ارزیابی شدت انرژی و اثر تکنولوژی تولید بر کارایی تقاضای صنعتی انرژی (مورد ایران)

ارزیابی شدت انرژی و اثر تکنولوژی تولید بر کارایی

تقاضای صنعتی انرژی (مورد ایران)

سید نظام الدین مکیان^[1]، علی نوروزی^[2]، ابو طالب کاظمی^[3]،

محمد نبی شهیکی تاش^[4] و پروانه زنگی آبادی^[5]

تاریخ دریافت: 15/1/1394                   تاریخ پذیرش: 22/10/1394

چکیده

هدف این پژوهش تجزیه شدت انرژی و ارزیابی اثرات تغییرات تکنولوژی تولید بر کارایی مصرف انرژی در صنایع کارخانه­ای ایران بر اساس رهیافت پارامتریک در دوره 90-1378 می­باشد. بر اساس نتایج، شدت انرژی بخش صنعت ایران، برابر با 08/0 درصد بدست آمده که حاکی از آن است که بخش صنعت در مصرف انرژی تقریباً کارا عمل نموده است. تجزیه شدت انرژی حکایت از این دارد که اثر تکنولوژی کمترین تأثیر را بر شدت انرژی داشته و تغییرات قیمت نهاده­ها (اثر جانشینی و اثر بودجه­ای) مهمترین عوامل شدت انرژی می‌باشند. قیمت پایین حامل­های انرژی و فراوانی انرژی در ایران، موجب می­شود تا به نوعی ساختار و تجهیزات بکار رفته در بخش صنایع، انرژی­بر باشد.

طبقه­بندیJEL: .L60, Q40, C30

واژه‏های کلیدی: شدت انرژی، تغییرات تکنولوژی، تابع هزینه ترانسلوگ.

1- مقدمه

به منظور بررسی و تحلیل کارایی مصرف انرژی از شاخص­های متعددی می­توان استفاده نمود. بهره­وری انرژی و شدت آن از جمله شاخص­های معتبر در بررسی کارایی مصرف انرژی می­باشد. میزان مصرف انرژی به ازای هر واحد از تولید کالاها و خدمات را شدت مصرف انرژی و یا به طور خلاصه شدت انرژی می­نامند. با توجه به رابطه شدت انرژی، تغییرات در شدت انرژی از دو زاویه سطح مصرف انرژی و همچنین سطح تولید متأثر است (جهانگرد و تجلی، 1390). آنچه بر مقدار مصرف انرژی و در نهایت شدت انرژی اثرگذار می­باشد را می­توان به عواملی همچون تکنولوژی تولید، قیمت و سطح مصرف نهاده­های تولید و سطح تولید تفکیک نمود (ژا و همکاران[6]، 2012). از آنجا که انرژی، نهاده­ مهمی در فرآیند تولید صنایع ایران به شمار می­رود، بررسی ساختار هزینه و تولید صنایع کشور مبنی بر کارایی بکارگیری نهاده انرژی، از لحاظ اقتصادی دارای اهمیت می­باشد.

      صنایع مورد مطالعه در این پژوهش، کلیه صنایع کد 2 رقمی می­باشد. میزان مصرف انرژی صنایع مورد بررسی، بسته به ساختار کارخانه­ای و تجهیزات صنعتی و نوع تکنولوژی تولیدی که در فرایند تولید خود به کار می­گیرند، متفاوت بوده و دارای سهم متفاوتی از مقدار انرژی کل صنعت می­باشند. آنچه در مبحث کارایی بکارگیری انرژی دارای اهمیت می­باشد، نوع ساختار تولید و تکنولوژی تولید است (آکسلی و همکاران[7]، 2009). بهبود کارایی در مصرف انرژی (تقاضای بخش صنعتی انرژی) و کاهش شدت انرژی مصرفی صنایع، با تحلیل و بررسی تک تک اجزای شدت انرژی با کیفیت و دقت بالاتری صورت می­گیرد و شناخت آثار متغیرهایی همچون تکنولوژی تولید، مقیاس و سطح تولید بر شدت انرژی، موجب تسریع در نیل به هدف بهبود کارایی انرژی شده و به نوعی راهنمای مؤثری برای مدیران اجرایی صنایع در برنامه­ریزی میان­مدت و بلندمدت ارتقای کارایی انرژی به شمار می­رود. در حقیقت، بررسی شدت انرژی و در نهایت ارزیابی کارایی در مصرف نهاده انرژی، این امکان را فراهم می­نماید که در اقتصاد وابسته به نفت و فراورده­های نفتی، که منابع انرژی به وفور یافت می­شود، نسبت مصرف انرژی به سطح تولیدات صنعتی را تحلیل نمود. لازم به ذکر است که با وجود یارانه­ای که دولت به مصرف نهاده انرژی در کلیه بخش­های اقتصاد ایران و به طور مشخص بخش صنعت (حمایت از تولیدات صنعتی و کاهش هزینه واحد تولید به منظور افزایش قدرت رقابتی) اختصاص می­دهد، قیمت بسیار اندک و پایین نهاده انرژی در قیاس با سایر نهاده­ها از جمله مواد اولیه را در پی دارد و این مسئله موجب می­گردد که ساختار بسیاری از صنایع، وابسته به مصرف نهاده انرژی گردد. از این حیث انتظار بر آن است که مصرف انرژی در سطح بالایی قرار داشته باشد و مهمتر از آن، روند تغییرات تکنولوژی و بکارگیری ساختار و تجهیزات جدید صنعتی، انرژی­بر باشد.

      هدف این پژوهش، بررسی و تجزیه شدت انرژی بر پایه رهیافت تابع هزینه ترانسلوگ است. بر این اساس، تحقیق حاضر در شش بخش گردآوری شده است. پس از ارائه مقدمه در بخش نخست، بخش دوم شامل مبانی نظری تحقیق می­باشد و بخش سوم، به بررسی مطالعات صورت گرفته در حوزه شدت انرژی و ارزیابی تغییرات تکنولوژی اختصاص پیدا کرده است. روش­شناسی تحقیق در بخش چهارم بررسی شده و در این بخش، نحوه محاسبه شاخص تغییرات تکنولوژی، شدت انرژی و تجزیه شاخص شدت انرژی به چهار فاکتور اثر بودجه­ای، اثر جانشینی، اثر تولیدی و اثر تکنولوژی با توجه به سهم هزینه انرژی ارائه می­گردد. بخش پنجم شامل نتایج تخمین پارامترها، محاسبه و بررسی شدت انرژی و نهایتاً تحلیل مهترین عوامل کارایی مصرف انرژی و میزان اثرگذاری تکنولوژی تولید بر شدت انرژی صنایع ایران می­باشد. نتیجه گیری و جمع­بندی تحقیق در بخش ششم یا بخش پایانی گنجانده شده است.

2- مبانی نظری

انرژی یکی از نهاده­های اصلی فرایند تولید می­باشد که در مرحله تولید و توزیع محصولات بکار گرفته می­شود و نقش مهمی در رشد کلیه بخش­های اقتصاد، بالاخص بخش صنعت ایفا می­نماید. با در نظر گرفتن درجه اهمیت انرژی، بررسی کارایی در مصرف این نهاده ارزشمند، راهکاری مؤثر در تحلیل ساختار هزینه بوده و اطلاعاتی مناسب از کارایی و عدم کارایی فرآیند تولید فراهم می­کند (جهانگرد و تجلی، 1390). یکی از انواع شاخص­ها که زمینه ارزیابی کارایی در بکارگیری انرژی را فراهم می­کند، شاخص شدت انرژی است و با توجه به این شاخص، نسبت مصرف انرژی به سطح تولید محاسبه می­شود. بر این اساس بنگاهی که نسبت به سطح تولید خود انرژی کمتری را مصرف می­کند، شدت کمتری داشته و کاراتر عمل نموده است.

      از میان رویکردهای متداول اقتصادی جهت بررسی کارایی مصرف انرژی و حاملهای انرژی، رهیافت پارامتریک (بهره­گیری از تابع هزینه متناسب)، شاخص دیویژیا و شاخص ایده­آل فیشر از مطلوبیت بیشتری نسبت به سایر روشها برخوردارند و به جهت مزایای ساختار و رابطه محاسباتی، کاربرد بسیار گسترده­تری در بررسی شدت انرژی و حاملهای انرژی دارا هستند (آچسن و ولش[8]، 2005). در ادامه به طور اجمالی به بررسی مزیت روش پارامتریک و بهره­گیری از تابع هزینه، نسبت به دیگر شاخص­ها پرداخته می­شود.

