• 검색 결과가 없습니다.

I. Introduction

3.  AIM/Material/CGE Modeling

 

3. AIM/Material/CGE Modeling 

 

The AIM/Material/CGE model, a country based CGE model with recursive  dynamics  is  developed  by  Masui 8   in  NIES  (National  Institute  for  Environmental  Studies),  Japan.  It  was  used  for  an  empirical  study  on  the  economic  impacts  of  environmental  policy  intervention  regarding  CO2  reduction and solid waste management targets. 

Figure  I‐1  shows  the  production  structure  embedded  in  the  model.  The  model  follows  the  conventional  CGE  approach  regarding  the  treatment  of  products  and  inputs.  Labor  and  capital  as  a  primary  input  for  value  added  enter  the  Cobb‐Douglas  type  production  function.  The  value  added  product  together with the composed intermediate goods, composed energy goods and 

7  AIM/Material,  a  bottom‐up  model  integrating  economic  and  environmental  dimension  of  Japanese  economy  and  AIM/Material/CGE  model,  a  top‐down  model  based  on  the  AIM/Material  model  was  developed  by  the  research  group  in  National  Institute  for  Environmental Studies, Japan, see T. Masui(2000a). 

8   Toshihiko  Masui,  ‘Policy  Evaluations  under  Environmental  Constraints  using  a  Computable  General  Equilibrium  Model’  National Institute for Environmental Studies. 

masui@nies.go.jp 

composed pollution enters a Leontief type production function for final goods  and services. 

With  regard  to  the  integration  of  the  environmental  protection  activities  and  the  emission  of  pollution,  the  model  treats  the  pollution  as  an  input  in  production  process.  For  example,  composed  pollution  goods  produced  with  divers primary pollutions enter as an input in final goods and services. In this  way,  environmental  policy  target  such  as  reduction  of  CO2  emission  or  pollution (or waste) emission could be interpreted as a physical restriction on  the amount of CO2 input or pollution input. 

And  then  the  production  of  primary  pollution,  represented  by  3  types  of  pollution  management  mode:  Self  management,  Contract  management  and  Discharge, uses intermediate goods, energy, environmental capital and labor  as  input.  As  the  elasticity  of  substitution  among  the  3  types  of  pollution  management  in  the  model  was  assumed  infinite,  the  model  did  not  differentiate in fact each type of pollution management mode. 

 

Figure I-1. AIM/Material/CGE Production structure commodity m

activity

input 1

energy

capital labor pollution 1 value added

Energy share is defined as the diffusion of stock

Reused material share is defined as the diffusion of stock.

CO2 CO2

commodity m

activity

input 1

energy

capital labor pollution 1 value added

Energy share is defined as the diffusion of stock

Reused material share is defined as the diffusion of stock.

CO2 CO2

 

As  to  the  material  feedback  recovered  after  waste  recycling,  the  model  assumed  that  the  recycled  materials  (or  goods)  entered  the  production  of  intermediate  goods  at  the  same  time  with  produced  goods.  The  elasticity  of  substitution between produced goods and recycled goods was assumed to be  0 and the share of recycled material depends on the diffusion of capital stock.   

In  Spite  of  the  pollution  management  activities  and  composed  pollution  goods  including  COas  well  as  recycled  materials  was  very  sophisticatedly  designed  in  the  model  conception  stage,  the  3  different  activities  managing  pollution  were  integrated  into  one  waste  management  sector  in  the  actual  model for the simplicity. Finally the linkage between recycled materials used  as  intermediate  input  for  composed  intermediate  goods  in  the  model  was  assumed  to  be  products  of  waste  management  sector  using  intermediate  goods, energy, capital and labor as input. 

Regarding  technological  innovation  resulting  in  input  efficiency  such  as  energy  efficiency  and  waste  management  efficiency,  it  was assumed  that  the  elasticity  of  substitution  among  all  inputs  is  to  be  zero  except  two  primary  inputs for value added production. Although the energy input share is fixed 

in advance, this value can be changed by the introduction of new equipment  in  the  long  term.  It  means  that  in  a  short  term,  the  substitution  of  energy  input  and  recycled  waste  does  not  occur  as  the  investment  efficiency  is  not  changed. The technological efficiency improvement can be introduced then in  an exogenous manner with the estimate coming from bottom‐up approach to  the related technology. The basic AIM/Material/CGE model assumed also that  the elasticity of substitution for the Armington9  technology is to be zero. 

