Verfügbarkeit, Knappheit und Nutzung nicht -erneuerbarer ...€¦ · Univ.Ass. Mag. Dr. Ursula Liebhart IP Seltene Erden WS 2013/14 Verfügbarkeit, Knappheit und Nutzung nicht -erneuerbarer

Univ.Ass. Mag. Dr. Ursula Liebhart

IP Seltene Erden WS 2013/14

Verfügbarkeit, Knappheit und Nutzung nicht-erneuerbarer Ressourcen

Birgit Bednar-Friedl 9. Oktober 2013

Institut für Volkswirtschaftslehre, RESOWI F4

Sprechstunde: Mo, 15:00-16.30

[email protected], Tel 380 7107

Bednar-Friedl: IP Seltene Erden

Überblick

Klassifikation von Ressourcen

Die Messung von Ressourcenknappheit

Ein einfaches (grafisches) Modell zum optimalen Abbau einer nicht erneuerbaren Ressource: die Hotelling-Regel

Modellerweiterungen

Empirische Überprüfung der Hotelling-Regel


Klassifikation von natürliche Ressourcen

Unterscheidung nach Endverwendung

Materialressourcen: physische Inputs (Mineralien etc.)

Energieressourcen: Wärme und Energie

Unterscheidung nach Reproduktionsfähigkeit

erneuerbar: nachwachsend; Bioenergie

nicht-erneuerbar: fossile Energie

Unterscheidung nach Erschöpfbarkeit

allerdings: auch erneuerbare Ressourcen sind bei Übernutzung erschöpfbar; daher keine sinnvolle Unterscheidung!

Unterscheidung zwischen Bestand (stock) und Flussgröße (flow)


Klassifikation von natürlichen Ressourcen

Natural resources

Stock resources Flow resources Solar radiation, wave and wind power

Renewable resources

Nonrenewable resources

Energy

resources

Mineral

resources

Perman, Natural Resource and Envirronmental Economics, 4th Edition, © Pearson Education Limited 2011


Messung der Ressourcenknappheit

Wie knapp ist eine Ressource? Bestand einer nicht-erneuerbaren Ressource sinkt mit Nutzung

Schwierigkeiten bei der Messung physischer Bestand: möglich → wahrscheinlich → bewiesen

ökonomischer Bestand: jener Teil, der profitabel genutzt werden kann (bei gegeben Preisen und Förderkosten)

Maße der Ressourcenknappheit

Ressourcenlebensdauer = ökonomische Reserve / jährliche Fördermenge

Durchschnittskosten: je knapper eine Ressource, desto höher die Förderkosten

Preise (real): je knapper, desto höher z.B. Rohölpreis / Barrel

Ökonomische Rente: Abweichung zwischen Preis und Grenzkosten; bei effizienter Nutzung steigend


Messung der Ressourcenknappheit: Öl

Entwicklung der Ressourcenlebensdauer (reserves-to-production ratio; Basis: proved reserves)

Quelle: BP (2011), BP Statistical Review of World Energy, June 2011, http://www.bp.com/sectionbodycopy.do?categoryId=7500&contentId=7068481



Entwicklung des Rohölpreises (real, USD 2010)




Entwicklung der ökonomischen Rente in der Raffinerie (Preise minus fixer und variabler Kosten)



Grundmodell der Nutzung einer nicht-erneuerbaren Ressource

Wie sollte eine nicht erneuerbare Ressource, z.B. Erdöl, über die Zeit genutzt werden?

Wahl zwischen Ertrag aus Förderung (heutige Nutzung) und Ertrag aus Reserven (Option für spätere Nutzung)

Maximierung des Barwerts der Gewinne (= gesellschaftlicher Nutzen): Preis x Fördermenge

Hotelling-Regel (1931) = Nutzung derart, dass der Ressourcenbesitzer indifferent ist zwischen der Förderung einer weiteren Einheit Öl heute und einer Förderung morgen

( )2

1 1pp

r=

+2 1

1

p prp−

= Anstieg des Preises für Erdöl

Diskontrate =


Preis Pt

Zeit t

Zeit t

P0

Pt

T

T

R R0

Area =

= total resource stock

S

Rt

PT =K

45°

Figure 15.3 Graphical representation of solutions to the optimal resource depletion model

Hotelling-Regel

Nachfragekurve

Ressourcennutzung und -bestand

Per

man

, Nat

ural

Res

ourc

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Lim

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2011

Grundmodell: grafische Herleitung der Hotelling-Regel


Mehrere Arten von erneuerbaren Ressourcen

Der Ressourcenbestand ist nicht vollständig bekannt

Neuentdeckungen vergrößern den Bestand

Die Extraktionskosten verändern sich im Lauf der Zeit

Unterscheidung zwischen theoretischen und ökonomisch verfügbaren Beständen

technischer Entwicklung beeinflusst Extraktionskosten, verfügbare Bestände, Folgekosten der Nutzung

