Prices of durable nonrenewable natural resources under stochastic investment opportunities

On étudie l'évolution du prix d'une ressource naturelle non renouvelable dans le cas où cette ressource est durable, c'est-à-dire qu'une fois extraite elle devient un actif productif détenu hors terre. On emprunte à la théorie de la détermination du prix des actifs pour ce faire. Le choix de portefeuille porte alors sur les actifs suivant : un stock de ressource non renouvelable détenu en terre, qui ne procure aucun service productif; un stock de ressource détenu hors terre, qui procure un flux de services productifs; un stock d'un bien composite, qui peut être détenu soit sous forme de capital productif, soit sous forme d'une obligation dont le rendement est donn e. Les productivités du secteur de production du bien composite et du secteur de l'extraction de la ressource évoluent de façon stochastique. On montre que la prédiction que l'on peut tirer quant au sentier de prix de la ressource diffère considérablement de celle qui découle de la règle d'Hotelling élémentaire et qu'aucune prédiction non ambiguë quant au comportement du sentier de prix ne peut être obtenue de façon analytique

Trois essais en économie des ressources naturelles

Cette thèse est composée de trois articles en économie des ressources naturelles non-renouvelables. Nous considérons tour à tour les questions suivantes : le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables ; le taux d’extraction optimal et le prix des res- sources non-renouvelables et durables. Dans le premier article, nous estimons le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables en utilisant les données sur le coût moyen d’extraction pour obtenir une approximation du coût marginal. En utilisant la Méthode des Moments Généralisés, une dynamique du prix de marché derivée des conditions d’optimalité du modèle d’Hotelling est estimée avec des données de panel de 14 ressources naturelles non-renouvelables. Nous trouvons des résultats qui tendent à soutenir le modèle. Premièrement, le modèle d’Hotelling exhibe un bon pouvoir explicatif du prix de marché observé. Deuxièmement, bien que le prix estimé présente un changement structurel dans le temps, ceci semble n’avoir aucun impact significatif sur le pouvoir explicatif du modèle. Troisièmement, on ne peut pas rejeter l’hypothèse que le coût marginal d’extraction puisse être approximé par les données sur le coût moyen. Quatrièmement, le prix in-situ estimé en prenant en compte les changements structurels décroît ou exhibe une forme en U inversé dans le temps et semble être corrélé positivement avec le prix de marché. Cinquièmement, pour neuf des quatorze ressources, la différence entre le prix in-situ estimé avec changements structurels et celui estimé en négligeant les changements structurels est un processus de moyenne nulle. Dans le deuxième article, nous testons l’existence d’un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal des ressources non-renouvelables est linéaire par rapport au stock de ressource en terre. Tout d’abord, nous considérons un modèle d’Hotelling avec une fonction de demande variant dans le temps caractérisée par une élasticité prix constante et une fonction de coût d’extraction variant dans le temps caractérisée par des élasticités constantes par rapport au taux d’extraction et au stock de ressource. Ensuite, nous mon- trons qu’il existe un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal est proportionnel au stock de ressource si et seulement si le taux d’actualisation et les paramètres des fonctions de demande et de coût d’extraction satisfont une relation bien précise. Enfin, nous utilisons les données de panel de quatorze ressources non-renouvelables pour vérifier empiriquement cette relation. Dans le cas où les paramètres du modèle sont supposés invariants dans le temps, nous trouvons qu’on ne peut rejeter la relation que pour six des quatorze ressources. Cependant, ce résultat change lorsque nous prenons en compte le changement structurel dans le temps des prix des ressources. En fait, dans ce cas nous trouvons que la relation est rejetée pour toutes les quatorze ressources. Dans le troisième article, nous étudions l’évolution du prix d’une ressource naturelle non-renouvelable dans le cas où cette ressource est durable, c’est-à-dire qu’une fois extraite elle devient un actif productif détenu hors terre. On emprunte à la théorie de la détermination du prix des actifs pour ce faire. Le choix de portefeuille porte alors sur les actifs suivant : un stock de ressource non-renouvelable détenu en terre, qui ne procure aucun service productif ; un stock de ressource détenu hors terre, qui procure un flux de services productifs ; un stock d’un bien composite, qui peut être détenu soit sous forme de capital productif, soit sous forme d’une obligation dont le rendement est donné. Les productivités du secteur de production du bien composite et du secteur de l’extraction de la ressource évoluent de façon stochastique. On montre que la prédiction que l’on peut tirer quant au sentier de prix de la ressource diffère considérablement de celle qui découle de la règle d’Hotelling élémentaire et qu’aucune prédiction non ambiguë quant au comportement du sentier de prix ne peut être obtenue de façon analytique.This thesis consists of three articles on the economics of nonrenewable natural re- sources. We consider in turn the following questions : the in-situ price of nonrenewable natural resources, the optimal extraction rate and the price of nonrenewable and durable resources. The purpose of the first article is to estimate the in-situ price of nonrenewable natural resources using average extraction cost data as proxy for marginal cost. Using the regime switching Generalized Method of Moments (GMM) estimation technique, a dynamic of the market price derived from the first-order conditions of a Hotelling model is estimated with panel data for fourteen nonrenewable resources. I find results that tend to support the model. First, it appears that the Hotelling model has a good explanatory power of the observed market prices. Second, although the fitted prices seem to be subject to structural breaks over time, this does not have a significant impact on the explanatory power of the model. Third, there is evidence that marginal extraction cost can be approximated by average extraction cost data. Fourth, when allowing for structural breaks, estimates of the in-situ price decrease or exhibit an inverted U-shape over time and appear to be positively correlated with the market price. Fifth, for nine of the fourteen minerals, the difference between the estimates of the in-situ price with and without allowing for structural breaks is a zero-mean process

