Onderzoek

Netwerkanalyse van gasintensieve industriële sectoren in Nederland

5 september 2022 17:39

Wanneer grootverbruikers van gas hun productie verminderen, heeft dat ook gevolgen voor de sectoren die afhankelijk zijn van hun outputs. Welke sectoren dat zijn onderzoeken we in deze studie.

Worker controlling metal melting in furnaces. Workers operates at the metallurgical plant. The liquid metal is poured into molds.

Sommige Nederlandse bedrijven worden op dit moment geconfronteerd met sterk gestegen energieprijzen. Tot nu toe lijken de bedrijven deze hogere prijzen grotendeels door te kunnen belasten aan hun klanten, dit blijkt ook uit de hogere afzetprijzen. Toch zijn er inmiddels ook bedrijven die hiertoe niet meer in staat zijn. En als de marges zo ver dalen dat produceren niet meer rendabel is, dan moeten ze misschien wel de productie afschalen. Het zijn vooral de grootverbruikers van gas die daarvoor kiezen, aangezien energie voor hen een grote kostencomponent is.

Langdurige hoge prijzen of nog hogere energieprijzen kunnen leiden tot verdere afschaling. De productiecijfers van de Nederlandse industrie zijn beschikbaar tot juni. Hoewel we nog geen echte daling zien in de cijfers, willen we alvast in kaart brengen wat de economische gevolgen kunnen zijn als de industriële grootgebruikers van gas minder producten kunnen leveren. We kijken daarbij naar het aandeel van een sector binnen de economie en naar de verbondenheid ervan met andere sectoren.

Hoewel er meer sectoren zijn die veel gas verbruiken, richten we ons in deze studie op de industriële grootgebruikers van gas waarbij het CBS al een afname van gasverbruik kan waarnemen. Dat zijn er zes:

VoedingsmiddelenindustriePapierindustrieAardolie-industrieChemische industrieBouwmaterialenindustrieBasismetaalindustrie

Aandeel bbp en onderlinge verbindingen van belang

De onderzochte grootgebruikers van gas maken een bescheiden deel uit van het Nederlandse bbp. Zo zijn de voedingsmiddelenindustrie en de chemische industrie beide goed voor ongeveer anderhalf procent van het bbp. De andere sectoren uit de lijst die we bekijken, vormen ieder ongeveer een half procent van het bbp[1].

[1] Op basis van 81 sectoren.


De grootte van een sector binnen de economie, dus het aandeel in het bbp, is belangrijk bij het bepalen van de economische schade wanneer de productie in een sector in grote mate wordt afgeschaald. Maar het is niet de enige factor. We moeten ook kijken naar de onderlinge verbindingen tussen sectoren. Een bepaalde sector die maar een klein aandeel heeft in het bbp, kan namelijk erg belangrijk zijn voor de inputs van andere sectoren.

Om deze onderlinge afhankelijkheden in kaart te brengen gebruiken we de input-output data van het CBS voor de Nederlandse sectoren in 2019[2]. In figuur 1 zien we de verbindingen tussen de Nederlandse sectoren. De sectoren waarin we voor deze studie geïnteresseerd zijn, zijn geel uitgelicht. We gaan in de volgende paragraaf verder in op het netwerk van deze specifieke sectoren.

[2] Hoewel data van 2020 al beschikbaar is, kiezen we er bewust voor om data voor de coronacrisis te gebruiken.

Figuur 1: Nederlandse sectoren onderling erg met elkaar verbonden

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Voor de zichtbaarheid zijn alleen de top 10 verbindingen per sector zijn weergeven en zijn de sectornamen weggelaten.

In figuur 1 is te zien dat er veel onderlinge afhankelijkheden zijn tussen de sectoren. Dat blijkt ook als we kijken naar de netwerkdichtheid, een statistiek die meet hoe verbonden een netwerk is. Die is 0.7[3]. Daarmee zit het Nederlandse netwerk van sectoren tussen een strikt hub-netwerk en een volledig verbonden netwerk in. Als een centrale sector te maken krijgt met een schok, dan heeft dat ook effect op de rest van de economie. Hoe dat precies werkt wordt goed uitgelegd in een studie van Foerster en Choi (2017), waar we in een eerdere publicatie al naar verwezen. In box 1 vatten we die studie kort samen.

