Πολύπλοκα συστήματα και δίκτυα στην οικονομία

Abstract

Complex networks and systems play an important role in the economy and refer to interconnected firms, industries or countries, and the relationships and interactions among them. The present doctoral dissertation investigates empirically the Global Value Chains or GVCs as directed weighted networks with countries as nodes and value added flows as edges. This methodology allows the research and visualization of the trade interconnection of many countries involved in international trade. The examination of GVCs as networks offers insight into the structure of global trade, the relationships and patterns of value creation and trade among countries, their role in different economic sectors and their integration in GVCs. Each node represents a country. The importance of a node is related to value added inputs and outputs, but also to its direct and indirect interconnection with the other countries in the network. The edges represent value added flows among countries as a percentage of global flows of value added. These value added flows represent the transfer of intermediate goods, components and services among countries in the production process. The edges capture the connections and dependencies among countries in terms of their contribution to value creation and their reliance on inputs/outputs from other countries. Edges have direction and weight. The direction indicates whether the flow of value added is imported or exported. The weight represents the share of value added flow among countries, providing a measure of the strength of the traded value added. The analysis of GVCs as networks allows the examination of various network properties such as centrality, clustering, connectivity, and resilience. It helps to identify key nodes that play a significant role in the network, to understand the patterns of value-added flows and to assess the vulnerability or resilience of the network structure. The study of GVCs as networks lets policymakers, such as politicians, economists, researchers, to understand the dynamics of global trade, identify opportunities for improvement and diversification, the effects of a slowdown or a shock, and to design policies aimed at enhancing relative position and competitiveness within GVCs.The empirical research focuses on the examination of GVCs using Leontief multipliers, entropy measures, and specific statistical network analysis indicators. Leontief multipliers, also known as input-output multipliers, are used to assess the interdependencies among countries in a sectoral network. Entropy is used as a measure of the trade flows diversification of each country. The statistical network analysis utilizes eigen centrality to assess the influence of each country, degree centrality to evaluate the relative position of each country in GVC networks, and the degree centralization to measure the concentration of trade flows within GVC networks.Applying the above mentioned measures, it was investigated the competitive dynamics within GVCs over a period of fifteen years (2000-2014), the structure of the sectoral GVCs networks, the dominant countries, and their level of trade diversification. Employing Granger Causality, it was examined the direction of causality between a country’s relative position in GVCs and its import/export diversification. Moreover, it was studied the transmission of economic shocks through the GVCs and the impact of a shock such as the “trade war” between the US and