رابطه علی انتشار دی‌اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی در ایران

رابطه علی انتشار دی‌اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی در ایران

دکتر داود بهبودی*، سیمین کیانی** و سعید ابراهیمی***

تاریخ دریافت: 23 شهریور 1390              تاریخ پذیرش: 30 آذر 1390

با توجه به سیاست­های توسعه­ای کشور مبتنی بر رشد سریع اقتصادی در قالب سند چشم­انداز 20 ساله، بررسی مقولاتی همانند کاهش آلودگی هوا و افزایش ارزش افزوده بخش صنایع در کشور، جایگاه ویژه‌ای یافته است. در این راستا، مقاله حاضر با استفاده از روش علیت گرنجر، به بررسی وجود یا فقدان رابطه علی بین دی­اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی، پرداخته است. نتایج حاصل نشان داد که مصرف انرژی با انتشار دی­اکسیدکربن و ارزش افزوده بخش صنعت رابطه علی دارد. به‌طوری که افزایش مصرف انرژی در ایران، در سال‌های مورد بررسی سبب افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن شده است که این نتیجه با انتظارات قبلی همخوانی می‌کند. از سوی دیگر، همان‌گونه که انتظار می‌ر‌فت افزایش مصرف انرژی، سبب افزایش ارزش افزوده بخش صنعت و اشتغال نیز شده است. نتایج بررسی تجزیه واریانس متغیرهای مدل نیز حاکی از این است که در بلندمدت اثر خود متغیرها بر نوسانات خود، به تدریج کاهش یافته و سهم متغیرهای دیگر افزایش می‌یابد.

واژه‌های کلیدی: انتشار دی‌اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت، مصرف انرژی، علیت گرنجر، تجزیه واریانس.

طبقه‌بندی JEL: E₂₃،Q₅₁،Q₅₃،Q₅₆.

1. مقدمه

وابستگی روز افزون جوامع به انرژی، به دلیل جایگزینی نیروی ماشین به جای نیروی انسانی به‌ویژه در بخش صنعت و استفاده از فناوری‌های انرژی‌بر، سبب شده است که انرژی به عنوان یک عامل مؤثر در رشد و توسعه اقتصادی تلقی شود و در کارکرد بخش‌های مختلف اقتصادی از جمله بخش صنعت، نقش چشم‌گیری ایفا کند.[1] با بروز تکانه‌های نفتی در دهه 1970 کاهش فعالیت‌های اقتصادی در سطح دنیا، بررسی رابطه میان مصرف انرژی و فعالیت‌های اقتصادی مورد توجه اقتصاددانان قرار گرفت.[2] کانون توجه بیشتر مطالعات این بود که آیا مصرف انرژی عامل رشد اقتصادی است و یا رشد اقتصادی سبب افزایش مصرف انرژی می‌گردد؟ نتایج به‌دست آمده از مطالعات رابطه بین مصرف انرژی و فعالیت‌‌های اقتصادی، متفاوت و حتی متضاد است که می‌تواند ناشی از تفاوت در داده‌ها، ویژگی‌های خاص هر کشور و مدل‌های اقتصادسنجی متفاوت به‌کار رفته در هر مطالعه باشد.[3] مصرف انرژی و رشد اقتصادی به‌ویژه رشد صنعت، ارتباط تنگاتنگی با هم دارند، به‌طوری‌که انرژی به عنوان نیروی محرکه در بیشتر فعالیت‌های اقتصادی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار است. سطوح بالاتری از فعالیت‌های اقتصادی نیازمند انرژی و مواد اولیه بیشتری است و در نتیجه مقادیر بیشتری از مواد زاید (گازها، مواد فرعی) ایجاد می‌شود. استخراج رو به افزایش منابع طبیعی و افزایش مصرف انرژی، انتشار آلاینده‌ها را سبب شده و به تخریب محیط زیست می‌انجامد. اما آن چه در این میان از اهمیت بسیاری برخوردار است، توجه به رشد اقتصادی در عین توجه به محیط زیست و تلاش در آلودگی هر چه کمتر آنست.[4] تمامی این مسائل اقتصادی و مسائلی نظیر محدودیت ذخایر انرژی، نگرانی‌های زیست‌محیطی و رشد اقتصادی همگی مباحثی هستند که با گستردگی تمام، فکر اندیشمندان را در یافتن راهکارهای مناسب در حل مناسب معضلات انرژی در جهان، به‌ویژه بحران‌های زیست‌محیطی، به خود مشغول داشته است.

آلاینده‌های ناشی از مصرف انرژی و افزایش غلظت دی‌اکسیدکربن در اتمسفر و پیامدهای آن، جهان را با تغییرات برگشت‌ناپذیر و تهدیدآمیزی روبرو ساخته است. افزایش دمای کره زمین، تغییرات آب وهوایی، بالا آمدن سطح دریاها و نیز تشدید منازعات بین­المللی زیست‌محیطی، از جمله این پیامدها محسوب می‌شوند. از سوی دیگر، پایان­پذیری منابع فسیلی و تقاضای روزافزون آن، پیش‌بینی افزایش قیمت، سیاستگذاران را به پیشنهاد موازین و سیاست‌هایی برای کاهش آلاینده­های محیط زیست و پژوهشگران را به توسعه نقش منابع با آلایندگی کمتر و تجدیدپذیری که توان بالقوه‌ای برای جانشینی با منابع انرژی کنونی دارند، ترغیب می‌کند.[5] در دهه­های اخیر میزان انتشار دی‌اکسیدکربن در اثر تولید و مصرف انرژی، با آهنگی سریع‌تر از رشد مصرف انرژی، افزایش می‌یابد که بیشتر افزایش دی‌اکسیدکربن ناشی از مصرف در کشورهای در حال توسعه بوده و مکان جغرافیایی رشد انتشار دی‌اکسیدکربن از کشورهای صنعتی به کشورهای درحال توسعه منتقل شده است.[6] انرژی به عنوان یک عامل مؤثر در رشد ارزش افزوده بخش صنایع و توسعه اقتصادی تلقی می‌گردد و در کارکرد بخش‌های مختلف اقتصادی نقش چشم‌گیری ایفا می‌کند. مصرف انرژی و ارزش افزوده بخش صنایع ارتباط تنگاتنگ با هم دارند، به‌طوری که هم انرژی به عنوان نیروی محرکه در بیشتر فعالیت‌های تولیدی و خدماتی مطرح است و هم برای رشد و توسعه اقتصادی کشور، افزایش مصرف انرژی به عنوان نهاده اساسی تولید ضروری است. با توجه به این که ایران دارای منابع غنی و گسترده انرژی، مخازن بزرگ نفت و گاز طبیعی، معادن عظیم زیرزمینی و پتانسیل بالقوه انرژی است، تعیین رابطه بین مصرف انرژی، رشد اقتصادی و ارزش افزوده صنایع در تبیین سیاست‌های بخش انرژی، کمک مؤثری می‌کند. از سوی دیگر، رابطه میان ارزش افزوده بخش صنایع و مصرف انرژی می‌تواند این سؤال را مطرح کند که اصولاً چه رابطه‌ای میان آن‌ها وجود دارد؟ و در صورت وجود رابطه‌ علی، آیا این رابطه یک‌طرفه است^[7] یا دوطرفه^[8]؟

