This thesis analyzes the design and effects of carbon pricing in the national and international freight transport sector, with a particular focus on maritime shipping. It brings together four papers that examine both short- and long-term behavioural responses and welfare effects of carbon pricing. The responses studied include reductions in sailing speed, changes in freight demand, investments in research and development (R&D) and learning-by-doing to reduce abatement costs through technological development, abatement of carbon emissions (e.g. alternative fuels), modal shifts, and adjustments in shipment sizes. The thesis also investigates the role of international cooperation and the incentives created by unilateral carbon pricing and carbon-intensity limits on marine fuels.

The first paper investigates short-run responses in the shipping sector and shows that ships reduce their sailing speed when fuel costs increase, indicating that carbon pricing can lower emissions even in the short run. The second paper studies carbon pricing in international shipping under the constraint that participating countries should be better off with the policy than without it. The results suggest that bilateral agreements can reduce emissions when countries differ in their willingness to pay, though their effectiveness is limited in static settings with high abatement costs. The third paper extends this analysis by considering the dynamic effects of unilateral carbon pricing. It shows that such policies can foster investments in research and development, thereby lowering future abatement costs and increasing the likelihood that other regions will adopt complementary policies.

The fourth paper broadens the perspective beyond shipping sector. Using a calibrated mode- and route-choice model for domestic freight transport in Sweden, it examines the welfare-optimal internalization of external costs from carbon emissions, air pollution, accidents, noise, and infrastructure. Internalizing external costs increases shipment sizes and shifts freight from waterborne and road transport to rail. However, the effects are modest, implying that the potential for large-scale modal shift from road to rail or waterborne transport is limited.

In summary, the thesis shows that reducing carbon emissions in the shipping sector is challenging for two main reasons: abatement is very costly, and reductions in freight volumes entail welfare losses. Moreover, shipping is an inherently international sector, where efficient carbon pricing would need to be globally coordinated, but this is hampered by large differences in the willingness to price carbon emissions across countries.

Overcoming these difficulties, the thesis underlines the importance of accounting for both short- and long-term behavioral responses, the role of international cooperation, and the dynamic incentives created by unilateral policies. The thesis is relevant for policymakers seeking to align maritime and freight transport policy with broader climate and welfare objectives.

Denna avhandling analyserar utformningen och effekterna av prissättning av koldioxid inom den nationella och internationella godstransportsektorn, med särskilt fokus på sjöfarten. Avhandlingen består av fyra individuella artiklar som undersöker både kortsiktiga och långsiktiga anpassningsmekanismer samt välfärdseffekter av koldioxidprissättning. De studerade anpassningsmekanismerna är bland annat reducerad seglingshastighet, förändringar i efterfrågan på transporter, investeringar i forskning och utveckling, överflyttning mellan transportslag samt justeringar av sändningsstorlekar. Avhandlingen studerar också internationellt samarbete och koldioxidprissättning.

Den första artikeln estimerar bränslepriselasticiteter för seglingshastighet och visar att fartygen anpassar sig till höjda bränslekostnader genom att sänka hastigheten, vilket indikerar att koldioxidprissättning kan leda till utsläppsminskningar även på kort sikt. I den andra artikeln studeras välfärdseffekter av bilaterala avtal om koldioxidprissättning inom internationell sjöfart. Resultaten indikerar att bilaterala avtal kan minska utsläppen, speciellt när länderna har olika preferenser för koldioxidprissättning. Utsläppsminskningar är dock begränsade på grund av höga kostnader för grön teknologi. Den tredje artikeln utvidgar analysen genom att studera dynamiska och långsiktiga effekter av unilateral koldioxidprissättning. Studien visar att unilateral koldioxidprissättning stimulerar investeringar i forskning och utveckling, vilket reducerar framtida kostnader för grönteknologin och ökar sannolikheten för att andra regioner implementerar kompletterande styrmedel.

Den fjärde artikeln breddar perspektivet till hela godstransportsektorn och studerar de välfärdsoptimala färdmedelsandelarna. Internaliserade externa kostnader leder till större sändningsstorlekar och en överflyttning av gods från sjöfart och vägtransporter till järnväg. Resultaten visar att potentialen för en omfattande modal överflyttning från väg till järnväg eller sjöfart är begränsad.

Sammanfattningsvis visar avhandlingen att reduktion av koldioxidutsläpp inom sjöfartssektorn är utmanande av två huvudskäl: kostnaderna för utsläppsreduktion är höga och minskningar av godsmängder medför välfärdsförluster. Vidare är sjöfarten en internationell sektor, där effektiv koldioxidprissättning kräver globalt samarbete, vilket försvåras av betydande skillnader i länders betalningsvilja för koldioxidprissättning.

För att hantera dessa utmaningar understryker avhandlingen vikten av att beakta både kort- och långsiktiga anpassningsmekanismer, internationellt samarbete samt effekter på utrikeshandeln. Avhandlingen är relevant för beslutsfattare som strävar efter att harmonisera sjöfarts- och godstransportpolitiken med övergripande klimat- och välfärdsmål.