Forecasting electricity demand using generalized long memory

This paper studies the electricity hourly load demand in the area covered by a utility situated in the southeast of Brazil. We propose a stochastic model which employs generalized long memory (by means of Gegenbauer processes) to model the seasonal behavior of the load. The model is proposed for sectional data, that is, each hour’s load is studied separately as a single series. This approach avoids modeling the intricate intra-day pattern (load profile) displayed by the load, which varies throughout days of the week and seasons. The forecasting performance of the model is compared with a SARIMA benchmark using the years of 1999 and 2000 as the out-of-sample. The model clearly outperforms the benchmark. We conclude for general long memory in the series.

Ensaios em econometria aplicada

Este tese é composta por quatro ensaios sobre aplicações econométricas em tópicos econômicos relevantes. Os estudos versam sobre consumo de bens não-duráveis e preços de imóveis, capital humano e crescimento econômico, demanda residencial de energia elétrica e, por fim, periodicidade de variáveis fiscais de Estados e Municípios brasileiros. No primeiro artigo, "Non-Durable Consumption and Real-Estate Prices in Brazil: Panel-Data Analysis at the State Level", é investigada a relação entre variação do preço de imóveis e variação no consumo de bens não-duráveis. Os dados coletados permitem a formação de um painel com sete estados brasileiros observados entre 2008- 2012. Os resultados são obtidos a partir da estimação de uma forma reduzida obtida em Campbell e Cocco (2007) que aproxima um modelo estrutural. As estimativas para o caso brasileiro são inferiores as de Campbell e Cocco (2007), que, por sua vez, utilizaram microdados britânicos. O segundo artigo, "Uma medida alternativa de capital humano para o estudo empírico do crescimento", propõe uma forma de mensuração do estoque de capital humano que reflita diretamente preços de mercado, através do valor presente do fluxo de renda real futura. Os impactos dessa medida alternativa são avaliados a partir da estimação da função de produção tradicional dos modelos de crescimento neoclássico. Os dados compõem um painel de 25 países observados entre 1970 e 2010. Um exercício de robustez é realizado para avaliar a estabilidade dos coeficientes estimados diante de variações em variáveis exógenas do modelo. Por sua vez, o terceiro artigo "Household Electricity Demand in Brazil: a microdata approach", parte de dados da Pesquisa de Orçamento Familiar (POF) para mensurar a elasticidade preço da demanda residencial brasileira por energia elétrica. O uso de microdados permite adotar abordagens que levem em consideração a seleção amostral. Seu efeito sobre a demanda de eletricidade é relevante, uma vez que esta demanda é derivada da demanda por estoque de bens duráveis. Nesse contexto, a escolha prévia do estoque de bens duráveis (e consequentemente, a escolha pela intensidade de energia desse estoque) condiciona a demanda por eletricidade dos domicílios. Finalmente, o quarto trabalho, "Interpolação de Variáveis Fiscais Brasileiras usando Representação de Espaço de Estados" procurou sanar o problema de baixa periodicidade da divulgação de séries fiscais de Estados e Municípios brasileiros. Através de técnica de interpolação baseada no Filtro de Kalman, as séries mensais não observadas são projetadas a partir de séries bimestrais parcialmente observadas e covariáveis mensais selecionadas.

Exchange rate dynamics in Brazil

The paper aims to investigate on empirical and theoretical grounds the Brazilian exchange rate dynamics under floating exchange rates. The empirical analysis examines the short and long term behavior of the exchange rate, interest rate (domestic and foreign) and country risk using econometric techniques such as variance decomposition, Granger causality, cointegration tests, error correction models, and a GARCH model to estimate the exchange rate volatility. The empirical findings suggest that one can argue in favor of a certain degree of endogeneity of the exchange rate and that flexible rates have not been able to insulate the Brazilian economy in the same patterns predicted by literature due to its own specificities (managed floating with the use of international reserves and domestic interest rates set according to inflation target) and to externally determined variables such as the country risk. Another important outcome is the lack of a closer association of domestic and foreign interest rates since the new exchange regime has been adopted. That is, from January 1999 to May 2004, the US monetary policy has no significant impact on the Brazilian exchange rate dynamics, which has been essentially endogenous primarily when we consider the fiscal dominance expressed by the probability of default.

Essays on infrastructure in Brazil

A presente tese engloba cinco trabalhos sobre dois setores brasileiros de infraestrutura: setor de energia e de transportes. No primeiro trabalho, modela-se o lance dos leilões de linhas de transmissão de energia, buscando compreender porque os lances ganhadores têm se situado em níveis abaixo do que se espera. No segundo paper, estima-se a demanda de energia do Brasil e as elasticidades preço e renda que os consumidores apresentem em relação a essa demanda, usando uma técnica ainda não aplicada na literatura e incluindo o período da Crise do Racionamento – a qual pode ter mudado o padrão de consumo dos agentes. No terceiro trabalho, estuda-se a evolução do mercado de gás natural liquefeito (GNL) ao redor do mundo. O GNL pode ser o link que faltava entre os mercados de gás natural e essa hipótese é testada por meio de análises de séries de tempo e de cópulas. O quarto paper discute a entrada do GNL no sistema energético brasileiro e suas eventuais consequências. Por fim, o quinto paper analisa a experiência de leilões de rodovias no Brasil. O trabalho levanta relevantes insights a respeito do modelo de leilão utilizado e dos detalhes contratuais dessas licitações.

