Modelling the social, cultural and technological evolution of low-carbon lifestyles

Abstract

Limitar l'escalfament global a 1,5 °C requereix un canvi tecnològic i de comportament ràpid, però les polítiques climàtiques existents sovint passen per alt la naturalesa complexa i adaptativa de l'economia. Aquesta tesi aborda aquest repte utilitzant el modelatge basat en agents (ABM, sigles en anglés) per explorar com les interaccions socials, l'heterogeneïtat i la innovació influeixen en l'eficàcia de les polítiques climàtiques. El capítol 2 examina com les actituds favorables al medi ambient coevolucionen amb el comportament, com serien l'adopció de dietes vegetarianes o anar en bicicleta, mitjançant un aprenentatge social imperfecte. Els reusltast indiquen que els desbordaments del comportament i l'agrupació d'actituds afecten significativament la dinàmica de difusió. El capítol 3 amplia el model del capítol 2 incorporant un marc d'utilitat per examinar com interactua el preu del carboni amb el canvi cultural. Una contribució central és el concepte de multiplicador cultural, on l'aprenentatge social i les identitats ambientals compartides amplifiquen els efectes de la política climàtica. Els resultats mostren que fins i tot els petits impostos sobre el carboni són més efectius quan hi ha retroalimentació cultural. Tanmateix, la similitud en les identitats ambientals pot obstruir les transicions cap a baixes emissions de carboni. El capítol 4 integra la innovació empresarial amb la dinàmica del consumidor, modelant l'adopció de vehicles elèctrics i calibrant el model amb les dades de Califòrnia entre 2001 i 2023. Es mostra que només els instruments polítics combinats i estrictes poden equilibrar els objectius de reducció d'emissions, els baixos costos polítics i el manteniment del benestar social. En conjunt, els capítols destaquen els límits de les eines polítiques aïllades i subratllen el valor de la modelització de bottom-up en l'economia climàtica. Els futurs models haurien de tenir en compte la coevolució del comportament del consumidor i de l'empresa mitjançant la incorporació de processos d'aprenentatge social, dinàmiques culturals i innovació tecnològica.

Limitar el calentamiento global a 1,5 ºC exige un rápido cambio tecnológico y de comportamiento, pero las políticas climáticas actuales suelen pasar por alto la naturaleza compleja y adaptativa de la economía. Esta tesis aborda este reto utilizando la modelización basada en agentes (ABM en las siglas inglesas) para explorar cómo las interacciones sociales, la heterogeneidad y la innovación influyen en la eficacia de las políticas climáticas. El capítulo 2 examina cómo las actitudes proambientales coevolucionan con los comportamientos, como la adopción de dietas vegetarianas o el uso de la bicicleta, a través de un aprendizaje social imperfecto. Se concluye que los efectos indirectos del comportamiento y la agrupación de actitudes afectan significativamente a la dinámica de diffusion. El capítulo 3 amplía el modelo del capítulo 2 incorporando un marco de utilidad para examinar cómo un precio de carbono interactúa con el cambio cultural. Una aportación fundamental es el concepto del multiplicador cultural, en el que el aprendizaje social y las identidades medioambientales compartidas amplifican los efectos de la política climática. Los resultados demuestran que incluso los impuestos sobre el carbono de menor cuantía son más eficaces cuando existe una retroalimentación cultural. Sin embargo, la similitud en las identidades medioambientales puede obstaculizar las transiciones hacia una economía de bajas emisiones de carbono. El capítulo 4 integra la innovación empresarial con la dinámica del consumidor, modelizando la adopción de vehículos eléctricos y calibrándolo con datos de California entre 2001 y 2023. Este ejercicio demuestra que sólo unos instrumentos políticos rigurosos y combinados pueden equilibrar los objetivos de reducción de emisiones, rebajar los costes políticos y mantener el bienestar social. En conjunto, los capítulos ponen de manifiesto los límites de los instrumentos políticos aislados y subrayan el valor de la modelización bottom-up en la economía climática. Los modelos futuros deberán tener en cuenta la coevolución del comportamiento de los consumidores y las empresas, incorporando procesos de aprendizaje social, dinámicas culturales e innovación tecnológica.

Limiting global warming to 1.5°C requires rapid behavioural and technological change, yet existing climate policies often overlook the economy’s complex, adaptive nature. This thesis addresses that challenge by using agent-based modelling (ABM) to explore how social interactions, heterogeneity, and innovation influence the effectiveness of climate policies. Chapter 2 examines how pro-environmental attitudes co-evolve with behaviour, such as adopting vegetarian diets or cycling, through imperfect social learning. It finds that behavioural spillovers and attitude clustering significantly affect diffusion dynamics. Chapter 3 extends the model in Chapter 2 by incorporating a utility framework to examine how carbon pricing interacts with cultural change. A central contribution is the concept of a cultural multiplier, where social learning and shared environmental identities amplify the effects of climate policy. The findings show that even small carbon taxes are more effective when cultural feedback are present. However, similarity in environmental identities can obstruct low-carbon transitions. Chapter 4 integrates firm innovation with consumer dynamics, modelling electric vehicle adoption and calibrated on California data between 2001-23. It shows that only stringent, combined policy instruments can balance objectives of emissions reduction, low policy costs, and sustaining social welfare. Together, the chapters highlight the limits of isolated policy tools and underscore the value of bottom-up modelling in climate economics. Future models should account for the co-evolution of consumer and firm behaviour by embedding processes of social learning, cultural dynamics and technological innovation.