رشد اقتصادی یکی از عوامل مهم درخصوص منبع و منشأ اثرات زیست­محیطی است؛ زیرا که افزایش رشد اقتصادی، سبب استفاده‌ بیشتر از منابع طبیعی و انرژی و نیز ایجاد و انتشار آلاینده‌های زیست‌محیطی می‌شود. در این زمینه، مطالعات زیادی انجام گرفته است که از آن جمله می­توان به نظریه منحنی‌های زیست­محیطی کوزنتس اشاره کرد. مفهوم منحنی زیست‌محیطی کوزنتس، برگرفته از ایده‌ کوزنتس (1955) در زمینه‌ وجود رابطه­ای به شکل U وارون بین درآمد سرانه و نابرابری توزیع درآمد است که اولین بار در دهه‌ 1990 و هم‌زمان با مطالعه اثرات بالقوه‌ انعقاد موافقت‌نامه‌ تجارت آزاد آمریکای شمالی^[9] بر محیط­زیست توسط گروسمن و کروگر^[10] و همچنین مطالعه‌ شفیک و باندیوپادهیای^[11]  که در گزارش توسعه‌ جهانی سال 1992 منتشر شد، مطرح شد (IRBD^[12]). در این راستا بکرمن^[13] نیز با ارائه‌ این استدلال که شواهد روشنی وجود دارد که رشد اقتصادی در مراحل اولیه‌ خود به تخریب محیط‌زیست می‌انجامد، ولی در نهایت بهترین و شاید تنها راه برای حفظ و ارتقای سطح کیفی محیط ‎زیست در کشورهای جهان، ثروتمند شدن آنها یعنی همان رشد اقتصادی است، سبب شهرت و گسترش هرچه بیشتر فرضیه‌ زیست‌محیطی کوزنتس شد.[14]

در این تحقیق رابطه علی بین مصرف انرژی و ارزش افزوده صنایع و انتشار دی‌اکسیدکربن در دوره 2004-1980، با استفاده از آزمون‌های علیت گرنجری و روش تجزیه واریانس مورد بررسی قرار خواهد گرفت. مباحث این مقاله در 5 بخش سازماندهی شده اس. پس از مقدمه در قسمت بعدی به بررسی ادبیات و پیشینه تجربی موضوع پرداخته می‌شود. بخش سوم تبیین و معرفی مدل و روش تحقیق به‌کار رفته در مطالعه است. در بخش چهارم نتایج به‌دست آمده گزارش و تحلیل خواهد شد و در خاتمه جمع‌بندی مقاله ارائه می­شود.

2. ادبیات موضوع و مبانی آن

در زمینه بررسی رابطه علی بین انتشار ₂CO و مصرف انرژی و متغیرهای مربوط، مطالعات فراوانی در خارج و داخل از کشور انجام گرفته است که در این قسمت به بعضی از مهم‌ترین آنها که در سال‌های اخیر انجام شده اشاره می‌شود.

فلوروس و ولاچاو[15]، به بررسی تقاضای انرژی و رابطه مصرف انرژی با انتشار دی‌اکسیدکربن در چند کارخانه یونان پرداخته‌اند. نتایج بیانگر وجود رابطه مثبت میان مصرف انرژی و انتشار دی‌اکسیدکربن است. همچنین وضع مالیات بر انتشار دی‌اکسیدکربن کارخانجات یونان، تأثیر مثبت بر شرایط زیست‌محیطی دارد.

سویتاش، ساری و اوینگ[16]، به بررسی مصرف انرژی، درآمد و انتشار دی‌اکسیدکربن در آمریکا پرداختند. آنها همچنین وجود و یا وجود نداشتن منحنی کوزنتس زیست‌محیطی را بررسی کرده‌اند. ایشان علیت گرنجر بین این متغیرها را با اضافه کردن دو متغیر سرمایه ثابت و نیروی کار بررسی کرده و نشان می‌دهند که در بلند‌مدت درآمد علیت گرنجری انتشار دی‌اکسیدکربن نیست، اما مصرف انرژی دارای رابطه علیت گرنجری بلندمدت با انتشار دی‌اکسیدکربن است.

سویتاش و ساری (2007)، به بررسی رابطه علیت گرنجر بلندمدت میان رشد اقتصادی، انتشار دی‌اکسیدکربن و مصرف انرژی در ترکیه پرداختند. آنها برای این مطالعه از دو متغیر سرمایه ثابت و نیروی کار نیز استفاده کردند. یافته­های آنها نشان می‌دهد که سرمایه ثابت و نیروی کار، مصرف انرژی و رشد اقتصادی، با سه رابطه هم­جمعی با هم مرتبط هستند. نتایج VEC رابطه علی یک‌طرفه­ای از مصرف انرژی به رشد اقتصادی را نشان می‌دهد.

اینوولدسن، رییلوند و آندرسون[17]، تأثیر قیمت انرژی و مالیات را بر مصرف انرژی و انتشار دی‌اکسیدکربن در سه کشور اسکاندیناوی بررسی کرده‌اند. با مشاهده تفاوت در شدت مصرف انرژی بین بخش‌ها و کشورهای اسکاندیناوی، نتایج نشان می‌دهد که می‌توان به جداسازی[18] روند مصرف انرژی و افزایش ارزش افزوده از روند انتشار دی‌اکسیدکربن، خوشبین بود.