China. Leontief multipliers were used to estimate the impact of changes in demand on the output of each country in each sectoral GVC network due to a shock. To explore the relationship between the multiplier and each country’ s participation in GVCs, a panel regression analysis was conducted. The multiplier was set as the independent variable and the relative position of each country as importer, as exporter, imports diversification and exports diversification were considered as the dependent variables. Finally, it was performed a sectoral study of the GVC networks involved in the production of personal protective equipment, the demand of which increased excessively due to the pandemic “COVID-19”, namely chemicals, rubber/plastics, and textiles. In the sectoral networks, countries with higher share of value added exports than imports or “value-added surplus” were identified. Their flow diversification was assessed using entropy measures, and their egonets were analyzed. The empirical findings highlight the important but different role of specific economies in the GVC networks, namely China, the US and Germany. China participates in GVCs as the “global factory”, the US as the “brand creator” and Germany as the “trade centre” of the GVC networks. Countries with high degree centrality and therefore high dominance in GVC networks also present high eigen centrality and therefore increased influence. Consequently, a slowdown or a shock in these economies is expected to have a great impact on the GVC networks. In the context of GVC integration, a country seeking to establish or enhance its involvement in GVCs should adopt a strategy of cooperation with a few in non-polarized GVC networks. In addition, a country with a dominant position in a sectoral GVC network does not necessarily have high trade diversification, but when it has it is difficult to lose its dominance. Developing economies that adopt diversification strategies could improve their dominance in sectoral GVC networks.The Granger causality between a country’s position in GVCs and its trade diversification depends on the assumption of homogeneity or heterogeneity across sectors and across countries. The hypothesis of homogeneity across sectors and across countries suggests that import diversification causes the relative position of a country as an importer in the GVCs. The hypothesis of homogeneity across sectors and heterogeneity across countries leads to mixed results and weak evidence of causality from export diversification to relative position as an exporter in the GVCs. The hypothesis of heterogeneity across sectors and heterogeneity across countries suggests that relative position as importer/ exporter causes trade diversification of imports/exports in some cases, while in other cases a bi-directional causality.The cross country and sector panel regression analysis indicate a positive statistically significant relationship between multiplier with relative position as importer and export diversification and a negative relationship between multiplier with relative position as exporter and import diversification. Consequently, during periods of protectionism a country is expected to reduce its imports flows and/or shorten its customers’ network and/or increase its export flows and/or expand its suppliers’ network. Our empirical findings from the network analysis combined with the multiplier values suggest that the “trade war” will be less harmful for the US than for China. The US has a larger surplus of value-added