気候変動、方向付けられたイノベーション、およびエネルギー転換:シェールガス革命の長期的帰結

アセモグルの最近のNBER論文はなるべく紹介するようにしてきたつもりだが、昨年9月の表題の論文ungated版)が抜けていたので紹介してみる。原題は「Climate Change, Directed Innovation, and Energy Transition: The Long-run Consequences of the Shale Gas Revolution」で、著者はDaron Acemoglu(MIT)、Philippe Aghion(コレージュ・ド・フランス)、Lint Barrage(チューリッヒ工科大学)、David Hémousチューリッヒ大学)。
以下はその要旨。

We investigate the short- and long-term effects of a natural gas boom in an economy where energy can be produced with coal, natural gas, or clean sources and the direction of technology is endogenous. In the short run, a natural gas boom reduces carbon emissions by inducing substitution away from coal. Yet, the natural gas boom discourages innovation directed at clean energy, which delays and can even permanently prevent the energy transition to zero carbon. We formalize and quantitatively evaluate these forces using a benchmark model of directed technical change for the energy sector. Quantitatively, the technology response to the shale gas boom results in a significant increase in emissions as the US economy is pushed into a “fossil-fuel trap” where long-run innovations shift away from renewables. Overall, the shale gas boom reduces our measure of social welfare under laissez-faire, whereas, combined with carbon taxes and more generous green subsidies, it could have increased welfare substantially.
(拙訳)
我々は、エネルギーが石炭、天然ガス、もしくはクリーンなエネルギー源で生産でき、技術の方向性が内生的であるような経済での天然ガスブームの長短期の影響を調べた。短期的には天然ガスブームは石炭からの代替を促すことによって炭素排出を減らす。しかし、天然ガスブームはクリーンエネルギーに向けたイノベーションを抑制し、それによってゼロカーボンへのエネルギー転換を遅らせ、恒久的に阻止する可能性さえある。我々は、エネルギー部門の技術変化が方向付けられるベンチマークモデルを用いて、そうした力を定式化して定量的に評価した。定量的には、シェールガスブームへの技術の反応は、長期的なイノベーションが再生エネルギーから離脱していく「化石燃料の罠」に米国経済を押しやることにより、排出の有意な増加をもたらす。総じてシェールガスブームは、レッセフェール下の社会厚生についての我々の指標を低下させる半面、炭素税ならびにより気前の良いグリーン補助金と組み合わせていれば、厚生を顕著に増大させ得た。

結論部では、今回の分析から得られるより一般的な含意の可能性について以下のように述べている。

Finally, we note that the lessons of our model may be relevant to other “intermediate solutions” to the energy transition problem. Several of the proposed solutions, including biofuels, fission nuclear energy or geoengineering, also raise the possibility of other types of environmental damages, and a more general model incorporating different types of environmental externalities may be necessary to study their long-run implications. More generally, our analysis suggests that the use of natural gas as a solution to the climate change challenge may have much in common with other historical episodes that accidentally but permanently directed innovation toward potentially inefficient solutions. Examples may include the use of a uranium cycle instead of a thorium cycle in nuclear fission, or Henry Ford’s technology choices for mass production which enabled internal combustion engines to replace early electric vehicles. Developing models for the study of the short-run vs. long-run trade-offs when technology can be directed to different technology classes or platforms is another major area of research.
(拙訳)
最後に、我々のモデルの教訓は、エネルギー転換問題に対する他の「中間的な解決策」と関連するかもしれない、と述べておく。バイオ燃料核分裂原子力エネルギーやジオエンジニアリングなどの提案されている解決策のうちの幾つかもまた、別のタイプの環境被害の可能性を高め、その長期的な含意を調べるためには、様々なタイプの環境外部性を織り込んだより一般化されたモデルが必要となろう。より全般的な話としては、我々の分析が示すところによれば、気候変動問題の解決策としての天然ガスの利用は、イノベーションを非効率的とも言える解決策に偶発的ではあるが恒久的に方向付けた他の過去の出来事と共通するところが多いであろう。例としては、核分裂においてトリウムサイクルではなくウランサイクルを利用したこと、もしくはヘンリー・フォードの大量生産の技術の選択によって内燃機関が初期の電気自動車を置き換えることを可能にしたことが挙げられるだろう。技術が相異なる技術階層もしくはプラットフォームに方向付けられる場合における短期と長期のトレードオフを研究するためのモデルを構築することは、もう一つの主要な研究領域である。