Content

9.4.2 Umwelttechnischer Fortschritt mit spillover-Effekten: Das Modell von Xepapadeas und Katsoulacos in:

Eberhard Feess, Andreas Seeliger

Umweltökonomie und Umweltpolitik, page 220 - 222

4. Edition 2013, ISBN print: 978-3-8006-4668-5, ISBN online: 978-3-8006-4365-3, https://doi.org/10.15358/9783800643653_220

Bibliographic information
Vahlen – Allg. Reihe – Feess/Seeliger, Umweltökonomie und Unweltpolitik, 4. Aufl. Herstellung: Frau Deuringer Stand: 18.09.2013 Status: Imprimatur Seite 210 9 Umwelttechnischer Fortschritt (dynamische  Anreizwirkungen)210 9.4.2 Umwelttechnischer Fortschritt mit spillover-Effekten: Das Modell von Xepapadeas und Katsoulacos Trotz dieser relativierenden Überlegungen ist das im Folgenden informell vorgestellte Modell von Xepapadeas und Katsoulacos interessant,24 weil es 1. erstens die strategischen Interdependenzen, die sich im Innovationsverhalten durch den Gütermarkt und spillover-Effekte bei den Innovationen ergeben, deutlich zum Ausdruck bringt; 2. und zweitens zeigt, dass neben einer Emissionssteuer mit einer (positiven oder negativen) Innovationssubvention noch ein zweites Instrument zur Implementierung eines first best benötigt wird. Betrachtet wird ein Duopol, für das folgende Annahmen getroffen werden: 1. auf dem Gütermarkt besteht ein simultaner Mengenwettbewerb (Cournot-Nash- Wettbewerb); 2. die Duopolisten werden als vollständig identisch unterstellt, d.h. die Produkte sind homogen und die Kostenfunktionen gleich; 3. die Preis-Absatz-Funktion für die homogenen Produkte ist linear; 4. die Emissionen pro Produkteinheit (also die Emissionsintensität) hängen sowohl von der eigenen Umweltinnovation als auch von der Umweltinnovation des Konkurrenten ab. Auf diese Weise ergibt sich ein positiver spillover-Effekt q, der zwischen Null und Eins liegt. Für q = 0 sind die Innovationen unabhängig voneinander, während für q = 1 jedes Unternehmen die Innovation des anderen Unternehmens vollständig verwerten kann; 5. die Kosten der Innovation steigen progressiv (d.h. die Innovationsausgaben haben sinkende Grenzproduktivitäten); 6. und die Umweltbehörde hat als umweltpolitische Instrumente Emissionssteuern und Innovationssubventionen zur Verfügung. Das Spiel besteht nun aus drei Stufen: 1. in der ersten Stufe legt die Umweltbehörde den Emissionssteuersatz und die Innovationssubvention fest, 2. in der zweiten Stufe entscheiden die Unternehmen über die Höhe ihrer F&E Ausgaben, womit sie gleichzeitig die Emissionsintensität festlegen, 3. und in der dritten Stufe werden auf dem Gütermarkt in einem simultanen Mengenwettbewerb die Produktionsmengen bestimmt. Überlegen wir nun zunächst, wie wir methodisch an ein derartiges Spiel herangehen müssen. Offenbar handelt es sich um ein dynamisches Spiel bei symmetrischer Informati onsverteilung, so dass wir gemäß unserer Überlegung in Abschnitt 2.5 das 24 Siehe Xepapadeas/Katsoulacos (1996). Interessierte Leser/innen seien ferner beispielsweise auf die Arbeiten von Carraro/Topa (1994), Re quate (1993), Carraro/Siniscalco (1993), und Bial/ Innes (2002) verwiesen. Perkins/Neumayer (2004) zei gen, dass (Entwicklungs-)Länder, die Technologien später adaptieren, diese schneller verbreiten als dies in (Industrie-)Ländern der Fall ist, in denen die Technologien entwickelt werden. Einen sehr nützlichen Überblick über die Thematik liefern Löschel (2002) und Requate (2006). Vahlen – Allg. Reihe – Feess/Seeliger, Umweltökonomie und Unweltpolitik, 4. Aufl. Herstellung: Frau Deuringer Stand: 18.09.2013 Status: Imprimatur Seite 211 9.4 Umwelttechnischer Fortschritt 211 teilspielperfekte Gleichgewicht als Lösungskonzept verwenden können. Da es sich um ein endliches Spiel handelt, sind teilspielperfekte Gleichgewichte mit dem Konzept der Rückwärtsinduktion identisch, so dass wir das Spiel von „hinten nach vorne“ lösen müssen. Wir betrachten also zunächst die dritte Spielstufe. Auf dieser Spielstufe sind die F&E- Ausgaben bereits getätigt, so dass es sich in diesem Sinne um sunk costs, also um unwi derruflich getätigte Ausgaben handelt. Da die Kostenfunktionen identisch sind und auch die Innovationssubventionen zu diesem Zeitpunkt schon feststehen bzw. bezahlt wurden, ist der entscheidende Faktor für die Kosten die Emissionsintensität. Je höher die Emis sionsintensität eines Unternehmens und je höher der Steuersatz auf die Emissionen, de sto geringer die Produktionsmenge des betreffenden Unternehmens im Gleichgewicht der dritten Spielstufe. Auf der zweiten Spielstufe entscheiden die Unternehmen (ebenfalls simultan) über die Höhe ihrer F&E-Aufwendungen. Dabei berücksichtigen sie zwei gegenläufige strategische Effekte: Erstens wissen sie, dass jede eigene Innovation bei q > 0 auch die Emissionsintensi tät (und damit die Steuerzahlungen) des Konkurrenten vermindert. Dies liefert gemessen am sozialen Optimum einen starken Anreiz zur Unterinvestition: Volkswirtschaftlich ist der spillover-Effekt ja positiv zu sehen, weil er die Umweltschäden ceteris paribus re duziert. Die mit dem spillover-Effekt verbundene Zunahme der Produktionsmenge des Konkurrenten in der Stufe 3 des Spiels liefert aber einen Anreiz zur Unterinvestition. Auf der anderen Seite gibt es aber auch einen Anreiz zur Überinvestition, der dadurch zustan de