جایگزین‌سازی بین‌سوختی در OECD و اثر آن بر نوسان سهم صادرات نفت خام ایران

مدلسازی اقتصادی

مقاله 4، دوره 10، شماره 33، اردیبهشت 1395، صفحه 67-88   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

تیمور محمدی^{* 1}؛ حمید آماده²؛ فریدون برکشلی³؛ داریوش وافی نجار⁴

¹دانشیار اقتصاد دانشگاه علامه طباطبایی

²استادیار اقتصاد دانشگاه علامه طباطبایی

³عضو هیئت علمی مؤسسه مطالعات‌ بین‌المللی انرژی

⁴دانشجوی دکتری اقتصاد نفت و گاز دانشگاه علامه طباطبایی و عضو هیئت علمی موسسه مطالعات بین‌المللی انرژی

چکیده

با توجه به اهمیت مسئله جایگزین‌کردن بین‌سوختی، تلاش می‌شود تحولات جایگزین‌سازی بین‌سوختی در بازار OECD را بررسی نموده و سپس به این سئوال پاسخ داد که آیا این جایگزینی اثری در نوسان سهم صادرات نفت خام ایران در بازار  OECDدارد؟ برآورد تخمین مدل لاجیت پویای خطی، مبتنی بر سیستم معادلات سهم سوخت و روش SURE، برای بررسی جایگزین‌سازی بین‌سوختی میان چهار سوخت نفت، گاز، زغال و الکتریسیته در OECD نشان می‌دهد که الکتریسیته و سپس گاز، بیشترین شدت جایگزینی را (هم در کوتاه‌مدت و هم در بلندمدت) با نفت دارند. همچنین نتایج بررسی اثر این جایگزین‌سازی‌ها‌ با استفاده از مدل MSI نشان می‌دهد که این جایگزینی‌ در نوسان سهم صادرات نفت خام ایران به این بازار نیز موثر هستند.

کلیدواژه‌ها

طبقه‌بندی JEL: Q41؛ Q47؛ D24؛ L10 واژگان کلیدی: جایگزینی ‌بین‌سوختی، مدل لاجیت، مدل MSI، صادرات نفت خام ایران، OECD

اصل مقاله

1. مقدمه

امروزه تقریباً کالا یا خدماتی را نمی‌توان یافت که از گونه‌های متفاوت انرژی بی‌بهره باشد. نفت، گاز، زغال، الکتریسیته، انرژی خورشیدی، باد، آب، ژئوترمال[1] و...، گونه‌های متفاوت انرژی هستند که یا به ‌طور مستقیم در طبیعت وجود دارند یا طی فرایند مشخصی ساخته و بهره‌برداری می‌شوند. از بین گونه‌های متنوع انرژی، نفت به دلیل ویژگی‌هایی چون پویایی و قابلیت حمل آسان، از دو دهه قبل مورد توجه کشورها و شرکت‌های تولیدی و تجاری بوده است. در سال 2012 بر اساس آمار (EIA[2]، 2015) از مجموع کل انرژی تولیدی جهان به مقدار 335/91 میلیارد معادل بشکه نفت خام، بیش از 36 درصد (معادل 33 میلیارد بشکه) مربوط به نفت بوده است.

شرایط بازار جهانی نفت و سایر سوخت‌های جایگزین برای برنامه‌ریزی تولید و صادرات نفت کشور از اهمیت زیادی برخوردار است. بررسی روند صادرات نفت ایران نشان می‌دهد قبل از سال‌های 1994 بیشترین میزان سهم صادرات نفت خام ایران به کشورهای اروپای غربی بوده است. سپس به تدریج بر مقدار صادرات نفت خام ایران به آسیا و پاسفیک افزوده شد، به‌ طوری که تا سال 2012 با افزایش تحریم‌های نفتی ایران این سهم به 87  درصد کل صادرات نفت ایران رسید [3] (OPEC، 2015).

اهمیتِ یافتنِ سوخت جایگزین‌ برای نفت و اثر آن بر تولید و صادرات نفت ایران می‌تواند در برنامه‌ریزی تولید و صادرات نفت و دیگر سوخت‌های دارای مزیت تولید در آینده کشور سودمند باشد.

برای دست‌یابی بدین منظور، ابتدا ضمن مروری بر وضعیت تولید، مصرف و صادرات و واردات جهانی نفت در ایران و OECD^[4]، به بررسی جایگزینی بین‌سوختی در کشورهای OECD و تأثیر آن بر نوسان سهم صادرات نفت ایران به OECD، در سیستم معادلات سهم سوخت بر اساس مدل لاجیت خطی خواهیم پرداخت. سپس به تبیین نوسان سهم صادرات نفت ایران از شاخص بی‌ثباتی سهم بازار MSI[5] - که در ادبیات این قبیل مطالعات استفاده می‌شود- می‌پردازیم.

 

2. وضعیت مصرف انرژی در جهان و OECD

روند مصرف انرژی طی سال‌های 2012-1990 در کل جهان و OECD در نمودار (1) تصویر شده است. این روند برای جهان با سرعت بیشتری در حال افزایش است؛ در حالی که مصرف انرژی OECD روند کندتری دارد. رشد مصرف انرژی به دلیل رکود جهانی 2009-2008 و کاهش شدید رشد‌های اقتصادی در جهان (به ‌ویژه OECD) به شدت کاهش یافت (شرکت نفت بی‌پی[6]، 2013).

