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B. Zucker:
"The optimal trade-off between green R&D, abatement and emission permits in an environmental economic growth model";
Supervisor: A. Fürnkranz-Prskawetz; Institut für Wirtschaftsmathematik, Forschungsgruppe Ökonomie, 2011; final examination: 2011-11-28.

Environmental topics have become an important and highly discussed matter in society,
politics and science due to changes occurring on a global scale including scarcity of
resources, threat from the climate change and ozone depletion. More and more people
become aware of the dangers resulting from the depletion of nature. A possibility of protecting
earth from environmental pollution resulting from economic production is to set
environmental standards which are not allowed to be exceeded by the firms of an economy.
Another approach is to admit a certain amount of pollution allowed by each firm and to
establish a market for tradeable pollution permits. This thesis considers a combination of
both control instruments and analyzes the impacts on firms behavior. It is based on works
of M. Rauscher [2009] and E. Moser [2010], but develops an own environmental model
of economic growth. The analysis with Pontryagin´s Maximum Principle from Optimal
Control Theory lays its focus on the question of firms reaction on stricter environmental
constraints. As alternatives to a decrease in output, they have the possibility to invest in
greener, more eco-friendly technologies, to invest in end-of-pipe abatement and to acquire
permission permits to augment the tolerance.

Die Umweltproblematik ist in den vergangenen Jahren stark in den Fokus der Öffentlichkeit
gerückt: Sowohl die Gesellschaft als auch Politik und Wissenschaft setzen sich heute
intensivst mit den Gefahren einer Ausbeutung der Umwelt auseinander, nicht zuletzt
wegen den äußerst realen Bedrohungen durch die globale Klimaerwärmung oder den
Rückgang der Ozonschicht. Das Bewusstsein um die Bedeutung des Umweltschutzes
ist immer mehr in den Köpfen der Menschen verankert. Möglichkeiten, Umweltverschmutzung
zu kontrollieren und einzudämmen, gibt es mehrere. Diese Diplomarbeit
betrachtet eine Kombination aus einer vom Staat vorgegebenen Emissions-Vorschrift, an
die sich Firmen im Zuge der Produktion halten müssen, sowie handelbaren Emissions-
Zertifikaten, die gekauft, aber auch verkauft werden können. Die Arbeit basiert auf
einem Papier von M. Rauscher [2009] und einer an der TU Wien verfassten Diplomarbeit
von E. Moser [2010], entwickelt und analysiert aber ein eigenes Umweltmodell mit
Wirtschaftswachstum. Mithilfe des Pontryagin´schen Maximumsprinzip aus der Optimalen
Kontrolltheorie, werden die Auswirkungen von umwelttechnischen Kontrollinstrumenten
auf das Verhalten von Firmen untersucht. Dabei wird besonders die Frage hervorgehoben,
wie Firmen mit strengeren Umweltauflagen umgehen. Neben einem Produktionsrückgang
stehen ihnen drei Alternativen zur Verfügung: Investition in grüne,
umweltfreundlichere Technologien, Kompensation durch sog. Abatement-Maßnahmen am
Ende des Produktionsprozesses und der Erwerb von Emissionszertifikaten.