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Kapitel 6: Erneuerbare natürliche Ressourcen Kapitel im Lehrbuch / Inhalt Im Perman: Kapitel 14: „The efficient and optimal use of natural resources“ Kapitel 17: „Renewable resources“ Inhalt der Vorlesung: Biologische Regenerationsfunktion Optimale Nutzung erneuerbarer Ressourcen Übernutzung erneuerbarer Ressourcen bei Open Access Achtung: Andere Variablenbezeichnungen als bei Perman! Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 2 Einteilung der Ressourcen Erneuerung Nutzung Beispiele Theorie < 1 Jahr Sofort Früchte... Mikroökonomie Fische, Wald Erneuerbare Ressourcen Nach Optimierung 150 – 1000 Jahre Nach Optimierung Nach > 1000 Jahre Optimierung 1 – 150 Jahre Klima Erdöl, Mineralien Ressourcen- und Umweltökonomie Erschöpfbare Ressourcen Prof. Dr. L. Bretschger 3 Biologische Regenerationsfunktion Abhängigkeit des Wachstums der Biomasse vom Bestand an Biomasse. Beispiel Fisch: Geringer Bestand: zunehmende Regenerationsrate Grosser Bestand: abnehmende Regenerationsrate Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 4 Grafische Darstellung V = Fischbestand F(V) = dV/dt t = Zeit MSY: Maximum Sustainable Yield CCH: Carrying Capacity of the Habitat F(V) Regenerationsfunktion MSY CCH V V* Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 5 Ernte der erneuerbaren Ressource F(V) F* F1 V1 V2 V Jeder Punkt auf der Regenerationsfunktion ergibt eine nachhaltige Ernte. F* maximale Ernte F1 ist mit Beständen V1 und V2 vereinbar Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 6 Gleichgewichte Biologische Gleichgewichte: V=0 V = CCH Bio-ökonomische Gleichgewichte: alle Punkte auf F(V) möglich Optimale Gleichgewichte: - Erntekosten Intertemporale Optimierung Open-Access-Problematik Nachfrage (in- und ausländische) Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 7 Erntemenge und Stabilität Beispiel Fischfangmenge: Z1, Z2, Z3 Z1 Z2 Z3 CCH V1 Ressourcen- und Umweltökonomie V2 Prof. Dr. L. Bretschger V 8 Erntemenge und Stabilität (2) Z1 > MSY: Ausrottung des Bestandes Z2 = MSY: Grösster nachhaltiger Fang Z3< MSY: Zwei Gleichgewichte V1 und V2 V1: instabil V2: stabil Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 9 Umwelt-Resistenz Differenz zwischen exponentiellem Wachstum der Ressource und der natürliche Erneuerung F(V) V 1 Exponentielles Wachstum 1 Umweltresistenz Vt=V0·e g·t 2 Begrenztes Wachstum t 2 Ressourcen- und Umweltökonomie z.B. logistische Form Prof. Dr. L. Bretschger 10 Alternative Regenerationsfunktionen Typ 1 (logistisch): F(V) V Typ 2: • • F(V) Kritischer Schwellenwert Vmin (Ausrottung unter Schwellenwert) Bsp: Fischschwärme, Ökosysteme Vmin V Typ 3: • • F(V) Nullwachstum im Ursprung Ausrottung unter Schwellenwert Vmin V Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 11 Wahl einer Regenerationsfunktion Abhängig von der Ressource Wald Fische Wasser etc. Empirische Ermittlung nötig! Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 12 Modellierung Logistische Funktion für Regeneration F(V)=g · (1-V/Vmax) · V g > 0: Parameter Vmax= CCH Lineare Form für Ernte Z Z=e·E·V w Z/E = e ·V e > 0: Parameter, „Fangkoeffizient“ E: Effort Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 13 Prof. Dr. L. Bretschger 14 Modellierung (2) Zusammen: ⎛ V ⎞ V = g⎜1⎟ ×V - e × E ×V V max ⎠ ⎝ ⎛ V ⎞ gv = g ⎜ 1⎟ - E×e V max ⎠ ⎝ Gleichgewicht V = gV = 0 Ressourcen- und Umweltökonomie Modellierung (3) Erntekosten C: C = w × E (w Parameter) ⎛ Z ⎞ C = w⎜ ⎟ ⎝ e ⋅V ⎠ Erlös R: R = P⋅Z (P=Preis) (Statisches) Gleichgewicht bei klaren Eigentums-rechten: Grenzkosten = Grenznutzen = Preis C' = U' = P Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 15 Optimale Nutzung Statisches Marktgleichgewicht Grenznutzen (U‘) = Preis = Grenzkosten der Ernte (C‘) U‘ C‘ C‘ P U‘ Z* Z Z* < MSY → Problemlos Z* > MSY → Erhöhung von C‘ über Wirtschaftspolitik zur Vermeidung der Ausrottung Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 16 Höhere Erntegrenzkosten U‘ C‘ C‘ C – Erntekosten C‘ C‘ – Erntegrenzkosten U‘ - Grenznutzen U‘ Z= F(V) Verschiebung von C‘ durch politische Massnahmen V Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 17 „Tragedy of the Commons“ Es war einmal ein Dorf im Mittelalter... Ausserhalb des Dorfes: Öffentliche Weide. Jeder kann seine Schafe dort weiden lassen... ...was gut funktioniert, bis es eines Tages so viele Schafe darauf hat, dass sich die Weide nicht mehr erholen kann... ...und verdorrt. Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 18 Ein Beispiel Dorf mit 6 Einwohnern, Vermögen je 100. Investieren in Staatsanleihe (12% Zins p.a.) oder Kauf eine einjährigen Stieres, der auf der öffentlichen Weide grast Stiere können nach einem Jahr nach Gewicht verkauft werden: Jährliche Rendite = Gewichtszunahme pro Jahr Gewichtszunahme abhängig von der Anzahl Stiere auf der Weide Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 19 Ein Beispiel Anzahl Stiere Preis pro 2-jährigem Stier 1 120 2 118 3 114 4 111 5 108 6 105 Sozial optimal: 2 Stiere Gesamteinkommen des Dorfes: 2*18 + 4*12 = 84 Einkommensmaximierung der Dorfbewohner: Zusätzliche Stiere solange Preis höher als Einkommen aus Staatsanleihe: P>112 Resultat: 3Stiere auf Weide Gesamteinkommen des Dorfes: 3*14 + 3*12 = 78 Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 20 Was ist das Problem? Dorfeinwohner ignorieren wichtige Externalität: Wenn ein zusätzlicher Stier auf die Weide geschickt wird, reduziert dies das Gewicht der anderen Stiere. Lösung: Privates Eigentum der Weide, Ausschliessbarkeit von Anderen Besteuerung des Zugangs zur Weide Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 21 Öffentliche Ressourcen Auch heute werden öffentliche Ressourcen oft übernutzt: Sauberes Wasser / saubere Luft Fische / Wale / Wildtiere Resistenz von Bakterien durch übermässige Verwendung von Antibiotika Im Folgenden: Open-Access-Problem in der Fischerei. Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 22 Open Access-Problem Keine durchsetzbaren Eigentumsrechte an der natürlichen Ressource Jeder Fischer dehnt seinen Fang aus, solange der Fang seine Kosten deckt; er berücksichtigt nicht die Verringerung der Produktivität der anderen Fischer, die durch seine eigene Aktivität ausgeht Bei einer grossen Zahl von Anbietern gilt: Durchschnittskosten = Durchschnittsertrag Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 23 Open Access-Problem (2) C = R = PZ ; einsetzen ergibt C= ⎛ w V ⎞ wg ⎛ V ⎞ gV ⎜ 1 = 1 ⎟ ⎜ ⎟ eV ⎝ Vmax ⎠ e ⎝ Vmax ⎠ Kosten C sind eine lineare Funktion von V Erlös R = Z • P (Z) hängt von der Nachfrage ab! Beziehung von R zu V? Annahme: Erlösfunktion hat Maximum an derselben Stelle wie Regenerationsfunktion Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 24 Open Access-Gleichgewicht R, C Z* • Ernteerlös R Erntekosten C V Z* (stabiles) Marktgleichgewicht: keine zusätzlichen Markteintritte Biologisches Gleichgewicht: nachhaltiger Ertrag Ökonomisch: Z* nicht effizient! Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 25 Open Access-Gleichgewicht (2) Effizienz: Grenzkosten = Preis - Nur Grenzanbieter macht keinen Gewinn Open Access: Durchschnittskosten = Preis - Niemand macht einen Gewinn - Erntemenge > effiziente Lösung Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 26 Lösungen für Open Access-Probleme Bei Gebietsmonopolen erhält jede Fangunternehmung den Grenzertrag und bekommt eine Rente Kleine Fanggemeinschaften können das Open Access-Problem durch implizites Verhalten bzw. durch Abmachungen lösen. Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 27 Intertemporales Optimum Natürliches Wachstum = wirtschaftliches Wachstum Nicht-Ernte = Investition in V Natürlicher Grenzertrag von V = Diskontrate des Konsums (Zinssatz r) F(v) F‘(V)=r Z* • V Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 28 Statisches und intertemporales Optimum Statik als Spezialfall (Zeitdimension spielt keine spezielle Rolle) Falls Diskontrate gleich Null ist sind die beiden Lösungen identisch Eine (von aussen festgelegte) Diskontrate von Null könnte in gewissen Fällen zweckmässig sein Ressourcen- und Umweltökonomie Prof. Dr. L. Bretschger 29