      مطالعه شدت انرژی بوسیله شاخص ایده­آل فیشر و دیویژیا بدین­ترتیب است که عموماً مقدار شدت انرژی به دو جزء اثر ساختاری و اثر کارایی تفکیک می­گردد (صادقی و سجودی، 1390). با توجه به اثر ساختاری، چنانچه تعداد صنایع با مصرف انرژی بالا، کاهش پیدا کند و یا ساختار بخش اقتصادی همانند صنعت، به‌گونه­ای تغییر پیدا کند که تعداد بنگاه­های انرژی­بر کاهش پیدا کند و بنگاه­های کاراتر و با سطح مصرف انرژی پایین­تر وارد بخش صنعت شوند، مقدار شدت انرژی کاهش پیدا می­کند (تیما و همکاران[9]، 2016). در سویی دیگر عامل اثر کارایی به بررسی تکنولوژی بکار گرفته شده توسط هر یک از بنگاه­ها می­پردازد. در حقیقت با اثر کارایی می­توان به این مسئله پی برد که تا چه میزان، بکارگیری تکنولوژی و تجهیزات فعلی و یا جدید، مقدار شدت انرژی و نسبت مصرف انرژی به تولید را دستخوش تغییر می­نماید. لازم به ذکر است که فرض اساسی در اثر کارایی، ثابت بودن مقدار تولید بنگاه و یا صنعت و تغییر مقدار مصرف انرژی و یا حاملهای انرژی، همزمان با تغییر در تکنولوژی فرایند تولید و توزیع می­باشد (اوکاجیما و همکاران^[10]، 2013).

      در رویکرد پارامتریک و تابع هزینه، شدت انرژی با دقت بالاتری محاسبه و اندازه­گیری می­شود و مهمتر از آن، تجزیه شدت به واقعیت نزدیک می­باشد. مهمترین دلیلی که برای این موضوع می­توان ذکر کرد، اشاره به این مسئله است که در تابع هزینه متناسب و انعطاف­پذیر، کلیه عوامل و پارامترهای بکارگرفته شده در مرحله تولید محصول از جمله نهاده­های تولید (نیروی کار، سرمایه، مواد اولیه و انرژی)، تولید، تکنولوژی تولید و سایر متغیرهای مستقل، لحاظ می­گردد (ژا و همکاران، 2012). با در نظر گرفتن این نکته، کلیه عواملی که در مرحله تولید محصول، با نهاده انرژی و حاملهای انرژی در ارتباط هستند، در رابطه شدت انرژی با روش پارمتریک لحاظ می­گردند و بر خلاف سایر روشهای مرسوم (شاخص ایده­آل فیشر و شاخص دیویژیا) می­توان عوامل اثرگذار بر شدت انرژی را به چندین بخش مختلف شامل اثر جانشینی (اثر قیمت نهاده­ها بر شدت انرژی)، اثر تولیدی (اثر تولید بر شدت انرژی)، اثر تکنولوژی (اثر تکنولوژی تولید بر شدت انرژی) و سایر اثرها (بسته به نوع متغیر مستقل در تابع سهم هزینه انرژی) تفکیک و تجزیه نمود (کیم و همکاران[11]، (2008)، که سایر روشهای مرسوم به طور جزیی به بررسی شدت انرژی و تفکیک این شاخص به طور جزیی نمی­پردازند.

3- پیشینه تحقیق

تاکنون مطالعات بسیار زیادی در حوزه بررسی شدت انرژی و حاملهای انرژی از جمله مطالعات آرمن و تقی­زاده (1392)، محسنی و بنی‌اسدی (1393)، حیدری (1390) جهانگرد و تجلی (1390) و بهبودی و همکاران[12] (1389) صورت گرفته است و همچنین از میان مطالعات خارجی می­توان به مطالعات گیبسون و همکاران[13] (2009)، کیم و همکاران[14] (2008)، گونزالس و سوارز[15] (2003)، کونتاناوات و همکاران[16] (2014)، ونگ و همکاران[17] (2014)، هاجکو[18] (2014)، لین و دو[19] (2014)، ویجت و همکاران[20] (2014)، سو و انگ[21] (2012) اشاره نمود. از میان پژوهش­های صورت گرفته در بحث شدت انرژی و محاسبه این شاخص با رویکرد پارامتریک و تابع هزینه ترانسلوگ، تنها یک پژوهش توسط شهیکی و نوروزی (1392) انجام شده است که به بررسی شدت گاز طبیعی در صنایع با سهم مصرف بالای انرژی (صنایع انرژی­بر) پرداخته شده است. با توجه به هدف پژوهش مبنی بر محاسبه شدت و همچنین تغییرات تکنولوژی تولید، نتایج پژوهش‌های صورت گرفته به شرح زیر است.

3- 1- مطالعات داخلی

گلی و اشرفی (1389) به محاسبه مقادیر شدت انرژی و تجزیه شاخص شدت انرژی در چهار بخش صنعت، کشاورزی، حمل و نقل و خدمات در دوره 1360 تا 1385 پرداخته و به منظور محاسبه شدت انرژی از شاخص ایده­آل فیشر بهره گرفته‌اند. بر اساس نتایج، بخش کشاورزی دارای کمترین میزان شدت انرژی بوده و بخش حمل و نقل با اختلاف بسیار زیادی نسبت به سایر بخش­ها، بالاترین مقدار شدت انرژی را به خود اختصاص داده است. بخش صنعت با تولید متوسط 34 درصد از کل ارزش افزوده اقتصاد ایران، همواره شدت انرژی در دامنه مقادیر 1 تا 2 داشته است.

      صادقی و سجودی (1390) به بررسی رابطه میان شدت انرژی و فاکتورهای مختلف در بخش صنعت طی دوره 86-1374 پرداخته‌اند. آنها شاخص شدت انرژی را بر متغیرهایی همچون اندازه بنگاه، شدت سرمایه فیزیکی، مخارج تحقیق و توسعه، نوع مالکیت بنگاه، دستمزد، نسبت مخارج تعمیر ماشین­آلات به فروش، رگرس نموده‌اند. نتایج تخمین مدل به این شرح بوده که متغیرهای شدت سرمایه فیزیکی و دستمزد رابطه مثبتی با شدت انرژی دارند. در میان متغیرهایی که اثر منفی بر شدت انرژی دارند، متغیر تحقیق و توسعه بزرگترین ضریب منفی را با مقدار ضریب43/0- داراست.

      جهانگرد و تجلی (1390) با بهره­گیری از شاخص لاسپیرز[22] و شاخص میانگین حسابی دیویژیا[23] به تحلیل شدت انرژی­بری صنایع کارخانه­ای ایران طی سالهای 1374 تا 1386 پرداخته‌اند. نتایج تحقیق به این ترتیب بوده که در کل صنعت اثر شدتی در مقایسه با اثر ساختاری سهم بالاتری را در مقادیر شدت انرژی دارا بوده و عواملی همانند تغییر فناوری تولید، اصلاح قیمت­های انرژی، جانشینی حاملهای انرژی و تغییر کارایی انرژی نقش مؤثری در تعیین شدت انرژی دارند. در اکثر صنایع مورد بررسی نیز اثر شدتی تأثیر بالاتری را در تعیین مقدار شدت انرژی داشته است.

      شهیکی و نوروزی (1393) به تحلیل پارامتریک ساختار انرژی و سنجش عوامل مؤثر بر شدت کوتاه­مدت و بلندمدت گاز طبیعی صنایع انرژی­بر ایران پرداخته‌اند. یافته­ها حاکی از آن است که شدت مصرف گاز طبیعی در دوره کوتاه­مدت و بلندمدت به ترتیب برابر با 1493/0 و 1144/0 درصد می­باشد و صنایع انرژی­بر در مصرف گاز طبیعی تقریباً کارا عمل نموده­ است. ارزیابی روند شدت گاز طبیعی حاکی از این مسئله می­باشد که شدت گاز طبیعی در کوتاه­مدت و بلندمدت کاهش پیدا کرده است.

3- 2. مطالعات خارجی

آچسن و ولش (2005) رابطه محاسباتی شدت انرژی بر اساس رهیافت پارامتریک و راهکار تابع هزینه ترانسلوگ را وارد ادبیات اقتصادی نموده و در پژوهش خود به بررسی شدت انرژی صنایع غرب کشور آلمان در طی سالهای 1976 تا 1994 پرداخته‌اند. تغییرات شدت انرژی دوره مورد مطالعه به طور متوسط منفی بدست آمده و شاهد سیر نزولی 20 درصدی بوده است. با توجه به اینکه تغییرات تکنولوژی موجب ذخیره انرژی می­شود، تغییرات تکنولوژی اثری منفی بر روی شدت انرژی داراست.

