Modelling and assessment of sustainability in transport policies

Abstract

El objetivo de esta tesis ha sido evaluar cómo las políticas públicas pueden afectar a la sostenibilidad del sector transporte, analizando los límites y los beneficios de su implementación. Para ello, estudiamos la demanda de transporte y, en particular uno de sus principales vectores, el consumo de combustibles. A partir de ahí, ponemos el foco en las áreas metropolitanas, significativas por su concentración de habitantes, de actividad económica, por su número de desplazamientos y efectos adversos de la movilidad (calidad del aire, tráfico). En ambos casos, analizamos los efectos de la simulación de una propuesta de reforma “verde” que conllevaría un gran impacto en el transporte, incluso aunque su foco es todo el sector energético. En particular, esta política supondría la homogeneización de los precios de los combustibles basado en su contenido de energía, añadiendo un componente de CO2 para corregir la falta de una correcta internalización en el precio de los efectos de las emisiones. Para llevar al cabo el análisis y estudiar la demanda de transporte en España, proponemos un modelo econométrico para el consumo de combustible (Cap. 3) que incluye en la formulación de la demanda “ideal”, un componente explicito para la cuota de diésel (ratio de vehículos diésel sobre el total). Los resultados demuestran un efecto negativo significativo de la cuota de diésel, considerando el consumo especifico, por vehículo, de gasolina y diésel. El resultado sugiere que una cuota de diésel más alta bajaría el consumo por vehículo de combustible. Una interpretación posible es que una cuota mayor supondría una adopción de vehículos más eficientes por parte de usuarios con menor desplazamientos, además de mejorar la eficiencia general. Simulando los efectos de la introducción de la política fiscal verde, encontramos que un ajuste y armonización de los precios de gasolina y diésel (cómo en la propuesta de la reforma verde) puede reducir las emisiones, aun que en el corto plazo, las emisiones de CO2 evitadas en el sector transporte llegarían solo al 5,5%. Para el largo plazo, los resultados pueden llegar al 38% de ahorro de emisiones, aunque la baja velocidad de ajuste sugiere que esa evolución necesitaría de muchos años para materializarse. Para el modelo de simulación para cinco áreas metropolitanas españolas, nuestros resultados refuerzan las conclusiones ofrecidas anteriormente. La primera conclusión es que la reforma sería más efectiva cuanta más alternativa exista al transporte privado (diésel en particular). Esto implica en particular a los modos de transporte público y en particular al tren y metro, por no consumir directamente combustible fósil. Claramente, a mayor cuota de diesel, mayor expectativa de reducción de consumo de energía. Finalmente, las perdidas en bienestar asociadas a la introducción de la reforma son menores cuanta más flexibilidad exista en la movilidad urbana, a la hora de sustituir modos que se encarecen con la reforma. No obstante, debería de notarse que la reforma simulada haría poco respecto a la reducción de los impactos ambientales y resultaría en un bienestar más bajo para los consumidores. También, el signo del bienestar ha de considerarse limitado por el contexto considerado (solo áreas metropolitanas) y no considerar retornos fiscal y políticas redistributivas. Nuestros resultados señalan que este aumento del impuesto solo ahorraría el 7,5% de la reducción de emisiones necesaria. Por eso, hasta en las áreas metropolitanas más receptivas, serían necesarias medidas adicionales. Aun así, se mantiene válido nuestro principal mensaje respecto a las implicaciones de la política. Primero, la reforma de los impuestos para combustibles u otros mecanismos de precio para reducir el uso del diésel para movilidad debe de adaptarse a la disponibilidad de alternativas en cada área metropolitana. Cuando estas opciones no están disponibles, los costes en términos de bienestar puedes ser significativos, además de afectar más a la aceptabilidad pública. Así mismo, deberían priorizarse otras políticas que incrementen las opciones de transporte más sostenible, antes de que se lleve a cabo una reforma de los impuestos de los combustibles. Segundo, la efectividad de una reforma fiscal es limitada ya que sólo consigue una pequeña fracción de las reducciones de CO2 necesarias.

The objective of this thesis has been to assess how policy interventions could affect the sustainability of transport sector, analysing the limits and the benefits of its implementation. For this purpose, we first study the demand for transport and in particular one of its main drivers, fuel consumption. We then focus the attention on metropolitan areas, significant for both economic activity, population density and so number of trips and adverse effects of mobility (air quality, congestion). In both cases we analyse the simulated effects of implementing a green reform proposal that, although proposed for all the energy sector, should have a significant impact on the transport sector, providing first a homogeneization of fuel prices based on their energy content and then adding a CO2 component to correct for the lack of a correct internalization in the price of the effects of emissions. To carry out this analysis and study the transport demand in Spain, we first propose an econometric model for fuel consumption (chapter 3) that includes in the usual “ideal” demand formulation, the specification of the explicit component for diesel share. Results show a significant negative effect of the diesel share when considering the specific gasoline or diesel consumption. This result alone clearly suggests that a higher diesel share should lower the consumption (per vehicle) of fuel. An interpretation is that increasing shares show shifts for lower-range consumers to more efficient vehicles thus improving energy consumption. Simulating the effects of a fiscal policy proposal, we found that an adjustment and harmonization of diesel and gasoline prices (as is the purpose of the green reform) could indeed reduce emissions, although in the short term the CO2 emissions avoided in the transport sector could reach just 5.5%. For the long-run impact, results could reach up to 38% of emission savings, although the low speed of adjustment suggests that such an evolution would need many years. As for the simulation model for five Spanish metropolitan areas, our results reinforce the conclusions previously offered. The first general highlight is that this reform will be more effective the more options available to shift away from diesel vehicles. That means basically public transport modes, particularly those fueled with electricity (e.g. subway). Of course, the larger the share of diesel, the larger are the expected reductions in energy use. And finally, welfare losses are also lower the more flexibility there is in the metropolitan area regarding transport modes. However, it should also be noted that the simulated reform will do little to reduce environmental impacts, and may result in lower welfare for consumers, at least when considering just the metropolitan areas and not a proper redistribution program. Moreover, the sign of the welfare has to be taken as limited since it only takes into account metropolitan areas and not, for instance the (positive) fiscal returns. Our results show that this tax hike would only take care of around 7.5% of the total reductions required. Therefore, even in the metropolitan areas more receptive to it, other measures and policies will be required. However, our major messages regarding the policy implications of our study remain valid. First, the stringency of fuel tax reforms or other price mechanisms to reduce the use of diesel fuel or diesel cars should be carefully adapted to the availability of options in each urban area. When these options are not readily available, the welfare costs of the policies may become significant, hence affecting their public acceptability. Therefore, other policies that increase sustainable transport options should be prioritized before tax reforms are implemented. Second, the effectiveness of fuel tax reforms is limited, in that they can only produce a small fraction of the carbon emissions reductions required.