Biophysical and Economic Factors of Climate Change Impact Chain in the Agriculture Sector of ECOWAS

The chapter assesses key biophysical and economic factors of climate change impact chain in the agriculture sector of the Economic Community of West African States (ECOWAS), mainly within the decade following the launching of the Comprehensive Africa Agricultural Development Programme (CAADP) and Maputo Accord. This is done through a review of literature and analysis of data mainly from international databases. We find that land resources for agricultural production are substantial, but land degradation and land productivity are serious problems, particularly in the context of climate change. Although the region has experienced unprecedented growth, financing agricultural development is still an issue. Developing quality infrastructure and stimulating agricultural trade may provide a win-win strategy to build resilience to climate change and strengthen economic development. The economics of adaptation to climate change in the agricultural sector of ECOWAS has mainly focused on the magnitude of costs and returns on country-wide and technology-specific measures. There is a need, however, to integrate biophysical and economic factors of climate change impact chain in sound analytical frameworks to provide “multi-metric” considerations of non-monetary and nonmarket measures, risks, inequities, and behavioral biases in addressing climate change

Economic analysis and food security contribution of supplemental irrigation and farm ponds: evidence from northern Burkina Faso

Background: Dry spells are serious obstacles to rainfed agriculture in Sahelian countries. Various water harvesting techniques are used by farmers to reduce the impact of climate variability, but are not sufficient in the case of a prolonged drought lasting 2–3 weeks. The farmers believe supplemental irrigation is a good way to adapt rainfed agriculture to dry spells. In this study, we evaluated the food contribution and profitability of supplemental irrigation of rainfed crops comparing various farm ponds that collect runoff water from the surrounding landscape. Methods: We analyzed the contribution of supplemental irrigation to food security and compared the profitability of different types of ponds constructed by farmers in northern Burkina Faso. Human cereal requirement was used as indicators to analyze the contribution of supplemental irrigation to food security. The criteria for analyzing the profitability of the selected ponds were gross margin (GM), net present value (NPV), internal rate of return (IRR) and payback period (PBP). Results: Our results show that the additional yield of corn obtained with supplemental irrigation makes it possible to meet the monthly cereal needs of at least 17 people and generates an additional GM of FCFA 178,483 (US$ 309.26) compared to no irrigation. The estimate of the NPV, from IRR and PBP showed that the profitability of supplemental irrigation in 15 agricultural seasons varies between the type of ponds constructed. Conclusions: Given the up-front cost and the farmers’ lack of resources, the ponds require a subsidy or a credit policy to facilitate the adoption of supplemental irrigation in Sahelian countries. However, the irrigation strategies to optimize agricultural income remain a field of research to be explored

