Emissions, temperature and economic growth: evidence from total factor productivity and its components: the European case and the role of heterogeneity

Abstract

In this thesis, we employ the concept of productivity in order to examine how climate change affects economic growth and productivity in three different levels: country, European manufacturing industries and European manufacturing firms level. We also use climate characteristics as temperature and precipitation, and emissions of different pollutants to depict climate change. In that endeavor, we combine different databases and build three distinct datasets that provide detailed information to conduct our analysis. Our findings, on country level, concern a set of 115 countries for 55 years and suggest a positive effect of carbon dioxide emissions and temperature on countries’ economic growth but when controlling for poor countries, the results point out that poor countries are more vulnerable compared to those that are considered rich. This is proof that climate change will widen the existing disparities and will bring an extra burden to vulnerable countries. We also provide evidence that the share of renewable energy sources in total energy is of high importance in the combat against climate change and substitution of fossil fuels with renewable energy sources should be accelerated. The industry level analysis, concerning thirteen manufacturing industries from twenty seven European countries for a twenty year period and treat the carbon dioxide emissions as undesirable output of industries and through the use of a technological meta frontier we compute the environmental productivity, enveloping the existing heterogeneity among European manufacturing industries. We find that industrial environmental productivity has deteriorated, having a big drop during the years of crisis that could explain the average drop in productivity terms. We also test for the convergence or divergence hypothesis and results confirm the existence of convergence among European industries. The role of temperature is tested by classifying Europe in climatic zones and results indicate that the two groups have very similar patterns but the losses during crisis are greater for the countries that are considered hotter. Finally, we turn our attention to the firm level analysis in order to extract information on how different groups of emissions affect firms’ environmental productivity and how the latter can be impacted by changes in environmental regulations. Findings indicate that environmental productivity growth of firms has increased in a small scale over the period of study but this increase is mainly attributed to the component that denotes innovation. We also shed light on the impact that a regulatory shock has on productivity and its components. We examine the “weak” Porter Hypothesis and provide evidence that a well designed and enforced environmental regulation does not hinder economic growth but it promotes environmental innovation.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, χρησιμοποιούμε την έννοια της παραγωγικότητας για να εξετάσουμε πώς η κλιματική αλλαγή επηρεάζει την οικονομική ανάπτυξη και την παραγωγικότητα σε τρία διαφορετικά επίπεδα: χώρες, ευρωπαϊκές μεταποιητικές βιομηχανίες και ευρωπαϊκές μεταποιητικές επιχειρήσεις. Επίσης, χρησιμοποιούμε κλιματικά χαρακτηριστικά όπως θερμοκρασία και βροχόπτωση, και εκπομπές διαφορετικών ρύπων για να απεικονίσουμε την κλιματική αλλαγή. Σε αυτή την προσπάθεια, συνδυάζουμε διαφορετικές βάσεις δεδομένων και χτίζουμε τρία ξεχωριστά σύνολα δεδομένων που παρέχουν λεπτομερείς πληροφορίες για τη διεξαγωγή της ανάλυσής μας. Τα ευρήματά μας, σε επίπεδο χώρας, αφορούν ένα σύνολο 115 χωρών για 55 χρόνια και υποδηλώνουν θετική επίδραση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και της θερμοκρασίας στην οικονομική ανάπτυξη των χωρών, αλλά όταν ελέγχουμε για τις φτωχές χώρες, τα αποτελέσματα επισημαίνουν ότι οι φτωχές χώρες είναι πιο ευάλωτες σε σύγκριση με αυτές που θεωρούνται πλούσιες. Αυτό είναι απόδειξη ότι η κλιματική αλλαγή θα διευρύνει τιςυπάρχουσες ανισότητες και θα επιφέρει επιπλέον βάρος στις ευάλωτες χώρες. Παρέχουμε επίσης στοιχεία ότι το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στη συνολική ενέργεια είναι μεγάλης σημασίας για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής και η υποκατάσταση των ορυκτών καυσίμων με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα πρέπει να επιταχυνθεί. Η ανάλυση σε επίπεδο βιομηχανίας, αφορά δεκατρείς μεταποιητικές βιομηχανίες από είκοσι επτά ευρωπαϊκές χώρες για μια περίοδο είκοσι ετών και αντιμετωπίζει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα ως ανεπιθύμητο τελικό προϊόν των βιομηχανιών και μέσω της χρήσης ενός τεχνολογικού μετα-ορίου υπολογίζουμε την περιβαλλοντική παραγωγικότητα, καλύπτοντας την υπάρχουσα ετερογένεια μεταξύ των Ευρωπαϊκών μεταποιητικών βιομηχανιών. Διαπιστώνουμε ότι η βιομηχανική περιβαλλοντική παραγωγικότητα έχει μειωθεί, σημειώνοντας μεγάλη πτώση κατά τα χρόνια της κρίσης που θα μπορούσε να εξηγήσει τη μέση πτώση της παραγωγικότητας. Δοκιμάζουμε επίσης την υπόθεση της σύγκλισης ή απόκλισης και τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την ύπαρξη σύγκλισης μεταξύ των ευρωπαϊκών βιομηχανιών. Ο ρόλος της θερμοκρασίας ελέγχεται ταξινομώντας την Ευρώπη σε κλιματικές ζώνες και τα αποτελέσματα δείχνουν ότι οι δύο ομάδες έχουν πολύ παρόμοια πρότυπα, αλλά οι απώλειες κατά τη διάρκεια της κρίσης είναι μεγαλύτερες για τις χώρες που θεωρούνται θερμότερες. Τέλος, στρέφουμε την προσοχή μας στην ανάλυση σε επίπεδο επιχείρησης προκειμένου να εξαγάγουμε πληροφορίες σχετικά με το πώς διαφορετικές ομάδες εκπομπών επηρεάζουν την περιβαλλοντική παραγωγικότητα των επιχειρήσεων και πώς η τελευταία μπορεί να επηρεαστεί από αλλαγές στους περιβαλλοντικούς κανονισμούς. Τα ευρήματα δείχνουν ότι η αύξηση της περιβαλλοντικής παραγωγικότητας των επιχειρήσεων έχει αυξηθεί σε μικρήκλίμακα κατά την περίοδο της μελέτης, αλλά αυτή η αύξηση αποδίδεται κυρίως στο στοιχείο που υποδηλώνει την καινοτομία. Ρίχνουμε επίσης φως στον αντίκτυπο που έχει ένα ρυθμιστικό σοκ στην παραγωγικότητα και στα στοιχεία της. Εξετάζουμε την «αδύναμη» υπόθεση του Πορτερ και παρέχουμε αποδείξεις ότι ένας καλά σχεδιασμένος και εφαρμοσμένος περιβαλλοντικός κανονισμός δεν εμποδίζει την οικονομική ανάπτυξη, αλλά προάγει την περιβαλλοντική καινοτομία.