Die Verfügbarkeit von Backstop-Technologien beeinflusst Preispfad

Grenzen des Grundmodells in der Praxis


12

Empirische Überprüfung der Hotelling-Regel

Empirische Befunde → Preise von Stahl, Kupfer, Silber und Holz fallen über die Zeit (Barnett & Morse

1963) Mögliche Begründung: Der Bruttopreis kann fallen, obwohl der Nettopreis steigt, wenn die Extraktionskosten über die Zeit abnehmen

→ Manche Ressourcen weisen U-förmige Preispfade auf (Slade 1982)

→ Konstanter Marktwert des Rohstoffbestands als „Beweis“ der Hotelling-Regel (Farrow 1985)


13

Anhang: Modellerweiterungen

Modellerweiterungen Monopol statt Wettbewerb

Veränderung des Ressourcenbestands

Veränderung der Extraktionskosten

Verschiebung der Nachfrage

Steuern oder Subventionen

Verfügbarkeit einer neuen Backstop-Technologie

technologischer Fortschritt

Externalitäten (CO2 etc.)


Net price Pt

Time t

Time t

P0M

Perfect competition

TM

TM

R R0M

Area = S

R0 T

Monopoly

P0

PT = PTM = K

T

Demand

Figure 15.4 A comparison of resource depletion in competitive and monopolistic markets

45°

Perman, Natural Resource and Environmental Economics, 4th Edition, © Pearson Education Limited 2011

Modellerweiterungen: Monopol statt Wettbewerb


Net price Pt

Time t

Time t

P0

T

T

R R0 R0

/ T/

P0/

T/

K

Demand

Figure 15.6 An increase in interest rates in a perfectly competitive market

45°

Modellerweiterungen: Anstieg des Zinssatzes P

erm

an, N

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11


Net price Pt

Time t

Time t

P0

T

T

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P0/

K

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Demand

Figure 15.7 An increase in the resource stock

45°

R0

Modellerweiterungen: Anstieg des Ressourcenbestands P

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Pt

Net price path with no change in stocks

Net price path with frequent new discoveries

t

Figure 15.8 The effect of frequent new discoveries on the resource net price or royalty

Modellerweiterungen: Anstieg des Ressourcenbestands P

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Net price Pt

Time t

Time t

P0

T

T

R R0 R0/ T/

P0/

K

T/

D

Figure 15.9 The effect of an increase in demand for the resource

45°

D/

Modellerweiterungen: Nachfrageänderung P

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Net price Pt

Time t

Time t

P0

T

T

R

R0 R0

/ T/

P0/

K

T/

D

Figure 15.10 (a) A fall in the price of a backstop technology: initial high choke price

45°

Backstop

price fall

PB

R*

Modellerweiterungen: Niedrigerer Preis der Backstop-Technologie P

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Net price Pt

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Time t

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T

R

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P0/

K

T/

D

Figure 15.10 (b) A fall in the price of a backstop technology: final low choke price

45°

Backstop

price fall

PB

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α

Modellerweiterungen: Niedrigerer Preis der Backstop-Technologie P

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Resource price

Time T

New gross price

New net price

Original net price

Original gross price

K

cL

cH

Figure 15.11(a) An increase in extraction costs: deducing the effects on gross and net prices

Modellerweiterungen: Veränderte Extraktionskosten

t tp P c= −Nettopreis =

Bruttopreis – marginale Extraktionskosten

Per

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2011


Gross price Pt

Time t

Time t

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T

R R0 R0

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K

T/

Original gross price path

Figure 15.12 A rise in extraction costs

45°

New gross

price path

Modellerweiterungen: Veränderte Extraktionskosten P

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23

Modellerweiterungen: Steuern und Subventionen

Förderabgaben und -subventionen verändert den Barwert der Ressourcennutzung, aber keine Veränderung der geförderten Menge → Hotelling-Regel gilt unverändert

Fördersteuer:

Fördersubvention:

Umsatzsteuern und -subventionen Umsatzsteuer führt zu Unterschied zwischen Brutto- und Nettopreis:

→ Hotelling-Regel verändert sich zu:

→ Die Einführung einer Umsatzsteuer (Umsatzsubvention) wirkt analog wie eine Erhöhung (Reduktion) der Ressourcenextraktionskosten!

( ) ( ) 01 1 ittp p eα α− = −

( ) ( ) 01 1 ittp p eβ β+ = +

( )1t tp P cα= − −

01 1i t

tc cP P eα α

− = − − −

Documents

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