kommt, dass der spillover-Effekt ja kleiner als Eins ist (q < 1). Dies bedeutet, dass jede Innovation die eigenen Kosten stärker senkt als die des Konkurrenten, so dass genau der für den Mengenwettbewerb typische strategische Effekt entsteht, den wir in Abschnitt 9.3.2 beschrieben haben.25 Auf dieser Grundlage können wir auch die erste Spielstufe leicht verstehen und da mit das Modell vollständig beschreiben: Die Umweltbehörde versucht, den Emissionsabgabensatz t und die Innovationssubvention s so festzulegen, dass die soziale Wohlfahrt maximiert wird. Da in dem Modell keine asymmetrische Informationsverteilung berücksichtigt wird, kann die Umweltbehörde das Verhalten der Unternehmen in der zweiten und dritten Spielstufe über die Methode der Rückwärtsinduktion perfekt antizipieren. Sie berücksichtigt also auch die strategischen Effekte, die sich aus den Interdependen zen auf dem Gütermarkt und den spillover-Effekten ergeben. Aus den Überlegungen zur unvollständigen Konkurrenz in Abschnitt 5.11.1 wissen wir bereits, dass der Emissionsabgabensatz im oligopolistischen Mengenwettbewerb unter demjenigen liegt, der sich bei vollständiger Konkurrenz ergeben würde (also unter der Pigou-Steuer). Interessant ist, dass wir (direkt anknüpfend an die allgemeinen Überlegungen zur Innovationstheorie) nicht sagen können, ob die Innovationssubvention positiv oder negativ ist. Dies hängt davon ab, ob der spillover-Effekt, der den Innovationsanreiz reduziert (vgl. Abschnitt 9.3.4.2) oder der strategische Effekt auf dem Gütermarkt (vgl. Abschnitt 9.3.2) 25 Bei Xepapadeas/Katsoulacos (1996) kann eine Erhöhung des spillover-Effekts auch eine Erhöhung des Innovationsanreizes zur Folge haben. Dieser kontraintuitive Effekt entsteht aber nur dadurch, dass das Modell in dem Sinne symmetrisch ist, dass eine Erhöhung des eigenen spillover-Effekts annahme gemäß auch den anderen spillover-Effekt erhöht, was ceteris paribus eine Outputerhöhung bewirkt. Im Allgemeinen ergibt sich aber auch in diesem Modell, dass eine Erhöhung von q den Innovationsanreiz vermindert. Vahlen – Allg. Reihe – Feess/Seeliger, Umweltökonomie und Unweltpolitik, 4. Aufl. Herstellung: Frau Deuringer Stand: 18.09.2013 Status: Imprimatur Seite 212 9 Umwelttechnischer Fortschritt (dynamische  Anreizwirkungen)212 über wiegt. Je größer der spillover-Effekt q wird, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die wohlfahrtsoptimale Innovationssubvention positiv ist. Daraus folgt als interessanter Nebeneffekt des Modells unmittelbar, dass die Innovation zur Verminderung der Emissionsintensität besteuert werden muss, sofern jedes Unternehmen eine Innovation tätigt, die überhaupt keine Auswirkungen auf die Emissionsintensität anderer Unternehmen hat, d.h. sofern es sich um eine Innovation handelt, die lediglich das eigene Unternehmen betrifft!26 Dies folgt einfach aus dem überhöhten In novationsanreiz bei strategischen Substituten und wird nicht dadurch entkräftet, dass es sich um Innovationen handelt, die den negativen externen Effekt durch Emissionen redu zieren – denn die Auswirkungen externer Effekte sollte man nicht über die Subventionie rung oder Besteuerung von Innovationen, sondern über Emissionsabgaben internalisieren. Das Modell bringt die strategischen Effekte von Investitionen in den umwelttechnischen Fortschritt daher schön zum Ausdruck. 9.5 Zusammenfassende Schlussfolgerungen In diesem Kapitel haben wir die statische Perspektive der Kapitel  3 bis 8 verlassen und unsere Überlegungen auf Anreize zu umwelttechnischem Fortschritt („dynamische An reizwirkung“) ausgedehnt. In Abschnitt 9.2 haben wir zunächst eine einfache grafische Analyse vorgenommen, die zeigt, dass sich die Vorteile marktorientierter Instrumente im einfachsten Fall auf Innovationsanreize übertragen lassen. Dabei wurde allerdings von vollständiger Konkurrenz und vollständiger Information ausgegangen. Um die Fragestel lung weiter voran zu treiben, haben wir dann in Abschnitt 9.3 einige Kernpunkte der all gemeinen industrieökonomischen Modellierung des Innovationsverhaltens erläutert. Dabei zeigte sich, dass die privaten Innovationsanreize sowohl nach oben als auch nach unten von den sozial effizienten abweichen können und die soziale Wohlfahrt daher oft durch regulierende Maßnahmen erhöht werden kann. Ohne Patentierungsmöglichkeiten konn ten zwei strategische Effekte unterschieden werden, die in unterschiedliche Richtungen wirken: 1. die Möglichkeit, andere Unternehmen durch eigene Kostenverminderungen zu einer Reduzierung ihrer Produktionsmengen zu bewegen (strategische Substitute) führt zu einem Anreiz zur Überinvestition; 2. spillover-Effekte führen ebenso wie das Vorliegen strategischer Komplemente zu einem Anreiz zur Unterinvestition; so dass die Regulierungsbehörde entweder subventionieren oder besteuern muss. Genau diese Überlegungen haben wir schließlich in Abschnitt 9.4 aufgegriffen, indem wir gezeigt haben, dass beim Vorliegen von spillover-Effekten bei umweltbezogenen (d.h. emissionsreduzierenden) Innovationen neben einer Emissionssteuer auch eine Innovati onssteuer erforderlich ist, die je nach Höhe der spillover-Effekte positiv oder negativ sein kann. 26 Bedenken Sie, dass der eine strategische Effekt (nämlich der spillover-Effekt) dann verschwindet.

