Essays on transportation and the environment

Loading...
Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Business | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2025-03-21

Date

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

26 + app. 146

Series

Aalto University publication series Doctoral Theses, 32/2025

Abstract

Tackling climate change requires setting a price on CO2 emissions. In the transportation sector, the most straightforward way to achieve this is to impose a tax on fuel. However, fuel taxes often face strong public opposition due to their perceived unfairness. To evaluate these concerns, the first two essays of this dissertation study how the economic burdens created by fuel taxation are distributed in society. In the first essay, my co-authors and I analyze the distributional impacts of fuel taxation by estimating how strongly fuel taxes are passed through to fuel prices. Using gas station-level data on fuel prices, we study the price effects of a large diesel tax increase implemented in Finland in 2012 and document two main findings. First, on average only 80 percent of the tax increase was passed through to diesel prices, meaning that a part of the tax burden was borne by fuel suppliers. Second, pass-through rates exhibited systematic regional variation such that diesel prices saw the largest increases in the most rural and lowest-income areas. In the second essay, my co-author and I study the distribution of fuel tax burdens in more detail at the household level. We measure tax burdens as the share of disposable income spent on fuel taxes and estimate these burdens for nearly all Finnish households in 2016. The analysis is made possible by car-level data on mileage and fuel economy, as well as individual-level data on income and other socioeconomic characteristics. We find that fuel taxes are not regressive among the population of all households. Rather, upper middle-income households bear the highest average burdens. This finding is explained by car ownership being uncommon at low incomes. In contrast, if we only consider car-owning households, fuel taxes do appear regressive. However, differences across income deciles explain only 1.5 percent of the total variation in tax burdens. The substantial horizontal variation is difficult to explain with observable household characteristics, but we find that households that live in more rural areas, have children, or are employed tend to face higher burdens. Finally, we show that average tax burdens across income deciles could easily be equalized by redistributing the tax revenue, but the large within-decile differences are almost impossible to eliminate with transfers. If fuel taxes cannot be increased due to public opposition, alternative climate policies might be needed. In the third essay, I study the effects of public transit pricing on car use and emissions. I analyze a 2019 pricing reform in the Helsinki region in Finland that lowered public transit fares by 45 percent for individuals living in a specific travel zone. Using individual-level data on mileage, car ownership and home locations, I compare individuals who received the price cut to those who lived just outside the travel zone and experienced almost no change in prices. I find a clear reduction in mileage in response to the price cut, with cross-price elasticity estimates ranging between 0.06 and 0.27. However, I find no response in car ownership. Back-of-the-envelope calculations suggest that the cost of reducing emissions with this reform landed in the range of €1000–€3000 per tonne of CO2, making the price cut an expensive climate policy tool.