flows than China and achieves much better diversification of its imports and exports, which is reflected in its smaller average multiplier than China’ s. In addition, the US imposed high import tariffs in sectors where China was its largest value added exporter. The inverse is not applicable, suggesting that the US designed the tariff policy to directly affect Chinese exports to the US and produce a significant adverse impact on the Chinese economy (due to higher multipliers). However, the evolution of the degree centrality values suggests that the US participation in the GVCs may have reached at a maturity stage, while China’s participation accelerates.The sectoral analysis of GVC networks involved in the production of personal protective equipment revealed that the US has the highest value added surplus in “chemicals”, Japan in “rubber and plastics” and China in “textiles”. The US has the most diversified flows in “chemicals”, Germany in “rubber and plastics” and Italy in “textiles”. Finally, the egonets analysis revealed that the USA is a key supplier in all the three sectoral GVC networks.

Τα πολύπλοκα δίκτυα και συστήματα διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην οικονομία και αναφέρονται σε διασυνδεδεμένες επιχειρήσεις, κλάδους ή χώρες, καθώς και τις σχέσεις και αλληλεπιδράσεις μεταξύ τους. Η παρούσα διατριβή εξετάζει εμπειρικά τις Παγκόσμιες Αλυσίδες Αξίας ή ΠΑΑ ως κατευθυνόμενα βεβαρυμμένα δίκτυα με κόμβους τις χώρες και ακμές τις ροές προστιθέμενης αξίας. Αυτή η μεθοδολογία επιτρέπει την οπτικοποίηση και την ανάλυση της εμπορικής διασύνδεσης πολλών χωρών που μετέχουν στο διεθνές εμπόριο. Με την εξέταση των ΠΑΑ ως δίκτυα λαμβάνουμε γνώση της δομής του παγκόσμιου εμπορίου, των σχέσεων και προτύπων δημιουργίας και ανταλλαγής αξίας μεταξύ των χωρών και του ρόλου αυτών στους διάφορους οικονομικούς κλάδους και του επιπέδου ενσωμάτωσης τους στις ΠΑΑ. Κάθε κόμβος αντιπροσωπεύει μια χώρα. Η σημασία ενός κόμβου σχετίζεται με τον αριθμό και τον όγκο των εισερχόμενων και εξερχόμενων ροών προστιθέμενης αξίας, αλλά και το επίπεδο διασύνδεσης του άμεσα και έμμεσα με τις υπόλοιπες χώρες του δικτύου. Οι ακμές αντιπροσωπεύουν τις ροές προστιθέμενης αξίας μεταξύ των χωρών, ως ποσοστό των παγκόσμιων ροών. Αυτές οι ροές προστιθέμενης αξίας αντιπροσωπεύουν τη μεταφορά ενδιάμεσων αγαθών, εξαρτημάτων και υπηρεσιών μεταξύ των χωρών στο πλαίσιο της παραγωγικής διαδικασίας. Αποτυπώνουν τις εξαρτήσεις και τις συνδέσεις μεταξύ των χωρών όσον αφορά τη συμβολή τους στη δημιουργία αξίας και την εξάρτησή τους από εισροές/εκροές από άλλες χώρες. Οι ακμές έχουν κατεύθυνση και βάρος. Η κατεύθυνση υποδεικνύει εάν η ροή προστιθέμενης αξίας έχει τη μορφή εισαγωγών ή εξαγωγών μεταξύ των χωρών. Το βάρος αντιπροσωπεύει το ποσοστό της προστιθέμενης αξίας που ρέει μεταξύ των χωρών, παρέχοντας ένα μέτρο της έντασης ανταλλαγής προστιθέμενης αξίας. Η ανάλυση των ΠΑΑ ως δίκτυα επιτρέπει την εξέταση διαφόρων χαρακτηριστικών του δικτύου, όπως η κεντρικότητα (συγκέντρωση συνδέσεων σε λίγους κόμβους), η συσταδοποίηση, (σχηματισμός κοινοτήτων με μέλη όμοιων χαρακτηριστικών), η συνδεσιμότητα και η ανθεκτικότητα. Βοηθά στον εντοπισμό βασικών κόμβων που διαδραματίζουν κεντρικό ρόλο στο δίκτυο, στην κατανόηση των προτύπων ροής προστιθέμενης αξίας και στην αξιολόγηση της ευπάθειας ή της αντοχής της δομής του δικτύου. Μελετώντας τις ΠΑΑ ως δίκτυα, οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής, όπως οι πολιτικοί, οι οικονομολόγοι, οι ερευνητές, μπορούν να αποκτήσουν πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη δυναμική του παγκόσμιου εμπορίου, να εντοπίσουν ευκαιρίες για βελτίωση και διαφοροποίηση, να αξιολογήσουν τις επιδράσεις των διαταραχών και να σχεδιάσουν πολιτικές για την ενίσχυση της συμμετοχής και της ανταγωνιστικότητας στις ΠΑΑ.