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Climate change mitigation policy in a non-cooperative world

assessing alternatives to carbon taxation

Zimmermann, Karl Jörg

In climate change mitigation policy, carbon taxation is seen as an effective and efficient policy instrument. However, some caveats like carbon leakage may hamper its performance. This thesis presents an assessment of various alternative market-based climate policy instruments: A residence-based tax on capital income, a source-based tax on capital input in production, and cap-and-trade policy. For the latter, two regimes are analyzed: local and global permit markets. An essential aspect, which connects all chapters, is that the assumption that countries do not cooperate but set their policies in a strategic, non-cooperative manner. The resulting inefficiencies are identified for all the above listed instruments. In Chapter 2, we analyze a multi-country, 2-period, Nash tax competition game to evaluate Sinn’s proposal to use interest income taxation as a means to decelerate fossil fuel extraction (Sinn, 2008, p. 384). The interest rate is determined on a perfectly competitive consumer loan market on which the resource extractor acts as the loan supplier. Households, which constitute the demand side, pay a local capital income tax on their loan. We find that this tax is effective in back loading extraction to the future, which limits damage from climate change. Yet, equilibrium tax rates are inefficiently low, given countries are symmetric. Inefficiency is due to presence of two externalities - the intertemporal fiscal distortion and the environmental externality. The second result is that, in an asymmetric setting with resource-exporting and -importing countries, cooperation among the latter leads to welfare gains for these compared to the Nash equilibrium. Furthermore, we find that given the cooperation among resource-importing countries, there are cases where the resource-exporting country has an incentive to join the policy cooperation so that full cooperation is self-enforcing. Chapter 3 assesses the 2-period, non-cooperative equilibrium of an n country policy game where countries chose either (i) carbon taxes, (ii) cap-and-trade policy with local permit markets or (iii) cap-and-trade policy with internationally linked permit markets and potential central redistribution of permit revenues. Policy makers maximizes welfare, which depends on household consumption over time and environmental damage from period-1 resource use. We assume costless and complete extraction of this non-renewable resource, so damage only depends on speed of extraction. Tax policy is the least efficient option due to carbon leakage, which introduces a second externality adding to the environmental externality. Cap-and-trade policy does not show any leakage since all symmetric countries will employ caps. Its equilibrium thus only suffers from the environmental externality and welfare is higher than under carbon taxation. The policy scenario with linked permit markets and central redistribution yields an efficient outcome. The redistribution of revenues creates a negative externality which offsets the positive environmental externality. Chapter 4 analyses and compares the performance of carbon taxes and capital taxes in financing public goods while considering positive effects of public expenditure on firm productivity. It is motivated by Franks et al. (2017), who ask whether using carbon taxes could be motivated on fiscal rather than by environmental grounds, arguing that the advantage of the carbon tax consists in its potential to reap foreign resource rents. I employ an analytical general equilibrium framework of n identical countries, where local firms use internationally mobile capital and imported fossil fuel in production as well as local public infrastructure. The latter is financed solely by either taxing the input of fossil fuels or capital. The choice of the policy instrument is exogenous to policy makers and symmetric across countries. I find that the effect of policy on the fossil fuel price (terms-of-trade effect) leads to higher public good provision under carbon taxation. However, tax-competition could cause either policy instrument to yield higher provision depending on how strongly either tax base reacts to changes in the tax rate. Therefore, the ranking of the two policy scenarios is ambiguous when considering tax competition and the terms-of-trade effect simultaneously. A numerical exercise shows cases for higher provision of either policy. In Kapitel 2 analysieren wir