[논문 리뷰] UPDATE February 2012 - The Food Crises: Predictive validation of a quantitative model of food prices including speculators and ethanol conversion

Marco Lagi, Yavni Bar‐Yam외 2명|arXiv (Cornell University)|2012. 03. 06.

Market Dynamics and Volatility인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 투자자들의 사상과 에탄올 전환을 포함한 동적 정량 모델을 검증하여, 2012년 1월까지 강력한 예측 정확도를 입증한다. 모델은 2004년에서 2012년 사이에 식량 가격 급등의 주요 원인이 추세 추종적 사상과 에탄올 생산임을 확인하며, 어떠한 모수 조정 없이도 이들을 설명할 수 있어, 향후 가격 추세에 대한 강건성과 예측 능력을 보여준다.

ABSTRACT

Increases in global food prices have led to widespread hunger and social unrest---and an imperative to understand their causes. In a previous paper published in September 2011, we constructed for the first time a dynamic model that quantitatively agreed with food prices. Specifically, the model fit the FAO Food Price Index time series from January 2004 to March 2011, inclusive. The results showed that the dominant causes of price increases during this period were investor speculation and ethanol conversion. The model included investor trend following as well as shifting between commodities, equities and bonds to take advantage of increased expected returns. Here, we extend the food prices model to January 2012, without modifying the model but simply continuing its dynamics. The agreement is still precise, validating both the descriptive and predictive abilities of the analysis. Policy actions are needed to avoid a third speculative bubble that would cause prices to rise above recent peaks by the end of 2012.

연구 동기 및 목표

• 2004년에서 2012년 사이 관측된 가격 변동을 설명하는 정량적이고 동적인 세계 식량 가격 모델을 제공하기 위해.
• 모델의 예측 정확도가 원래 캘리브레이션 기간을 초월하여 2012년 1월까지 유지되는지 테스트하기 위해.
• 투자자 사상과 에탄올 전환의 식량 가격 변동성에 대한 상대 기여도를 평가하기 위해.
• 지속적인 에탄올 생산으로 인한 또 다른 사상 버블과 식량 가격 상승의 장기적 위험을 평가하기 위해.
• 미래의 식량 위기를 방지하기 위해 사상 규제와 에탄올 보조금과 같은 조치 가능한 정책 수단을 규명하기 위해.

제안 방법

• 모델은 시장 균형 복구를 나타내는 매개변수 $k_{sd}$에 의해 지배되는 월라시안 가격 조정 메커니즘과 수요 공급 역학을 통합한다.
• 투자자들이 수익률이 상승하는 자산으로 자본을 이동시키는 방식으로 추세 추종적 사상 행동을 매개변수 $k_{sp}$를 통해 모델링한다.
• 자산 배분은 상품, 주식, 채권 간에서 시뮬레이션되며, 기대 수익률에 따라 이동을 제어하는 매개변수 $\mu_{equity}\gamma_{0}$ 및 $\mu_{bonds}\gamma_{0}$를 포함한다.
• 에탄올 전환은 미국의 에탄올 생산에 비례하는 공급 쇼크로 모델링되며, 공급 수요 프레임워크를 통해 옥수수 가격에 미치는 영향을 기록한다.
• 모델은 2004년 1월에서 2012년 1월까지 실제 데이터와 비교하여 시뮬레이션된 식량 가격 경로(FAO 식량가격지수)를 통해 검증된다.
• 두 가지 피팅을 비교한다: 2011년 연구에서 유래한 원래 매개변수(초록 곡선)와 전체 기간 동안 새로 최적화된 매개변수(빨간 곡선)를 사용하여 모델의 강건성을 테스트한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사상과 에탄올 전환을 포함한 동적 모델이 원래 캘리브레이션 기간을 초월하여 세계 식량 가격 추세를 얼마나 정확하게 예측할 수 있는가?
• RQ2 2004년에서 2012년 사이 관측된 식량 가격 급등에 대해 투자자 사상과 에탄올 전환의 상대 기여도는 어느 정도인가?
• RQ3 모델 매개변수는 시간이 지남에 따라 얼마나 안정적인가, 그리고 이는 시장 기초 요인이나 사상 행동의 지속성에 대해 어떤 의미를 갖는가?
• RQ4 모델은 새로운 사상 버블의 발생을 예측할 수 있으며, 언제 발생할 수 있는가?
• RQ5 사상이나 에탄올 생산으로 인한 향후 식량 가격 급등을 완화하기 위해 어떤 정책 개입이 가능할 수 있는가?

주요 결과

• 2011년 3월까지의 데이터로부터 유도된 모델의 원래 매개변수 집합은 재캘리브레이션 없이도 2012년 1월까지 식량 가격 추세를 정확하게 예측하여, 그 예측 타당성이 확인되었다.
• 전체 기간(2004년 1월–2012년 1월)에 대한 새로 최적화된 매개변수는 미미한 변화를 보였다: $k_{sd}$는 5.1% 감소하였고, $k_{sp}$는 1.6% 감소하였으며, $\mu_{equity}\gamma_{0}$는 10.5% 감소하였고, $\mu_{bonds}\gamma_{0}$는 28.7% 감소하였다. 이는 모델의 안정성을 시사한다.
• 공급 수요 균형 매개변수 $k_{sd}$와 사상가 매개변수 $k_{sp}$의 변화가 미미하여, 2011년까지는 시장 기본 요인이나 사상 행동에 구조적 변화가 없음을 시사한다.
• 에탄올 보조금이 2011년 12월에 만료되었음에도 불구하고, 높은 유가와 미국 옥수수의 37%에 대한 기존 보장 수요로 인해 에탄올 생산이 계속 유지될 수 있으며, 이는 식량 가격에 상행 압력을 유지할 수 있다.
• 모델은 2013년 초에 또 다른 사상 버블이 발생해 식량 가격이 2008년과 2011년의 최고 수준을 초월할 수 있다고 예측한다. 이는 에탄올 생산 증가가 더 이상 없더라도 가능하다.
• 에탄올 생산이 다년간의 추세를 유지할 경우, 장기 균형 식량 가격은 사상 없이도 지속적인 공급 쇼크로 인해 1년 이내에 위기 수준에 도달할 것이다.