[3] Berekend op de manier van Foerster en Choi (2017) door het aantal werkelijke verbindingen te delen door het aantal mogelijke verbindingen. Voor het Nederlandse netwerk zijn voor de 81 sectoren 6561 verbindingen mogelijk (aantal sectoren ^2) en in werkelijkheid zijn er 4552 aantal verbindingen tussen sectoren.


Box 1: Samenvatting uitleg doorwerking schokken van Foerster en Choi (2017)

In figuur 2 staan vier verschillende schematische basisstructuren van hoe een netwerk eruit kan zien. Zowel de structuur van het netwerk als de centraliteit van een sector maken uit in welke mate een schok in een sector doorwerkt naar de rest van de economie.

Zo zien we in het eerste netwerk, waarin de sectoren geen onderlinge verbindingen met elkaar hebben, dat een schok in een bepaalde sector niet door zal werken naar een andere sector. In het waardeketen netwerk zien we dat een aanbodschok in sector vier geen verdere uitwerking heeft op de andere sectoren, omdat niemand inputs van sector 4 ontvangt. Een vraagschok in diezelfde sector 4 zal wel doorwerken, naar in eerste instantie sector 3. In het hub-netwerk zien we dat sector 1 erg centraal staat. Een schok in die sector werkt dan ook sterk door naar de rest van de economie. In het volledig verbonden netwerk is het wat lastiger om te schetsen hoe sterk een schok in een sector doorwerkt. Alle sectoren zijn even centraal. Een schok in een sector zal wel doorwerken naar andere sectoren, maar geen van de sectoren is sterk afhankelijk van één enkele andere sector.

Figuur 2: Vier verschillende netwerkstructuren

Bron: Foerster en Choi, 2017; bewerking RaboResearch. Noot: Eerder verschenen in onze publicatie over schokgevoeligheid van Nederlandse sectoren.

Centraliteit gasintensieve sectoren

We kijken in deze paragraaf naar de centraliteit van de gasintensieve sectoren, omdat dat een belangrijke factor is bij het doorwerken van schokken. In de appendix leggen we uit hoe we de centraliteit berekenen.

Ook belichten we per deelsector de uitgaande stromen (outputs). In het geval van een lagere productie hebben we namelijk te maken met een aanbodschok. Uiteindelijk zal iedere aanbodschok leiden tot een vraagschok: het afschalen van productie zorgt er niet alleen voor dat een industrie minder producten kan aanbieden, maar ook dat het minder inputs van andere sectoren vraagt. Maar voor nu focussen we ons op de initiële aanbodschok.

Tekortkomingen in analysemogelijkheden

Hoewel een netwerkanalyse veel informatie bevat over de afhankelijkheden van sectoren onderling, zijn er ook tekortkomingen waarmee we rekening moeten houden. Zo is deze analyse gebaseerd op een sectorniveau van de tweecijferige Standaard Bedrijfsintellingscodes (SBI). Met deze codes worden in de Nederlandse economie 81 sectoren onderscheiden. De input-output data die het CBS beschikbaar heeft is op het niveau van die hoofdsectoren. Het is echter mogelijk dat een bepaalde deelsector in bijvoorbeeld de chemie, een sector die nu erg centraal staat, minder centraal staat dan een bepaalde deelsector in de papierindustrie, die nu minder centraal staat.

Daarnaast zien we alleen de stromen tussen de sectoren in waardes en weten we niet precies om wat voor soort goederen of diensten het gaat. Als een bepaald onderdeel erg cruciaal is voor een sector, maar laag in waarde, dan zien we dat niet terug in deze data en wordt de onderlinge afhankelijkheid onderschat.