      کیم و همکاران (2008) به بررسی و تحلیل ساختار هزینه صنایع کشور چین، بررسی شدت انرژی با کمک تابع هزینه ترانسلوگ و به طور مشخص به بررسی کشش درون نهاده­ای انرژی در دوره 2004 - 1995پرداختند. تغییرات شدت انرژی در طی دوره مقداری مثبت و برابر با 27/7 درصد بدست آمده است. از میان 4 جزء اصلی اثرگذار بر شدت انرژی، تکنولوژی تولید مهمترین اثر را بر شدت انرژی دارد و اثرات جانشینی، تولیدی و تکنولوژی به ترتیب (به طور متوسط) موجب رشد 43/0، 51/2 و 68/23 درصدی شده و از سویی دیگر، اثر بودجه­ای موجب کاهش 134/19 درصدی شدت انرژی می­شود.

      گیبسون و همکاران[24] (2009) در پژوهش خود از رهیافت تابع هزینه ترانسلوگ بهره گرفته و به بررسی عوامل اثرگذار بر شدت انرژی در دوره 1995 تا 2004 پرداخته‌اند. نتایج بدست آمده از تحقیق بدین ترتیب بوده است که شدت انرژی در سطح کل کشور چین شاهد رشدی 9/6 درصدی در طی دوره بوده و در این میان 2 جزء بودجه­ای و تکنولوژی، بزرگترین اثر را بر روی شدت انرژی دارا هستند. اثر بودجه­ای موجب کاهش شدت انرژی به میزان 1/10 درصد شده و تغییرات تکنولوژی تولید به طور متوسط، افزایش 6/19 درصدی شدت انرژی را به دنبال دارد.

      فنگ و سرلتیس[25] (2010) در پژوهش خود به بررسی شاخص روند تکنولوژی بانکهای بزرگ­ مقیاس کشور آمریکا پرداخته‌اند. نتایج تخمین تابع فاصله و محاسبه بهره­وری کل عوامل تولید حکایت از این دارد که بانکهای بزرگ­مقیاس کشور آمریکا در دوره 2005-2000، به طور متوسط سالانه رشدی 98/1 درصدی داشته است. تغییرات تکنولوژی تولید با توجه به روند رو به نزول، در سالهای ابتدایی مثبت بوده و در ادامه به مقادیر منفی در سالهای 2004 و 2005 رسیده است.

      تاناس و تایدور[26] (2012) با کمک روش DEA[27] و شاخص بهره­وری ناپارامتریک مالم­کوئیست به بررسی تکنولوژی تولید صنعت موتوری کشور رومانی بر اساس مناطق جغرافیایی و در دوره 2010-2001 پرداخته‌اند. بر اساس نتایج بدست آمده، در کل، بنگاه­های فعال در بخش صنایع موتوری کشور رومانی دارای مقادیر مثبت روند تکنولوژی بوده و با توجه به تقسیم­بندی نتایج محاسبات شاخص­ها بر اساس منطقه جغرافیایی، بخش جنوب بیشترین مقدار روند تکنولوژی را تجربه نموده است.

      ژا و همکاران (2012) به بررسی شدت انرژی در صنعت برق کشور چین پرداخته‌اند. آنها با بهره­گیری از رویکرد تابع هزینه ترانسلوگ تجمعی[28] و تجزیه شدت انرژی به سه اثر بودجه­ای، اثر جانشینی و اثر تکنولوژی، به بررسی شدت انرژی طی دوره 1985 تا 2007 پرداختند. بر اساس نتایج، از میان اجزای اثرگذار بر شدت انرژی، اثر بودجه­ای طی سالهای 1986 تا 1996 مثبت محاسبه شده است. بررسی جزء تکنولوژی در رابطه شدت انرژی، دلالت بر آن دارد که در طی دوره همواره اثری منفی و کاهشی بر شدت انرژی دارا بوده و با افزایش این شاخص، شدت انرژی کاهش پیدا می­کند.

      تریبس و کام هاکار[29] (2013) به بررسی تکنولوژی صنایع متوسط مقیاس 4 کشور آمریکا، بریتانیا، آلمان و فرانسه در دوره 2004-1994 پرداخته‌اند. آنها با تابع هزینه ترانسلوگ و فروض متفاوت برای متغیر تکنولوژی و مدیریت، به بررسی تغییرات تکنولوژی در 4 مدل پرداخته‌اند. در مدل 1 (تکنولوژی و مدیریت: متغیر پیوسته) و مدل 2 (تکنولوژی: متغیر پیوسته، مدیریت: شاخص)، تکنولوژی همواره مثبت و دارای روند صعودی بوده، در مدل 3 (مدیریت: متغیر پیوسته، تکنولوژی: شاخص) و مدل 4 (تکنولوژی و مدیریت: شاخص)، تغییرات تکنولوژی دارای مقادیر مثبت و منفی بوده و روندی پر نوسان داشته است.

      اوکاجیما و همکاران[30] (2013) به تجزیه شاخص شدت انرژی در کشور ژاپن پرداخته‌اند و از راهکار شاخص ایده­ال فیشر برای تجزیه شدت انرژی طی دوره 1970 تا 2004 بهره برده‌اند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که شاخص­های شدت انرژی، اثر ساختاری و اثر شدتی از سال 1970 تا 1990 کاهش پیدا کرده و این روند نزولی در دو متغیر شدت انرژی و اثر شدتی با آهنگ بالاتری نسبت به اثر ساختاری صورت گرفته است. طی سالهای 1990 تا 2004، روند اثر شدتی و شدت انرژی رو به افزایش بوده و با وجود روند نزولی اثر ساختاری، مقدار شدت انرژی کمی رشد داشته است.

4- روش­شناسی تحقیق

با توجه به اهداف تحقیق و محاسبه شاخص­های مدنظر، نیاز به بهره­گیری نوعی از توابع هزینه می­باشد که قابلیت بررسی و محاسبه شاخص­های مدنظر را داشته و پارامترهای مورد نیاز، جهت محاسبه شاخص­های مدنظر را دارا باشد. به منظور شناخت عوامل مؤثر بر شاخص تغییرات (روند) تکنولوژی، نیاز به بررسی ارتباط میان متغیر تکنولوژی با دیگر متغیرهای سطح تولید، قیمت نهاده­ها و خود تکنولوژی می­باشد. از سوی دیگر، به منظور محاسبه عوامل مقدار شدت انرژی صنایع و تحلیل کلیه اجزای آن، لازم است تا به ارتباط میان انرژی با سطح تولید، تکنولوژی تولید، قیمت نهاده­ها و در آخر قیمت خود انرژی پرداخته شود. در میان انواع توابع انعطاف­پذیر، ساختار و فرم تابع هزینه ترانسلوگ به گونه­ای می­باشد که روابط متقابل تکنولوژی با سطح تولید و نهاده­ها (جهت محاسبه تغییرات تکنولوژی)، روابط متقابل نهاده انرژی با سطح تولید و دیگر نهاده­ها (جهت محاسبه شدت انرژی) را در خود گنجانده است؛ بدین­ترتیب مناسب­ترین فرم تابع، که هم­جهت با هدف تحقیق باشد، تابع هزینه ترانسلوگ است (کریستنسن و همکاران[31]، 1973).

      در این تحقیق از برآوردگر [32]SUR (معادلات به ظاهر نامرتبط) به منظور تخمین پارامتر، جهت محاسبه شاخص­های شدت انرژی و تغییرات تکنولوژی استفاده می­شود. معادلات به کار گرفته شده در این تحقیق شامل یک تابع هزینه اصلی ترانسلوگ و 4 تابع سهم تقاضای عوامل تولید می­باشد. فرم کلی تابع هزینه ترانسلوگ کلیه صنایع کد 2 رقمی با چهار نهاده نیروی­کار، سرمایه، انرژی و مواد اولیه به شرح زیر می‌باشد (کریستنسن و همکاران، 1973).

در رابطه فوق، هزینه تولید تابعی است از تولید (Q)، قیمت نهاده­ها شامل نیروی کار (L)، سرمایه (K)، مواد اولیه (M) و انرژی (E) و همچنین تکنولوژی تولید (T) که به عنوان متغیر برونزا در تابع هزینه ترانسلوگ قرار دارد. جهت استخراج توابع سهم هزینه نهاده­ها، بوسیله قضیه لم شفارد، از تابع هزینه ترانسلوگ نسبت  به قیمت هر یک از نهاده­های تولید مشتق گرفته می­شود (شفارد[33]،1970). فرم کلی توابع سهم هزینه نهاده صنایع به صورت زیر می­باشد (کریستنسن و گرین^[34]، 1976).

برای تأمین شرط تابع هزینه نرمال و خوش­رفتار، دو شرط تقارن و همگنی از درجه یک در قیمت نهاده­ها، بر تابع هزینه اعمال می­شود. شرط تقارن و همگنی به شرح زیر است (نانگ و همکاران[35]، 2006).

