Umweltökonomie. Marktversagen als Ursache für Umweltprobleme (1) Gerald J. Pruckner. Wintersemester 2010/11

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1 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 1 / 21 Umweltökonomie Marktversagen als Ursache für Umweltprobleme (1) Gerald J. Pruckner Wintersemester 2010/11

2 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 2 / 21 Vorlesungsinhalte Marktversagen als Ursache von Umweltproblemen 1 Externe Effekte 2 Allmendeproblem - Nicht-Ausschließbarkeit 3 Public goods und Public bads 4 Nonconvexities 5 Asymmetrische Information

3 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 3 / 21 Erstes Wohlfahrtstheorem Bedingungen für das perfekte Funktionieren von Märkten Was ist perfekt? Paretooptimalität Erstes Wohlfahrtstheorem: Falls für alle Eventualitäten Märkte existieren die Eigentumsrechte klar geregelt sind (d.h. umfassend,exklusiv, übertragbar, sicher) Konsumenten und Unternehmen sich egoistisch und rational verhalten (d. h. Nutzen- und Gewinnmaximierung) die Marktpreise allen Konsumenten und Firmen bekannt sind und die Transaktionskosten in dem Sinn null sind, dass eine Verrechnung über Preise keine Ressourcen verbraucht ist die darauf resultierende Allokation paretooptimal Was passiert falls diese Bedingungen nicht erfüllt sind?

4 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 4 / 21 Problem - Externalitäten Definition für externe Effekte Baumol/Oates (1988, S. 17): An externality is present whenever some individual s (say A s) utility or production relationship include real (that is nonmonetary) variables, whose values are chosen by others (persons, corporations, governments) without particular attention to the effects on A s welfare. Nowotny (1991, S. 35): Externalitäten liegen dann vor... wenn die ökonomische Lage eines Wirtschaftssubjektes durch Aktionen eines anderen Wirtschaftssubjektes positiv oder negativ beeinflusst wird, ohne dass Gegenleistungen (Bezahlungen, Entschädigungen) erfolgen.

5 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 5 / 21 Externalitäten in einem partialanalytischen Kontext I Beispiel: Stahlproduzent und Dienstleistungsunternehmen (Raftingunternehmen) an einem Fluss x... Verschmutzungsniveau des Flusses (wird durch das Stahlwerk bestimmt) Gewinn des Stahlwerks: max s,x π s = p s s c s (s, x) mit c s / x < 0 Gewinn der Raftingfirma: max d π d = p d d c d (d, x) mit c d / x > 0 Individuelle Gewinnmaximierung π d d π s s π s x : p d c d = 0 d : p s cs = 0 s : cs = 0 x x Stahlwerk entscheidet alleine über x

6 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 6 / 21 Externalitäten in einem partialanalytischen Kontext II Gemeinsame Gewinnmaximierung: max s,x,d π = p s s + p d d c s (s, x) c d (d, x) Preis gleich Grenzkosten π d : p d c d d = 0 π s : p s cs s = 0 π x : cs x c d x = 0 cs x = c d x x o

7 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 7 / 21 Externalitäten in einem partialanalytischen Kontext II Im privaten Optimum wird eine zu große Menge an Stahl bereit gestellt Es gilt: x > x Im Optimum müssen die Grenznutzen der Verschmutzung für das Stahlwerk exakt den Grenzkosten der Verschmutzung für den Dienstleister entsprechen.

8 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 8 / 21 Positive versus negative Externalitäten Negative Externalität zusätzliche Kosten bleiben unberücksichtigt Bsp: Lärm, Verschmutzung Positive Externalität zusätzliche Nutzen bleiben unberücksichtigt Bsp: Impfung, ÜBL der LW

9 Typologie von Externalitäten c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 9 / 21

10 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 10 / 21 Technologische versus Pekuniäre Externalitäten Pekuniäre Externalitäten Änderung von Profiten und Nutzen durch geänderte Preise bzw. Einkommen Beispiele: Autobahnbau erhöht Profite der neuen Raststätte und senkt Profite des Gasthauses an der Bundesstraße Rohstofflieferant sperrt zu und erhöht so die Kosten für Produktionsfaktoren eines anderen Unternehmens Technologische Externalitäten (Interventionsbedarf) Produktionsmöglichkeiten und Nutzenniveaus werden direkt beeinflusst Beispiel: Luftverschmutzung, Landschaftsverbrauch

11 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 11 / 21 Problem - Nichtausschließbarkeit Ausschluss vom Zugang einer Ressource ist entweder nicht möglich oder unverhältnismäßig teuer Der Konsum rivalisiert jede Person hat einen Anreiz, die Ressource so intensiv wie möglich zu nutzen, bevor sie von anderen Personen genutzt wird. Problem der Übernutzung im Vergleich zum sozialen Optimum (der Markt versagt, die wahre Knappheit der Ressource zu signalisieren; Tragedy of the Commons) Common property resources (Eigentumsrechte für eine bestimmte Gruppe) Open access resources (everybody s property = nobody s property) Spieltheoretische Interpretation (Exkurs)

