Valutazione economica delle risorse idriche: il lago Trasimeno

Questo lavoro si propone di approfondire i fondamenti metodologici e gli strumenti per la valutazione economica delle risorse naturali al fine di preservarne nel tempo il valore e i servizi che questi forniscono per la biosfera e lo sviluppo economico. L’attenzione è rivolta in particolare alla valutazione e al controllo delle risorse idriche, utilizzando come caso studio il Lago Trasimeno e il suo bacino idrografico. Conseguenza dell’assenza di un mercato è l’impossibilità di definire un prezzo per le risorse ambientali che rifletta il loro valore economico e che possa essere utilizzato per esprimere in termini monetari i cambiamenti di tali risorse determinati dalle attività di produzione e di consumo. Esistono fondamentalmente due metodi per misurare la domanda di beni ambientali: metodi indiretti detti anche delle preferenze rivelate, e metodi diretti chiamati anche delle preferenze dichiarate. I metodi indiretti si basano sull’analisi delle relazioni esistenti tra il bene ambientale oggetto di stima e i beni privati collegati a questo. I metodi diretti si fondano, essenzialmente, nel fare rivelare ai consumatori, tramite interviste e questionari, le loro preferenze in merito ai beni e servizi ambientali. La ricerca sviluppata ha utilizzato in particolare tre diverse modelli per la valutazione economica: la valutazione contingente, il travel cost e i permessi negoziabili. I tre metodi utilizzati ci permettono di analizzare la risorsa lago da tre punti di osservazione diversi che uniti sono in grado di rappresentare una valutazione completa delle criticità del sistema Lago: la valutazione contingente è stata utilizzata per determinare il valore del Lago e della sua qualità ambientale da parte dei residenti; il travel cost è stato usato per quantificarne il valore da parte dei turisti; la simulazione del mercato dei permessi negoziabili rappresenta il valore economico del Lago per il sistema produttivo presente nel bacino. La prima parte della tesi è focalizzata sui permessi negoziabili di inquinamento. Questo lavoro si propone specificamente di valutarne l’applicabilità alle risorse idriche di un paese come l’Italia. L’idea sottostante al sistema dei permessi d’inquinamento è quella di creare artificialmente un mercato per quei beni ambientali (nel nostro caso le risorse idriche) che ne sono privi e che, proprio per la mancanza di un prezzo, sono soggetti ad uno sfruttamento eccessivo, la cosiddetta “tragedia dei beni comuni”. In particolare abbiamo puntato l’attenzione sulla fase di assegnazione iniziale dei permessi. L’applicazione dei PN ha mostrato in passato come da strumento di politica ambientale si sia trasformato in strumento di alterazione della struttura di mercato, riducendone la competitività a danno dei consumatori. Esistono principalmente due modi di allocare i permessi, il grandfathering e i sistemi di asta. Il grandfathering prevede una prima allocazione a titolo gratuito dove i permessi vengono dati sulla base dei livelli storici di inquinamento. L’asta è invece una allocazione a titolo oneroso dove gli agenti economici partecipano ad un’asta per aggiudicarsi i permessi. In questo lavoro abbiamo simulato la prima assegnazione utilizzando entrambi i sistemi. Per il sistema d’asta, invece, è stata organizzata una simulazione di asta a prezzo uniforme a cui hanno partecipato direttamente gli agenti economici del Lago Trasimeno. Partendo dalle informazioni sul prezzo dei permessi e sulle quantità domandate rilevate con l’asta a busta chiusa è stato poi costruito un modello di simulazione di asta dinamica la cosiddetta Asta Clock, in cui l’Agenzia emittente si comporta come un “Banditore Walrasiano”. Il modello simula degli aggiustamenti di prezzo fino a quando non si raggiunge l’uguaglianza tra domanda ed offerta dei permessi. Il lavoro fin qui svolto ci permette di analizzare e valutare in modo critico le diverse metodologie allocative in funzione dell’efficienza ed efficacia dello strumento di politica ambientale nonché le possibilità di creazione del mercato dei permessi. Inoltre le simulazioni fatte ci forniscono una valutazione economica della risorsa lago per il sistema produttivo del bacino del Trasimeno. Come già detto il prezzo dei permessi negoziabili non è altro che il valore economico della risorsa acqua per il comparto economico. Nella seconda parte abbiamo sviluppato il metodo della Valutazione Contingente. Questo metodo di valutazione ci permette di quantificare il Valore Economico Totale della risorsa Lago percepito dai residenti nei comuni del comprensorio del Lago Trasimeno. Il nostro scopo è quello di