The role of market-based instruments for achieving greenhouse gas emission reductions – empirical evidence from the EU

Abstract

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Eine grundlegende und rasche Dekarbonisierung ist unumgänglich, um die ehrgeizigen Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen und damit die Schäden des Klimawandels in Grenzen zu halten. Vor diesem Hintergrund hat sich die EU zu ehrgeizigen Emissionsminderungszielen verpflichtet: Für 2020 und 2030 strebt die EU eine Reduktion ihrer Treibhausgasemissionen um 20% bzw. 40% im Vergleich zu 1990 an; für 2050 wird eine Reduzierung der Emissionen um mindestens 80% angestrebt. Ein breites Portfolio von Klimaschutzmaßnahmen soll dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen in der EU zu reduzieren: Die CO2 Emissionen großer Emittenten aus Industrie und Energieversorgung werden unter dem EU-Emissionshandelssystems (EU ETS) reguliert. Emissionen aus privaten Haushalten, aus dem Verkehr und von sonstigen kleinen Emittenten werden hingegen hauptsächlich auf der Ebene der Mitgliedstaaten geregelt, wobei Energieoder Emissionssteuern zu den wichtigsten Instrumenten zählen. Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Rolle marktbasierter Instrumente für die Bekämpfung des anthropogenen Klimawandels. Am Beispiel der EU wird das Potenzial von Emissionshandelssystemen und Steuern analysiert, zur Reduktion der Treibhausgasemissionen beizutragen. Änderungen in der Struktur der Emissionen von drei EU ETS-Sektoren werden mit einem Dekompositionsansatz untersucht und eine deskriptive Analyse des Zertifikatehandels im EU ETS wird durchgeführt. Darüber hinaus wird das Potential von Treibstoffsteuern zur Verringerung der CO2 Emissionen von Personenkraftwagen ökonometrisch geschätzt und die Rolle von Fahrzeugsteuern für die Dekarbonisierung des Verkehrssektors diskutiert. Seit der Einführung des EU ETS im Jahr 2005 wurde die Glaubwürdigkeit des Systems aufgrund eines anhaltenden Überschusses an Zertifikaten – der die Unsicherheit der Regulierungsbehörden über das Emissionsniveau der Unternehmen in der ersten Handelsperiode und einen Emissionsrückgang im Zuge der Finanzund Wirtschaftskrise in der zweiten Handelsperiode widerspiegelt – diskutiert. Die Dekompositionsanalyse der Struktur der Treibhausgasemissionen in drei EU ETS Sektoren deutet darauf hin, dass dennoch eine gewisse Emissionsminderung durch das Handelssystem angeregt wurde. Die empirische Analyse des Handels im EU ETS legt jedoch nahe, dass die theoretischen Annahmen nicht mit den realen Bedingungen übereinstimmen. Die Käufe und Verkäufe von Emissionszertifikaten zeigten nur eine sehr begrenzte Korrelation mit den Überschüssen und Defiziten an Zertifikaten, sowohl auf Anlagenebene als auch auf Sektorenund Unternehmensebene. Obwohl das EU ETS bei weitem kein perfekter Markt ist, nehmen die Handelsaktivitäten seit seiner Einführung im Jahr 2005 zu, da sich die Teilnehmer an den Markt gewöhnen. Eine höhere Stringenz der Emissionsgrenze (wie sie in der überarbeiteten Emissionshandelsrichtlinie für den Zeitraum nach 2020 definiert ist) und die im Jahr 2018 verabschiedeten Bestimmungen für die Steuerung der Zertifikatemenge könnten dazu beitragen, die CO2 Preise zu stabilisieren. Für kleine Emittenten wird derzeit keine EU-weite Regelung der Emissionen diskutiert. In diesem Zusammenhang stellt der Verkehrssektor mit seit 1990 steigenden Emissionen eine besondere Herausforderung dar. Die nationalen Steuersysteme unterscheiden sich erheblich in der Art und Weise, wie Treibhausgasemissionen bei der Besteuerung fossiler Brennstoffe sowie bei der Berechnung von Kraftfahrzeugsteuern berücksichtigt werden. Die ökonometrische Analyse des Treibstoffverbrauchs von Personenkraftwagen bestätigt, dass Energieund CO2-Steuern erheblich zur Verringerung der Emissionen im Verkehrssektor beitragen können; insbesondere der Dieselverbrauch von Personenkraftwagen reagiert stark auf Änderungen der Steuersätze im Vergleich zu Änderungen der Nettopreise. In Fällen, in denen die Einführung einer CO2-Steuer oder eine erhebliche Erhöhung der bestehenden Energiesteuern, die den CO2-Gehalt der Energieträger widerspiegelt, nicht erreicht werden kann, können Kraftfahrzeugsteuern auf Basis des spezifischen CO2-Ausstoßes einen Beitrag zur Verringerung der Emissionen von Personenkraftwagen leisten.

