The economic impact of autonomous technologies and a model for the circular economy

Abstract

Tesis doctoral (Lectura 14/07/2023). Directores: Dra. Dª María Concepción Román Díaz, Dr. D. José Luis Torres Chacón. Tribunal: Carlos Usabiaga Ibáñez (presidente); María Isabel Novo Corti (secretaria); Alina Sorgner (vocal). This dissertation offers a comprehensive analysis of the wide-ranging economic implications and labour market consequences of autonomous technologies, while also considering the role of the circular economy in sustaining economic growth. Spanning three thematic areas across nine self-contained essays, the research provides a combination of macroeconomic modelling and microeconomic evidence. The thesis is divided into three main parts, leaving aside the introduction and the concluding remarks. The first part focuses on macroeconomic theoretical modelling of a dual traditional-autonomous economy, employing dynamic general equilibrium models to evaluate the impact of autonomous technologies on the economy. The second part provides microeconomic evidence regarding the influence of autonomous technologies on labour markets. Finally, the third part presents a novel perspective on the integration of circular economy concepts into a neoclassical dynamic general equilibrium model. The thesis initiates its exploration through the lens of a dual traditional-autonomous economy model to study the economic implications of automation, discovering that the effects are largely determined by the adoption rate of autonomous capital and its elasticity of substitution with traditional technology. A significant finding suggests the existence of an adoption rate threshold, beyond which the process of automation can lead to a complete shift from traditional capital and labour. Furthermore, the study uncovers the necessity for a profound reform of current tax systems by observing a reduction in the government’s size due to the substitution of traditional tax-bearing inputs with autonomous technology. Further exploration into the optimal tax policy for maintaining the social security contributions to GDP ratio by taxing autonomous capital suggests that a robots’ social security tax paid by employers of autonomous capital is the most efficient long-term strategy. The dissertation then pivots to provide microeconomic evidence, examining the impact of digitalization on labour markets, using data from the US and European countries. The research provides a view of the effects of digitalization on the US employment landscape, presenting mappings that classify occupations based on their relationship with automation and AI. The study also investigates the implications of the automation process and AI on early retirement decisions across 26 European countries, revealing a significant role of technological change in these decisions. Moreover, this part analyses the role of computerization, AI, machine learning, and occupational reorganization capacity in unemployment probabilities among older workers, indicating the heterogeneity in the impact of new technologies on the labour market. Finally, this section explores the implications of digitalization for worker mobility, illustrating a significant influence on the relocation of displaced workers. Finally, the thesis presents a novel mathematical description of a circular economy by incorporating the concept into a neoclassical dynamic general equilibrium linear economy model. The study reveals a positive S-shaped relationship between the optimal recycling rate and economic development, concluding that increasing the circularity of the economy is a necessary condition for enhancing social welfare in a growing economy. Overall, the dissertation presents a comprehensive examination of the broad economic impacts of autonomous technologies, while introducing the concept of the circular economy into macroeconomic modelling. The findings have important implications for policy-making, contributing to a better understanding of the technology-driven economic changes.

Esta tesis ofrece un análisis exhaustivo de las amplias implicaciones económicas y las consecuencias en el mercado laboral de las tecnologías autónomas, considerando también el papel de la economía circular en el sostenimiento del crecimiento económico. Abarcando tres áreas temáticas a lo largo de nueve ensayos independientes, la investigación proporciona una combinación de modelado macroeconómico y evidencia microeconómica. La tesis se divide en tres partes principales, dejando a un lado la introducción y las conclusiones finales. La primera parte se centra en el modelado teórico macroeconómico de una economía dual tradicional-autónoma, utilizando modelos de equilibrio general dinámico para evaluar el impacto de las tecnologías autónomas en la economía. La segunda parte proporciona evidencia microeconómica sobre la influencia de las tecnologías autónomas en los mercados laborales. Finalmente, la tercera parte presenta una nueva perspectiva sobre la integración de los conceptos de economía circular en un modelo neoclásico de equilibrio general dinámico. La tesis inicia su exploración a través del lente de un modelo de economía dual tradicional-autónoma para estudiar las implicaciones económicas de la automatización, descubriendo que los efectos están determinados en gran medida por la tasa de adopción del capital autónomo y su elasticidad de sustitución con la tecnología tradicional. Un hallazgo significativo sugiere la existencia de un umbral de tasa de adopción, más allá del cual el proceso de automatización puede llevar a un cambio total desde el capital y el trabajo tradicionales. Además, el estudio revela la necesidad de una profunda reforma de los sistemas fiscales actuales al observar una reducción en el tamaño del gobierno debido a la sustitución de los insumos tradicionales sujetos a impuestos con tecnología autónoma. Una exploración más profunda en la política fiscal óptima para mantener la proporción de contribuciones a la seguridad social respecto al PIB mediante la imposición de impuestos al capital autónomo sugiere que un impuesto a la seguridad social de los robots pagado por los empleadores de capital autónomo es la estrategia a largo plazo más eficiente. La tesis luego se enfoca en proporcionar evidencia microeconómica, examinando el impacto de la digitalización en los mercados laborales, utilizando datos de los EE. UU. y países europeos. La investigación proporciona una visión de los efectos de la digitalización en el panorama laboral de los EE. UU., presentando mapeos que clasifican las ocupaciones según su relación con la automatización y la IA. El estudio también investiga las implicaciones del proceso de automatización y la IA en las decisiones de jubilación anticipada en 26 países europeos, revelando un papel significativo del cambio tecnológico en estas decisiones. Además, esta parte analiza el papel de la informatización, la IA, el aprendizaje automático y la capacidad de reorganización ocupacional en las probabilidades de desempleo entre los trabajadores mayores, indicando la heterogeneidad en el impacto de las nuevas tecnologías en el mercado laboral. Finalmente, esta sección explora las implicaciones de la digitalización para la movilidad de los trabajadores, ilustrando una influencia significativa en la reubicación de los trabajadores desplazados. Finalmente, la tesis presenta una nueva descripción matemática de una economía circular al incorporar el concepto en un modelo lineal de economía de equilibrio general dinámico neoclásico. El estudio revela una relación en forma de S positiva entre la tasa óptima de reciclaje y el desarrollo económico, concluyendo que aumentar la circularidad de la economía es una condición necesaria para mejorar el bienestar social en una economía en crecimiento. En general, la tesis presenta un examen exhaustivo de los amplios impactos económicos de las tecnologías autónomas, introduciendo el concepto de economía circular en el modelado macroeconómico. Los hallazgos tienen importantes implicaciones para la formulación de políticas, contribuyendo a una mejor comprensión de los cambios económicos impulsados por la tecnología.