פילוסופיית מחקר ועיצוב
מחקר זה מאמץ פילוסופיית מחקר פוזיטיביסטית, בהנחה כי ניתן לבחון אובייקטיבית את הגורמים לקיבולת האנרגיה המתחדשת (REC) באמצעות ניתוח נתוני פאנל כמותי. עיצוב מחקר השוואתי ארוך טווח בין-מדינתי משמש לבחינת הקשרים ארוכי הטווח בין קיבולת האנרגיה המתחדשת לבין גורמיה ב-21 מדינות ארגון לשיתוף פעולה ופיתוח כלכלי (OECD) בתקופה 2000–2020. בהנחיית זהות קאיה, נעשה שימוש בגישה דדוקטיבית-אנליטית לפיתוח המודל האמפירי ולבחינת הקשרים המשוערים בין קיבולת אנרגיה מתחדשת, ביצועי מדיניות אקולוגית, פליטות גזי חממה (GHG), טכנולוגיה ידידותית לסביבה (EFT) ותמ"ג ירוק. המסגרת האנליטית משלבת איסוף נתונים, בדיקות אבחון, ניתוח קואינטגרציה, רגרסיה קואנטילית וניתוח סיבתיות פאנל כדי להבטיח עקביות מתודולוגית והסקה סטטיסטית איתנה.
איסוף נתונים ומשתנים
המחקר עושה שימוש במאגר נתונים מאוזן הכולל 21 מדינות ב-OECD שנצפה מדי שנה בין השנים 2000 ל-2020, מה שמוביל ל-441 תצפיות לפי שנת מדינה. הנתונים התקבלו ממאגרי מידע נגישים לציבור ומוכרים בינלאומית כדי להבטיח שקיפות ושחזור. טבלה 1 מסכמת את המשתנים, יחידות המדידה, מקורות הנתונים והסימנים הצפויים. קיבולת האנרגיה המתחדשת (REC) משמשת כמשתנה התלוי ונמדדת כסך קיבולת ייצור החשמל המתחדשת המותקנת (MW). המשתנים המסבירים כוללים את מדד הביצועים האקולוגיים (EPI), פליטות גזי חממה (GHG) (טון CO₂ שקול), טכנולוגיה ידידותית לסביבה (EFT) הנמדדת באמצעות בקשות פטנט סביבתיות, ותמ"ג ירוק, הנמדד כתוצר מקומי גולמי מותאם להידרדרות סביבתית ודלדול משאבים טבעיים (דולר קבוע לשנת 2015). קיבולת אנרגיה מתחדשת, EPI, פליטות גזי חממה ו-EFT התקבלו ממאגר הנתונים הסטטיסטי של ה-OECD, בעוד שהתוצר הירוק התקבל ממאגר הנתונים של הבנק העולמי. כל המשתנים הוסבו ללוגריתמים טבעיים לפני ההערכה כדי לייצב שונות, להפחית הטרוסדסטיות ולהקל על פרשנות האלסטיות.
מסגרת תיאורטית ומפרט מודל
המסגרת האמפירית מבוססת על זהותקאיה 39, שמפרקת פליטות פחמן דו-חמצני לאוכלוסייה, פעילות כלכלית, עוצמת אנרגיה ועוצמת פחמן, ובכך מספקת בסיס תיאורטי להבנת הגורמים לקיימות סביבתית:
(1)
כאשר CO2 מייצג פליטות פחמן דו-חמצני; CO2/אנרגיה מציין את עוצמת הפחמן של צריכת האנרגיה; אנרגיה/תוצר ירוק מייצג את עוצמת האנרגיה של תפוקה כלכלית מותאמת לסביבה; תוצר/אוכלוסייה ירוקה מציין תוצר מקומי גולמי מותאם סביבתית לנפש; ואוכלוסייה מייצגת את כלל האוכלוסייה.