Trois essais en économie des ressources naturelles

Cette thèse est composée de trois articles en économie des ressources naturelles non-renouvelables. Nous considérons tour à tour les questions suivantes : le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables ; le taux d’extraction optimal et le prix des res- sources non-renouvelables et durables. Dans le premier article, nous estimons le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables en utilisant les données sur le coût moyen d’extraction pour obtenir une approximation du coût marginal. En utilisant la Méthode des Moments Généralisés, une dynamique du prix de marché derivée des conditions d’optimalité du modèle d’Hotelling est estimée avec des données de panel de 14 ressources naturelles non-renouvelables. Nous trouvons des résultats qui tendent à soutenir le modèle. Premièrement, le modèle d’Hotelling exhibe un bon pouvoir explicatif du prix de marché observé. Deuxièmement, bien que le prix estimé présente un changement structurel dans le temps, ceci semble n’avoir aucun impact significatif sur le pouvoir explicatif du modèle. Troisièmement, on ne peut pas rejeter l’hypothèse que le coût marginal d’extraction puisse être approximé par les données sur le coût moyen. Quatrièmement, le prix in-situ estimé en prenant en compte les changements structurels décroît ou exhibe une forme en U inversé dans le temps et semble être corrélé positivement avec le prix de marché. Cinquièmement, pour neuf des quatorze ressources, la différence entre le prix in-situ estimé avec changements structurels et celui estimé en négligeant les changements structurels est un processus de moyenne nulle. Dans le deuxième article, nous testons l’existence d’un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal des ressources non-renouvelables est linéaire par rapport au stock de ressource en terre. Tout d’abord, nous considérons un modèle d’Hotelling avec une fonction de demande variant dans le temps caractérisée par une élasticité prix constante et une fonction de coût d’extraction variant dans le temps caractérisée par des élasticités constantes par rapport au taux d’extraction et au stock de ressource. Ensuite, nous mon- trons qu’il existe un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal est proportionnel au stock de ressource si et seulement si le taux d’actualisation et les paramètres des fonctions de demande et de coût d’extraction satisfont une relation bien précise. Enfin, nous utilisons les données de panel de quatorze ressources non-renouvelables pour vérifier empiriquement cette relation. Dans le cas où les paramètres du modèle sont supposés invariants dans le temps, nous trouvons qu’on ne peut rejeter la relation que pour six des quatorze ressources. Cependant, ce résultat change lorsque nous prenons en compte le changement structurel dans le temps des prix des ressources. En fait, dans ce cas nous trouvons que la relation est rejetée pour toutes les quatorze ressources. Dans le troisième article, nous étudions l’évolution du prix d’une ressource naturelle non-renouvelable dans le cas où cette ressource est durable, c’est-à-dire qu’une fois extraite elle devient un actif productif détenu hors terre. On emprunte à la théorie de la détermination du prix des actifs pour ce faire. Le choix de portefeuille porte alors sur les actifs suivant : un stock de ressource non-renouvelable détenu en terre, qui ne procure aucun service productif ; un stock de ressource détenu hors terre, qui procure un flux de services productifs ; un stock d’un bien composite, qui peut être détenu soit sous forme de capital productif, soit sous forme d’une obligation dont le rendement est donné. Les productivités du secteur de production du bien composite et du secteur de l’extraction de la ressource évoluent de façon stochastique. On montre que la prédiction que l’on peut tirer quant au sentier de prix de la ressource diffère considérablement de celle qui découle de la règle d’Hotelling élémentaire et qu’aucune prédiction non ambiguë quant au comportement du sentier de prix ne peut être obtenue de façon analytique.This thesis consists of three articles on the economics of nonrenewable natural re- sources. We consider in turn the following questions : the in-situ price of nonrenewable natural resources, the optimal extraction rate and the price of nonrenewable and durable resources. The purpose of the first article is to estimate the in-situ price of nonrenewable natural resources using average extraction cost data as proxy for marginal cost. Using the regime switching Generalized Method of Moments (GMM) estimation technique, a dynamic of the market price derived from the first-order conditions of a Hotelling model is estimated with panel data for fourteen nonrenewable resources. I find results that tend to support the model. First, it appears that the Hotelling model has a good explanatory power of the observed market prices. Second, although the fitted prices seem to be subject to structural breaks over time, this does not have a significant impact on the explanatory power of the model. Third, there is evidence that marginal extraction cost can be approximated by average extraction cost data. Fourth, when allowing for structural breaks, estimates of the in-situ price decrease or exhibit an inverted U-shape over time and appear to be positively correlated with the market price. Fifth, for nine of the fourteen minerals, the difference between the estimates of the in-situ price with and without allowing for structural