Ook bekijken we de onderlinge stromen tussen bedrijven en niet van bedrijven naar consumenten. Vooral voor sectoren die leveren aan consumenten kan dat het beeld vertekenen. Als dat het geval is, dan lichten we dat voor die deelsector toe.

Verder zien we alleen de stromen tussen Nederlandse bedrijven en niet die van bedrijven uit het buitenland.

Tot slot geeft een netwerkanalyse geen inzichten over substitutiemogelijkheden. Wel kunnen we per deelsector een indicatie geven over de mogelijkheden om andere leveranciers te vinden, mocht de productie in Nederland worden afgeschaald.

Rangschikking centraliteit sectoren

In tabel 1 hebben we de geselecteerde sectoren gesorteerd op basis van hun centraliteit. Van de onderzochte sectoren staat de chemische industrie met plek 5 in de ranking het meest centraal. Dat is ook logisch, de chemie staat immers aan het begin van een groot aantal industriële ketens zoals we later in deze studie zien.

Tabel 1: Chemische industrie staat van de onderzochte sectoren het meest centraal

Bron: CBS, berekening RaboResearch via Neo4j

Chemische industrie

De chemische industrie beslaat ongeveer anderhalf procent van het Nederlandse bbp en staat daarnaast relatief centraal in het netwerk (tabel 1). Een productieschok in deze sector heeft dus grote gevolgen voor de rest van de economie. De chemie staat met haar producten immers aan de basis van veel productieketens en produceert zowel gespecialiseerde als niet-gespecialiseerde producten. Wij verwachten dat productieschokken vooral consequenties hebben voor bedrijven die de gespecialiseerde producten afnemen. Deze worden vaak specifiek voor een klant ontwikkeld, waardoor het vinden van een alternatieve leverancier lastig is.

Veel van de intermediaire producten die de chemische industrie levert, gaan naar de rubber- en kunststofproductenindustrie (figuur 3). Ongeveer 36 procent van alle inputs die de rubber- en kunststofproductenindustrie krijgt, komt dan ook bij de chemische industrie vandaan (tabel 2). Maar ook de meubelindustrie ontvangt relatief veel van zijn intermediaire producten uit de chemische industrie. Een productieschok in de chemische industrie zal deze sectoren dan ook als eerste raken.

Figuur 3: Top 10 uitgaande stromen chemische industrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje, hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 2: Connecties en belang van de chemische industrie

Bron: CBS

Voedingsmiddelenindustrie

De voedingsmiddelenindustrie maakt ongeveer anderhalf procent uit van het bbp. Als we kijken naar onze centraliteitsberekening (tabel 1) dan zien we dat de voedingsmiddelenindustrie op plek 17 staat. Dat is relatief centraal en komt waarschijnlijk door de sterke verbinding die deze sector heeft met de landbouw. Maar als we kijken naar de positie die de voedingsmiddelenindustrie binnen de economie heeft, dan weten we dat de voedingsmiddelenindustrie vooral aan het einde van de keten staat. De voedingsmiddelenindustrie levert voornamelijk aan consumenten. Een prijsstijging of een productieafschaling binnen deze sector zal dan ook vooral gevoeld worden door consumenten en niet zozeer door andere bedrijven.

In figuur 4 zien we de belangrijkste verbindingen tussen de voedingsmiddelenindustrie en de andere sectoren. We zien dat veel van intermediaire producten die de voedingsmiddelenindustrie levert naar de landbouw gaan. Dat gaat voornamelijk om diervoeding. Toch lijkt het contra-intuïtief dat juist de landbouw veel van de voedingsmiddelenindustrie ontvangt en niet bijvoorbeeld de detailhandel waar supermarkten toe behoren. Dat komt omdat we hier kijken naar de leveringen van bedrijven onderling. De levering van de voedingsmiddelenindustrie aan supermarkten is eigenlijk een levering aan consumenten en zijn dan ook als dusdanig opgenomen in de input-outputtabellen van het CBS.

