Ekonomisk tillväxt och klimatförändringar

Ekonomisk tillväxt och klimatförändringar Torsten Persson IIES, Stockholms Universitet och KVA Jordens klimat ett komplext system Umeå, 11 oktober 2011

The scientific evidence is now overwhelming: climate change presents very serious global risks and it demands an urgent global response Climate change presents a unique challenge for economics: it is greatest and widest-ranging market failure ever seen

Vägkarta 1. Ekonomisk tillväxt kort bakgrund 2. Från tillväxt till klimatförändringar 3. Osäkerhet och framtidsscenarier 4. Lärdomar 5. Åtgärder?

Ekonomisk tillväxt sedan 1800-talets början Senaste 200 åren: historiskt unik period tillväxt i BNP/capita har tagit fart i många länder... men vid olika tidpunkter och inte alltid på ihålligt sätt Data från 1800-talets början A. Maddison: årsvisa data för 150 länder, så långt tillbaka som 1820 några exempel

Tillväxtens två ansikten Kraftig höjning av levnadsstandard utan motstycke i människans historia Industrialisering, nedsmutsning, klimatpåverkan också utan historisk motsvarighet

Tillväxtens långsiktiga drivkrafter BNP/capita (relevant för levnadsstandard) högre produktivitet, genom investeringar i fysiskt och mänskligt kapital, i nya kunskaper och i ny teknik BNP (relevant för utsläpp och klimatpåverkan) ovanstående plus befolkningstillväxt

Stiliserad orsakskedja t ex större befolkning, högre produktivitet växande BNP och ökad efterfrågan på energi större användning av kolenergi

mer utsläpp av koldioxid föder in i kolcykeln spär på växthuseffekten

högre temperaturer, mer variabel nederbörd... återkoppling från fysikaliskt till ekonomiskt system skador på produktion, hälsa, ekosystem...

Ekonomi-klimat modeller Vad har de med saken att göra? kvantifierar relationerna i sådan kvalitativ orsakskedja i ekvationer och bygger ihop dessa i en dynamisk modell Vad används de till? Exempel simulera fram scenarier för hela systemet undersöka effekter av t ex klimatskatter DICE/RICE, W. Nordhaus, en av de första dynamiska modellerna av global ekonomi och klimat

Socio-ekonomiskt system RICE kort översikt åtta regioner: Västeuropa, USA,..., Kina, låginkomstländer konsumtion, investeringar och produktion (BNP) ger efterfrågan på energi globalt energipris speglar tillgången på olja, kol, gas högre priser, lokala energiskatter och högre energieffektivitet kan bromsa användningen av kolenergi region-specifika skador beroende på nivån av global medeltemperatur

RICE kort översikt (fortsättning) Biogeofysikaliskt system enkel modell av jordsystemet, där globala utsläpp via kolcykeln ökar koldoxidhalten i atmosfären, återstrålningen och jordens medeltemperatur Modellens dynamik en period = 10 år simulera modellen = lös ekvationerna som beskriver de ekonomiska och fysikaliska systemen för stort antal perioder framåt

Modell och verklighet Ekonomiska modeller ofullständiga osäkerhet om ekonomiska samband samt om tillväxtens olika drivkrafter radikalt olika utsläppsscenarier kan realiseras Fysikaliska klimatmodeller likaså osäkerhet om fysiska samband och därmed hur ett givet utsläppsscenario påverkar klimatet olika modeller ger olika resultat

Hur bedöma den samlade osäkerheten? Använd (modifierad) RICE för att illustrera en metod (von Below-Persson, 2010) bedöm och beskriv osäkerheten om de flesta parametrar som ingår i modellens ekvationer kör modellen stort antal (10001) gånger med slumpmässiga dragningar av cirka 80 parametrar (s k Monte-Carlo simulering) resultat i form av sannolikhetsfördelningar för variabler som t ex jordens medeltemperatur, i varje tidsperiod framöver

Metodfrågor Vad antar vi om framtida klimatpolitik? business as usual, d v s framtida energiskatter på samma nivå som idag Hur beskriver vi osäkerheten om olika parametrar? använd tillgängliga prognoser, expertbedömningar eller variation i historiska data ex 1. klimatkänslighet (temp.höjning vid dubbel CO 2 ) mellan 2,0 och 5,0 i 95% av fallen (jfr IPCC) ex 2. framtida befolkning i olika regioner variationsvidden i FN:s befolkningsprognoser

Osäkerhet om klimatkänslighet Density 0.1.2.3.4.5 2 4 6 8 10 Value of climate sensitivity parameter

Osäkerhet om framtida befolkning A. US B. Western Europe.2.4.6.8.2.4.6 99% confidence band 90% confidence band median.1.2.3 C. Other high income D. Russia & Eastern Europe E. Middle income.25.3.35.4.6.8 1 F. Lower middle income G. China H. Low income.5 1 1.5 1 1.5 2 0 5 10 15 Population (billion) 2005 2055 2105 2005 2055 2105 2005 2055 2105 Year

Resultat global ekonomisk tillväxt A. Fan chart: 2005 to 2105 B. Distribution in 2105 World GDP (trillion USD (2005), log scale) 4 5 6 7 8 99% confidence band 90% confidence band median Density 0.5 1 1.5 2005 2055 2105 Year 6 6.5 7 7.5 8 8.5 W orld GDP (trillion USD (2005), log scale)