breaks is a zero-mean process.Cette thèse est composée de trois articles en économie des ressources naturelles non-renouvelables. Nous considérons tour à tour les questions suivantes : le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables ; le taux d’extraction optimal et le prix des res- sources non-renouvelables et durables. Dans le premier article, nous estimons le prix in-situ des ressources naturelles non-renouvelables en utilisant les données sur le coût moyen d’extraction pour obtenir une approximation du coût marginal. En utilisant la Méthode des Moments Généralisés, une dynamique du prix de marché derivée des conditions d’optimalité du modèle d’Hotelling est estimée avec des données de panel de 14 ressources naturelles non-renouvelables. Nous trouvons des résultats qui tendent à soutenir le modèle. Premièrement, le modèle d’Hotelling exhibe un bon pouvoir explicatif du prix de marché observé. Deuxièmement, bien que le prix estimé présente un changement structurel dans le temps, ceci semble n’avoir aucun impact significatif sur le pouvoir explicatif du modèle. Troisièmement, on ne peut pas rejeter l’hypothèse que le coût marginal d’extraction puisse être approximé par les données sur le coût moyen. Quatrièmement, le prix in-situ estimé en prenant en compte les changements structurels décroît ou exhibe une forme en U inversé dans le temps et semble être corrélé positivement avec le prix de marché. Cinquièmement, pour neuf des quatorze ressources, la différence entre le prix in-situ estimé avec changements structurels et celui estimé en négligeant les changements structurels est un processus de moyenne nulle. Dans le deuxième article, nous testons l’existence d’un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal des ressources non-renouvelables est linéaire par rapport au stock de ressource en terre. Tout d’abord, nous considérons un modèle d’Hotelling avec une fonction de demande variant dans le temps caractérisée par une élasticité prix constante et une fonction de coût d’extraction variant dans le temps caractérisée par des élasticités constantes par rapport au taux d’extraction et au stock de ressource. Ensuite, nous mon- trons qu’il existe un équilibre dans lequel le taux d’extraction optimal est proportionnel au stock de ressource si et seulement si le taux d’actualisation et les paramètres des fonctions de demande et de coût d’extraction satisfont une relation bien précise. Enfin, nous utilisons les données de panel de quatorze ressources non-renouvelables pour vérifier empiriquement cette relation. Dans le cas où les paramètres du modèle sont supposés invariants dans le temps, nous trouvons qu’on ne peut rejeter la relation que pour six des quatorze ressources. Cependant, ce résultat change lorsque nous prenons en compte le changement structurel dans le temps des prix des ressources. En fait, dans ce cas nous trouvons que la relation est rejetée pour toutes les quatorze ressources. Dans le troisième article, nous étudions l’évolution du prix d’une ressource naturelle non-renouvelable dans le cas où cette ressource est durable, c’est-à-dire qu’une fois extraite elle devient un actif productif détenu hors terre. On emprunte à la théorie de la détermination du prix des actifs pour ce faire. Le choix de portefeuille porte alors sur les actifs suivant : un stock de ressource non-renouvelable détenu en terre, qui ne procure aucun service productif ; un stock de ressource détenu hors terre, qui procure un flux de services productifs ; un stock d’un bien composite, qui peut être détenu soit sous forme de capital productif, soit sous forme d’une obligation dont le rendement est donné. Les productivités du secteur de production du bien composite et du secteur de l’extraction de la ressource évoluent de façon stochastique. On montre que la prédiction que l’on peut tirer quant au sentier de prix de la ressource diffère considérablement de celle qui découle de la règle d’Hotelling élémentaire et qu’aucune prédiction non ambiguë quant au comportement du sentier de prix ne peut être obtenue de façon analytique.This thesis consists of three articles on the economics of nonrenewable natural re- sources. We consider in turn the following questions : the in-situ price of nonrenewable natural resources, the optimal extraction rate and the price of nonrenewable and durable resources. The purpose of the first article is to estimate the in-situ price of nonrenewable natural resources using average extraction cost data as proxy for marginal cost. Using the regime switching Generalized Method of Moments (GMM) estimation technique, a dynamic of the market price derived from the first-order conditions of a Hotelling model is estimated with panel data for fourteen nonrenewable resources. I find results that tend to support the model. First, it appears that the Hotelling model has a good explanatory power of the observed market prices. Second, although the fitted prices seem to be subject to structural breaks over time, this does not have a significant impact on the explanatory power of the model. Third, there is evidence that marginal extraction cost can be approximated by average extraction cost data. Fourth, when allowing for structural breaks, estimates of the in-situ price decrease or exhibit an inverted U-shape over time and appear to be positively correlated with the market price. Fifth, for nine of the fourteen minerals, the difference between the estimates of the in-situ price with and without allowing for structural breaks is a zero-mean process