12 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 12 / 21 Exkurs Einführende Spieltheorie Was ist Spieltheorie? Was ist ein Spiel? Gleichgewichtskonzepte Dominante Strategie Dominante Gleichgewichte Nashgleichgewicht

13 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 13 / 21 Was ist Spieltheorie? 1 Werkzeug zur Analyse von Situationen, in denen sich Agenten gegenseitig beeinflussen 2 In der Ökonomie allgegenwärtig: Mehrere Firmen auf einem gemeinsamen Markt Verschmutzer/Geschädigte Arbeitnehmer und Arbeitgeber Staat (Regulator) und zu regulierende Unternehmen Verschiedene Länder 3 Gegeben sei eine Problemstellung und eine Zielfunktion (z. B. Gewinnmaximierung): Was ist die beste Entscheidung? 4 Analyseinstrument für eine kleine Anzahl von Spielern (Züge eines Spielers haben signifikante Implikationen für die anderen Spieler!)

14 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 14 / 21 Klassifikation von Spielen 1 Zeitpunkt der Entscheidung Spiele in Normalform Entscheidungen gleichzeitig Spiele in extensiver Form Entscheidungen in unterschiedlichen Perioden 2 Form der Lösung Reine Strategie: Selektion einer Entscheidung aus einer Menge Gemischte Strategie: Wahrscheinlichkeiten für unterschiedliche Strategien 3 Art der Information Perfekte Information Imperfekte Information

15 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 15 / 21 Was ist ein Spiel? Normalform ohne Unsicherheit und perfekte Information: Spieler i aus I = {1,2,...,N} Strategiemenge für jedes i: A i := {a i 1, ai 2, ai 3,..., ai k } Payoff function: π i (a) Ergebnis a: = {a 1, a 2, a 3,..., a N } Gefangenen Dilemma I = {Bonny, Clyde} A i = {Leugnen, Gestehen} a = {L, G} oder a = {G, L} oder a = {G, G} oder a = {L, L} π Bonny (G, L) = 30 Ergebnis?

16 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 16 / 21 Gleichgewichtskonzept: Dominantes Gleichgewicht Regeln, um Aktionen prognostizieren zu können? a = {a i, a i } a i := {a 1,..., a i 1, a i+1,..., a N } Dominante Strategie: ã i ist dominant, falls π i (ã i, a i ) π i (a i, a i ) für alle a i in A i und a i in A i π i (ã i, a i ) > π i (a i, a i ) für zumindest ein a i in A i unabhängig davon, was die anderen tun, ist ã i immer optimal Dominantes Gleichgewicht: (ã 1, ã 2,..., ã N ) ist ein dominantes Gleichgewicht, falls ã i eine dominante Strategie für jeden Spieler i darstellt für alle Spieler gilt: ã i ist optimal, unabhängig von dem, was die anderen tun Prisoners Dilemma: Gestehen ist die dominante Strategie

17 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 17 / 21 Gleichgewichtskonzept: Nash-Gleichgewicht Nashgleichgewicht â = (â 1, â 2,..., â N ) ist Nashgleichgewicht falls π i (â i, â i ) π i (â i, â i ) für jedes a i in A i gegeben die Entscheidung der anderen existiert kein Anreiz von â i abzuweichen jedes dominante Gleichgewicht ist auch ein Nashgleichgewicht aber nicht umgekehrt es können mehrere Nashgleichgewichte existieren (Bsp: Nash-Gleichgewichte im assurance game {(cut, cut),(not cut, not cut)}

18 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 18 / 21 Gleichgewichtskonzept: Nash-Gleichgewicht Beispiel-Klimaschutzabkommen Anreize zur Emissionsreduktion zweier Länder: pay offs entsprechen Wohlfahrtspositionen 2 Nash Gleichgewichte Koordinationsspiel

19 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 19 / 21 Gleichgewichtskonzept: Nash-Gleichgewicht Beispiel-Klimaschutzabkommen Anreize zur Emissionsreduktion zweier Länder: jedes Land hat den Anreiz die Emissionen nicht zu reduzieren (not cut / not cut) Nash Gleichgewicht! in diesem Fall ist das Nash Gleichgewicht gleichzeitig ein dominantes Gleichgewicht

20 Firma 1 profitiert, wenn es den Standard von Firma 2 übernimmt. Firma 2 erreicht höhere Profite, wenn sie versucht, sich zu differenzieren. kein Markt wo Gleichgewicht (Standardisierung) erwartet wird. c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 20 / 21 Gleichgewichtskonzept: Nash-Gleichgewicht Es gibt auch Spiele ohne Gleichgewicht, Bsp: Produktstandardisierung (α, β sind Standards; pay-offs sind Gewinne)

21 c Gerald J. Pruckner, JKU Linz Marktversagen 21 / 21 Problem - Nichtausschließbarkeit Beispiele: Fischgründe, Ölfelder, Schwarzes Meer und Abwässer Darstellung der Anreizsituation durch folgende Auszahlungsmatrix