Transition to clean technology

Abstract

We develop a microeconomic model of endogenous growth where clean and dirty technologies compete in production and innovation–in the sense that research can be directed to either clean or dirty technologies. If dirty technologies are more advanced to start with, the potential transition to clean technology can be difficult both because clean research must climb several rungs to catch up with dirty technology and because this gap discourages research effort directed towards clean technologies. Carbon taxes and research subsidies may nonetheless encourage production and innovation in clean technologies, though the transition will typically be slow. We characterize certain general properties of the transition path from dirty to clean technology. We then estimate the model using a combination of regression analysis on the relationship between R&D and patents, and simulated method of moments using microdata on employment, production, R&D, firm growth, entry and exit from the US energy sector. The model’s quantitative implications match a range of moments not targeted in the estimation quite well. We then characterize the optimal policy path implied by the model and our estimates. Optimal policy makes heavy use of research subsidies as well as carbon taxes. We use the model to evaluate the welfare consequences of a range of alternative policies.

Tässä työssä kehitetään mikroperusteinen endogeenisen kasvun malli, jossa on kaksi tuotannossa ja innovaatiotoiminnassa kilpailevaa teknologiaa: puhdas ja likaava. Näiden välisellä kilpailulla tarkoitetaan sitä, että tutkimus voidaan kohdistaa joko puhtaaseen tai likaavaan teknologiaan. Jos likaava teknologia on alkujaan edistyneempi, voi siirtyminen puhtaaseen teknologiaan olla vaikeaa, koska siihen keskittyvän tutkimuksen on kavuttava monta porrasta ennen kuin se saavuttaa likaavaan teknologiaan keskittyvän tutkimuksen ja koska tämä tutkimusten välinen kuilu rajoittaa puhtaaseen teknologiaan suuntautuvia tutkimusponnistuksia. Hiiliverot tai tutkimusapurahat saattavat kuitenkin edistää uuden puhtaan teknologian luomista ja tuottamista, joskin siirtyminen puhtaaseen teknologiaan on tyypillisesti hidasta. Tässä tutkimuksessa luonnehditaan teknologisen siirtymävaiheen yleisiä ominaisuuksia, minkä jälkeen malli estimoidaan regressioanalyysin ja simuloitujen momenttien menetelmän yhdistelmällä. T & K toiminnan ja patenttien välinen riippuvuus estimoidaan regressioanalyysin avulla ja simuloitujen momenttien menetelmää sovelletaan mikroaineistoon, johon on kerätty havainnot työllisyydestä, tuotannosta, T & K toiminnasta sekä yritysten kasvusta, Yhdysvaltain poistumisesta energiasektorilta ja tulosta sektorille. Estimoidun mallin kvantitatiiviset implikaatiot vastaavat suhteellisen hyvin osaa momenteista, jotka eivät olleet estimoinnin kohteena. Estimoinnin jälkeen työssä luonnehditaan mallin ja estimaattien implikoimaa optimaalista politiikkaa. Hiiliverot ja tutkimuksen apurahat ovat optimaalisen politiikan keskeisiä ja paljon käytettyjä ohjausvälineitä. Mallin avulla arvioidaan lisäksi eri politiikkavaihtoehtojen hyvinvointiseuraamuksia.