Market coupling in the power markets

The thesis analyses the European Unions’ effort to create an integrated pan-European electricity market based on “market coupling” as the proposed allocation mechanism for interconnector transfer capacity. Thus, the thesis’ main focus is if market coupling leads to a price convergence in interlinked markets and how it affects the behavior of electricity price data. The applied research methods are a qualitative, structured literature review and a quantitative analysis of electricity price data. The quantitative analysis relies on descriptive statistics of absolute price differentials and on a Cointegration analysis according to Engle & Granger (1987)’s two step approach. Main findings are that implicit auction mechanisms such as market coupling are more efficient than explicit auctions. Especially the method of price coupling leads to a price convergence in involved markets, to social welfare gains and reduces market power of producers, as shown on the example of the TLC market coupling. The market coupling initiative between Germany and Denmark, on the other hand, is evaluated as less successful and illustrates the complexity and difficulties of implementing market coupling initiatives. The cointegration analysis shows that the time series were already before the coupling date cointegrated, but the statistical significance increased. The thesis suggests that market coupling leads to a price convergence of involved markets and thus functions as method to create a single, integrated European electricity market.

On the economic and fiscal effects of infrastructure investment in Brazil

This article studies the productive impact of infrastructure investment in Brazil. Public-capital expenditures in the country have decreased continuously over the last two decades, and this paper shows the significant impact this has had on infrastructure stocks. Cointegration analysis is used to investigate the long-run association between output and infrastructure, the results being then used to study the short-run dynamic of these variables. Whether in the short or long run, the productive impact of infrastructure was found to be relevant. Other group of simulations studies the impact of expanding capital expenditures through debt finance on debt to GDP ratio as well as on public cash áow and net worth.

Cointegração e price discovery do risco soberano brasileiro

A lei do preço único afirma que o mesmo ativo negociado em diferentes mercados deve apresentar preços equivalentes. Este trabalho busca verificar se o risco de crédito soberano brasileiro negociado no mercado internacional é precificado de forma semelhante tanto nos tradicionais mercados de títulos quanto no novo e crescente mercado de derivativos de crédito. Adicionalmente, utiliza-se a análise de Price Discovery para examinar qual dos mercados se move mais rapidamente em resposta às mudanças nas condições de crédito da economia brasileira. A análise empírica é feita por meio de modelos de séries de tempo, mais especificamente análise de cointegração e vetor de correção de erros. Os resultados confirmam a predição teórica da lei do preço único de que o risco de crédito brasileiro, tanto nos mercados de títulos quanto no mercado de derivativos de crédito, movem-se juntos no longo prazo. Por fim, a maior parte do Price Discovery ocorre no mercado de derivativos de crédito.

EDF and the Brazilian Power Sector

Electricité de France (EDF) is a leading player in the European energy market by being both the first electricity producer in Europe and the world’s leading nuclear plant operator. EDF is also the first electricity producer and supplier in France. However, Europe, EDF’s core market, is currently underperforming: the European sovereign debt crisis is lowering significantly the growth perspective of an energy market that has already reached its maturity. As a consequence, European energy companies are now looking at international markets and especially BRIC economies where economic growth potential remains high. Among them, Brazil is expected to keep its strong economic and electricity demand growth perspectives for the coming decades. Though Brazil has not been considered as a strategic priority for EDF after the Light reversal in 2006, the current economic situation has led the Group to reconsider its position toward the country. EDF’s current presence in Brazil is limited to its stake in UTE Norte Fluminense, a thermal plant, located in the state of Rio de Janeiro. This report investigates the possibility and the feasibility of EDF’s activities expansion in Brazil and what added value it could bring for the Brazilian power market. Considering that the status quo would not allow EDF to take full advantage of Brazil’s future growth, this work is identifying the various options that are currently opened to EDF: market exit, status quo, EDF alone, local partner. For that purpose, this study collects and analyses the latest energy market data as well as generation companies’ information which are necessary to give a relevant overview of the current brazilian power sector and to present EDF strategic options for the country.

Potencial de redução na demanda por energia elétrica no Rio de Janeiro através do modelo de preço variável

A energia elétrica é fundamental para o desenvolvimento de qualquer país e o Brasil atravessa atualmente uma crise energética devido ao baixo nível de seus reservatórios, então diversos temas sobre o sistema elétrico brasileiro vêm à tona a fim de dar mais confiabilidade e evitar futuros racionamentos, permitindo assim que a escassez de energia não seja um impeditivo para o crescimento econômico do país. O presente estudo calcula o potencial de redução de demanda por energia elétrica no estado do Rio de Janeiro através do modelo de preço variável, que consiste em ter tarifas distintas para o horário de ponta e fora de ponta. Este é um entre diversos programas de eficiência energética existentes no mundo atualmente. Para tal cálculo as principais premissas são a projeção de demanda máxima coincidente, o número de consumidores por classe e a elasticidade preço da demanda por energia elétrica. A partir dai são sugeridos três cenários de penetração de AMI (Advanced Metering infrastructure), e três cenários de variação de preço, chegando assim a nove resultados possíveis.

