[논문 리뷰] The Food Crises: A quantitative model of food prices including speculators and ethanol conversion

Marco Lagi, Yavni Bar‐Yam외 2명|RePEc: Research Papers in Economics|2011. 09. 21.

Market Dynamics and Volatility인용 수 10

한 줄 요약

이 논문은 투자자들의 사전적 행동과 에탄올 전환 작용이 최근의 식량 가격 급등의 주요 원인임을 보여주는 동적 정량 모델을 개발한다. 전통적인 수요-공급 요인들이 아니라, 이 모델은 추세 추종적 투자와 자산 간 자본 이동을 통합하여 2007–2008년과 2010–2011년의 가격 정점과 그 배경이 되는 상승 추세를 네 개의 적합 매개변수로 정확히 재현한다. 이는 규제가 없는 금융시장과 에탄올 정책이 직접적으로 세계적 식량 가격 변동성 증가를 이끌었다는 것을 입증한다.

ABSTRACT

Recent increases in basic food prices are severely impacting vulnerable populations worldwide. Proposed causes such as shortages of grain due to adverse weather, increasing meat consumption in China and India, conversion of corn to ethanol in the US, and investor speculation on commodity markets lead to widely differing implications for policy. A lack of clarity about which factors are responsible reinforces policy inaction. Here, for the first time, we construct a dynamic model that quantitatively agrees with food prices. The results show that the dominant causes of price increases are investor speculation and ethanol conversion. Models that just treat supply and demand are not consistent with the actual price dynamics. The two sharp peaks in 2007/2008 and 2010/2011 are specifically due to investor speculation, while an underlying upward trend is due to increasing demand from ethanol conversion. The model includes investor trend following as well as shifting between commodities, equities and bonds to take advantage of increased expected returns. Claims that speculators cannot influence grain prices are shown to be invalid by direct analysis of price setting practices of granaries. Both causes of price increase, speculative investment and ethanol conversion, are promoted by recent regulatory changes---deregulation of the commodity markets, and policies promoting the conversion of corn to ethanol. Rapid action is needed to reduce the impacts of the price increases on global hunger.

연구 동기 및 목표

• 최근 식량 가격 상승에 대해 금융 사전적 행동이 수요-공급 요인보다 지배적인가를 둘러싼 논란을 해결하기 위해.
• 관측된 식량 가격 동적 변화, 즉 급격한 정점과 배경 추세를 정확히 재현하는 동적 정량 모델을 개발하기 위해.
• 사전적 행동과 에탄올 전환 작용이 식량 가격에 미치는 영향을 분리하고 정량화하여, 사전적 투자가 상품 시장에 영향을 미칠 수 없다는 주장을 반박하기 위해.
• 규제 변화—상품 시장의 자유화와 에탄올 보조금—이 직접적으로 가격 변동성과 기아를 증가시켰음을 입증하기 위해.

제안 방법

• 공급과 수요(k_c, k_sd) 및 사전적 행동(k_sp)을 포함하는 동적 가격 모델을 개발하며, 동력에 기반한 가격 변화를 반영한다.
• 사전적 투자자의 추세 추종 행동을 모델링하기 위해 k_sp[P(t) - P(t-1)] 항을 도입하여 가격 변동을 증폭시킨다.
• 주식과 채권과 같은 대체 투자 자산과의 결합을 통해 k_i[P_i(t) - P_i(t-1)]를 도입하여 자산 간 자본 이동을 모델링한다.
• 목표 데이터로 FAO 식량 가격 인덱스를 사용하며, 2007년 5월 이후 네 가지 핵심 매개변수—k_sd, k_sp, k_1(S&P 500), k_2(10년 만기 국채)—를 통해 모델을 적합시킨다.
• 차분 방정식 시스템(Eq. 28)을 활용하여 금융 시장 수익률의 피드백을 포함한 가격 변화를 시뮬레이션한다.
• 모델 성능을 검증하기 위해 시뮬레이션된 가격과 실제 데이터를 비교하여 주요 가격 정점과 중간 변동 모두에 대해 정확한 적합도를 보였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 금융 사전적 행동이 수요-공급 기초 요인보다 2007–2008년과 2010–2011년 식량 가격 급등을 얼마나 잘 설명하는가?
• RQ2 추세 추종적 사전적 행동과 자산 간 자본 유동을 포함한 정량 모델이 관측된 식량 가격 동적 변화를 재현할 수 있는가?
• RQ3 에탄올 전환 작용과 사전적 행동 중 어느 것이 식량 가격의 장기적 상승 추세에 더 큰 기여를 하는가?
• RQ4 최근의 규제 변화—상품 시장의 자유화와 에탄올 보조금—이 가격 변동성과 식량 부족에 어떻게 기여하는가?
• RQ5 사전적 투자가 상품 시장에 영향을 미칠 수 없다는 주장은 경험적 분석과 모델 기반 분석에서 입증되는가?

주요 결과

• 사전적 행동과 에탄올 전환 작용을 포함한 모델은 FAO 식량 가격 인덱스를 높은 정확도로 적합하지만, 순수 수요-공급 모델은 관측된 동적 변화를 재현하지 못한다.
• 2007–2008년과 2010–2011년의 가격 정점은 모두 사전적 행동에 기인하며, k_sp = 1.29는 사전적 투자가 기본 요인을 초월해 가격 변화를 30% 증폭시킨다는 것을 시사한다.
• 이 시스템은 자연적인 주기 23.6개월(약 2년)을 보이며, 연간 선물 계약 만기 및 재고 조정과 일치한다.
• 곡물 재고는 2008년 9월에서 2009년 9월 사이에 증가했으며, 이는 버블 이후 재고 축적을 예측한 모델의 예측과 일치한다.
• 공급-수요 매개변수 k_sd = 0.098와 k_sp의 조합은 안정적인 버블-붕괴 사이클을 생성하며, 사전적 행동이 시장을 불안정하게 만들었다는 것을 확인한다.
• 주식과 채권을 모두 대체 투자 채널로 포함할 경우 모델의 적합도가 가장 높으며, S&P 500가 자본 재배치 과정에서 핵심 역할을 한다.