Desenvolvimento e Meio Ambiente

Desenvolvimento e Meio Ambiente

Ariaster Chimeli

Universidade de São Paulo chimeli@usp.br

Integrated Assessment Models (IAMs)

IAMs podem ser definidos como abordagens que integram conhecimento de dois ou mais domínios em um único arcabouço. (Nordhaus, AER, 2019).

Referência fundamental: Dynamic Integrated Model of Climate and the

Economy (DICE). Nordhaus (1992, 1994).

DICE

max

c(t)

W = max

c(t)





∞

Z

0

U [c (t)]e

dt





Sujeito a:

c (t) = M (y (t); z(t); α; ε(t)) Onde:

c (t): consumo

y (t): outras variáveis endógenas (como temperatura)

z (t): variáveis exógenas (como população)

DICE

max

c(t)

W = max

c(t)





∞

Z

0

U [c (t)]e

dt





Sujeito a:

c (t) = M (y (t); z(t); α; ε(t))

Desafio está na última expressão: 20 equações na versão

atual.

Custo das Mudanças Climáticas

DICE (versão 2016)

Aquecimento de 3

: 2% do PIB Aquecimento de 6

: 8% do PIB

Howard and Sterner (2017) - Meta-análise: 3,5 vezes acima do DICE

de referência.

Estratégias para Desacelerar Mudanças Climáticas

Plano A: Abate - redução do uso de combustíveis fósseis e emissões de outros GEEs. Caro (1% PIB para redução de 50% e 3,5% do PIB para redução de 100% - DICE), mas ainda domina outros planos.

Plano B: Sequestro de carbono - ainda não existem tecnologias para remoção de carbono na escala necessária.

Plano C: Geoengenharia - gerenciamento de radiação solar para compensar compensar aquecimento global. Não testado, tecnologias ainda não

desenvolvidas, não lida com carbonização de oceanos, impacto médio vs

impacto regional no mundo.

Custo Social do Carbono (CSC)

CSC: custo econômico de uma tonelada adicional de dióxido de carbono ou equivalente.

CSC: mudança no valor descontado do consumo por unidade adicional de emissões contemporâneas.

CSC: em política climática ótima, CSC é igual ao imposto sobre carbono

ou preço do carbono.

Custo Social do Carbono - DICE versão 2016

Custo Social do Carbono - vários modelos

Estimativas do Custo Social do Carbono (CSC) em US$ por ton de CO2e utilizadas na análise de políticas públicas nos EUA.

Agência Governamental dos EUA Ano CSC em US$ por ton de CO2e Fonte Motivação

NHTSA 2008 33 Tol (2008) Impacto dos standards de economia de combustível de 2011-2015

EPA 2008 40 a 68 Meta analysis baseada em Tol (2008) Regra proposta para regular emissões de GEE

US Dep. Treasury 2009 1 a 100 (parâmetros diversos) Nat. Res. Council reviewed lit. USDT encomendou estudo pela NRC seguindo instrução do Congresso dos EUA IWG 2016 12 (r=5), 42 (r=3) 62 (r=2,5), 123 (r=3, percentil 95) 3 IAMs: FUND, PAGE, DICE Produzir CSC oficial para análise regulatória nos EUA

EPA Atual Mesmo que IWG Mesmo que IWG Propor políticas públicas de controle de emissões de gases do efeito estufa

Fonte: Gilbert Metcalf and James Stock, REEP, v.11(1), winter 2017, pp. 80-99.

Notas:

NHTSA: National Highway Transportation Safety Administration

FUND: Climate Framework for Uncertainty, Negotiation and Distribution - used by IPCC, developed by Richard Tol PAGE: Policy Analysis of the Greenhouse Effect, developed by Chris Hope and used in Stern Review DICE: Dynamic Integrated Climate and Economy model, developed by William Nordhaus

IWG: Interagency Working Group convened by the Council of Economic Advisors and the Office of Management and Budget r: taxa de desconto social (fator como sociedade desconta ganhos e perdas futuras)

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Sistema Econômico - Produção:

f (K , L, A ˜

) = ˜ A

K

L

; A ˜

= ζ

A

[At determinístico eζt estocástico - choques de produtividade]

Y

≡ Ω(T

, J

)f (K , L, A ˜

)

[Ωé função de dano,TAT,t é temperatura na atmosfera,Jt é estado Markoviano do clima com características além de temperatura e concentração de carbono]

E

= σ

(1 − µ

)f (K , L, A ˜

)

[E_ind,t são emissões industriais,σt é intensidade de carbono do produto, 0≤µt≤é fator de mitigação de emissões]

Ψ

= θ

µ

Y

[Ψt é custo de redução de emissões a nívelµt]

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Sistema Econômico - Produção:

f (K , L, A ˜

) = ˜ A

K

L

; A ˜

= ζ

A

Y

≡ Ω(T

, J

)f (K , L, A ˜

)

E

= σ

(1 − µ

)f (K , L, A ˜

) Ψ

= θ

µ

Y

Y

= C

+ Ψ

+ I

K = (1 − δ)K + I

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Sistema Econômico - preferências de Epstein-Zin (disposição a pagar para evitar risco):

U

= (

(1 − β)u(C

, L

) + β h

E n

U

oi

)

u(C

, L

) =

L

L

é população mundial.