در متون اقتصادی، شاخص تغییرات تکنولوژی تحت عنوان تغییر در میزان بکارگیری سطح عوامل تولید با فرض ثبات سطح تولید و ثبات قیمت عوامل تولید در طی زمان معرفی شده است. چنانچه تغییرات تکنولوژی اثری بر میزان و سهم بکارگیری هر یک از نهاده­های تولید بر جای نگذارد، بر طبق تعریف هیکس[36] از تکنولوژی، تکنولوژی تولید خنثی خواهد بود و در این حالت اگر تکنولوژی تولید مثبت (منفی) باشد، منحنی هزینه متوسط به سمت پایین (بالا) جابجا شده و هیچ­گونه تغییری در شیب این نمودار رخ نمی­دهد (عبادی و موسوی، 2006).

      با توجه به تابع هزینه ترانسلوگ، نرخ تغییر تکنولوژی به فرم زیر می­باشد (لی[37]، 2009).

رابطه نرخ تغییرات تکنولوژی تولید، از 3 جزء اصلی و مجزا تشکیل شده است (نانگ و همکاران[38]، 2006).

1. تغییر تکنولوژی خالص ( ): با توجه به این مؤلفه، تکنولوژی تولید تنها موجب تغییر و جابجایی منحنی هزینه متوسط به سمت بالا و پایین شده و در این حالت، تکنولوژی مستقل از اثرات سطح تولید و هر یک از عوامل تولید می­باشد.

2. تغییر تکنولوژی غیر خنثی ( ): با توجه به این مؤلفه، تغییر در تکنولوژی تولید موجب تغییر در میزان بکارگیری هر یک از عوامل تولید می­شود (تورش تکنولوژی) و منجر به تغییر در شیب منحنی هزینه متوسط می­شود.

3. تغییر تکنولوژی ناشی از گسترش مقیاس ( ): با توجه به این مؤلفه، تغییر در تکنولوژی تولید موجب تغییر در ظرفیت و مقیاس تولید بنگاه می­شود و در این حالت موجب جابجایی منحنی هزینه متوسط به سمت راست و چپ خواهد شد.

      یکی از مهم­ترین راهکارهای بررسی کارایی صنایع در مبحث نحوه بکارگیری از نهاده انرژی، بهره­گیری از مفهوم شدت انرژی و تغییرات این شاخص اقتصادی است. شدت انرژی با استفاده از مفهوم میزان و نسبت بکارگیری سطح انرژی به سطح تولید هر یک از صنایع تحلیل می­شود. آنچه در این تحقیق به تحلیل آن پرداخته می­شود، عوامل شدت انرژی کل صنایع ایران بوده و به همین جهت از رهیافت پارامتریک و تابع هزینه ترانسلوگ به منظور بررسی اثرات انواع متغیرها بر روی شدت انرژی استفاده می­شود. آنچه در تابع ترانسلوگ و بالتبع تابع سهم هزینه انرژی نمود پیدا می­کند، می­توان به تکنولوژی تولید، سطح تولید و اثرات متقابل قیمت دیگر نهاده­ها و در نهایت تغییرات با شتاب و ثابت قیمت نهاده انرژی اشاره نمود. رابطه شدت انرژی بر اساس رهیافت پارامتریک به شرح زیر می­باشد (آکسلی و همکاران، 2009).

(6)

در رابطه بالا شدت انرژی(e) برابر با نسبت انرژی به تولید و همچنین تابعی از نسبت قیمت تولید به قیمت انرژی در سهم هزینه نهاده انرژی می­باشد. با تفکیک و تجزیه رابطه سهم هزینه انرژی، شدت انرژی به 7 جزء تجزیه می­شود. عبارات (اثر تغییر قیمت انرژی بر شدت انرژی)، (اثر تغییر قیمت نیروی کار بر شدت انرژی)، (اثر تغییر قیمت سرمایه بر شدت انرژی)، (اثر تغییر قیمت مواد اولیه بر شدت انرژی) شامل قیمت کلیه نهاده­ها بوده و اثرات جانشینی مؤثر بر شدت انرژی را تبیین می­نماید. به عبارتی دیگر، چنانچه قیمت هر یک از این نهاده­ها تغییر کند، منجر به تغییر شدت انرژی می­شوند. عبارات به ترتیب به اثرات تغییر در سطح تولید و تکنولوژی تولید بر مقدار شدت انرژی اشاره می­کنند. در نهایت عبارت ، به اثرات ناشی از تغییر قیمت انرژی بر روی مقدار بکارگیری از نهاده انرژی و بالتبع شدت انرژی با فرض ثبات در سهم هزینه انرژی از کل هزینه تولید، اشاره می­نماید. تفاوت عبارت و در این است که در عبارت ، فرض ضمنی ثبات سهم هزینه انرژی وجود دارد و این در حالی است که این فرض در عبارت وجود ندارد.

      در سطح کلی اجزای اثرگذار بر شدت انرژی، به چهار بخش اثر بودجه­ای[39]، اثر جانشینی[40]، اثر تولیدی[41] و اثر تکنولوژی[42]، قابل تفکیک است (آچسن و ولش، 2005).

اثر بودجه­ای: عبارت ، تغییرات شدت انرژی را با توجه به تغییر در قیمت انرژی با فرض ثبات در سهم نهاده انرژی از کل هزینه تولید صنعت محاسبه می­نماید. به عبارتی دیگر چنانچه فرض ثبات بودجه یا سهم هزینه نهاده برقرار باشد، تغییر قیمت انرژی، چه اثری بر روی شدت انرژی یا مقدار مصرف انرژی به سطح تولید دارد (گیبسون و همکاران[43]، 2009).

      اثر جانشینی: با توجه به فاکتورهای ، برایند اثرات تغییر قیمت عوامل با فرض تغییر در سهم هزینه نهاده انرژی (بودجه انرژی از کل هزینه تولید) بر روی مقادیر شدت انرژی، برابر با اثرات جانشینی می­باشد (ژا و همکاران، 2012).

اثر تولیدی: چنانچه مقدار سطح تولید و مقیاس تولید بنگاه تغییر کند، مقادیر بکارگیری از نهاده­های تولید و به طور مشخص مقدار بکارگیری از نهاده انرژی، تغییر می­کند. عبارت  به محاسبه اثر تولیدی بر روی مقدار شدت انرژی صنایع می­پردازد.

      اثر تکنولوژی: چنانچه مقادیر تکنولوژی تولید در تابع هزینه تولید خنثی نباشد و تغییرات تکنولوژی موجب تورش نهاده­های تولید شود، تغییرات شدت انرژی ناشی از تکنولوژی تولید، با فاکتور اندازه­گیری می­شود. با توجه به اثر تکنولوژی، تورش مقدار انرژی، موجب تغییر در مقدار مصرف انرژی نسبت به ستاده و بالتبع، تغییر شدت انرژی می­شود (گیبسون و همکاران[44]، 2005).

5- داده­ها و نتایج برآورد

صنایع مورد مطالعه در این تحقیق، شامل کلیه صنایع فعال در بخش صنعتی ایران با کد 2 رقمی طبقه­بندی بین­المللی کالاها و خدمات می­باشد. بر اساس طبقه­بندی بین­المللی، صنایع اصلی فعال به 23 صنعت بر اساس کد 2 رقمی تقسیم می­شود. داده­های به کار رفته در این پژوهش شامل مجموعه داده­های هزینه تولید، تولید، هزینه نهاده­های تولید، قیمت نهاده­های تولید، تکنولوژی تولید کلیه صنایع 2 رقمی طبقه­بندی کالاها و خدمات در دوره 90-1378 می­باشد. داده­های صنایع بر اساس کدهای طبقه­بندی کالاها و خدمات که در مرکز آمار ایران وجود دارد، تنها تا سال 1390 انتشار یافته است.

      با توجه به هدف تحقیق مبنی بر بررسی شدت انرژی صنایع ایران، ابتدا به بررسی میزان سهم صنایع از مقدار انرژی مصرفی بخش صنعت پرداخته می­شود. اطلاعات میزان انرژی­بری کلیه صنایع کد 2 رقمی در جدول شماره 1 گزارش شده است. با توجه به مقادیر جدول ذیل، 2 صنعت اساسی و انرژی­بر تولید فلزات اساسی (کد 27) و صنعت تولید سایر محصولات کانی غیر فلزی (کد 26)، به طور متوسط، مجموعاً 50 درصد از انرژی مصرفی بخش صنعت را به خود اختصاص داده­اند که نیمی از میزان انرژی مصرفی صنعت در دوره 90-1378 در اختیار تنها 2 صنعت قرار دارد. بر این اساس از منظر و دیدگاه میزان انرژی­بری، صنایع کد 26 و 27 از صنایع مهم و اساسی در بخش صنعت می­باشند. در مقابل، صنعت تولید ماشین­آلات اداری و محاسباتی (کد 30) و صنعت بازیافت (کد 37)، به ترتیب با سهم انرژی بسیار اندک 003/0 و 02/0 درصدی از کل انرژی بخش صنعت، کمترین سهم انرژی را در میان 23 صنعت مورد مطالعه دارند و از منظر سهم انرژی مصرفی، کمترین درجه اهمیت را در میان 23 صنعت دارا هستند.

