Computable General Equilibrium (Egc) for the Production of Sugar and Bioethanol in Colombia

Luis Carlos Manrique
Ingeniero Industrial. Consultor independiente. Investigador Grupo de Investigación en Sistemas Logísticos, Facultad de Ingeniería, Universidad de la Sabana. Chía, Colombia.
luismanriqueruiz@gmail.com

Edgar Gutiérrez
MSc. Profesor. Investigador del Grupo de Investigación en Sistemas Logísticos, Facultad de Ingeniería, Universidad de la Sabana. Chía, Colombia.
edgar.gutierrez@unisabana.edu.co

Gloria González ]]> Ph.D. Profesora Asociada. Directora de Investigación y Desarrollo. Directora del Doctorado en Biociencias. Directora del Grupo de Investigación en Procesos Agroindustriales. Facultad de Ingeniería, Universidad de la Sabana. Chía, Colombia.
gloria.gonzalez@unisabana.edu.co

Recibido 22 de septiembre de 2008, aprobado 19 de noviembre de 2008, modificado 13 de enero de 2009.

PALABRAS CLAVES
Bioetanol. Modelo de Equilibrio General Computable, Matriz de Contabilidad Social.

RESUMEN
Este trabajo presenta los resultados obtenidos de un Modelo de Equilibrio General Computable (MEGC) para la producción de azúcar y bioetanol con base en la caña de azúcar en Colombia; se analizan diferentes escenarios resueltos mediante el software de optimización GAMS con el solver CPLEX, con el fin de maximizar las utilidades y conocer el plan de producción. Estos indican el impacto cuantitativo de un cambio estratégico en las políticas de producción y las interrelaciones con los sectores comprometidos.

KEY WORDS
Bioethanol, Computable General Equilibrium Model, Social Accounting Matrix.

ABSTRACT ]]> This work presents the results of a Computable General Equilibrium Model (EGC) for the production of sugar and bioethanol from sugar Cane, in Colombia; Different scenarios are made, its solved in the optimization software GAMS with the CPLEX solver with the object of maximize the profits and know the production planning, its shows the quantitative impact of a strategic change in the production politics and its relations with jeopardize sectors.

INTRODUCCIÓN

En 1997 fue firmado en Japón el protocolo de Kyoto, en el cual un conjunto de países se comprometieron a reducir la emisión de gases que generan efecto invernadero en un porcentaje definido para cada país; el gobierno colombiano apoyo esta resolución mundial y se unió al protocolo, comprometiéndose a través de la Ley 693 de 2001 a utilizar un 10% de alcohol carburante en la gasolina para combustible automotor.

Los alimentos constituyen la materia prima para la elaboración de bioetanol, lo cual ha generado una gran preocupación en torno al precio de los alimentos que se derivan de la materia prima (cana de azúcar, yuca, remolacha, etc.); la producción de bioetanol genera mayores ganancias para los empresarios, convirtiéndose en la opción mas atractiva, y, aunque los alimentos son de vital importancia para el mundo, el tema energético genera cada vez mayores beneficios económicos [1].

Este trabajo realiza un análisis económico del impacto de la producción de bioetanol en la economía colombiana a partir de caña de azúcar, a través de las matrices de insumo producto, de coeficientes y de contabilidad social, las cuales permiten entender el comportamiento de la economía y de cada uno de sus sectores. Constituyen también la base para la construcción de un Modelo de Equilibrio General Computable (MEGC) que permite integrar las cuentas nacionales, encontrar equilibrios y, además, proponer cambios en la economía para así entender el impacto de estos en los demás sectores.

PRODUCCIÓN DE BIOETANOL EN COLOMBIA

Brasil y Colombia son los países que lideran la producción de bioetanol en Latinoamérica a partir de caña de azúcar. En Colombia, la producción industrial de bioetanol inicio en el año 2005 con más de 27 millones de litros producidos a partir de caña de azúcar registrados por la Asociación de Cultivadores de Cana de Azúcar de Colombia [2]. Actualmente la producción de bioetanol supera un millón de litros diarios y se han venido desarrollando proyectos para producir industrialmente bioetanol con base en otros productos como: remolacha, yuca, soya, maíz, entre otros.

MODELO DE EQUILIBRIO GENERAL COMPUTADO (MEGC)

Los modelos MEGC hacen una caracterización de los agentes económicos y de su comportamiento en la economía bajo los principios de racionalidad. Además, representan las relaciones entre ellos y los mercados, generando así equilibrios competitivos [3]. Estos modelos son usados en muchos países, sin embargo, la complejidad percibida de este acercamiento analítico y la capacidad de concentración dentro de un pequeño numero de instituciones académicas, han hecho que los políticos, analistas u otros investigadores eviten el uso de MCGE en sus análisis o tomas de decisiones [4].

