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Economic Aspects of Adaptation to Climate Change: Integrated Assessment Modelling of Adaptation Costs and Benefits

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  • Kelly de Bruin
  • Rob Dellink
  • Shardul Agrawala

Abstract

The present report seeks to inform critical questions with regard to policy mixes of investments in adaptation and mitigation, and how they might vary over time. This is facilitated here by examining adaptation within global Integrated Assessment Modelling frameworks. None of the existing Integrated Assessment Models (IAMs) captures adaptation satisfactorily. Many models do not specify the damages from climate change, and those that do mostly assume implicitly that adaptation is set at an “optimal” level that minimizes the sum total of the costs of adaptation and the residual climate damages that might occur. This report develops and applies a framework for the explicit incorporation of adaptation in Integrated Assessment Models (IAMs). It provides a consistent framework to investigate “optimal” balances between investments in mitigating climate change, investments in adapting to climate change and accepting (future) climate change damages. By including adaptation into IAMs these already powerful tools for policy analysis are further improved and the interactions between mitigation and adaptation can be analysed in more detail. To demonstrate the approach a framework for incorporating adaptation as a policy variable was developed for two IAMs– the global Dynamic Integrated model for Climate and the Economy (DICE) and its regional counterpart, the Regional Integrated model for Climate and the Economy (RICE). These modified models – AD-DICE and AD-RICE – are calibrated and then used in a number of policy simulations to examine the distribution of adaptation costs and the interactions between adaptation and mitigation. Using the limited information available in current models, and calibrating to a specific damage level, so-called adaptation cost curves are estimated for the world. Adaptation cost curves are also estimated for different regions, although given the limited information available to calibrate the regional curves these should be considered as rough approximations of the actual adaptation potential in the different regions. These adaptation cost curves reflect how different adaptation levels will provide a wedge between gross damages (i.e. damages that would occur in the absence of adaptation) and residual damages. The analysis presented suggests that a good adaptation policy matters especially when suboptimal mitigation policies are implemented. Similarly, a good mitigation strategy is more important when optimal adaptation levels are unattainable. The rationale for this result is that both policy control options can compensate to some extent for deviations from the efficient outcome caused by non-optimality of the other control option. It should be noted, however, that in many cases there are limits to adaptation with regard to the magnitude and rate of climate change. The higher the current value of damages, the more important mitigation is as a policy option in comparison to adaptation. The comparison between adaptation and mitigation therefore depends crucially on the assumptions in the model, and especially on the discount rate and the level of future damages. The policy simulations also suggest that to combat climate change in an efficient way, short term optimal policies would consist of a mixture of substantial investments in adaptation measures, coupled with investments in mitigation, even though the latter will only decrease damages in the longer term. The costs of inaction are high, and thus it is more important to start acting on mitigation and adaptation even when there is limited information on which to base the policies, than to ignore the problems climate change already poses. Ongoing increases in expected damages over time imply that adaptation is not an option that should be considered only for the coming decades, but it will be necessary to keep investing in adaptation options, as both the challenges and benefits of adaptation increase. The results of these policy simulations confirm the findings of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) on the relationship between adaptation and mitigation as described in the Synthesis Report of the Fourth Assessment Report. The framework developed in this report opens the door for further simulations that examine adaptation cost issues within other, more complex IAMs. The model additions investigated in this report can also shed light on how the next generation of IAMs will look. These tools can also be further strengthened by the incorporation of more detailed regional knowledge on the impacts of climate change and of adaptation options. Le présent rapport entend apporter un éclairage sur certaines problématiques essentielles concernant les politiques qui associent investissements dans l’adaptation et investissements dans l’atténuation et leur évolution possible dans le temps. Un tel objectif suppose d’analyser l’adaptation dans le cadre de modèles d’évaluation intégrée. Aucun modèle d’évaluation intégrée ne rend compte de manière satisfaisante de l’adaptation. Bon