2010年-世界发展银行全球_Climate_Cost_Uncertainty_Retrofit_Cost_Uncertainty_and_Infrastructure_Closedown___A_Framework_for_Analysis_32页_814kb

报告摘要

总结：Climate Cost Uncertainty, Retrofit Cost Uncertainty, and Infrastructure Closedown

核心内容

本文探讨了基础设施投资与气候变化政策之间的关系，特别是基础设施在能源消耗和碳排放方面的“惯性”效应。研究指出，基础设施一旦建成，其长期的能源使用和碳排放模式将对未来的气候政策产生重大影响。因此，在投资阶段合理选择基础设施的能源强度至关重要。

主要观点

基础设施的长期影响
基础设施投资具有长期性，一旦建成，其能源消耗和碳排放将“锁定”在未来很长一段时间内，可能达到50至100年。这种锁定效应可能导致未来减排政策实施困难。
两种减排方式
在基础设施建成后，有两种主要方式可以减少碳排放：
- 改造（Retrofit）：通过技术手段减少或消除碳排放，例如使用碳捕捉与封存（CCS）技术或转向可再生能源。
- 关闭（Closedown）：直接停止基础设施运行，虽然成本较高，但在某些情况下可能更优。
不确定性的影响
在投资决策阶段（即第一期），未来能源和改造成本存在不确定性，但其概率分布是已知的。更高的不确定性通常意味着改造选项在更多情况下变得有利，从而降低未来能源和改造成本的预期值。
改造与关闭的权衡
改造和关闭选项的存在会影响基础设施的初始能源强度选择。尽管改造选项可能减少未来的能源消耗，但其存在也会导致决策者倾向于选择更高初始能源强度的基础设施，以降低投资风险。
社会最优与实际决策的差距
由于本地决策者通常无法完全考虑全球层面的外部成本，因此实际决策可能偏离社会最优水平。这表明在制定基础设施政策时，应考虑全球视角的环境成本。
R&D 对改造成本的影响
增加对改造技术的研发投入可以降低改造成本，从而减少基础设施的能源强度。然而，这种影响可能因改造成本和能源成本的不确定性而有所不同。

关键信息

模型设定：文章采用一个两期模型，第一期为投资阶段，第二期为运营阶段。在第二期，基础设施可能被改造或关闭。
变量定义：
- $ H_1 $：第一期基础设施的能源强度。
- $ q_1 $：第一期单位能源成本。
- $ y^* $：第二期单位能源和改造成本的阈值。
不确定性处理：改造成本和能源成本在第一期是未知的，但其分布是已知的。改造成本通常比能源成本更具不确定性。
预期成本计算：
- $ E[CH(2)] $：第二期预期能源成本。
- $ E[CR(2)] $：第二期预期改造成本。
最优能源强度：最优能源强度的选择需考虑第二期的预期能源和改造成本，以及它们对基础设施运营时间的影响。
改造选项的收益：改造选项的存在可以显著降低未来能源和改造成本的预期值，但会增加初始投资的能源强度。
关闭选项的条件：当第二期的能源和改造成本均高于基础设施的单位效益时，关闭选项成为最优选择。

模型结论

改造和关闭选项的存在会降低未来能源和改造成本的预期值。
更高的不确定性通常意味着更多的改造机会，从而带来更大的收益。
由于改造成本的不确定性，决策者可能倾向于选择更高初始能源强度的基础设施，以减少未来不确定性带来的风险。
社会最优决策与实际决策之间存在差距，因为本地决策者通常无法考虑全球外部成本。
增加改造技术的研发投入有助于降低改造成本，从而减少基础设施的能源强度。

未来研究方向

进一步研究改造和关闭选项对不同基础设施类型（如城市结构、建筑、设备）的影响。
探讨不同社会折现率对基础设施投资决策的影响。
分析不同国家和地区的政策差异如何影响基础设施的气候惯性。

文献综述

本文参考了大量文献，包括 Arthur (1983)、David (1992)、Leibowitz and Margulis (1995) 等关于路径依赖的研究。
也引用了 Shalizi and Lecocq (2009)、Gusdorf and Hallegatte (2007a,b)、Glaeser and Kahn (2008) 等关于基础设施对能源和碳排放影响的研究。
文章还指出，紧凑型基础设施（如市中心）比非紧凑型（如郊区）更节能。