Evidence-based Economic Policy - Three Essays in Applied Microeconometrics

Over thirty years ago, Leamer (1983) - among many others - expressed doubts about the quality and usefulness of empirical analyses for the economic profession by stating that "hardly anyone takes data analyses seriously. Or perhaps more accurately, hardly anyone takes anyone else's data analyses seriously" (p.37). Improvements in data quality, more robust estimation methods and the evolution of better research designs seem to make that assertion no longer justifiable (see Angrist and Pischke (2010) for a recent response to Leamer's essay). The economic profes- sion and policy makers alike often rely on empirical evidence as a means to investigate policy relevant questions. The approach of using scientifically rigorous and systematic evidence to identify policies and programs that are capable of improving policy-relevant outcomes is known under the increasingly popular notion of evidence-based policy. Evidence-based economic policy often relies on randomized or quasi-natural experiments in order to identify causal effects of policies. These can require relatively strong assumptions or raise concerns of external validity. In the context of this thesis, potential concerns are for example endogeneity of policy reforms with respect to the business cycle in the first chapter, the trade-off between precision and bias in the regression-discontinuity setting in chapter 2 or non-representativeness of the sample due to self-selection in chapter 3. While the identification strategies are very useful to gain insights into the causal effects of specific policy questions, transforming the evidence into concrete policy conclusions can be challenging. Policy develop- ment should therefore rely on the systematic evidence of a whole body of research on a specific policy question rather than on a single analysis. In this sense, this thesis cannot and should not be viewed as a comprehensive analysis of specific policy issues but rather as a first step towards a better understanding of certain aspects of a policy question. The thesis applies new and innovative identification strategies to policy-relevant and topical questions in the fields of labor economics and behavioral environmental economics. Each chapter relies on a different identification strategy. In the first chapter, we employ a difference- in-differences approach to exploit the quasi-experimental change in the entitlement of the max- imum unemployment benefit duration to identify the medium-run effects of reduced benefit durations on post-unemployment outcomes. Shortening benefit duration carries a double- dividend: It generates fiscal benefits without deteriorating the quality of job-matches. On the contrary, shortened benefit durations improve medium-run earnings and employment possibly through containing the negative effects of skill depreciation or stigmatization. While the first chapter provides only indirect evidence on the underlying behavioral channels, in the second chapter I develop a novel approach that allows to learn about the relative impor- tance of the two key margins of job search - reservation wage choice and search effort. In the framework of a standard non-stationary job search model, I show how the exit rate from un- employment can be decomposed in a way that is informative on reservation wage movements over the unemployment spell. The empirical analysis relies on a sharp discontinuity in unem- ployment benefit entitlement, which can be exploited in a regression-discontinuity approach to identify the effects of extended benefit durations on unemployment and survivor functions. I find evidence that calls for an important role of reservation wage choices for job search be- havior. This can have direct implications for the optimal design of unemployment insurance policies. The third chapter - while thematically detached from the other chapters - addresses one of the major policy challenges of the 21st century: climate change and resource consumption. Many governments have recently put energy efficiency on top of their agendas. While pricing instru- ments aimed at regulating the energy demand have often been found to be short-lived and difficult to enforce politically, the focus of energy conservation programs has shifted towards behavioral approaches - such as provision of information or social norm feedback. The third chapter describes a randomized controlled field experiment in which we discuss the effective- ness of different types of feedback on residential electricity consumption. We find that detailed and real-time feedback caused persistent electricity reductions on the order of 3 to 5 % of daily electricity consumption. Also social norm information can generate substantial electricity sav- ings when designed appropriately. The findings suggest that behavioral approaches constitute effective and relatively cheap way of improving residential energy-efficiency.

