Filosofia e progettazione della ricerca
Questo studio adotta una filosofia di ricerca positivista, assumendo che i determinanti della capacità di energia rinnovabile (REC) possano essere esaminati oggettivamente tramite analisi quantitative di dati in panel. Viene utilizzato un disegno longitudinale e transnazionale per indagare le relazioni a lungo termine tra la capacità di energia rinnovabile e i suoi determinanti in 21 paesi dell'Organizzazione per la Cooperazione e lo Sviluppo Economico (OCSE) nel periodo 2000–2020. Guidati dall'identità di Kaya, viene utilizzato un approccio deduttivo-analitico per sviluppare il modello empirico e testare le relazioni ipotizzate tra capacità energetica rinnovabile, performance delle politiche ecologiche, emissioni di gas serra (GHG), tecnologie ecologiche (EFT) e PIL verde. Il quadro analitico integra la raccolta dati, i test diagnostici, l'analisi di cointegrazione, la regressione quantile e l'analisi delle causalità in panel per garantire coerenza metodologica e un'inferenza statistica robusta.
Raccolta dati e variabili
Lo studio utilizza un dataset di panel bilanciato che comprende 21 paesi OCSE osservati annualmente dal 2000 al 2020, con un risultato di 441 osservazioni per anno-paese. I dati sono stati ottenuti da database pubblici e riconosciuti a livello internazionale per garantire trasparenza e riproducibilità. La Tabella 1 riassume le variabili, le unità di misura, le fonti di dati e i segni attesi. La capacità di energia rinnovabile (REC) è utilizzata come variabile dipendente ed è misurata come la capacità totale installata di generazione di energia rinnovabile (MW). Le variabili esplicative includono l'Indice di Prestazione Ecologica (EPI), le emissioni di gas serra (GHG) (tonnellate equivalenti CO₂), la tecnologia ecologica (EFT), misurata tramite domande di brevetto ambientali, e il PIL verde, misurato come prodotto interno lordo aggiustato per degrado ambientale e esaurimento delle risorse naturali (USD costante nel 2015). La capacità di energia rinnovabile, l'IPI, le emissioni di gas serra e l'EFT sono stati ottenuti dal database delle statistiche dell'OCSE, mentre il PIL verde è stato ottenuto dal database della Banca Mondiale. Tutte le variabili sono state trasformate in logaritmi naturali prima della stima per stabilizzare la varianza, ridurre l'eteroscedasticità e facilitare l'interpretazione dell'elasticità.
Quadro teorico e specifica del modello
Il quadro empirico si basa sulla Kaya Identity39, che decompone le emissioni di anidride carbonica in popolazione, attività economica, intensità energetica e intensità di carbonio, fornendo così una base teorica per comprendere i fattori che determinano la sostenibilità ambientale:
(1)
dove ilCO2 rappresenta le emissioni di anidride carbonica; CO2/Energia indica l'intensità di carbonio del consumo energetico; Energia/PIL Verde rappresenta l'intensità energetica della produzione economica adeguata ambientalmente; Il PIL/Popolazione verde indica il prodotto interno lordo pro capite rettificato ambientalmente; e la popolazione rappresenta la popolazione totale.
Le variabili esplicative corrispondono direttamente ai componenti teorici dell'Identità di Kaya. L'Indice di Prestazione Ecologica rappresenta la performance delle politiche ambientali volte a promuovere sistemi energetici più puliti. La tecnologia ecologica riflette l'innovazione tecnologica che migliora l'efficienza energetica e riduce i costi delle energie rinnovabili. Le emissioni di gas serra rappresentano una pressione ambientale per la decarbonizzazione, mentre il PIL verde cattura la performance economica adeguata ambientalmente. Sulla base di questo quadro, si stima che il seguente modello empiricosia 39:
(2)
dove REC indica la capacità di energia rinnovabile; L'EPI rappresenta l'Indice di Prestazione Ecologica; I gas serra indicano le emissioni di gas serra; L'EFT rappresenta una tecnologia ecologica; Il PIL verde indica il prodotto interno lordo aggiustato ambientalmente; i indica i paesi; T indica anni; τ0 è l'intercettazione; τ1–τ 4 sono i coefficienti di regressione stimati; εè il termine di errore idiosincratico.
Test diagnostici
Prima di stimare i modelli empirici, è stata condotta una serie di test diagnostici per valutare le proprietà statistiche dei dati del panel e identificare le tecniche di stima appropriate. Innanzitutto, la dipendenza trasversale è stata esaminata utilizzando il test34 della dipendenza trasversale (CD) di Pesaran, poiché i paesi OCSE probabilmente sperimenteranno shock comuni derivanti dalle condizioni economiche globali, dai mercati energetici internazionali e da politiche ambientali coordinate:
(3)
dove N indica il numero di unità di sezione trasversale; T indica il numero di periodi storici; i e k indicano le unità di sezione trasversale (i ≠ k);
rappresenta il coefficiente di correlazione stimato a coppie dei residui di regressione tra le unità di sezione trasversale i e k; j indica l'ordine di ritardo; E(·) rappresenta il valore atteso; e V(·) indica la varianza utilizzata per standardizzare la statistica del test. In secondo luogo, l'eterogeneità delle pendici è stata valutata utilizzando il test di eterogeneità delle pendici di Pesaran–Yamagata per determinare se gli effetti delle variabili esplicative differissero tra ipaesi. 40:
(4)
(5)
dove Δ̃adj indica la statistica del test di eterogeneità della pendenza aggiustata; N rappresenta il numero di unità di sezione trasversale; T indica il numero di periodi storici; k è il numero di variabili esplicative; e S̃ rappresenta la statistica standardizzata di dispersione della pendenza di Swamy utilizzata per valutare l'eterogeneità dei parametri tra le unità del pannello. Infine, la stazionarietà è stata valutata utilizzando il test unitario Im–Pesaran–Shin (CIPS) (Cross-sectionally Augmented Augmented Im–Pesaran–Shin), che comprende sia la dipendenza della sezione trasversale sia i coefficienti di pendenzaeterogenei 41:
(6)
dove CIPS indica la statistica radice dell'unità di pannello Im–Pesaran–Shin Augmentata Sezione Trasversale; N rappresenta il numero di unità di sezione trasversale; CDFi indica la statistica di Dickey–Fuller aumentata in sezione trasversale per la iunità di sezione trasversale; e i indica le singole unità di sezione trasversale. I risultati di questi test diagnostici hanno guidato la selezione di tecniche econometriche di panel di seconda generazione adatte a dataset eterogenei di pannelli.
