William D. Nordhaus · Paul M. Romer

En una frase#

William D. Nordhaus y Paul M. Romer revolucionaron la macroeconomía de largo plazo al demostrar cómo las fuerzas que determinan el destino humano —el cambio climático global y la creación deliberada de ideas tecnológicas— son procesos endógenos gobernados por incentivos económicos, precios e instituciones.

Resumen de la investigación#

Durante décadas, la macroeconomía estándar de Solow (1956) asumió que la tecnología caía del cielo como un residuo exógeno y que los recursos naturales y la biosfera eran un telón de fondo pasivo e inagotable. El trabajo independiente pero conceptualmente complementario de William Nordhaus y Paul Romer superó ambas limitaciones, dotando a la economía de herramientas analíticas para comprender la prosperidad sostenible.

William D. Nordhaus fue el primer economista en acoplar formalmente la ciencia del clima con la teoría del crecimiento óptimo. A comienzos de la década de 1990, desarrolló el modelo DICE (Dynamic Integrated Climate-Economy), una arquitectura de equilibrio general que vincula la acumulación de capital, el consumo, la generación de emisiones de dióxido de carbono ($CO_2$), la acumulación atmosférica, el forzamiento radiactivo y el consecuente calentamiento global con funciones empíricas de daño económico. Su marco conceptual permitió definir y cuantificar por primera vez el Costo Social del Carbono (SCC): el valor presente de los daños futuros que causa una tonelada adicional de carbono emitida hoy, fundamentando económicamente por qué la atmósfera es un bien comunal sobreexplotado que requiere un precio pigouviano global (impuesto al carbono o sistemas de límites máximos y comercio).

Paul M. Romer sentó las bases de la Teoría del Crecimiento Endógeno. En sus célebres artículos de 1986 y 1990, identificó la propiedad económica distintiva del conocimiento: las ideas son bienes no rivales. Mientras que los bienes físicos (una fábrica, un tractor, una jornada laboral) son rivales porque su uso por una persona excluye a otra, una fórmula molecular, un algoritmo de programación o un diseño de ingeniería pueden ser utilizados simultáneamente por millones de personas sin desgastarse. Romer demostró que la no rivalidad genera rendimientos crecientes a escala agregados, lo que hace que el progreso técnico sea incompatible con la competencia perfecta tradicional: los innovadores requieren rentas de monopolio temporales (vía patentes y propiedad intelectual) para financiar los costos fijos iniciales de I+D. Al mismo tiempo, dado que los inventores no pueden apropiarse de todos los beneficios de derrame que sus descubrimientos generan para los investigadores futuros, los mercados descentralizados invierten sistemáticamente menos de lo óptimo en ciencia y desarrollo tecnológico.

Metodología y resultados#

1. Modelos de Evaluación Integrada (IAM) y el Modelo DICE: Nordhaus diseñó un sistema de ecuaciones diferenciales acopladas que une el ciclo biofísico del carbono con la función de producción agregada. Al resolver la trayectoria temporal óptima de reducción de emisiones que minimiza la suma de costos de mitigación y daños climáticos esperados, calculó el sendero óptimo de precios al carbono y demostró que una "rampa de política climática" (climate policy ramp) reduce sustancialmente el riesgo de catástrofe planetaria en comparación con la inacción (business as usual).
2. Microfundamentación del Crecimiento con Bienes No Rivales: Romer formalizó una economía de tres sectores (bienes finales, insumos intermedios de capital variado y un sector de I+D). Demostró que la tasa de crecimiento tendencial de largo plazo depende endógenamente del número de investigadores y de la protección jurídica de las patentes. Concluyó analíticamente que el equilibrio descentralizado de mercado genera una tasa de innovación subóptima ($s_A^{\text{mercado}} < s_A^{\text{óptimo}}$), lo que justifica el financiamiento público a la educación superior y los subsidios directos a la investigación.
3. El Debate sobre el Costo Social del Carbono y el Descuento Intertemporal: Nordhaus demostró cómo la evaluación de políticas de mitigación depende de la calibración de la regla de Ramsey ($r = \rho + \eta g$). Frente a la tasa de descuento puramente prescriptiva de Nicholas Stern ($\rho = 0.1\%$, que arroja un SCC de varios cientos de dólares), Nordhaus defendió una aproximación descriptiva basada en los retornos observados del capital privado ($\rho = 1.5\%, r \approx 4.25\%$), estableciendo el marco técnico estándar que adoptaron agencias gubernamentales internacionales.

Antes y después#

Antes#

• Progreso tecnológico exógeno: En el modelo neoclásico tradicional de Solow-Swan, la tasa de avance tecnológico era un parámetro no explicado ("maná caído del cielo"), haciendo imposible analizar qué políticas educativas, fiscales o de patentes impulsan la innovación.
• La biosfera como externalidad infinita e invisible: La macroeconomía ignoraba las restricciones termodinámicas y ecológicas del planeta; el cambio climático se estudiaba de forma aislada en las ciencias naturales sin considerar las retroalimentaciones con la economía humana.
• Supuesto dogmático de competencia perfecta: Se intentaba modelar el crecimiento asumiendo que todos los sectores operan bajo competencia atomizada con precios iguales a costos marginales, lo que impedía remunerar económicamente los costos fijos hundidos de la I+D.

