SECTION I: MULTIPLE CHOICE (50 points)

1. Emissions creating businesses and activities sometime move from areas with strong envi- ronmental policies to those with weak environmental policies.   This phenomenon is called emissions “leakage.” What types of environmental regulations are vulnerable to leakage?

(a)  Carbon Taxes.

(b)  Cap and Trade mechanisms.

(c) Emissions Technology mandates.

(d) All of the above.

2. A regulated electric utility serves only residential electricity customers.  Its marginal cost of generating electricity is $0.10/kWh up to a capacity limit that is well beyond demand at any time of the year. It also has substantial fixed costs of transmission and distribution that must also be covered through the retail price of electricity. There are no additional social costs of generation from pollution or other spillover effects. Which retail pricing structure is likely to produce the least deadweight loss?

(a) A constant $/kWh rate structure.

(b) A structure where prices double after the first 100 kWh consumed.

(c) A structure with a monthly fixed fee and a $ 0.10/kWh fee for each kW consumed.

(d) A structure where more elastic customers pay higher prices than less elastic ones.

3. A good that has the property of rivalry in which exclusion is not possible is called

(a)  an exclusive good.

(b)  a common good.

(c)  a public good.

(d)  a club good.

4.  The alternative fuel company Trim Fuel makes a new motor fuel from yard trimmings.  It costs Trim Fuel $10 per gallon to produce its fuel, as illustrated in the above figure.  Their refinery only produces 1000 gallons per year. Their residual demand is illustrated in the above figure. What is the deadweight loss from monopoly pricing of Trim Fuel?

(a) Areas A, B, and D.

(b) Areas C and E.

(c) Areas C, E and F.

(d) Area F.

5. In the above figure, the producer surplus at the monopoly price would be

(a)  36,000.

(b) Larger if the capacity were greater.

(c) 42,000.

(d)  Both (a) and (b).

6.  The above figure illustrates four different scenarios of possible abatement costs and of marginal benefits of abatement (MBA). The solid line describes the marginal benefits while the dashed line illustrates the expected marginal cost of abatement (MCA). The exact value of MCA is uncertain. Which market is best suited for an emissions tax?

(a)  Market a.

(b)  Market b.

(c)  Market c.

(d)  Market d.

7.  Collecting recycling in Davis has a cost function of C(q) = 100 + q2 .  Demand is perfectly inelastic. What conditions would recycling a natural monopoly?

(a)  Demand lower than 10.

(b)  Demand lower than 100.

(c)  Demand higher than 20.

(d)  Recycling would never be a natural monopoly.

Figure 1: Market for Butane

Use figure 1, which illustrates the market for butane to answer the following three questions. Butane has a private marginal cost of 10 + 5q but each gallon of butane also causes $30 of environmental damage.

8. What areas depict the deadweight loss that would result from a perfectly competitive market for butane with no environmental regulation imposed on producers.

(a)  area L.

(b)  area F.

(c)  area E + J + K + L.

(d)  area E + J.

9. Now assume that an environmental surcharge (tax) of $30 per gallon is imposed on producers of butane, but also that butane is a monopoly market.  What is the deadweight loss that would result from a monopoly butane market with the environmental surcharge?

(a)  area D+I.

(b)  area B+ D + I + J.

(c)  area B.

(d) zero.

10. Again assume the market is a monopoly but that the government does nothing about the environmental damage (e.g. no tax or cap). What is the deadweight loss?

(a)  area B+ D + I + J.

(b)  area D + I.

(c)  area E + J.

(d) zero.

SECTION II: SHORT ANSWER (70 points)

1.  Suppose Iowa develops a carbon dioxide tradable permits market. The biggest polluter, Mi- dAmerican Energy, is a dominant firm in this market. Its business-as-usual (BAU) emissions are 50 tons and has a marginal cost of abatement function of MCA(qa) = 40, where qa  is the amount it abates. There are other, price-taking power companies in the market (we will call them the  “competitive fringe”) with aggregate BAU emissions of 50 tons.  This fringes marginal cost of abatement function is MCA(qf) = 4 * qf, where qf  is the amount it abates. Regulators release 50 tons of permits, where each permit can be used to comply with polluting one ton of CO2. So the cap is set at 50 tons.