La diferencias en cuanto a la determinación de la inversión, el pleno empleo, el desempleo, la competencia perfecta, el carácter complementario o sustitutivo de las importaciones respecto a la producción nacional, etc., determinan la corriente que sigue el MEGC, la cual puede ser de corte neoclásico o de corte estructuralista [5]. En los modelos neoclásicos los mercados tienden a mantener un equilibrio dinámico cumpliendo la Ley de Walras [6], según la cual no existe ningún exceso de demanda ni de oferta para ningún bien; en estos modelos existe competencia perfecta, el mercado asigna eficientemente los recursos, existe pleno empleo y el ahorro determina la inversión de la economía. Por otro lado, los modelos estructuralistas dan cabida a comportamientos oligopolicos, desempleo y complementariedad de las importaciones [3]. Al revisar los MEGC desarrollados y sus aplicaciones empíricas se observa que los modelos de corte neoclásico Walrasiano son los más usados y han sido ampliamente aceptados por modeladores, planificadores y economistas en general [5].

La Figura 1 muestra la metodología seguida para la construcción del MEGC, la cual contempla el análisis previo a la construcción del modelo, los ajustes necesarios al mismo y los cambios de política que constituyen el análisis de sensibilidad.

Figura 1. Metodología para la construcción del MEGC.

Para poder realizar el Modelo de Equilibrio General, fue necesario tener en cuenta algunos supuestos: (i) El PIB no tendrá un cambio significativo en su tendencia, puesto que este no ha presentado en los últimos anos un cambio importante. (ii) El pronostico del etanol fue realizado manteniendo todos los demás sectores constantes (ceteris paribus ). (iii) Al momento de iniciar la producción industrial de bioetanol, la economía se encuentra en equilibrio.

MATRIZ INSUMO PRODUCTO

En una Matriz de Insumo Producto se presentan: (i) transacciones interindustriales donde las columnas representan los egresos y las filas los ingresos, (ii) la demanda intermedia que transforma el flujo de bienes, los servicios producidos y los servicios consumidos con el fin de obtener el producto o servicio final, (iii) demanda final la cual representa las ventas de producción hacia un mercado final que incluye consumo de hogares, consumo de gobierno, exportaciones, entre otros. La matriz IO (IO por sus siglas en ingles Input- Output) cuenta también con el valor agregado que incluye capital y remuneración por factores de producción y productos [7]. Para la realización de la Matriz IO se tomaron los datos de las matrices de oferta y de utilización presentadas por el Departamento Administrativo Nacional de Estadísticas de Colombia [8], [9], agregando en última instancia los sectores de la economía así: 1. Agricultura y minería, 2. Servicios públicos, 3. Bienes de consumo, 4. Bienes de capital, 5. Construcción, 6. Comercio, 7. Servicios públicos, 8. Servicios de gobierno. Los consumos intermedios considerados en la matriz son: factor asalariados, factor excedente bruto de explotación y factor consumo de capital fijo. Por último, los impuestos son incluidos en la matriz como elemento constitutivo de la economía. La Tabla 1 muestra la matriz IO construida.

Tabla 1. Matriz de Insumo Producto. (Valores en millones de pesos).

MATRIZ DE COEFICIENTES

A través de la matriz IO, se obtiene la matriz de coeficientes que sale de la relación porcentual que existe en los diferentes sectores, capital, trabajo, impuestos, etc., junto con el valor bruto de producción; esta ayuda a entender el comportamiento de un producto desagregado en la economía. En este caso, es de utilidad para entender el comportamiento del etanol y azúcar en la economía; se asume que estos productos se comportan con los mismos patrones que el área económica donde se encuentran. Es necesario para el análisis de la producción de etanol y azúcar encontrar el impacto y saber si entre ellos hay una relación de equilibrio, teniendo en cuenta la convención de Debreu donde los bienes corresponden a un tiempo y un lugar específico [10]. Por esta razón se analiza el equilibrio walrasiano, encontrando que existe un equilibrio autárquico; es decir, todo lo que es producido se consume [2]. Se encuentra, de esta manera, que para el principio de la producción de etanol a nivel industrial en el país (ano 2005) no había un impacto en los precios del azúcar y otros productos. La Tabla 2 muestra la matriz de coeficientes construida.