Test di cointegrazione a pannello
Per determinare se esista una relazione di equilibrio stabile a lungo termine tra capacità di energia rinnovabile, performance delle politiche ambientali, emissioni di gas serra, tecnologie ecologiche e PIL verde, è stato utilizzato il test di cointegrazione dei limiti Panel ARDL. Rispetto ai convenzionali test di cointegrazione basati su residui, l'approccio di Westerlund prende in considerazione dipendenza della sezione trasversale, coefficienti di pendenza eterogenei e campioni di piccole dimensioni. Il test produce quattro statistiche: due statistiche medie di gruppo (Gt eG a) e due statistiche del panel (Pt eP a). Il rifiuto dell'ipotesi nulla indica la presenza di una relazione di equilibrio di lungo corso tra levariabili 36,42:
(7a)
(7b)
(7c)
(7d)
dove Gt e Ga indicano le statistiche medie di gruppo del test di cointegrazione dei limiti Panel ARDL; Pt e Pa indicano le statistiche dei test del panel; N rappresenta il numero di unità di sezione trasversale; T indica il numero di periodi storici;
è il coefficiente stimato di correzione dell'errore per la i-esima unità di sezione trasversale;
rappresenta il coefficiente di correzione degli errori aggregato; SE(
) e SE(
) indicano i corrispondenti errori standard; e i indica le singole unità di sezione trasversale. La presenza di cointegrazione giustifica la stima delle elasticità a lungo termine e delle successive analisi basate su quantili.
Metodo dei momenti regressione quantile (MMQR)
Poiché i stimatori convenzionali a panel forniscono solo effetti medi, possono nascondere una sostanziale eterogeneità tra i paesi che operano a diversi livelli di utilizzo di energia rinnovabile. Per catturare questi effetti eterogenei, è stato utilizzato il Metodo della Regressione Quantile dei Momenti (MMQR).
Il MMQR stima gli effetti delle prestazioni delle politiche ecologiche, delle emissioni di gas serra, della tecnologia ecologica e del PIL verde su molteplici quanti condizionali della capacità di energia rinnovabile, permettendo così che l'influenza delle variabili esplicative vari in base alla maturità dell'impiego delle energie rinnovabili. Il metodo tiene conto contemporaneamente degli effetti fissi individuali e dell'eterogeneità non osservata, stimando sia i parametri di posizione chequelli di scala 43:
(8)
dove Qτ(Yit | Xit) indica il quantile condizionale τth della variabile dipendente; Yrappresenta la capacità di energia rinnovabile (REC); X indica il vettore delle variabili esplicative (EPI, emissioni di gas serra, EFT e Green GDP); σ1 è l'intercettazione; ζ è il vettore dei parametri di posizione; αi rappresenta l'effetto fisso specifico per paese; Z indica le covariazioni della scala; γ è il vettore dei parametri della scala; Uè il termine di errore; e rispettivamente i e t indice e anni. La componente di scala del modello MMQR è specificata comesegue: 43:
(9)
dove Zi(X) indica la funzione di scala delle variabili esplicative; Zi rappresenta il vettore delle covariabili di scala; X indica il vettore delle variabili esplicative; i indica le unità trasversali (paesi); e k indica il numero totale di variabili esplicative. Come analisi di robustezza, è stata anche stimata una regressione quantile convenzionale con errori standard bootstrapati per verificare la coerenza dei risultati MMQR.
Test di causalità del panel
La direzione delle relazioni causali tra capacità di energia rinnovabile, performance delle politiche ecologiche, emissioni di gas serra, tecnologia ecologica e PIL verde è stata esaminata utilizzando il test di non causalità di Dumitrescu–Hurlin PanelGranger 44. Questo approccio si adatta alla dipendenza trasversale e alle strutture eterogenee dei pannelli, identificando al contempo se le relazioni causali siano unidirezionali o bidirezionali.
L'analisi di causalità del panel integra le analisi di cointegrazione e MMQR distinguendo tra variabili che guidano la capacità di energia rinnovabile e quelle che rispondono ai cambiamenti nell'implementazione delle energie rinnovabili. Stabilire una direzione causale fornisce ulteriori evidenze per informare la priorità delle politiche e la sequenza degli interventi nelle energie rinnovabili.
Tutte le analisi statistiche sono state effettuate utilizzando software di analisi statistica. La sequenza analitica, dai test diagnostici e analisi di cointegrazione alla regressione quantile e ai test di causalità in panel, fornisce un quadro coerente e riproducibile per valutare i determinanti della capacità energetica rinnovabile nei paesi OCSE.