(a)  Draw the aggregate (all firms) marginal cost of abatement curve for reducing CO2 in Iowa.

(b) If every firm acts competitively what is the least cost solution to reducing emissions from 100 to 50 tons? How much will each group (MidAmerican, and the fringe) abate?

Now assume that the politically connected MidAmerican  (MA) corporation has con- vinced regulators to give it all 50 tons of permits for free. They can choose to use them to offset their own emissions or sell them to the fringe. If they sell them, MidAmerican shareholders get to keep all the proceeds of the sale.   MidAmerican is a deregulated company that seeks to maximize profits.

(c) What will be the demand for permits from the fringe?   In other words express the quantity of allowances the fringe will want to buy as a function of the allowance price. This is the demand curve for selling permits that is faced by MidAmerican.  (hint:  Its demand for permits will be BAU less its abatement.  How much abatement would the fringe do if the permit price were $250? how much if the permit price were zero?)

(d) If MidAmerican maximizes its profits, how many permits should it sell and how many should it keep to offset its own emissions?

2. In Almond country, farmers are experimenting with new genetically modified ‘franken-bees’ that are highly effectively at pollinating their nut trees.  However, the bees also produce a corrosive form of honey that can damage the paint on cars.  Biologists and transportation experts at UC Davis have estimated that each franken-bee hive creates an additional $50 worth of damage to local vehicles. Currently 200 franken-bee hives have been introduced into Almond country.

Local motorists have demanded action to curb the franken-bee blight. They have demanded that farmers begin to remove them from the environment.  The marginal cost of abatement is uncertain. Anti-bee groups claim costs will be low and estimate it will follow the function MC = -100 + QA , where QA  is the amount of abatement. Local farming groups argue that abatement will be much more costly than that and claim abatement costs will be MC = Q.

You lead the agency responsible for regulating the bees. Local government officials have told you that you can cap the number of bee hives to deal with the situation.  You can auction off a fixed amount of bee hive licenses to control the total number of bee hives in your area. You believe that there is a 50% chance that industry has the correct abatement curve and a 50% chance that the environmentalists have the correct estimate.

Your only regulatory tool is a single cap, and you have determined that the best expected cap would be 100 hives (meaning there must be abatement of 100 hives down from 100 to 200).

(a) If it turns out that the marginal cost of abatement is low (equal to -100 + Q), what would be the deadweight loss given the cap you derived in the previous answer?  You may illustrate your answer using the figure below.

(b) Now assume that you can also introduce a floor price on bee-hives and that you will only sell a license if the price rises above $30 a hive.  However you will never sell more than the cap of 100 hives.  Now what would be the deadweight loss if the marginal cost of abatement again turns out to be low? You may illustrate your answer using the figure below.

3. UC Davis has a campus power facility that it runs as a natural monopoly regulated industry. The fixed cost of the power facility are $60 and the marginal cost is $1 a KWh. Assume that the campus serves two groups of customers, 10 students who live in campus housing and 10 professors who have luxurious offices.  Students need to study a lot and have a demand for power that is perfectly inelastic at a quantity of Ds  = 10.  Professors like to sleep in their offices a lot and have a very elastic demand for power equal to Dprof(p) = 10 - p. You are in charge of setting prices for campus power and your goal is to minimize deadweight loss.

(a)  On the axes below draw the combined demand curve for power (summing the demand of students and professors).

(b) Now assume that the university has told you that everyone must pay the same price per KWh for power.  They have determined that a price of $5/KWh will recover the $60 fixed cost. Draw the resulting DWL from a uniform price of $5/KWh.