Chapter Preview

References

Zusammenfassung

Umweltökonomie – neue Aspekte

Die rasanten Entwicklungen in der Umweltpolitik in den vergangenen Jahren führten zu umfangreichen Anpassungen in diesem beliebten Lehrbuch, die insbesondere die anwendungsorientierten Abschnitte betreffen. Hier wurden vor allem die Kapitel über die Umweltinstrumente (Auflagen, Steuern, Zertifikate), die Kosten-Nutzen-Analyse sowie die internationalen Umweltaspekte (bspw. Klimakonferenzen) grundlegend aktualisiert. Darüber hinaus enthält das Kapitel zur Ressourcenökonomie nun ebenfalls eine anwendungsbezogene Diskussion.

Umweltökonomie – die Schwerpunkte

- Spieltheoretische Grundlagen

- Theorie externer Effekte

- Auflagen

- Steuern und Abgaben

- Zertifikate

- Verhandlungslösungen

- Umwelthaftung

- Umwelttechnischer Fortschritt

- Internationale Aspekte des Umweltproblems

- Umweltpolitik bei asymmetrischer Informationsverteilung

- Kosten-Nutzen-Analyse

- Ressourcenökonomie

Zielgruppe

Studierende der Volks- und Betriebswirtschaftslehre an Universitäten und Hochschulen sowie interessierte Praktiker in Wirtschaft, Politik und Verwaltung

Prof. Dr. Eberhard Feess ist seit 2008 Professor für Managerial Economics an der Frankfurt School of Finance and Management. Zuvor hatte er Lehrstühle an der EBS, der Johann Wolfgang Goethe Universität Frankfurt und der RWTH Aachen.

Prof. Dr. Andreas Seeliger lehrt seit 2011 Volks- und Energiewirtschaftslehre an der Dualen Hochschule Baden-Württemberg Mosbach. Zuvor war er bei Frontier Economics, der Trianel European Energy Trading sowie dem Energiewirtschaftlichen Institut an der Universität zu Köln beschäftigt.