Vuosaaren B-voimalaitoksen lauhduttimien merivesikanavaan sijoitettavan pienvesivoimalan kannavuusselvitys

Insinöörityön tavoitteena oli tehdä teknis-taloudellinen selvitystyö pienvesivoimasta Vuosaaren B-voimalaitokselle. Ensimmäiseksi täytyi selvittää laitoksen virtausolosuhteet, putouskorkeus, saavutettavissa oleva teho, konkreettinen sijoittumispaikka laitoksessa, tarvittavat rakenteet, laitteistot, sähköistys ja ohjausjärjestelmät sekä näiden kaikkien kustannukset. Työn alkuosassa käsitellään vesivoimaloiden teoriaa ja niihin liittyviä yleisiä asioita. Loppuosassa tarkastellaan Vuosaaren B-voimalaitosta sekä varsinaista teknis-taloudellista selvitystyötä. Työn teoriaosuuteen tietoja hankittiin kirjallisuudesta sekä Internetistä. Varsinaisessa selvitystyössä tietojen hankkimisessa auttoivat Helsingin Energian sekä muiden yritysten asiantuntijat. Selvitettyjen alkuarvojen ja muiden tietojen perusteella pystyttiin lopuksi tekemään yleisarvio kannattavuudesta sekä arvio investointien kannattavuudesta. Työssä käsiteltiin seuraavia toteutettavissa olleita vaihtoehtoja: yksi turbiini, kaksi turbiinia tai ei turbiinia ollenkaan. Yhdellä turbiinilla vuotuinen käyttöaika olisi ollut laitoksen käyttötietojen perusteella noin 7500 tuntia vuodessa. Kahden turbiinin vaihtoehdossa yhtä turbiinia olisi käytetty 6000 tuntia vuodessa ja kahden turbiinin yhteiskäyttöaika olisi jäänyt vain 1500 tuntiin vuodessa. Näistä syistä johtuen parhaaksi ratkaisuksi muodostui yhden turbiinin vaihtoehto, jossa turbiinin käyttöaika oli optimaalinen ja investointikustannukset pysyivät kohtuullisina. Turbiinin pois jättäminen ei myöskään olisi järkevää, koska turbiinin avulla laitoksen energia tehokkuus paranisi. Selvitystyön avulla Helsingin Energia voi tehdä päätöksen pienvesivoimalaan investoimisesta, mikä selvityksen perusteella vaikuttaisi kannattavalta.

Iowa Weatherization Assistance Program Fact Sheet, 2006

The Weatherization Assistance Program is a low-income energy efficiency program administered by the Department of Energy (DOE). Its purpose is to make the homes of low-income clients more energy efficient, thereby reducing the households’ energy bills. The program also improves the health and safety of low-income homes. The energy efficiency and health and safety work is done using the most advanced technologies and testing protocols available in the housing industry. States administer the program in accordance with DOE rules and regulations.

Sustainability of the Peruvian anchoveta supply chains from sea to shelf: towards a new strategy for optimal use of resources

The research performed a sustainability assessment of supply chains of the anchoveta (Engraulis ringens) in Peru. The corresponding fisheries lands 6.5 million t per year, of which <2% is rendered into products for direct human consumption (DHC) and 98% reduced into feed ingredients (fishmeal and fish oil, FMFO), for export. Several industries compete for the anchoveta resources, generating local and global impacts. The need for understanding these dynamics, towards sustainability-improving management and policy recommendations, determined the development of a sustainability assessment framework: 1) characterisation and modelling of the systems under study (with Life Cycle Assessment and other tools) including local aquaculture, 2) calculation of sustainability indicators (i.e. energy efficiency, nutritional value, socio-economic performances), and 3) sustainability comparison of supply chains; definition and comparison of alternative exploitation scenarios. Future exploitation scenarios were defined by combining an ecosystem and a material flow models: continuation of the status quo (Scenario 1), shift towards increased proportion of DHC production (Scenario 2), and radical reduction of the anchoveta harvest in order for other fish stocks to recover and be exploited for DHC (Scenario 3). Scenario 2 was identified as the most sustainable. Management and policy recommendations include improving of: controls for compliance with management measures, sanitary conditions for DHC, landing infrastructure for small- and medium-scale (SMS) fisheries; the development of a national refrigerated distribution chain; and the assignation of flexible tolerances for discards from different DHC processes.

Memory-based scheduling of scientific computing clusters

This study looks at how increased memory utilisation affects throughput and energy consumption in scientific computing, especially in high-energy physics. Our aim is to minimise energy consumed by a set of jobs without increasing the processing time. The earlier tests indicated that, especially in data analysis, throughput can increase over 100% and energy consumption decrease 50% by processing multiple jobs in parallel per CPU core. Since jobs are heterogeneous, it is not possible to find an optimum value for the number of parallel jobs. A better solution is based on memory utilisation, but finding an optimum memory threshold is not straightforward. Therefore, a fuzzy logic-based algorithm was developed that can dynamically adapt the memory threshold based on the overall load. In this way, it is possible to keep memory consumption stable with different workloads while achieving significantly higher throughput and energy-efficiency than using a traditional fixed number of jobs or fixed memory threshold approaches.

