Market design in tradable emissions permits markets

Firms producing a polluting good that is subject to environmental regulation with tradable emissions permits base their production, pollution abatement and permit trading decisions on their expectations about permit prices and goods' market conditions. Firms can only rely on their permit price expectations for decision-making when the market for tradable permits is stable (i.e. low volatility) and is characterized by a transparent and efficient price-formation mechanism. In the first part of this thesis we assess the determinants of short-run price dynamics and market stability, as well as the market microstructure of tradable permits markets as a function of (and in relation to) the underlying goods market. The latter analysis is undertaken in chapter 2 using transactions data for the U.S. Acid Rain market over the period 1995-2005, cross-referenced with regional electricity markets conditions over the same period. The determinants of short-run price dynamics and market stability are analyzed in chapter 3: using the December 2008 future prices registered in the EU emission trading scheme over the period 2005-2007, we find that the release of information regarding the pollution constraints imposed by the EU Commission undermines market stability. In the second part of this thesis we complete the assessment of tradable permits markets by studying production, abatement and trading decisions themselves. To this end, we adapt the traditional successive market theory to account for the specific characteristics of the technological linkage between the permits market (upstream) and an oligopolistic goods market (downstream). In this context we show how strategic firms are able to manipulate the permit price and price path, as well as which market design should be implemented by the regulator to preserve efficiency and increase total welfare.Pour les entreprises qui produisent un bien polluant assujetti à une réglementation environnementale établie sur les permis d'émission négociables, les décisions concernant la production, la réduction de la pollution et les échanges de permis sont fondées sur leurs anticipations du prix des permis et sur les conditions de marché pour ce bien. Dans la prise de décision, les entreprises ne peuvent s'appuyer sur leurs estimations du prix des permis que si le marché des permis négociables est stable (i.e. faiblement volatile) et caractérisé par un mécanisme transparent et efficace de formation des prix. Dans la première partie de cette thèse, nous identifions les déterminants de la dynamique des prix de court terme et de la stabilité du marché ainsi que la microstructure du marché des permis échangeables en fonction du marché sous-jacent des biens. Cette dernière analyse est menée dans le chapitre 2 à partir des données concernant les transactions opérées sur le marché des pluies acides aux Etats Unis (US Acid Rain market) sur la période 1995-2005. Ces données sont recoupées avec les conditions régionales du marché de l'électricité au cours de la même période. Les déterminants de la dynamique des prix de court terme et de la stabilité du marché sont analysés dans le chapitre 3: en utilisant les prix futurs Décembre 2008 du système européen d'échange des émissions (EU-ETS) sur la période 2005-2007, nous constatons que la divulgation des informations au sujet des contraintes environnementales imposées par la Commission Européenne ébranle la stabilité du marché. Dans la deuxième partie de cette thèse, nous complétons l'analyse des marchés des permis négociables par l'étude des décisions de production, de réduction de la pollution et d' échanges des permis. Dans ce but, nous modifions la modélisation traditionnelle de marchés successifs pour tenir compte de la spécificité des liens technologiques entre le marché des permis (en amont) et le marché oligopolistique des biens (en aval). Dans ce contexte, nous montrons comment les entreprises stratégiques sont capables de manipuler le prix des permis et son évolution. Nous étudions finalement la structure du marché qui devrait être mis en œuvre par l'organisme régulateur afin de garantir l'efficacité du marché et accroître le bien-être total.(ECON 3) -- UCL, 200