Prices of durable nonrenewable natural resources under stochastic investment opportunities

On étudie l'évolution du prix d'une ressource naturelle non renouvelable dans le cas où cette ressource est durable, c'est-à-dire qu'une fois extraite elle devient un actif productif détenu hors terre. On emprunte à la théorie de la détermination du prix des actifs pour ce faire. Le choix de portefeuille porte alors sur les actifs suivant : un stock de ressource non renouvelable détenu en terre, qui ne procure aucun service productif; un stock de ressource détenu hors terre, qui procure un flux de services productifs; un stock d'un bien composite, qui peut être détenu soit sous forme de capital productif, soit sous forme d'une obligation dont le rendement est donn e. Les productivités du secteur de production du bien composite et du secteur de l'extraction de la ressource évoluent de façon stochastique. On montre que la prédiction que l'on peut tirer quant au sentier de prix de la ressource diffère considérablement de celle qui découle de la règle d'Hotelling élémentaire et qu'aucune prédiction non ambiguë quant au comportement du sentier de prix ne peut être obtenue de façon analytique

Incorporating expert knowledge in the estimate of farmers’ opportunity cost of supplying environmental services in rural Cameroon

This paper applies a Bayesian approach to incorporate non-data information in estimating the opportunity cost for farmers in rural Cameroon to engage in biodiversity conservation and carbon sequestration efforts. Findings from our field survey reveal that only a small percentage of farmers are willing to participate in environmental protection programmes without compensation. A multidimensional preferences analysis indicates that this behavior may be attributed to a disconnection between environmental values and socioeconomic values. Bayesian analysis of the Tobit model, examining Willingness to Accept (WTA) compensation for agroforestry participation, highlights that factors such as aging, higher educational attainment, and higher socioeconomic status are highly likely to promote pro-environmental behaviors. The estimated opportunity cost of supplying environmental services is 10,775 CFA francs with a standard deviation of 333.6 CFA francs per farmer. These results differ qualitatively from the existing literature, underscoring the relative significance of considering expert knowledge in the interpretation of environmental policies

Incorporating expert knowledge in farmers’ opportunity cost of supplying environmental services in rural Cameroon

This paper uses a Bayesian approach to incorporate non-data information in the estimate of the opportunity cost of farmers to conserve biodiversity and facilitate carbon sequestration in rural Cameroon. Our field survey reveals that few farmers are willing to participate in environmental protection programs without compensation. As shown by a multidimensional preferences analysis, this behavior may come from the disconnection between environmental values and socioeconomic values. A Bayesian analysis of the Tobit model of the Willingness To Accept compensation (WTA) to participate in agroforestry programs underlines that aging, higher educational attainment, and higher socioeconomic status are very likely to promote pro environmental behaviors. The resulting opportunity cost of supplying environmental services is estimated at 10,775 Fcfa with a standard deviation of 333,6 Fcfa per farmer. These results are qualitatively different from the related literature. They emphasizes the relative importance of accounting for expert knowledge in the interpretation of environmental policies