جدول1- سهم انرژی مصرفی صنایع از کل انرژی بخش صنعت

   ماخذ: مرکز آمار ایران (1393)

      نتایج تخمین پارامترهای معادلات متشکل از تابع هزینه ترانسلوگ و توابع 4 گانه سهم تقاضا، در جدول  شماره 2 گزارش شده است. به منظور تخمین پارامترهای کارا برای تابع هزینه ترانسلوگ و معادلات سهم هزینه سرمایه، مواد اولیه و انرژی با توجه به داده­های پانل، از برآوردگر رگرسیون­های به ظاهر نامرتبط تکراری (ISUR[45]) استفاده شده است. پارامترهای در جدول، بر اساس دو روش مستقیم و غیرمستقیم بدست آمده­اند. به منظور تخمین پارامترها به صورت مستقیم و با کمک برآوردگر رگرسیونی به ظاهر نامرتبط تکراری، به منظور جلوگیری از صفر شدن ماتریس واریانس-کوواریانس اجزای اخلال، معادله سهم نیروی­کار حذف شده است (بهترین برآورد پارامتر با حذف نیروی­کار بدست می­آید) و پارامترهای تابع تقاضای نیروی­کار به روش غیر مستقیم (شرط همگنی) محاسبه شده­اند (زلنر[46]، 1962).  با توجه به آماره­ها از جمله ضریب تعیین تعدیل شده ( )، دوربین واتسون (DW)، سطح معناداری پارامترها (P) و دیگر آماره­های سنجی، بهترین برآورد و تخمین پارامترهای معادلات با حذف معادله سهم تقاضای نیروی­کار بدست می­آید. بدین­ترتیب جهت تخمین پارامترهای معادلات، معادله سهم تقاضای نیروی­کار حذف شده و پارامترهای این معادله به طور غیرمستقیم و از طریق فرض همگنی محاسبه می‌گردد. پس از حذف معادله سهم تقاضای نیروی کار، فرم تجربی معادلات، به شرح زیرمی­باشد.

جدول 2- نتایج تخمین پارامترهای معادلات

*آماره متغیرهایی که در جدول با خط تیره مشخص شده اند ناشی از این می باشند که جز متغیرهای اصلی در تخمین مدل نبوده است.       

ماخذ: یافته­های تحقیق

توابع سهم هزینه به همراه تابع هزینه ترانسلوگ، و با برآوردگر رگرسیون­های به ظاهر نامرتبط تکراری برآورد شده­اند. نتایج تخمین پارامترهای توابع سهم نهاده سرمایه، مواد اولیه و انرژی به روش مستقیم و همچنین نتایج محاسبه غیر مستقیم پارامترهای تابع تقاضای نیروی­کار، در جدول زیر گزارش شده است.

جدول 3- نتایج تخمین پارامترهای توابع سهم تقاضای نهاده

        (*) سطح معناداری             ماخذ: یافته­های تحقیق

      نرخ تغییرات تکنولوژی 23 صنعت کد دو رقمی در جدول شماره 4 گزارش شده است. در این جدول تغییرات تکنولوژی بر اساس اجزای اصلی تکنولوژی تولید و همچنین مقدار کل تغییرات تکنولوژی به تفکیک 23 صنعت و متوسط کل صنایع محاسبه شده است. با توجه به مقادیر بدست آمده، روند تکنولوژی صنایع مختلف، مثبت و منفی بدست آمده است. تحلیل مقادیر منفی روند تکنولوژی در طی 13 سال مورد مطالعه بدین ترتیب می­باشد که صنایع مورد نظر دچار افت تکنولوژی شده و بدین ترتیب هزینه واحد تولید محصول در طی زمان افزایش یافته است. به عنوان مثال، صنعت تولید ماشین‌آلات اداری و محاسباتی در دوره 1390-1378، با توجه به نوع ساختار و فرایند تولید خود و نوع تکنولوژی تولیدی که در خدمت دارد، به‌مقدار 42/1 درصد در تکنولوژی تولید  دچار نزول شده است. به عبارت دیگر، در فرایند تولید محصولات خود، رشدی 42/1 درصدی در هزینه واحد خود در طی زمان را تجربه نموده است. از سوی دیگر، اکثر صنایع کد 2 رقمی به طور متوسط، از روند مثبت تغییرات تکنولوژی برخوردارند، یعنی کاهش هزینه واحد دارند.

      از نکات قابل توجه اجزای اثرگذار بر شاخص تغییرات تکنولوژی، مقادیر محاسبه شده از تکنولوژی خالص می­باشد. مقادیر تکنولوژی خالص جدا از سطح تولید و نهاده­های تولید بوده و به نوع تجهیزات و ساختار تولید صنایع بستگی دارد. بر اساس یافته­ها، کلیه صنایع دارای روند مثبت تکنولوژی خالص می­باشند. این مسئله حاکی از روند رو به رشد و مثبت صنایع در جهت بکارگیری تجهیزات مناسب­تر در روند تولید به جهت کاهش هزینه واحد تولید می­باشد. نتایج بدست آمده از تکنولوژی غیر خنثی دلالت بر این دارد که در مجموع، تغییرات قیمت نهاده­ها در دوره مورد بررسی، اثری منفی بر روی تکنولوژی تولید در جهت افزایش هزینه واحد تولید را در پی دارد. در حقیقت افزایش قیمت نهاده­های تولید در مجموع موجب افزایش هزینه واحد تولید و افزایش شیب منحنی هزینه متوسط تولید صنایع ایران می­گردد.

      از دیگر اجزای مهم و اثرگذار بر روند تغییرات تکنولوژیکی، افزایش سطح تولید و اثرپذیری هزینه تولید صنایع از افزایش مقیاس تولید می­باشد. براساس یافته­های تحقیق، افزایش مقیاس و سطح تولید در مسیر توسعه و رسیدن به سطح تولید بهینه در نهایت موجب کاهش هزینه واحد می­گردد. چنانچه سطح تولید افزایش یابد و در طول مسیر توسعه، مقیاس بهینه تولید افزایش یابد و یا تولید در سطحی فراتر از سطح تولید بهینه صورت بگیرد، اثرات ناشی از افزایش سطح تولید، نتیجه­ای جز افزایش هزینه تولید در طی زمان را در پی ندارد. در سطح متوسط داده­های صنایع 23گانه، با توجه به اینکه غالب صنایع مقادیر روند تکنولوژی مثبت دارند، تغییرات تکنولوژی کل صنعت کشور مثبت ارزیابی شده و روند رو به صعودی با مقدار 49/0 درصدی در جهت کاهش هزینه را به خود اختصاص داده است.

جدول4- نرخ تغییرات تکنولوژی صنایع

ماخذ: یافته­های تحقیق

      یکی از اهداف اصلی این پژوهش بررسی شدت مصرف انرژی و به نوعی کارایی انرژی در کلیه صنایع اصلی (صنایع کد 2 رقمی ISIC) می­باشد. از اجزای مؤثر بر سطح مصرف انرژی، می­توان به رابطه سطح تولید و مقدار بکارگیری انرژی، اثرات تغییرات قیمت هر یک از نهاده­ها بر مقدار بکارگیری انرژی و در نهایت تکنولوژی تولید و تورش انرژی اشاره نمود. با توجه به مشخصات ریاضی و آماری تابع هزینه ترانسلوگ، مبنی بر دارا بودن روابط متقابل متغیرها، تحلیل اجزای شدت انرژی و همچنین مقدار شدت انرژی با دقت و کیفیت بالاتری نسبت به سایر توابع و یا سایر روشها صورت می­گیرد.