 

 

نمودار 1. روند مصرف انرژی در جهان و OECD 2012-1990

 منبع: BP (2013)

 

3. صادرات و واردات جهانی نفت خام

در سال 2012 آمریکا با 51/8 میلیون بشکه نفت خام بزرگ‌ترین واردکننده نفت در دنیا بوده است. پس از آن چین، ژاپن و هند به ترتیب با 45/5، 75/3 و 56/3 میلیون بشکه در روز، بزرگ‌ترین واردکنندگانِ نفت خام بوده‌اند. اروپا نیز به ‌طور متوسط در این سال، 54/9 میلیون بشکه نفت خام وارد نموده است. درباره فراورده نیز آمریکا و سپس سنگاپور و چین به ترتیب با 02/2، 94/1 و 67/1 میلیون بشکه معادل نفت خام در روز بیشترین میزان واردات را داشته‌اند. درباره صادرات نیز منطقه خاورمیانه با 69/17، شوروی سابق با 07/6، آفریقای‌ غربی با 34/4، کانادا با 44/2 و آفریقای شمالی با 14/2 میلیون بشکه نفت خام در روز بیشترین میزان صاردات را داشته‌اند. در مجموع، کل جهان روزانه به طور متوسط، به ترتیب 71/38 و 1/16 میلیون بشکه نفت خام را صادر (یا وارد) نموده است. نمودار (2) روند صادرات و تولید نفت خام ایران را طی دوره (47 ساله) 1391-1344 خورشیدی نشان می‌دهد. بیشترین میزان صادرات نفت خام طی این دوره مربوط به سال 1353 با 5530 هزار بشکه در روز و کمترین میزان مربوط به سال 1360 با730 هزار بشکه در روز بوده است (بولتن آماری اوپک، سال‌های مختلف).

 

 

نمودار 2. تولید و صادرات نفت ایران طی سال‌های 1391-1344 (هزار بشکه در روز)

  منبع‌: بولتن آماری اوپک در سال‌های مختلف

 

همچنین ایران به مناطقی مانند آسیا پاسفیک، اروپای غربی، آفریقا، خاورمیانه و اروپای شرقی در سال‌های 2013-1989 صادرات نفت داشته است که روند آن برای دو منطقه اصلی آسیای پاسفیک و اروپای غربی در نمودار (3) عرضه شده است. بر اساس این نمودار، میزان صادرات نفت به منطقه اروپای غربی، طی این دوره روند کاهشی دارد؛ در مقابل، حجم صادرات به آسیا و پاسفیک (به دلیل رشد زیاد این کشورها، به ‌ویژه چین و هند) افزایش یافته است.

 

 

نمودار 3. صادرات نفت‌ خام‌ ایران به ‌مناطق مختلف جهان در سال‌های متفاوت (هزار بشکه ‌در روز)

منبع‌: بولتن اوپک در سال‌های مختلف

 

4. مبانی نظری

مبانی نظری این مقاله شامل دو قسمت است؛ یک قسمت درباره جایگزینی‌ بین‌سوختی است و دیگری چارچوبی که با آن می‌توان اثر این جایگزین‌سازی‌ها را بر صادرات نفت خام ایران بررسی کرد. برای اولی از مدل لاجیت خطی رویکرد کانسیداین^[7] استفاده شد و برای دومی از شاخص ‌MSI استفاده شده است.

یکی از ابزار تحلیل اثر جایگزینی بین سوختی، استفاده از توابع سهم سوخت‌ است که در مطالعات به دو صورت توابع ترانسلوگ و توابع لاجیت، انجام شده است. در این مقاله به دلایل زیر از مدل لاجیت استفاده شد.

مدل لاجیت که اولین بار برای تخمین معادلات سهم سوخت در سال 1984 توسط کانسیداین جهت رفع برخی مشکلات توابع ترانسلوگ معرفی شد، از مزایای بیشتری به‌ ویژه در تخمین دقیق‌تر ضرایب برخوردار است. همچنین مطالعات کانسیداین و مانت[8] (1984) و کانسیداین (1990) و نیز نتایج تکمیلی کلایفتون^[9] (1995) و اورگا و والترز[10] (2003) نشان داد که مدل لاجیت خطی پویا نسبت به شکل پویای مدل ترانسلوگ از نتایج استوارتر و دقیق‌تری برخوردار بوده و برای کاربرد در مکانیسم‌های تعدیل پویا از کارآیی مناسب برخوردار است.

بر اساس تحقیق کانسیداین (1984) یک مدل تقاضای نهاده لاجیت خطی (تیل، 1969) را می‌توان با مجموعه‌ای از N سهم هزینه با استفاده از مدل لاجستیک زیر به‌ دست آورد:[11]

(1)

که برای بیان یک مجموعه N تایی از معادلات سهم هزینه ارائه می‌شود و در آن =(PiXi /C) Si؛ زیرا بر اساس لم شفارد^[12] داریم:  . بنابراین Si سهم هزینه کل تخصیص داده شده به iامین نهاده، Pi و Xi نیز به ترتیب قیمت و مقدار نهاده iام می‌باشد، C نیز هزینه کل N نهاده و wi نیز تابعی از قیمت‌های n نهاده و سطح ستانده  Yدر شرایط پویا خواهد بود:

(2)

که در آن  و  و  و  پارامتر‌های ناشناخته هستند، بنابراین در این مدل تبیین کشش‌های قیمتی، ساده بوده و از پیچیدگی‌های نظری غیرضروری مبرا هستند. براساس تحقیق کانسیداین (1984) و با توجه به رابطه (2) فوق، هریک از کشش‌های قیمتی برای سهم‌ها و برای iامین نهاده را می‌توان با استفاده از لم شفارد به‌ صورت زیر به‌ دست آورد:

کشش‌ قیمتی و متقاطع برای هریک ‌از سهم‌ها (رابطه 1) و با جای‌گذاری از رابطه (2) خواهد بود:

(3)

همچنین بر اساس رابطه S_i فوق داریم X_i =(CSi/Pi) در این صورت کشش مستقیم و متقاطع قیمتی در سطح نهاده‌ها را می‌توانیم با استفاده از لم شفارد و به‌کارگیری رابطه (3) به ‌صورت زیر بنویسیم:

         و                      (4)

یعنی کشش قیمتی متقاطع برای هر کالا عبارت است از کشش‌ سهمی متقاطع آن، به علاوه میانگین سهم آن نهاده‌ای که قیمتش تغییر کرده است و در نهایت اگر ضرایب قیمتی معادله (2) به صورت   تعریف شود، با توجه به تبدیل کلایفتون (1995) می‌توان مدل لاجیت خطی بیان شده در (1) را برای چهار سوخت، 4N= و با تبدیل معادله سهم، به نسبت سهم، (در این حالت به جای چهار معادله، سه معادله خواهیم داشت) و در شرایط پویا به صورت  سیستم معادلات سهم سوخت زیر ارائه داد:

