Onderzoeksfilosofie en ontwerp
Deze studie hanteert een positivistische onderzoeksfilosofie, waarbij wordt aangenomen dat de determinanten van de capaciteit van hernieuwbare energie (REC) objectief kunnen worden onderzocht met behulp van kwantitatieve paneldata-analyse. Een longitudinaal, cross-country vergelijkend onderzoeksontwerp wordt toegepast om de langetermijnrelaties tussen de capaciteit van hernieuwbare energie en de determinanten ervan te onderzoeken in 21 landen van de Organisatie voor Economische Samenwerking en Ontwikkeling (OESO) in de periode 2000–2020. Geleid door de Kaya-identiteit wordt een deductief-analytische benadering gebruikt om het empirische model te ontwikkelen en de veronderstelde relaties tussen hernieuwbare energiecapaciteit, ecologisch beleidsprestaties, broeikasgasemissies (BKG), milieuvriendelijke technologie (EFT) en Groene BBP te testen. Het analytische kader integreert gegevensverzameling, diagnostisch testen, cointegratieanalyse, kwantielregressie en panelcausaliteitsanalyse om methodologische consistentie en robuuste statistische inferentie te waarborgen.
Dataverzameling en variabelen
De studie maakt gebruik van een gebalanceerde paneldataset bestaande uit 21 OESO-landen, jaarlijks waargenomen van 2000 tot 2020, wat resulteert in 441 land-jaar-waarnemingen. Gegevens werden verkregen uit openbaar toegankelijke en internationaal erkende databases om transparantie en reproduceerbaarheid te waarborgen. Tabel 1 vat de variabelen, meeteenheden, databronnen en verwachte signalen samen. Capaciteit voor hernieuwbare energie (REC) wordt gebruikt als afhankelijke variabele en gemeten als de totale geïnstalleerde capaciteit voor hernieuwbare elektriciteitsopwekking (MW). De verklarende variabelen omvatten de Ecological Performance Index (EPI), broeikasgasemissies (BKG) (CO₂-equivalente ton), milieuvriendelijke technologie (EFT), gemeten via milieugerelateerde octrooiaanvragen, en Groen BBP, gemeten als bruto binnenlands product gecorrigeerd voor milieudegradatie en uitputting van natuurlijke hulpbronnen (constante 2015 USD). Capaciteit van hernieuwbare energie, EPI, broeikasgasemissies en EFT zijn verkregen uit de OECD-statistiekdatabase, terwijl het groene BBP afkomstig is uit de database van de Wereldbank. Alle variabelen werden vóór de schatting omgezet in natuurlijke logaritmen om de variantie te stabiliseren, heteroscedasticiteit te verminderen en de interpretatie van elasticiteit te vergemakkelijken.
Theoretisch kader en modelspecificatie
Het empirische kader is gebaseerd op de Kaya Identity39, die kooldioxide-uitstoot verdeelt in bevolking, economische activiteit, energie-intensiteit en koolstofintensiteit, en zo een theoretische basis biedt voor het begrijpen van de drijfveren van milieuduurzaamheid:
(1)
waarbij CO2 koolstofdioxide-uitstoot vertegenwoordigt; CO2/Energie duidt de koolstofintensiteit van het energieverbruik aan; Energie/Groen BBP vertegenwoordigt de energie-intensiteit van de milieugecorrigeerde economische output; Groen BBP/bevolking duidt het milieugecorrigeerde bruto binnenlands product per hoofd van de bevolking aan; en Bevolking vertegenwoordigt de totale bevolking.
De verklarende variabelen komen direct overeen met de theoretische componenten van de Kaya-identiteit. De Ecologische Prestatie-index vertegenwoordigt de prestaties van milieubeleid gericht op het bevorderen van schonere energiesystemen. Milieuvriendelijke technologie weerspiegelt technologische innovatie die de energie-efficiëntie verbetert en de kosten van hernieuwbare energie verlaagt. Broeikasgasemissies vormen milieudruk voor decarbonisatie, terwijl Groen BBP de milieugecorrigeerde economische prestaties vastlegt. Op basis van dit kader wordt het volgende empirische model geschatop 39:
(2)
waarbij REC de capaciteit van hernieuwbare energie aanduidt; EPI vertegenwoordigt de Ecologische Prestatie-index; BKGG duidt broeikasgasemissies aan; EFT staat voor milieuvriendelijke technologie; Groen BBP duidt op het milieugecorrigeerde bruto binnenlands product; I indexeert landen; t indexeert jaren; τ0 is de interceptie; τ1–τ4 zijn de geschatte regressiecoëfficiënten; εhet is de idiosyncratische foutterm.