המשתנים המסבירים מתאימים ישירות לרכיבים התיאורטיים של זהות קאיה. מדד הביצועים האקולוגיים מייצג ביצועי מדיניות סביבתית שמטרתם לקדם מערכות אנרגיה נקיות יותר. טכנולוגיה ידידותית לסביבה משקפת חדשנות טכנולוגית שמשפרת את יעילות האנרגיה ומפחיתה עלויות אנרגיה מתחדשת. פליטות גזי חממה מייצגות לחץ סביבתי להפחתת פחמן, בעוד ש-GDP ירוק תופס ביצועים כלכליים מותאמים סביבתית. בהתבסס על מסגרת זו, המודל האמפירי הבא מוערך39:
(2)
כאשר REC מציין קיבולת אנרגיה מתחדשת; EPI מייצג את מדד הביצועים האקולוגיים; גזי חממה מסמנים פליטות גזי חממה; EFT מייצג טכנולוגיה ידידותית לסביבה; תמ"ג ירוק מציין תוצר מקומי גולמי מותאם לסביבה; i מאינדקס מדינות; t מדדים שנים; τ0 הוא החתך; τ1–τ4 הם מקדמי הרגרסיה המוערכים; εזהו מונח השגיאה הייחודי.
בדיקות אבחון
לפני הערכת המודלים האמפיריים, נערכה סדרת בדיקות אבחון להערכת התכונות הסטטיסטיות של נתוני הפאנל ולזיהוי טכניקות הערכה מתאימות. ראשית, התלות בחתך נבדקה באמצעות מבחן התלות החתך הרוחבי של פסארן(CD) 34, שכן מדינות ה-OECD צפויות לחוות זעזועים משותפים הנובעים מתנאים כלכליים גלובליים, שווקי אנרגיה בינלאומיים ומדיניות סביבתית מתואמת:
(3)
כאשר N מציין את מספר יחידות החתך; T מציין את מספר תקופות הזמן; i ו-k מאינדקסים את יחידות החתך (i ≠ k);
מייצג את מקדם המתאם המשוער של שאריות הרגרסיה בין יחידות חתך i ו-k; j מציין את סדר ההשהייה; E(·) מייצג את הערך הצפוי; ו-V(·) מציין את השונות המשמשת לסטנדרטיזציה של סטטיסטיקת המבחן. שנית, הטרוגניות בשיפוע הוערכה באמצעות מבחן ההטרוגניות של מדרון פסארן–יאמאגטה כדי לקבוע האם השפעות המשתנים המסבירים שונות בין מדינות40:
(4)
(5)
כאשר Δ̃adj מציין את סטטיסטיקת מבחן ההטרוגניות בשיפוע מותאם; N מייצג את מספר יחידות החתך; T מציין את מספר תקופות הזמן; k הוא מספר המשתנים המסבירים; ו-S̃ מייצג את הסטטיסטיקה הסטנדרטית של פיזור שיפוע סוואמי המשמשת להערכת הטרוגניות פרמטרים בין יחידות פאנל. לבסוף, הסטציונריות הוערכה באמצעות מבחן שורש יחידתי Im–Pesaran–Shin (CIPS) המורחב בחתך רוחבי, המתחשב הן בתלות בחתך והן במקדמי שיפוע הטרוגניים41:
(6)
כאשר CIPS מציין את סטטיסטיקת שורש יחידת הפאנל Im–Pesaran–Shin המורחבת בחתך; N מייצג את מספר יחידות החתך; CDFi מציין את סטטיסטיקת דיקי–פולר המורחבת בחתך עבור יחידת החתך ה-i; ו-i מאינדקס את יחידות החתך הבודדות. תוצאות בדיקות אבחון אלו הנחו את בחירת טכניקות אקונומטריות פאנליות דור שני המתאימות למאגרי פאנלים הטרוגניים.
מבחן קואינטגרציה בפאנלים
כדי לקבוע האם קיימת מערכת איזון יציבה לטווח הארוך בין קיבולת האנרגיה המתחדשת, ביצועי מדיניות סביבתית, פליטות גזי חממה, טכנולוגיה ידידותית לסביבה ותמ"ג ירוק, נעשה שימוש במבחן האינטגרציה של גבולות ARDL בפאנל. בהשוואה למבחני קואינטגרציה מבוססי שאריות קונבנציונליים, גישת ווסטרלונד מתאימה לתלות חתך, מקדמי שיפוע הטרוגניים וגודל מדגם קטן. המבחן מניב ארבע סטטיסטיקות: שתי סטטיסטיקות ממוצעות קבוצתיות (Gt ו-Ga) ושתי סטטיסטיקות פאנל (Pt ו-Pa). דחיית השערת האפס מצביעה על קיומו של מערכת שיווי משקל ארוכת טווח בין המשתנים36,42:
(7א)
(7ב)
(7ג)
(7d)
כאשר Gt ו-Ga מציינים את סטטיסטיקת מבחן ממוצע הקבוצה של מבחן הגבולות של פאנל ARDL; Pt ו-Pa מציינים את סטטיסטיקות המבחן של הפאנל; N מייצג את מספר יחידות החתך; T מציין את מספר תקופות הזמן;
הוא מקדם תיקון השגיאות המשוער עבור יחידת החתך ה-i;
מייצג את מקדם תיקון השגיאות המאוחד; SE(
) ו-SE(
) מציינים את שגיאות התקן המתאימות; ו-i מאינדקס את יחידות החתך הבודדות. נוכחות הקואינטגרציה מצדיקה הערכת אלסטיות לטווח ארוך וניתוחים מבוססי כמותים לאחר מכן.
