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Essays on Digital Currencies and Monetary Policy

Title data

Groß, Jonas:
Essays on Digital Currencies and Monetary Policy.
Bayreuth , 2022 . - XXI, 136 p.
( Doctoral thesis, 2022 , Universität Bayreuth, Rechts- und Wirtschaftswissenschaftliche Fakultät)
DOI: https://doi.org/10.15495/EPub_UBT_00006416

Official URL: Volltext

Abstract in another language

This dissertation studies issues related to digital currencies and monetary policy. In particular, it analyzes the determinants of the monetary policy of the European Central Bank (ECB) and examines design aspects of central bank digital currencies (CBDCs), e.g., related to financial stability, monetary policy, and privacy. Almost 15 years ago, the US bank Lehman Brothers went bankrupt. This incident marked the beginning of the global financial crisis — a crisis that shook the monetary system. Central banks worldwide introduced unprecedented monetary policy measures to stimulate inflation and economic activity. Since then, the environment for conducting monetary policy has changed due to the structural effects of the crisis. Assets prices, public debt, and the size of central banks’ balance sheets increased substantially and reached all their all-time highs in the euro area in 2021. Besides these economic effects, the global financial crisis was also the starting point of a monetary revolution. As a reaction to the crisis, Satoshi Nakamoto (Nakamoto, 2008) — a pseudonym whose identity remains unknown — initiated a novel decentralized payment system that operates without banks, central banks, and government interference: Bitcoin was born. Originating from Bitcoin, by December 2021, more than 10,000 such cryptocurrencies with a market capitalization of more than two trillion US dollars emerged (Coinmarketcap, 2021). As a consequence of these monetary innovations and the ongoing digitization of payments, central banks consider issuing own digital currencies, so-called CBDCs. CBDCs promise to combine the advantages of (physical) cash and (digital) bank deposits, e.g., cheap, convenient, and safe payments in the digital realm. However, they could also impair financial stability and undermine data privacy. As CBDCs have not been introduced in advanced economies yet, substantial theory-based analyses are required to study their benefits and risks adequately.

Chapter 1 addresses the question, which factors influenced the ECB’s monetary policy in the period from 1999 to 2018. After identifying potential monetary policy determinants based on a literature review and textual analysis of the ECB’s public communication, we use an empirical Bayesian model averaging (BMA) approach to determine key variables that impacted the ECB’s monetary policy decisions before and after the global financial crisis. While in the literature, researchers typically select one model to study monetary policy determinants, using BMA allows accounting for uncertainty about the choice of the respective empirical model. This uncertainty arises, amongst others, from the heterogeneity in the ECB’s decision-making body, the Governing Council. Our analysis considers approximately 33,000 different empirical models that can be constructed from the identified potential relevant determinants. Our results suggest the following: First, in the time period analyzed, the ECB mainly focused on the inflation rate when setting interest rates. Second, economic activity indicators were in the focus of the ECB before the financial crisis. Third, over the last decade, the role of economic activity decreased, thereby supporting the hypothesis that inflation was the main driver of monetary policy decisions in the post-crisis period. This result is supported by findings from textual analysis. These results show that, in recent years, official ECB communication mentioned terms related to inflation more frequently than terms related to economic activity. Fourth, when setting interest rates, central bankers appeared to consider more than one model, favoring the use of averaging techniques for studying monetary policy determinants.

Chapter 2 focuses on CBDCs. It studies the effects of CBDCs on the financial sector and monetary policy, and analyzes which measures the central bank can undertake to prevent destabilizing effects for the economy. While CBDCs might offer several benefits for their users, they potentially impose threats to the financial sector. They could disintermediate commercial banks and facilitate bank runs since CBDCs, in contrast to commercial bank money, constitute digital forms of central bank money with marginal risk. Thus, in times of crises, private agents could decide to convert substantial amounts of commercial bank money in CBDC, thereby posing a risk to banks’ liquidity. To analyze these concerns in the absence of any CBDC-specific empirical data, we develop a New Keynesian dynamic stochastic general equilibrium model and simulate a financial crisis in a world with and without CBDC. In particular, we compare the effects of remunerated (interest-bearing) and non-remunerated (non-interest-bearing) CBDCs. We find that CBDCs indeed crowd out bank deposits and negatively affect bank funding. However, this crowding-out effect can be mitigated if the central bank chooses to provide additional central bank funds or to disincentivize large-scale CBDC accumulation via low or potentially even negative interest rates. Thus, our results suggest that a CBDC does not necessarily impair the financial sector if the central bank chooses adequate design and policy measures.

Chapter 3 studies the design of CBDCs in more detail and addresses the question of how a CBDC should be designed to ensure a high degree of data privacy while taking legal requirements into account. While physical cash allows anonymous transactions, i.e., transaction data is only observable for the two transaction parties involved and not for third parties, such as banks and central banks, CBDC data is generally recorded in a digital database. Opponents of CBDCs criticize that data access for the central bank could incentivize the misuse of CBDC payment data by public sector entities and could undermine citizens’ data privacy. In Chapter 3, utilizing a design science research approach, we propose a CBDC system that preserves citizens’ payment privacy. Despite being often perceived as a tradeoff, we show that it is feasible to provide anonymity for CBDC payments while also complying with regulations related to anti-money laundering and combating the financing of terrorism. Privacy and compliance are guaranteed by zero-knowledge proofs, cryptographic innovations.