      در جدول شماره 5 به تحلیل کلیه اجزای شدت انرژی، به تفکیک 23 صنعت کد 2 رقمی پرداخته شده است. با توجه به مقادیر جزء ثابت (اثر بودجه­ای) سهم نهاده انرژی، که اثر تغییر قیمت انرژی با فرض ثبات سهم نهاده انرژی را نشان می­دهد در کلیه صنایع مورد مطالعه، افزایش قیمت نهاده انرژی موجب افزایش در شدت انرژی و نسبت مصرف انرژی به تولید می­شود. این مطلب برای جزء انرژی اثر جانشینی (تغییر در قیمت نهاده انرژی با فرض تغییر در سهم نهاده انرژی از کل هزینه تولید) صنایع نیز برقرار است و افزایش قیمت انرژی موجب افزایش شدت انرژی می­شود. تحلیل افزایش در شدت انرژی ناشی از افزایش قیمت انرژی مصرفی صنایع را می­توان تا حدود زیادی به قیمت بسیار پایین انواع حاملهای انرژی (اختصاص یارانه به مصرف انرژی) و فراوانی این نهاده در اقتصاد ایران در دوره 90-1378 ذکر کرد. در این دوره هزینه واحد مصرف انرژی نسبت به سایر نهاده­ها بسیار پایین­تر بوده و بدین­ترتیب سهم هزینه انرژی از کل هزینه تولید بسیار اندک می­باشد و افزایش در قیمت انرژی اثری جزیی بر روی هزینه کل صنایع را در بر داشته است.

      با توجه به ارتباط میان نهاده انرژی و سایر نهاده­ها، از میان سه نهاده نیروی­کار، سرمایه و مواد اولیه، افزایش هزینه واحد بکارگیری از 2 نهاده نیروی­کار و مواد اولیه (به عنوان مکمل نهاده انرژی) در نهایت موجب کاهش شدت انرژی و افزایش کارایی انرژی می­شود. از سوی دیگر، چنانچه هزینه و یا قیمت نهاده سرمایه افزایش یابد، موجب کاهش بهره­گیری از سرمایه می­شود و در نهایت با توجه به رابطه جانشینی سرمایه و انرژی، موجب افزایش شدت انرژی می­گردد. بسته به ساختار و روند تغییرات تکنولوژی، مبنی بر انرژی­بر[47]بودن (یا ذخیره انرژی)[48]در طی دوره، اثرات تکنولوژی بر روی شدت انرژی متفاوت می­باشد. چنانچه تغییرات تکنولوژی موجب افزایش (کاهش) بکارگیری از نهاده انرژی شود، فرایند افزایش تکنولوژی، یک فرایند انرژی­بر (ذخیره انرژی) است. با توجه به مقادیر محاسبه شده از ارتباط متقابل تکنولوژی تولید و شدت انرژی، فرایند تکنولوژی صنایع ایران، فرایند انرژی­بر بوده و رشد تکنولوژی موجب افزایش مصرف انرژی در
فرایند تولیدات صنعت و در نهایت افزایش شدت انرژی می­شود و این مقدار در سطح متوسط داده­های کل صنعت به مقدار 016/0 درصد  طبق جدول شماره 5 در دوره 90-1378 می­باشد.

      در میان 23 صنعت، در صنعت تولید سایر محصولات کانی غیر فلزی (کد 26) و صنعت تولید محصولات لاستیکی و پلاستیکی (کد 25)، تکنولوژی تولید (اثر تکنولوژی) با اثرگذاری 002/0 درصدی بر روی شدت انرژی، کمترین اثرگذاری (در میان 4 اثر) را به خود اختصاص داده است. با توجه به نتایج محاسبات، از اجزای مهم اثرگذار بر شدت انرژی صنایع، تغییرات سطح تولید و نهایتاً تغییر در مقدار انرژی می­باشد؛ به مفهومی دیگر، تغییرات مقیاس و حجم تولیددر قیاس با سایر اجزای هفتگانه، اثرات به مراتب قوی­تری بر نسبت مقدار مصرف انرژی به حجم تولید داشته و موجب کاهش شاخص شدت انرژی می­شود. بر این اساس، به جهت نیل به هدف کارایی تقاضای انرژی (حاملهای انرژی)، یکی از راهکارهای مؤثر در کاهش شدت مصرف انرژی (افزایش کارایی انرژی) در صنایع ایران یا به عبارتی افزایش تولید می­باشد. با توجه به مقادیر بدست آمده اثر تولیدی در تجزیه شدت انرژی (جدول 5)، سطح تولید نسبت به دیگر اجزا اثری قوی بر روی شدت انرژی داشته و افزایش سطح تولید (به طور متوسط) به میزان 1 درصد، در نهایت موجب کاهش شدت انرژی به میزان 29/0 درصد می­شود. در میان 23 صنعت، مقدار اثرگذاری تغییرات تولید بر روی کاهش شدت انرژی متفاوت بوده و از مقدار 03/0 درصد در صنعت تولید سایر محصولات کانی غیر فلزی (کد 26) تا مقدار 13/1 درصد در صنعت بازیافت (کد 37) متغیر می­باشد.

جدول5- تجزیه شدت انرژی صنایع (درصد)

ماخذ: یافته­های تحقیق

      در بخش قبلی به بررسی تک تک اجزای شدت انرژی صنایع پرداخته شد. در این بخش اثرات اجزای شدت انرژی به چهار جزء اصلی (اثر بودجه­ای، اثر جانشینی، اثر تولیدی و اثر تکنولوژی) تفکیک شده و در نهایت مقدار شدت انرژی کل صنعت بر اساس این چهار اثر محاسبه شده است. با توجه به نتایج بدست آمده از محاسبه شدت انرژی، در میان چهار اثر شدت انرژی صنایع، دو اثر بودجه­ای و اثر تکنولوژی اثری مثبت بر روی شدت انرژی دارند و دو اثر جانشینی و اثر تولیدی، در مجموع اثری منفی بر روی شدت انرژی (افزایش کارایی انرژی) دارند. لازم به ذکر است که اثر جانشینی ذکر شده در این قسمت، برآیندی از اثرات قیمت نهاده­ها بر روی شدت انرژی می‌باشد. در حقیقت در اثر جانشینی فرض اساسی تغییر سهم نهاده انرژی با فرض تغییر قیمت نهاده­ها می­باشد. این در حالی است که در اثر بودجه­ای، فرض اساسی ثبات بودجه (سهم هزینه انرژی) با تغییر قیمت انرژی در نظر گرفته می­شود. به عبارت دیگر، در اثر بودجه­ای با تغییر قیمت انرژی، مقدار سهم هزینه انرژی از کل هزینه تولید ثابت می­ماند و تنها مقدار انرژی تغییر می­کند. این در حالی است که در اثر جانشینی با تغییر قیمت نهاده­ها و به طور جزیی­تر، با تغییر قیمت انرژی در اثر جانشینی، سهم هزینه نهاده انرژی از کل هزینه تولید تغییر می­نماید.

      با توجه به مقادیر کل شدت انرژی محاسبه شده، از مجموع برآیند چهار اثر، مجموع اثر مثبت بودجه­ای و تکنولوژی، غالب بر دو اثر منفی تولید و جانشینی بوده و در مجموع این دو عامل موجب مثبت شدن شدت انرژی کلیه صنایع شده است. در میان 23 صنعت، کمترین شدت انرژی را دو صنعت تولید سایر محصولات کانی غیر فلزی (کد 26) و صنعت تولید محصولات لاستیکی و پلاستیکی (کد 25)، با مقدار شدت انرژی هر کدام 01/0 درصد به خود اختصاص داده­اند. تجزیه شدت انرژی این دو صنعت حاکی از آن است که بالاتر بودن اثر منفی جانشینی و تولیدی این دو صنعت نسبت به سایر صنایع، همچنین پایین­تر بودن اثر مثبت بودجه­ای و تکنولوژی (اجزای شدت انرژی) این دو صنعت در قیاس با سایر صنایع، موجب کمتر شدن شدت انرژی در صنایع مذکور و بالتبع بالاتر بودن کارایی انرژی گردیده است. به مفهومی دیگر، افزایش مقیاس تولید در این دو صنعت (در مقایسه با دیگر صنایع) اثرات به مراتب قوی­تری در کاهش نسبت مصرف انرژی به تولید دارد. در نتیجه، برآیند تغییرات نسبت مصرف انرژی به تولید ناشی افزایش قیمت کلیه نهاده­ها (انرژی، نیروی­کار، سرمایه و مواد اولیه) موجب کاهش بیشتر جزء اثر جانشینی (شدت انرژی) در دو صنعت مورد نظر می­گردد.