Στην εμπειρική διερεύνηση, οι ΠΑΑ εξετάζονται μέσω των πολλαπλασιαστών Leontief, της εντροπίας και συγκεκριμένων μέτρων στατιστικής ανάλυσης δικτύων. Οι πολλαπλασιαστές Leontief, γνωστοί και ως πολλαπλασιαστές εισροών-εκροών, χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση των αλληλεξαρτήσεων μεταξύ των χωρών ενός κλαδικού δικτύου. Η εντροπία χρησιμοποιείται ως μέτρο διαφοροποίησης των εμπορικών ροών κάθε χώρας. Τα μέτρα στατιστικής ανάλυσης δικτύων που χρησιμοποιούνται είναι η ιδιοδανυσματική κεντρικότητα των κόμβων και η κεντρικότητα βαθμού κόμβων και δικτύου, για να αξιολογηθεί η επιρροή κάθε κόμβου, η θέση κάθε κόμβου στο δίκτυο και η συγκέντρωση των εμπορικών ροών των δικτύων ΠΑΑ. Μέσω των προαναφερόμενων μέτρων διερευνήθηκαν οι συνθήκες ανταγωνισμού στις ΠΑΑ για μια περίοδο δεκαπέντε ετών (2000-2014), εστιάζοντας στη διάρθρωση του κάθε κλαδικού δικτύου ΠΑΑ, στις χώρες με κυρίαρχη θέση και τη διαφοροποίηση αυτών. Χρησιμοποιώντας την αιτιότητα κατά Granger εξετάστηκε η κατεύθυνση της αιτιότητας μεταξύ της σχετικής θέσης μίας χώρας στις ΠΑΑ και της διαφοροποίησης εισαγωγών/εξαγωγών της. Επιπλέον, εξετάστηκε η μετάδοση οικονομικών διαταραχών μέσω των ΠΑΑ και οι επιπτώσεις μίας διαταραχής όπως ο «εμπορικός πόλεμος» μεταξύ των Ηνωμένων Πολιτειών Αμερικής (ΗΠΑ) και της Κίνας. Με τις τιμές των πολλαπλασιαστών Leontief εκτιμήθηκε ο αντίκτυπος αλλαγών της ζήτησης στην παραγωγή κάθε χώρας σε κάθε κλαδικό δίκτυο, εξαιτίας μίας διαταραχής. Με σκοπό να προσδιοριστεί η σχέση του πολλαπλασιαστή με τον τρόπο συμμετοχής κάθε χώρας στις ΠΑΑ πραγματοποιήθηκε ανάλυση παλινδρόμησης σε πάνελ λαμβάνοντας τον πολλαπλασιαστή ως ανεξάρτητη μεταβλητή και ως εξαρτημένες μεταβλητές την σχετική θέση κάθε χώρας ως εισαγωγέας, ως εξαγωγέας, την διαφοροποίηση εισροών της και την διαφοροποίηση εκροών της. Τέλος, πραγματοποιήθηκε κλαδική μελέτη των δικτύων ΠΑΑ που εμπλέκονται στην παραγωγή Εξοπλισμού Ατομικής Προστασίας (ΕΑΠ), η ζήτηση των οποίων αυξήθηκε υπερβολικά λόγω της πανδημίας «COVID-19», και συγκεκριμένα τα χημικά, τα πλαστικά και τα κλωστοϋφαντουργικά υλικά. Σε κάθε κλαδικό δίκτυο εντοπίστηκαν οι χώρες που εξάγουν υψηλότερο ποσοστό προστιθέμενης αξίας από ό,τι εισάγουν, με αποτέλεσμα «πλεόνασμα προστιθέμενης αξίας» και υπολογίστηκε η διαφοροποίηση των ροών τους χρησιμοποιώντας την εντροπία και αναλύθηκαν τα δίκτυα των συνεργατών τους. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας ανέδειξαν τον ιδιαίτερα σημαντικό, αλλά διαφορετικό, ρόλο συγκεκριμένων οικονομιών στα δίκτυα ΠΑΑ και συγκεκριμένα της Κίνας, των ΗΠΑ και της Γερμανίας. Η Κίνα συμμετέχει στις ΠΑΑ ως το «παγκόσμιο εργοστάσιο», οι ΗΠΑ ως «δημιουργός εμπορικών σημάτων» και η Γερμανία ως «εμπορικό κέντρο» των ΠΑΑ. Οι χώρες με υψηλό βαθμό κεντρικότητας και επομένως υψηλή κυριαρχία στα δίκτυα ΠΑΑ εμφανίζουν και υψηλή ιδιοδιανυσματική κεντρικότητα, επομένως αυξημένη επιρροή. Ως εκ τούτου, μία διαταραχή ή ένα σοκ σε αυτές αναμένεται να έχει μεγαλύτερο αντίκτυπο στα δίκτυα ΠΑΑ. Όσον αφορά την ενσωμάτωση χωρών στις ΠΑΑ, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι χώρες που επιθυμούν να εισέλθουν ή να αυξήσουν τη συμμετοχή τους είναι πιο πιθανό να το πετύχουν εφαρμόζοντας στρατηγική συνεργασίας με λίγους σε μη πολωμένα (συγκεντρωμένα) δίκτυα ΠΑΑ. Δεύτερον, μια