A globális felmelegedés játéka

1. A globális felmelegedés játéka A CO2-kibocsátás csökkentésére vonatkozó törekvések Előadó:Gáspár Sándor

2. Bevezetés • Cél: A világ országainak szennyezőanyag kibocsátásának oly mértékű lecsökkentése, hogy elkerüljük a Föld klímájának megváltozását; a végső célkitűzés pedig az, hogy stabilizáljuk a levegőben lévő gázok koncentrációját olyan szinten, ami nem okoz végzetes beavatkozást az atmoszférában.

3. A megvalósítás lépései • Ösztönzés és haszon elemzése egy lehetséges nemzetközi összefogásban • A csökkentés szintjének meghatározása a csökkentéssel járó költségek és hasznok tekintetében • A csökkentés mértékének elosztása a különböző régiók, ill. országok között

4. A játékelmélet alkalmazása • Statikus játék, a 2000. évre ad megoldást • 5 „játékos”: USA, OECD, EX-USSR, China, ROW • A CO2 egyfajta mellékterméke az ország gazdasági növekedésére irányuló folyamatoknak • A különböző régiók számításba veszik a szennyezőanyag kibocsátás csökkentésével járó hasznokat és költségeket

5. Az egyes régióknak hasznuk van a CO2 kibocsátásból, amely ugyanakkor nem csak saját magukra, hanem az egész világra negatív hatást gyakorol • A környezetszennyezés hatásainak kiszámíthatatlansága és a modell egyszerűsítései miatt az eredmények csak irányadóak

6. Dinamikus modell Nettó haszon függvény • t = tervezett időszak • di =diszkont tényező • eit = az i. játékos CO2 kibocsátása a t. időben • Yit= konkáv jövedelem függvény • Dit= konvex fv, a t.periódusban bekövetkezett klímaváltozásból eredő kár • Tt= klíma változása, az ipari forradalom idejétől számított hőmérséklet emelkedés

7. Statikus modell • Előnye bonyolultabb klímaváltozást leíró ill. kár függvények használata • A kimenet csak a 0.periódusban (2000) érdekel minket, azaz t=0 • A jövőbeni kiadások exogén módon előre meghatározottak (pl. egy egyezmény alapján) • Így csak egyetlen időpontban (a 0-ban) kell meghatározni a kibocsátást

8. Kooperatív és nem-kooperatív modell eit = az exogén módon meghatározott jövőbeli kibocsátása az i.játékosnak a t. periódusban, t >0 • Megj.: Tkp. nt kényszerfeltételt adtunk a feladathoz

9. Samuelson feltételek A nem-kooperatív esetben minden játékos a marginális bevételét egyenlővé teszi a saját marginális kárával. A Nash egyensúlyhoz vezető egyenlet i=1,...,n-re: Kooperatív esetben minden játékos marginális bevétele egyenlő lesz az összes marginális kár összegével. Az ún. társadalmi optimumot megadó egyenlet i=1,...,n :

10. A jelen helyzet • BAU (business as usual): ellenőrzés nélküli kibocsátás szint • Feltételezzük, hogy jelen pillanatban az országok a BAU szinten vannak, azaz Yi’=0 .Vagyis nem veszik figyelembe az okozott károkat • Erről a BAU szintről szeretnénk elmozdítani az országokat egy új optimum pontra, mely lehet a társadalmi optimum, vagy megegyezés hiányában a Nash-egyensúly

11. A klíma modellezése • Alapvetően három egyenlet írja le: • Hőmérsékleti feltétel • Levegő gáztartalmát leíró egyenlet • Gázkibocsátási tényező • Megj.: a különböző gáz kibocsátásokat úgy vesszük figyelembe, hogy „CO2 ekvivalens-sé” transzformáljuk őket

