بهبود کارایی مصرف برق خانگی و اثر بازگشتی آن در ایران با لحاظ عدم تقارن در قیمت برق

مدلسازی اقتصادی

مقاله 3، دوره 15، شماره 54، شهریور 1400، صفحه 47-66   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/eco.2021.1934791.2545

نویسندگان

آذر علیدادی پور¹؛ موسی خوشکلام خسروشاهی^{* 2}

¹کارشناسی ارشد اقتصاد، دانشکده علوم اجتماعی و اقتصادی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

²استادیار گروه اقتصاد، دانشکده علوم اجتماعی و اقتصادی، دانشگاه الزهرا، تهران، ایران

چکیده

هدف این مقاله برآورد اندازه اثر بازگشتی مستقیم مربوط به مصرف برق در بخش خانگی ایران با لحاظ عدم تقارن در قیمت برق با استفاده از روش حداقل مربعات معمولی است. برای این منظور و با توجه به تفکیک قیمت برق مبتنی بر مطالعه دارگی و گیتلی (1995) از داده‌های سالیانه برای دوره زمانی 1398-1347 و برآورد کشش تقاضای برق بهره گرفته شده است. نتایج نشان داد اول، بهبود کارایی مصرف برق خانگی دارای اثر بازگشتی است و دوم، اثر بازگشتی در بخش خانگی برابر با 43 درصد است؛ یعنی، با افزایش 10 درصدی تکنولوژی لوازم و تجهیزات خانگی، 3/4 درصد از ذخیره انتظاری ناشی از بهبود کارایی مصرف برق رخ نداده و این میزان در قالب اثر بازگشتی پدیدار شده و صرفاً 7/5 درصد از ذخیره انتظاری در مصرف برق تحقق یافته است. با توجه به یافته­ها پیشنهاد می‌شود که سیاست‌گذاران اقتصادی با برآورد دقیق اثر بازگشتی، ضمن رسیدن به هدف صرفه­جویی مصرف برق از اتلاف منابع نیز جلوگیری کنند.

کلیدواژه‌ها

طبقه‌بندی JEL: D61؛ C13؛ Q42. واژه‌های کلیدی: اثر بازگشتی؛ برق بخش خانگی؛ کارایی انرژی؛ قیمت برق؛ اقتصاد ایران

اصل مقاله

1. مقدمه

انرژی نقش مهمی در پیشرفت­های اقتصادی، انسانی و اجتماعی بازی کرده و یکی از عوامل اساسی برای دست­یابی به توسعه پایدار، خاصّه در کشور­های در حال توسعه است (ابراهیم[1]، 2015). با توجه به روند روبه رشد رفاه در سطح جهانی، تقاضای انرژی به ویژه برق نیز افزایش یافته است. با توجه به چشم‌انداز آینده، انرژی برق از جمله پاک‌ترین سوخت‌ها شمرده می‌شود که اقتصاد جهانی وابسته به تأمین آن خواهد بود؛ به­ طوری که تقریبا دو سوم رشد مصرف انرژی در جهان به تولید برق مرتبط است. پیش‌بینی می‌شود که در سال 2035، سهم برق از سبد انرژی در سطح جهان به 47 درصد افزایش یابد (در سال 2015 این سهم معادل با 42 درصد بوده است)؛ این روند افزایشی سهم برق نشان می­دهد. اولویت مصرف انرژی به سمت برق به­ عنوان سوختی پاک، گرایش دارد (کریمی، 1396). در مجموع، روند افزایشی تکنولوژی، تولید صنعتی، گسترش شهرنشینی و افزایش سطح رفاه عمومی، تقاضا برای برق را افزایش داده است (لین و اسمیت[2]، 2010). فرایند شهرنشینی همراه با تغییر سبک زندگی باعث می­شود برق به تدریج جایگزین انرژی‌های سنتی به عنوان شکل اصلی مصرف انرژی شود (جانگ و لینگ[3]، 2020).

صنعت برق به عنوان صنعتی زیرساختی در ایران با معضلات متعددی مواجه بوده که یکی از مهم‌ترین آنها رشد بالای مصرف برق است (اسدی و آئین، 1397). طبق آمارهای رسمی کشور، مصرف برق طی سه دهه گذشته خصوصاً در بخش خانگی افزایش یافته است به گونه‌ای که بخش خانگی سهم بیشتری را نسبت به سایر بخش­ها در کل مصرف انرژی به خود اختصاص داده است (نقیبی و خدابخش: 1395).

بررسی مصرف برق در سال 1396 نشان داد بخش­های خانگی، صنعتی، کشاورزی، عمومی، سایر مصارف (تجاری) و روشنایی معابر به ترتیب سهمی معادل با 3/33، 1/32، 6/15، 8/9، 3/7، 8/1 درصد از کل مصرف برق را به خود اختصاص داده‌اند. بر اساس نمودار (1) بخش خانگی (مسکونی) بالاترین سهم مصرف برق را در سال 1396 داشته است. تحلیل این میزان مصرف، حاکی از اهمیت انرژی برق در ایران است.

 

 

 

نمودار 1. سهم بخش‌های مختلف از مصرف برق در سال 1396 (درصد)

منبع: گزارش وزارت نیرو (ترازنامه انرژی، 1396).      

 

بهبود کارایی مصرف برق یکی از راه­های مهم صرفه­جویی در مصرف برق است؛ اما این بهبود لزوماً به معنای برخورداری از مزیت نیست؛ زیرا ممکن است بر خلاف انتظاری که در مورد بهبود کارایی برق وجود دارد؛ «اثر بازگشتی»[4] تمام یا بخشی از صرفه­جویی در مصرف برق را خنثی کند؛ بنابراین، توجه به پدیده «اثر بازگشتی» برجسته تلقی می‌شود. اثر بازگشتی نشان می­دهد که بهبود کارایی در مصرف برق ممکن است لزوما سبب تحقق صرفه­جویی در مصرف نشود. مجرای اثرگذاری بهبود کارایی بر مصرف برق از راه کاهش قیمت موثر انرژی خواهد بود (دنگ، لی، پنگ و هان،[5] 2018).