Diagnostische tests
Voorafgaand aan het schatten van de empirische modellen werd een reeks diagnostische tests uitgevoerd om de statistische eigenschappen van de panelgegevens te beoordelen en passende schattingstechnieken te identificeren. Ten eerste werd cross-sectionele afhankelijkheid onderzocht met behulp van de Pesaran cross-sectional dependence (CD) test34, aangezien OESO-landen waarschijnlijk gemeenschappelijke schokken ervaren die voortkomen uit wereldwijde economische omstandigheden, internationale energiemarkten en gecoördineerd milieubeleid:
(3)
waarbij N het aantal dwarsdoorsnede-eenheden aanduidt; T geeft het aantal tijdperken aan; i en k indexeren de dwarsdoorsnede-eenheden (i ≠ k);
vertegenwoordigt de geschatte paargewijze correlatiecoëfficiënt van de regressieresiduen tussen dwarsdoorsnede-eenheden i en k; j duidt de lagvolgorde aan; E(·) vertegenwoordigt de verwachtingswaarde; en V(·) duidt de variantie aan die is gebruikt om de teststatistiek te standaardiseren. Ten tweede werd hellingsheterogeniteit beoordeeld met behulp van de Pesaran–Yamagata hellingheterogeniteitstest om te bepalen of de effecten van verklarende variabelen tussen landenverschilden 40:
(4)
(5)
waarbij Δ̃adj de aangepaste hellingsheterogeniteitsteststatistiek aanduidt; N staat voor het aantal dwarsdoorsnede-eenheden; T geeft het aantal tijdperken aan; k is het aantal verklarende variabelen; en S̃ vertegenwoordigt de gestandaardiseerde Swamy-hellingdispersiestatistiek die wordt gebruikt om parameterheterogeniteit tussen panelunits te evalueren. Ten slotte werd stationariteit geëvalueerd met behulp van de Cross-sectionally Augmented Im–Pesaran–Shin (CIPS) eenheidsworteltest, die zowel dwarsdoorsnede-afhankelijkheid als heterogene hellingcoëfficiënten41 meeneemt:
(6)
waarbij CIPS de cross-sectionally augmented Im–Pesaran–Shin panelwortelstatistiek aanduidt; N staat voor het aantal dwarsdoorsnede-eenheden; CDFi duidt de dwarsdoorsnede-uitgebreide Dickey–Fuller-statistiek aan voor de i-de dwarsdoorsnede-eenheid; en I indexeert de afzonderlijke dwarsdoorsnede-eenheden. De resultaten van deze diagnostische tests leidden de selectie van econometrische technieken van het tweede generatie die geschikt zijn voor heterogene paneldatasets.
Paneelco-integratietest
Om te bepalen of er een stabiele langetermijnevenwichtsrelatie bestaat tussen capaciteit van hernieuwbare energie, prestaties van milieubeleid, broeikasgasemissies, milieuvriendelijke technologie en Groene BBP, werd de co-integratietest van Panel ARDL Bounds toegepast. In vergelijking met conventionele residu-gebaseerde cointegratietests houdt de Westerlund-benadering rekening met dwarsdoorsnede-afhankelijkheid, heterogene hellingscoëfficiënten en kleine steekproefgroottes. De test levert vier statistieken op: twee groepsgemiddelde statistieken (Gt en Ga) en twee panelstatistieken (Pt en Pa). Verwerping van de nulhypothese duidt op de aanwezigheid van een langetermijn evenwichtsrelatie tussen de variabelen36,42:
(7a)
(7b)
(7c)
(7d)
waarbij G,t en Ga de groepsgemiddelde teststatistieken van de Panel ARDL bounds cointegratietest aanduiden; P, t en Pa duiden de panelteststatistieken aan; N staat voor het aantal dwarsdoorsnede-eenheden; T geeft het aantal tijdperken aan;
is de geschatte foutcorrectiecoëfficiënt voor de i-de dwarsdoorsnede-eenheid;
vertegenwoordigt de gepoolde foutcorrectiecoëfficiënt; SE(
) en SE(
) duiden de bijbehorende standaardfouten aan; en i indexeert de individuele dwarsdoorsnede-eenheden. De aanwezigheid van co-integratie rechtvaardigt het schatten van langetermijnelasticiteiten en daaropvolgende quantielgebaseerde analyses.