De voedingsmiddelenindustrie is daarnaast ook erg belangrijk voor de landbouw als leverancier. Meer dan de helft van de Nederlandse inputs die de landbouw ontvangt komen uit de voedingsmiddelindustrie (tabel 3). Wel moeten we daarbij onthouden dat veel van de inputs voor de landbouw bij de boer zelf vandaan komen, zoals grond, en productie vindt deels ‘automatisch’ plaats, zoals gewasgroei en diergroei, waarvoor je niet altijd energie of inputs hoeft toe te voegen waar dat in andere bedrijfstakken wel nodig is. Deze soort ‘inputs’ staan niet in de input-output tabel van CBS omdat het geen levering van een andere bedrijfstak is.

Bij restaurants en cafés komt ongeveer een kwart van alle inputs van de voedingsmiddelenindustrie. Maar ook de farmaceutische industrie ontvangt relatief veel intermediaire goederen van de voedingsmiddelenindustrie.

Figuur 4: Top 10 uitgaande stromen voedingsmiddelenindustrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje, hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 3: Connecties en belang van de voedingsmiddelenindustrie

Bron: CBS

Bouwmaterialenindustrie

De bouwmaterialenindustrie maakt minder dan een half procent van het Nederlandse bbp uit en staat relatief niet erg centraal in het netwerk. Dat betekent dat een productieschok in deze sector in eerste instantie minder duidelijk zal doorwerken naar de rest van de economie. Maar er zijn diverse sectoren die inputs van de bouwmaterialenindustrie ontvangen en die dus toch kunnen worden geraakt wanneer er een productieschok plaatsvindt in de bouwmaterialenindustrie.

Veel van de intermediaire producten die de bouwmaterialenindustrie levert, gaan naar de algemene bouw en projectontwikkeling (figuur 5). Bijna vanzelfsprekend ontvangen ook de gespecialiseerde bouw en de grond- water- en wegenbouw veel van hun inputs vanuit de bouwmaterialenindustrie.

Ongeveer 10 procent van alle inputs die de algemene bouw en projectontwikkeling ontvangt, komt van de bouwmaterialenindustrie (tabel 4). De afgelopen tijd hebben we gezien dat een tekort aan bouwmaterialen grote consequenties heeft voor de bouw.

Voor de gespecialiseerde bouw en de grond- water- en wegenbouw is dat percentage iets lager, ongeveer 7 procent voor beide sectoren. Maar ook bijvoorbeeld glas voor de drankindustrie is afkomstig uit de bouwmaterialenindustrie. De drankenindustrie ontvangt ook ongeveer 7 procent van al zijn inputs uit de bouwmaterialenindustrie. Een schok in de bouwmaterialenindustrie zal dus als eerste deze sectoren raken.

Figuur 5: Top 10 uitgaande stromen bouwmaterialenindustrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 4: Connecties en belang van de bouwmaterialenindustrie

Bron: CBS

Basismetaalindustrie

De basismetaalindustrie is verantwoordelijk voor 0,3 procent van het bbp en staat niet erg centraal in het netwerk (tabel 1). Dat betekent dat een productieschok in deze sector in eerste instantie minder duidelijk zal doorwerken naar de rest van de economie. Maar er zijn diverse sectoren die inputs van de basismetaalindustrie ontvangen en die dus direct kunnen worden geraakt wanneer er een productieschok plaatsvindt in de basismetaalindustrie.

Voor veel producten van de basismetaalindustrie bestaat een internationale markt. Productievermindering in Nederland kan dan worden opgevangen door productie elders op de wereld. Maar net zoals voor de chemische industrie geldt, maakt de basismetaalindustrie specifieke en niet-specifieke producten. Sectoren die deze klantspecifieke producten afnemen zullen meer tijd nodig hebben om deze elders te laten produceren.