ازتورک و آکاراوچی[19]، رابطه میان مصرف انرژی و تولید ناخالص داخلی را برای کشورهای آلبانی، بلغارستان، مجارستان و رومانی با استفاده از مدل ARDL و VEC در دوره 2006-1980 بررسی کرده‌‌اند. نتایج حاصل از مدلARDL نشان می‌دهد که رابطه بلندمدت میان مصرف انرژی و تولید سرانه داخلی فقط در مجارستان وجود دارد. هم‌چنین نتایج به دست آمده از مدل VEC حاکی از وجود نداشتن رابطه علی میان متغیرها در همه کشورهای مورد بررسی است.

هامیت هاگار[20] ، به بررسی رابطه بلندمدت و همچنین رابطه علی میان انتشار گازهای گلخانه‌ای و مصرف انرژی و رشد اقتصادی برای بخش صنعت کانادا، در دوره 2007-1990 پرداخته است. نتایج مطالعه وی نشان می‌دهد که مصرف انرژی اثر مثبت و معنی‌داری روی انتشار گازهای گلخانه‌ای دارد، همچنین وی فرضیه منحنی کوزنتس را برای بخش صنعت کانادا، مورد تأیید قرار می‌دهد. نتایج آزمون علیت حاکی از رابطه علی یک‌طرفه از مصرف انرژی به انتشار گازهای گلخانه‌ای و نیز از رشد اقتصادی به مصرف انرژی است.

در مطالعات داخلی نیز، آرمن و زارع (1383)، رابطه علیت گرنجری بین مصرف انرژی و رشد اقتصادی در ایران در طول سال‌های 1346 تا 1381 را بررسی کرده‌اند. در این مقاله رابطه علیت گرنجری بین کل مصرف نهایی انرژی و رشد اقتصادی در ایران مورد بررسی قرار گرفته است. ضمناً در هر حالتی که وجود یک رابطه بلندمدت بین متغیرها با استفاده از روش خودبازگشتی با وقفه‌های توزیعی اثبات می‌شود، یک مدل تصحیح خطا نیز برآورد می‌گردد تا نتایج این دو روش را مقایسه کنند. در مواردی که رابطه علیت گرنجری یک‌طرفه از مصرف انرژی به رشد اقتصادی مشاهده می‌شود، افزایش مصرف انرژی محرک رشد اقتصادی است. در حالت‌هایی که رابطه علیت گرنجری یک‌طرفه از رشد اقتصادی به مصرف انرژی مشاهده می‌شود، می‌توان نتیجه گرفت که رشد اقتصادی مقدم بر مصرف انرژی بوده و بنابراین، سیاست صرفه­جویی در مصرف انرژی را می‌توان بدون کمک کردن رشد اقتصادی به کار گرفت.

بهبودی، متفکرآزاد و خلیل­پور (1385)، به بررسی رابطه تقاضای نهایی و واسطه­ای انرژی با رشد اقتصادی در ایران در دوره 1383-1346 پرداختند. نتایج حاصل از علّیت گرنجر استاندارد، نشان‌دهنده این است که یک رابطه علیت گرنجری یک‌طرفه از تقاضای نهایی انرژی به رشد اقتصادی و یک رابطه علی دو‌‌‌طرفه بین رشد اقتصادی و تقاضای واسطه‌ای انرژی وجود دارد. نتایج حاصل از برآورد مدل‌های تصحیح خطا نیز نشان می‌دهد که در کوتاه‌مدت و بلندمدت، رابطه علّیت گرنجری دوطرفه بین تقاضای نهایی انرژی و رشد اقتصادی و همچنین بین تقاضای واسطه‌ای انرژی و رشد اقتصادی وجود دارد.

آماده، قاضی و عباسی­فر (1386)، رابطه مصرف انرژی، رشد اقتصادی و اشتغال در بخش‌های مختلف اقتصادی در ایران را در طول سال‌های1350 تا 1382 بررسی کرده‌اند. آن‌ها از الگوی خودبازگشتی با وقفه‌های توزیعی (ARDL) و همچنین الگوی تصحیح خطا (ECM)، برای بررسی وجود رابطه بلندمدت و کوتاه‌مدت بین متغیرها استفاده کرده‌اند. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که رابطه علی یک‌طرفه از مصرف انرژی به رشد اقتصادی وجود دارد. افزون بر این، یک رابطه علیت یک‌طرفه از مصرف انرژی در بخش صنعت به رشد ارزش افزوده در این بخش نیز وجود دارد. آن‌ها همچنین وجود یک رابطه علیت یک‌طرفه از مصرف انرژی در بخش کشاورزی به رشد ارزش افزوده در این بخش را نتیجه گرفته‌اند.

شرزه‌ای و حقانی (1386)، به بررسی رابطه علی میان انتشار دی‌اکسیدکربن و درآمد ملی، با تأکید بر نقش مصرف انرژی پرداخته‌اند. در این مقاله، رابطه علیت گرنجر بین مصرف انرژی، درآمد ملی و انتشار دی‌اکسیدکربن به همراه عوامل دیگر مثل نیروی کار و سرمایه، مورد بررسی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که یک رابطه علیت یک‌طرفه از درآمد ملی به مصرف انرژی وجود دارد، اما رابطه علیت میان درآمد ملی و انتشار دی‌اکسیدکربن مورد تأیید نیست. ایشان به این نتیجه رسیده‌اند که افزایش درآمد ملی در دوره 1384-1353، تأثیری بر میزان انتشار دی‌اکسیدکربن در ایران ندارد. مصرف انرژی نیز علیت افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن شناخته شده است در حالی که انتشار دی‌اکسیدکربن علت افزایش درآمد ملی تشخیص داده نشده است. همچنین یافته­های وی با توجه به وجود نداشتن رابطه علیت میان درآمد ملی و انتشار دی‌اکسیدکربن فرضیه منحنی کوزنتس در ایران را تأیید نمی‌کند.

