فلسفة البحث والتصميم
تعتمد هذه الدراسة فلسفة بحثية وضعية، تفترض أن محددات قدرة الطاقة المتجددة (REC) يمكن فحصها بشكل موضوعي باستخدام تحليل بيانات اللوحة الكمية. يتم استخدام تصميم بحث مقارن طويل الأمد عبر الدول لدراسة العلاقات طويلة الأمد بين قدرة الطاقة المتجددة ومحدداتها عبر 21 دولة من منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) خلال الفترة من 2000 إلى 2020. استنادا إلى هوية كايا، يستخدم نهج تحليلي استنتاجي لتطوير النموذج التجريبي واختبار العلاقات المفترضة بين قدرة الطاقة المتجددة، وأداء السياسات البيئية، وانبعاثات غازات الدفيئة، والتكنولوجيا الصديقة للبيئة (EFT)، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر. يدمج الإطار التحليلي جمع البيانات، والاختبارات التشخيصية، وتحليل التكامل المشترك، والانحدار الكمي، وتحليل السببية اللوحية لضمان الاتساق المنهجي والاستدلال الإحصائي القوي.
جمع البيانات والمتغيرات
تستخدم الدراسة مجموعة بيانات متوازنة تضم 21 دولة من دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية (OECD) يتم ملاحظتها سنويا من 2000 إلى 2020، مما أدى إلى 441 ملاحظة على أساس سنوي دولي. تم الحصول على البيانات من قواعد بيانات متاحة للجمهور ومعترف بها دوليا لضمان الشفافية وقابلية التكرار. يلخص الجدول 1 المتغيرات، وحدات القياس، مصادر البيانات، والإشارات المتوقعة. تستخدم سعة الطاقة المتجددة (REC) كمتغير تابع وتقاس بإجمالي قدرة توليد الكهرباء المتجددة المركبة (MW). تشمل المتغيرات التفسيرية مؤشر الأداء البيئي (EPI)، وانبعاثات غازات الدفيئة (GHG) (أطنان مكافئة لثاني أكسيد الكربون)، والتكنولوجيا الصديقة للبيئة (EFT) التي تقاس بطلبات براءات الاختراع المتعلقة بالبيئة، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر، المقاس كالناتج المحلي الإجمالي الإجمالي المعدل حسب التدهور البيئي واستنزاف الموارد الطبيعية (ثابت 2015 دولار أمريكي). تم الحصول على القدرة على الطاقة المتجددة، وEPI، وانبعاثات غازات الدفيئة، والتأثير الإلكتروني من قاعدة بيانات إحصاءات منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية، بينما تم الحصول على الناتج المحلي الإجمالي الأخضر من قاعدة بيانات البنك الدولي. تم تحويل جميع المتغيرات إلى لوغاريتمات طبيعية قبل التقدير لتثبيت التباين، وتقليل التغاير في المرونة، وتسهيل تفسير المرونة.
الإطار النظري ومواصفات النموذج
يعتمد الإطار التجريبي على معيار كايا هويتي39، الذي يحلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون إلى عدد سكاني، ونشاط اقتصادي، وكثافة الطاقة، وكثافة الكربون، مما يوفر أساسا نظريا لفهم محركات الاستدامة البيئية:
(1)
حيث يمثل ثاني أكسيد الكربون 2 انبعاثات ثاني أكسيد الكربون؛ يشير CO2/Energy إلى شدة استهلاك الطاقة للكربون؛ يمثل الناتج المحلي الإجمالي للطاقة/الأخضر كثافة الطاقة للإنتاج الاقتصادي المعدل بيئيا؛ الناتج المحلي الإجمالي/السكان الأخضر يدل على الناتج المحلي الإجمالي المعدل بيئيا للفرد؛ ويمثل عدد السكان إجمالي السكان.