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Sistema do Carbono:

E

≡ E

+ E

[E_Ind,t são emissões industriais eELand,t são emissões de processos biológicos]

M

= (M

, M

, M

)

[M_AT,t,MUO,t eMLO,t são massa de carbono na atmosfera, superfície dos oceanos e no fundo dos oceanos, respectivamente]

M

= Φ

M

+ (E

, 0, 0)

[Φt é a matriz com taxas de difusão de carbono de um nível para outro (atmosfera, superfície dos oceanos e fundo dos oceanos)]

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Sistema de Temperatura:

T

= (T

, T

)

T

= Φ

T

+ (ξ

F

(M

), 0)

[o termo em parênteses especifica o papel da força radioativa (endógena e exógena) na temperatura global]

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Mudanças ambientais bruscas (tipping points):

J: características do clima além de temperatura e carbono (estado Markoviano do clima)

J

= g

(T

, M

, ω

)

[Processo Markoviano de transição de estados climáticos ondeωJ,t é processo estocástico serialmente independente]

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Problema de Programa Dinâmico:

V

(S) = max

Ct,µ

u(C

, L

) + β h E

n

(V

(S

))

1−γ 1−1/ψ

oi

1−1/ψ 1−γ

sujeito a

K

= (1 − δ)K

+ Y

− C

− Ψ

M

= Φ

M + (E

, 0, 0) T

= Φ

T + (ξ

F

(M

), 0)

ζ

= g

(ζ, χ, ω

) χ

= g

(χ, ω

) J

= g

(T , M, J , ω

)

onde ζ

e χ

são expressões de transição de Markov para os choques estocásticos de

produtividade.

Incertezas - DSICE, Cai and Lontzek, JPE (2019)

Estimativas do Custo Social do Carbono (CSC) em US$ por ton de CO2e considerando incertezas econômicas e climáticas

Tipo de Risco Ano CSC em US$ por ton de CO2e (2005) CSC em US$ por ton de CO2e (2020) CSC em US$ por ton de CO2e (2050) CSC em US$ por ton de CO2e (2100)

Risco Econômico (choque de produtividade) 2018 61 87 (sd=18) 158 (sd=71) 357 (sd=247, q.90=667)

Risco Climático (mudanças abruptas) 2018 188 620 (q.90=662)

Risco Econômico e Climático 2018 124 461 (q.1=100; q.90=844; q.99=1700)

Fonte: Yongyang Cai and Thomas Lontzek, "The social cost of carbon with economic and climate risks", JPE, forthcoming DOI: 10.1086/701890.

Notas:

sd: desvio padrão

q.1: percentil 10%; q.90: percentil 90%; q.99: percentil 99%

Precificação do Carbono no Mundo - World Bank Carbon

Pricing Dashboard

Precificação do Carbono no Mundo - World Bank Carbon

Pricing Dashboard

Precificação do Carbono no Mundo - World Bank Carbon

Pricing Dashboard

Precificação do Carbono no Mundo

Valor total mundial de iniciativas de precificação de carbono em 2019 (Banco Mundial): US$ 95 bi.

PIB mundial em 2018 (Banco Mundial): US$ 80 tri.

Valor carbono como % PIB mundial: 0,12%.

Carga tributária mundial (Receita de impostos como % do PIB –

Banco Mundial): 15,4%.

Referências

Cai, Yongyang and Thomas Lontzek (2019). "The social cost of carbon with economic and climate risks",Journal of Political Economy, Vol. 127, No.6. DOI: 10.1086/701890.

Howard, Peter H., and Thomas Sterner (2017). “Few and Not So Far Between: A Meta-Analysis of Climate Damage Estimates.” Environmental and Resource Economics, 68 (1): 197–225.

Metcalf, Gilbert and James Stock (2017). “Integrated Assessment Models and the Social Cost of Carbon: A Review and Assessment of U.S. Experience”,Review of Environmental Economics and Policy, v.11(1), winter 2017, pp. 80-99.

Nordhaus, William D. (1992). “An Optimal Transition Path for Controlling Greenhouse Gases.”

Science, 258 (5086): 1315–19.

Nordhaus, William D. (1994). “Managing the Global Commons: The Economics of Climate Change.” Cambridge, MA: MIT Press.

Nordhaus, William D. (2019). “Climate Change: The Ultimate Challenge for Economics.” The American Economic Review, 109(6): 1991-2014.