صدرآبادی، عمادالاسلام و کاشمری (1386)، به بررسی رابطه علی مصرف کل انرژی، اشتغال و تولید ناخالص داخلی در ایران در طول سال‌های1350 تا 1384 پرداخته‌اند. در این مطالعه برای آزمون ارتباط علی بین متغیرها از تجزیه و تحلیل همجمعی و آزمون علیت هیسائو استفاده شده است. نتیجه آزمون همجمعی جوهانسون نشان می‌دهد که سه بردار همجمعی برای متغیرهای مورد نظر وجود دارد. نتایج هم‌چنین بیان‌کننده علیت یک‌طرفه از مصرف انرژی به تولید ناخالص داخلی و از اشتغال به تولید ناخالص داخلی و مصرف انرژی است. هم‌چنین برای بررسی رفتار پویای مدل، واکنش تکانه‌ای و تجزیه واریانس نیز وارد تحلیل شده که نتایج به‌دست آمده از این دو نیز تأییدکننده نتایج آزمون علیت است.

بهبودی و برقی (1387)، به بررسی اثرات زیست­محیطی مصرف انرژی و رشد اقتصادی در ایران (1383-1346) به روش آزمون هم­انباشتگی یوهانسون- یوسیلیوس پرداخته­اند. نتایج به‌دست آمده نشان می­دهد که یک درصد افزایش در شدت استفاده از انرژی، باعث افزایش 92/0 درصدی انتشار سرانه گاز دی­اکسیدکربن و آلودگی محیط­زیست می­گردد. همچنین با افزایش یک درصدی تولید ناخالص داخلی سرانه انتشار سرانه گاز دی­اکسیدکربن به مقدار 31/1 درصد افزایش می­یابد.

بهبودی، اصغرپور و قزوینیان (1387 الف)، با استفاده از داده‌های سری‌زمانی سالانه اقتصاد ایران در دوره 1385-1346 رابطه بین مصرف برق و رشد اقتصادی مورد بررسی قرار دادند. آنها با استفاده از آزمون همجمعی‌ جوهانسن- جوسیلیوس و انگل-گرنجر نشان دادند که بین مصرف برق و رشد اقتصادی ایران، رابطه بلندمدت مثبت وجود دارد.آنها همچنین در مطالعات متعدد دیگر[21] رابطه مصرف انرژی کل و رشد اقتصادی، مصرف برق و رشد اقتصادی و نیز مصرف گاز و رشد اقتصادی را با لحاظ کردن شکست ساختاری در دوره 1346 تا 1384 مورد بررسی قرار داده‌اند. در این مطالعات از آزمون‌های ریشه واحد زیوت- اندریوز برای تعیین تغییرات ساختاری و همچنین از آزمون همجمعی گریگوری- هانسن برای بررسی رابطه بلندمدت بین متغیرها استفاده شده ‌است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که با در نظر گرفتن شکست ساختاری، رابطه بلندمدت مثبت بین هر سه حالت مصرف انرژی کل، مصرف برق و مصرف گاز با رشد اقتصادی ایران وجود دارد.

فطرس و نسرین‌دوست (1388)، به بررسی رابطه آلودگی هوا، آلودگی آب، مصرف انرژی و رشد اقتصادی ایران در سال‌های 1359 تا 1383 پرداخته‌اند. آنها فرضیه کوزنتس را در چهار حالت بررسی می‌کنند:

1. هنگامی که معیار رشد اقتصادی، درآمد سرانه است.
2. هنگامی که معیار رشد، سرانه مصرف انرژی است.
3. زمانی که معیار آلودگی، آلودگی آب است.
4. زمانی که معیار آلودگی، آلودگی هوا است.

نتایج بیان‌گر وجود سه رابطه علی یک‌طرفه شامل از نشر دی‌اکسیدکربن به درآمد سرانه، از نشر دی‌اکسیدکربن به سرانه مصرف انرژی و از سرانه مصرف انرژی به آلودگی آب است. بنابراین فرضیه کوزنتس برای نشر دی‌اکسیدکربن، درآمدسرانه، آلودگی آب و سرانه مصرف انرژی رد می‌شود و برای رابطه نشر دی‌اکسیدکربن و سرانه مصرف انرژی رد نمی‌شود.

بهبودی، محمدزاده و جبرائیلی (1388)، به منظور بررسی رابطه بین مصرف انرژی و تولید ناخالص داخلی در میان کشورهای درحال توسعه و توسعه‌یافته در دوره زمانی 2006- 1970 ازآزمون­های ریشه واحد پانلی، هم­انباشتگی پانلی و حداقل مربعات ادغام‌شده استفاده کرده‌اند. نتایج به‌دست آمده نشان می­دهدکه رابطه هم‌انباشتگی بین متغیرها در بلندمدت در بین کشورهای منتخب درحال توسعه و توسعه‌یافته وجود دارد هرچند که این دو بردار با هم متفاوت هستند. همچنین، در دوره مورد بررسی کشورهای توسعه‌یافته از لحاظ مصرف انرژی در سطح بالاتری نسبت به کشورهای درحال توسعه قرار داشته و میزان اثرگذاری بلندمدت مصرف انرژی بر تولید ناخالص داخلی در کشورهای توسعه‌یافته کمتر از کشورهای درحال توسعه است.

صالح و همکاران (1388)، با استفاده از آزمون علیت گرنجر و گرنجر هسیائو به بررسی رابطه علیت بین تولید ناخالص داخلی و حجم گازهای گلخانه‌ای در ایران در دوره 1378-1339 پرداختند. نتایج تحقیق ایشان حاکی از وجود رابطه علی یک‌طرفه از انتشار دی‌اکسیدکربن به تولید ناخالص داخلی است، همچنین با محاسبه تابع درجه دوم دی‌اکسیدکربن بر روی تولید ناخالص داخلی، ایشان فرضیه منحنی کوزنتس برای ایران را تأیید نمی‌کنند.

بهبودی، فلاحی و برقی (1389) به بررسی رابطه مصرف انرژی (شدت استفاده از انرژی)، رشد اقتصادی و انتشار سرانه دی‌اکسیدکربن، در ایران پرداخته‌اند. در این مطالعه از روش هم‌انباشتگی جوهانسون- جوسیلیوس و مدل تصحیح خطای برداری (VECM) استفاده شده است. نتایج به‌دست آمده از این مطالعه نشان­دهنده وجود رابطه­ای مثبت بین متغیرهای مستقل همانند مصرف انرژی، رشد اقتصادی، آزاد­سازی تجاری، جمعیت شهرنشین و متغیر انتشار سرانه‌ دی‌اکسیدکربن در ایران است.