Abstract in another language

Die vorliegende Dissertation behandelt Themen rund um digitale Währungen und Geldpolitik. Es werden insbesondere die Determinanten der Geldpolitik der Europäischen Zentralbank (EZB) analysiert und Ausgestaltungsfragen von digitalen Zentralbankwährungen (CBDCs) untersucht, z.B. in Bezug auf Finanzstabilität, Geldpolitik und Datenschutz. Vor fast 15 Jahren musste die US-Bank Lehman Brothers Insolvenz anmelden. Dieses Ereignis markierte den Beginn der globalen Finanzkrise — eine Krise, die das Geldsystem erschütterte. Zentralbanken starteten auf der ganzen Welt beispiellose expansive geldpolitische Maßnahmen, um die Inflation und die wirtschaftliche Aktivität anzukurbeln. Seitdem hat sich das geldpolitische Umfeld aufgrund struktureller Auswirkungen der Krise nachhaltig verändert. Vermögenspreise, Staatsverschuldungen und Bilanzsummen der Notenbanken sind erheblich gestiegen und haben im Jahre 2021 allesamt in der Eurozone Höchststände erreicht. Neben den wirtschaftlichen Auswirkungen war die globale Finanzkrise auch der Beginn einer monetären Revolution. Als Reaktion auf die Krise initiierte Satoshi Nakamoto (Nakamoto, 2008) — ein Pseudonym mit bis heute unbekannter Identität — ein neuartiges, dezentralisiertes Geldsystem, das ohne Banken, Zentralbanken und staatliche Behörden auskommt: Der Bitcoin wurde geboren. Im Dezember 2021 gab es mehr als 10.000 solcher Kryptowährungen mit einer Marktkapitalisierung von mehr als zwei Billionen US-Dollar (Coinmarketcap, 2021). Aufgrund dieser monetären Innovationen sowie der fortschreitenden Digitalisierung des Zahlungsverkehrs prüfen Zentralbanken derzeit intensiv die Ausgabe eigener digitaler Währungen. CBDCs versprechen die Vorteile des (physischen) Bargelds und des (digitalen) Giralgelds zu vereinen. So sollen CBDCs günstige, nutzerfreundliche, bequeme und sichere digitale Zahlungen ermöglichen. Allerdings könnten CBDCs im Extremfall auch die Finanzstabilität gefährden und den Datenschutz untergraben. Da CBDCs in fortgeschrittenen Volkswirtschaften bislang noch nicht eingeführt wurden, sind theoriebasierte Analysen und Simulationen notwendig, um die Vorteile und Risiken von CBDCs verstehen und evaluieren zu können.

Kapitel 1 widmet sich der Frage, welche ökonomischen Kenngrößen die Geldpolitik der EZB in der Zeit von 1999 bis 2018 beeinflusst haben. Im Rahmen der Analyse werden zunächst potenzielle Einflussfaktoren mit Hilfe einer Literaturrecherche und Textanalyse der Kommunikation der EZB identifiziert. Im Anschluss werden — basierend auf einem empirischen Bayesian Model Averaging (BMA)-Ansatz — diejenigen Einflussfaktoren abgeleitet, welche die geldpolitischen Entscheidungen der EZB vor und nach der globalen Finanzkrise beeinflusst haben. Während in der bestehenden Literatur üblicherweise ein einziges Modell zur Untersuchung herangezogen wird, ermöglicht es ein BMA-Ansatz, eine Vielzahl von Modellen zu berücksichtigen. Folglich können Unsicherheiten hinsichtlich der Wahl des empirischen Modells berücksichtigt werden, die sich u.a. aus der heterogenen Zusammensetzung des Entscheidungsgremiums der EZB, des EZB-Rats, ergeben. Die Analyse berücksichtigt ca. 33.000 verschiedene empirische Modelle, die aus den identifizierten, potenziell relevanten, Einflussfaktoren konstruiert werden. Unsere Kernergebnisse lassen sich wie folgt zusammenfassen: Erstens orientierte sich die EZB im Untersuchungszeitraum bei ihren Zinsentscheidungen hauptsächlich an Daten zur Inflationsrate. Zweitens standen vor der Finanzkrise auch Indikatoren der wirtschaftlichen Aktivität im Fokus der EZB. Drittens nahm die Bedeutung der wirtschaftlichen Aktivität im letzten Jahrzehnt ab, was ebenfalls die Hypothese stützt, dass die Inflation in der Zeit nach der Krise der wichtigste Einflussfaktor auf geldpolitische Entscheidungen war. Diese Schlussfolgerung wird durch Ergebnisse der Textanalyse untermauert, welche zeigen, dass in der offiziellen Kommunikation der EZB im letzten Jahrzehnt Begriffe im Zusammenhang mit Inflation häufiger genannt wurden als Begriffe im Zusammenhang mit wirtschaftlicher Aktivität. Viertens schienen die Notenbanker bei der Festlegung der Zinssätze mehr als ein Modell in Betracht zu ziehen, weshalb Averaging-Verfahren in der Forschung zur Untersuchung geldpolitischer Determinanten eine noch prominentere Rolle einnehmen sollten.