هدف این مقاله، بررسی وجود یا نبودن اثر بازگشتی مستقیم[6] و اندازه­گیری مقدار اثر بازگشتی مستقیم (در صورت وجود آن) ناشی از بهبود کارایی در مصرف برق بخش خانگی ایران با لحاظ عدم تقارن در قیمت برق است. از این‌رو، سوال کلیدی این است که آیا تأثیر قیمت برق، بر مصرف برق در بخش خانگی ایران نا­متقارن است؟ به عبارت دیگر، آیا واکنش مصرف برق خانگی به افزایش و کاهش در قیمت برق یکسان است؟

تاکنون مطالعات متعددی در خصوص عوامل مؤثر بر تقاضای برق خانگی و تخمین اثر بازگشتی ناشی از بهبود کارایی انرژی در بخش خانگی ایران صورت گرفته است؛ اما با توجه به اینکه ممکن است مصرف‌کنندگان بخش خانگی نسبت به تغییرات قیمت برق واکنش متقارنی نداشته باشند، تاکنون مطالعه­ای در خصوص برآورد اثر بازگشتی مستقیم برق با لحاظ کردن این عدم تقارن صورت نگرفته است. بنابراین، نوآوری این پژوهش تجزیه قیمت برق برای لحاظ کردن عدم تقارن قیمت برق در برآورد اثر بازگشتی است.

سازماندهی مقاله بدین صورت است که بعد از مقدمه، چارچوب نظری مربوط به اثر بازگشتی ارائه شده است؛ در بخش سوم، ادبیات تجربی و روش­ تحقیق بیان شده است. در بخش چهارم، یافته‌ها عرضه می‌شود. در بخش پایانی مقاله نیز اعتبارسنجی مدل و جمع­بندی می‌گیرد.

 

2. مروری بر ادبیات پژوهش

2-1.‌ مبانی نظری

بحث در مورد بهبود کارایی انرژی (EEI)[7] به طور طبیعی با اثر بازگشتی مرتبط است (جین،[8] 2007). اثر بازگشتی از آنجا ناشی می­شود که چگونه خانوارها به آسانی نسبت به تغییرات قیمت مؤثر خدمت انرژی واکنش نشان می‌دهند یا درآمد خود را بازتوزیع می­کنند (سیباور، 2018)[9]. اثر بازگشتی پدیده­ای در ارتباط با مصرف انرژی بوده و اظهار می‌کند که از آنجا که در رفتار عوامل اقتصادی تعدیل صورت می­گیرد، کاهش واقعی در مصرف انرژی کم­تر از کاهش پیش­بینی شده منبعث از بهبود کارایی انرژی است (وی و لیو،[10] 2017). به عبارت دیگر، افزایش کارایی انرژی باعث کاهش قیمت مؤثر خدمت انرژی می­شود و از این­رو، ممکن است منجر به افزایش مصرف آن خدمت شود؛ بنابراین، این واکنش مصرف­کننده تقریبا یا کاملا ممکن است کاهش میزان پیش­بینی شده در مصرف انرژی ناشی از بهبود کارایی انرژی را جبران کند (اوره، لیورکا و فیلیپینی[11] ، 2015).

در اقتصاد انرژی، مفهوم اثر بازگشتی به ویلیام استنلی جونز (1865)[12] برمی­گردد و بعد از یک قرن فراموشی، اکنون کاربرد دارد (امجدی، لاندگرن و پرسون،[13] 2018). اثرات بازگشتی با کمک معادله (1) قابل اندازه‌گیری است.

(1)

       که در آن، RE اثر بازگشتی، EX ذخیره‌ قابل انتظار انرژی ناشی از بهبود کارایی[14] و AC «ذخیره‌ واقعی انرژی»[15]  ناشی از بهبود کارایی‌ هستند (وانگ، لو و وانگ،[16] 2014). گرینینگ، گرین و دیفیگلیو (2000)[17] اثر بازگشتی را به مستقیم و غیرمستقیم دسته‌بندی کرده‌اند. مجموع اثر بازگشتی مستقیم و غیرمستقیم، «اثر بازگشتی کل اقتصاد»[18] نامیده می­شود (خوشکلام خسروشاهی و مهدوی، 1397).

 

اثر بازگشتی مستقیم

بر اساس خدمت انرژی واحد یا خدمت انرژی یک بخش، تعاریف گوناگون متداولی از اثر بازگشتی مستقیم ارائه شده است که همواره شامل یک خدمت انرژی واحد یا خدمت انرژی یک بخش است (وانگ و همکاران، 2014). سورل و دیمیتروپولس[19] (2008) در پژوهش خود اظهار کرده‌اند که اثر بازگشتی مستقیم را می‌توان بی‌واسطه در مطالعات شبه‌آزمایشی یا تجزیه و تحلیل‌های اقتصادسنجی بررسی کرد. هم‌چنین، ایشان بر این باورند که بهبود کارایی انرژی برای یک خدمت انرژی خاص باعث کاهش قیمت مؤثر آن خدمت می‌شود و بنابراین باید منجر به افزایش مصرف آن خدمت شود. این امر می‌تواند کاهش مصرف انرژی را از طریق بهبود کارایی جبران کند. به عبارت دیگر، از راه بررسی اثر بازگشتی مستقیم می‌توان میزان افزایش استفاده از محصول یا خدمتی که بهبود کارایی را تجربه کرده، اندازه‌گیری کرد.