در بیشتر مطالعات انجام شده در داخل کشور تنها رابطه میان دو متغیر رشد اقتصادی (یا درآمد سرانه) و مصرف انرژی با انتشار دی‌اکسیدکربن و یا رابطه آن دو با متغیر آلاینده دیگری به جز انتشار دی‌اکسیدکربن بررسی شده است. براساس بررسی­های نویسندگان، تاکنون متغیر ارزش افزوده بخش صنعت در مطالعات مشابه داخل کشور مورد استفاده قرار نگرفته است. از این رو در مطالعه حاضر سعی می‌شود با توجه به اهمیت بخش در صنعت در تولید ملی و نقش قابل توجه آن در مصرف انرژی و انتشار آلاینده‌ها، رابطه علی بین سه متغیر ارزش افزوده بخش صنعت، مصرف انرژی و همچنین انتشار گاز دی‌اکسیدکربن با لحاظ کردن دو عامل اصلی تولید (نیروی کار و سرمایه) در مدل بررسی شود. بنابراین مطالعه حاضر افزون بر دوره مورد مطالعه، از این دیدگاه نیز مطالعه شرزه‌ای و حقانی (1386) متفاوت است.

3. مدل و روش تحقیق

مدل این مقاله الهام گرفته از مطالعه سویتاش و ساری و اوینگ (2007) تحت عنوان «مصرف انرژی درآمد و انتشار کربن در امریکا» سویتاش و ساری (2007)، با عنوان «رابطه بین انرژی و تولید: شواهدی از صنعت ترکیه» است. در این مطالعه برای بررسی همگرایی از آزمون یوهانسون- یوسلیوس استفاده می‌شود. در این روش تعیین و برآورد بردارهای همجمعی میان متغیرها با استفاده از ضرایب الگوی خودتوضیح برداری (VAR)[22] میان آن متغیرها صورت می‌گیرد. ارتباط موجود بین الگوهای VAR و هم‌انباشتگی این امکان را فراهم می‌آورد تا بردارهای یادشده را از روی ضرایب الگوی خودتوضیح برداری به‌دست آورد. مدل VAR به ‌شکل زیر تعریف می‌شود:

در این معادله   بردار (1×5) از مقادیر ثابت  و  ماتریس (5×5) ضرایب و  نشانگر جز اخلال با نوفه سفید است. در مدل مورد اشاره رابطه علی بین متغیرهای ارزش افزوده بخش صنعت (V)، مصرف انرژی (E) و انتشار دی‌اکسیدکربن (C) در ایران با لحاظ دو متغیر نیروی کار (L) و سرمایه (K) بررسی می‌شود.

داده‌های مربوط به متغیرهای ارزش افزوده بخش صنعت و سرمایه ثابت ناخالص (هر دو به قیمت‌های ثابت 2000)، انتشار دی‌اکسیدکربن (برحسب تن)، مصرف انرژی (بشکه معادل نفت خام) و نیروی کار (نفر)، از نماگرهای منتشرشده بانک جهانی (WDI)[23]، داده‌های مؤسسه اطلاعات انرژی (EIA)[24] و نیز مرکز آمار ایران و بانک مرکزی ایران استخراج شده‌اند. دوره مورد نظر برای این مطالعه از سال 2004-1980 است.[25] خاطرنشان می­نماید به منظور استفاده بهتر و جلوگیری از مشکلات آماری، داده‌ها به صورت لگاریتمی مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

4. توصیف آماری داده‌ها

در این بخش، برای ملاحظه بهتر روند متغیرهای اصلی مقاله، یعنی انتشار دی‌اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی در دوره زمانی مطالعه مورد بررسی قرار می‌گیرد. در دوره مورد نظر، سطح هر سه متغیر دارای روند افزایشی است. نمودار پراکنش بین متغیرهای ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی نشان می‌دهد که به فرض ثبات عوامل دیگر در دوره مورد بررسی، رابطه مثبت بین این متغیر وجود دارد (نمودار 1). همچنین رابطه مشابهی بین مصرف انرژی و انتشار دی‌اکسیدکربن وجود دارد (نمودار 2).

نمودار 1. پراکنش ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی

نمودار 2. پراکنش مصرف انرژی و انتشار دی‌اکسیدکربن

برای بررسی شدت انرژی و نیز شدت آلایندگی در بخش صنعت نسبت به محاسبه میزان مصرف انرژی و انتشار دی‌اکسیدکربن در ازای هر واحد ارزش افزوده بخش صنعت اقدام شده است. نتایج در نمودارهای 3 و 4 آورده شده است. همان‌گونه که دیده می شود روند کلی تغییرات شدت مصرف انرژی و نیز شدت انتشار دی‌اکسیدکربن در دوره مورد بررسی نیز مثبت است. از این رو سطح مطلق متغیرها روندی افزایشی دارد که تا حدی مورد انتظار است. اما رابطه مثبت در نمودارهای پراکنش و نیز روند مثبت کلی در شدت مصرف انرژی و نیز شدت انتشار دی‌اکسیدکربن حاکی از ساختار نامناسب اقتصادی در مصرف انرژی و انتشار آلاینده‌ها در ازای ایجاد ارزش افزوده صنعتی است.

نمودار 3. شدت انرژی در ازای ارزش افزوده بخش صنعت

نمودار 4. شدت آلایندگی در ازای ارزش افزوده بخش صنعت

مأخذ: محاسبات محقق

5. تخمین مدل و تحلیل نتایج

5-1. بررسی رابطه علی

برای بررسی رابطه علیت گرنجر، باید پایایی متغیرها را بررسی کرد. جدول 1 پایایی متغیرها را با سه آزمون دیکی- فولر[26]، دیکی- فولر تعمیم‌یافته[27] و آزمون فیلیپس- پرون[28] نشان می‌دهد. دیده می‌شود که بیشتر متغیرها در سطح نامانا هستند که با یک بار تفاضل‌گیری، مانا می‌شوند.