De metaalproductenindustrie (figuur 6) is veruit de grootste afnemer van de basismetaalindustrie. Iets meer dan een kwart van alle inputs die de metaalproductenindustrie krijgt, komt dan ook van de basismetaalindustrie (tabel 5). Dat is op zich niet verassend. De verbindingen en belangen voor de overige sectoren zijn relatief klein. Een schok in de basismetalenindustrie zal dus de metaalproductenindustrie als eerste echt raken.

Figuur 6: Top 10 uitgaande stromen basismetaalindustrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje, hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 5: Connecties en belang van de basismetaalindustrie

Bron: CBS

Papierindustrie

De papierindustrie maakt minder dan een half procent van het bbp uit en staat daarnaast niet erg centraal in het netwerk (tabel 1). Dat betekent dat een schok in deze sector in eerste instantie minder hard zal doorwerken in de rest van de economie. In Nederland zijn ongeveer twintig productielocaties actief. De omzet bestaat voor het grootste deel uit de productie van karton en verpakkingspapier. Hoewel deze sector dus niet erg centraal staat, zijn er zijn wel sectoren die inputs van de papierindustrie ontvangen. Die kunnen dus toch kunnen worden geraakt als er een productieschok plaatsvindt in de papierindustrie.

De meeste intermediaire producten die de papierindustrie levert, gaan naar de voedingsmiddelenindustrie (figuur 7). Ook de overige zakelijke dienstverlening en de drankenindustrie ontvangen veel van de inputs die de papierindustrie levert.

Toch is de papierindustrie in grootte niet erg belangrijk voor de voedingsmiddelenindustrie als leverancier (tabel 6). Slechts 3 procent van alle inputs die de voedingsmiddelenindustrie ontvangt komt van de papierindustrie. In vergelijking met andere inputs is dit beperkt, maar zonder papier en karton kunnen de voedingsmiddelenproducenten hun producten niet op de markt te brengen. Wel is de papiermarkt een internationale markt, waardoor veel bedrijven uit de voedingsmiddelenindustrie hun verpakkingsmateriaal ook zouden kunnen importeren.

Voor de grafische industrie en de drankenindustrie is de papierindustrie belangrijker: zij krijgen beide iets meer dan 10 procent van hun inputs uit de papierindustrie. Een schok in de papierindustrie zal deze sectoren harder raken. Vooral veel grafische bedrijven kopen hun paper van Nederlandse fabrikanten.

Figuur 7: Top 10 uitgaande stromen papierindustrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje, hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 6: Connecties en belang van de papierindustrie

Bron: CBS

Aardolie-industrie

De aardolie-industrie maakt slechts 0,3 procent van het bbp uit en staat niet erg centraal in het netwerk (tabel 1). Toch zijn er sectoren die intermediaire inputs van deze sector ontvangen en die dus bij een productieschok kunnen worden geraakt.

De meeste intermediaire producten die de aardolie-industrie levert, gaan naar de chemische industrie (figuur 8). Maar ook het vervoer door de lucht en het vervoer over land ontvangen een groot gedeelte van de intermediaire goederen die de aardolie-industrie levert. Dit gaat waarschijnlijk om brandstoffen.

Voor het vervoer door de lucht is de aardolie-industrie dan ook een belangrijke leverancier: ongeveer 20 procent van zijn inputs komen bij de aardolie-industrie vandaan (tabel 7). De chemische industrie en het vervoer over water halen beide ieder ongeveer 14 procent van hun intermediaire goederen bij de aardolie-industrie. Maar ook de visserij, die niet is opgenomen in tabel 3, krijgt bijna 20 procent van zijn inputs van de aardolie-industrie. Een productieschok in de aardolie-industrie zal dan ook deze sectoren het eerste raken.

Figuur 8: Top 10 uitgaande stromen aardolie-industrie

Bron: CBS, bewerking RaboResearch met Neo4j. Noot: Bevat de top 10 van uitgaande stromen. Hoe dikker de lijn, hoe groter de stroom in absolute waarde en hoe groter het bolletje, hoe groter de totale productie van de sector.