 

رابطه اثر بازگشتی با کارایی انرژی

تقاضا برای انرژی (E) از تقاضا برای خدمات انرژی (ES) [20] ناشی می­شود. این خدمات، از طریق ترکیبی از کالا­های مصرف­کننده­ انرژی و سیستم­های انرژی مرتبط (مانند دستگاه­های تبدیل انرژی) تولید می­شوند. فرض بر این است که مطلوبیتی که مصرف­کنندگان از کالا­های مصرفی (کالاهای انرژی­بر و سایر کالا­ها) به­ دست می­آورند؛ ناشی از خدماتی است که این کالا­ها ارائه می­دهند؛ نه مصرف مستقیم کالا­های انرژی­بر و سایر کالا­های بازار. می­توان گفت که در عمل تقریبا همه­ خدمات به نوعی به انرژی نیاز دارند؛ ویژگی اساسی یک خدمت انرژی، کار مفیدی (S) است که از آن به­ دست می­آید. از طرف دیگر، می­توان گفت که خدمات انرژی نیز دارای ویژگی­ها و خواص وسیع­تری (A) هستند که با کار مفید از طریق روش­های مختلفی ترکیب می­شوند؛ به عنوان مثال، همه­ اتومبیل­ها با طی کردن مسافتی، خدمتی (مثلا جا­به­جایی مسافر) را انجام می­دهند؛ اما از نظر ویژگی­هایی مانند سرعت، راحتی و غیره ممکن است با هم متفاوت باشند. ترکیبی از کار مفید (S) با این خواص گسترده (A) خدمت کاملی از انرژی را ارائه می­دهد: (A,S)es=ES.

 

اثر بازگشتی به عنوان کشش کارایی

در یک سیستم انرژی، کارایی انرژی (ɛ) به ­صورت  تعریف می­شود که در آن E نهاده­ انرژی مورد نیاز برای تولید یک واحد کار مفید (S) را نشان می­دهد. از طرف دیگر،­ هزینه انرژی کار مفید (P_S) که برخی اوقات، «قیمت مؤثر انرژی[21]» نیز نامیده می­شود؛ توسط رابطه­   بیان می­شود که در آن  قیمت هر واحد انرژی (مانند ریال/کیلو وات ساعت) را نشان می­دهد. P_S  یکی از اجزای هزینه­های کل کار مفید (P_G) است. سایر اجزای آن شامل هزینه­های زمانی، هزینه­های تامین و نگهداری، هزینه‌های سرمایه­ سالیانه و... است (خوشکلام خسروشاهی و مهدوی، 1397). با انجام محاسبات، رابطه (2) به دست می‌آید.

(2)

نتایج مطالعه برخوت، ماسکنز و ولتوجسن،[22] (2000 به نقل از سورل و دیمیتروپولس، 2008) نشان داد یک معیار مستقیم از اثرات بازگشتی، کشش کارایی تقاضا برای کار مفید است: .

 

اثر بازگشتی به ­عنوان کشش قیمتی تقاضا برای کار مفید

قیمت کار مفید به­ صورت رابطه    تعریف می­شود. در صورت ثابت بودن سایر شرایط، با تحت تأثیر قرار گرفتن هزینه­ کل، تقاضای کار مفید (S) متقارن خواهد شد. در صورت ثابت نگه ­داشتن سایر نهاده­ها، تقاضا برای کار مفید به ­صورت   بیان می‌شود که تابعی از قیمت­های انرژی و کارایی انرژی است. تقاضا برای انرژی نیز به ­صورت  می­باشد. با فرض برون‌زا بودن قیمت­های انرژی (یعنی   به ɛ وابسته نیست) و هم‌چنین، با لحاظ کارایی انرژی، معادله (3) تعریف می­شود (سورل و دیمیتروپولس، 2008):

(3)

 

اثر بازگشتی به ­عنوان کشش قیمتی تقاضا برای انرژی

مطالعات تجربی مبتنی بر معادله (3) به اندازه­گیری­هایی دقیق از هزینه­ انرژی برای کار مفید ( ) و تقاضا برای کار مفید (s) نیازمند است که این امر، خود، به کارایی انرژی در هر سیستم انرژی و قیمت کالا­های انرژی بستگی دارد. می­توان بر اساس کشش قیمتی تقاضای انرژی، تعریف دیگری از اثر بازگشتی به صورت معادله (4) عرضه کرد.

(4)

معادله (4) از تعریف خازوم[23] اقتباس شده که پیش از این، ویرل[24](1997) در تحلیل کارایی انرژی، آن را به کار برده است  که در آن،  کشش قیمتی تقاضای انرژی است. در معادله (4)، (1-) نشان‌دهنده پتانسیل صرفه‌جویی انرژی است. از آن­جا که RE و کشش قیمتی بسیار به­ هم نزدیک هستند، برآورد میزان کشش قیمتی، نزدیک­ترین نشانه­های تجربی ممکن از اندازه­ RE را ارائه می­دهد (برخوت و همکاران، 2000). معادله (4) مبتنی بر دو فرض اصلی است؛ 1) پاسخ به کاهش قیمت انرژی همان پاسخ‌ مربوط به کارایی انرژی است که این به عنوان فرض تقارن شناخته می‌شود؛ 2) فرض دوم که «فرض برون‌زایی[25]» نامیده می‌شود؛ دلالت بر این دارد که کارایی انرژی تحت تأثیر تغییرات قیمت انرژی قرار نمی‌گیرد (فریر- گونزالز[26]، 2017).