Resultat globala CO 2 utsläpp A. Fan chart: 2005 to 2105 B. Distribution in 2105 Emissions (GtC per year) 10 20 30 40 50 60 70 99% confidence band 90% confidence band median Density 0.02.04.06.08 2005 2055 2105 Year 20 30 40 50 60 70 Emissions (GtC per year)

Resultat jordens medeltemperatur A. Fan chart: 2005 to 2105 B. Distribution in 2105 Temperature increase ( C above 1900) 0 2 4 6 8 10 99% confidence band 90% confidence band median Density 0.2.4.6 2005 2055 2105 Year 2 4 6 8 Temperature increase ( C above 1900)

Stor osäkerhet om klimatförändringar Intervall för temperaturhöjning samma storleksordning som i IPCC trots att metoden (delvis) annorlunda Motiv för vänta-och-se strategi? absolut inte i bara en handfull scenarier är temperaturhöjningen de kommande 100 åren < 3 C, men i ganska många > 6 C

Vad ger störst simulerad temperaturhöjning? Hög klimatkänslighet inte oväntat: sista länken i modellens kedja från mänsklig aktivitet till uppvärmning Långsam ökning av energieffektiviteten särskilt i stora ekonomier med stor nedsmutsning läs USA, Kina Snabb ekonomisk tillväxt i folkrika ekonomier Kina (drygt 20% av jordens nuvarande folkmängd) dagens fattigaste länder (knappt 50% av folkmängden)

Olika framtider med olika uppvärmning A. Chinese TFP and temperature scatterplot and linear fit B. Low-income countries TFP and temperature scatterplot and linear fit Temperature increase in 2105 3 4 5 6 7 8 4 3 2 1 Temperature increase in 2105 3 4 5 6 7 8 3 1 4 2 0 20 40 60 80 China: TFP (index, 2005 = 1) 5 10 15 20 Low-income countries: TFP (index, 2005 = 1) C. Chinese energy efficiency and temperature scatterplot and linear fit D. Climate sensitivity and temperature scatterplot and log-linear fit Temperature increase in 2105 3 4 5 6 7 8 3 4 1 2 Temperature increase in 2105 3 4 5 6 7 8 2 3 4 1.2.4.6.8 China: carbon intensity (index, 2005 = 1) 2 4 6 8 10 Climate sensitivity parameter

Allmäna lärdomar från simuleringarna Globala måkonflikter framtider där fattigdomsproblemet närmare en lösning innebär att klimatproblemet blir svårare att lösa Socio-ekonomisk contra biogeofysisk osäkerhet ekonomiska faktorer kan göra stor skillnad

Osäkerhet om hela systemet contra socioekonomisk osäkerhet A. Fan chart: 2005 to 2105 B. Distribution in 2105 A. Fan chart: 2005 to 2105 B. Distribution in 2105 Temperature increase ( C above 1900) 0 2 4 6 8 10 99% confidence band 90% confidence band median Density 0.2.4.6 Temperature increase ( C above 1900) 0 2 4 6 8 10 99% confidence band 90% confidence band median Density 0.5 1 1.5 2005 2055 2105 Year 2 4 6 8 Temperature increase ( C above 1900) 2005 2055 2105 Year 3 4 5 6 7 Temperature increase ( C above 1900) Alla parametrar osäkra Klimatkänslighet = 3

Drastiskt minskade utsläpp till mindre än 20% av dagens nivå nödvändiga för att stabilisera klimatet Stoppa tillväxten otillräckligt eller ogenomförbart Beskatta kolbaserad energi (cap and trade system) klassisk lösning A.C. Pigou 1920-talet Stöd utveckling, spridning av energieffektiv teknik prissignaler förmodligen ej tillräckliga, speciellt för ny teknik som passar tredje världen

Klimatåtgärder svårlösta politikproblem Kostnad omedelbar, avkastning långt in i framtiden effekt av skatter och minskade utsläpp har mycket lång eftersläpning, p g a klimatsystemets stora trögheter och teknologins långa ledtider politiska systemet har svårt klara sådana åtgärder Kostnad lokal, avkastning global globala institutioner saknas globala lösningar måste vara frivilliga fripassagerarproblemet etiska, moraliska dilemman

Klimatåtgärder svårlösta politikproblem (forts.) Ojämn fördelning av förväntade skadeverkningar svagaste delen av modellen, men ger ändå rimlig uppfattning av relativa storleksordningar minsta skador: där utsläppen är störst (USA, Kina) största skador: där utsläppen är minst (Västeuropa) och dagens fattigdom störst (Afrika, Sydasien) starka intressekonflikter, som vi redan kunnat iaktta

Relativa skador av klimatförändringar i fyra regioner Damages (% of GDP) 0 10 20 30 Europe: 99% confidence band US: 99% confidence band Medians 0 5 10 15 20 Low income: 99% confidence band China: 99% confidence band Medians 2005 2055 2105 Year 2005 2055 2105 Year

Anpassning i stället för utsläppsbegränsning? Anpassning nödvändig för att möta framtida skaderisker kraftfull anpassning av infrastruktur, i vid mening, krävs redan för att begränsa framtida skador till följd av hittillsvarande utsläpp Annorlunda avkastning för sådana investeringar avkastningen kommer omedelbart, snarare än med stor eftersläpning, och är lokal, snarare än global risk att anpassningar till klimatförändringar sker på bekostnad av utsläppsbegränsningar