المتغيرات التفسيرية تتوافق مباشرة مع المكونات النظرية لهوية كايا. يمثل مؤشر الأداء البيئي أداء السياسات البيئية الهدف من تعزيز أنظمة الطاقة الأنظف. تعكس التكنولوجيا الصديقة للبيئة الابتكار التكنولوجي الذي يحسن كفاءة الطاقة ويقلل من تكاليف الطاقة المتجددة. تمثل انبعاثات الغازات الدفيئة ضغطا بيئيا لإزالة الكربون، بينما يعكس الناتج المحلي الإجمالي الأخضر الأداء الاقتصادي المعدل بيئيا. استنادا إلى هذا الإطار، يقدر النموذج التجريبي التالي39:
(2)
حيث يشير REC إلى قدرة الطاقة المتجددة؛ يمثل مؤشر الأداء البيئي؛ غازات الدفيئة تعني انبعاثات الغازات الدفيئة؛ تمثل EFT التكنولوجيا الصديقة للبيئة؛ الناتج المحلي الإجمالي الأخضر يرمز إلى الناتج المحلي الإجمالي المعدل بيئيا؛ i يفهرس الدول؛ t يحدد السنوات؛ τ0 هو الاعتراض؛ τ1–τ4 هي معاملات الانحدار المقدرة؛ εهو مصطلح الخطأ الفريد.
الاختبارات التشخيصية
قبل تقدير النماذج التجريبية، أجريت سلسلة من الاختبارات التشخيصية لتقييم الخصائص الإحصائية لبيانات اللوحة وتحديد تقنيات التقدير المناسبة. أولا، تم فحص الاعتماد المقطعي باستخدام اختبار بيساران للاعتماد المقطعي (CD)رقم 34، حيث من المرجح أن تواجه دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية صدمات مشتركة ناجمة عن الظروف الاقتصادية العالمية، وأسواق الطاقة الدولية، والسياسات البيئية المنسقة:
(3)
حيث N يرمز إلى عدد وحدات المقطع العرضي؛ T تشير إلى عدد الفترات الزمنية؛ i و k يفهرسان وحدات المقطع العرضي (i ≠ k);
يمثل معامل الارتباط المقدر بين الزوجين لبقايا الانحدار بين وحدات المقطع العرضي i و k؛ j يرمز إلى ترتيب التأخير؛ E(·) تمثل القيمة المتوقعة؛ وV(·) يشير إلى التباين المستخدم لتوحيد إحصائية الاختبار. ثانيا، تم تقييم تباين المنحدر باستخدام اختبار تباين منحدر بيساران–ياماغاتا لتحديد ما إذا كانت تأثيرات المتغيرات التفسيرية تختلف بين الدول40:
(4)
(5)
حيث Δ̃adj تشير إلى إحصائية اختبار التغاير المعدل للميل؛ N يمثل عدد وحدات المقطع العرضي؛ T تشير إلى عدد الفترات الزمنية؛ k هو عدد المتغيرات التفسيرية؛ وS̃ تمثل إحصائية تشتت منحدر سوامي الموحدة المستخدمة لتقييم تباين المعاملات عبر وحدات اللوحة. وأخيرا، تم تقييم الثبات باستخدام اختبار جذر الوحدة المعزز مقطعيا Im–Pesaran–Shin (CIPS)، الذي يستوعب كل من الاعتماد المقطعي ومعاملات الانحدار غير المتجانسة41:
(6)
حيث يشير CIPS إلى إحصائية جذر وحدة لوحة Im–Pesaran–Shin المعززة مقطعيا؛ N يمثل عدد وحدات المقطع العرضي؛ CDFi تشير إلى إحصائية ديكي-فولر المعززة مقطعيا لوحدة المقطع العرضي i؛ و i يفهرس الوحدات المقطعية الفردية. وجهت نتائج هذه الاختبارات التشخيصية اختيار تقنيات الاقتصاد القياسي من الجيل الثاني المناسبة لمجموعات البيانات غير المتجانسة.
اختبار التكامل المشترك في اللوحة
لتحديد ما إذا كانت هناك علاقة توازن مستقرة طويلة الأمد بين قدرة الطاقة المتجددة، وأداء السياسات البيئية، وانبعاثات الغازات الدفيئة، والتقنيات الصديقة للبيئة، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر، تم استخدام اختبار التكامل المشترك لحدود ARDL في المجلس. مقارنة باختبارات التكامل التقليدية القائمة على البقايا، يستوعب نهج ويسترلوند الاعتماد المقطعي، ومعاملات الانحدار غير المتجانسة، وأحجام العينات الصغيرة. ينتج الاختبار أربع إحصائيات: إحصائيان متوسطان جماعيان (Gt و Ga) وإحصائيان لوحتان (Pt و Pa). رفض الفرضية الصفرية يشير إلى وجود علاقة توازن طويلة المدى بين المتغيرات36,42:
(7أ)
(7ب)
(7ج)
(7d)
حيث Gt و Ga يدلان إلى إحصائيات اختبار المتوسط الجماعي لاختبار التكامل المشترك لحدود ARDL في لوحة ARDL؛ Pt و P a تشير إلى إحصائيات اختبار اللوحة؛ N يمثل عدد وحدات المقطع العرضي؛ T تشير إلى عدد الفترات الزمنية؛ هو معامل تصحيح الخطأ المقدر للوحدة المقطعية i؛
يمثل معامل تصحيح الخطأ المجمع؛ SE(
) و SE(
) تشير إلى الأخطاء القياسية المقابلة؛ وi تشير إلى وحدات المقطع العرضي الفردية. وجود التكامل المشترك يبرر تقدير المرونة طويلة المدى والتحليلات القائمة على الكميات اللاحقة.