 

برگشت‌‌ناپذیری تابع تقاضا (تقاضای برق)

وجود رابطه‌ عدم تقارن یا برگشت‌ناپذیری تابع تقاضا، به این معناست که شدت تغییر ایجاد شده در مقدار تقاضا، در مقابل افزایش قیمت برق به اندازه کاهش آن نیست. نمودار (2) نشان‌دهنده‌ مفهوم برگشت‌ناپذیری (عدم تقارن) تقاضای برق است. بر اساس نمودار (2)، به عنوان مثال، فرض کنید در سال 1975 مقدار تقاضای برق در سطح (Q₁) بوده است. افزایش قیمت، طی دوره 1983-1976 سبب کاهش تقاضای برق به سطح (Q₂) می‌شود. از سال 1984 به بعد، قیمت برق به تدریج کاهش می‌یابد؛ اما از میزان افزایشی که در تقاضا ایجاد می‌شود، کم‌تر است. با کاهش یافتن قیمت، فقط قسمت کمی از تقاضا کاهش می‌یابد و در نتیجه، طی دوره 1983-1976 افزایش قیمت‌ها جبران می‌شود؛ در این حالت به جای این که مقدار تقاضا به حالت اولیه (Q₁) برگردد، در سطح (Q₃) محدود می‌شود. در صورتی که تقاضای برق نسبت به قیمت آن، کاملا برگشت‌پذیر بوده و می‌بایست مقدار تقاضا دوباره به سطح (Q₁) بر می‌گشت.

 

نمودار 2. رابطه برگشت‌‌ناپذیر قیمت و تقاضای برق

منبع: تقوی‌نژاد (1381)

 

2-2. ادبیات تجربی

در زمینه اثرات بازگشتی چه در خارج از کشور و چه در داخل مطالعات متعددی انجام شده است که از حیث نوع انرژی، روش­شناسی و کشورهای مورد بررسی و غیره متفاوت هستند. در جدول (1) مروری بر برخی از مهمترین مطالعات خارجی و داخلی مرتبط با موضوع مقاله حاضر شده است. در ادامه به اهمّ مطالعات تجربی پرداخته می‌شود.

 

جدول 1. مرور برخی مطالعات داخلی و خارجی انجام شده مرتبط با تحقیق

نویسنده	موضوع	روش شناسی و نتایج
جین (2007)	مصرف برق مسکونی در کره	با استفاده از روش اقتصاد سنجی و برای دوره2000-1975 نتایج نشان داد در سطح کلان اثربازگشتی در بلند مدت و کوتاه مدت 30درصد و 38درصد است و در سطح خرد اثر بازگشتی سیستم‌های تهویه 70-57 درصد است.
وانگ و همکاران (2014)	برق مسکونی شهری در چین	با استفاده از مدل تصیح خطای پنلی اثر بازگشتی بلندمدت 74 درصد و اثربازگشتی کوتاه مدت 72 درصد بود.
دنگ و همکاران (2018)	مصرف برق در چین	با استفاده از تابع هزینه ترنسلوگی در دوره 2013-1997، نتایج نشان داد در جنوب غربی و چین مرکزی اثر بازگشتی از 100 درصد بالاتراست و در شمال شرقی چین و جنوب چین میانگین سالانه اثر بازگشتی به ترتیب 39/60- درصد و 47/81- درصد است.
جانگ و لینگ (2020)	مصرف برق مسکونی در چین	با بکارگیری مدل خطی پنل و مدل آستانه پنل، در گروه‌های با درآمد بالا و گروه‌های کم درآمد، اثربازگشتی مستقیم به ترتیب 15/59 درصد و 79/80 درصد و در گروه‌های پرجمعیت و کم جمعیت 09/120 درصد و 91/83 درصد است.
خوشکلام خسروشاهی و مهدوی (1397)	مصرف انرژی الکتریسیته در ایران	با استفاده از رویکرد آستانه­ای بر مبنای داده­های سری زمانی 1357-1395 اثر بازگشتی مستقیم مربوط به برق در بخش خانگی را 81 درصد برآورد نمودند.
دل انگیزان و همکاران (1397)	مصرف سوخت در بخش حمل و نقل استان‌های ایران	برای دوره زمانی 1394-1385 در سه مرحله با استفاده از روش حداقل مربعات کاملا تعمیم یافته و روش داده‌های تابلویی به این نتیجه رسیدند که اثرات بازگشتی روندی همگرا و نزولی داشته است(به طور متوسط 51/2 تا 09/1 درصد).
سلیمیان و همکاران (1397)	برق، سوخت‌های فسیلی و نهاده انرژی در صنایع انرژی‌بر	با استفاده از مدل تعادل عمومی قابل محاسبه با شبیه سازی بهبود کارایی برای تمام بخش‌ها و صنایع انرژی‌بر در دو سناریو، نتایج نشان داد که اثرات بازگشتی در سناریوی تمام بخش‌ها به ترتیب معادل 79 درصد، 94 درصد و 92 درصد است.

منبع: گردآوری محقق   

 

جدول (1) نشان می‌دهد که در مطالعات خارجی 1) وجود اثر بازگشتی در مورد منابع مختلف انرژی و با روش­شناسی­های مختلفی که این مطالعات داشته­اند، انکارناپذیر است و 2) اندازه اثر بازگشتی در مطالعات مختلف، رقم­های متفاوتی بوده­اند. وضعیت مشابهی در مطالعات داخلی نیز وجود دارد؛ به طوری که اول، وجود اثر بازگشتی در مورد منابع مختلف انرژی و با روش­شناسی­های مختلفی که این مطالعات داشته­اند، انکارناپذیر است و دوم، اندازه اثر بازگشتی در مطالعات مختلف، رقم­های متفاوتی بوده­اند. همچنین بررسی مطالعات داخلی نشان می‌دهد که در هیچ مطالعه­ای، «عدم تقارن» در قیمت برق لحاظ نشده است که همین امر جنبه نوآوری مطالعه حاضر را تشکیل می‌دهد.