Climate change is one of the most pressing issues society is facing today. A deep decarbonisation of our societies and economies is inevitable to achieve the ambitious climate targets as defined in the Paris Agreement. Against this background, the EU has committed itself to ambitious emission reduction targets: For 2020 and 2030, the EU aims at reducing its greenhouse gas (GHG) emissions compared to 1990 by 20% and 40% respectively; for 2050, a reduction of emissions by at least 80% is strived for. A broad portfolio of climate change mitigation policies shall contribute to reducing GHG emissions in the EU. CO2 emissions from large emitters from industry and energy supply are regulated under the EU Emission Trading Scheme (EU ETS). Emissions from private households, transport and other small sources, by contrast, are mainly regulated on Member State level, with energy or emission taxes among the key policy instruments. This doctoral thesis focusses on the role of market-based instruments in combating anthropogenic climate change. Using the EU as example, the potential of emissions trading schemes and taxes to contribute to achieving GHG emission reductions is analysed: Changes in the structure of emissions of three EU ETS sectors are assessed in a decomposition approach and a descriptive analysis of allowance trading in the EU ETS is performed. In addition, the potential of fuel taxes in contributing to reducing CO2 emissions from cars is analysed in a panel econometric framework and the role of vehicle taxes for decarbonising the transport sector is discussed. Since the start of the EU ETS in 2005, the credibility of the scheme has been discussed due to a persistent oversupply of allowances (reflecting the regulators’ uncertainty about firms’ emission levels in the first trading period and a drop in emissions in the course of the financial and economic crisis in the second trading period). The decomposition analysis of the structure of GHG emissions in three EU ETS sectors nevertheless suggests that at least some abatement has been stimulated by the scheme. The empirical analysis of trading in the EU ETS shows, however, that the theoretical assumptions are not matched by the real-world setting. Allowance purchases and sales showed only a very limited correlation with allowance surpluses and allowance deficits, at installation level as well as at sector and firm level. While the EU ETS is far from being a perfect market, trading activity has been increasing since the start of the EU ETS in 2005 with agents becoming more accustomed to the specific market. A higher stringency of the emissions cap (as defined by the revised emissions trading directive for the post-2020 period) and the provisions for quantity management that have been adopted in 2018 might help stabilise carbon prices. For small emitters at the moment no EU-wide regulation of emissions is discussed. In this context the transport sector constitutes a particular challenge, with emissions rising since 1990. The national tax systems differ significantly in the way GHG emissions are considered in the taxation of fossil fuels as well as in vehicle taxation. The econometric analysis of cars’ fuel consumption in the EU confirms that energy and carbon taxes can contribute significantly to reducing emissions in the transport sector; in particular diesel consumption of cars is very sensitive with respect to changes in the tax rates as compared to changes in net prices. In cases where the introduction of a carbon tax or a considerable increase of existing energy taxes – in line with their carbon content – cannot be reached, vehicle taxes based on CO2 emissions can contribute to reducing emissions from passenger cars.