(5)

که ضریب  همان نرخ تعدیل پویا است. برای کشش‌های بلندمدت قیمتی و متقاطع برای تمامی i و j ها با در دست داشتن ضریب تعدیل ( ) خواهیم داشت: [13]

(6)

در نهایت با توجه به رابطه (4) به‌ طور خلاصه برای کشش جایگزینی خواهیم داشت (کانسیداین، 1984):

(7)

و در زمانی که بیش از دو نهاده (سوخت) وجود داشته باشند به دلیل پیچیده‌تر شدن روابط جانشینی میان نهاده‌ها می‌توان از کشش جانشینی موریشیما^[14] (1967) به صورت زیر استفاده کرد:

(8)

که این کشش به دلیل بهره‌گیری از نسبت قیمت‌ها نسبت به کشش‌های آلن از دقت بیشتری برخوردار است؛ زیرا در صورت تغییر یک قیمت، اثر نسبی قیمت‌ها بر تقاضای سوخت را در نظر می‌گیرد. اما برای بررسی اثر این جایگزینی‌ها بر بازار صادرات نفت خام ایران در OECD و نیز بررسی این مسئله که آیا این بازار از نظر رقابت میان سوخت‌های جایگزین، بازاری پویاست یا خیر، از شاخص MSI استفاده می‌کنیم. به عنوان مثال، یک درصد نوسان سهم سوخت گاز یا الکتریسیته چه مقدار می‌تواند در سهم صادرات نفت ایران تأثیرگذار باشد و این اثرگذاری مثبت است یا منفی. اولین مطالعات مرتبط با بی‌ثباتی سهم بازار (MSI) را می‌توان در پژوهش‌های هیمر و پاشینگیان^[15] (1962) یافت؛ ایشان از رابطه زیر برای بیان بی‌ثباتی سهم بازار استفاده کرده‌اند:

                                                                        (9)

که در آن MS_it سهم بازار کالای i در زمان t می‌باشد. رابطه بالا معیار مطلق^[16] بی‌ثباتی سهم بازار است. هیمر و پاشینگیان (1962) معیار اندازه‌گیری بی‌ثباتی سهم بازار را «معیار پویایی رقابت» تعریف می‌کنند. شاخص  در واقع نمایانگر مقدار مطلق بی‌ثباتی کالا یا شرکت i در زمان t می باشد. معیار نسبی اندازه‌گیری بی‌ثباتی سهم بازار نیز به صورت زیر تعریف می‌شود:

(10)

با محاسبه شاخص MSI با بهره‌گیری از رابطه بالا برای صادرات نفت ایران به OECD می‌توان مدل بی‌ثباتی سهم بازار را برای صادرات نفت ایران به OECD به صورت زیر بیان کرد:

MSI_ot=f(D(qo_Iran),AD(L(S1/S4)),AD(L(S2/S4)),AD(L(S3/S4)),DUM1,..) (11)   

که در رابطه (11) MSIot قدر مطلق تغییر سهم صادرات نفت ایران در بازار OECD در زمان t می‌باشد. هر یک از AD(S1/S4), AD(S2/S4), AD(S3/S4) به ترتیب، قدرمطلق تفاضل سهم هر یک از سوخت‌ها در معادلات سهم سوخت (5) می‌باشند؛ هم‌چنین متغیرهای DUM1 و DUM2 متغیرهای موهومی[17] هستند که نمایانگر شوک‌های قیمتی بحران‌های اقتصادی، تحریم یا بی‌ثباتی‌‌های ناشی از جنگ یا انقلاب در بازار نفت است.

5. مروری بر ادبیات تجربی

برخی پژوهش‌های داخلی درباره بررسی اثر جایگزینی بین‌سوختی در بخش‌های اقتصادی کشور مانند صنعت، ساختمان و نیروگاه‌ها با هدف بررسی کشش‌های قیمتی و متقاطع و هم‌چنین کشش‌های درآمدی با کاربرد معادلات سهم سوخت صورت گرفته که برای نمونه می‌توان به مطالعه مرزبان و همکاران (1384) با عنوان "بررسی تقاضا برای انواع سوخت و جانشینی بین آنها در نیروگاه‌های حرارتی تولید برق کشور (1380-1353)" اشاره کرد.

این مطالعه با هدف بررسی جایگزین‌کردن انواع سوخت‌های گازوئیل، نفت ‌کوره و گاز طبیعی با یکدیگر در نیروگا‌ه‌های حرارتی تولید برق ایران صورت گرفت و در آن از تابع هزینه کوتاه‌مدت غیرهمگن ترانسلوگ استفاده شد. نتایج نشان داد که ضریب بار، یک متغیر اثرگذار بر تقاضای سوخت است و مقادیر سهم سوخت‌ها نسبت به تغییر ضریب‌بار با کشش می‌باشند. رابطه جایگزینی ضعیفی بین سوخت‌ها وجود دارد و تقاضای انواع سوخت نسبت به تغییر قیمت آن‌ها بی‌کشش است. هم‌چنین آن‌ها ثابت کردند با فرض بازده ثابت نسبت به مقیاس، تقاضای گازوئیل و نفت کوره نسبت به تغییر سطح تولید، کاملاً با کشش و تقاضای گاز طبیعی، نسبت به تغییر مقدار تولید، بی‌کشش است.

