Climate policy and the optimal extraction of high- and low-carbon fossil fuels

Authors


  • Sjak Smulders is also affiliated with Tilburg University. We thank Jean-Pierre Amigues, Geir Asheim, Rossella Bargiacchi, Corrado Di Maria, Christian Groth, Michel Moreaux, and Cees Withagen for useful discussions. Email: edwin.vanderwerf@uni-oldenburg.de

Abstract

Abstract.  We study how restricting CO2 emissions affects resource prices and depletion over time. We use a Hotelling-style model with two non-renewable fossil fuels that differ in their carbon content (e.g., coal and natural gas) and in addition are imperfect substitutes in final good production. We show that an economy facing a CO2 flow-constraint may substitute towards the relatively dirty input. As the economy tries to maximize output per unit of emissions it is not only carbon content that matters: productivity matters as well. With an announced constraint the economy first substitutes towards the less productive input such that more of the productive input is available when constrained. Preliminary empirical results suggest that it is cost-effective to substitute away from dirty coal to cleaner oil or gas, but to substitute from natural gas towards the dirtier input oil.

Abstract

On étudie comment les restrictions sur les émissions de CO2 affectent les prix des ressources et leur épuisement dans le temps. On utilise un modèle à la Hotelling avec deux combustibles fossiles qui diffèrent dans leur concentration de carbone (e.g., charbon et gaz naturel) et sont des substituts imparfaits dans la production du bien final. On montre qu'une économie soumise à une contrainte sur les émissions peut substituer en faveur du combustible relativement plus sale. A proportion que l'économie essaie de maximiser son produit par unité d'émission, ce n'est pas seulement la concentration de carbone qui compte mais il y a aussi la productivitéà prendre en compte. Quand la contrainte est annoncée, l'économie tend à utiliser davantage l'intrant le moins productif de façon à ce que davantage de l'intrant productif soit disponible quand la contrainte entrera en vigueur. Des résultats empiriques préliminaires suggèrent qu'il est effectif au plan des coûts de substituer au charbon sale du gaz ou du pétrole plus nets, mais aussi de remplacer le gaz naturel par un intrant pétrole plus sale.

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