MATRIZ DE CONTABILIDAD SOCIAL PARA COLOMBIA

La matriz de Contabilidad Social (SAM) es una matriz cuadrada en la cual se registran todas las transacciones entre sectores; esta matriz debe corresponder con exactitud al sistema de cuentas nacionales SNA (por sus siglas en ingles: System of Nacional Accounts) y en ella son registrados los ingresos y los egresos de los diferentes sectores. En esta matriz la sumatoria de las filas debe ser igual a la sumatoria de las columnas. Esta, al igual que la matriz IO, permite identificar las relaciones que existen entre los diferentes sectores y "constituye la base numérica de las herramientas orientadas al análisis multisectorial más complejas como los modelos de equilibrio general" [11]. En un país con una economía inestable, donde la moneda presenta variaciones significativas en un periodo de tiempo, los productos que son comprados al inicio de un cambio significativo en la economía no tienen el mismo valor una vez realizado el cambio; por esta razón, en ocasiones al construir la matriz de contabilidad social los ingresos difieren de los egresos. Esta situación se presento al construir la SAM para Colombia por lo que fue necesario balancear la matriz usando el método de entropía cruzada [12], este método fue primeramente usado por el International Food Policy Research Institute en el año 1999 y consiste en la construcción de una nueva matriz SAM minimizando la diferencia entre egresos e ingresos, teniendo presente un conjunto de restricciones. La Tabla 3 muestra la matriz de contabilidad social corregida

Tabla 3. Matriz de Contabilidad Social Corregida. (Valores en millones de pesos).

RESULTADOS

Luego de ser aplicado el MEGC, se encontró que el crecimiento de la producción de etanol hace que el Producto Interno Bruto (PIB) se aumente en 0.16% anual en promedio, debido a su influencia en el sector industrial, ya que es un biocombustible con alta demanda en la actualidad.

Se realizo un análisis de la producción nacional de etanol y azúcar, creando diferentes escenarios de la demanda final de la industria; de esta manera, se encontró el equilibrio en la economía nacional a través de la demanda del etanol y del azúcar y su relación en el mercado, así mismo se encontraron las variaciones que tendría el precio del etanol y azúcar con diferentes cambios de políticas, se analizo el crecimiento del sector de servicios, el capital y el trabajo. Los resultados obtenidos son mostrados en la tabla 4.

Tabla 4. Resultados obtenidos para cada escenario planteado (Las flechas hacia abajo corresponden a una reducción en los diferentes sectores analizados, mientras que las flechas hacia arriba representan incrementos).

En la primera columna se muestran los cambios porcentuales realizados en la demanda final de la industria. Se encontraron los siguientes comportamientos a medida que aumenta la demanda: (a) El Valor Bruto de Producción de la Industria aumenta (teniendo en cuenta los supuestos). (b) Los precios de etanol y azúcar aumentan. (c) Disminuye el crecimiento del sector servicios. (d) El capital de trabajo crece y empieza a estabilizarse en un 26% cuando la demanda final en la industria crece entre 15 y 20%. (e) La mano de obra crece en menor proporción que la demanda industrial, respectivamente.

Figura 2. Crecimientos proyectados por sector.

Los anteriores resultados evidencian la importancia de ingresar en la producción de biocombustibles, de esta manera se generan mayores ingresos al país; sin embargo, teniendo en cuenta que los resultados muestran grandes inversiones en la producción de etanol, es necesario apoyar a los demás sectores económicos, tal como el sector servicios, el cual presenta un crecimiento promedio de 1.2% respecto al año anterior.

El sector industrial presenta un crecimiento del 7.1% respecto al año anterior debido a la producción de alcohol carburante, el crecimiento de capital será de 5.2% y el de la mano de obra del 4%.

Teniendo en cuenta que el etanol tiene una participación del 0.29% en el sector industrial, según las estadísticas, se encontró que la diferencia entre el pronostico de la demanda de etanol con referencia al PIB y los datos obtenidos con el MEGC son cada vez menores. La mayor inversión se presenta en el ano 2005, donde fue necesario adquirir tecnología, mano de obra, y capital. En los años siguientes se presenta una disminución y para el año 2008 se presenta una tendencia creciente, esta tendencia está dada por nuevas inversiones y por la ejecución de los proyectos actuales y nacientes, tal como se observa en la Figura 3:

Figura 3. Diferencia anual del PIB.

La Tabla 5 muestra el Valor Bruto de Producción tanto en la industria como en servicios y también en los factores de producción como capital y trabajo. Se encontró que la producción de etanol proyectada tendrá incidencia positiva en los sectores industriales anteriormente mencionados.

CONCLUSIONES

Al analizar los diferentes escenarios tanto del impacto del azúcar como del etanol, se encuentra que es rentable para el país la producción del etanol con base en caña de azúcar. Según los resultados obtenidos, el crecimiento de la producción de etanol ha hecho que se aumenten las ganancias en el sector industrial dado que es un combustible con una demanda significativa y el país cuenta con la materia prima necesaria y la capacidad de producción requerida.

Es importante que el país ingrese en la producción de biocombustibles lo cual conduciría a generar mayores ingresos; sin embargo, es necesario apoyar los demás sectores, por ejemplo el sector de los servicios, debido a que las grandes inversiones que serán realizadas para la producción de etanol descuidaran otras no menos importantes para el país. La inversión de capital también crecerá a medida que crece la producción de etanol así como el trabajo, aunque en menor proporción.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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