Figure I‐2 shows the latest version of waste flow structure in AIM/Material  model  developed  by  NIES.  Wastes  are  handled  in  three  ways,  self  management  (intra  firm),  contract‐out  management  through  specialized  sewage or waste management company, and discharge without treatment into  environment, in which an upper limit is set on direct discharges so as not to  violate the domestic environmental regulation. 

Solid wastes are disaggregated into industrial waste and municipal waste. 

Each waste generation enters the process of direct reuse, direct final disposal,  and intermediate management. The residuals from intermediate management  are  reused  or  disposed.  Total  reused  wastes  are  supplied  to  the  market  as  recycled materials. As we can see from figure I‐1, recycled wasted are used as  intermediate  inputs  in  the  specific  production  sectors.  For  example,  ash  is  used  in  the  construction  sector,  the  ceramic,  stone,  and  clay  products  sector. 

Quantification  of  this  kind  of  flow  of  recycled  waste  depends  highly  on  the  availability  and  reliability  of  the  raw  data  on  the  recycled  material  output  from  waste  management  sector  and  the  recycled  material  input  to  specific  production sector. 

In  its  empirical  simulation  form,  the  AIM/Material/CGE  model  adopted  a  simplified waste flow structure and integration of the waste flow was done in  exogenous manner. 

 

9  The elasticity of substitution between supply goods, domestic and imported goods is to  be zero. The price of import and export goods is set exogenously as numeraire. 

Figure I-2. Waste flow in AIM/Material or  waste  reduction  targets,  the  model  designed  several  scenarios  detailed  in  table  I‐1.  The  results  shows  that  the  economic  loss  resulting  from  heavy  regulations such as reduction of final solid waste disposal and CO2 reduction  under  the  Kyoto  Protocol  amounted  to  0.2%  of  GDP  estimate  in  2010  compared to BAU (Business As Usual) case. The study also found that a series  of  mixed  environmental  policy  counter  measures  made  Japan  recover  about  55% of its GDP loss due to enhanced environmental regulation. 

It  was  also  shown  that,  in  addition  to  the  0.2%  GDP  loss  in  2010  from  stricter  environmental  regulations  (Scenario2)  in  place,  raw  material  production  sectors  suffer  more  severely  from  environmental  constraint.  But  the restriction on the solid waste disposal stimulated waste recycling activities. 

Increased  environment  investment  gave  environmental  industry  and  waste  management sector a direct promotion effect and as a result the activity level  of related sectors was enhanced. 

On  the  other  hand,  the  model  simulation  results  show  that  a 

countermeasure might have a negative impact to other environmental issues  such  as  air  quality,  in  the  case  that  the  countermeasure  contributed  to  the  increase  of  fuel  energy  consumption.  But  the  author  there  focused  on  the  point that diverse environmental policy counter measures could mitigate the  burden of stricter environmental regulation. 

 

Table I-1. AIM/Material/CGE Simulation Scenarios  

Scenarios  Descriptions 

Scenario 1  Without  CO2  reduction(Kyoto  Target)  and  final  disposal(reference case) 

Scenario 2  CO2  reduction  and  final  disposal  reduction  are  implemented(Constraint) 

Scenario 3  Scenario2+various  countermeasures  for  environmental  preservation (Policy) 

Countermeasure1 Increased  environmental  investment  (+2%)  and  enhancement  of environmental industry (+2%) 

Countermeasure2 Improvement of solid waste management technology 

Countermeasure3 Tax  reform  (50%  reduction  of  capital  and  labor  tax  on  water  power generation) 

 

Countermeasure4 Consumption  pattern  change  (10%  transfer  in  final  consumption, from ELM1) to REP2) 

1) ELM: Manufacture of electrical machinery, equipment, and supplies  2) REP: Car and machinery repair 

   

II. Integrated National CGE modeling for Korea 

   

관련 문서