Allocation of Payments for Environmental Services through auctions & the role of social interaction

Abstract

This thesis contributes to the study of the use of auctions in the allocation of contracts of payments for environmental services. The focus of the research is on the role of social interaction as a learning source for bidders in repeated auctions. Bidders learn over time and adapt their bidding strategies accordingly, in order to increase their rents. Two different payments schemes are considered; payments for biodiversity conservation and payments for carbon sequestration. To evaluate the performance of repeated auctions, the implementation of these payments schemes is simulated by means of agent-based modeling. Agent-based models allow simulating interactions among heterogeneous individuals, their learning effects and their strategies, such that the effects that emerge from these dynamics can be analyzed. This study confirms that the cost-effectiveness of auctions to provide biodiversity conservation decreases with the learning effects of land users. Nevertheless, contrary to the expectations, learning through social interaction can dampen the deterioration of the cost-effectiveness of auctions, such that despite of learning effects, discriminatory auctions can be more cost-effective than fixed payments. Moreover, this study shows that these learning effects can contribute to the goal of poverty alleviation, which is especially relevant for the implementation of these schemes in low income countries. Repeated auctions can provide "pro-poor conservation" effectively in the presence of uncertainty about the income of alternative sources and in settings of high competition among potential participants. This thesis also explores the problem of asset specificity in the provision of environmental services, taking as an example schemes of payments for carbon sequestration, where land users are expected to plant trees on their land. It assesses the design possibilities of payments schemes to overcome this problem, and it explores the use of auctions to allocate contracts requiring specific investments. The results provide evidence for losses in cost-effectiveness through non-compliance when one-shot auctions are used to allocate long-term contracts if land users face high time preferences. However, repeated discriminatory auctions can allow the agency to allocate short-term contracts cost-effectively because the contract terms can be renewed and adapted to changes in opportunity costs, such that compliance is not compromised in the long-run.

Diese Dissertation ist ein Beitrag zur Analyse der Nutzung von Auktionen im Rahmen der Allokation von Verträgen für Agrar- und Klimamaßnahmen. Hierbei geht es um Programme, in denen Landnutzern direkte Zahlungen für ihre Leistungen angeboten werden. Diese Forschungsarbeit fokussiert sich auf die Rolle der sozialen Interaktion als Lernquelle für potentielle Teilnehmer in wiederholten Auktionen. Landnutzer lernen und verändern ihre Strategien entsprechend, um höhere Renten zu erzielen. Zwei Arten von Programmen werden einer näheren Betrachtung unterzogen; Bezahlungen für die Erhaltung von Biodiversität sowie Bezahlungen für Kohlenstoffspeicherung. <br /> Um die Leistung von wiederholten Auktionen zu evaluieren, werden verschiedene Programme durch eine Agenten-basierte Modellierung simuliert. Diese erlaubt die Simulation von Interaktionen zwischen heterogenen Individuen sowie deren Lerneffekte und Strategien, so dass die Effekte der daraus resultierenden Dynamiken analysiert und bewertet werden können. Diese Studie zeigt, dass eine höhere Konnektivität zwischen den Landnutzern einen höheren Informationsaustausch zur Folge hat und sich daher die Bereitstellung von Biodiversitätserhaltung weniger kosteneffizient gestaltet. Anders als erwartet, können die durch soziale Interaktion induzierten Lerneffekte die Verschlechterung der Kosteneffektivität von Auktionen mindern, so dass diese trotzdem kosteneffektiver als fixe Bezahlungen sein können. Diese Studie zeigt auch, dass diese Lerneffekte zum Ziel der Armutsbekämpfung beitragen können, und damit eine Relevanz für ärmer Länder aufweisen. Wiederholte Auktionen können eine pro-arm Biodiversitätserhaltung induzieren, besonders wenn Landnutzer Unsicherheit bezüglich ihrer zukünftigen Einkommensquellen von alternativen Landnutzungen haben, und wenn diese Programme unter hoher Konkurrenz implementiert werden. Diese Dissertation erforscht auch das Problem der Faktorspezifität in der Implementierung dieser Programme anhand des Beispiels der Wiederaufforstung für die Speicherung von Kohlenstoff. Die Gestaltungsmöglichkeiten dieser Programme, hinsichtlich des Umgangs mit dem Problem der Faktorspezifität werden analysiert. Zudem wird der Einsatz von Auktionen als Instrument zur Allokation von Verträgen mit faktorspezifischen Investitionen untersucht. Die Ergebnisse liefern Evidenz für Kosteneffektivitätsgewinne durch diskriminierende Auktionen, sofern kurzfristige Verträge angeboten werden. Diese erlauben eine kosteneffektive Anpassung der Vertragsbestimmungen gemäß den Änderungen der Opportunitätskosten, so dass die Einhaltung der Verträge auf lange Sicht nicht gefährdet wird. Allerdings können einmalig implementierte Auktionen zur Allokation von langfristigen Verträgen dazu führen, dass Landnutzer mit hohen Zeitpräferenzen niedrige zukünftige Bezahlungen annehmen, so dass diese später nicht den Anreiz haben die gepflanzten Bäume zu erhalten.