برای بررسی و تعیین رابطه بلندمدت بین متغیرهای اقتصادی سری زمانی مورد نظر و استخراج بردارهای همجمعی، از روش یوهانسون- یوسلیوس استفاده شده است. در این روش تعیین و برآورد بردارهای همجمعی بین متغیرها با استفاده از ضرایب الگوی خودتوضیح برداری (VAR)[29] میان آن متغیرها صورت می‌گیرد. برای تعیین وقفه بهینه VAR نخست باید VAR نامقید را تخمین زد. برای این منظور، بایستی حداکثر تعداد وقفه‌هایی که لازم است تا از روی آنها وقفه بهینه VAR تعیین شود را براساس حجم نمونه () انتخاب نمود. چون حجم نمونه کمتر از 100 است، براساس معیار شوارتز بیزین (SBC)[30]، وقفه دوم به عنوان وقفه بهینه VAR انتخاب شد.

جدول 1. نتایج آزمون ریشه واحد

*، ** و *** به ترتیب نشانگر سطح معنی‌داری 10، 5 و 1 درصد است.

مأخذ: محاسبات محقق

برای به‌دست آوردن رابطه بلندمدت متغیرها، ابتدا با استفاده از دو آماره حداکثر مقدار ویژه[31] و آزمون اثر[32] وجود همجمعی و تعداد روابط همجمعی مورد بررسی قرار گرفت. در آزمون حداکثر مقدار ویژه، ابتدا فرضیه وجود نداشتن رابطه همجمعی در مقابل وجود یک رابطه هم‌جمعی، سپس فرضیه وجود کمتر از یک رابطه همجمعی در مقابل وجود یک یا بیشتر از یک رابطه آزمون می‌شود. اگر آماره به‌دست آمده از مقادیر بحرانی بیشتر باشد، فرضیه مقابل پذیرفته شده و تعداد بردارهای همجمعی به‌دست می‌آید. طبق جدول 2 که براساس آزمون حداکثر مقدار ویژه است، وجود نداشتن رابطه بلندمدت بین متغیرها را نمی‌توان رد کرد، ولی براساس جدول 3 که براساس آزمون اثر است، حداقل وجود یک رابطه همجمعی در سطح معنی‌داری 5% به نتیجه می‌رسد. از آن‌جا که نتایج آزمون اثر معتبرتر از آزمون حداکثر مقدار ویژه است[33]، فقط به نتایج آزمون اثر بسنده و اعتماد کرده و وجود حداقل یک رابطه همجمعی بین متغیرهای مدل پذیرفته می‌شود. از آن‌جا که آزمون بالا جهت علیت را مشخص نمی‌کند، در ادامه این قسمت به بررسی رابطه علیت گرنجر بین متغیرهای مدل پرداخته می‌شود.

جدول 2. آزمون همجمعی براساس آزمون حداکثر مقدار ویژه

مأخذ: محاسبات محقق

جدول 3. آزمون همجمعی براساس آزمون اثر

مأخذ: محاسبات محقق

نتایج حاصل از آزمون علیت گرنجر نشان می‌دهد که مصرف انرژی با انتشار دی‌اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و نیروی کار رابطه علی دارد. یعنی افزایش مصرف انرژی در ایران، در سال‌های مورد بررسی سبب افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن شده است که این نتیجه با انتظارات نظری مطابقت می‌کند. همچنین همان‌گونه که انتظار می‌رود سبب افزایش ارزش افزوده بخش صنعت و افزایش نیروی کار شاغل شده است. این نتیجه نشان‌گر این است که مصرف انرژی هر چند سبب افزایش آلودگی محیط زیست در سال‌های مورد بررسی شده است، اما از سوی دیگر، سبب افزایش ارزش افزوده بخش صنعت و افزایش اشتغال شده است. 

خاطرنشان می­سازد نتایج مطالعات پژوهشگران دیگر، بیشتر افزایش شدت انرژی در دوره مورد بررسی را گزارش نموده­اند.[34] به‌طوری که با وجود پایین بودن رشد اقتصادی کشور و نیز رشد ارزش افزوده بخش صنعت در دوره مورد بررسی، میزان مصرف انرژی رشد سریع­تری یافته است. یافته­های این مطالعه نیز مؤید آن است که بجای اینکه ارزش افزوده صنعت علت رشد مصرف انرژی باشد جهت رابطه علی از انرژی به ارزش افزوده صنعت است که می‌تواند حاکی از سرعت پایین تحولات تکنولوژی به سمت انرژی­بری پایین­تر باشد. افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن و افزایش آلودگی محیط زیست را نیز می‌توان در همین راستا تحلیل نمود؛ به‌طوری که از یک سو افزایش مصرف انرژی، در قالب روابط فنی بر آلودگی بیشتر دلالت دارد و از سوی دیگر افزایش شدت انرژی مقارن و همراه با افزایش شدت آلودگی (انتشار آلاینده در ازای یک واحد تولید) نیز است.

 نتایج جدول 4 نشان می‌دهد که هیچ رابطه علی از ارزش افزوده بخش صنعت به انتشار دی‌اکسیدکربن وجود ندارد. همچنین در سطح اطمینان یک درصد نیز رابطه علی از انتشار دی‌اکسیدکربن به ارزش افزوده بخش صنعت مشاهده نمی‌شود، پس با توجه به نتایج به‌دست آمده فرضیه زیست‌محیطی کوزنتس- که بیانگر رابطه به شکل Uی معکوس میان درآمد (در اینجا ارزش افزوده بخش صنعت) و آلودگی زیست‌محیطی است-  برای ایران  مورد تأیید قرار نمی‌گیرد که این یافته با نتایج مطالعات شرزه‌ای و حقانی (1386)، فطرس و نسرین‌دوست (1388) و صالح و همکاران (1388) همسو است.