 

3. روش تجزیه و تحلیل داده‌ها و ارائه مدل

در این پژوهش، مدل اثر بازگشتی بهبود کارایی مصرف انرژی بر تقاضای برق در ایران، با استفاده از روش‌های اقتصاد خرد ارائه می‌شود. جامعه آماری این پژوهش، بخش خانگی اقتصاد ایران و نمونه آماری شامل خانوارهای کل کشور طی سال‌های 1395- 1347 است. تعداد داده‌ها 49 مشاهده برای هر متغیر است. هم‌چنین، برای برآورد اثر بازگشتی مستقیم تقاضای برق در بخش خانگی در کل کشور از لگاریتم برق مصرفی کل کشور (بر حسب میلیون کیلووات ساعت)، لگاریتم تولید ناخالص داخلی سرانه (بر حسب هزار نفر/ ریال) و قیمت حقیقی برق (قیمت تجزیه و تحلیل شده) بهره گرفته شده است. داده­های مربوط به برق مصرفی کل کشور از ترازنامه انرژی وزارت نیرو و گزارش "چهل و هفت سال صنعت برق ایران در آیینه آمار" شرکت مادر تخصصی توانیر، گردآوری شده است. برای حقیقی کردن قیمت برق در بخش خانگی از شاخص آب، برق و گاز بر اساس سال پایه 1383 استفاده شده و داده‌ها مستخرج از سایت بانک مرکزی جمهوری اسلامی ایران است. قیمت حقیقی برق به صورت متوسطی از قیمت آن در بخش‌های مختلف اقتصادی (صنعت، کشاورزی، خانگی و سایر مصارف) در نظر گرفته شده است.

دارگی و گیتلی (1995)[27] برای تمایز بین پاسخ به انواع مختلف تغییر قیمت، قیمت انرژی را به سه مؤلفه تقسیم کرده‌اند: ماکزیمم قیمت تاریخی،  (مثبت و غیرکاهشی)، سری تجمعی قیمت‌های کاهشی[28]،  (غیرمثبت و کاهشی) و سری تجمعی قیمت‌های افزایش[29]  (غیرمنفی و غیرکاهشی).

جدول 2. تجزیه قیمت برق

               تجزیه قیمتی با توجه به مطالعه دارگی و گیتلی (1995)

 

 

 

Dargay & Gately (1995)                   منبع:    

      

در ادامه، نمودار (3) تجزیه قیمت برق در بخش خانگی را نشان می‌دهد.

 

 

نمودار 3. روند اجرای تجزیه شده قیمت برق (ریال/ کیلووات ساعت)

منبع: یافته‌های پژوهش

 

با توجه به نبودن و یا محدودیت داده‌ها در ایران، برای به دست آوردن میزان اثر بازگشتی مستقیم در این پژوهش از روش کشش قیمتی تقاضا برای برق استفاده می­شود. در این پژوهش، ساختار مدل، تک معادله‌ای است و نوع داده‌ سری زمانی است که سال‌های 1395-1347 را پوشش می‌دهد. فرم تبعی مدل، لگاریتمی مضاعف[30] (لگاریتم از دو سو) است. در این تحقیق، مدلی که باید برای برآورد تقاضای برق مصرفی در بخش خانگی عرضه می‌شود به صورت زیر است.

(5)

به طوری که  لگاریتم کل مصرف برق بخش خانگی در سال t،  لگاریتم تولید ناخالص داخلی سرانه به قیمت ثابت 1383 در سال t،  سری تجمعی قیمت کاهشی (لگاریتم قیمت شکسته شده در سال t)،  سری تجمعی قیمت افزایشی (لگاریتم قیمت بازگشتی در سالt). پارامترهای  تا  به ترتیب، نشان‌دهنده‌ کشش مصرف برق نسبت به  و  و  هستند. برای برآورد مدل از روش حداقل مربعات معمولی (OLS) استفاده شده است. این روش به دلیل خواص آماری خود از قوی‌ترین و مشهورترین روش‌های تحلیل رگرسیون محسوب می‌شود. روش OLS نیازمند هیچ گونه شرطی بر جمله اخلال برای برآورد ضرایب نیست؛ اما به دلیل این که استنتاج آماری روی ضرایب امکان­پذیر باشد و ضرایب برآورد شده از آن بدون تورش باشند، برقراری فروض کلاسیک الزامی است (گجراتی، 1385).

 

4. یافته‌ها

قبل از تبیین نتایج مربوط به خروجی‌های مدل مورد برآورد، اشاره‌ای به نتایج مربوط به آزمون‌های مختلف می‌شود. نتایج مربوط به آزمون ریشه واحد نشان می‌دهد که همه‌ متغیرهای تحقیق مانا از درجه یک هستند؛ لذا بدون هرگونه نگرانی از رگرسیون کاذب، می‌توان با پرداختن به رابطه هم‌انباشتگی بین متغیرها، به بررسی رابطه تعادلی بلندت‌مدت متغیرها پرداخت. نتایج مربوط به آزمون‌ هم‌انباشتگی یوهانسن-یوسیلیوس نشان می‌دهد هم انباشتگی بین متغیرهای مورد بررسی در تحقیق مورد تأیید است که وجود بردار هم انباشتگی میان متغیرها بیان‌کننده رابطه بلندمدت بین آنهاست.

 

4-1. خروجی مدل

در این قسمت نتایج مربوط به برآورد اثر بازگشتی مستقیم ناشی از بهبود کارایی در مصرف برق آورده شده­اند. جدول (3) نتایج حاصل از برآورد مدل ارائه شده (رابطه5) را نشان می‌دهد.

