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Univ.Ass. Mag. Dr. Ursula Liebhart
IP Seltene Erden WS 2013/14
Verfügbarkeit, Knappheit und Nutzung nicht-erneuerbarer Ressourcen
Birgit Bednar-Friedl 9. Oktober 2013
Institut für Volkswirtschaftslehre, RESOWI F4
Sprechstunde: Mo, 15:00-16.30
[email protected], Tel 380 7107
Bednar-Friedl: IP Seltene Erden
Überblick
Klassifikation von Ressourcen
Die Messung von Ressourcenknappheit
Ein einfaches (grafisches) Modell zum optimalen Abbau einer nicht erneuerbaren Ressource: die Hotelling-Regel
Modellerweiterungen
Empirische Überprüfung der Hotelling-Regel
Bednar-Friedl: IP Seltene Erden
Klassifikation von natürliche Ressourcen
Unterscheidung nach Endverwendung
Materialressourcen: physische Inputs (Mineralien etc.)
Energieressourcen: Wärme und Energie
Unterscheidung nach Reproduktionsfähigkeit
erneuerbar: nachwachsend; Bioenergie
nicht-erneuerbar: fossile Energie
Unterscheidung nach Erschöpfbarkeit
allerdings: auch erneuerbare Ressourcen sind bei Übernutzung erschöpfbar; daher keine sinnvolle Unterscheidung!
Unterscheidung zwischen Bestand (stock) und Flussgröße (flow)
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Klassifikation von natürlichen Ressourcen
Natural resources
Stock resources Flow resources Solar radiation, wave and wind power
Renewable resources
Nonrenewable resources
Energy
resources
Mineral
resources
Perman, Natural Resource and Envirronmental Economics, 4th Edition, © Pearson Education Limited 2011
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Messung der Ressourcenknappheit
Wie knapp ist eine Ressource? Bestand einer nicht-erneuerbaren Ressource sinkt mit Nutzung
Schwierigkeiten bei der Messung physischer Bestand: möglich → wahrscheinlich → bewiesen
ökonomischer Bestand: jener Teil, der profitabel genutzt werden kann (bei gegeben Preisen und Förderkosten)
Maße der Ressourcenknappheit
Ressourcenlebensdauer = ökonomische Reserve / jährliche Fördermenge
Durchschnittskosten: je knapper eine Ressource, desto höher die Förderkosten
Preise (real): je knapper, desto höher z.B. Rohölpreis / Barrel
Ökonomische Rente: Abweichung zwischen Preis und Grenzkosten; bei effizienter Nutzung steigend
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Messung der Ressourcenknappheit: Öl
Entwicklung der Ressourcenlebensdauer (reserves-to-production ratio; Basis: proved reserves)
Quelle: BP (2011), BP Statistical Review of World Energy, June 2011, http://www.bp.com/sectionbodycopy.do?categoryId=7500&contentId=7068481
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Messung der Ressourcenknappheit: Öl
Entwicklung des Rohölpreises (real, USD 2010)
Quelle: BP (2011), BP Statistical Review of World Energy, June 2011, http://www.bp.com/sectionbodycopy.do?categoryId=7500&contentId=7068481
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Messung der Ressourcenknappheit: Öl
Entwicklung der ökonomischen Rente in der Raffinerie (Preise minus fixer und variabler Kosten)
Quelle: BP (2011), BP Statistical Review of World Energy, June 2011, http://www.bp.com/sectionbodycopy.do?categoryId=7500&contentId=7068481
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Grundmodell der Nutzung einer nicht-erneuerbaren Ressource
Wie sollte eine nicht erneuerbare Ressource, z.B. Erdöl, über die Zeit genutzt werden?