Ilmastonmuutoksen torjuminen vaatii hiilidioksidipäästöjen hinnoittelemista. Liikennesektorilla hinnoittelun toteuttaminen on yksinkertaisinta polttoaineveron avulla. Polttoaineveroja kuitenkin usein vastustetaan, koska ne koetaan epäoikeudenmukaisiksi. Tämän väitöskirjan kaksi ensimmäistä esseetä arvioivat näitä huolia tarkastelemalla, miten polttoaineverotuksen aiheuttamat taloudelliset taakat jakautuvat yhteiskunnassa. Ensimmäisessä esseessä analysoimme kanssakirjoittajieni kanssa verotaakkojen jakautumista estimoimalla, kuinka vahvasti polttoaineverot siirtyvät polttoaineiden hintoihin. Tutkimme Suomessa vuonna 2012 toteutetun suuren dieselveron korotuksen hintavaikutuksia hyödyntämällä huoltoasematason tietoja polttoainehinnoista. Tulosten mukaan keskimäärin vain 80 prosenttia veron korotuksesta siirtyi dieselhintoihin, eli osa verotaakasta jäi polttoaineiden tuotantoketjun kannettavaksi. Toiseksi veron hintavaikutuksissa oli systemaattista alueellista vaihtelua siten, että dieselhinnat nousivat eniten maaseutumaisimmilla ja matalatuloisimmilla alueilla. Toisessa esseessä tarkastelemme kanssakirjoittajani kanssa polttoaineverotaakkojen jakautumista tarkemmin kotitaloustasolla. Käytämme verotaakan mittarina polttoaineveron maksamiseen käytettyä osuutta kotitalouden käytettävissä olevista tuloista ja luomme arvion verotaakasta lähes kaikille suomalaisille kotitalouksille vuonna 2016. Analyysin mahdollistaa autokohtainen aineisto ajokilometreistä ja polttoaineen kulutuksesta sekä yksilötason tiedot tuloista ja muista sosioekonomisista taustatekijöistä. Osoitamme, että polttoaineverot eivät ole regressiivisiä kaikkien kotitalouksien kesken, vaan verotaakat ovat keskimäärin korkeimpia ylemmän keskiluokan kotitalouksilla. Havainto selittyy sillä, että autojen omistus on vähäistä matalilla tulotasoilla. Sen sijaan, jos tarkastellaan vain auton omistavia kotitalouksia, polttoaineverot ovat regressiivisiä. Tuloluokkien väliset erot selittävät kuitenkin vain 1,5 prosenttia kotitaloustason verotaakkojen kokonaisvaihtelusta. Jäljelle jäävää suurta horisontaalista vaihtelua on vaikea selittää aineistossa havaittavilla kotitaloustiedoilla. Havaitsemme kuitenkin, että kotitaloudet, jotka asuvat maaseudulla, joilla on lapsia tai joissa on työllisiä, kohtaavat usein suuremman verotaakan. Lopuksi osoitamme, että tuloluokkien väliset verotaakat voitaisiin helposti tasoittaa palauttamalla osa verotuloista takaisin kotitalouksille, mutta verotaakkojen suurta vaihtelua tuloluokkien sisällä on lähes mahdotonta eliminoida tulonsiirroilla. Mikäli polttoaineverojen korottaminen on vaikeaa kansalaisten vastustuksen vuoksi, vaihtoehtoiset ilmastotoimenpiteet ovat luultavasti tarpeellisia. Kolmannessa esseessä tutkin joukkoliikenteen hinnoittelun vaikutuksia autoiluun ja hiilidioksidipäästöihin. Analysoin vuoden 2019 Helsingin seudun joukkoliikenteen hintauudistusta, jossa tietyillä matkustusvyöhykkeillä asuvilla ihmisillä matkalippujen hinnat laskivat 45 prosenttia. Hyödyntämällä yksilötason tietoja ajokilometreistä, auton omistuksesta ja kodin sijainnista vertaan hinnanalennuksen saaneita henkilöitä niihin, jotka asuivat juuri ja juuri matkustusvyöhykkeen ulkopuolella eivätkä saaneet samaa hinnanalennusta. Havaitsen selkeän laskun ajokilometreissä hinnanalennuksen saaneilla ja arvioin ajamisen ristijouston vaihtelevan välillä 0,06–0,27. Auton omistamisessa en sen sijaan havaitse muutoksia. Julkisen liikenteen lippujen hinnanalennus voi olla ilmastotoimena kuitenkin melko kallis, sillä uudistuksen päästöjen vähentämisen kustannus oli karkean arvion perusteella noin 1000–3000 euroa hiilidioksiditonnia kohden.

Description

Supervising professor

Liski, Matti, Prof., Aalto University, Department of Economics, Finland

Thesis advisor

Laukkanen, Marita, Research Prof., VATT Institute for Economic Research, Finland

Other note

Parts

  • [Publication 1]: The Heterogeneous Incidence of Fuel Carbon Taxes: Evidence from Station-Level Data Published in the Journal of Environmental Economics and Management 112:102607, March 2022, joint with Jarkko Harju, Tuomas Kosonen and Marita Laukkanen. Harju, Kosonen and Laukkanen provided the initial idea, which was later developed by all four authors. Harju, Kosonen and Laukkanen obtained the data. Palanne conducted the empirical analysis with input from Harju, Kosonen and Laukkanen. All four contributed to writing the original draft and editing the manuscript for publication.
    DOI: 10.1016/j.jeem.2021.102607 View at publisher
  • [Publication 2]: Vertical and Horizontal Distribution of Fuel Tax Burdens: Evidence from Odometer Records in Finland Unpublished manuscript, joint with Arttu Ahonen. Both authors contributed equally to developing the ideas, obtaining the data, and writing the manuscript
  • [Publication 3]: Public Transportation Pricing and Car Use Unpublished manuscript, single-authored

Citation