 

جدول 3. نتایج برآورد مدل

سطح احتمال	آماره t	انحراف استاندارد	ضریب	متغیر
001/0	493/3	132/0	46/0
000/0	090/7-	061/0	43/0-
000/0	981/7	070/0	56/0
R2 F-statistic	72/0 003/38	DW Prop (F-statistic)	84/1 00/0

منبع: نتایج تحقیق

 

انحراف استاندارد تخمین‌زن‌ها، اعداد کوچکی را گزارش می‌دهد و این امر حاکی از آن است که قابلیت اعتماد به ضرایب برآوردی بالا است. سطح احتمال هر یک از متغیرهای ،  و  برابر با صفر می‌باشد؛ لذا همه‌ این متغیرها از نظر آماری معنادار هستند. R-squared برابر با 72/0 است که بیانگر این است که 72 درصد از تغییرات مربوط به متغیر وابسته که همان مصرف برق است، توسط متغیرهای مستقل مدل توضیح داده می‌شود؛ لذا بیانگر برخورداری مدل از یک برازش خوب است. همچنین  برابر با 70/0 است. از معیارهای انتخاب مدل خوب، آماره دوربین - واتسون می‌باشد که برابر با 84/1 به دست آمده است. آماره F، 38 و احتمال مربوط به آن 00/0 گزارش شد که نشان از معناداری کل رگرسیون است. هر یک از متغیرهای مدل به صورت لگاریتمی آورده شده است؛ لذا هر یک از ضرایب بیانگر کشش می‌باشند. نتایج نشان داد که ضریب لگاریتم تولید ناخالص داخلی سرانه ( ) که همان کشش درآمدی است معنادار و مثبت و مساوی 46/0 درصد می‌باشد و نشان‌دهنده این است که هنگامی که درآمد تولید ناخالص داخلی سرانه به طور متوسط یک درصد افزایش یابد، آنگاه مصرف برق بخش خانگی به طور متوسط 46/0 درصد افزایش خواهد یافت. البته کشش درآمدی کم‌تر از یک نشان‌دهنده این است که برق برای بخش خانگی کالای ضروری محسوب می‌شود. تأثیری که تغییرات در قیمت برق ( ) بر مصرف برق خانگی دارد، معنادار و منفی است. این ضریب برابر 43/0- برآورد شد و بدین معناست که در صورتی که قیمت برق ( ) یک درصد کاهش یابد، آنگاه متوسط مصرف برق خانگی معادل 43/0 درصد افزایش می‌یابد. به عبارت دیگر، با توجه به رابطه(4)،  به عنوان اندازه اثر بازگشتی شناخته می‌شود؛ لذا در بخش خانگی ایران اثر بازگشتی مستقیم مربوط به مصرف برق به طور متوسط برابر با 43 درصد است. نتایج، وجود اثر بازگشتی مستقیم ناشی از مصرف برق در بخش خانگی ایران را تأیید می‌کند؛ به گونه‌ای که بر اساس ضریب برآورد شده، در بخش خانگی ایران به دلیل تعدیل‌های رفتاری خانوارها، 43 درصد از ذخیره انتظاری در مصرف برق ناشی از  بهبود در کارایی مصرف برق، رخ نداده است. ضمنا از آنجا که برآورد اثر بازگشتی کم‌تر از 100 درصد است، در بخش خانگی ایران اثر معکوس وجود ندارد.

با توجه به نتایج به دست آمده و ضرایب برآوردی برای متغیرهای  و ، می‌توان از روشی که در مقالات متعدد از جمله دارگی و گیتلی (1995) مورد استفاده قرار گرفته است، جهت بررسی تقارن یا عدم تقارن اثر قیمت برق بر تقاضای برق در بخش خانگی بهره گرفت. در صورت تساوی ضرایب این دو متغیر (  و )، می‌توان نتیجه گرفت که واکنش تقاضای برق نسبت به تغییراتی که در قیمت آن رخ می‌دهد، متقارن است. ضریب برآوردی برای  و  به ترتیب، 56/0 و 43/0- می‌باشد. ضریب  بزرگتر است و لذا اثر بیش‌تری بر مصرف برق خواهد گذاشت و مصرف‌کننده بیش‌تر به افزایش قیمت حساس است و به کاهش قیمت کم‌تر واکنش نشان می‌دهد. به این ترتیب اثر قیمت افزایشی برق بر تقاضای آن بیش‌تر از اثر قیمت کاهشی است. بنابراین، تأثیر تغییرات قیمت بر تقاضای برق در بخش خانگی ایران متقارن نبوده و در حالت‌های افزایش و کاهش قیمت برق، مصرف‌کننده برق رفتارهایی از خود بروز می‌دهد که به طور آشکار با تابع تقاضا ناسازگار است.

 

 

 

4-2. اعتبارسنجی مدل

در این بخش از مقاله، اعتبارسنجی مدل تبیین می­شود که مشتمل بر آزمون نرمال بودن جملات خطا، آزمون خودهم‌بستگی LM، آزمون واریانس هم‌سانی و آزمون شناسایی هم‌خطی است. نتایج آزمون نرمال بودن جملات خطا نشان می­دهند که چولگی برابر با 1452/0، کشیدگی برابر با 2383/2، آماره جارک- برا برابر با 3012/1 و احتمال آماره جارک- برا برابر با 52/0 می‌باشد. لذا نتیجه می‌شود که توزیع جملات پسماند نرمال است. نتایج آزمون خودهم‌بستگی LM نشان می­دهند که احتمال آماره F برابر 9511/0 و احتمال obs^*R-squared برابر با 9442/0 است که مقادیر این احتمالات از 05/0 بیش‌تر است؛ لذا می‌توان نتیجه گرفت که فرضیه H₀ نقض نشده است و خود هم‌بستگی هم وجود ندارد. نتایج آزمون واریانس همسانی نشان می­دهد که احتمال آماره F برابر با 4905/0 می‌باشد و از طرفی احتمال obs^*R-squared برابر با 4495/0 است و از آنجایی که مقادیر این احتمالات از 05/0 بیشتر است، نتیجه گرفته می­شود که ناهمسانی واریانس وجود ندارد. نتایج آزمون شناسایی خطی نیز نشان می­دهند که مقدار Centered VIF برای متغیرهای ،  و  به ترتیب، 1831/1، 0025/1 و 1808/1 است و از آنجا که این مقادیر به یک نزدیک هستند، نشان‌دهنده عدم وجود هم‌خطی است.