Kapitel 2 beschäftigt sich mit CBDCs und untersucht, welche Auswirkungen eine CBDC auf den Finanzsektor und die Geldpolitik der Zentralbanken haben kann. Zudem wird aufgezeigt, welche Maßnahmen die Zentralbank ergreifen kann, um destabilisierende Effekte für die Ökonomie zu verhindern. Während CBDCs für Nutzer zahlreiche Vorteile bieten können, stellen sie für den Finanzsektor eine potenzielle Gefahr dar. CBDCs könnten Geschäftsbanken aus dem Markt drängen, eine sogenannte Disintermediation des Finanzsektors vorantreiben und Bank Runs begünstigen, da es sich bei CBDCs — im Gegensatz zu Giralgeld — um eine digitale Form von Zentralbankgeld mit geringem Risiko handelt. In Krisenzeiten könnten Kunden daher beschließen, erhebliche Beträge Giralgeld in CBDCs umzutauschen, was ein Risiko für die Liquidität der Banken darstellen könnte. Um diese Bedenken adäquat — und ohne die Verfügbarkeit empirischer Daten zu CBDCs — zu analysieren, wurde ein neukeynesianisches dynamisches stochastisches allgemeines Gleichgewichtsmodell entwickelt und eine Finanzkrise in einer Welt mit und ohne CBDC simuliert. Insbesondere wurden hierbei die Effekte von verzinsten und nicht verzinsten CBDCs verglichen. Die Analyse kommt zu dem Ergebnis, dass CBDCs tatsächlich Bankeinlagen verdrängen und die Refinanzierung von Banken negativ beeinflussen können. Dieser Verdrängungseffekt kann jedoch abgeschwächt werden, wenn die Zentralbank beschließen würde, zusätzliches Zentralbankgeld für Banken zur Verfügung zu stellen oder die Akkumulation von großen CBDC-Beständen durch niedrige oder sogar negative Zinssätze zu verhindern. Die Ergebnisse deuten demnach darauf hin, dass eine CBDC den Finanzsektor nicht notwendigerweise negativ beeinträchtigen würde, wenn die Zentralbank geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen würde.

Kapitel 3 widmet sich der Frage, wie eine CBDC ausgestaltet sein sollte, um einen hohen Grad an Datenschutz gewährleisten und rechtliche Vorgaben berücksichtigen zu können. Während Bargeld heute anonyme Transaktionen ermöglicht, bei denen Transaktionsdaten nur für die beteiligten Parteien und nicht für Dritte, wie Banken und Zentralbanken, einsehbar sind, werden CBDC-Daten im Allgemeinen in einer digitalen Datenbank aufgezeichnet. Kritiker befürchten, dass der Zugriff der Zentralbank auf vertrauliche Zahlungsdaten Anreize zum Datenmissbrauch durch öffentliche Stellen schaffen und einen adäquaten Datenschutz der Bürger untergraben könnte. In Kapitel 3 wird anhand eines Design Science Research-Ansatzes skizziert, wie ein CBDC-System ausgestaltet werden kann, das die Privatsphäre der Bürger schützt. Während bislang häufig von einem Trade-off ausgegangen wird, zeigt sich, dass es möglich ist, Anonymität für Zahlungen zu gewährleisten und gleichzeitig rechtliche Vorschriften rund um Geldwäsche und Terrorfinanzierung einzuhalten. Dieser Schutz der Privatsphäre und die Einhaltung rechtlicher Vorschriften werden durch Zero-Knowledge-Proofs — kryptografische Innovationen — gewährleistet.

Further data

Item Type: Doctoral thesis
Keywords: Digital Currencies; Monetary Policy; CBDC; Financial Stability; Privacy; ECB
Institutions of the University: Faculties > Faculty of Law, Business and Economics > Department of Economics > Chair Economics I - International Economics and Finance > Chair Economics I - International Economics and Finance - Univ.-Prof. Dr. Bernhard Herz
Graduate Schools > University of Bayreuth Graduate School
Faculties > Faculty of Law, Business and Economics
Faculties > Faculty of Law, Business and Economics > Department of Economics
Faculties > Faculty of Law, Business and Economics > Department of Economics > Chair Economics I - International Economics and Finance
Graduate Schools
Result of work at the UBT: Yes
DDC Subjects: 300 Social sciences > 330 Economics
Date Deposited: 25 Jun 2022 21:00
Last Modified: 27 Jun 2022 06:46
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/70169