5-2. نتایج حاصل از تجزیه واریانس[35]

بررسی آثار پویا از شوک‌های ایجاد شده در الگو، با استفاده از روش تجزیه واریانس (VDC)، انجام می‌گیرد. روش تجزیه واریانس، قدرت نسبی زنجیره علیت گرنجر یا درجه برون‌زایی متغیرها را خارج از دوره نمونه، اندازه‌گیری می‌کند. از این رو VDC را آزمون علیت گرنجر خارج از دوره نیز می­نامند. در این روش سهم تکانه‌های وارد شده به متغیرهای مختلف الگو در واریانس خطای پیش­بینی یک متغیر در کوتاه‌مدت و بلندمدت مشخص می‌شود. با تجزیه واریانس خطای پیش­بینی، سهم نوسانات هر متغیر در واکنش به تکانه‌های وارد شده به الگو تبیین می‌شود. به این ترتیب می­توان سهم هر متغیر را در تغییرات متغیرها در طول زمان اندازه‌گیری نمود.[36] 

جدول 4. نتایج آزمون علیت گرنجر

** و *به ترتیب معنی‌داری را در سطح 1% و 5%  بیان می‌کنند.

مأخذ: محاسبات محقق

جدول‌های 5، 6 و 7  نتایج تجزیه واریانس چولسکی[37] را به ترتیب برای متغیرهای دی‌اکسیدکربن، انرژی و ارزش افزوده بخش صنعت برای دوره 20 ساله نشان می‌دهد. درباره تجزیه واریانس برای متغیر ₂CO دیده می­شود که در دوره اول 100 درصد توضیحات ₂CO توسط خودش صورت می­گیرد و سهم متغیرهای دیگر ناچیز است. اما با افزایش دوره بررسی، تأثیر این متغیرهای مستقل در توضیح  ₂CO افزایش یافته به طوری که در دوره 23 حدود 76 درصد توضیحات ₂CO توسط خودش و بقیه توسط متغیرهای دیگر صورت می­گیرد (جدول 5). همچنین در جدول 6 که تجزیه واریانس را برای متغیر مصرف انرژی نشان می­دهد، در دوره اول همانند متغیرهای دیگر معمولاً نوسانات هر متغیر توسط تکانه­های مربوط به خود آن توضیح داده می­شود، اما در افق زمانی بلندمدت سهم متغیرهای دیگر افزایش می­یابد. در این میان سهم متغیر ₂CO بیشتر از متغیرهای دیگر است. همانند متغیرهای دیگر، با افزایش دوره بررسی، سهم ارزش افزوده بخش صنعت، در نوسانات خود کاهش یافته و سهم متغیرهای دیگر افزایش می‌یابد. در این میان سهم انرژی در نوسانات ارزش افزوده بخش صنعت از متغیرهای دیگر بیشتر است (جدول 7).

جدول 5. نتایج تجزیه واریانس چولسکی برای متغیر انتشار دی‌اکسیدکربن

مأخذ: محاسبات محقق

جدول 6. نتایج تجزیه واریانس چولسکی برای متغیر انرژی

مأخذ: محاسبات محقق

جدول 7. نتایج تجزیه واریانس چولسکی برای متغیر ارزش افزوده بخش صنعت

مأخذ: محاسبات محقق

6. نتیجه‌گیری

در این مقاله، رابطه علی بین انتشار دی­اکسیدکربن، ارزش افزوده بخش صنعت و مصرف انرژی، با در نظر گرفتن متغیرهای کنترلی همانند نیروی کار و سرمایه با استفاده از روش علیت گرنجر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به‌دست آمده از آزمون علیت گرنجر نشان می‌دهد که مصرف انرژی با انتشار دی‌اکسیدکربن و ارزش افزوده بخش صنعت رابطه علی دارد. یعنی افزایش مصرف انرژی در ایران، در سال‌های مورد بررسی سبب افزایش انتشار دی‌اکسیدکربن شده است که این نتیجه با انتظارات قبلی مطابقت دارد. از سوی دیگر همان‌گونه که انتظار می‌رود افزایش مصرف انرژی، سبب افزایش ارزش افزوده بخش صنعت و از این طریق سبب افزایش تقاضای نیروی کار شده است که این نتیجه نشانگر این است که مصرف انرژی هرچند سبب افزایش آلودگی ایران در سال‌های مورد بررسی شده، اما از سوی دیگر سبب افزایش ارزش افزوده بخش صنعت و افزایش اشتغال شده است. همچنین بررسی تجزیه واریانس متغیرهای اصلی مدل حاکی از این است که در بلندمدت اثر خود همه متغیرها بر نوسانات خود، به تدریج کاهش یافته و سهم متغیرهای دیگر افزایش می‌یابد.

منابع

الف- فارسی

ابریشمی، حمید (1381)، اقتصادسنجی کاربردی (رویکردهای نوین)، انتشارات دانشگاه تهران، تهران.

آرمن، سیدعزیز و روح­اله زارع (1383)، «بررسی رابطه علیت گرنجری بین مصرف انرژی و رشد اقتصادی در ایران طی سال‌های 1381-1346»، فصلنامه پژوهش­های اقتصادی ایران، سال هفتم، شماره24، صص. 143-117.

اصغرپور، حسین، بهبودی، داود و محمدحسن قزوینیان (1387)، «شکست ساختاری: مورد مصرف گاز طبیعی و رشد اقتصادی در ایران»، فصلنامه مطالعات انرژی، سال پنجم، شماره 17، صص. 72-57.

اصغرپور، حسین، بهبودی، داود و محمدحسن قزوینیان (1388)، «شکست ساختاری، مصرف برق و رشد اقتصادی ایران (1384-1346)»، نامه مفید- اقتصادی،  سال 5، شماره 72، صص. 185-161.

آماده، حمید، قاضی، مرتضی و زهره عباسی­فر (1388)، «بررسی رابطه مصرف انرژی و رشد اقتصادی و اشتغال در بخش‌های مختلف اقتصاد ایران»، مجله تحقیقات اقتصادی، شماره 86، بهار، صص. 36-1.

اندرس، والتر (1386)، اقتصادسنجی سری‌های زمانی با رویکرد کاربردی،  ترجمه مهدی صادقی و سعید شوال‌پور، دانشگاه امام صادق (ع).

بهبودی، داود و اسماعیل برقی (1387)، «اثرات زیست­محیطی مصرف انرژی و رشد اقتصادی در ایران (1383-1346)»، فصلنامه بررسی‌های مقداری، دوره پنجم، شماره چهارم.

بهبودی، داود، اصغرپور، حسین و محمدحسن قزوینیان (1387)، «بررسی رابطه مصرف کل برق در رشد اقتصادی ایران (85-1346)»، فصلنامه مطالعات انرژی، سال پنجم، شماره 17، صص. 72-57.

