Essays on Climate Negotiations and the Measurement of Life Satisfaction

Abstract

Most environmental goods and services are not efficiently provided through markets due to different types of market failure. In order to reach the socially optimal amount, two key lines of investigation are necessary: firstly the structure of the problem needs to be understood in order to find tools that can reduce or eliminate the market failure. Secondly, the magnitude of the discrepancy between the actual and the optimal situation needs to be estimated. This thesis contributes to both these types of investigations. In the first two papers, the effects of two types of uncertainty on public good provision are analysed.

The first paper (joint with Andreas Lange) analyses the impact of ratification uncertainty on the optimal terms of international environmental agreements on international public good provision (IEAs). For this, it combines the literature on IEAs with the public choice literature on two-level games. By also incorporating uncertain preferences of the pivotal voter in the ratification stage, it makes several important contributions: (i) it contributes to a more realistic modelling of the temporal structure of international agreements, (ii) it shows a surprising, yet intuitive non-monotonic relationship between the optimal commitment level and the variance of ratification decisions, (iii) it identifies reasons to expect a larger number of countries to join international negotiations than predicted by most of the coalition formation literature based on a representative agent model. Ratification constraints thereby can improve the welfare gains from stable international agreements.

The second paper (joint with Andreas Nicklisch and Andreas Lange) explores uncertainty structures in the public good itself. In the context of climate change for example, the outcomes when emitting a certain amount of green house gases is not certain. Reducing emissions might reduce the probability of a storm hitting or it might reduce the strength of the storm. This paper thus investigates the dynamics of voluntary cooperation to either reduce the size or the probability of stochastic losses. For variants of a repeated four-person prisoner's dilemma game, it shows that cooperation is larger and more stable when it affects the probability rather than the size of the adverse event. It provides crucial insights on behavioural adaptation: defecting players are more likely to switch to cooperation after experiencing an adverse event, while existing cooperation is reinforced when the losses do not occur. This behavior is consistent with simple learning dynamics based on ex post evaluations of the chosen strategy.

The third and fourth paper belong to the second type of investigation which estimates the size of the market failure. They make a methodological contribution to the life satisfaction approach to valuation of non-market goods by introducing and using a new measure of life satisfaction. The third paper (joint with Grischa Perino) provides conceptual reasons and empirical evidence that preference rankings elicited from changes in levels of life satisfaction are systematically biased. As a remedy, it proposes the ranking measure where subjects state whether their life has become “better” or “worse”. Using three representative datasets it shows that the two measures produce conflicting preference rankings more often than not. The ranking measure is better explained by socio-economic variables than changes in levels. Adaptation (e.g. to income) is only observed for levels but not for rankings, indicating that adaptation is driven by the elicitation method rather than changes in preferences.

The fourth paper (single authored) applies the ranking measure of life satisfaction to valuation of non-market goods in order to test its performance. The life satisfaction approach to valuation is increasingly used. It calculates the marginal willingness to pay (MWTP) as the marginal rate of substitution between income and the non-market good, keeping life satisfaction constant. It often suffers from unrealistically small income coefficients and therefore large MWTP. This paper investigates two possible sources for biases in the method: person-fixed effects and adaptation of the reporting function. Fixed effects are accounted for by fixed effects or first differenced models. To avoid changes in the reporting function, the ranking measure of life satisfaction is suggested, which avoids the need for adaptation of the reporting function (Köke and Perino 2017). The paper finds that when moving from pooled OLS, to fixed effects, to first differences with the LM to the RM, the inferred marginal willingness to pay is reduced to an increasingly realistic level. This methodological examination helps better understand the merits and limitations of the approach.

The four chapters are thus very different. They can all be interpreted in an environmental economics context but are not restricted to that. The first two can more generally be interpreted for all kinds of public good provision and the life satisfaction approach to valuation can be used for a variety of non-market goods. The four chapters cover a variety of methods: game theory, laboratory experiments, panel data analysis. This is reflective of the diversity of approaches used in (environmental) economics.

Die meisten Umweltgüter und -leistungen werden aufgrund von Marktversagen nicht in effizienter Menge auf Märkten bereitgestellt. Um die gesellschaftlich optimale Menge zu erreichen, sind zwei Arten von Untersuchung nötig: erstens muss die Struktur des Problems verstanden werden, um passende Instrumente zu identifizieren, die das Marktversagen reduzieren oder sogar beheben können. Zweitens muss die Größe der Abweichung des Ist-Zustandes von der optimalen Situation geschätzt werden. Diese Dissertation trägt zu beiden Untersuchungsarten bei.

