[논문 리뷰] ge_gravity2: a command for solving universal gravity models

Rodolfo G. Campos, Iliana Reggio외 1명|arXiv (Cornell University)|2024. 04. 14.

Economic theories and modelsEconomics, Econometrics and Finance인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 일반균형 무역모형을 확장하여 정규화된 중력모형에서 양의 총공급탄력성 조건을 갖는 조작가능한 시뮬레이션을 가능하게 하는 Stata 명령어 ge_gravity2를 소개한다. 이전에는 영향력이 없는 탄력성 모형에 국한되었으나, 이제는 무역비용, 기술, 생산성 변화에 따른 복지, 무역량, 생산량 변화를 분석할 수 있다. 이 명령어는 비선형 방정식계를 해결하기 위해 세계적으로 수렴하는 고정점 알고리즘을 사용하며, 정책 평가 및 역사적 무역 제도 분석에 활용 가능하다.

ABSTRACT

We describe an algorithm for computing counterfactual trade flows, prices, output, and welfare in a large class of general equilibrium trade models. We introduce a command called ge_gravity2 that allows users to perform these computations in Stata. This command extends the existing ge_gravity command by allowing users to compute the general equilibrium effects of changes in trade policy in positive supply elasticity models. It can be used to solve any model that falls into the class of universal gravity models as defined by Allen, Arkolakis, and Takahashi [Universal Gravity, Journal of Political Economy, 128(2), 2020, 393-433].

연구 동기 및 목표

• 일반균형 무역모형에서 양의 총공급탄력성 조건을 갖는 모델로 ge_gravity 명령어의 기능을 확장하여 무역정책 분석에 더 넓은 적용 가능성을 제공한다.
• 일반균형 무역모형의 비선형 방정식계를 해결하기 위한 계산 효율성이 뛰어나고 세계적으로 수렴하는 알고리즘을 제공한다.
• 모든 국가를 아우르는 통합 프레임워크 내에서 무역 장벽, 기술 파rameter, 생산성 충격의 변화가 미치는 영향을 시뮬레이션할 수 있도록 한다.
• 기존 ge_gravity 명령어와의 후행 호환성을 유지하면서도 새로운 경제적 파rameter와 출력 기능을 추가한다.
• 다양한 무역 및 성장 모형에서 정규화된 중력 프레임워크를 활용한 실증 연구 및 정책 평가를 촉진한다.

제안 방법

• 명령어는 Alvarez와 Lucas(2007)의 영감을 받은 고정점 알고리즘을 구현하여 국소 근사에 의존하지 않고 전체 비선형 방정식계를 해결한다.
• 이 알고리즘은 빙산 무역장벽, 수요 및 공급에서의 상수탄력성, 시장 clearing, 외생적 무역적자, 통화단위 선택이라는 여섯 가지 구조적 조건을 필요로 하는 정규화된 중력모형 프레임워크 내에서 작동한다.
• 알고리즘은 이원간 무역비용, 외생적 무역비용, 생산함수 파rameter(예: a_hat 옵션을 통한 생산성) 변화에 대한 비교정적 분석을 계산한다.
• 이 방정식계는 Allen 등(2020)의 결과를 일반화하여 무균형 무역과 양의 공급탄력성을 허용함으로써, 전 세계 복지 및 생산량 반응을 시뮬레이션할 수 있다.
• 명령어는 국가별 또는 연도별 시뮬레이션을 위한 by 접두어를 지원하며, 후분석을 위해 여러 행렬(예: W_hat, W0, W1, W2)을 저장한다.
• 사용자는 탄력성(예: theta), 공급탄력성(psi), 및 사용자 정의 생산성 충격(a_hat) 등의 파arameter를 지정하여 실제 정책 변화를 시뮬레이션할 수 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 양의 공급탄력성 조건이 있는 모형에서 무역비용 변화가 전 세계 무역량, 생산량, 복지에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 공급반응성이 비영일 경우, 무역협정의 일반균형 복지 영향은 어떠한가?
• RQ3 국가의 생산성 증가가 정규화된 중력모형 하에서 전 세계 무역 패턴과 복지에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 공급탄력성에 대한 다양한 가정(예: 0, 1, 2)이 무역정책 변화의 복지 영향 추정치에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ5 공급탄력성이 0일 경우 ge_gravity2 명령어가 원래 ge_gravity 명령어의 결과를 정확히 재현할 수 있는가? 후행 호환성 확인

주요 결과

• 공급탄력성이 1로 설정되었을 때, 프랑스 정권 기간 동안의 무역제한으로 인한 스페인의 복지 손실은 psi=0일 때 -1.535%에서 1980년 기준 -2.284%로 증가하여, 양의 공급탄력성 조건에서 복지비용이 더 크게 나타남.
• 공급탄력성이 2일 경우, 1980년 기준 스페인의 복지 손실은 -3.385%p로 증가하여, 공급반응성이 높을수록 관세 장벽의 부정적 영향이 크게 증폭됨을 보여줌.
• 중국의 생산성이 10% 증가하면 국제무역량은 5.575% 증가하고, 국내 생산량은 11.439% 상승하며, 복지는 10.776% 향상되어 글로벌 파급효과가 명백히 드러남.
• 공급탄력성이 0일 경우 원래 ge_gravity 명령어의 결과를 정확히 재현함으로써, 후행 호환성과 신뢰성 확보.
• 대부분의 응용에서 비선형 방정식계의 전역 해에 거의 즉각적으로 수렴하여 계산 효율성 확보.
• by 접두어를 활용한 국가별 세부 시뮬레이션 기능을 통해, 스페인의 복지비용이 여러 해와 탄력성 가정에 따라 어떻게 변화하는지 분석이 가능함.