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Optimal climate policy under socio-economic uncertainty

Giannousakis, Georgios-Anastasios

FG Ă–konomie des Klimawandels

This doctoral thesis explores pathways towards mitigation of climate change and presents novel approaches to tackling socio-economic uncertainty in scenario-based climate policy design. Given the complexity of climate change, the science that analyzes the problem has to be inter-disciplinary, while the stochasticity and uncertainty surrounding all aspects of life on the planet needs to be considered in studies investigating it. Combining well established uncertainty analysis methods with socio-economic scenarios facilitates new methodological approaches for analyzing climate mitigation pathways. Socioeconomic uncertainty refers to different future paths of global population growth, economic output, and development in techno-economic parameters relevant to society. How important is the effect of economic growth uncertainty on future emissions and climate targets? We explicitly account for uncertainty using a stochastic version of an en energy-economy-climate model. Emission intensity targets are considered means to hedge against growth uncertainty, but our study shows via a multi-criteria comparison of absolute versus intensity emission targets that absolute targets have more benefits. Further, rapid changes in economic costs of energy technologies are being observed globally. It is difficult to derive solid predictions on the future evolution and role of such technologies in shaping energy and climate policy. At the same time, different sectors of the economy feature different characteristics and decarbonization potentials. This thesis provides a sensitivity analysis of the effect of uncertainty in techno-economic parameters of energy generation on climate mitigation pathways and highlights the important role of the transport sector. Finally, several different schemes exist to describe the equity dimension of climate change mitigation, addressing one or more equity principles and ultimately describing how the burden of mitigating climate change is shared among world regions. How does socio-economic uncertainty interact with the burden sharing of climate mitigation? To answer this question and fill a gap in the literature, this thesis provides an analysis of several different burden sharing schemes across regions and under socio-economic uncertainty, and shows that a world leaning towards sustainability will distribute more easily the burden of climate stabilization between regions.
Diese Dissertation untersucht Wege zur Minderung des Klimawandels und stellt neue Ansätze zum Umgang mit sozioökonomischer Unsicherheit bei der szenariobasierten Gestaltung der Klimapolitik vor. Angesichts der Komplexität des Klimawandels muss die Wissenschaft, die das Problem analysiert, interdisziplinär sein. Auch die Stochastizität und Unsicherheit, die alle Aspekte des Lebens auf dem Planeten umgeben, müssen in Studien, die das Problem untersuchen, berücksichtigt werden. Die Kombination gut etablierter Methoden der Unsicherheitsanalyse mit sozio-ökonomischen Szenarien ermöglicht neue methodische Ansätze zur Analyse von Klimaschutzpfaden. Sozio-ökonomische Unsicherheit bezieht sich auf unterschiedliche zukünftige Pfade des globalen Bevölkerungswachstums, der Wirtschaftsleistung und der Entwicklung gesellschaftlich relevanter techno-ökonomischer Parameter. Wie wichtig ist der Einfluss der Unsicherheit des Wirtschaftswachstums auf zukünftige Emissionen und Klimaziele? Wir berücksichtigen die Unsicherheit explizit mit der stochastischen Version eines Energie-Wirtschafts-Klima-Modells. Emissionsintensitätsziele werden als ein Mittel zur Absicherung gegen Wachstumsunsicherheiten gesehen, aber unsere Studie zeigt durch einen Multikriterienvergleich von absoluten Emissionszielen und Emissionsintensitätszielen, dass absolute Ziele mehr Vorteile haben. Darüber hinaus werden weltweit schnelle Veränderungen der wirtschaftlichen Kosten von Energietechnologien beobachtet. Es ist schwierig, solide Vorhersagen über die zukünftige Entwicklung und die Rolle dieser Technologien bei der Gestaltung der Energie- und Klimapolitik abzuleiten. Diese Doktorarbeit bietet eine Sensitivitätsanalyse der Auswirkung von Unsicherheiten in techno-ökonomischen Parametern der Energieerzeugung auf Klimaschutzpfade und hebt die wichtige Rolle des Transportsektors hervor. Schließlich gibt es verschiedene Schemata, die Gerechtigkeit des Klimaschutzes zu beschreiben, die ein oder mehrere Gerechtigkeitsprinzipien ansprechen und letztendlich beschreiben, wie die Last der Minderung des Klimawandels zwischen den Weltregionen verteilt wird. Wie interagiert die sozioökonomische Unsicherheit mit der Lastenverteilung des Klimaschutzes? Um diese Frage zu beantworten und eine Lücke in der Literatur zu füllen, bietet diese Doktorarbeit eine Analyse verschiedener Lastenverteilungsschemata über Regionen hinweg und unter sozioökonomischer Unsicherheit und zeigt, dass eine Welt, die sich in Richtung Nachhaltigkeit orientiert, die Last der Klimastabilisierung leichter zwischen den Regionen verteilen wird.