In den ersten beiden Artikeln werden die Auswirkungen zweier Arten von Unsicherheit auf die Bereitstellung öffentlicher Güter untersucht. Der erste Artikel (mit Andreas Lange) untersucht den Einfluss von Ratifizierungsunsicherheit auf die optimale Ausgestaltung internationaler Umweltabkommen über internationale öffentliche Güter (IUAs). Dazu wird die Literatur über IUAs mit der Public-Choice-Literatur über Two-Level-Games kombiniert. Durch die Modellierung unsicherer Präferenzen des pivotalen Entscheiders im Ratifizierungsprozess, können mehrere wichtige Beiträge zur Literatur geleistet werden: (i) die Modellierung der zeitlichen Struktur von IUAs wird realistischer dargestellt, (ii) wir finden einen überraschenden jedoch intuitiven nicht-monotonen Zusammenhang zwischen optimalen Beiträgen und Varianz der Ratifizierungsentscheidungen, (iii) wir zeigen, dass eine größere Anzahl Teilnehmerländer in den internationalen Verhandlungen zu erwarten ist als in den meisten Koalitionsmodellen mit repräsentativen Agenten. Ratifizierungsunsicherheit kann daher die Wohlfahrtsgewinne aus internationalen Abkommen erhöhen.

Der zweite Artikel (mit Andreas Nicklisch und Andreas Lange) untersucht Unsicherheit, die nicht im Prozess der Bereitstellung sondern im öffentlichen Gut selbst liegt. Beim Klimawandel, zum Beispiel, ist das Ergebnis einer bestimmten Emissionsreduktion mit Unsicherheit behaftet. Eine Emissionsreduktion könnte entweder die Wahrscheinlichkeit eines Sturmes reduzieren, oder sie könnte seine Stärke reduzieren. Dieser Artikel untersucht daher die Dynamik freiwilliger Beiträge, die entweder die Höhe oder die Wahrscheinlichkeit eines probabilistischen Schadens zur Folge haben. Mit Varianten eines wiederholten vier-personen Gefangenendilemma-Spiels, zeigen wir, dass die Kooperation höher und stabiler ist, wenn sie die Wahrscheinlichkeit statt die Höhe des Schadens beeinflusst. Wir finden folgende Verhaltensanpassungen: nicht-kooperative Spieler wechseln mit höherer Wahrscheinlichkeit zu Kooperation, nachdem sie den Schaden erlebt haben, während Kooperation verstärkt wird, wenn kein Schaden eintritt. Dieses Verhalten ist konsistent mit einfachen Lerndynamiken, die auf ex-post Evaluation der gewählten Strategie beruhen.

Der dritte und vierte Artikel gehören zur zweiten Art von Untersuchung, die die Größe des Marktversagens schätzt. Sie leisten einen methodischen Beitrag zum Lebenszufriedenheitsansatz zur Bewertung von Nicht-Marktgütern indem ein neues Maß für Lebenszufriedenheit vorgeschlagen wird. Der dritte Artikel (mit Grischa Perino) präsentiert konzeptionelle Gründe und empirische Befunde dafür, dass die Darstellung von Präferenzrelationen durch Änderungen von Lebenszufriedenheit systematisch verzerrt sind. Als Lösung, schlagen wir das Ranking Measure vor, wo Befragte angeben, ob ihr Leben ``besser'' oder ``schlechter'' geworden ist. Anhand dreier repräsentativer Datensätze zeigen wir, dass die beiden Maße öfter widersprüchliche Präferenzrelationen angeben als nicht. Das Ranking Measure wird besser durch sozio-ökonomische Variablen erklärt als Änderungen im Level. Adaptation (z.B. an Einkommen) ist nur bei Levels aber nicht bei Rankings zu beobachten, was darauf hindeutet, dass Adaptation durch die Messmethode statt durch tatsächliche Präferenzen zustande kommt.

Der vierte Artikel (ohne Ko-Autor) wendet das Ranking Measure im Lebenszufriedenheitsansatz zur Bewertung von Nicht-Marktgütern an. Diese Bewertungsmethode wird zunehmend verwendet. Sie misst die Grenzzahlungsbereitschaft (GZB) als Grenzrate der Substitution zwischen Einkommen und dem Nicht-Marktgut, bei konstanter Lebenszufriedenheit. Oft leiden die Ergebnisse unter unrealistisch kleinen Einkommenskoeffizienten und daraus folgend hoher GZB. Dieser Artikel untersucht zwei Quellen für Verzerrungen der Methode: Personen-Fixed-Effects und Adaptation der Antwortfunktion. Fixed Effects können durch Fixed-Effects oder First-Differenced Modelle berücksichtigt werden. Um Änderungen in der Antwortfunktion zu vermeiden, wird das Ranking Measure vorgeschlagen, welches die Notwendigkeit der Anpassung der Antwortskala vermeidet (Köke und Perino 2017). Die Ergebnisse zeigen, dass bei einem Vergleich von pooled OLS, fixed effects und first differences mit dem LM sowie dem RM die GZB auf ein zunehmend realistisches Niveau sinkt. Diese methodische Untersuchung ermöglicht ein besseres Verständnis der Vorzüge aber auch der Grenzen des Bewertungsansatzes.

Die vier Artikel sind also sehr unterschiedlich. Sie können alle in einem umweltökonomischen Kontext interpretiert werden, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die ersten beiden können allgemein auf öffentlichen Güter angewandt werden und der Lebenszufriedenheitsansatz zur Bewertung kann für eine Vielzahl von Nicht-Marktgütern verwendet werden. Die vier Artikel decken auch eine große Bandbreite an Methoden ab: Spieltheorie, Laborexperimente, Paneldatenanalyse. Dies spiegelt die Diversität der (umwelt-) ökonomischen Methoden wider.