Climate risk becomes a critical determinant in various economic decisions. This thesis covers topics that reflect the risk of climate change in several applications: (1) considering the impact of climate change on generation expansion plans (2) studying social discount rates that may reflect climate change scenarios (3) evaluating the final value of cooperation in coping with climate change.
The first is to study long-term generation plan under the carbon emission limit. Unlike previous studies, my model is developed to expand the plant considering the flexibility of the energy source. We study the changes to plant expansion plans taking into account extreme accident costs. This model gives a guideline for the cost-effective policy to implement emission reduction to meet the accord’s standard.
Next, we address the social discount rate issues necessary to evaluate such large projects. In particular, most social projects are long-term, and the assessment of social projects requires the creation of term-structure of a discount rate. However, previous studies assume a two-period model and are difficult to apply to real problems. We derive a multi-period social discount rate that could take into account the degree of consumption imbalance, risk and ambiguity averse. Based on these results, the methodology for deriving social discount rates is presented to reflect a given scenario of climate change.
Finally, we study the problem of a transnational carbon tax. This problem compares the solution produced through international cooperation with the carbon tax proposed by social planners and non-cooperative solution to maximize the interests of individual countries. There are many different points of view when defining the socially optimal choice. We use the notion to maximize the members' interests with the lowest benefit (Egalitarian). Further, By performing numerical studies with the 2010 RICE model developed by Nordhaus, practical implications of our results are obtained. Through these different views, we discuss the transnational carbon tax by comparing cooperative and non-cooperative risks.
다양한 경제학적 의사결정 문제에서 이러한 기후변화 위험은 매우 중요한 결정 요인이다. 본 학위 논문은 여러 응용 문제들에서 기후변화 위험을 반영하기 위한 주제들을 다룬다. 특히 기후변화가 전력 증설 계획에 주는 영향에 대한 고찰부터 기후변화 시나리오를 반영할 수 있는 사회적 할인율에 대한 연구, 마지막으로 기후변화 대응을 위한 협력의 가치평가 등 여러 응용문제를 다룬다.
첫 번째로 소개할 연구는 탄소배출 제약 하에서 전력 설비 증설 계획에 대한 연구이다. 기존의 연구들과는 달리 에너지원의 유연성을 고려한 전력 설비 증설 계획 모형을 고안하였다. 헤비 테일 (heavy-tailed) 확률 분포로 발생하는 원전 사고 비용을 고려한 전력 설비 증설 계획의 변화에 대해서 알아보았고, 주어진 탄소배출 감축 정책을 이행할 수 있는 비용 효과적인 감축경로에 대해 논의한다.
다음으로 위와 같은 장기간에 걸친 대규모 프로젝트를 평가할 때 필요한 사회적 할인율에 대한 문제를 다루었다. 특히 사회적 프로젝트의 경우 대부분 장기적이며 이를 평가하기 위해서는 기간별 할인율의 경로를 도출해야한다. 그러나 대부분의 선행연구들은 두 기간 모형을 가정한 경우가 많아 실제 문제에 적용하기 어렵다. 본 연구에서는 다 기간 사회적 할인율을 도출하기 위한 연구를 진행하였으며 소비불균형, 위험 그리고 모호성 회피 정도를 고려할 수 있는 사회적 할인율을 도출하였다. 이 결과들을 바탕으로 기후변화 시나리오가 주어진 경우 이를 반영하여 사회적 할인율을 도출할 수 있는 방법론을 제시하였다.
마지막으로 초국가적 탄소세에 대한 문제를 연구하였다. 이 문제에서는 사회계획자가 제시한 탄소세에 따라 범국가적 협력을 통해 나온 해와 개별 국가의 이익을 최대화하는 비협력적 해를 비교한다. 이 때, 이익이 가장 낮은 구성원의 이익을 최대화하는 관점(Egalitarian)을 통해서 협력에 필요한 최소한의 허용 손실 (minimum tolerance)를 계산한다. 이러한 결과들을 토대로 Nordhaus 교수의 RICE 모형을 활용하여 수치적 연구를 수행함으로써 현실에 반영할 수 있는 실질적 의미를 얻었다.
