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
Vägkarta
1. Ekonomisk tillväxt – kort bakgrund
2. Från tillväxt till klimatförändringar
3. Osäkerhet och framtidsscenarier
4. Lärdomar
5. Åtgärder?
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?
simulera fram scenarier för hela systemet
undersöka effekter av t ex klimatskatter
Exempel
DICE/RICE, W. Nordhaus, en av de första dynamiska
modellerna av global ekonomi och klimat
RICE – kort översikt
Socio-ekonomiskt system
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
Vägkarta
1. Ekonomisk tillväxt – kort bakgrund
2. Från tillväxt till klimatförändringar
3. Osäkerhet och framtidsscenarier
4. Lärdomar
5. Åtgärder?
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 CO2)
mellan 2,0 och 5,0 i 95% av fallen (jfr IPCC)
ex 2. framtida befolkning i olika regioner
variationsvidden i FN:s befolkningsprognoser
.3
.2
.1
0
Density
.4
.5
Osäkerhet om klimatkänslighet
2
4
6
8
Value of climate sensitivity parameter
10
Osäkerhet om framtida befolkning
B. Western Europe
.8
A. US
.6
.6
99% confidence band
.2
median
D. Russia & Eastern Europe
1
E. Middle income
.4
.1
.25
.6
.2
.3
.8
.3
.35
C. Other high income
G. China
H. Low income
1
5
1
1.5
10
1.5
2
15
F. Lower middle income
0
.5
Population (billion)
.2
.4
.4
90% confidence band
2005
2055
2105
2005
2055
Year
2105
2005
2055
2105
Resultat – global ekonomisk tillväxt
1.5
8
A. Fan chart: 2005 to 2105
99% confidence band
B. Distribution in 2105
5
.5
6
Density
1
7
median
0
4
World GDP (trillion USD (2005), log scale)
90% confidence band
2005
2055
Year
2105
6
6.5
7
7.5
8
8.5
W orld GDP (trillion USD (2005), log scale)
Resultat – globala CO2 utsläpp
99% confidence band
70
B. Distribution in 2105
.08
A. Fan chart: 2005 to 2105
90% confidence band
.06
.04
Density
50
40
.02
30
20
0
10
Emissions (GtC per year)
60
median
2005
2055
Year
2105
20
30
40
50
60
Emissions (GtC per year)
70
Resultat – jordens medeltemperatur
B. Distribution in 2105
.6
10
A. Fan chart: 2005 to 2105
99% confidence band
2
.2
4
Density
6
.4
8
median
0
0
Temperature increase (°C above 1900)
90% confidence band
2005
2055
Year
2105
2
4
6
Temperature increase (°C above 1900)
8
Vägkarta
1. Ekonomisk tillväxt – kort bakgrund
2. Från tillväxt till klimatförändringar
3. Osäkerhet och framtidsscenarier
4. Lärdomar
5. Åtgärder?
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)
B. Low-income countries TFP and temperature
scatterplot and linear fit
scatterplot and linear fit
8
8
Temperature increase in 2105
A. Chinese TFP and temperature
7
1
6
6
7
1
2
2
5
4
4
4
5
4
0
20
3
3
3
3
40
60
China: TFP (index, 2005 = 1)
80
5
10
15
Low-income countries: TFP (index, 2005 = 1)
20
scatterplot and linear fit
scatterplot and log-linear fit
.2
.4
.6
China: carbon intensity (index, 2005 = 1)
.8
7
6
4
5
5
4
3
3
2
4
2
4
1
3
3
8
6
7
1
8
D. Climate sensitivity and temperature
Temperature increase in 2105
C. Chinese energy efficiency and temperature
Temperature increase in 2105
Temperature increase in 2105
Olika framtider med olika uppvärmning
2
4
6
8
Climate sensitivity parameter
10
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
median
median
2005
2055
Year
2105
1.5
Density
0
0
0
.5
Density
.2
1
Temperature increase (°C above 1900)
2
4
6
8
90% confidence band
0
B. Distribution in 2105
99% confidence band
90% confidence band
.4
Temperature increase (°C above 1900)
2
4
6
8
99% confidence band
A. Fan chart: 2005 to 2105
10
B. Distribution in 2105
.6
10
A. Fan chart: 2005 to 2105
2
4
6
8
Temperature increase (°C above 1900)
Alla parametrar osäkra
2005
2055
Year
2105
3
4
5
6
7
Temperature increase (°C above 1900)
Klimatkänslighet = 3
Vägkarta
1. Ekonomisk tillväxt – kort bakgrund
2. Från tillväxt till klimatförändringar
3. Osäkerhet och framtidsscenarier
4. Lärdomar
5. Åtgärder?
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
Low income: 99% confidence band
China: 99% confidence band
Medians
0
5
10
10
20
15
20
Europe: 99% confidence band
US: 99% confidence band
Medians
0
Damages (% of GDP)
30
Relativa skador av klimatförändringar i fyra regioner
2005
2055
Year
2105
2005
2055
Year
2105
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
