Das Hotelling-Modell (1931) - Webarchiv ETHZ / Webarchive ETH

Energieökonomie
Prof. Dr. Renate Schubert, Dr. Helga Fehr,
Katharina Eckartz
Institut für Umweltentscheidungen (IED)
18.3./1.4.2008
Kapitel 3 Energieangebot: Erschöpfbare
Energieträger
3.1 Allgemeine Vorbemerkungen
3.2 Erdöl
3.3 Erdgas
3.4 Kohle
3.5 Uranerze – Atomenergie
3.6 Fazit
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
2
Lernziele Kapitel 3
ƒ Ökonomische Grundprinzipien der Ausbeutung
erschöpfbarer Ressourcen kennen
ƒ Wichtige energieökonomisch relevante
Merkmale konkreter erschöpfbarer
Energieträger kennen
ƒ Grundvorstellungen von der Bedeutung nichterneuerbarer (fossiler) Energieträger für global
nachhaltige Energiesysteme haben
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
3
Das Hotelling-Modell (1931)
ƒ Kernfrage: Wie schnell sollen die gesicherten
Reserven einer erschöpfbaren Ressource
abgebaut werden?
ƒ Ökonomisch: Abbau ab welchem Preis der
Ressource?
ƒ Alternativen: Ressource sofort abbauen und
Geld am Kapitalmarkt anlegen (Zinssatz r)
oder
Ressource später abbauen (und Geld vorher
am Kapitalmarkt anlegen)
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
4
Das Hotelling-Modell (1931)
ƒ Antwort qualitativ: Wenn der Wertzuwachs der
Ressource im Boden grösser ist als der Zinssatz r, lohnt sich das Warten
ƒ Annahme dabei: Extraktionskosten sehr gering
bzw. nicht ansteigend
ƒ Perspektive: Eigentümer der Ressource
ƒ Ziel: Maximieren des Kapitalwerts der
Ressource
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
5
Das Hotelling-Modell (1931)
Modell
T
z = ∫ ct ⋅ e − rt dt → max!
0
Nebenbedingung: dR/dt = - q (q: jährl. Abbaumenge)
Æ
p
=r
p
18.3./1.4.2008
(Hotelling-Regel) (bei Abbaukosten 0)
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
6
Das Hotelling-Modell (1931)
Interpretation
ƒ p = r : Maximum des NPV der Ressource; GG
p
ƒ
p
>r
p
ƒ
p
<r
p
18.3./1.4.2008
: Ressourcenbestand nicht ausbeuten; r
wird steigen, GG wieder erreicht
: Ressourcenbestand ausbeuten und
alles Geld am Kapitalmarkt anlegen; r
wird sinken, GG wieder erreicht
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
7
Das Hotelling-Modell (1931)
Preispfad für Ressource:
Mit
p
=r
p
ist der Preispfad
pt = p0 ⋅ e
rt
vereinbar.
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
8
Das Hotelling-Modell (1931)
Preispfad für Ressource:
ƒ Allerdings: Kein permanenter Preisanstieg
wegen Substitution der Ressource (BackstopTechnologien)
ƒ Möglichkeiten zur Substitution: Andere
Lagerstätten, andere Energieträger, andere
Technologien (Verzicht auf Ressource)
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
9
Das Hotelling-Modell (1931)
pt
pt = p0.ert
(p/p = r)
pB
(exogen)
Preis für Backstop-Technologie
(=pH aus Sicht der Nachfrager)
p0
t
T
(100%iger Abbau der Ressource)
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
10
Das Hotelling-Modell (1931)
P0, T endogen:
pt
pt = p0.ert
p0
Preis für Backstop-Technologie
(=pH aus Sicht der Nachfrager)
qt
t
T
Ressourcenbestand
45°
t
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
11
Das Hotelling-Modell (1931)
Graphische Darstellung des Abbau-Pfades:
qt
t
T
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
12
Das Hotelling-Modell (1931)
Sensitivitätsanalysen (1):
pt
pt
pt
r
pB
pM
0
pK
0
pB
pB
p0
p0
p0 '
Marktform
18.3./1.4.2008
TK
TM
t
T'
T
t
Zinssatz
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
T'
T
t
Backstop-Technologie
13
Das Hotelling-Modell (1931)
Sensitivitätsanalysen (2):
pt
pt
pB
pB
p0
p0
pt
pB
p0 '
p0
K
T
Ressourcenbestand
18.3./1.4.2008
T' t
T'
T
t
Ausbeutungskosten
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
T'
Nachfrage
T
t
14
Das Hotelling-Modell (1931)
Fazit:
ƒ Beim Monopol längere Verfügbarkeit der R
ƒ Höherer Zinssatz verkürzt Verfügbarkeit von R
ƒ Tieferer Preis der Backstop-Technologie
verkürzt Verfügbarkeit von R
ƒ Höherer R-Bestand erhöht Verfügbarkeitsdauer
ƒ Senkung Abbau-Kosten senkt Anfangspreis
ƒ Höhere Nachfrage Æ kürzere Verfügbarkeit R
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
15
Das Hotelling-Modell (1931)
Kritische Beurteilung:
ƒ Vorteil: explizites ökonomische Kalkül
ƒ Problem: Unsicherheit bez. künftiger Preise
ƒ Keine externen Effekte beachtet
ƒ Förderrechte sind nicht immer bei AbbauFirmen Æ Abweichen vom optimalen AbbauPfad
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
16
Das Hotelling-Modell (1931)
Kritische Beurteilung:
ƒ Empirisch wichtige Einflüsse auf Preise und
Mengen bleiben modellexogen, z.B.
Extraktionskosten// zusätzliche Exploration,
welche den Ressourcenbestand erweitert//
Auswirkungen von Marktmacht
ƒ Empirische Aussagekraft des Modells daher
umstritten
18.3./1.4.2008
Schubert/Institut für Umwelt entscheidungen/[email protected]
17