Después (qué cambió gracias al aporte)#

• Endogeneización del conocimiento y bienes no rivales: La profesión económica reconoció que las ideas poseen una naturaleza no rival que genera rendimientos crecientes, reconfigurando las políticas públicas en patentes, financiamiento científico, universidades y protección de la propiedad intelectual.
• Economía del cambio climático y fijación de precios al carbono: El modelo DICE inauguró el campo de los Modelos de Evaluación Integrada (Integrated Assessment Models - IAMs), transformando el Costo Social del Carbono en la métrica rectora para el análisis costo-beneficio de regulaciones ambientales en todo el mundo.
• La complementariedad de la transición verde: Se comprendió que descarbonizar la economía exige resolver dos fallas de mercado simultáneas: penalizar la externalidad climática negativa del carbono (Nordhaus) y subsidiar la externalidad tecnológica positiva de la innovación limpia (Romer).

Cómo se aplica hoy#

1. Directrices del Costo Social del Carbono de la EPA y el Gobierno Federal de EE.UU. (2023--2024): La Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) publicó en noviembre de 2023 su reporte técnico actualizado (Report on the Social Cost of Greenhouse Gases), adoptando una tasa de descuento cercana al 2.0% y fijando el costo social del carbono en USD 190 por tonelada métrica de $CO_2$ (frente al valor previo de USD 51). Esta estimación, directamente descendiente de los modelos IAM pioneros de Nordhaus, se aplica de manera vinculante en evaluaciones de impacto regulatorio federal para centrales eléctricas, vehículos y estándares de eficiencia energética (EPA Report on the Social Cost of Greenhouse Gases, 2023).

2. Régimen de Comercio de Derechos de Emisión de la UE (EU ETS) y el Ajuste en Frontera CBAM (2023--2026): El sistema de comercio de emisiones de la Unión Europea y la puesta en marcha de su Mecanismo de Ajuste en Frontera por Carbono (Carbon Border Adjustment Mechanism - CBAM) aplican directamente la receta de Nordhaus: fijar un precio explícito al carbono mediante derechos transferibles y crear un "Club del Clima" arancelario que penalice a los países que subsidian industrias intensivas en carbono para evitar las fugas de emisiones (carbon leakage) (Comisión Europea, Carbon Border Adjustment Mechanism).

3. La Ley CHIPS y Ciencia de EE.UU. y la Regulación de Bienes No Rivales en Inteligencia Artificial (2022--2025): La legislación estadounidense CHIPS and Science Act (2022) movilizó USD 280.000 millones bajo la lógica precisa de Paul Romer: financiar la investigación básica y la infraestructura de semiconductores como bienes públicos no rivales donde los beneficios privados son insuficientes para atraer inversión de frontera. Paralelamente, los debates globales en la OMPI y la Unión Europea sobre el licenciamiento de modelos fundacionales de Inteligencia Artificial utilizan el marco de Romer para equilibrar el acceso abierto a los algoritmos con los incentivos de monopolio temporal a los desarrolladores (The White House, CHIPS and Science Act).

Replicación en R#

• Qué se replicó: Simulación biofísica y macroeconómica acoplada del modelo DICE simplificado (2020--2100) evaluando tres escenarios de política (BAU, Nordhaus Óptimo y Stern Ético), calculando concentraciones atmosféricas, calentamiento global, pérdidas del PIB y el Costo Social del Carbono (SCC); junto con la simulación dinámica del modelo de crecimiento con ideas de Romer (1990) contrastando el equilibrio descentralizado de mercado, el impacto de subsidios a la I+D y el óptimo del planificador social.
• Con qué datos: Parámetros calibrados estándar tomados de DICE-2016R (Nordhaus 2017) y Romer (1990) ($\gamma = 0.35, \delta = 0.00035, S = 3.1^\circ\text{C}, \theta_2 = 0.00236$).
• Resultados obtenidos:
  • En la simulación DICE, el escenario BAU conduce a un aumento de temperatura de $2.98^\circ\text{C}$ al 2100 con daños anuales de $2.09\%$ del PIB mundial; mientras que la trayectoria óptima de Nordhaus contiene el calentamiento en $2.26^\circ\text{C}$ con un SCC inicial de USD 44.1/t, subiendo a USD 87.3/t en 2050. El enfoque prescriptivo de Stern fija un SCC inmediato de USD 520.7/t debido a la mínima tasa de descuento ($r = 1.40\%$).
  • En el modelo de Romer, la economía descentralizada crece a un modesto $1.45\%$ anual debido a la subinversión en conocimiento no rival; un subsidio al 50% de la investigación eleva el crecimiento al $2.15\%$, mientras que el óptimo del planificador social alcanza el $2.85\%$, duplicando con creces el bienestar material acumulado tras 50 años.
• Archivos generados:
  • Script autónomo: replicacion/R/modelo_dice_y_romer.R
  • Gráficos generados: salidas/fig_dice_trayectoria_clima.png, salidas/fig_romer_crecimiento_ideas.png
  • Tabla de resultados: salidas/tab_dice_escenarios_carbono.csv

Para profundizar#

• Nordhaus, W. D. (1993). Rolling the 'DICE': An Optimal Transition Path for Controlling Greenhouse Gases. nordhaus1993dice.
• Romer, P. M. (1990). Endogenous Technological Change. romer1990endogenous.
• Nordhaus, W. D. (2017). Revisiting the Social Cost of Carbon. nordhaus2017scc.
• Romer, P. M. (1986). Increasing Returns and Long-Run Growth. romer1986increasing.
• Nordhaus, W. D. (2013). The Climate Casino: Risk, Uncertainty, and Economics for a Warming World. nordhaus2013casino.
• Nordhaus, W. D. (2007). A Review of the Stern Review on the Economics of Climate Change. nordhaus2007stern.
• Romer, P. M. (1994). The Origins of Endogenous Growth. romer1994origins.
• Royal Swedish Academy of Sciences (2018). Economic Growth, Technological Change, and Climate Change: Integrating Nature and Knowledge into Macroeconomics. nobel2018scientific.

Resultados de la replicación