ein 2-Perioden-Nash-Steuerwettbewerbsspiel mit mehreren Ländern, um Sinns Vorschlag zu bewerten, die Zinsbesteuerung als Mittel zur Verlangsamung der Extraktion fossiler Brennstoffe einzusetzen (Sinn, 2008, S. 384). Der Zinssatz wird auf einem Konsumentenkreditmarkt mit perfektem Wettbewerb ermittelt, auf dem der Rohstoffextrakteur als Kreditgeber fungiert. Haushalte, die die Nachfrageseite bilden, zahlen eine lokale Kapitaleinkommenssteuer auf ihren Kredit. Wir stellen fest, dass diese Steuer, wie anvisiert, die Verschiebung der Ressourcenextraktion in die Zukunft bewirkt, wodurch Schäden durch den Klimawandel begrenzt werden. Unter der Annahme symmertischer Länder sind Gleichgewichtssteuersätze jedoch ineffizient niedrig. Die Ineffizienz ist auf das Vorhandensein von zwei Externalitäten zurückzuführen: eine intertemporale fiskalische Externalität und eine Umweltexternalität. Das zweite Ergebnis ist, dass in einem asymmetrischen Umfeld mit ressourcenexportierenden und -importierenden Ländern die Zusammenarbeit zwischen diesen Ländern zu Wohlfahrtsgewinnen im Vergleich zum Nash-Gleichgewicht führt. Im Falle dass ressourcenimportierende Länder ihre Kapitaleinkommenssteuern kooperativ setzen gibt es Fälle, in denen das ressourcenexportierende Land auch einen Anreiz hat, sich der kooperativ zu verhalten, sodass sich die vollständige Kooperation sich von selbst durchsetzt. In Kapitel 3 wird das Politik-Gleichgewicht in einem nichtkooperativen 2-Perioden-Modell mit n Ländern untersucht, wobei jedes Land entweder (i) CO2-Steuern, (ii) die Menge der Emissionszertifikate (Cap) im Kontext eines lokalen Zertifikatehandels (Cap-and-Trade Politik) oder (iii) einen Cap im Kontext eines glablen Zertifikatehandels mit der Option zentraler Umverteilung der Zertifikatserlöse bestimmt. Die politischen Entscheidungsträger maximieren die Wohlfahrt, welche vom Konsum der privaten Haushalte über die Zeit und vom Umweltschaden durch den Ressourcenverbrauch der ersten Periode abhängt. Wir gehen davon aus, dass die hier modellierte nicht erneuerbare Ressource kostenlos und vollständig abgebaut wird, sodass der Schaden nur von der Abbaugeschwindigkeit abhängt. Die Steuerpolitik ist aufgrund der Verlagerung von CO2-Emissionen die am wenigsten effiziente Option, da der Verlagerungseffekt eine zweite Externalität neben der Umweltexternalität erzeugt. Die Cap-and-Trade-Politik weist keine Verlagerungseffekte auf, da wir annehmen, dass alle (symmetrischen) Länder die Cap Politik nutzen. Die Politikwahl im Gleichgewicht leidet also nur unter der Umweltexternalität und die Wohlfahrt ist höher als bei der CO2-Besteuerung. Das Politik-Szenario mit globalem Zertifikatehandel und zentraler Umverteilung führt zu einem effizienten Ergebnis. Durch die Umverteilung der Einnahmen entsteht eine negative Externalität, die die positive Umweltexternalität ausgleicht. Kapitel 4 analysiert und vergleicht wie CO2-Steuern und Kapitalsteuern bei der Finanzierung öffentlicher Güter unter Berücksichtigung der positiven Auswirkungen öffentlicher Ausgaben auf die Produktivität von Unternehmen abschneiden. Es ist motiviert von Franks et al. (2017), die die Frage aufwerfen, ob die Verwendung von Kohlenstoffsteuern nicht aus Umweltgründen, sondern aus fiskalpolitischen Gründen motiviert werden könnte. Sie argumentieren, dass der Vorteil der CO2-Ssteuer darin besteht, dass ausländische Rohstoffpreise erzielt werden können. Ich setze einen analytischen allgemeinen Gleichgewichtsrahmen von n identischen Ländern ein, in denen lokale Firmen international mobiles Kapital und importierte fossile Brennstoffe in der Produktion sowie die lokale öffentliche Infrastruktur nutzen. Letztere wird ausschließlich durch die Besteuerung des Einsatzes fossiler Brennstoffe oder des Kapitals finanziert. Die Wahl des politischen Instruments ist für die politischen Entscheidungsträger exogen und länderübergreifend symmetrisch. Ich stelle fest, dass die Auswirkung der Politik auf den Preis für fossile Brennstoffe (Terms-of-Trade-Effekt) zu einer höheren Versorgung mit öffentlichen Gütern im Rahmen der Kohlenstoffbesteuerung führt. Der Steuerwettbewerb könnte jedoch dazu führen, dass eines der beiden politischen Instrumente eine höhere Rückstellung abwirft, je nachdem, wie stark eine Steuerbemessungsgrundlage auf Änderungen des Steuersatzes reagiert. Daher ist die Rangfolge der beiden politischen Szenarien bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Steuerwettbewerbs und des Terms-of-Trade-Effekts nicht eindeutig. Eine numerische Übung zeigt Fälle für eine höhere Bereitstellung einer der beiden Richtlinien.