بهبهانی فرد (1383) در پژوهش خود با عنوان "بررسی عوامل موثر بر تقاضای انواع انرژی در بخش صنعت استان اصفهان و تخمین کشش‌های جایگزینی بین آن‌ها" برای برآورد معادلات سهم سوخت در صنایع اصفهان از مدل لاجیت دو مرحله‌ای استفاده کرد. در مرحله اول، وی مدل تابع تقاضای انرژی بخش صنعت را با استفاده از روش «حداقل مربعات معمولی» برآورد می‌کند و نتیجه می‌گیرد که ارزش‌ افزوده بخش صنعت، رابطه مستقیم با تقاضای انرژی در این بخش دارد و در مرحله دوم، با بهره‌گیری از مدل لاجیت و روش تخمین معادلات به ظاهر غیرمرتبط (SURE) و استفاده از سیستم پویای مصارف و سهم حامل‌های انرژی برای تخمین معادلات سهم سوخت، نتیجه می‌گیرد گاز طبیعی جایگزین مناسبی برای فراورده‌های نفتی، زغال‌سنگ و برق می‌باشد که البته این تناسب جایگزینی درباره زغال سنگ بیشتر است. نتایج حاصل از کشش‌های قیمتی متقاطع فراورده‌های نفتی زغال و برق با یکدیگر نشانگر آن است که این انرژی‌ها مکمل یکدیگر هستند.

خیابانی و حسنی (2010) در تحقیقی با عنوان "ناکارایی‌های تخصیصی و فنی و کشش‌ جایگزینی عوامل برای 9 زیربخش صنعت (مطابق طبقه‌بندی بین‌المللی استاندارد صنایع-کد ISIC)" در ایران، ضمن تحلیل وضعیت صنایع و مرور اثر برنامه‌های توسعه‌ای پنج‌ساله طی دوره 2004-1980، از داده‌های پانل برای تخمین تابع هزینه تعمیم‌یافته سایه‌ای^[18] بهره گرفته و هم‌گام با محاسبه کشش‌های جایگزینی نتیجه گرفتند در کشش‌های محاسبه شده تقاضا و جانشینی ناکارایی وجود دارد؛ اما با وجود اتلاف انرژی، حذف محدودیت‌های محیطی موجب می‌شود صنایع کارخانه‌ای مصرف انرژی خود را نسبت به دو نهاده‌ کار و سرمایه افزایش دهند.

کانسیداین(1984) در مطالعه خود نشان داد مدل لاجیت خطی با محدودیت‌های خود می‌تواند برای تصریح سیستم معادلات سهم هزینه که تأمین‌کننده شرایط اقتصاد نئوکلاسیک باشد، استفاده شود. کلایفتون (1995) در کامل کردن پژوهش کانسیداین با استفاده از برآورد کشش‌های خود-قیمتی در کوتاه‌مدت و بلندمدت در تقاضای انرژی بخش صنعت در ایالات متحده آمریکا، نتیجه گرفت این مدل نسبت به مدل ترانسلوگ از ویژگی‌های بهتری مانند همسانی، تقعر و تقارن کلی برخوردار است که موجب دقت بیشتر نتایج می‌شود. وی نشان داد در زمان تغییر قیمت کمتر از 30 درصد تعدیل‌ها در همان سال وقوع تغییر می‌کند و 50 درصد تعدیل‌ها در سال دوم؛ و این واکنش وقفه‌ای، کمتر از آن‌ چیزی است که پیندایک (1977) در مطالعه خود به آن دست یافت. تحقیق مشابه دیگر، پژوهش جوجنی‌جس استین باکس^[19](2010) است. وی در مطالعه خود، جایگزین‌کردن بین‌سوختی را در صنایع کارخانه‌ای انگلیس با کاربرد مدل لاجیت خطی برای نهاده‌های انرژی به‌ طور کلی و نیز برای سوخت‌هایی که فقط در فرایند گرمایش شرکت دارند، به ‌طور خاص، محاسبه می‌کند.

از جمله مطالعاتی که با بهره‌گیری از شاخص MSI اجرا شده است، می‌توان به مطالعه نیدهام^[20](1975) اشاره کرد. بر اساس این مطالعه، رابطه بین شدت تحقیق‌های بنگاه با سهم بازار خود بنگاه، رابطه مستقیم داشته و نیز با سهم بازار بنگاه رقیب رابطه معکوس دارد. در بازار انرژی، تحول سهم سوخت مهم‌ترین نماد تحول تکنولوژی و ظهور انرژی‌های نوپدید است. به تعبیر دیگر، بر اساس رابطه اخیر که در ادبیات اقتصاد صنعتی با عنوان «مدل نیدهام» معروف است، به ‌طور اساسی باید شاهد افزایش سهم سوخت‌های جدید در بازار انرژی باشیم؛ زیرا هزینه‌های مربوط به تحقیق و توسعه که در بازار انرژی به دلیل حساسیت زیاد انرژی در اقتصاد و توسعه کشورها، به‌ طور معمول با تشویق و حمایت‌های دولتی همراه است، موجب می‌شود سهم بازار به نفع سوخت‌های جدیدتر افزایش یابد.

شاخص RMSI[21] قدر مطلق بی‌ثباتی سهم بازار است و نسبت به ساختار بازاری که شرکت در آن فعالیت می‌کند از عوامل گوناگون تاثیر می‌پذیرد. برای مثال در پژوهش‌های زیادی، عامل نوآوری و هزینه‌های تحقیق و توسعه را عاملی می‌دانند که می‌تواند سهم شرکت را در بازار تحت تأثیر قرار داده و عامل بی‌ثباتی آن باشد.

سانین و زاناج^[22]، کانتر^[23]، رزنده و لیما^[24] متوپولوس و ولاچوپولو^[25] رابل و ورساول^[26]از جمله محققانی هستند که به بررسی این نقش در بی‌ثباتی سهم بازار کالاهای مختلف پرداخته‌اند. برخی دیگر به نقش تبلیغات اهمیت داده‌اند و آن را عامل مهمی در بی‌ثباتی سهم بازار شرکت‌ها دانسته‌اند (برای نمونه می‌توان به کاتو و هونژو^[27] در صنایع کارخانه‌ای ژاپن؛ گیانتی^[28] برای بانک‌های ایتالیا؛ کلی^[29] [که تأثیر کوتاه‌مدت و بلندمدت هزینه‌های تبلیغات بر سهم بازار را در صنایع دخانی اندونزی بررسی کرده است]؛ لیو و سیوکیس^[30] اشاره کرد). برخی پژوهش‌ها، صرفه‌های ناشی از مقیاس را در بی‌ثباتی بازار سودمند دانسته‌اند، (مازوکاتو^[31] 1998)؛ برخی دیگر به نقش سیاست‌های تنظیم بازار در بی‌ثباتی سهم بازار پرداخته‌اند، (کنزلمن و همکاران^[32])؛ و برخی دیگر به عواملی مانند میزان سود‌آوری بنگاه و متغیرهای هزینه‌های عملیاتی و شدت سرمایه بر سهم بازار توجه داشته‌اند (تانگ و همکاران^[33]،2010).