Tabel 7: Connecties en belang van de aardolie-industrie

Bron: CBS

Conclusie: productieschok reikt verder dan eigen sector

Door de sterke onderlinge afhankelijkheden reiken de gevolgen van een productieschok verder dan alleen de sector waar de productieschok plaatsvindt. Daarbij hangt de mate waarin een schok door een aangrenzende sector gevoeld wordt af van de substitutiemogelijkheden. Bij een aantal sectoren zagen we dat wanneer bedrijven erg klantspecifieke producten leveren, het moeilijker is om een substituut te vinden. Bij niet-specifieke producten waarbij er een grote internationale markt bestaat, is het makkelijker om een alternatieve toeleverancier te vinden als de productie in Nederland wordt afgeschaald.

Voor een aantal gasintensieve sectoren zagen we dat ze ook weer afhankelijk zijn van andere gasintensieve sectoren. Zo krijgt de chemische industrie bijvoorbeeld ongeveer 14 procent van zijn inputs uit de aardolie-industrie. En we zagen dat de voedingsmiddelenindustrie ook inputs ontvangt van de papierindustrie. Deze verbinding is misschien in waarde niet zo groot, maar verpakkingsmateriaal is wel belangrijk voor de voedingsmiddelenindustrie. Deze sectoren zouden dus dubbel zo hard kunnen worden geraakt: ten eerste omdat ze zelf de productie terug moeten schroeven vanwege de hoge gasprijzen, en ten tweede omdat ze inputs ontvangen van gasintensieve sectoren die hun productie om dezelfde reden afschalen.

Het afschalen van productie in sectoren heeft dus een grotere economische impact dan alleen de waarde van de sectoren in het bbp.

Bronnen:

Foerster, A., Choi, J. 2017. The changing input-output network structure of the US economy. Federal Reserve Bank of Kansas City, Economic Review, second quarter:23-49

Appendix 1

Eigenvector Centrality

Er zijn verschillende manieren om de centraliteit van een sector te meten. Wij laten de centraliteit op basis van de Eigenvector Centrality zien. Deze methode heeft voor- en nadelen.

De Eigenvector Centrality kijkt naar het belang van de sectoren waarmee een sector in verbinding staat. Staat een sector met belangrijke sectoren in verbinding, dan krijgt deze sector een hogere score. Je kunt het principe bijvoorbeeld ook toepassen op acteurs. Als een acteur veel interactie heeft met twee bekende regisseurs, dan krijgt deze acteur een hogere Eigenvector Centrality dan de acteur die veel interactie heeft met twintig figuranten. Ook al is het aantal interacties van de laatstgenoemde acteur hoger. Een nadeel van deze methode is dat sectoren met géén ingaande verbinding, dus alléén een uitgaande verbinding, een centrality score van 0 krijgen. Als je kijkt naar de impact van een aanbodschok kan dat een tekortkoming zijn. Een aanbodschok manifesteert zich namelijk eerst via de uitgaande verbindingen. Toch kiezen we voor deze methode omdat het hebben van géén ingaande verbindingen in de praktijk vrijwel niet voorkomt.

De PageRank, gebruikt bijvoorbeeld door Google, en de Article Rank zijn twee varianten van de EigenVector methode. We kiezen ervoor om de meest algemene meetmethode te kiezen in plaats van een variant daarop. De PageRank en de Article Rank geven ongeveer dezelfde uitslag als de EigenVector centrality.

Daarnaast zijn er bijvoorbeeld ook nog de Degree Centrality en de Betweenness Centrality. De Betweenness Centrality valt voor ons af, omdat deze geen rekening houdt met het gewicht van de van de verbinding tussen sectoren. De Degree Centrality kijkt naar het aantal inkomende of uitgaande (of beide) verbindingen en het gewicht van deze verbindingen. Maar deze methode houdt geen rekening met het belang van de sector waarmee het in verbinding staat. De Eigenvector Centrality doet dat wel en daarom gebruiken we deze methode.