Wireless Sensor Networks for Infrastructure Monitoring, TR-611, 2010

A good system of preventive bridge maintenance enhances the ability of engineers to manage and monitor bridge conditions, and take proper action at the right time. Traditionally infrastructure inspection is performed via infrequent periodical visual inspection in the field. Wireless sensor technology provides an alternative cost-effective approach for constant monitoring of infrastructures. Scientific data-acquisition systems make reliable structural measurements, even in inaccessible and harsh environments by using wireless sensors. With advances in sensor technology and availability of low cost integrated circuits, a wireless monitoring sensor network has been considered to be the new generation technology for structural health monitoring. The main goal of this project was to implement a wireless sensor network for monitoring the behavior and integrity of highway bridges. At the core of the system is a low-cost, low power wireless strain sensor node whose hardware design is optimized for structural monitoring applications. The key components of the systems are the control unit, sensors, software and communication capability. The extensive information developed for each of these areas has been used to design the system. The performance and reliability of the proposed wireless monitoring system is validated on a 34 feet span composite beam in slab bridge in Black Hawk County, Iowa. The micro strain data is successfully extracted from output-only response collected by the wireless monitoring system. The energy efficiency of the system was investigated to estimate the battery lifetime of the wireless sensor nodes. This report also documents system design, the method used for data acquisition, and system validation and field testing. Recommendations on further implementation of wireless sensor networks for long term monitoring are provided.

Nitrogen metabolism in Zucker rats is affected by moderate reduction, but not by moderate incerase in dietary protein

Marked changes in the content of protein in the diet affects the rat"s pattern of growth, but there is not any data on the effects to moderate changes. Here we used a genetically obese rat strain (Zucker) to examine the metabolic modifications induced to moderate changes in the content of protein of diets, doubling (high-protein (HP): 30%) or halving (low-protein (LP): 8%) the content of protein of reference diet (RD: 16%). Nitrogen, energy balances, and amino acid levels were determined in lean (L) and obese (O) animals after 30 days on each diet. Lean HP (LHP) animals showed higher energy efficiency and amino acid catabolism but maintained similar amino acid accrual rates to the lean RD (LRD) group. Conversely, the lean LP (LLP) group showed a lower growth rate, which was compensated by a relative increase in fat mass. Furthermore, these animals showed greater efficiency accruing amino acids. Obesity increased amino acid catabolism as a result of massive amino acid intake; however, obese rats maintained protein accretion rates, which, in the OHP group, implied a normalization of energy efficiency. Nonetheless, the obese OLP group showed the same protein accretion pattern as in lean animals (LLP). In the base of our data, concluded that the Zucker rats accommodate their metabolism to support moderates increases in the content of protein in the diet, but do not adjust in the same way to a 50% decrease in content of protein, as shown by an index of growth reduced, both in lean and obese rats.

Secure Dynamic MANET On-demand (SEDYMO) Routing Protocol

This paper describes the state of the art of secure ad hoc routing protocols and presents SEDYMO, a mechanism to secure a dynamic multihop ad hoc routing protocol. The proposed solution defeats internal and external attacks usinga trustworthiness model based on a distributed certification authority. Digital signatures and hash chains are used to ensure the correctness of the protocol. The protocol is compared with other alternatives in terms of security strength, energy efficiency and time delay. Both computational and transmission costs are considered and it is shown that the secure protocol overhead is not a critical factor compared to the high network interface cost.