12. Az egyenletek 1. A hőmérsékleti feltétel a hőmérséklet reagálását írja le a CO2 koncentráció megváltozására • Qt= gáz koncentráció a t. időpontban • Qp =az iparosodás előtti koncentráció • wklíma érzékenységi paraméter Az óceánok hőmérsékleti tehetetlensége folytán az egyensúly fokozatosan alakul ki, ezért bevezetünk egy a késleltetési paramétert, 0< a<1 :

13. 2. A gázokat leíró egyenlet az atmoszféra CO2 koncentrá-cióját határozza meg. Ha a CO2 konstans s sebességgel bomlik el, akkor az egyenlet: ahol Et-1 jelöli a (t-1)-ik periódus teljes kibocsátását, l pedig ezt a mennyiséget koncentrációvá transzformálja 3. A kibocsátás az összes gázkibocsátások összege: skt = a k. gáz kibocsátott mennyisége a t. időpontban bk = a k. gáz aránya a légkörben • Megj.: az skt értékek exogének, kivéve t=0-ban a CO2

14. A bevétel függvény F(e)=max[f( v)-pv| av< e] • v = energia inputok oszlopvektora • p = energia árak sorvektora • a = az energia fogyasztást CO2 kibocsátássá transzformáló vektor • e = CO2 kibocsátás f(v)-pv jelentse az adott ország GDP-jét Megj.: Belátható, hogy ha f monoton növő konkáv, akkor F konkáv e-ben

15. Legyen e* a GDP-t maximalizáló kibocsátási szint =>BAU A bevétel függvény explicit alakja: • e* és Y * a kibocsátás és a GDP a BAU esetben, azaz Y *=Y(e*) • q a CO2 árnyékára e=0-ban • b technológiai paraméter, a csökkentéssel járó plusz költség egységét fejezi ki • b>1 a konkavitáshoz, és b >qe*/Y * ,Y(0 )>0-hoz

16. A kár függvény • hi = az ország gazdasági növekedés mutatója • ki = az a kár az i. ország számára, amit egy a 0.periósusban bekövetkező L C-os hőmérséklet emelkedés okozna, azaz Di0(T0 )= ki , T0= L-ra • g a konvexitás mértéke • Megj.: • A hozzáférhető adatok alapján L=2,5 (2 XCO2) • kibecslése bizonytalan

17. Három esetet különböztetünk meg attól függően, hogy a 2,5 C-os hőmérséklet növekedés mekkora kárt okoz a GWP-ben: 1%, 1.5%, 2% • g =1, 2 ill. 3, az eseteknek megfelelően • hi : USA, OECD, EX-USSR:1%; Kína:3%; ROW:2.3%

18. Eredmények A nem kooperatív Nash-egyensúly • Legnagyobb csökkentés: USA és az OECD • A többi régió csökkentése majdnem elhanyagolható. Ok: Egy fejlődő országnak nagyobb költséget jelentene egy új technológia bevezetése

19. A társadalmi optimum • A legnagyobb csökkentés: USA, OECD • A többi régió között kb. egyformán oszlik el a csökkentés mértéke • Megj.: A globális felmelegedés hatásai bizonytalanok, a jövőbeni lépéseket pedig a modell nem garantálja. Így további elemzések szükségesek

20. Az együttműködés nyeresége A kooperatív és a nem-kooperatív egyensúlyból származó nettó haszon különbsége • A nyereség meglehetősen mérsékelt • A legmagasabb nyereség: OECD, ROW ,(USA) • EX-USSR,Kína számára nem kedvező az együtműködés

21. Következmények • Az OECD, ROW és USA régiók érdekében áll a nemzetközi összefogás • Egy társadalmilag optimális egyezmény megszületéséhez a fejlődő országoknak pénzügyi juttatásokra van szüksége a partnerektől • Az elemzés megfelel a valós helyzetnek (Rio, Torontói Egyezmény) • Optimális csökkentési szintek globálisan: 2-15% • Az eredmények irányadóak, a modell korlátozott hatáskörrel bír