte PreisaufschlägeKeine Annahmen bzgl. Marktstrukturen und PräferenzenBeliebige Anzahl von Industrien mit potentiell verschiedenenPreisaufschlägen und Transportkosten
TheoremEin positiver Wohlfahrtseffekt entsteht . . .
. . . durch Verlagerung der ökonomischen Aktivität hin zu denIndustrien mit hohen Preisaufschlägen sowie durch eineReduktion des fixen Ressourcenverbrauchs.. . . bei Nullgewinnen durch die Reduktion desdurchschnittlichen Ressourcenverbrauchs.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 7 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlegendes Modell
Konstante PreisaufschlägeCobb-Douglas-NutzenfunktionDixit-Stiglitz-Industrien (monopolistischer Wettbewerb) mitkonstanten relativen Preisaufschlägen
TheoremDie ökonomische Aktivität wird hin zu den Industrien mit hohenTransportkostenintensitäten verlagert, da diese relativ starksubventioniert werden.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 8 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlegendes Modell
Wohlfahrtseffekt bei zwei Industrien
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
d) ν1 = 2, ν2 = 1.2, τ̄1 = 1.5, τ̄2 = 1.25c) ν1 = 1.3, ν2 = 1.3, τ̄1 = 1.4, τ̄2 = 1.2
b) ν1 = 1.4, ν2 = 1.2, τ̄1 = 1.2, τ̄2 = 1.4a) ν1 = 1.4, ν2 = 1.2, τ̄1 = 1.4, τ̄2 = 1.2
00
00
00
00
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 9 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
ModellaufbauProblemWie verändern sich in den Industrien die Preise, diePreisaufschläge, die Mengen, die Unternehmenszahlen, etc.?
Eine Industrie mit vollkommenem Wettbewerb und ohneTransportkostenEin Monopol, Oligopol oder Duopol mit Transportkosten
LemmaDer Wohlfahrtseffekt ist positiv, da die Industrie mit demunvollkommenen Wettbewerb subventioniert wird.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 10 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Modell mit MonopolTheorem
Der Monopolist reagiert auf den Rückgang seinerGrenzkosten mit einer Preisreduktion und einenMengenerhöhung.Die Steigung des Wohlfahrtseffekts ist positiv bis der Preisauf die volkswirtschaftlichen Grenzkosten gefallen ist.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 11 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Modell mit Monopol
0
φ∗0
p > τ̄m p < τ̄m
Ewid
Edir Eind
Subsidy rate (φ)
Welfar
eeffec
ts
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 11 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Modell mit OligopolProblemWelche zusätzlichen Effekte ergeben sich bei mehr als einemUnternehmen?
Cournot-OligopolHeterogene Firmen, stetige Verteilung der TransportkostenEs produzieren nur die Firmen, die einen nicht-negativenGewinn erwirtschaften können.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 12 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Unternehmenszahl im Gleichgewichtnu
n̄n
0τ̄uτuc̄c1
c(n)
nc(c)nc(c)|φ=0
Cut-off transport cost (c)Nu
mber
offirms
(n)
nu
n̄n
0τ̄urr̄1
r(n)r(n)|φ=0
nr(r)
Cut-off transport cost (r)
Numb
eroffi
rms(n)
TheoremEs treten weitere Unternehmen in den Markt ein.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 13 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Effekt auf Transportkosten-Intervall
1
r
c
r̄
c̄
φ = 0
TheoremDie zusätzlichen Unternehmen sind weniger produktiv.Es entstehen eventuell zusätzliche Fixkosten.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 14 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und Duopol
Modell mit DuopolProblemWas ist der Effekt des Eintritts eines Unternehmens?
2 UnternehmenVerschieden hohe TransportkostenOhne Subvention produziert nur das Unternehmen mit dengeringeren Transportkosten.Durch den Eintritt des anderen Unternehmens entsteht keinezusätzlichen Fixkosten.
„Reciprocal Dumping Model“ von Brander and Krugman (1983)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 15 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolEntwicklung des PreisesSimultane Preiswahl
1.5
ν̌τdm
1.151φ̌0
νmτdm
τem
Subsidy rate (φ)
Price
(p)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 16 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolEntwicklung des PreisesSequentielle Preiswahl mit Protektionismus
1.5
ν̌τdm
1.151φ̌0
νmτdm
τem
Subsidy rate (φ)
Price
(p)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 16 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolEntwicklung des PreisesSequentielle Preiswahl mit Gewinnmaximierung
1.5
ν̌τdm
ν́τdm
1.151φ́φ̌0
νmτdm
τem
Subsidy rate (φ)
Price
(p)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 16 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolWohlfahrtseffektSimultane Preiswahl
0.118
0
−0.0491φ∗φ̌0
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 17 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolWohlfahrtseffektSequentielle Preiswahl mit Protektionismus
0.118
0
−0.0491φ∗φ∗∗φ̌0
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 17 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenMonopol, Oligopol und DuopolWohlfahrtseffektSequentielle Preiswahl mit Gewinnmaximierung
0.118
0
−0.0491φ∗φ∗∗φ́φ̌0
Subsidy rate (φ)
Indire
cteffec
t(Eind
)
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 17 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenGrundlagen
ModellaufbauProblemExistiert beim Auftreten von Konzentration eine Externalität?Falls ja, ist sie positiv oder negativ?