Induktiomoottorin hyötysuhdemittaukset verkko- ja taajuusmuuttajasyötössä

Hyötysuhde on tärkeätekijä moottorimarkkinoilla, sillä moottorin ostajan kannalta moottorin hyvä hyötysuhde merkitsee taloudellisuutta pitkällä aikavälillä. Tästä johtuen hyötysuhde on merkittävä kriteeri moottorisuunnittelussa. Moottorin hyötysuhteen määrittämisen mittausmenetelmät on määritelty IEC- ja IEEE-standardeissa. Diplomityössäkäydään läpi eri standardimenetelmillä tehtäviä mittauksia ja vertaillaan niitäkeskenään, koska hyötysuhteen määrityksen tarkkuus riippuu käytettävästä mittausmenetelmästä. Työssä keskitytään sinimuotoisella jännitteellä syötetyn induktiomoottoriin hyötysuhteen määritysmenetelmiin perehtyen erityisesti IEEE 112-standardin B-menetelmään, ja mitataan erään induktiomoottorin hyötysuhde B-menetelmällä. Työssä tehdään selkoa sinisyötölle tarkoitettujen hyötysuhdemittausmenetelmien soveltamisesta epäsinimuotoiseen taajuusmuuttajasyöttöön sekä tutkitaan taajuusmuuttajalla syötetyn moottorin sähköisten suureiden mittaamiseen liittyvää mittausepävarmuutta. Lisäksi selvitetään kokeellisesti taajuusmuuttajasyötöllä tehdyistä mittauksista saatujen tulosten riippuvuutta käytetystä virranmittaustavasta.

Raaka-aine- ja energiatehokkuuden parantaminen Oras Oy:n valimossa

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia toimintatapoja ja edellytyksiä parantaa Oras Oy:n valimon raaka-aine- ja energiatehokkuutta. Tarkastelu suoritettiin ekotehokkuusajattelun näkökulmasta. Valimon ekotehokkuutta mitattiin metallin saannon sekä valu-uunien energiatehokkuuden avulla. Tutkimustyö suoritettiin valitsemalla tarkastelun kohteeksi 20 valutuotetta. Metallin saantoa selvitettäessä punnittiin tuotteita eri työvaiheissa,jolloin saatiin selville valukanavien sekä koneistus- ja hiontavarojen osuudet valutuotteisiin panostetusta messingistä. Saantoa laskettaessa tuli myös huomioida vuosittain hylättävien tuotteiden määrät sekä messingin raaka-ainekierto kokonaisuudessaan. Valu-uunien osalta selvitettiin toiminta-ajan ja energiankulutuksen jakautuminen messingin sulattamisen ja sulan kuumanapidon kesken. Työssä tarkasteltiin, kuinka paljon metallin saantoa voitaisiin parantaa pienentämällä valukanavien ja työvarojen osuutta valoksissa sekä vähentämällähylkyjen määrää. Lisäksi tarkasteltiin muutosten vaikutuksia raaka-ainekustannuksiin sekä jätteiden määrään. Valu-uunien energiatehokkuuden parantamisen osaltatarkasteltiin käyttöasteen nostamisen eli viikoittaisen käyntiajan lisäämisen vaikutuksia energiankulutukseen ja -kustannuksiin sekä edellytyksiä pitää osa uuneista kylmänä.

Energiatehokkaiden tuotteiden myynti voimalaitoksiin

Tämän diplomityö käsittelee energiasäästömahdollisuuksia taajuusmuuttajien ja korkean hyötysuhteen moottoreiden avulla Suomen voimalaitoksissa. Energiatehokkuuden parantaminen voimalaitosten tuotantoprosessissa tarjoaa suuria myyntimahdollisuuksia ja on siten mielenkiintoinen tutkimuksen kohde. Työn tavoitteena on analysoida voimalaitostoimialaa Suomessa ja selvittäävoimalaitosten energiansäästöpotentiaalia suurimpien sähköä kuluttavien laitteiden osalta. Työn perusteella saadaan muodostettua kuva taajuusmuuttaja ja korkean hyötysuhteen moottorien markkinoista voimalaitoksiin. Työnalkuosassa keskitytään voimalaitostoimialan ja energiamarkkinoiden analyysiin. Analyysissä käydään läpi yleisimpien voimalaitosten toimintaperiaatteet ja energiatehokkaiden tuotteiden markkinakehitys sekä teollisuuden investointeihin liittyviä tekijöitä. Työn loppuosa käsittelee voimalaitosten suurimpien pumppujen ja puhaltimien energiansäästömahdollisuutta taajuusmuuttajien avulla. Työn tuloksena on muodostettu analyysi eri voimalaitostyyppien laittokannasta ja arvio energiasäästöstä sekä myyntipotentiaalista, jos laitteet muutetaan taajuusmuuttajakäytöiksi.