      در سطح متوسط داده­های 23 صنعت، شدت انرژی بخش صنعت ایران در طی سالهای 1378 تا 1390، برابر با 08/0 درصد محاسبه شده است که این مطلب حاکی از آن است که بخش صنعت ایران در فرآیند تولید خود، در بکارگیری از نهاده انرژی تقریباً کارا عمل نموده است. تجزیه شدت انرژی بخش صنعت دلالت بر آن دارد که اثر بودجه­ای و اثر تولیدی در میان اجزای چهارگانه به ترتیب با مقدار اثرگذاری 41/0 و 29/0- درصدی، بزرگترین اثر مثبت و منفی را دارند. بر این اساس، اثر بودجه­ای (مقادیر قدر مطلق) مهمترین عامل شدت انرژی صنایع در ایران می­باشد. این در حالی است که انتظار می­رود با افزایش قیمت نهاده، مقدار مصرف نهاده کاهش یابد، ولی اثر مثبت بودجه­ای حاکی از آن است که با افزایش قیمت انرژی، مقدار شدت افزایش می­یابد. مهترین دلیلی که برای این مسئله می­توان ذکر نمود، قیمت بسیار پایین انرژی نسبت به سایر نهاده­ها در ایران است. به مفهومی دیگر، با توجه به قیمت پایین انرژی به دلیل پرداخت یارانه به انواع حاملهای انرژی در اقتصاد ایران و بخش صنعت و بالتبع هزینه بسیار اندک انرژی از کل هزینه تولید، با افزایش قیمت انرژی، کاهشی در مقدار مصرف نهاده انرژی رخ نمی­دهد. از سویی دیگر به دلیل قیمت بسیار اندک انرژی نسبت به سایر نهاده­ها، بکارگیری از این نهاده تولید، با وجود افزایش اندکی در قیمت آن، نه تنها کاسته نمی­شود، بلکه بدلیل اینکه ساختار تولیدات صنعتی تا حد زیادی به بکارگیری از این نهاده وابسته می­باشد، افزایش قیمت تاثیری در میزان بکارگیری از انرژی ندارد.

      از نکات مهم بدست آمده، اثر مثبت برآورده شده تکنولوژی تولید بر روی شدت انرژی با عنوان اثر تکنولوژی در رابطه محاسبه شدت انرژی با روش پارامتریک و بهره­گیری از تابع هزینه است. بر این اساس، ساختار صنایع و تجهیزات و نوع تکنولوژی تولید صنایع در ایران، موجب افزایش نسبت مصرف انرژی به تولید و نهایتاً موجب افزایش شدت انرژی و کاهش کارایی مصرف انرژی در بخش صنایع ایران می­گردد. لازم به ذکر است که قیمت پایین حامل­های انرژی و همچنین فراوانی انرژی در ایران، موجب می­شود تا به نوعی ساختار و تجهیزات بکار رفته در بخش صنایع ایران، انرژی­بر باشند. یعنی تغییرات تکنولوژی جریان تولید و توزیع در طی زمان، موجب افزایش نسبت مصرف انرژی به سطح تولیدات گردد که این موضوع در هر صنعت، بسته به ساختار و تجهیزات آن، متفاوت از دیگر صنایع و با شدت­های مختلفی می­باشد. در کل می­توان به این نتیجه رسید که در سطح متوسط داده­ها در دوره مورد مطالعه، اثر تکنولوژی کمترین اثر را بر شدت انرژی صنایع دارد و عامل قیمت نهاده­ها با اثر جانشینی و اثر بودجه­ای مهمترین فاکتورهای شدت انرژی صنایع به شمار می­روند. بر این اساس، تغییر در قیمت عوامل تولید مهمترین عامل شدت انرژی در صنعت ایران به شمار می­رود.

جدول 6- اجزای چهارگانه شدت انرژی صنایع (درصد)

ماخذ: یافته­های تحقیق

      در جدول شماره 7، به منظور بررسی هرچه بهتر صنایع از منظر سهم مصرف انرژی و مقدار شدت انرژی، به طبقه­بندی کلی صنایع به دو دسته صنایع با شدت بالا (بالاتر از مقدار متوسط صنعت) و صنایع با شدت کم (پایین­تر از مقدار متوسط صنعت) پرداخته شده است. بر اساس جدول شماره 7، تعداد 15 صنعت از 23 صنعت با کد 2 رقمی، شدت انرژی کمتر از حد متوسط بخش صنعت ایران را در اختیار دارند (کارایی در مصرف انرژی بالاتر از مقدار متوسط بخش صنعت ایران). این دسته صنایع بیش از 98 درصد (56/98 درصد) از کل حجم انرژی بخش صنعت را مصرف می­نمایند. بر این اساس، می­توان نتیجه گرفت که تقریباً کل انرژی مصرفی بخش صنعت در شرایط کارا و متناسبی مصرف می­گردد. از سویی دیگر، صنایع با شدت بالاتر از مقدار متوسط بخش صنعت شامل صنایع با کد 35 (صنعت تولید سایر وسایل حمل و نقل) کد 37 (صنعت بازیافت) کد 16 (صنعت تولید محصولات از توتون) کمتر از 2 درصد انرژی کل صنعت را در جریان تولید و توزیع خود مصرف می­نمایند. اما این مقدار ناچیز از سهم مصرف انرژی، در قیاس با دیگر صنایع و مقدار متوسط صنعت، به صورت ناکاراتر مصرف می­شود. در کل می­توان به این نتیجه رسید که انرژی در بخش صنعت ایران تقریباً به صورت کارا مصرف می­شود. همانطور که در بخش شدت انرژی (جداول 4 و 5) بیان گردید، مهمترین علت آن اثر منفی تولیدی و جانشینی بر مقدار شدت انرژی است.

جدول7- طبقه­بندی صنایع بر اساس شاخص شدت انرژی (درصد)

 ماخذ: یافته­های تحقیق

6- جمع­بندی

هدف از این پژوهش بررسی شدت انرژی صنایع 23 گانه اقتصاد ایران و تجزیه شدت انرژی با اولویت بررسی نقش تغییرات تکنولوژی بر شاخص شدت انرژی مصرفی صنایع ایران می­باشد. بر اساس آمارهای مرکز آمار ایران، صنعت اساسی و انرژی­بر تولید فلزات اساسی (کد 27) و صنعت تولید سایر محصولات کانی غیر فلزی (کد 26)، درمجموع 50 درصد از انرژی بخش صنعت را به خود اختصاص داده­اند. به عبارت دیگر، حدود نیمی از میزان انرژی مصرفی کل صنعت ایران در دوره 90-1378 در اختیار تنها 2 صنعت قرار دارد و از منظر و دیدگاه میزان انرژی­بری، صنایع کد 26 و 27 از صنایع مهم  در زمینه مصرف انرژی می­باشند.

      بر اساس یافته­ها، در سطح متوسط داده­های صنایع 23گانه، با توجه به اینکه غالب صنایع مقادیر تکنولوژی مثبت دارند، تغییرات تکنولوژی کل صنعت مثبت ارزیابی شده و روند رو به صعودی با مقدار 49/0 درصدی در جهت کاهش هزینه را به خود اختصاص داده­اند. تجزیه شاخص تغییرات تکنولوژی در سطح متوسط داده­ها دلالت بر این دارد که تکنولوژی خالص مهمترین جزء در شاخص تغییرات تکنولوژی به شمار می­رود. در حقیقت سرمایه گذاری صنایع در قسمت تجهیزات و روند تولیدات محصول، مهمترین فاکتور در کاهش هزینه واحد محصول در صنعت ایران به شمار می­رود.

      بررسی مقادیر شدت انرژی مصرفی با راهکار پارامتریک حاکی از آن است که شدت انرژی کلیه صنایع بزرگتر از صفر می­باشد و دو صنعت تولید محصولات پلاستیکی (کد 25) و تولید سایر محصولات کانی غیرفلزی (کد 26) با مقادیر شدت انرژی 02/0 درصد کمترین مقدار شدت انرژی (بالاترین مقدار کارایی مصرف انرژی) در میان 23 صنعت را به خود اختصاص داده­اند. تجزیه شدت انرژی به چهار اثر کلی بودجه­ای، جانشینی، تولیدی و تکنولوژی، حاکی از آن است که اثر بودجه­ای با متوسط مقدار 41/0 درصد، مهمترین عامل شدت انرژی به شمار می­رود و اثر تکنولوژی با مقدار 16/0 درصد، کم اثرترین فاکتور تعیین کننده شدت انرژی در صنعت است. با در نظر گرفتن این مسئله، می­توان دریافت که قیمت نهاده­ها و بالاخص قیمت نهاده انرژی، مهمترین عامل شدت انرژی می­باشد. در حقیقت با توجه به اثر مثبت بودجه­ای ( ) با مقدار متوسط 41/0درصد و همچنین اثر قیمت انرژی ( ) با مقدار متوسط 04/0 درصد، افزایش قیمت انرژی (با توجه به قیمت بسیار اندک انرژی در ایران به دلیل پرداخت یارانه به این نهاده توسط دولت) نه تنها موجب کاهش نسبت مصرف انرژی به تولید محصول نمی­گردد، بلکه موجب افزایش این نسبت نیز می­گردد و کارایی مصرف انرژی را کاهش می­دهد. این مسئله ناشی از قیمت بسیار اندک انرژی و فراوانی این نهاده در ایران می­باشد که موجب تقلیل هزینه تولید و نهایتاً موجب وابستگی بسیار زیاد صنایع به مصرف نهاده انرژی جهت تولید محصول می­گردد.