definire il valore d’uso e di non uso analizzando la domanda del bene Lago. In particolare abbiamo voluto stimare tre diversi tipi di miglioramento: qualitativo e quantitativo della risorsa acqua; qualitativo delle aree naturali intorno al lago caratterizzate da vocazione ricreativa. Questo è stato possibile attraverso l’implementazione di 3 distinti modelli. Per questo lavoro è stato utilizzato il formato di elicitazione basata sull’approccio probabilistico Close Ended. La disponibilità a pagare è una proxi del valore d’uso del Lago e del valore di non uso del Lago cioè il valore di esistenza della risorsa acqua. La Valutazione Contingente è una survey technique nella quale un questionario viene preparato e somministrato ad un campione di residenti nel sito al fine di rilevare informazioni quali-quantitative in merito alle caratteristiche socio-economiche, percezioni, abitudini e preferenze in termini di disponibilità a pagare. Si è scelto di effettuare una rilevazione campionaria “on site” somministrando un questionario ad un campione di residenti, sottoposto sottoforma di intervista per massimizzare la probabilità di risposta e la qualità delle risposte stesse, nonché per ridurre il tempo ed il costo. L’elaborazione dei dati per la stima della disponibilità a pagare richiede l’utilizzo di modelli statistici idonei ad analizzare scelte dicotomiche, cioè la scelta tra SI (Y=1) e NO (Y=0) come risposta alla disponibilità a pagare una certa cifra/bid proposta durante l’intervista. In particolare nei 3 distinti modelli sono stati utilizzati modelli logit, stimati mediante la stima della massima verosimiglianza. Si è proceduto, per ognuno dei modelli, alla selezione delle variabili esplicative attraverso la procedura “stepwise” che permette l’individuazione in ogni modello di un set di variabili maggiormente discriminanti, in grado cioè di massimizzare il livello di “accuratezza” (% di risposte classificate correttamente) del modello. Per verificare il livello di significatività di ogni coefficiente inserito nel modello e la relativa capacità di spiegare le variazioni della variabile dipendente è stato effettuato poi un apposito test di ipotesi sui coefficienti selezionati. Infine nella terza parte del lavoro è stato implementato il metodo del Travel Cost. Questa metodologia è stata utilizzata per quantificare il valore d’uso ricreativo della risorsa Lago. L’ipotesi di fondo è che il numero delle visite effettuate ad una risorsa naturale sia funzione del costo di viaggio sostenuto, del tempo speso per raggiungere il sito e visitarlo e del biglietto. Tra i vari approcci utilizzabili è stato scelto quello del Travel Cost Individuale che osserva il comportamento dei singoli fruitori nella scelta del numero di visite da effettuare in un certo intervallo di tempo. Anche il Travel Cost è una survey technique nella quale il questionario è somministrato ad un campione di visitatori di un sito ricreativo al fine di rilevare informazioni quali-quantitative in merito al luogo di provenienza, socio-economiche, frequenza delle visite, percezioni, durata e costi associati. Si è scelto di effettuare una rilevazione campionaria “on site” somministrando un questionario ad un campione di visitatori sottoforma di intervista così da massimizzare la probabilità di risposta e la qualità delle risposte stesse, nonché ridurre il tempo ed il costo. Per sviluppare la metodologia è stato adottato un Modello di conteggio degli eventi (Count models). In particolare il processo di conta Poisson adottato si caratterizza per una natura discreta della variabile dipendente e fornisce la probabilità dell’evento discreto v (il numero di viaggi). Il modello è stato stimato mediante la stima della massima verosimiglianza del vettore di parametri dell’equazione. Si è proceduto poi alla selezione delle variabili esplicative attraverso una procedura “stepwise” che permette l’individuazione di un set di variabili maggiormente discriminanti che vengono scelte in base alla loro capacità di minimizzare la devianza del modello. Per verificare il livello di significatività di ogni coefficiente inserito nel modello e la relativa capacità di spiegare le variazioni della variabile dipendente è stata effettuato poi un apposito test di ipotesi sui coefficienti. Individuata la curva di domanda dell’intera esperienza ricreativa abbiamo quantificato il surplus del consumatore che rappresenta il guadagno psicologico e consiste nella differenza tra la disponibilità a pagare (il prezzo che il visitatore sarebbe disposto a pagare per le singole quantità di bene che compongono un certo bene-servizio) ed il prezzo di mercato che il visitatore paga per una certa quantità.