χώρα με δεσπόζουσα θέση σε ένα κλαδικό δίκτυο ΠΑΑ δεν σημαίνει απαραίτητα πως έχει αυξημένη διαφοροποίηση εμπορικών ροών, αλλά όταν έχει είναι δύσκολο να χάσει την κυριαρχία της. Τρίτον, οι αναπτυσσόμενες οικονομίες που υιοθετούν στρατηγικές διαφοροποίησης έχουν την ευκαιρία να βελτιώσουν την κυριαρχία τους στα κλαδικά δίκτυα ΠΑΑ. Η αιτιότητα κατά Granger μεταξύ σχετικής θέσης μίας χώρας στις ΠΑΑ και της διαφοροποίησης των ροών της καθορίζεται από την υπόθεση ομοιογένειας ή ετερογένειας μεταξύ των κλάδων και μεταξύ των χωρών. Η υπόθεση ομοιογένειας μεταξύ κλάδων και μεταξύ χωρών υποδεικνύει πως η διαφοροποίηση των εισαγωγών αιτιάζει την σχετική θέση μίας χώρας ως εισαγωγέας στις ΠΑΑ. Η υπόθεση ομοιογένειας μεταξύ κλάδων και ετερογένειας μεταξύ χωρών οδηγεί σε ανάμεικτα αποτελέσματα και αδύναμες ενδείξεις αιτιότητας από τη διαφοροποίηση εξαγωγών προς την σχετική θέση ως εξαγωγέας στις ΠΑΑ. Η υπόθεση ετερογένειας μεταξύ κλάδων και μεταξύ χωρών υποδεικνύει σε ορισμένες περιπτώσεις πως η σχετική θέση είτε ως εισαγωγέας ή ως εξαγωγέας στις ΠΑΑ αιτιάζει την εμπορική διαφοροποίηση εισαγωγών/εξαγωγών, αντίστοιχα, ενώ σε άλλες περιπτώσεις εντοπίζεται διπλής κατεύθυνσης αιτιότητας. Οι εκτιμήσεις των συντελεστών της παλινδρόμησης σε πάνελ μεταξύ πολλαπλασιαστών κάθε χώρας σε κάθε κλάδο ως ανεξάρτητη μεταβλητή και της σχετικής θέσης κάθε χώρας ως εισαγωγέας, ως εξαγωγέας, της διαφοροποίησης εισροών και της διαφοροποίησης εκροών σε κάθε κλάδο υποδηλώνουν θετική στατιστικά σημαντική σχέση μεταξύ πολλαπλασιαστή με την σχετική θέση ως εισαγωγέας και της διαφοροποίησης εξαγωγών και αρνητική σχέση μεταξύ πολλαπλασιαστή με την σχετική θέσης ως εξαγωγέας και την διαφοροποίηση εισαγωγών. Επομένως, σε περιόδους προστατευτισμού μία χώρα αναμένεται να επιδιώξει μείωση του όγκου εισαγωγών ή/και περιορισμό του δικτύου πελατών της ή/και αύξηση όγκου εξαγωγών ή/και διεύρυνση δικτύου προμηθευτών της. Τα εμπειρικά ευρήματα της δικτυακής ανάλυσης σε συνδυασμό με τις τιμές των πολλαπλασιαστών δείχνουν ότι ο «εμπορικός πόλεμος» θα είναι λιγότερο επιβλαβής για τις ΗΠΑ από ό,τι για την Κίνα. Οι ΗΠΑ εμφανίζουν μεγαλύτερο πλεόνασμα ροών προστιθέμενης αξίας από την Κίνα και επιτυγχάνουν πολύ καλύτερη διαφοροποίηση των εισαγωγών και των εξαγωγών τους, γεγονός που αποτυπώνεται και στον μικρότερο κατά μέσο όρο πολλαπλασιαστή της σε σχέση με αυτό της Κίνας. Επιπλέον, οι ΗΠΑ επέβαλαν υψηλούς εισαγωγικούς δασμούς σε κλάδους, όπου η Κίνα ήταν ο μεγαλύτερος εξαγωγέας προστιθέμενης αξίας στις ΗΠΑ. Το αντίθετο δεν ισχύει, γεγονός που υποδεικνύει πως οι ΗΠΑ σχεδίασαν τη δασμολογική πολιτική για να επηρεάσουν άμεσα τις κινεζικές εξαγωγές προς τις ΗΠΑ και να παράγουν σημαντικό αντίκτυπο στην κινεζική οικονομία (λόγω των υψηλότερων πολλαπλασιαστών). Ωστόσο, η εξέλιξη των τιμών της κεντρικότητας βαθμού υποδεικνύει πως η συμμετοχή των ΗΠΑ στις ΠΑΑ ενδέχεται να έχει φθάσει σε ένα στάδιο ωριμότητας, ενώ η συμμετοχή της Κίνας ακολουθεί επιταχυνόμενο ρυθμό.Από την ανάλυση των τριών κλαδικών δικτύων ΠΑΑ που εμπλέκονται στην παραγωγή εξοπλισμού ατομικής προστασίας βρέθηκε πως οι ΗΠΑ έχουν υψηλότερο πλεόνασμα προστιθέμενης αξίας στα «χημικά», η Ιαπωνία στα «καουτσούκ/πλαστικά» και η Κίνα στα «κλωστοϋφαντουργικά» προϊόντα. Οι ροές προστιθέμενης αξίας των ΗΠΑ ήταν ιδιαίτερα διαφοροποιημένες στα «χημικά», της Γερμανίας στα «ελαστικά και πλαστικά» και της Ιταλίας στα «κλωστοϋφαντουργικά». Τέλος, από την ανάλυση των δικτύων συνεργατών προέκυψε πως οι ΗΠΑ είναι βασικός και σημαντικότερος προμηθευτής και στα τρία κλαδικά δίκτυα ΠΑΑ.