 

6. روش تحقیق و تفسیر داده‌ها

بر اساس گفتار پیشین، برای تخمین سیستم معادلات (5) از روش (SURE)[34] یا معادلات به ظاهر غیرمرتبط استفاده خواهد شد؛ زیرا در این سیستم معادلات سهم‌ها، به ظاهر مستقل از یکدیگر هستند. اما اگر قیمت یک کالا تغییر کند، تقاضا برای کالای دیگر نیز تغییر می‌کند. معادلات رگرسیونی به ظاهر غیرمرتبط، اولین بار توسط آمولد زلنر^[35](1962) عرضه شد که شکل تعمیم یافته مدل رگرسیون خطی است و متشکل از چند معادله رگرسیونی است که هریک با داشتن متغیر وابسته و نیز به ‌طور بالقوه، از مجموعه متغیرهای توضیحی برون‌زا تبعیت می‌کنند. هر معادله در سطح خودش، یک رگرسیونی خطی معتبر است و می‌توان آن را به‌ طور مستقل تخمین زد. چنین تخمین‌هایی اگرچه سازگار هستند؛ اما کارایی تخمین‌های SURE را ندارند. زیرا در SURE ماتریس واریانس-کواریانس، اجزای خطا نیز در تصریح معادلات وارد می‌شود. تنها در دو حالت تخمین‌های حداقل مربعات، معادل با تخمین‌های به ‌دست آمده از روش SURE می‌باشد: یکم، زمانی که اجزای خطا در معادلات مختلف با یکدیگر در ارتباط نباشند و دوم، زمانی است که هر معادله مجموعه رگرسیون‌ها را در سمت راست معادله نیز داشته باشد. در این صورت استفاده از هریک از OLS یا SURE برای دست‌یابی به تخمین‌ها تفاوتی ندارد.

در این مقاله دوره مورد مطالعه متناسب با داده‌های سری زمانی در دسترس و موجود سال‌ها‌ی 1960-2012 - برای همه کشورهای OECD برای مدل سهم سوخت‌ها - و 1980-2012 -برای مدل MSI- است. داده‌های آماری نیز برای تمام قیمت‌ها، مقادیر واقعی است. قیمت‌های نهایی مصرف‌کننده در OECD از جمع قیمت‌های مناطق مختلف OECD متناسب با وزن هر منطقه به دست آمده است. همچنین قیمت‌ها در برگیرنده مالیات و همه هزینه‌های مربوط از مرحله انتقال تا پالایش و حمل و توزیع است.

تولید ناخالص داخلی نیز مجموع تولید ناخالص داخلی واقعی کشورهای OECD است. مقدار تقاضا برای هر یک از سوخت‌ها نیز بر حسب میلیون تن، معادل نفت خام[36] (MTOE) بیان شده است. آمار مربوط به صادرات و واردات نفت خام نیز بر حسب متوسط میلیون بشکه در روز است. آمار تولید نفت خام ایران نیز متوسط میلیون بشکه در روز می‌باشد.

 

7. تخمین مدل و تحلیل نتایج

نتیجه تخمین سیستم معادلات پویای (7 و 11) با استفاده از روش SURE و نرم‌افزار Eviews7 در جدول (1) بیان شده است.

 

جدول 1. تخمین سیستم معادلات سهم سوخت و نوسان سهم صادرات ایران در OECD

عناوین	پارامتر	ضرایب تخمینی از مدل پویای لاجیت
ضرایب متغیر قیمت‌های نسبی در معادلات سهم سوخت	β*12	0477/1-            (578/0)
	β*13	884/0-             (0451/0)
	β*14	0201/1-             (036/0)
	β*24	775/0-              (124/0)
	β*34	0715/1-               (027/0)
	β*23	94/-                (0447/0)
ضرایب عرض از مبدأ در معادلات سهم سوخت	η1	956/0                (234/0)
	η2	502/0                (382/0)
	η3	512/0*              (154/1)
	η4	ــ
ضریب تعدیل	𝞬	832/0
ضرایب درآمدی	α1	0998/0-             (0259/0)
	α2	*0544/0-            (0387/0)
	α3	*0525/0-             (0448/0)
نتایج تخمین هم‌زمان مدل MSIبا مدل سهم سوخت لاجیت برای ایران (متغیر وابسته : نوسان سهم صادرات نفت ایران در OECD)		لاجیت
عرض از مبدأ		0657/0         (025/0)
قدر مطلق نوسان تولید نفت ایران		*00196/0       (00175/0)
قدر مطلق نوسان سهم نسبی سوخت گاز OECD در مدل لاجیت		584/0-           (253/0)
قدر مطلق نوسان سهم نسبی سوخت الکتریسیته OECD در مدل لاجیت		438/0           (263/0)
قدر مطلق نوسان سهم نسبی سوخت نفت OECD در مدل لاجیت		3/0            (1355/0)
شوک جنگ ایران و عراق سال 61 جنگ نفت کش‌ها		45564/1        (103/0)
شوک جنگ ایران و عراق سال 62 جنگ نفت کش‌ها		2092/0        (06437/0)
شوک افزایش قیمت نفت (بیش از 40 درصد) 2005		225/0         (0631/0)
بحران جهانی اقتصاد سال 2009 و سقوط قیمت نفت		337/0          (0613/0)
پذیرش قطعنامه 598 و پایان جنگ ایران و عراق 1988		1353/0        (0619/0)
شوک افزایش قیمت نفت با بهبود نسبی بحران جهانی در 2010		3936/0      (0643/0)
آغاز تحریم نفتی ایران 2012 از سوی آمریکا و متحدانش		3613/0      (0743/0)

پس از محاسبه ضرایب اصلی (از رابطه   ) می‌توان کشش‌های جایگزینی (جزئی‌آلن و موریشیما) و کشش‌های قیمتی و متقاطع تقاضا را محاسبه نمود. جداول (2 و 3) مقدار محاسبه شده برای این کشش‌ها را نشان می‌دهد.

