Climate Policy and the Optimal Extraction of High- and Low-Carbon Fossil Fuels

24 Pages Posted: 2 Oct 2008

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Sjak Smulders

Tilburg University - Tilburg University School of Economics and Management; University of Calgary - Department of Economics

Edwin van der Werf

Wageningen UR - Environmental Economics and Natural Resources Group

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Abstract

We study how restricting CO 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 CO 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.

(On étudie comment les restrictions sur les émissions de CO 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.)

Suggested Citation

Smulders, Jacobus (Sjak) A. and van der Werf, Edwin, Climate Policy and the Optimal Extraction of High- and Low-Carbon Fossil Fuels. Canadian Journal of Economics/Revue canadienne d'économique, Vol. 41, No. 4, pp. 1421-1444, November/novembre 2008. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=1276696 or http://dx.doi.org/10.1111/j.1540-5982.2008.00510.x

Jacobus (Sjak) A. Smulders (Contact Author)

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Edwin Van der Werf

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