שיטת רגרסיית המומנטים (MMQR)
מכיוון שאומדני פאנלים קונבנציונליים מספקים רק השפעות ממוצעות, הם עשויים להסתיר הטרוגניות משמעותית בין מדינות הפועלות ברמות שונות של פריסת אנרגיה מתחדשת. כדי ללכוד את ההשפעות ההטרוגניות הללו, השתמשו בשיטת רגרסיית קוונטים של מומנטים (MMQR).
MMQR מעריך את השפעות ביצועי מדיניות אקולוגית, פליטות גזי חממה, טכנולוגיה ידידותית לסביבה ותוצר ירוק על פני מספר כמויות מותנות של קיבולת אנרגיה מתחדשת, ובכך מאפשר להשפעת משתני ההסבר להשתנות בהתאם לבשלות פריסת האנרגיה המתחדשת. השיטה מתחשבת בו-זמנית בהשפעות קבועות בודדות ובהטרוגניות שלא נצפית, תוך הערכת פרמטרים של מיקום וקנה מידה43:
(8)
כאשר Qτ(Yזה | Xit) מסמן את הקוונטיל התנאי τה-th של המשתנה התלוי; Yהוא מייצג קיבולת אנרגיה מתחדשת (REC); Xהוא מציין את וקטור המשתנים המסבירים (EPI, פליטות גזי חממה, EFT, ותמ"ג ירוק); σ1 הוא האינטרספט; ζ הוא וקטור פרמטרי המיקום; αi מייצג את האפקט הקבוע הספציפי למדינה; Z מציין את משתני הסולם; γ הוא וקטור הפרמטרים בקנה מידה; Uזהו מונח השגיאה; ומדינות ושנים במדד I ו-T, בהתאמה. רכיב הקנה מידה של מודל MMQR מוגדר כדלקמן:43:
(9)
כאשר Zi(X) מציין את פונקציית הסולם של המשתנים המסבירים; Zi מייצג את וקטור משתני הסקאלה; X מציין את וקטור המשתנים המסבירים; i מאינדקס את יחידות החתך (מדינות); ו-k מציין את סך כל המשתנים המסבריים. כניתוח עמידות, הוערך גם רגרסיה קואנטילית קונבנציונלית בפאנל עם שגיאות תקן מבועתות כדי לאמת את עקביות ממצאי MMQR.
מבחן סיבתיות פאנל
כיוון הקשרים הסיבתיים בין קיבולת האנרגיה המתחדשת, ביצועי מדיניות אקולוגית, פליטות גזי חממה, טכנולוגיה ידידותית לסביבה ותמ"ג ירוק נבדקו באמצעות מבחן אי-סיבתיות של פאנל דומיטרסקו–הורליןב-Granger 44. גישה זו מתאימה לתלות חתך רוחבי ולמבני פאנלים הטרוגניים, תוך זיהוי האם הקשרים הסיבתיים הם חד-כיווניים או דו-כיווניים.
ניתוח הסיבתיות של הפאנל משלים את ניתוחי הקואינטגרציה וה-MMQR על ידי הבחנה בין משתנים שמניעים את קיבולת האנרגיה המתחדשת לבין אלו שמגיבים לשינויים בפריסת האנרגיה המתחדשת. קביעת כיוון סיבתי מספקת ראיות נוספות להנחיית סדרי עדיפויות מדיניות וריצוף התערבויות באנרגיה מתחדשת.
כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו באמצעות תוכנת ניתוח סטטיסטי. הרצף האנליטי, החל מבדיקות אבחון וניתוח קואינטגרציה ועד רגרסיה קואנטילית ובדיקות סיבתיות פאנליות, מספק מסגרת קוהרנטית וניתנת לשחזור להערכת הגורמים ליכולת האנרגיה המתחדשת במדינות ה-OECD.