[논문 리뷰] The green transition of firms: The role of evolutionary competition, adjustment costs, transition risk, and green technology progress

Davide Radi, Frank Westerhoff|arXiv (Cornell University)|2024. 10. 27.

Innovation Diffusion and Forecasting인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 조정비용, 동적으로 조정되는 전환 위험, 녹색 기술 진보를 통합하여 기업 수준의 녹색 전환을 분석하기 위한 일반화된 진화적 경쟁 모델을 개발한다. 전환 위험이 증가할수록 녹색 기술 채택이 효과적으로 촉진되며, 보조금은 녹색 기술이 수익성 있는 경우에도 실패 위험을 완화시킴을 보여준다.

ABSTRACT

We propose an evolutionary competition model to investigate the green transition of firms, highlighting the role of adjustment costs, dynamically adjusted transition risk, and green technology progress in this process. Firms base their decisions to adopt either green or brown technologies on relative performance. To incorporate the costs of switching to another technology into their decision-making process, we generalize the classical exponential replicator dynamics. Our global analysis reveals that increasing transition risk, e.g., by threatening to impose stricter environmental regulations, effectively incentivizes the green transition. Economic policy recommendations derived from our model further suggest maintaining high transition risk regardless of the industry's level of greenness. Subsidizing the costs of adopting green technologies can reduce the risk of a failed green transition. While advances in green technologies can amplify the effects of green policies, they do not completely eliminate the possibility of a failed green transition. Finally, evolutionary pressures favor the green transition when green technologies are profitable.

연구 동기 및 목표

• 수익성 외의 제도적 및 기술적 요인에 초점을 맞춰 기업의 녹색 전환을 이끄는 요인을 이해하기 위해.
• 고정된 일회성 전환 비용인 조정비용이 녹색 기술 채택을 저해하거나 지연시키는 방식을 모델링하기 위해.
• 산업의 탄소 집약도에 따라 증가하는 규제 위협을 반영한 동적으로 조정되는 전환 위험의 역할을 검토하기 위해.
• 녹색 기술 진보가 녹색 전환의 가능성과 속도에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위해.
• 위험 관리와 타겟팅된 보조금을 통해 전환 실패를 최소화할 수 있는 정책적 통찰을 도출하기 위해.

제안 방법

• 기술 전환에 대한 조정비용을 통합한 일반화된 일차원 이산시간 지수 복제 역학 모델을 제안한다.
• 모든 조건이 충족된 상황에서 녹색 및 browm 기술 채택의 동시 진화를 모델링하기 위해 이차원 이산시간 지수 복제 역학 모델을 도입한다.
• 상대적 성과 기반의 기업 결정을 모델링하기 위해 진화 게임 이론을 적용하며, 전환 비용과 규제 위험을 고려한 보상 구조를 조정한다.
• 균형 전이와 다양한 매개변수 체제 하에서 장기적 결과를 분석하기 위해 전역 안정성 분석 및 분기 이론을 적용한다.
• 세 단계 모델링 접근법을 활용한다: (1) 위험과 진보를 포함한 기준 모델; (2) 조정비용만 포함된 모델; (3) 세 가지 요소를 모두 통합한 완전한 모델.
• 다양한 비용 및 수익 구조 하에서 안정성과 분기 행동을 결정하기 위해 정점 균형과 불변 다각형을 분석한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 녹색 기술이 더 수익성이 있음에도 불구하고 조정비용은 녹색 전환의 가능성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 산업 수준의 녹색화 수준에 의해 영향을 받는 동적으로 조정되는 전환 위험은 녹색 기술로의 전환 속도를 어느 정도 가속화하는가?
• RQ3 녹색 기술 진보는 기업 수준의 전환을 이끄는 환경 정책의 효과성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 진화적 압력(즉, 수익성 기반 적응)이 성공적인 녹색 전환으로 이어지는 조건는 무엇인가?
• RQ5 조정비용이 높을 경우 보조금은 전환 실패 위험을 줄이는 데 어떤 역할을 하는가?

주요 결과

• 더 엄격한 탄소 규제를 포함한 전환 위험이 증가할수록 녹색 기술 채택이 효과적으로 유도되며, 이는 녹색 기술이 처음에는 가장 수익성이 높지 않더라도 마찬가지다.
• 조정비용은 불확실성을 유발한다: 높은 전환 비용은 녹색 기술이 더 높은 순수익을 올리더라도 녹색 전환을 방지할 수 있다.
• 녹색 기술 채용 비용을 보조금으로 지원하면 전환 실패 위험이 감소하며, 높은 전환 비용을 상쇄하는 데 기여한다.
• 녹색 기술 진보는 녹색 정책의 영향력을 증폭시키지만, 단독으로 전환 실패 위험을 제거하지는 못한다.
• 진화적 압력은 녹색 기술을 유지할 경우와 갈색 기술을 유지할 경우의 수익 격차가 충분히 클 때에만 녹색 전환을 선호한다.
• 녹색 기술이 가장 수익성이 있고 조정비용이 낮을 경우, 시스템은 완전한 녹색 채택으로 수렴한다(시나리오 9), 특히 보조금이 높을 경우(C^G > max{Π^GB−Π^BB; Π^GG−Π^BG})에 더욱 그렇다.