A high-mobility, low-cost phenotype defines human effector-memory CD8+ T cells.

T cells move randomly ("random-walk"), a characteristic thought to be integral to their function. Using migration assays and time-lapse microscopy, we found that CD8+ T cells lacking the lymph node homing receptors CCR7 and CD62L migrate more efficiently in transwell assays, and that these same cells are characterized by a high frequency of cells exhibiting random crawling activity under culture conditions mimicking the interstitial/extravascular milieu, but not when examined on endothelial cells. To assess the energy efficiency of cells crawling at a high frequency, we measured mRNA expression of genes key to mitochondrial energy metabolism (peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1beta [PGC-1beta], estrogen-related receptor alpha [ERRalpha], cytochrome C, ATP synthase, and the uncoupling proteins [UCPs] UCP-2 and -3), quantified ATP contents, and performed calorimetric analyses. Together these assays indicated a high energy efficiency of the high crawling frequency CD8+ T-cell population, and identified differentially regulated heat production among nonlymphoid versus lymphoid homing CD8+ T cells.

Reduction of Greenhouse Gas Emissions in North-West Russia - Finnish Business Opportunities

Tutkimus suomalaisten yritysten liiketoimintamahdollisuuksista hiilidoksidipäästöjen vähentämisen parissa Luoteis-Venäjällä.

Una interpretación de los cambios de uso del suelo desde el punto de vista del metabolismo social agrario. La comarca catalana del Vallès, 1853-2004

El paisaje puede ser visto como la expresión territorial del metabolismo que cualquier sociedad mantiene con los sistemas naturales que la sustentan. Uno de los caminos para comprender cómo y por qué la intervención humana cambia la configuración del territorio consiste en analizar los flujos energéticos del intercambio metabólico de la economía con su entorno ambiental, y en identificar los impactos ecológicos que se imprimen en él. Este trabajo busca verificar, mediante la contabilidad del metabolismo social, y el empleo diacrónico de diversos índices desarrollados por la ecología del paisaje, que el enorme incremento de energía externa empleada por los sistemas agrarios tras la “revolución verde”, y la drástica reducción de su eficiencia, están estrechamente relacionados con los cambios de uso del suelo que han degradado considerablemente los tradicionales paisajes agrarios en mosaico del Mediterráneo. El recurso a flujos biofísicos externos, y el abandono del manejo integrado del territorio, han comportado una pérdida de la estructura funcional de la matriz territorial y de su conectividad ecológica. Los resultados obtenidos en cinco municipios de la comarca catalana del Vallès corroboran la estrecha relación existente durante los últimos 150 años entre la eficiencia energética y territorial, y el estado ecológico del paisaje.

Soodakattilalaitoksen ohjeiston kehittäminen ja tuotteistaminen

Soodakattila on osa selluloosatehdasta. Selluloosatehtaan tehokkuuden ja ympäristöystävällisyyden ratkaisevin tekijä ovat työntekijät. Puutteellisten ja vanhentuneiden ohjeiden avulla tehtaan operaattorit eivät pysty kehittämään omaa osaamistaan ja edelleen tehostamaan laitoksen toimintaa. Työntekijöiden toiminnan tukeminen päivittäisissä työtehtävissä onkin tehokas tapa parantaa niin soodakattilan kuin koko selluloosatehtaan energia- ja ympäristötaloutta. Työssä on tarkasteltu nykyistä soodakattilan käyttöohjeistoa ja selvitetty dokumentaation käyttäjäryhmät sekä näiden pohjalta laadittu uudistetun ohjeen sisältövaihtoehdot ja tekotavat. Työn tuloksena on havaittu, että ohjeen uudistaminen on helpointa toteuttaa ohjausjärjestelmään yhdistettyinä intranet-sivustona. Sivuston käyttöönotolla on saatavissa kustannussäästöjä, jotka seuraavat toiminnan tehostumisesta, ympäristöhaittojen vähenemisestä, laitoksen ylläpidon helpottumisesta, käyttövarmuuden parantumisesta ja nopeammasta käyttöönotosta. Työssä on esitetty ehdotus Andritz Oy:n sähköiseksi dokumentointitavaksi sekä listattu siihen liittyviä liiketoimintamahdollisuuksia.