Several important environmental problems such as global warming resulting from greenhouse gas emissions are transboundary by nature. We study the effects of mitigation and adaptation policies in the context of a transboundary pollution game. We approach transboundary pollution problems from two distinct game theoretic perspectives, namely, cooperative (Chapter 1) and non-cooperative game theory (Chapters 2 and 3). In the first chapter, we consider an abatement game where countries choose the amount by which they reduce their emissions from a benchmark (laisser-faire) level. We use a time-consistent Shapley value allocation of the pollution reduction cost, and study the impact of adaptation on this allocation. Adaptation is captured by a change in each country's damage function. We show that a reduction in the damage cost of one country only, can reduce the other countries' welfare. Some countries may end up worse off, even in the case where all countries experience a uniform decrease in pollution damage. An important policy implication of this chapter is that the Shapley value approach to the allocation of abatement costs does not necessarily provide the right incentives for all players to act to reduce pollution damage. In the second chapter, we consider a polluting international oligopoly where firms face a tax on their pollution emissions and can participate in R&D collaboration networks to reduce their emission intensity. Assuming that pollution is transboundary, we develop a model of strategic networks in order to analyze how emission tax policies affect the stability of R&D collaboration networks in a non-cooperative oligopoly. We show that an increase in the emission tax can trigger a decrease in abatement. When the emission-output ratio is identical across different firms, we show that the complete network is stable. However, when the ratios differ, depending on the emission-output ratios and tax rates, other networks may become stable. Moreover, we show that, the complete network could be industry-profit maximizing depending on the network structure (i.e., symmetric or asymmetric), and firms' emission-output ratios. In the case of an asymmetric network, we show that an increase in the emission tax can result in an increase in the industry's profits. A policy implication of this chapter is that, if there is a clean firm (a firm with a very low emission-output ratio, as compared to other firms) among other, dirty firms, then an increase in the tax can improve emissions reduction. However, when the discrepancy between the firms' emission-output ratios is not very large, an increase in the tax can result in a smaller emissions reduction: an intermediate tax will induce a greater level of emissions reduction. In the third chapter, we focus on a transboundary pollution game between two countries to analyze the existence of an Environmental Kuznets Curve (EKC), i.e. an inverted U-shaped relationship between income levels and pollution. We aim to analyze whether an EKC exists in the event that a country's pollution is not necessarily the result of the economic activities within its borders. Considering a stock pollutant and an endogenous growth model, while assuming interior solutions for the abatement in two polluting countries, we show that the amount of stock pollutant eventually decreases as time approaches infinity. We show, via numerical simulations, that an increase in the degree of pollution spillover γ can change an ever decreasing relationship between the stock pollutant and income to an EKC, or it can transform an EKC--type relationship between the stock pollutant and income to an ever decreasing curve. / Plusieurs problèmes environnementaux importants tels que le réchauffement climatique résultant des émissions de gaz à effet de serre (GES) sont par nature transfrontières. Nous étudions les effets des politiques de réduction des émissions et d'adaptation dans le contexte d'un jeu de pollution transfrontalière. Nous abordons les problèmes de pollution transfrontières à partir de deux perspectives distinctes de la théorie des jeux, à savoir coopératifs (Chapitre 1) et la théorie des jeux non coopératifs (Chapitres 2 et 3). Dans le premier chapitre, nous considérons un jeu d' abattement d'un polluant transfrontière. Nous utilisons la formule de la valeur Shapley pour déterminer l'allocation du coût de la réduction de la pollution. L'allocation dans le temps de la valeur de Shapley a la propriété de cohérence dynamique. Nous étudions l'impact de l'adaptation sur cette allocation. L'adaptation est capturée par un changement dans la fonction de dommage de chaque pays. Nous montrons qu'une réduction du coût des dommages d'un seul pays, peut réduire le bien-être des autres pays. Certains pays peuvent voir leur bien-être diminuer, même dans le cas où tous les pays connaissent une baisse uniforme des dommages de la pollution. Une importante implication de ce chapitre est que l'approche de la valeur Shapley (à la répartition des coûts de réduction des émissions) ne fournit pas nécessairement les incitations appropriées pour tous les joueurs d'agir pour réduire les dégâts de la pollution. Dans le deuxième chapitre, nous considérons un oligopole international polluant où les entreprises font face à une taxe sur leurs émissions de polluants et peuvent participer à des réseaux de collaboration en R&D afin de réduire l'intensité de leurs émissions. Supposons que la pollution est transfrontalière, nous développons un modèle de réseaux stratégiques en vue d'analyser comment les politiques de taxation de la pollution affectent la stabilité des réseaux de collaboration en R&D dans un oligopole non coopératif. Nous montrons que l'augmentation de la taxe sur les émissions peut déclencher une diminution de la réduction de pollution. Lorsque le taux d'émission par unité d'output est identique à travers les différentes entreprises, nous montrons que l'ensemble du réseau est stable. Toutefois, lorsque les ratios diffèrent, d'autres réseaux peuvent devenir stable. Dans le cas d'un réseau asymétrique, nous trouvons que l'augmentation de la taxe sur les émissions peut entraîner une augmentation des profits de l'industrie. Une implication de ce chapitre est que, s'il y a une firme propre parmi des firmes polluantes (une firme avec un ratio très faible d'émission-sortie, par rapport aux autres firmes), une augmentation de la taxe peut améliorer la réduction des émissions. Toutefois, lorsque l'écart entre les taux d'émissions par output des firmes est faible, une taxe intermédiaire va induire un plus grand niveau de réduction des émissions. Dans le troisième chapitre, nous nous concentrons sur un jeu de pollution transfrontière entre deux pays afin d'analyser l'existence d'une courbe environnementale de Kuznets (CEK), c'est-à-dire, une relation en U-inversé entre le niveau de revenu et la pollution. Nous visons à analyser si une CEK existe dans le cas où la pollution d'un pays n'est pas nécessairement le résultat des activités économiques au sein de ses frontières. Considérant un polluant de stock et un modèle de croissance endogène, tout en se concentrant sur les solutions intérieures pour la réduction des émissions polluantes dans les deux pays. Nous montrons, à travers des simulations numériques, que l'augmentation de degré de débordement de la pollution γ peut changer une relation toujours décroissante entre le polluant et les revenus en une relation en forme de CEK, ou il peut transformer une relation en forme de CEK entre le polluant et les revenus à une relation représentée par une courbe toujours décroissante.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.121189 |
| Date | January 2014 |
| Creators | Taherkhani, Farnaz |
| Contributors | Francisco Alvarez-Cuadrado (Supervisor2), Hassan Benchekroun (Supervisor1) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Economics) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses |
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