طريقة الانحدار الكمي للعزوم (MMQR)
نظرا لأن مقدرات الألواح التقليدية توفر تأثيرات متوسطة فقط، فقد تخفي تباينا كبيرا بين الدول التي تعمل على مستويات مختلفة من نشر الطاقة المتجددة. لالتقاط هذه التأثيرات المتجانسة، تم استخدام طريقة الانحدار الكمي للعزوم (MMQR).
يقدر MMQR تأثيرات أداء السياسات البيئية، وانبعاثات الغازات الدفيئة، والتقنيات الصديقة للبيئة، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر عبر كميات شرطية متعددة من قدرة الطاقة المتجددة، مما يسمح بتأثير المتغيرات التفسيرية بأن يتغير حسب نضج نشر الطاقة المتجددة. تأخذ الطريقة في الاعتبار في الوقت نفسه التأثيرات الثابتة الفردية والتباين غير المرصود، مع تقدير كل من المعلمات الموقعية والمقياس43:
(8)
حيث Qτ(Yit | Xit) تشير إلى الكم الشرطي τالعامل للمتغير التابع؛ Y تمثل القدرة على الطاقة المتجددة (REC)؛ X يرمز إلى متجه المتغيرات التفسيرية (EPI، انبعاثات غازات الدفيئة، EFT، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر)؛ σ1 هو الاعتراض؛ ζ هو متجه معاملات الموقع؛ αi يمثل التأثير الثابت الخاص بكل دولة؛ Z يدل على المتغيرات التوافقية للمقياس؛ γ هو متجه معاملات المقياس؛ Uهو مصطلح الخطأ؛ ومؤشرات i و T للدول والسنوات على التوالي. يتم تحديد المكون المقياسي لنموذج MMQR كما يلي43:
(9)
حيث Zi(X) تدل على دالة السلم للمتغيرات التفسيرية؛ Zi يمثل متجه المتغيرات القياسية؛ X يرمز إلى متجه المتغيرات التفسيرية؛ i يفهرس الوحدات المقطعية (الدول)؛ و k يرمز إلى العدد الكلي للمتغيرات التفسيرية. كتحليل للمتانة، تم تقدير انحدار كمية اللوحة التقليدي مع أخطاء قياسية مبنية للتحقق من اتساق نتائج MMQR.
اختبار السببية اللوحية
تم فحص اتجاه العلاقات السببية بين قدرة الطاقة المتجددة، وأداء السياسات البيئية، وانبعاثات الغازات الدفيئة، والتقنيات الصديقة للبيئة، والناتج المحلي الإجمالي الأخضر باستخدام اختبار جرينجر غير السببي للوحة دوميتريسكو-هيرلينرقم 44. يستوعب هذا النهج الاعتماد المقطعي وهياكل الألواح غير المتجانسة مع تحديد ما إذا كانت العلاقات السببية أحادية الاتجاه أو ثنائية الاتجاه.
يكمل تحليل السببية في اللوحة تحليلات التكامل المشترك وMMQR من خلال التمييز بين المتغيرات التي تدفع القدرة على الطاقة المتجددة وتلك التي تستجيب للتغيرات في نشر الطاقة المتجددة. يوفر تحديد الاتجاه السببي أدلة إضافية لتوجيه أولويات السياسات وترتيب تدخلات الطاقة المتجددة.
تم إجراء جميع التحليلات الإحصائية باستخدام برامج التحليل الإحصائي. يوفر التسلسل التحليلي، من الاختبارات التشخيصية وتحليل التكامل المشترك إلى الانحدار الكمي واختبار السببية في اللوح، إطارا متماسكا وقابلا للتكرار لتقييم محددات قدرة الطاقة المتجددة عبر دول منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية.