Endogenous Technological Change in Strategies for Mitigating Climate Change

Endogener technischer Fortschritt in Klimaschutzstrategien

  • This thesis suggests that induced technological change has potential to reduce the burden that climate change mitigation puts on the economy. Furthermore, international cooperation on climate policy, which may trigger this induced technological change, may be achieved by linking climate negotiations to other issues. The starting point are two assumptions: first, action to mitigate climate change is necessary, and second, technologies will play a key role in this effort. There is empirical evidenThis thesis suggests that induced technological change has potential to reduce the burden that climate change mitigation puts on the economy. Furthermore, international cooperation on climate policy, which may trigger this induced technological change, may be achieved by linking climate negotiations to other issues. The starting point are two assumptions: first, action to mitigate climate change is necessary, and second, technologies will play a key role in this effort. There is empirical evidence that technological change is induced by policies. However, previous assessments of such induced technological change (ITC) have been ambiguous. Moreover, a clear climate policy is required in order to induce the technological progress. However, the literature on international environmental agreements suggest that the prospect for global climate policy is not bright. This raises two broad research questions: First, what is the role of ITC for climate change mitigation? And second, how can we achieve a global policy that triggers this technological change? The four papers presented in this thesis make contributions to these two questions. The first paper focuses on the impact of ITC on the costs and strategies of mitigating climate change within a single integrated assessment model. ITC therefore proves to be an influential determinant of mitigation costs and strategies. This stresses the importance of models that resolve important technological options, including their potential of ITC, and account for the economy-wide impact of ITC. The second paper of this thesis compares ten state-of-the-art models that implement ITC. It explores the resulting differences in their assessment of ITC, identifies the underlying reasons for the differences, and draws conclusions that are robust across models. At the heart of this comparison are ceteris paribus scenarios that aim to isolate and expose the impact of ITC in the various models. The first two papers looked at climate policies implemented as global policy targets taking for granted that policies are agreed upon and implemented to achieve the targets, although this is known to be difficult. The remaining papers look at the potential of issue linking to help to build such agreements. In the third paper, I show in numerical experiments that introducing trade sanctions positively affects international cooperation. Participation rises with the tariff rate, up to full cooperation. How quickly participation rises depends on the ease with which taxed goods are substituted with alternatives. Tariffs therefore seem to be a feasible means of increasing participation. In the forth paper, I apply the coalition model to technology oriented agreements. It turns out that linking the environmental agreement to cooperative research changes the incentive structure such that more actors sign the agreement. International technology standards are also shown to have a positive effect on coalition formation. Overall, the studies reported in this thesis suggest that there is indeed potential that ITC may reduce the burden that mitigation requirements will put on the economy. To exploit the potential of ITC, a clear carbon price signal is required. This thesis suggests that linking the negotiations on climate policy to trade sanctions or to research cooperations is a feasible way to create incentives that make a cooperative global climate policy more likely.show moreshow less
  • Diese Arbeit zeigt, dass induzierter technischer Fortschritt die wirtschaftliche Belastung durch Klimaschutzpolitik erheblich reduzieren kann, und dass die hierfür notwendige internationale Kooperation durch geschicktes Koppeln von Klimaschutz an weitere Verhandlungsgegenstände erreicht werden könnte. Ausgangspunkt der Betrachtung sind zwei Annahmen: Erstens, Maßnahmen zur Vermeidung von Klimawandel sind dringend notwendig, and zweitens, technologischer Fortschritt wird darin eine wichtige RolleDiese Arbeit zeigt, dass induzierter technischer Fortschritt die wirtschaftliche Belastung durch Klimaschutzpolitik erheblich reduzieren kann, und dass die hierfür notwendige internationale Kooperation durch geschicktes Koppeln von Klimaschutz an weitere Verhandlungsgegenstände erreicht werden könnte. Ausgangspunkt der Betrachtung sind zwei Annahmen: Erstens, Maßnahmen zur Vermeidung von Klimawandel sind dringend notwendig, and zweitens, technologischer Fortschritt wird darin eine wichtige Rolle spielen. Empirisch ist gezeigt worden, dass technischer Fortschritt durch Politik induziert werden kann. Es besteht jedoch Uneinigkeit über die Auswirkung solches induzierten technischen Fortschritts (induced technological change, ITC) auf die Kosten von Klimaschutz. Ein deutliches politisches Signal ist Vorraussetzung dafür, zusätzlichen technologischen Fortschritt auszulösen. Die Literatur zu internationalen Umweltabkommen zeigt jedoch , dass die Aussicht auf eine global einheitliche Klimapolitik eher düster ist. Dies motiviert zwei Forschungsfragen. Zum einen, welche Rolle spielt ITC für Klimaschutzpolitik? Zum anderen, wie kann ein globales Klimaabkommen aussehen, dass den notwendigen technischen Fortschritt auslöst? Diese Arbeit stellt vier Artikel vor, die zur Beantwortung dieser Fragen beitragen. Der erste Artikel konzentriert sich auf die Bedeutung von ITC für die Klimaschutzkosten und die CO-Vermeidungsstrategien in dem Integrated Assessment Model MIND. Es stellt sich heraus, dass ITC großem Einfluss sowohl auf Klimaschutzkosten alsauch auf Vermeidungsstrategien hat. Dies zeigt, wie wichtig die Berücksichtigung von ITC innerhalb der Vermeidungsoptionen aber auch als treibende Kraft des Wirtschaftswachstums ist. Im zweiten Artikel vergleiche ich zehn aktuelle Modelle internationaler Forschungsteams, die ITC berücksichtigen. Der Vergleich zeigt die unterschiedliche Bedeutung von ITC in den Modellen für Klimaschutzkosten und Vermeidungsstrategien. Es werden Schlussfolgerungen identifiziert, die in allen Modellen gültig sind. Für wichtige Unterschiede zwischen den Modellen werden die wesentlichen Ursachen identifiziert. Dafür ist die Konstruktion von geeigneten ceteris paribus Szenarien der Kern des Vergleiches, die es erlauben, den Einfluss von ITC zu isolieren. Die ersten beiden Artikel implementieren Klimapolitik als Stabilisierung der CO-Konzentration, sie gehen also implizit von vollständiger globaler Kooperation in Sachen Klimapolitik aus, obwohl bekannt ist, dass dies aufgrund der Anreizstruktur eher unwahrscheinlich ist. Im dritten Artikel zeige ich deshalb, wie die Bereitschaft zur Kooperation durch die Koppelung von Klimaabkommen an Handelssanktionen gestärkt werden kann. Kooperatives Verhalten nimmt dabei mit der Höhe der Einfuhrzölle zu bis hin zur vollständigen Kooperation. Die internationalen Substitutionsmöglichkeiten der gehandelten Güter untereinander bestimmt dabei, wie effektiv die Zölle auf die Kooperation wirken. Der vierte Artikel wendet das Koalitionsmodel auf die Möglichkeit der Forschungs- und Entwicklungskooperation an. Es stellt sich heraus, dass die Koppelung von Klimaabkommens an gemeinschaftliche Forschung und Entwicklung die Anreizstruktur zu gunsten erhöhter Kooperation verändert. Desweiteren wird gezeigt, unter welchen Umständen Technologiestandards einen positiven Beitrag zur kooperativen Klimaschutzpolitik bilden können. Zusammenfassened haben die Artikel, die in dieser Arbeit zusammengefasst sind, gezeigt, dass ITC durchaus Potential hat, die Belastung der Weltökonomie durch Klimaschutzpolitik zu mindern. Das deutliche Preissignal, dass diesen technischen Fortschritt auslösen könnte, kann durch Klimaschutzabkommen gesetzt werden, deren Erfolgsaussichten durch eine Kopplung an Handelssanktionen einerseits, und eine Kopplung an Forschungskooperation andererseits erheblich verbessert werden kann.show moreshow less

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Metadaten
Author: Kai Lessmann
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-23595
Advisor:Prof. Dr. Ottmar Edenhofer
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2009/10/05
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt
Date of final exam:2009/09/09
Release Date:2009/10/05
Tag:Forschung und Entwicklung (F&E); Internationale Kooperation; Klimawandel; Modellierung; endogener technischer Fortschritt
climate change mitgation; endogenous technological change; integrated assessment modeling; self-enforcing international environmental agreements
Institutes:Fakultät VI - ohne Zuordnung zu einem Institut
Dewey Decimal Classification:330 Wirtschaft
Licence (German):License LogoCC BY-NC-SA 2.0 DE: Creative Commons-Lizenz: Namensnennung, nicht kommerziell, Weitergabe unter gleichen Bedingungen 2.0 Deutschland