nombre d’entre eux ne tiennent pas compte des dommages causés par le changement climatique et ceux qui le font partent implicitement de l’hypothèse que l’adaptation est fixée à un niveau « optimal » qui réduit au minimum le montant total représenté par les coûts d’adaptation et les dommages climatiques résiduels risquant d’apparaître. Dans ce rapport, un cadre permettant d’inclure explicitement l’adaptation dans les modèles d’évaluation intégrée a été créé et appliqué. On dispose ainsi d’un cadre cohérent pour examiner les compromis « optimaux » entre l’atténuation du changement climatique, l’adaptation au changement climatique et l’acceptation des (futurs) dommages induits par ce changement. Inclure l’adaptation dans les modèles d’évaluation intégrée permet d’améliorer ces instruments, déjà performants, d’analyse des politiques et d’examiner de manière plus précise les interactions entre adaptation et atténuation. Plus précisément, pour les besoins de ce rapport, un cadre a été mis au point pour inclure l’adaptation parmi les variables de politique publique dans deux modèles d’évaluation intégrée – le Dynamic Integrated model for Climate and the Economy (DICE), qui est un modèle mondial, et son équivalent régional, le Regional Integrated model of Climate and the Economy (RICE). Les modèles modifiés – AD-DICE et AD-RICE – ont été calibrés et utilisés dans plusieurs simulations de politiques pour examiner la composition des coûts de l’adaptation au changement climatique et les interactions entre adaptation et atténuation. Les courbes des coûts d’adaptation ont été estimées à l’échelle mondiale à partir des quelques informations disponibles dans les modèles actuels et après calibrage en fonction d’un niveau de dommages donné. Les mêmes courbes ont été estimées pour différentes régions mais doivent être considérées comme des évaluations approximatives du potentiel réel d’adaptation dans ces régions, compte tenu de la rareté des informations disponibles pour effectuer le calibrage. Ces courbes montrent l’écart que différents niveaux d’adaptation induisent entre les dommages bruts (ceux qui seraient subis en l’absence de mesures d’adaptation) et les dommages résiduels. L’analyse présentée démontre qu’il importe de mettre en place une bonne politique d’adaptation, en particulier lorsque les stratégies d’atténuation sont d’une efficacité insuffisante. De même, la mise en place d’une bonne stratégie d’atténuation est d’autant plus importante que les niveaux d’adaptation optimaux sont impossibles à atteindre. Ce résultat s’explique par le fait que l’une et l’autre de ces options peuvent, dans une certaine mesure, compenser les écarts par rapport au résultat efficient liés à l’insuffisance de l’autre option. Plus la valeur actuelle des dommages est élevée, moins l’adaptation occupe une place importante par rapport à l’atténuation. L’intérêt relatif des deux stratégies dépend beaucoup des hypothèses retenues dans le modèle, en particulier en ce qui concerne le taux d’actualisation et le niveau des futurs dommages. Les simulations de politiques montrent également que pour, lutter de manière efficiente contre le changement climatique, les politiques de court terme devraient associer des investissements substantiels dans des mesures d’adaptation et des investissements dans des mesures d’atténuation, même si la réduction des dommages induite par les mesures d’atténuation ne concerne que des périodes ultérieures. Le coût de l’inaction étant élevé, il vaut mieux agir même lorsque l’on dispose de peu d’informations à l’appui de l’élaboration des politiques qu’ignorer les problèmes qu’entraîne déjà le changement climatique. Les dommages attendus augmentant continûment au fil du temps, il convient de ne pas considérer que l’adaptation est une option à n’envisager que dans les décennies à venir et, au contraire, de continuer à investir dans les mesures d’adaptation puisque les bénéfices de ces mesures et les problèmes qu’elles posent augmentent. Les résultats de ces simulations de politique confirment les conclusions du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) sur la relation entre l’adaptation et l’atténuation décrite dans le Résumé du Quatrième Rapport d’évaluation. Le cadre élaboré dans le présent rapport ouvre la voie à d’autres simulations, qui feront appel à des modèles d’évaluation intégrée plus complexes pour examiner les questions en lien avec les coûts de l’adaptation. Les modèles modifiés utilisés peuvent également fournir des informations sur ce que sera la prochaine génération de modèles d’évaluation intégrée. Ces outils peuvent aussi être renforcés en intégrant des connaissances régionales plus approfondies sur les effets du changement climatique et les options d’adaptation.

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Paper provided by OECD Publishing in its series OECD Environment Working Papers with number 6.

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Date of creation: 24 Mar 2009
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Handle: RePEc:oec:envaaa:6-en

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Keywords: climate change; integrated assessment modelling; adaptation; adaptation; modèle d’évaluation intégrée; changement climatique;

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