 

جدول 2. محاسبه کشش‌های جایگزینی (جزئی آلن و موریشیما)، مدل پویا[37]

کشش‌ها	کشش جایگزینی آلن		کشش جایگزینی موریشیما
	کوتاه مدت	بلند مدت	کوتاه مدت	بلند مدت
	0507/0-	053/1-	0	0
	0478/0-	992/0	0098/0	2032/0
	1161/0	441/2	0899/0	872/1
	0201/-	418/0-	0017/0-	0348/0-
	0478/0-	992/0-	0014/0	0296/0
	12/0-	498/2-	0	0
	0597/0	24/1	0739/0	539/1
	225/0	675/4	0226/0	472/0
	1161/0	411/2	0805/0	677/1
	0597/0	24/1	0242/0	5045/0
	2009/-	173/4-	0	0
	715/-	485/1-	0068/0-	141/0-
	0201/0-	-0.418	0.0148	0.3078
	225/0	675/4	0465/0	968/0
	0715/0-	485/1-	0317/0	7645/0
	0033/0-	068/0-	0	0

*o سوخت‌های مایع، g سوخت گاز، e سوخت الکتریسیته، c سوخت‌های جامد

جدول 3. کشش‌های خود قیمتی و متقاطع تقاضای هر یک از سوخت‌ها

کشش‌ها	کوتاه مدت	بلند مدت	کشش‌ها	کوتاه مدت	بلند مدت
	0245/0-	508/0-		056/0	164/1
	0064/0-	134/0-		008/0	167/0
	0329/0	6835/0		057/0-	183/1-
	002/0-	041/0-		0071/0-	147/0-
	231/0-	479/0-		0097/0-	202/0-
	0162/0-	336/0-		0303/0	6292/0
	0169/0-	3514/0-		0203/0-	421/0-
	0223/0	464/0		0003/0-	007/0-

 

همان‌طور که از برآورد مدل لاجیت خطی در جدول (1) نتیجه می‌شود، همه ضرایب معادلات سهم سوخت (بجز کشش ‌درآمدی در مدل سهم الکتریسیته) معنادار هستند. همچنین از ضرایب مدل MSI صادرات ایران به OECD بجز مطلق نوسان تولید نفت ایران بقیه ضرایب معنادار هستند.

تفسیر کلی شاخص MSI برای پویای رقابت بازار است. با توجه به معناداری بالای ضرایب قدرمطلق تغییر سهم نسبی سوخت‌ها و سایر متغیرهای موهومی OLS‌ می‌توان نتیجه گرفت که بازار نفت در OECD برای صادرات نفت ایران یک بازار پویا بوده ‌است. بنابراین این تحقیق به دنبال پاسخ بدین پرسش اساسی است که آیا جایگزین‌سازی‌ها در OECD تأثیری در نوسان سهم صادرات نفت ایران به OECD داشته‌اند. همچنان که از جدول (1) نتیجه می‌شود، تمامی ضرایب مطلق تغییر سهم نسبی سوخت‌ها معنادار شده‌اند و اساساً بدین معناست که جایگزینی‌های‌ بین سوختی در صادرات نفت ایران در OECD تأثیر داشته ‌است و در بازار صادرات نفت ایران در OECD رقابت پویایی وجود دارد.

 

 

• ·      تفسیر کشش‌های جایگزینی بین‌سوختی (آلن و موریشیما) در شرایط پویا

مقادیر کشش‌های جانشینی (آلن و موریشیما) در جداول (2 و 3) بیان شده‌اند. ضریب تعدیل مدل پویا 83/0 است که با توجه به بزرگ بودن آن سرعت تعدیل زیاد را در مدل نشان می‌دهد. برای تبدیل کشش‌ها از کوتاه به بلندمدت نیز از رابطه (14) استفاده شده است.

همان ‌طور که از جدول (2) مشاهده می‌شود کشش جایگزینی نفت نسبت به خود این سوخت ( ) در کوتاه‌مدت برابر با 507/0- به‌ دست آمده است و بدان معناست که به طور مثال اگر قیمت این نهاده یک درصد افزایش (کاهش) پیدا کند، این سوخت به میزان 507/0 درصد کاهش (افزایش) می‌یابد و جایگزین سوخت‌های دیگر می‌شود. این در حالی است که کشش خودقیمتی نفت (eoo) برابر با 245/0- به دست آمده است (جدول 3). بدین معنا اگر قیمت نهاده نفت یک درصد تغییر یابد، مقدار مطلق تقاضا برای این نهاده به میزان 245/0- درصد تغییر خواهد کرد. بنابراین کشش‌های جانشینی آلن از نظر قدر مطلق همواره بزرگ‌تر از کشش‌های خودقیمتی و متقاطع هستند؛ زیرا کشش‌های جزئی جایگزینی آلن اثر سهمی آن نهاده‌ای را که قیمت آن تغییر کرده را نیز در خود دارند (کانسیداین 1984).

همچنین نتایج کشش‌ جایگزینی موریشیما نیز در همان جدول (2) بیان شده است. برخی نتایج با کشش‌ آلن متفاوت و حتی علامت ضریب نیز مخالف یکدیگر هستند. برای مثال گاز با نفت ( ) و الکتریسیته با زغال ( )، از نظر علامت در هر دو کشش با هم متفاوت هستند. همچنین کشش جایگزینی موریشیما قادر است سهم نسبی تغییر در نهاده‌ها را در نتیجه تغییر در قیمت نسبی محاسبه نماید و (به ویژه زمانی که تعداد نهاده‌ها افزایش پیدا می‌کند) نسبت به کشش جزئی آلن از دقت بیشتری برخوردار است. بنابراین این اختلاف، طبیعی است و مکملی یا جایگزینی برای نسبتی از نهاده‌ها یا نسبتی از قیمت‌ها خواهد بود.