Forecasting electricity load demand: analysis of the 2001 rationing period in Brazil

This paper studies the electricity load demand behavior during the 2001 rationing period, which was implemented because of the Brazilian energetic crisis. The hourly data refers to a utility situated in the southeast of the country. We use the model proposed by Soares and Souza (2003), making use of generalized long memory to model the seasonal behavior of the load. The rationing period is shown to have imposed a structural break in the series, decreasing the load at about 20%. Even so, the forecast accuracy is decreased only marginally, and the forecasts rapidly readapt to the new situation. The forecast errors from this model also permit verifying the public response to pieces of information released regarding the crisis.

Aggregate vs disaggregate data analysis: a paradox in the estimation of money demand function of Japan under the low interest rate policy

We investigate the issue of whether there was a stable money demand function for Japan in 1990's using both aggregate and disaggregate time series data. The aggregate data appears to support the contention that there was no stable money demand function. The disaggregate data shows that there was a stable money demand function. Neither was there any indication of the presence of liquidity trapo Possible sources of discrepancy are explored and the diametrically opposite results between the aggregate and disaggregate analysis are attributed to the neglected heterogeneity among micro units. We also conduct simulation analysis to show that when heterogeneity among micro units is present. The prediction of aggregate outcomes, using aggregate data is less accurate than the prediction based on micro equations. Moreover. policy evaluation based on aggregate data can be grossly misleading.

Time-series properties and empirical evidence of growth and infraestructure: revised version

After more than forty years studying growth, there are two classes of growth models that have emerged: exogenous and endogenous growth models. Since both try to mimic the same set of long-run stylized facts, they are observationally equivalent in some respects. Our goals in this paper are twofold First, we discuss the time-series properties of growth models in a way that is useful for assessing their fit to the data. Second, we investigate whether these two models successfully conforms to U.S. post-war data. We use cointegration techniques to estimate and test long-run capital elasticities, exogeneity tests to investigate the exogeneity status of TFP, and Granger-causality tests to examine temporal precedence of TFP with respect to infrastructure expenditures. The empirical evidence is robust in confirming the existence of a unity long-run capital elasticity. The analysis of TFP reveals that it is not weakly exogenous in the exogenous growth model Granger-causality test results show unequivocally that there is no evidence that TFP for both models precede infrastructure expenditures not being preceded by it. On the contrary, we find some evidence that infras- tructure investment precedes TFP. Our estimated impact of infrastructure on TFP lay rougbly in the interval (0.19, 0.27).

Estimating sectoral cycles using cointegration and common features

This paper investigates the degree of short run and long run co-movement in U.S. sectoral output data by estimating sectoraI trends and cycles. A theoretical model based on Long and Plosser (1983) is used to derive a reduced form for sectoral output from first principles. Cointegration and common features (cycles) tests are performed; sectoral output data seem to share a relatively high number of common trends and a relatively low number of common cycles. A special trend-cycle decomposition of the data set is performed and the results indicate a very similar cyclical behavior across sectors and a very different behavior for trends. Indeed. sectors cyclical components appear as one. In a variance decomposition analysis, prominent sectors such as Manufacturing and Wholesale/Retail Trade exhibit relatively important transitory shocks.

Infraestrutura e produtividade: uma análise empírica

Esta dissertação tem como objetivo analisar a relação entre infra-estrutura e produtividade total dos fatores (PTF) no Brasil e em outros países da América Latina ¿ Argentina, Chile e México. Primeiramente, foi estimado o impacto da relação capital público-privado sobre a produtividade brasileira. Para tanto, utilizou-se um VECM de maneira a investigar a interação entre essas variáveis tanto no longo prazo como no curto (médio). De fato, comprovou-se que essa relação de complementaridade (capital público-privado) ajuda a explicar a trajetória da PTF de 1950 a 2000. Além disso, a análise de curto (médio) prazo indicou que choques (positivos) nesta relação têm um impacto significativo sobre a PTF, mas o contrário não ocorre. Posteriormente, foi testada a hipótese de cointegração entre as medidas físicas de estoques de infra-estrutura (energia elétrica, rodovias e telefonia) e PTF para os países mencionados, através de duas metodologias ¿ procedimento de Johansen e teste de Saikkonen e Lütkepohl (S&L). As elasticidades estimadas sugerem que os setores de energia e rodovias têm uma influência positiva sobre a PTF, portanto, sobre o crescimento econômico de longo prazo. O setor de telefonia não apresentou resultados robustos de cointegração com a produtividade, o que pode indicar um efeito menos expressivo deste setor sobre o crescimento econômico.