Achieving sustainability transitions: Behavioral barriers, limits to green growth, and investments under uncertainty

Esta ampliamente aceptado que es necesaria una transicion urgente hacia la sostenibilidad. El como hacer esa transicion esta intensamente en discusion. Esta claro, sin embargo, que implicara grandes cambios radicales, socio-­? tecnicos, que van mucho mas alla de enfoques tradicionales de politicas publicas. Esta tesis doctoral aborda este reto a traves de tres estudios distintos y complementarios. El primer estudio esta motivado por el hecho de que las politicas de transicion -­? en terminos de eficacia, equidad y eficiencia -­? dependen en gran medida del modelo subyacente de la conducta individual. Solo un modelo empiricamente fundado en la accion individual y en la motivacion puede garantizar el diseno de las politicas de transicion adecuadas. Un obstaculo potencial para una transicion hacia la sostenibilidad pueden ser las barreras de comportamiento para el cambio. Los diferentes actores involucrados tienen sus propios intereses y trataran de mantener cualquier posicion de poder. Ideas acerca de la racionalidad limitada, la interaccion social y el aprendizaje pueden contribuir a unas politicas mas eficaces en afrontar las barreras y oportunidades para asi realizar una transicion hacia la sostenibilidad. Con el fin de llegar a las recomendaciones politicas, me centro en las caracteristicas de comportamiento tanto a nivel de organizacion como individual, prestando atencion a cuestiones como el monopolio comercial, imprevistos en los sistemas de innovacion o interacciones de red, mientras intento conectar dichas cuestiones para el diseno de politicas publicas. El analisis combina puntos de vista de la literatura sobre las transiciones de sostenibilidad, "economia conductual-­? ambiental", y fundamentos de comportamiento de aprendizaje e innovacion. A continuacion, analizo el conflicto potencial entre crecimiento economico y mitigacion del cambio climatico. Utilizo un enfoque basado en los sectores economicos para analizar la relacion entre las emisiones de CO2, por un lado utilizando el dolar de produccion y por el otro el crecimiento de la produccion economica y la productividad del trabajo. Esto nos permite investigar si el crecimiento verde -­? combinando el crecimiento economico con la sostenibilidad ambiental -­? es factible. Una conclusion principal es que, a pesar de las politicas climaticas realizadas hasta ahora, desarrolladas bajo el protocolo de Kyoto, sectores relativamente limpios no parecen ser mas productivos que los mas sucios, y tampoco muestran un mayor crecimiento de la productividad. De hecho, los sectores asociados a la alta intensidad de emisiones crecieron mas en terminos absolutos que aquellos con baja intensidad. La quota del primer tipo de sector aumento, lo que sugiere que el desarrollo verde requiere un ritmo extremadamente rapido de descarbonizacion (para permitir el crecimiento verde), o la economia en su conjunto para reducir el tamano (disminucion verde). Un hallazgo importante adicional es que el crecimiento sectorial a largo plazo, tal y como se expresa por un cambio en el valor anadido, no parece estar correlacionado positivamente con la intensidad de las emisiones de carbono. En el ultimo estudio, examino la inversion optima por parte de una sociedad o empresa mediante la diversificacion de la inversion en dos tecnologias de energia renovable con distintas ratios de aprendizaje y costes iniciales, como la energia solar fotovoltaica y la energia eolica. Los resultados muestran la importancia de la tasa de aprendizaje: afecta a la anticipacion sobre la opcion de invertir y reduce el umbral critico para su ejercicio o para un mas alto coste de produccion inicial. A mas capital invertido, mayor es el aprendizaje que estimula el ejercicio temprano de la opcion de invertir, debido a un efecto de reduccion de costes. Una mayor incertidumbre en los precios de la energia o de los costes de la tecnologia pospone la opcion de invertir. A traves de las subvenciones, los gobiernos implicitamente protegen a los inversores contra las fluctuaciones de precios y la incertidumbre. Un resultado inesperado de este estudio es que, a pesar de que la inversion tanto en energia solar como en eolica puede ser rentable en condiciones particulares de incertidumbre de precios y costes, la estrategia teoricamente optima suele ser invertir en una sola tecnologia, es decir, en solar o eolica, en funcion de sus relativos costes y ratios de aprendizaje iniciales. Esto sugiere que la practica de la diversificacion de las energias renovables en la mayoria de los paises puede ser una estrategia equivocada. Sin embargo, tal vez ciertas motivaciones para la diversificacion no estan insuficientemente cubiertas por nuestro modelo, por lo que sugerimos seguir investigando mediante el uso de modelos mas complejos. It is widely agreed that a transition to sustainability is urgently needed. How to make such a transition is strongly debated. It is clear, though, that it will involve radical, large-scale socio-technical changes that go well beyond traditional policy approaches. This PhD thesis addresses this challenge through three distinct, complementary studies. The first is motivated by the fact that the performance of transition policies – in terms of effectiveness, equity and efficiency – depend very much on the underlying model of individual behavior. Only an empirically founded model of individual action and motivation can guarantee the design of adequate transition policies. A potential obstacle to a sustainability transition can be behavioral barriers to change. The different stakeholders involved in a transition have their own interests and will try to maintain any power position. Insights about bounded rationality, social interaction and learning can contribute to making transition polices more effective in addressing barriers and opportunities to realize a sustainability transition. In order to arrive at policy recommendations I focus on behavioral features of both individual and organizational level, paying attention to issues like lock-in, surprises in innovation systems, and network interactions, while trying to connect these to policy design. The analysis combines insights from the literatures on sustainability transitions, “environmental-behavioral economics”, and behavioral foundations of learning and innovation. Next, I consider the potential conflict between economic growth and climate change mitigation. This is done by developing a sector-based approach to analyze the relation between on the one hand CO2 emissions per dollar of output and on the other the growth in economic output and labor productivity. This allows us to investigate whether green growth – combining economic growth with environmental sustainability – is feasible. A main conclusion is that despite past climate policy, developed under the Kyoto protocol, relatively clean sectors do not seem to be more productive than dirtier ones, and neither show a higher productivity growth. In fact, sectors associated with high carbon intensity grew more in absolute terms than those with low carbon intensity. The share of the first type of sectors increased suggesting that green development requires an extremely rapid pace of decarbonization (to allow for green growth), or the economy as a whole to shrink (green decline). An important additional finding of this study is that longer-term sectoral growth, as expressed by a change in value added, does not seem to be positively correlated with carbon intensity. In a final study I examine optimal investment by a community or firm diversifying its investment in two renewable energy technologies with distinct learning rates and initial costs, like solar PV and wind electricity. The results show the importance of the learning rate: it affects anticipation of the option to invest in, and it reduces the critical threshold for exercising it, or for higher initial production cost. More capital invested, more learning stimulates earlier exercising of the option to invest, due to a cost reduction effect. More uncertainty in energy prices or technology costs postpones the option to invest. Through subsidies, governments implicitly protect investors against price fluctuations and uncertainty. A surprising message from this study is that although investing in both solar and wind may be profitable under particular conditions of price and cost uncertainty, the theoretically optimal strategy is generally investing in only one technology, that is, solar or wind, depending on their relative initial costs and learning rates. This suggests that the practice in most countries of diversifying renewable energy may be a wrong strategy. However, perhaps certain motivations for diversifying are not or insufficiently covered by our model, which suggests a need for further research employing more complex models.