This work aims to investigate the foundations and methodological tools for assessing the economics of natural resources in order to preserve value over time and services they provide to the biosphere and economic development. The focus is in particular the evaluation and control of water resources, using as a case study of the Lake Trasimeno and its watershed. Consequence of the absence of a market is the inability to establish a price on environmental resources to reflect their economic value and can be used to express in monetary terms, the changes in those resources determined by the activities of production and consumption. There are basically two ways to measure the demand for environmental goods: also known as indirect methods of revealed preference, also called direct methods and stated preference. Indirect methods are based on analyzing the relationship between the environmental good under consideration and the private property connected with it. Direct methods are based, essentially, in making disclose to consumers, through interviews and questionnaires, their preferences with regard to environmental goods and services. The research has developed three different models used in particular for the economic valuation: contingent valuation, the travel costs and tradable permits. The three methods allows us to analyze the resource lake from three different viewpoints which together are able to provide a comprehensive assessment of the criticality of the lake system: the contingent valuation was used to determine the value of the Lake and its environmental quality by residents, the travel cost was used to quantify the value by tourists, the simulation of the market for tradable permits is the economic value of the lake for the production system in the basin. The first part of the thesis is focused on tradable pollution. This work is specifically intended to assess their applicability to water resources in a country like Italy. The idea underlying the system of pollution permits is to artificially create a market for environmental goods (in our case water) that do not have and that, because of the lack of a price, are subject to exploitation excessive, the so-called “tragedy of the commons”. In particular we have focused on the phase of initial allocation of permits. The application of PN showed in the past as an instrument of environmental policy has been transformed into a means of altering the structure of the market, reducing their competitiveness to the detriment of consumers. There are basically two ways to allocate permits, grandfathering and auction systems. The grandfathering provides for an initial allocation free of charge where the permits are given on the basis of historical levels of pollution. The auction is instead an allocation for consideration where the economic agents participating in an auction to win permission. In this work we simulated the first assignment using both systems. For the auction system, however, was organized a simulation of a uniform price auction in which economic agents were directly involved in the Lake Trasimeno. From information on the price of permits and the quantity demanded measured with the rod in a sealed envelope was then constructed a simulation model of the so-called dynamic auction clock auction, in which the issuing agency acts as a “Walrasian auctioneer”. The model simulates the price adjustments until you reach the equality between demand and supply of permits. The work done so far allows us to analyze and critically evaluate the different methods depending on allocative efficiency and effectiveness of the instrument of environmental policy and the possibility of creation of the market permits. In addition, we made simulations provide an economic assessment of resource production system for the lake basin of Lake Trasimeno. As mentioned the price of tradable permits is nothing more than the economic value of water resources for the economic sector. In the second part, we have developed the method of the Contingent Valuation. This method of evaluation allows us to quantify the total economic value of resources received by residents of Lake in the towns of the Lake Trasimeno. Our goal is to define the use value and non-use by analyzing the demand for lake. In particular, we wanted to assess three different types of improvement: quality and quantity of water resources, quality of natural areas around the lake are characterized by recreational vocation. This was achieved through the implementation of three distinct models. For this work we used the format based on an elicitation of probabilistic Close Ended. Willingness to pay is a proxy of value in use of the lake and the value of non-use of the lake that is the existence value of water resources. Contingent valuation is a survey technique in which a questionnaire is prepared and administered to a sample of residents in the site in order to reveal quantitative information on the socio-economic characteristics, perceptions, habits and preferences in terms of willingness to pay. You have chosen to make a sample survey “on site” by administering a questionnaire to a sample of residents, submitted in the form of interview to maximize the likelihood of response and quality of the answers themselves, as well as to reduce the time and cost. Data processing for the estimation of willingness to pay requires the use of appropriate statistical models to analyze dichotomous choices, namely the choice between YES (Y = 1) and NO (Y = 0) as a response to willingness to pay a certain figure / bid proposal during the interview. In particular in 3 distinct models have been used logit models, estimated by maximum likelihood estimation. It was conducted for each of the models, the selection of explanatory variables through the procedure "stepwise" which allows the identification of each model in a more discriminating set of variables, able to maximize the level of “accuracy” (% of answers correctly classified) of the model. To test the significance level of each factor included in the model and its ability to explain changes in the dependent variable was subsequently performed a special test of hypotheses on the coefficients selected. Finally, the third part of the study was implemented at the Travel Cost Method This methodology was used to quantify the value of recreational use of the resource Lake. The basic hypothesis is that the number of visits made to a natural resource is a function the cost of travel expenses, time spent to reach the site and visit it and the ticket. Among the various approaches used has been chosen as the Individual Travel Cost observing the behaviour of individual users in the choice of the number of visits to be carried in a certain period of time. The Travel Cost Survey is a technique in which the questionnaire is administered to a sample of visitors to a recreation site in order to reveal quantitative information on the place of origin, socio-economic, frequency of visits, perceptions, and duration associated costs. You have chosen to make a sample survey “on site” by administering a questionnaire to a sample of visitors in the form of interview to maximize the probability of response and quality of the answers themselves, as well as reduce the time and cost. To develop the methodology adopted was a model event count (Count models). In particular, the Poisson process has been adopted is characterized by a discrete nature of the dependent variable and gives the probability of the discrete v (the number of trips). The model was estimated using the maximum likelihood estimate of the vector of parameters of the equation. He then proceeded to the selection of the explanatory variables through a procedure “stepwise” which allows the identification of a more discriminating set of variables that are chosen based on their ability to minimize the deviance of the model. To test the significance level of each factor included in the model and its ability to explain changes in the dependent variable was then carried out an appropriate hypothesis test on the coefficients. Identified the demand curve for the whole recreational experience we have quantified the consumer surplus that represents the gain is the difference between psychology and the willingness to pay (the price that the visitor would be willing to pay for each amount of good that make up a good-service) and the market price of the visitor pays for a certain amount.