 

5. نتیجه‌گیری و پیشنهادها

با توجه به رشد روزافزون مصرف برق در بخش­های مختلف به ویژه بخش خانگی ایران و نقش مهمی که انرژی الکتریسیته در بخش­های مختلف اقتصاد ایران از جمله بخش خانگی دارد، به کارگیری سیاست­هایی برای صرفه­جویی در مصرف برق بخش خانگی ضروری به نظر می­رسد. با توجه به اینکه روش­های قیمتی و غیرقیمتی برای مدیریت مصرف برق وجود دارد، این مقاله بر صرفه­جویی در مصرف برق خانگی از طریق بهبود کارایی وسایل مصرف­کننده برق خانگی متمرکز شد. با توجه به ادبیات اقتصاد انرژی، بهبود کارایی انرژی توام با شکل‌گیری اثر بازگشتی است که می­تواند بخشی از ذخیره انتظاری انرژی ناشی از بهبود کارایی را خنثی کند؛ از این‌رو تلاش شد اثر بازگشتی ناشی از بهبود کارایی در وسایل مصرف‌کننده برق در بخش خانگی کشور برآورد شود؛ زیرا عدم توجه به اثر بازگشتی می­تواند منجر به شکست سیاست صرفه­جویی انرژی از طریق بهبود کارایی شود. نوآوری مطالعه حاضر مربوط به لحاظ عدم تقارن در قیمت برق خانگی (مبتنی بر مطالعه دارگی و گیتلی) است که در هیچ کدام از مطالعات قبلی از این روش بهره گرفته نشده است.

نتایج نشان داد کشش قیمتی تقاضای برق در بخش خانگی ایران در بلندمدت 43/0- است؛ یعنی، مصرف برق در بخش خانگی ایران دارای اثر بازگشتی با مقدار 43/0 (43 درصد) است. عدد 43/0 به این معنای که با ارتقای ده درصدی تکنولوژی لوازم و تجهیزات خانگی، 3/4 درصد از ذخیره انتظاری ناشی از بهبود کارایی مصرف برق رخ نداده و در قالب اثر بازگشتی ظهور و بروز می­یابد و صرفاً 7/5 درصد از ذخیره انتظاری در مصرف برق محقق می­شود. با توجه به اینکه ضرایب برآوردی برای  و  به ترتیب 56/0 و 43/0- هستند؛ لذا ضریب  بزرگ‌تر بوده و اثر بیش‌تری بر مصرف برق دارد. بنابراین، مصرف‌کننده برق در بخش خانگی به افزایش قیمت برق نسبت به کاهش قیمت واکنش بیشتری نشان می­دهد از این‌رو، قابل استنباط است که تأثیر قیمت برق بر مصرف برق در بخش خانگی ایران نا­متقارن است.

نتایج مطالعه حاضر می‌تواند به لحاظ توجه به وجود اثر بازگشتی ناشی از بهبود کارایی، یاری­رسان برنامه­ریزان و مدیران باشد. هم‌چنین، این نتایج می‌تواند به برنامه­ریزان کمک کند که بیش­برآوردی از صرفه­جویی برق ناشی از سیاست‌های ارتقای کارایی مصرف برق نداشته باشند. اگر برآورد صحیحی از میزان صرفه­جویی مصرف برق در نتیجه‌ ارتقای کارایی وجود نداشته باشد، سبب می‌شود که صرفه­جویی واقعی برق با نتایجی که مدنظر سیاست­گذاران است، اختلاف داشته و منجر به اتلاف منابع خواهد شد.

 

