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At the frontiers of integrated assessment of climate change
distribution, technology policy, and land
Schultes, Anselm Johannes
Integrated Assessment Modeling is the prevailing paradigm for the assessment of climate change impacts, mitigation policies, and transformation pathways. Model results were a decisive impulse for the international community to commit itself to stabilize global warming at well below 2° C temperature rise. However, climate policies in place or pledged as of 2015 fall short of what science finds as cost-effective transformation pathways for the 2° C target. The recurring themes of this thesis are the distributional impacts and the distributional conflicts that are at the heart of climate change, but often hidden in Integrated Assessment Models (IAM). Along these lines, I extend and complement current IAMs, covering the topics of international technology policy, distributional implications of mitigation for developing countries, and the role of land in climate impacts. In a first contribution, I develop a solution methodology for a global IAM with high technological detail in the energy system that allows for finer regional resolution and the inclusion of non-cooperative regional interactions. Based on this methodology, I derive optimal climate and technology policy for the 2° C target in another contribution, including spillover effects from global learning-by-doing in low-carbon technologies: While carbon pricing is by far the most important policy instrument, global learning effects in low-carbon technologies may provide an economic rationale for significant low-carbon subsidies for solar technologies and advanced vehicles under an international technology protocol. In another contribution, I focus on the non-environmental incentives for Sub-Saharan Africa as an aggregate region to join a global climate stabilization agreement: I find that while there are significant costs from a reduction in economic growth, those cost may in some scenarios be overcompensated by increased revenue from selling emissions permits and biomass on international markets. I argue that climate damages on agricultural land are not fully reflected in current IAMs. Land-biased damages may have large economic impacts of due to distortionary land rents, as I demonstrate in a small IAM that considers the intergenerational distribution of wealth explicitly. In addition, I find that land-biased climate damages decrease the incentive for generations to enact climate policy – potentially aggravating the intergenerational distributional conflict that climate change is. A final contribution on fiscal policy for wealth inequality reduction in rich countries holds that distinguishing life-cycle and bequest savings motives, as well as different types of wealth is crucial: Taxes on capital returns, land rents, and bequests have very different redistributive power and efficiency costs, and in sum leave room for governments to reduce wealth inequality without sacrificing economic output. In conclusion, this thesis tries to bring the issue of distribution into the focus of Integrated Assessment Modeling, and asserts that understanding distributional conflicts will be key to strengthen climate policy further.
Die vorherrschende Methodik zur Beurteilung von Klimawandelschäden sowie Klimapolitik und Transformationspfaden beruht auf sogenannten Integrated Assessment Models (IAM). Solche Modellresultate haben entscheidend dazu beigetragen, dass sich die internationale Gemeinschaft dazu verpflichtet hat, den globalen Temperaturanstieg auf deutlich unter 2° C zu begrenzen. Allerdings reichen die im Jahr 2015 existierenden und angekündigten Klimapolitiken bei weitem nicht aus um kosteneffiziente Transformationspfade zu erreichen. Die Leitmotive dieser Dissertation sind Verteilungseffekte und Verteilungskonflikte, welche entscheidend für die Bewertung von Klimawandel und die Anreize für Klimapolitik, hingegen in IAMs aber oft verdeckt sind. Diesem Motiv folgend erweitere und ergänze ich IAMs um die Themen internationale Technologiepolitik, Verteilungsimplikationen von stringenter Klimapolitik für Länder in Subsahara-Afrika und dem Produktionsfaktor Land zu behandeln. Im ersten Kapitel entwickle ich ein neuartiges Lösungskonzept für ein globales IAM mit hoher Technologieauflösung, welches eine feinere regionale Auflösung und die Modellierung von nicht-kooperativem Verhalten zwischen Regionen ermöglicht. Darauf basierend berechne ich optimale Klima- und Technologiepolitik für das 2° C Ziel unter Berücksichtigung von Spillover-Effekten bei neuartigen Niedrigkarbontechnologien: Ein Preis auf Kohlenstoffemissionen ist mit Abstand das wichtigste Instrument von Klimapolitik, aber Spillover-Effekte könnten beachtliche Subventionen für solare Energietechnologien und Fahrzeuge ohne fossile Antriebe rechtfertigen. In einem weiteren Kapitel beschreibe ich die Anreize der Modellregion Subsahara-Afrika einem globalen Abkommen zur Klimastabilisierung beizutreten: Die erheblichen direkten Kosten von Klimapolitik durch vermindertes Wirtschaftswachstum werden in einigen Szenarien durch Erlöse aus dem Handel mit Biomasse und Emissionszertifikaten sogar überkompensiert. Der Nutzen aus vermiedenen Klimawandelschäden ist in dieser Studie noch gar nicht mit einberechnet. Ich behaupte dass Klimaschäden auf Agrarland in heutigen Modellen nicht ausreichend berücksichtigt sind: In einem Kapitel demonstriere ich anhand eines einfachen IAMs wie Schäden auf Land einen besonders starken ökonomischen Schaden anrichten, da durch die Klimaschäden steigende Renten die Kapitalakkumulation verzerren. Des weiteren verringern Klimaschäden auf Land die Anreize Klimapolitik zu betreiben und könnten damit den Konflikt zwischen Generationen verschärfen, als der sich der Klimawandel verstehen lässt. In einem letzten Beitrag behaupte ich, dass die Unterscheidung von verschiedenen Motiven im Sparverhalten und von Kapital und Land als verschiedenen Vermögenswerten entscheidend ist für die Beurteilung von fiskalpolitischen Instrumenten zur Reduktion von Vermögensungleichheit: Steuern auf Erträge aus Kapital, Land oder Erbschaften unterscheiden sich stark in Ihren Effizienzkosten und in Ihrem Potential zur Umverteilung. Regierungen in reichen Ländern hätten somit einen gewissen Spielraum zur Umverteilung von Vermögen ohne volkswirtschaftliche Effizienzeinbußen hinnehmen zu müssen. In dieser Dissertation versuche ich das Thema Verteilung in den Fokus von IAMs zu rücken. Abschließend argumentiere ich, dass das Verständnis von Verteilungskonflikten entscheidend dafür seinen wird stringentere Klimapolitik zu etablieren, und mache einige Anregungen für weitere Forschung in diesem Bereich.