Wahl zwischen Ertrag aus Förderung (heutige Nutzung) und Ertrag aus Reserven (Option für spätere Nutzung)
Maximierung des Barwerts der Gewinne (= gesellschaftlicher Nutzen): Preis x Fördermenge
Hotelling-Regel (1931) = Nutzung derart, dass der Ressourcenbesitzer indifferent ist zwischen der Förderung einer weiteren Einheit Öl heute und einer Förderung morgen
( )2
1 1pp
r=
+2 1
1
p prp−
= Anstieg des Preises für Erdöl
Diskontrate =
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Preis Pt
Zeit t
Zeit t
P0
Pt
T
T
R R0
Area =
= total resource stock
S
Rt
PT =K
45°
Figure 15.3 Graphical representation of solutions to the optimal resource depletion model
Hotelling-Regel
Nachfragekurve
Ressourcennutzung und -bestand
Per
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, Nat
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2011
Grundmodell: grafische Herleitung der Hotelling-Regel
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Mehrere Arten von erneuerbaren Ressourcen
Der Ressourcenbestand ist nicht vollständig bekannt
Neuentdeckungen vergrößern den Bestand
Die Extraktionskosten verändern sich im Lauf der Zeit
Unterscheidung zwischen theoretischen und ökonomisch verfügbaren Beständen
technischer Entwicklung beeinflusst Extraktionskosten, verfügbare Bestände, Folgekosten der Nutzung
Die Verfügbarkeit von Backstop-Technologien beeinflusst Preispfad
Grenzen des Grundmodells in der Praxis
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Empirische Überprüfung der Hotelling-Regel
Empirische Befunde → Preise von Stahl, Kupfer, Silber und Holz fallen über die Zeit (Barnett & Morse
1963) Mögliche Begründung: Der Bruttopreis kann fallen, obwohl der Nettopreis steigt, wenn die Extraktionskosten über die Zeit abnehmen
→ Manche Ressourcen weisen U-förmige Preispfade auf (Slade 1982)
→ Konstanter Marktwert des Rohstoffbestands als „Beweis“ der Hotelling-Regel (Farrow 1985)
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Anhang: Modellerweiterungen
Modellerweiterungen Monopol statt Wettbewerb
Veränderung des Ressourcenbestands
Veränderung der Extraktionskosten
Verschiebung der Nachfrage
Steuern oder Subventionen
Verfügbarkeit einer neuen Backstop-Technologie
technologischer Fortschritt
Externalitäten (CO2 etc.)
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Net price Pt
Time t
Time t
P0M
Perfect competition
TM
TM
R R0M
Area = S
R0 T
Monopoly
P0
PT = PTM = K
T
Demand
Figure 15.4 A comparison of resource depletion in competitive and monopolistic markets
45°
Perman, Natural Resource and Environmental Economics, 4th Edition, © Pearson Education Limited 2011
Modellerweiterungen: Monopol statt Wettbewerb
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Net price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R R0 R0
/ T/
P0/
T/
K
Demand
Figure 15.6 An increase in interest rates in a perfectly competitive market
45°
Modellerweiterungen: Anstieg des Zinssatzes P
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Net price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R
R0/
T/
P0/
K
T/
Demand
Figure 15.7 An increase in the resource stock
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R0
Modellerweiterungen: Anstieg des Ressourcenbestands P
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Pt
Net price path with no change in stocks
Net price path with frequent new discoveries
t
Figure 15.8 The effect of frequent new discoveries on the resource net price or royalty
Modellerweiterungen: Anstieg des Ressourcenbestands P
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Net price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R R0 R0/ T/
P0/
K
T/
D
Figure 15.9 The effect of an increase in demand for the resource
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D/
Modellerweiterungen: Nachfrageänderung P
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Net price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R
R0 R0
/ T/
P0/
K
T/
D
Figure 15.10 (a) A fall in the price of a backstop technology: initial high choke price
45°
Backstop
price fall
PB
R*
Modellerweiterungen: Niedrigerer Preis der Backstop-Technologie P
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Net price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R
R0
R0/ T/
P0/
K
T/
D
Figure 15.10 (b) A fall in the price of a backstop technology: final low choke price
45°
Backstop
price fall
PB
R*
α
Modellerweiterungen: Niedrigerer Preis der Backstop-Technologie P
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Resource price
Time T
New gross price
New net price
Original net price
Original gross price
K
cL
cH
Figure 15.11(a) An increase in extraction costs: deducing the effects on gross and net prices
Modellerweiterungen: Veränderte Extraktionskosten
t tp P c= −Nettopreis =
Bruttopreis – marginale Extraktionskosten
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Gross price Pt
Time t
Time t
P0
T
T
R R0 R0
/ T/
P0/
K
T/
Original gross price path
Figure 15.12 A rise in extraction costs
45°
New gross
price path
Modellerweiterungen: Veränderte Extraktionskosten P
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an, N
atur
al R
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and
Env
irron
men
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cono
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n, ©
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Modellerweiterungen: Steuern und Subventionen
Förderabgaben und -subventionen verändert den Barwert der Ressourcennutzung, aber keine Veränderung der geförderten Menge → Hotelling-Regel gilt unverändert
Fördersteuer:
Fördersubvention:
Umsatzsteuern und -subventionen Umsatzsteuer führt zu Unterschied zwischen Brutto- und Nettopreis:
→ Hotelling-Regel verändert sich zu:
→ Die Einführung einer Umsatzsteuer (Umsatzsubvention) wirkt analog wie eine Erhöhung (Reduktion) der Ressourcenextraktionskosten!
( ) ( ) 01 1 ittp p eα α− = −
( ) ( ) 01 1 ittp p eβ β+ = +
( )1t tp P cα= − −
01 1i t
tc cP P eα α
− = − − −