Advances in modeling macro-finance amid climate change: adequacy and examples

This thesis explores the integration of macro-financial dynamics into climate-economy models, addressing criticisms of Integrated Assessment Models (IAMs) while demonstrating their adequacy for analyzing climate-finance interactions. Through three methodological approaches – model enhancement, one-way coupling, and model restructuring – the research examines key challenges identified by the IPCC. The first paper investigates how reducing capital costs for energy financing in developing countries affects both climate mitigation and energy justice. Using five detailed-process IAMs with region-specific and technology-specific capital costs, the study reveals that international convergence in financing costs significantly benefits developing nations, increasing renewable electricity generation while reducing electricity costs and energy expenditures. This approach demonstrates how financial mechanisms can accelerate energy transition while addressing equity concerns. The second paper examines climate change impacts on sovereign debt sustainability by coupling the RICE50+ IAM with a stochastic Debt Sustainability Analysis model. Results show that high-impact climate scenarios render sovereign debt unsustainable for many countries, threatening fiscal stability. Even with adaptation measures, governments face difficult trade-offs between debt sustainability and maintaining public services. The analysis shows that there is no safe way for governments to navigate a warming world. The third paper introduces a model incorporating in a cost-benefit IAM endogenous decile-level dynamics to analyze relationships between climate policy and inequality. Under inequality-averse policies, governments implement a front-loaded carbon taxation pattern. This work shows the importance of including inequality withing optimal climate policy assessments. The thesis demonstrates that IAMs can meaningfully analyze financial dimensions of climate change, offering important policy implications: financial risk-sharing, early climate action, and inequality considerations should be cornerstones of climate policy.

Questa tesi esplora l'integrazione delle dinamiche macro-finanziarie nei modelli clima-economia, affrontando le critiche ai Modelli di Valutazione Integrata (IAM) e dimostrando la loro adeguatezza per l'analisi delle interazioni clima-finanza. Attraverso tre approcci metodologici – estensione dei modelli, accoppiamento unidirezionale e ristrutturazione del modello – la ricerca esamina sfide chiave identificate dall'IPCC. Il primo articolo analizza come la riduzione dei costi di capitale per il finanziamento energetico migliori sia la mitigazione climatica sia la giustizia energetica. Utilizzando cinque IAM con costi del capitale specifici per regione e tecnologia, lo studio rivela che la convergenza internazionale nei costi di finanziamento aumenta l’elettricità rinnovabile e riduce la spesa energetica nel Sud Globale. Quindi la finanza può accelerare la transizione energetica affrontando al contempo le questioni di equità. Il secondo articolo esamina gli impatti del cambiamento climatico sulla sostenibilità del debito sovrano accoppiando l'IAM RICE50+ con un modello stocastico di analisi della sostenibilità del debito. Scenari climatici ad alto impatto rendono insostenibile il debito sovrano per molti paesi, minacciando la stabilità fiscale, anche in presenza di adattamento. I governi si troveranno a dover bilanciare i rischi di sostenibilità del debito e di ridurre spesa pubblica. Il terzo articolo introduce un modello che incorpora in un IAM dinamiche endogene a livello di decili per analizzare le relazioni tra politica climatica e disuguaglianza. In presenza di politiche avverse alla disuguaglianza, i governi aumentano la tassazione del carbonio all’inizio e la riducono successivamente. Questo articolo mostra l'importanza di includere la disuguaglianza nelle valutazioni delle politiche climatiche ottimali. La tesi dimostra che gli IAM possono analizzare in modo significativo le dimensioni finanziarie del cambiamento climatico, offrendo importanti implicazioni: l’importanza della condivisione del rischio finanziario, dell'azione climatica precoce e delle considerazioni sulla disuguaglianza, che dovrebbero essere elementi fondamentali delle politiche climatiche.