Estimation of the Marginal CO2 abatement costs for workshops with 10 employees and more in Iran: whit shadow price approach

Document Type : Research Article



One of the biggest global challenges related to environmental pollution is the climate change induced mainly by anthropogenic emissions of CO2 and other greenhouse gases (GHG).  Human activities since the beginning of the Industrial Revolution (taken as the year 1750) have produced a 40% increase in the atmospheric concentration of carbon dioxide . This increase has occurred despite the uptake of a large portion of the emissions by various natural "sinks" involved in the carbon cycle. Anthropogenic carbon dioxide (CO2) emissions (i.e., emissions produced by human activities) come from combustion of fossil fuels, principally coal, oil, and natural gas, along with deforestation, soil erosion and animal agriculture.
One of the most important sources of the emission of greenhouse gases, especially carbon dioxide, is a variety of activities in important economic sectors, while one of the leading parts in carbon emissions is industry. In this study, using input- and output-based distance functions, the Marginal CO2 Abatement Costs as one of the most important greenhouse gases emitted during the development of industry sector of Iranian economy was measured for industrial workshops having 10 workers or more in the years 2008 to 2013. The analytical framework for shadow price estimation consists of three main steps, i.e. constructing an environmental production technology by distance function, deriving the shadow-pricing formula, and formulating a econometric model to compute the shadow prices. using Stata software 13, and tests Chow, Hausman and Pagan tests reveals that the models proposed in this study, of which type of pool or fixed and random effects model. We used sfpanel command to parameter estimation due inefficiency component of the model. The estimation is done based on maximum likelihood method. At the end of using the results of parameter estimation, marginal CO2 abatement costs is calculated for each industry sub-sectors. In this regard, after gathering the required data, the concept of shadow price of emission of this pollutant was used. The results show that different industrial subsectors have different Marginal CO2 Abatement Costs and the trend of Marginal CO2 Abatement Costs have increased dramatically during the study period for the industrial sector in such a way that the calculated shadow price in 2013 has grown 221 percent comparing to 2008. Also, the different results from two types of distance function which are used in this study show that the choice of method or model used to estimate the shadow price is of utmost importance.


آهنگری، عبدالمجید و کامران‌پور، سعیده (1395). « تأثیر توسعه مالی و ارزش‌افزوده بر مصرف انرژی در بخش‌های صنعت و کشاورزی ایران»، فصلنامه اقتصاد کاربردی ایران، 19(5): 286-269
اسماعیلی، عبدالکریم و محسن‌پور، رباب (۱۳۸۷). «تعیین قیمت سایه‌ای آلاینده‌های هوا در نیروگاه‌های کشور»، فصلنامه پژوهش‌های اقتصادی، 10(4): ۸۶-۶۹
بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران (۱۳۹۲). گزارش اقتصادی و ترازنامه سال ۱۳۹۲.
برزگر، نرگس؛ موسوی، میرحسین و معمارزاده، عباس (۱۳۹2). «برآورد قیمت سایه‌ای آلاینده‌های زیست‌محیطی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی در بخش‌های اقتصادی»، پژوهشنامه علوم و فنّاوری محیط‌زیست، 16(4): ۲۶-۱۵.
شکیبایی، علیرضا؛ صادقی، زین‌العابدین و اعمی بنده قرائی، حسن (۱۳۸۸). «تأثیر واقعی کردن قیمت انرژی بر کشش­پذیری تقاضای انرژی و برآورد کشش جانشینی نهاد انرژی در بخش صنعت در بلندمدت»، دوفصلنامهعلمیپژوهشی جستارهایاقتصادی، 6(11): ۱۳۳-۱۵۵.
علی‌پور، علیرضا؛ موسوی، حبیب‌الله و خلیلیان، صادق (۱۳۹۲). «ارزیابی هزینه انتشار گاز گلخانه‌ای کربن دی‌اکسید حاصل از توسعه بخش کشاورزی ایران»، مجله اقتصاد کشاورزی، 8(1): ۸۱-۶۳.
مرکز آمار ایران (1388). گزیده آمار و اطلاعات اقتصادی و اجتماعی چهل سال کشور.
موسوی، میرحسین؛ خاکساری، علی؛ محمودزاده، محمود و رضایی ارج رودی، عبدالرضا (۱۳۹۰). «برآورد قیمت سایه‌ای آلاینده‌های زیست‌محیطی ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی در بخش حمل‌ونقل»، مهندسیعمرانشریف، دوره ۲۷-۲ (3): ۸۳-۹۱
ناجی میدانی، علی‌اکبر؛ مهدوی عادلی، محمدحسین و عربشاهی دلوی، مهدیه (۱۳۹۴). «بررسی رابطه بین صنعتی شدن و کارایی انرژی‌بخش صنعت در ایران»، مجله علمی پژوهشی سیاست‌گذاری اقتصادی، 7(13): ۵۶-28.
Coelli, T.J. and Perelman, S. (1996). “Efficiency measurement, multiple output technologies and distance functions with application to European railways”, CREPP discussion paper no. 96/05, University of Liege, Liege.
Coelli, T. J.; Gautier, A.; Perelman, S. and Saplacan-Pop, R. (2013). “Estimating the cost of improving quality in electricity distribution: A parametric distance function approach”, Energy Policy, 53: 287-297.
Du, L. and Mao, J. (2015). “Estimating the environmental efficiency and marginal CO 2 abatement cost of coal-fired power plants in China”, Energy Policy, 85: 347-356.
Du, L.; Hanley, A. and Wei, C. (2015). “Estimating the marginal abatement cost curve of CO 2 emissions in China: Provincial Panel Data Analysis”, Energy Economics, 48: 217-229.
Färe, R.; Grosskopf, S.; Lovell, C.A. and Yaisawarng, S. (1993). “Derivation of shadow prices for undesirable outputs: a distance function approach”. The review of economics and statistics, 75: 374-380.
Färe, R. and Primont, D. (1995). “Multi-Output Production and Duality: Theory and Ap-plications”. Kluwer Academic Publishers, Boston.
Ke, J.; McNeil, M.; Price, L.; Khanna, N. Z. and Zhou, N. (2013). “Estimation of CO2 emissions from China’s cement production: methodologies and uncertainties”, Energy Policy, 57: 172-181.
Tores-Reyna, O. (2007). Panel Data Analysis Fixed and Random Effects using Stata. Princeton University, United States, Sixth edition.
Van den Bergh, K. and Delarue, E. (2015). “Quantifying CO2 abatement costs in the power sector”. Energy Policy, 80: 88-97.
Zhang, X.; Xu, Q.; Zhang, F.; Guo, Z. and Rao, R. (2014). “Exploring shadow prices of carbon emissions at provincial levels in China”. Ecological Indicators, 46: 407-414.
Zhou, P.; Zhou, X. and Fan, L.W. (2014). “Marginal CO2 abatement costs: Findings from alternative shadow price estimates for shanghai industrial sectors”. Energy Policy, 77: 109-117.