      با توجه به مقادیر محاسبه شده از ارتباط متقابل تکنولوژی تولید و شدت انرژی، فرایند تکنولوژی صنایع، فرایندی انرژی­بر بوده و رشد تکنولوژی موجب افزایش مصرف انرژی در فرایند تولیدات صنعت و در نهایت افزایش شدت انرژی می­شودکه این مقدار در سطح متوسط صنایع به مقدار 016/0 درصد در دوره 1390-1378 می­رسد. بررسی ارتباط میان سهم انرژی­بری صنایع از کل انرژی صنعت یا شدت انرژی (صنایعی که سهم انرژی بالایی را دارند) شدت انرژی کمی را دارا هستند و برعکس، صنایعی که سهم انرژی پایینی را دارند، شدت انرژی بالایی را ثبت نموده اند. طبقه­بندی صنایع به دو دسته صنایع با شدت بالاتر از مقدار متوسط انرژی کل صنعت (صنایع با شدت بالا) و صنایع با شدت پایین­تر از مقدار متوسط انرژی کل صنعت (صنایع با شدت کم) نیز مؤید این مسئله هست و نشان می­دهد که 56/98 درصد از کل انرژی مصرفی بخش صنعت توسط صنایع با شدت کم مصرف شده است و تنها بخش ناچیزی از انرژی مصرفی بخش صنعت ایران در فرآیند تولید صنایع با شدت بالا (8 صنعت کد 2 رقمی) به کار گرفته می­شود.

7- منابع

الف) فارسی

1- آرمن، سید عزیز و سمیرا تقی زاده (1392)، «بررسی عوامل مؤثر بر شدت انرژی در صنایع کارخانه­ای ایران»، فصلنامه اقتصاد انرژی، دوره 2، صفحات 20-1.

2- بنی اسدی، مصطفی و رضا محسنی (1393)، «اثر شوک­های دائمی و موقت بهره­وری بر شدت مصرف انرژی در ایران (کاربرد روش بلانچارد- کوآ)»، فصلنامه اقتصاد انرژی ایران، دوره 3، صفحات 65-41.

3- بهبودی، داوود، اصلانی نیا، نسیم میهن و سکینه سجودی (1389)، «تجزیه شدت انرژی و بررسی عوامل مؤثر بر آن در اقتصاد ایران»، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، دوره 7، صفحات 130-105.

4- جهانگرد، اسفندیار و هدیه تجلی (1390)، «تجزیه شدت انرژی­بری در صنایع کارخانه­ای ایران»، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، دوره 8، صفحات 58- 25.

5- حیدری، ابراهیم (1390)، «تخمین معادله رگرسیون خطی فازی شدت انرژی در بخش صنعت ایران»، فصلنامه اقتصاد مقداری (فصلنامه بررسی­های اقتصادی)، دوره 8، صفحات 28-1.

6- شهیکی تاش، محمد نبی و علی نوروزی (1393)، «تخمین تابع تقاضای صنعتی گاز طبیعی و سنجش شدت مصرف گاز طبیعی در صنایع انرژی­بر ایران»، فصلنامه اقتصاد انرژی ایران، دوره 3، صفحات 130-93.

7- صادقی سید کمال و سکینه سجودی (1390)، « مطالعه عوامل مؤثر بر شدت انرژی در بنگاه­های صنعتی ایران»، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، دوره 8، صفحات 180- 163.

8- گلی، زینت و یکتا اشرفی (1389)، «بررسی شدت انرژی کشور و تجزیه آن با استفاده از شاخص ایده­آل فیشر در ایران»، فصلنامه پژوهشها و سیاستهای اقتصادی، دوره 18، صفحات 54- 35.

ب) انگلیسی

1- Akkemik, K. A., (2009), “Cost function Estimates, Scale Economies and Technological Progress in the Turkish Electricity Generation Sector”, Energy Policy, Vol. 37, pp. 204-213.

2- Chontanawat, J., Wiboonchutikula, P. and A. Buddhivanich (2014), “Decomposition Analysis of the Change of Manufacturing Industries in Thailand”, Energy, Vol. 77, pp. 171-182.

3- Christensen, L, R. and W. H.  Greene (1976), “Economies of Scale in U.S. Electric Power Generation”, Journal of Political Economy, Vol. 84, pp. 655-676.

4- Christensen, L, R., Jorgenson, D, W. and L. J. Lau (1973), “Transcendental Logarithmic Production Function”, Review of Economics and Statistics, Vol. 55, pp. 28-45.

5- Ebadi, J. and M. S. Mousavi (2006), “The Economies of Scale in Iran Manufacturing stablishments”, Iranian Economic Review, Vol. 11.

6- Feng, G. and A. Serletis (2010), “Efficiency, Technical Change and Returns to Scale in Large US Banks: Panel Data Evidence from an Output Distance Function Satisfying Theoretical Regularity”, Journal of Banking & Finance, Vol. 34, pp. 127-138.

7- Gonzalez, P, F. and R. P. Suarez (2003), “Decomposition the Variation of Aggregate Electricity Intensity in Spanish Industry”, Energy, Vol. 28, pp. 171-184.

8- Hajko, V. (2014), “The Energy Intensity Convergence in the Transport Sector”, Procedia Economics and Finance, Vol. 12, pp. 199-205.

9- Jingjing, L. (2009), “Production Structure, Input Substitution, and Total Factor Productivity Growth in the Softwood Lumber Industries in U.S and Canadian Regions”, Master Thesis, University of Toronto (Canada).

10- Lin, B. and K. Du (2014), “Decomposition Energy Intensity Change: A Combination of Index Decomposition Analysis and Production-Theoretical Decomposition Analysis”, Applied Energy, Vol. 129, pp. 158-165.

11- Ma, H., Oxley, L. and J. Gibson (2009), “Substitution Possibilities and Determinants of Energy Intensity for China”, Energy Policy, Vol. 37, pp. 1793-1804.

12- Ma, H., Oxley, L., Gibson, J. and B. Kim (2009), “Modeling China's Energy Consumption Behavior and Changes in Energy Intensity”, Environmental Modeling & Software, Vol. 24, pp. 1293-1301.

13- Ma, H., Oxley, L., Gibson, J., and B. Kim (2008), “China's Energy Economy: Technical Change Factor Demand and Inter-Factor/Inter-Fuel Substitution”, Energy Economic, Vol. 30, pp. 2167-2183.

14- Nanag, D, M. and A. Ghebremichael (2006), “Inter Regional Comparisons of Production Technology in Canada′s Timber Harvesting Industries”, Forest Policy and Economics, Vol. 8, pp. 797-810.

15- Okajima, S. and H. Okajima (2013), “Analysis of Energy Intensity in Japan”, Energy Policy, Vol. 61, pp. 574-586.

16- Shephard, R. S. (1970), “Theory of Cost and Production Functions”, Princeton University Press, Princeton, NJ.

17- Su, B., and B. W. Ang (2012), “Structural Decomposition Analysis Applied to Energy and Emissions: Some Methodological Developments”, Energy Economics, Vol. 34, pp. 177-188.

18- Tanase, I. and A. Tidor (2012), “Efficiency Progress and Productivity Change in Romania Machinery Industry 2001-2010”, Procedia Economics and Finance, Vol. 3, pp. 1055-1062.

19- Timma, L., Tomas, Z. and D. Blumberga (2016), “Life After the Financial Crisis. Energy Intensity and Energy Decomposition on Sectorial Level in Latvia”, Applied Energy, Vol. 162, pp. 1586-1592.

20- Triebs, T. P. and S. C. Kumbhakar (2013), “Productivity with General Indices of Management and Technical Change”, Economics Letters, Vol. 120, pp. 18-22.

21- Voigt, S., Cian, E. D., Schymura, M. and E. Verdolini (2014), “Energy Intensity Development in 40 Major Economics: Structural Change or Technology Improvement”, Energy Economics, Vol. 41, pp. 47-62.

22- Wang, C., Liao, H., Pan, S., Zhao, L. and Y. Wei (2014), “The Fluctuations of China's Energy Intensity: Biased Technical Change”, Applied Energy, Vol. 135, pp. 407-414.

23- Welxch, H. and C. Ochsen (2005), “The Determinants of Aggregate Energy Use in Germany: Factor Substitution, Technological Change and Trade”, Energy Economics, Vol. 27, pp. 93-111.

24- Zellner, A. (1962), “An Efficient Method of Estimating Seemingly Unrelated Regressions and Tests for Aggregation Bias”, Journal of the American Statistical Association, Vol. 58, pp. 977-992.

25- Zha, D., Zhou, D. and N. Ding (2012), “The Determinants of Aggregated Electricity Intensity in China”, Applied Energy, Vol. 97, pp. 150-156.