بر اساس کشش‌جایگزینی موریشیما، بجز نفت با زغال ( ) و الکتریسیته با زغال ( ) که مکمل هستند، بقیه سوخت‌ها با یکدیگر جایگزین خواهند شد. نفت و گاز بیشترین شدت جایگزینی را با الکتریسیته دارند؛ اما در زغال، بیشترین شدت جایگزینی با گاز است. این در شرایطی است که نفت و گاز در کشش آلن مکمل هم هستند و نفت بیشترین شدت جایگزینی را با الکتریسیته (مانند موریشیما)، ولی گاز با زغال دارد. همچنان که یاد شد، کشش موریشیما به دلیل این که اثر تغییر نسبت قیمت‌ها را در نظر می‌گیرد از دقت بیشتری (به ویژه در سیاست‌گذاری و در شرایطی که تعداد نهاده‌ها افزایش یابد) برخوردار است.

 

7. نتیجه‌گیری و توصیه‌های سیاستی

اهمیتِ یافتنِ جایگزین برای نفت و اثر آن بر تولید و صادرات نفت ایران، مسئله‌ای است که بررسی روند آن و آگاهی از سودمندی‌های آن می‌تواند به مسئولان در برنامه‌ریزی برای تولید و صادرات نفت و دیگر سوخت‌های دارای مزیت تولید در کشور کمک کند.

برای دست‌یابی به این هدف، با به کارگیری سیستم معادلات سهم سوخت‌ها بر اساس مدل لاجیت خطی در بازار OECD و تخمین مدل سهم صادرات ایران در این بازار با در نظر گرفتن سهم نسبی هریک از سوخت‌ها، تحولات حاصل از این جایگزین‌سازی، بر صادرات ایران بررسی‌شد. نتایج نشان داد که همه جایگزین‌‌های بین‌سوختی در OECD بر سهم صادرات ایران در این منطقه مؤثر بود‌ه‌اند و به همین دلیل نیز به عنوان سوخت‌های رقیب، معنادار بودن این تأثیرها نشان از پویایی این بازار است. علاوه بر این، بازار صادرات نفت ایران در OECD متأثر از عوامل غیر بنیادین، نظیر انقلاب، تحریم، جنگ و بحران‌ها و مناقشات خاص منطقه‌ای و جهانی نیز بوده است و هریک به سهم خود، سهم ایران در این بازار را تحت تأثیر قرار داده‌اند.

بر اساس نتایج کشش‌جایگزینی موریشیما، بجز دو سوخت نفت با زغال ( ) و الکتریسیته با زغال ( ) که مکمل هستند، بقیه سوخت‌ها با یکدیگر جایگزین هستند. نفت و گاز بیشترین شدت جایگزینی را با الکتریسیته دارند. اما در زغال بیشترین شدت جایگزینی با گاز است. این در شرایطی است که نفت و گاز در کشش آلن مکمل هم هستند و نفت بیشترین شدت جایگزینی را با الکتریسسته (مانند موریشیما) ولی گاز با زغال دارد. همچنان که گفته شد کشش موریشیما با توجه به این که نسبت قیمت‌ها را در نظر می‌گیرد از دقت بیشتری (به ویژه در شرایطی که تعداد نهاده‌ها افزایش یابد)، برخوردار است. با این شرایط پیشنهاد می‌گردد برای مصون ماندن نفت ایران از اثرجایگزینی بین‌سوختی در OECD، ضمن حفظ و توسعه روابط و استفاده از ابزارهای نوین اکتشاف و استخراج در بالادستی و روش‌های نوین بازار‌یابی و فروش و استفاده از ابزارهای مالی جدید در پایین دستی، به منبع غنی گاز ایران به عنوان گزینه‌ای برای جایگزینی در بازار انرژی OECD به ویژه اروپا و پاسفیک اتکا شود؛‌ زیرا همچنان که نتایج کشش‌های جانشینی نشان داد، گاز بیشترین شدت جایگزینی را با الکتریسیته و نفت داراست.

---

[1] Geothermal

[2] Energy Imformation Administration

[3] Organization of the Petroleum Exporting Countries

[4] Organization for Economic Cooperation and Development

[5] Market Share Instability

[6] British Petroleum (BP)

[7] Considine

[8] Considine & Mount

[9] Clifton

[10] Giovanni Urga & Chris Walters

 [11]مدل لاجیت، روشی تبدیلی برای استفاده در تصریح معادلات سهم‌سوخت است. این روش، اولین‌بار توسط کانسیداین در 1984 مطرح شد و با توجه به مزایای زیادی که برای تخمین معادلات سهم سوخت نسبت به روش ترانسلوگ داشت، مورد استفاده محققان بسیاری قرار گرفت. مزایای این روش عبارتند از: 1. تضمین غیرمنفی شدن سهم سوخت‌ها (مشکلی که در مدل‌های گریفین و پیندایک (1977) با استفاده از تابع هزینه ترانسلوگ وجود داشت)؛ 2. تضمین بزرگ‌تر از یک‌نشدن مجموع سهم سوخت‌ها؛ 3. تضمین این که نتایج حاصل از این سیستم، معادلات کشش‌هایی را حاصل خواهد آورد که بر اساس آن‌ها مجموع سهم N کشش قیمتی، برای هرنهاده برابر با صفر شده و همچنین متقارن بودن کشش‌های سهمی متقاطع و کشش‌های جانشینی ( ) را تضمین خواهد کرد.