In der Klimaschutzpolitik wird die C02-Besteuerung als wirksames und effizientes politisches Instrument angesehen. Einige Aspekte, wie z. B. internationale Verlagerungseffekte, können jedoch die Leistung beeinträchtigen. Diese Dissertation präsentiert eine Bewertung verschiedener alternativer marktbasierter klimapolitischer Instrumente: eine auf dem Wohnsitz beruhende Steuer auf Kapitaleinkommen, eine Quellensteuer auf den Kapitaleinsatz in der Produktion und die Emissionszertifikate-Politik. Für Letztere werden zwei Regime analysiert: lokale und globale Zertifikatsmärkte. Ein wesentlicher Aspekt, der alle Kapitel miteinander verbindet, ist die Annahme, dass Länder nicht kooperieren, sondern ihre Politik strategisch und nicht kooperativ gestalten. Die daraus resultierenden Ineffizienzen werden für alle oben aufgeführten Instrumente ermittelt. Kapitel 1 und 5 dienen der Einführung in Thematik und Literatur sowie der Zusammenfassung. In Kapitel 2 analysieren wir ein 2-Perioden-Nash-Steuerwettbewerbsspiel mit mehreren Ländern, um Sinns Vorschlag zu bewerten, die Zinsbesteuerung als Mittel zur Verlangsamung der Extraktion fossiler Brennstoffe einzusetzen (Sinn, 2008, S. 384). Der Zinssatz wird auf einem Konsumentenkreditmarkt mit perfektem Wettbewerb ermittelt, auf dem der Rohstoffextrakteur als Kreditgeber fungiert. Haushalte, die die Nachfrageseite bilden, zahlen eine lokale Kapitaleinkommenssteuer auf ihren Kredit. Wir stellen fest, dass diese Steuer, wie postuliert, die Verschiebung der Ressourcenextraktion in die Zukunft bewirkt, wodurch Schäden durch den Klimawandel begrenzt werden. Unter der Annahme symmetrischer Länder sind Gleichgewichtssteuersätze jedoch ineffizient niedrig. Die Ineffizienz ist auf das Vorhandensein von zwei Externalitäten zurückzuführen: eine intertemporale fiskalische Externalität und eine Umweltexternalität. Das zweite Ergebnis ist, dass in einem asymmetrischen Umfeld mit ressourcenexportierenden und -importierenden Ländern die Zusammenarbeit zwischen diesen Ländern zu Wohlfahrtsgewinnen im Vergleich zum Nash-Gleichgewicht führt. Gegeben dass ressourcenimportierende Länder ihre Kapitaleinkommenssteuern kooperativ setzen, gibt es Fälle, in denen das ressourcenexportierende Land auch einen Anreiz hat, sich der kooperativ zu verhalten, sodass sich die vollständige Kooperation sich von selbst durchsetzt. In Kapitel 3 wird das Gleichgewicht in eines nicht-kooperativen 2-Perioden-Politikspiels zwischen n Ländern bewertet, in dem die Länder entweder über (i) CO2-Steuern, (ii) die Menge der Emissionszertifikate bei lokalem Zertifikatehandel – (lokale) Cap-and-Trade-Politk - oder (iii) über die Menge der Emissionszertifikate bei globalem Zertifikatehandel und möglicher internationaler Umverteilung der Zertifikatserlöse entscheiden. Die politischen Entscheidungsträger maximieren die