بهبودی، داود، اصغرپور، حسین و محمدحسن قزوینیان (1388)، شکست ساختاری و مصرف انرژی و رشد اقتصادی ایران، فصلنامه پژوهش­های اقتصادی، سال نهم، شماره سوم، پاییز، صص. 84-53.

بهبودی، داود، فلاحی، فیروز و اسماعیل برقی گلعذانی (1389)، «عوامل اقتصادی و اجتماعی مؤثر بر انتشار سرانه دی‌اکسیدکربن درایران (1383-1346)»، تحقیقات اقتصادی، دوره90، شماره 45، صص. 17-1.

بهبودی، داود، متفکرآزاد، محمدعلی و افشین خلیل‌پور (1385)، «بررسی رابطه تقاضای نهایی و واسطه­ای انرژی با رشد اقتصادی ایران»، پژوهشنامه علوم انسانی و اجتماعی، سال ششم، شماره 22، صص. 36-13.

بهبودی، داود، محمدزاده، پرویز و سودا جبراییلی (1388) «بررسی رابطه مصرف انرژی و تولید ناخالص داخلی در کشورهای در حال توسعه و توسعه‌یافته»، مطالعات اقتصاد انرژی، سال ششم، شماره 23، صص. 21-1.

شرزه­ای، غلامعلی و مجید حقانی (1386)، «بررسی رابطه علی میان انتشار دی‌اکسیدکربن و درآمد ملی، با تأکید بر نقش مصرف انرژی»، نشریه تحقیقات اقتصادی، دوره 87، صص. 90-75.

صالح، ایرج و دیگران (1388)، «بررسی رابطه علیت بین تولید ناخالص داخلی و حجم گازهای گلخانه‌ای در ایران (مطالعه موردی: گاز دی‌اکسید کربن)»، اقتصاد کشاورزی و توسعه، سال هفدهم، شماره 66، صص. 41-19.

صدرآبادی، محمدحسین، عمادالاسلام، هدیه و علی کاشمری (1386)، «بررسی رابطه علی مصرف انرژی، اشتغال و تولید ناخالص داخلی ایران طی سال­های 1384-1350»، پژوهشنامه علوم انسانی و اجتماعی، سال هفتم، شماره 24، صص. 58-31.

صدیقی, اچ.آر. و کی. ا. لاولر (1386)، اقتصادسنجی رهیافت کاربردی، ترجمه شمس‌الله شیرین‌بخش، انتشارات آوای نور، تهران.

فطرس، محمدحسن و میثم نسرین‌دوست (1388)، «بررسی رابطه آلودگی هوا، آلودگی آب، مصرف انرژی و رشد اقتصادی در ایران 1383-1359»، فصلنامه مطالعات اقتصاد انرژی، سال ششم، شماره 21، تابستان، صص. 135-113.

مرکز آمار ایران، سری‌های زمانی انرژی.

نوفرستی، محمد (1378)، ریشه واحد و همجمعی در اقتصادسنجی، چاپ دوم، رسا، تهران.

ب- انگلیسی

Anders, V. Ryelund, Andersen Skou, Mikael and Martin Enevoldsen (2007), “Decoupling of Industrial Energy Consumption and CO₂-emissions in Energy-intensive Industries in Scandinavia”, Energy Economics, Vol. 24, I. 4, pp. 665-692.

Energy Information Administration (EIA).

Enevoldsen, K. Mrtin, Anders, V. Ryelund and Mikael Andersen Skou (2007), “Decoupling of Industrial Energy Consumption and Co₂ Emission in Energy-intensive Industries in Scandinavia”, Energy Economics, Vol. 29, I. 4, pp. 665-692.

Floros, Nikolaos and Andriana Vlachout (2005), “Energy Demand and Energy-related CO₂ Emissions in Greek Manufacturing: Assessing the Impact of a Carbon Tax”, Energy Economics, Vol. 27, I. 3, pp. 387-413.

Hamit-Haggar, M. (2011), “Greenhouse Gas Emissions, Energy Consumption and Economic Growth: A Panel, Cointegration Analysis from Canadian Industrial Sector Perspective”, Energy Economics, Vol. 33, pp. 342-361.

Liang, Qi and Teng Jian-Zhou (2006), “Financial Development and Economic Growth: Evidence from China”, China Economic Review, Vol. 17, I. 4, pp. 395-411.

Liu, Xuemei (2005), “Explaining the Relationship between CO₂ Emission and National Income: The Role of Energy Consumption”, Economics Letters, Vol. 87, I. 3, pp. 325-328.

Menyah, Kojo and Wolde-Rufael Yemane (2010), “Energy Consumption, Pollutant Emissions and Economic Growth in South Africa”, Energy Economics, Vol. 32, I. 6, pp. 1374-1382.

Ouedraogo, M. (2010), “Electricity Consumption and Economic Growth in Burkina Faso: A Co-integration Analysis”, Energy Economics, Vol. 32, pp. 524-531.

Ozturk, I. and A. Acaravci (2010), “The Causal Relationship between Energy Consumption and GDP in Albania: Evidence from ARDL Approach”, Applied Energy, Vol. 87, pp. 1937-1943.

Panayotou, T. (2000), “Economic Growth and Environment”, CID, Working Paper, No. 56.

Puliafito, Enrique Salvador, Puliafito, Jose Luis and Grand Mariana (2008), “Modeling Population Dynamics and Economic Growth as Competing Species: An Application to CO₂ Global Emissions”, Ecological Economics, Vol. 65, I. 3, pp. 602-615.

Sari, Ramazan and Ugur Soytas (2007), “The Relationship between Energy and Production: Evidence from Turkish Manufacturing Industry”, Energy Economics, Vol. 29, I. 6, pp. 1151-1165.

Sheinbaum, Claudia, Ozawa, Leticia and Daniel Castillo (2010), “Using Logarithmic Mean Divisia Index to Analyze Changes in Energy Use and Carbondioxide Emissions in Mexico's Iron and Steel Industry”, Energy Economics, Vol. 32, I. 6, pp. 1337-1344.

Soytas, Ugur, Sari, Ramazan and Bradley Ewing (2007), “Energy Consumption, Income and Carbon Emissions in the United States”, Ecological Economics, Vol. 62, I. 3-4, pp. 482-489.

United Nations Environment Program (unep.org) Reports.

World Bank Database.

World Development Indicator.