Methode van momentquantielregressie (MMQR)
Omdat conventionele panelschatters slechts gemiddelde effecten geven, kunnen ze aanzienlijke heterogeniteit verbergen tussen landen die op verschillende niveaus van hernieuwbare energie opereren. Om deze heterogene effecten vast te leggen, werd de Method of Moments Quantile Regression (MMQR) toegepast.
MMQR schat de effecten van ecologische beleidsprestaties, broeikasgasemissies, milieuvriendelijke technologie en Groene BBP over meerdere voorwaardelijke quantielen van hernieuwbare energiecapaciteit, waardoor de invloed van verklarende variabelen kan variëren afhankelijk van de volwassenheid van de uitrol van hernieuwbare energie. De methode houdt tegelijkertijd rekening met individuele vaste effecten en niet-waargenomen heterogeniteit, terwijl zowel locatie- als schaalparameters worden geschat43:
(8)
waarbij Qτ(Yit | Xhet) duidt de conditionele τ-de kwantiel van de afhankelijke variabele aan; Y, het staat voor de capaciteit van hernieuwbare energie (REC); Xhet duidt de vector van verklarende variabelen aan (EPI, broeikasgasemissies, EFT en Groene BBP); σ1 is de interceptie; ζ is de vector van locatieparameters; αi vertegenwoordigt het landspecifieke vaste effect; Z, het duidt de schaalcovariaten aan; γ is de vector van schaalparameters; Uhet is de foutterm; en respectievelijk landen en jaren van de I- en T-index. De schaalcomponent van het MMQR-model wordt als volgt gespecificeerd:43:
(9)
waarbij Zi(X) de schaalfunctie van de verklarende variabelen aanduidt; Zi vertegenwoordigt de vector van schaalcovariaten; X duidt de vector van verklarende variabelen aan; i indexeert de dwarsdoorsnede-eenheden (landen); en k duidt het totale aantal verklarende variabelen aan. Als robuustheidsanalyse werd ook een conventionele panelkwantielregressie met bootstrapped standaardfouten geschat om de consistentie van de MMQR-bevindingen te verifiëren.
Panel causaliteitstest
De richting van causale verbanden tussen capaciteit van hernieuwbare energie, ecologisch beleidsprestaties, broeikasgasemissies, milieuvriendelijke technologie en Groene BBP werd onderzocht met behulp van de Dumitrescu–Hurlin panel Granger non-causality test44. Deze benadering houdt rekening met cross-sectionele afhankelijkheid en heterogene paneelstructuren, terwijl wordt vastgesteld of causale relaties unidirectioneel of bidirectioneel zijn.
De panelcausaliteitsanalyse vult de co-integratie- en MMQR-analyses aan door onderscheid te maken tussen variabelen die de capaciteit van hernieuwbare energie aansturen en die welke reageren op veranderingen in de uitrol van hernieuwbare energie. Het vaststellen van causale richting levert extra bewijs om beleidsprioriteiten te bepalen en de volgorde van hernieuwbare energieinterventies te bepalen.
Alle statistische analyses werden uitgevoerd met behulp van statistische analysesoftware. De analytische sequentie, van diagnostische tests en cointegratieanalyse tot kwantielregressie en panelcausaliteitstesten, biedt een coherent en reproduceerbaar kader voor het evalueren van de determinanten van de capaciteit van hernieuwbare energie in OESO-landen.