[12] Shephard's Lemma

 [13]براساس تحقیق کانسیداین (1984) در تخمین سیستم معادلات 5 بجای S^* از میانگین سهم نهاده‌ها در طول دوره استفاده می‌شود. همچنین دلیل استفاده از وقفه مقادیر نهاده‌ها در سیستم معادلات (5) بجای وقفه سهم‌ها این است که تخمین صحیح‌تری از نرخ تعدیل پویا به دست آید؛ زیرا بر اساس هوگان (Hogun,1989) استفاده از سهم‌ها نرخ تعدیل را کمتر از حد تخمین می‌زند.

[14] Morishima, M., 1967. [Mundra, K. and Russell R.R. (2004) and Jing Zhong, 2012]

[15] Hymer S. & Pashigian

[16] Absolute Index

[17] Dummy Variables

[18] Generalized Shadow Cost Function

[19] Jevgenijs Steinbuks

[20] Needham,D

^[21] Restricted Market Share Instability

^[22] Sanin M.E., and Zanaj S.

^[23] Contner U.

^[24] Resende M., and Lima M.A.M.

^[25] Matopoulos A, and Valchopoulou M.

^[26] Ruble R., and Versaevel.

^[27] Kelly B.

^[28] Giannetti C.

^[29] Kelly B.

^[30] Liu H., and Siokis F.

[31] Mazzucato M.

[32] Konzelmann S., and et al. , 2010

[33] Tung S.G., Lin C.Y., and Wang C.Y.

^[34] Seemingly Unrelated Regression

[35] Amold Zellner

[36] Million Tons of Oil Equivalent

 [37]تمامی Si یا Sj ها در روابط کشش‌های قیمتی، متقاطع و جایگزینی عددی ثابت هستند که در ضرایب تخمینی برای محاسبه کشش‌ها ضرب می‌شوند؛ یعنی اختلاف انحراف معیار ضرایب تخمینی و تبدیلی به اندازه ضرب میانگین سهم‌هاست. این مسئله یعنی سطح معناداری (نتایج آماره t) هر یک از متغیرهای تبدیلی با متغیرهای تخمینی برابر است (زیرا برای محاسبه آماره آزمون خواهیم داشت  که برای ضرایب تبدیلی خواهد شد  که در آن Si همان میانگین سهم‌ سوخت‌ i است؛ لذا  است).

مراجع

منابع

-      ترازنامه‌ وزارت نیرو و ترازنامه هیدروکربوری، سال‌های مختلف. سایت آمارهای سری‌های زمانی بانک مرکزی.

-      بهبهانی فرد، پروین (1383). بررسی عوامل موثر بر تقاضای انواع انرژی در بخش صنعت استان اصفهان و تخمین کشش‌های جایگزینی بین آنها. نهمین کنفرانس شبکه‌های توزیع نیروی برق، دانشگاه زنجان.

-      Apostolos Serletis, Govinda Timilsina, Olexandr Vasetsky, April (2010). Interfuel substitution in the United States. Energy Economics, Elsevier, 32(3): 737-745.

-      Clifton T., & Source, J. (1995). A Dynamic analysis of interfuel substitution in U.S. industrial energy demand. Journal of Business & Economic Statistics. 13(4) 459-465, Published by: American Statistical AssociationStable URL: http://www.jstor.org/stable/1392391 .

-      Considine, T. J. (1990). Symmetry constraints and variable returns to scale in logit models. Journal of Business & Economic Statistics, 8: 347-353.

-      Considine, T. J., & Mount, T. D. (1984). The use of linear logit models for dynamic input demand systems. Review ofEconomics and Statistics, 66: 434-443.

-      Giannetti C. (2008). Unit roots and the dynamics of market shares: An analysis using Italian Banking Micro-Panel. Discussion Paper 2008-44, Tilburg University, Center for Economic Research.

-      Giovanni, U., & Walters, Ch. (2000). Dynamic translog and linear logit models: A factor demand analysis of interfuel substitution in us iindustrial energy demand. Part of an ESRC research project at the Centre for Economic Forecasting entitled Macroeconomic Modelling and Policy Analysis in a Changing World (grant no. L116251013).

-      Hymer S. & Pashigian P., (1962). Firm size and rate of growth. Journal of Political Economy, 70 (6).

-      Griffin, J. M.  (1977). Inter-Fuel substitution possibilities: A translog application to intercountry data. International Economic Review, 18, (3).

-      Jevgenijs Steinbuks, (2010). Interfuel substitution and energy use in the UK Manufacturing Sector. Cambridge Working Paper in Economics 1032, Faculty of Economics, University of Cambridge.

-      Kelly, B. (2002). Advertising and Market Share Dynamics Revisited, Letters, 9: 763-767.

-      Khiabani, N.,& Karim, H. (2009). Technical and allocative inefficiencies and factor elasticities of substitution: An analysis of energy waste in Iran's manufacturing. Energy Economics, 32: 1182–1190.

-      Liu H. and Siokis F. (2003). Market share determination in marketing service industries- A demand side approach. Economics of Innovation and New Technology, Taylor and Francis Journals, 12(5): 413-423.

-      Morishima, M., (1967). A few suggestions on the theory of elasticity (in Japanese), Keizai Hyoron (Economic Review) 16: 144-150.

-      Pindyck, R. S. (1979a). Interfuel substitution and the industrial demand for energy: An international comparison. Review of Economics and Statistics, 61: 169-179.

-      Pindyck, R. S. (1979b). The structure of world energy demand, Cambridge, MA: The MIT Press.

-       Smyth, R., & Narayan, P. K., Hongliang, Shi, (2012). Inter-fuel substitution in the Chinese iron and steel sector. International Journal of Production Economics, (139).

-      Yang Lee C. (2008). The relationship between r&d and market share: the schumpeterian hypothesis revisited and implications, Working Paper Series:1-28.

-      Ruble R., and Versaevel. (2009). Market Share, R&D and EU Competition Policy, Emliyon Business School Working Paper, 1-27.

-      Mazzucato M. (2001). Innovation and market share instability: The role of negative feedback and idiosyncratic events, MERIT working paper, 1070.

-      Tung S.G., Lin C.Y., and Wang C.Y. (2010). The market structure, conduct and performance paradigm re-appliedto the international tourist hotel industry. African Journal of Business Management, 4 (6):1116-1125.