Symmetrisches Zentrum-Peripherie-Modell in Anlehnung anKrugman (1991)Nur eine Art von Haushalt; jeder Haushalt besitzt identischeMengen der zwei Produktionsfaktoren (Arbeit und Boden)Arbeiter sind mobil; Boden ist immobilIndividuelles reales Einkommen als Wohlfahrtsmaß, keineKompensation und keine soziale Wohlfahrtsfunktion
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 18 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleLangfristige GleichgewichtePositive Externalität
unstablestable
τu τsτbTransport cost (τ)
Labor
distrib
ution
(λ r)
1 1.9
0
0.5
1
TheoremDie Externalität ist positiv, wenn τb < τu .
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 19 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleLangfristige GleichgewichteNegative Externalität
unstablestable
τu τsτbTransport cost (τ)
Labor
distrib
ution
(λ r)
1 3.21
0
0.5
1
TheoremDie Externalität ist negativ, wenn τb > τu .
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 19 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleDispersion vs. KonzentrationNegative Externalität
χ − 1θ − 1ω̂/λ̂
3.3τsτbτu1Transport cost (τ)
Break/
sustain
/welfar
ecurv
e
0
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 20 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleDispersion vs. KonzentrationKeine Externalität
χ − 1θ − 1ω̂/λ̂
2.34τsτb = τu1Transport cost (τ)
Break/
sustain
/welfar
ecurv
e
0
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 20 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleDispersion vs. KonzentrationPositive Externalität
χ − 1θ − 1ω̂/λ̂
1.84τsτuτb1Transport cost (τ)
Break/
sustain
/welfar
ecurv
e
0
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 20 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleWohlfahrtseffektNegative Externalität
ὼω
3.3τsτbτu1Transport cost (τ)
Welfar
elevel
s
0.9323
1.0045
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 21 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleWohlfahrtseffektKeine Externalität
ὼω
2.34τsτb = τu1Transport cost (τ)
Welfar
elevel
s
0.8959
0.9411
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 21 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenNumerische BeispieleWohlfahrtseffektPositive Externalität
ὼω
1.84τsτuτb1Transport cost (τ)
Welfar
elevel
s
0.8728
0.9024
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 21 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenErgebnisse
Keine Externalität (substitutionaler Fall)
Cost share of labor in A-sector (η)
Expend
iture
share
forM-
good(
µ)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 22 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenErgebnisse
Dispersion vs. Konzentration (substitutionaler Fall)
σ < σnbh
Cost share of labor in A-sector (η)
Expend
iture
share
forM-
good(
µ)
χb < 1
χb > 1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 23 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenErgebnisse
Dispersion vs. Konzentration (substitutionaler Fall)
σ < σnbh
Cost share of labor in A-sector (η)
Expend
iture
share
forM-
good(
µ)
χb < 1
χb > 1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 23 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenErgebnisse
Keine Externalität (limitationaler Fall)
τbu > τR γ + µ > 1
Labor share in A-sector (γ)
Expend
iture
share
forM-
good(
µ)
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 24 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration SchlussbemerkungenErgebnisse
Dispersion vs. Konzentration (limitationaler Fall)
σ < σnbh
τb > τR γ + µ > 1
Labor share in A-sector (γ)
Expend
iture
share
forM-
good(
µ)
χb < 1
χb > 1
0 0.2 0.4 0.6 0.8 10
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 25 / 28
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Einführung Monopolmacht Agglomeration Schlussbemerkungen
ZusammenfassungDas Vorzeichen des Zusatzeffekts ist nicht eindeutig.
MonopolmachtIn einem allgemeinen Gleichgewichtsmodell führt derSubstitutionseffekt zu negativen Effekten in den wenigertransportintensiven Industrien.Die Markteintritte bzw. -austritte von Unternehmenverursachen entgegengesetzte Effekte
AgglomerationDurch Einbeziehung eines Einkommenseffekts imIndustriesektor gegenüber Pflüger (2004) und Ottavianoet al. (2002) ist ein Wohlfahrtsgewinn durchaus erwartbar.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 26 / 28
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Literatur IBrander, J. A. & Krugman, P. R. (1983). A "Reciprocal Dumping"
Model of International Trade. Journal of InternationalEconomics, 15:313–321.
Department for Transport (2014). TAG Unit A2.1: Wider Impacts:Transport Analysis Guidance (TAG).
Krugman, P. R. (1991). Increasing Returns and EconomicGeography. Journal of Political Economy, 99(3):483–499.
Ottaviano, G. I. P., Tabuchi, T., & Thisse, J.-F. (2002).Agglomeration and Trade Revisited. International EconomicReview, 43(2):409–435.
Pflüger, M. (2004). A Simple, Analytically Solvable,Chamberlinian Agglomeration Model. Regional Science andUrban Economics, 34(5):565–573.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 27 / 28
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Literatur IIVenables, A. J. (2007). Evaluating Urban Transport Improvements:
Cost-Benefit Analysis in the Presence of Agglomeration andIncome Taxation. Journal of Transport Economics and Policy,41(2):173–188.
Michael Holtkamp Institut für Regionalforschung | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Berlin, 3. Juni 2016 28 / 28
EinführungMonopolmachtAgglomerationSchlussbemerkungenAppendix