[1] Ibrahiem

[2] Lean & Smyth

[3] Gang & Ling

[4] Rebound Effect

[5] Deng, Li, Peng & Han

[6] Direct Rebound Effect

[7] Energy Efficiency Improvement

[8] Jin

[9] Seebaure

[10] Wei and Liu

[11] Orea, Llorca & Filippini

[12] William Stanley Jevons

[13] Amjadi, Lundgren & Persson

[14] Expected Energy Saving

[15] Actual Energy Saving

[16] Wang, Lu & Wang

[17] Greening, Greene and Difiglio

^[18] Economy-Wide Rebound Effect

^[19] Sorrell & Dimitropoulos

^[20] Energy Service

^[21] Effective Energy Price

[22] Berkhout, Muskens & Velthuijsen

^[23] Khazzoom

^[24] Wirl

^[25] Exogenous assumption

^[26] Freire – Gonzalez

[27] Dargay & Gately

[28] Cumulative Series of Price Cuts

[29] Cumulative Series of Price Recoveries

[30] Double-log

مراجع

منابع

• اسدی، علیرضا (1393). آینده‌نگری صنعت برق ایران. مرکز مطالعات و بررسی‌های اقتصادی اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی تهران.
• اصلانی، زهرا، ازکیا، مصطفی و زنجانی، حبیب اله (1396). بررسی عوامل مؤثر بر مصرف انرژی (برق) خانوارهای شهری با رهیافت نظریه‌بنیانی (مورد مطالعه: منطقه 5 شهر تهران). فصلنامه برنامه‌ریزی رفاه و توسعه اجتماعی، 9 (34): 33-1.
• اسماعیل‌نیا، علی اصغر و اختیاری نیکجه، سارا (1391). بررسی میزان اثرات بازگشتی بهبود راندمان خودروها بر مصرف سوخت. فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، 9 (34): 213-185.
• اسدی، علیرضا و آئین، سهیل (1397). بررسی مسائل کلیدی و مشکلات مالی صنعت برق و اصلاحات مورد نیاز. معاونت پژوهش‌های زیربنایی و امور تولیدی، دفتر: مطالعات انرژی، صنعت و معدن، شماره مسلسل 16236.
• تقوی‌نژاد، احسان (1381). بررسی عدم تقارن تابع تقاضای نفت (گروه هفت اکو). پژوهشنامه اقتصادی، 2 (4): 37-68.
• ترازنامه انرژی سال­های مختلف.
• دل‌انگیزان، سهراب، خانزادی، آزاد و حیدریان، مریم (1397). محاسبه اثرات بازگشتی مستقیم Co2 ناشی از بهبود کارایی مصرف سوخت در بخش حمل و نقل استان‌های ایران، تحقیقات اقتصادی، 53 (4): 805-828.
• کریمی، فروغ (1396). چشم‌انداز انرژی تا سال 2035. معاونت بررسی‌های اقتصادی، اتاق بازرگانی، صنایع، معادن و کشاورزی تهران.
• چهل و هفت سال صنعت برق ایران در آیینه آمار (1392-1346). شرکت مادر تخصصی توانیر، مهرماه 1393.
• خوشکلام خسروشاهی، موسی و مهدوی، روح اله (1397). تخمین اثر بازگشتی ناشی از مصرف انرژی الکتریسیته در ایران: رویکرد آستانه‌ای. فصلنامه نظریه‌های کاربردی اقتصاد، 5 (4): 173-196.
• گجراتی، دامودار (1385). مبانی اقتصاد سنجی. ترجمه حمید ابریشمی، جلد اول، انتشارات دانشگاه تهران.
• سلیمیان، زهره، بزازان، فاطمه و موسوی، میرحسین (1397). اثرات بازگشتی ناشی از بهبود کارایی برق، سوخت‌های فسیلی و نهاده انرژی در صنایع انرژی بر: رویکرد تعادل عمومی قابل محاسبه، تحقیقات اقتصادی، 53 (4): 855-880.
• مروری بر 28 سال آمار انرژی کشور (1394-1367). معاونت امور برق و انرژی وزارت نیرو، دفتر برنامه‌ریزی و اقتصاد کلان برق و انرژی، تابستان 1396.
• نقیبی، محمد و خدابخش، مهدی (1395). بررسی اثر آزادسازی قیمت برق در تابع تقاضای برق در بخش خانگی استان آذربایجان غربی. سومین کنفرانس بین المللی پژوهش­های نوین در مدیریت، اقتصاد و علوم انسانی- باتومی گرجستان.
• Amjadi, G., Lundgren, T., & Persson, L. (2018). The rebound effect in Swedish heavy industry. Energy Economics. 71(C): 140-148.‏
• Berkhout, P. H., Muskens, J. C., & Velthuijsen, J. W. (2000). Defining the rebound effect. Energy policy. 28(6-7): 425-432.‏
• Deng, C., Li, K., Peng, C., & Han, F. (2018). Analysis of technological progress and input prices on electricity consumption: Evidence from China. Journal of Cleaner Production. 196(C): 1390-1406.
• Dargay, J., & Gately, D. (1995). The imperfect price reversibility of non-transport oil demand in the OECD. Energy Economics.17(1): 59-71.‏
• Freire-González, J. (2017). Evidence of direct and indirect rebound effect in households in EU-27 countries. Energy Policy. 102(C): 270-276.‏
• Greening, L., Greene, D. and Difiglio, C. (2000). Energy Effeciency and Consumption - the Rebound Effect - A Survey, Energy Policy. 28: 389-401.
• Gang, Z., & Ling, L. (2020). Is the energy efficiency improvement conducive to the saving of residential electricity consumption in China?. Journal of Cleaner Production. 249(C): 1-11.‏
• Ibrahiem, D. M. (2015). Renewable electricity consumption, foreign direct investment and economic growth in Egypt: An ARDL approach. Procedia Economics and Finance. 30(C): 313-323.‏
• Jin, S. H. (2007). The effectiveness of energy efficiency improvement in a developing country: Rebound effect of residential electricity use in South Korea. Energy policy.35(11): 5622-5629.‏
• Lean, H. H., & Smyth, R. (2010). Co2 emission, electricity consumption and output in ASEAN. Applied Energy. 87(6): 1858-1864.
• Orea, L., Llorca, M., & Filippini, M. (2015). A new approach to measuring the rebound effect associated to energy efficiency improvements: An application to the US residential energy demand. Energy economics. 49(C): 599-609.‏
• Seebauer, S. (2018). The psychology of rebound effects: explaining energy efficiency rebound behaviours with electric vehicles and building insulation in Austria. Energy research & social science. 46(C): 311-320.
• Sorrell, S., & Dimitropoulos, J. (2008). The rebound effect: Microeconomic definitions, limitations and extensions. Ecological Economics. 65(3): 636-649.
• Wei, T., & Liu, Y. (2017). Estimation of global rebound effect caused by energy efficiency improvement. Energy Economics. 66(C): 27-34.‏
• Wang, Z., Lu, M., & Wang, J. C. (2014). Direct rebound effect on urban residential electricity use: an empirical study in China. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 30(C): 124-132.‏