heimische Wohlfahrt, welche vom Konsum in beiden Perioden und von den Umweltschäden durch den Ressourcenverbrauch der ersten Periode abhängt. Wir treffen die Annahme, dass diese nicht-erneuerbare Ressource kostenlos und vollständig abgebaut wird, sodass der Schaden nur von der Abbaugeschwindigkeit abhängt. Die Steuerpolitik ist aufgrund der Verlagerung von CO2-Emissionen die am wenigsten effiziente Option, da der Verlagerungseffekt neben der Umweltexternalität eine weitere Externalität entstehen lässt. Die Cap-and-Trade-Politik weist keine Verlagerungseffekte auf, gegeben dass symmetrischen Länder Caps einsetzen. Die gleichgewichtige Politikwahl wird also nur durch die Umweltexternalität beeinträchtigt und die Wohlfahrt ist höher im Gleichgewicht der CO2-Besteuerung. Das Politikszenario mit globalem Zertifikatehandel und zentraler Umverteilung von Zertifikatseinnahmen führt zu einem effizienten Ergebnis. Durch die Umverteilung der Einnahmen entsteht eine negative Externalität, die die positive Umweltexternalität ausgleicht. Kapitel 4 analysiert und vergleicht Abschneiden von CO2-Steuern und Kapitalsteuern bei der Finanzierung öffentlicher Güter unter Berücksichtigung positiver Effekte öffentlicher Ausgaben auf die Produktivität von Unternehmen. Es ist motiviert durch Franks et al. (2017), welche der Frage nachgehen, ob die Verwendung von CO2-Steuern nicht aus Umweltgründen, sondern aus steuerlichen Gründen motiviert werden könnte. Sie argumentieren, dass der Vorteil der CO2-Steuer darin besteht, dass Importländer damit ausländische Ressourcenrenten appropriieren können. Zu diesem Zweck nutze ich ein analytisches allgemeines Gleichgewichtsmodell mit n identischen Ländern, in welchem lokale Firmen international mobiles Kapital und importierte fossile Brennstoffe sowie die lokale öffentliche Infrastruktur als Produktionsfaktoren einsetzen. Die öffentliche Infrastruktur wird ausschließlich durch die Besteuerung fossiler Brennstoffe oder des Kapitals finanziert. Die Wahl des politischen Instruments ist für die politischen Entscheidungsträger exogen und länderübergreifend symmetrisch. Die Ergebnisse zeigen, dass die Auswirkung der Politik auf den Preis für fossile Brennstoffe (Terms-of-Trade-Effekt) zu einer höheren Bereitstellung der öffentlichen Infrastruktur im Rahmen der CO2-Besteuerung führt. Der Steuerwettbewerb könnte jedoch dazu führen, dass eines der beiden politischen Instrumente eine höhere Rückstellung abwirft, je nachdem, wie stark eine Steuerbemessungsgrundlage auf Änderungen des Steuersatzes reagiert. Daher ist die Wohlfahrts-Rangfolge der beiden politischen Szenarien bei gleichzeitiger Berücksichtigung des Steuerwettbewerbs und des Terms-of-Trade-Effekts nicht eindeutig. Ein numerisches Beispiel zeigt Fälle für höhere Bereitstellung sowohl unter CO2-Besteuerung als auch unter Kapitalbesteuerung.