ارائه الگوی کارایی انرژی در اقتصاد ایران با استفاده از رویکرد بهینه‌یابی پویا

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقتصاد دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشیار گروه اقتصاد دانشگاه فردوسی مشهد

3 دکتری علوم اقتصادی، واحد شهریار، دانشگاه آزاد اسلامی، شهریار، ایران

10.22084/aes.2017.12714.2372

چکیده

این مقاله براساس روش بهینه‌سازی به‌منظور بررسی مسأله کارایی انرژی در کشور ایران در نظر گرفته شده است. هدف اصلی این تحقیق، طراحی الگویی مناسب برای تعیین مقدار بهینه مصرف انرژی و موجودی سرمایه با استفاده از تابع کارایی انرژی و مدل تعمیم‌یافته سولو است، که حداکثر کارایی انرژی را تضمین می‌نماید. در این راستا، ابتدا مصرف انرژی و موجودی سرمایه در مکانیسم تابع کارایی انرژی در نظر گرفته شده است. سپس الگوی موردنظر طی دوره زمانی 1393-1387 در یک مسأله کنترل بهینه طراحی گردیده است. در نهایت مقادیر بهینه مصرف انرژی و موجودی سرمایه تعیین گردیده است. نتایج قابل‌توجه نشان‌دهنده مقادیر بهینه پایدار مصرف انرژی و موجودی سرمایه در اقتصاد ایران است. براساس حل عددی ملاحظه می‌شود، شکاف بین مقادیر بهینه با مقادیر تحقق یافته وجود دارد، و این نشان‌دهنده این است که در کشور ایران سطح مصرف انرژی از مقادیر بهینه بیشتر است. همچنین با توجه به افزایش شدت انرژی در سال‌های اخیر در کشور برای رسیدن به یک سطح مطلوب و کارآمد کارایی انرژی می‌بایست مصرف انرژی کاهش یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Presentation of Energy Efficiency Model in Iranian Economy Using Dynamic Optimization Approach

نویسندگان [English]

  • Bahram Fathi 1
  • mahdi khodaparast 2
  • masoud homayonifar 2
  • Hossein sajjadi far 3
1 IAU- shariar branch
چکیده [English]

This paper is based on dynamic optimization methodology to investigate the economic energy efficiency
issues in Iranian Economy. The paper introduces some definitions about energy efficiency both in economics and physics, and establishes a quantitative way for measuring the economic energy efficiency.
The linkage between economic energy efficiency, energy consumption and capital stock is demonstrated primarily. Using the methodology of dynamic optimization, a maximum problem of economic energy efficiency over time, which is subjected to the extended Solow growth model and instantaneous investment rate, is modelled. In this model, the energy consumption is set as a control variable and the capital is regarded as a state variable. The analytic solutions can be derived and the diagrammatic analysis provides saddle-point equilibrium.  

کلیدواژه‌ها [English]

  • Economic energy efficiency
  • optimum consumption of energy
  • Iran’s economy

راسخی، سعید و سلمانی، پروین (1392). "رابطه شدت انرژی و کارایی اقتصادی در کشورهای منتخب با استفاده از الگوی گشتاور تعمیم‌یافته: کاربردی از تحلیل پنجره‌ای پوششی داده‌ها"، پژوهش­ها و سیاست­های اقتصادی،  21(67)، 24-5.

شرزه­ای، غلامعلی و ابراهیم­زادگان، هه­ژار (1390). "برآورد اثر بازگشت افزایش کارایی انرژی در ارتباط با مصرف خانوارها و انتشار دی اکسیدکربن در ایران"، مطالعات‌ اقتصاد انرژی، 8(30)، 61-33.

فتحی، بهرام، خداپرست مشهدی، مهدی، همایونی­فر­، مسعود، سجادی­فر، سید­حسین(1396)، مطالعه مقایسه­ای کارایی­انرژی، زیست محیطی در کشورهای در­حال توسعه با رویکرد ستانده مطلوب و نامطلوب در محیط رقابتی فصل نامه پژوهش­ها و سیاست­های اقتصادی، سال بیست و پنجم، شماره ،81، 85.-121.   

فتحی، بهرام، مهدوی عادلی، محمد­حسین، فطرس، محمد­حسن، (1394)، اندازه­گیری کارایی زیست محیطی انرژی در کشورهای در­حال توسعه منتخب با استفاده از مدل­های ناپارامتریک ایستا و پویا، فصل نامه مطالعات اقتصاد انرژی، سال یازدهم، شماره 46،87-61.   

مهرگان، نادر و مبارک، اصغر (1378). "بررسی تأثیر مؤلفه‌های اقتصاد نوین بر کارایی صنایع در ایران"، فصلنامه اقتصاد مقداری، 5(2)، 152-131.

Aghion, P. and P. Howitt (2009), The economics of Growth, MIT press, Cambridge, MA.

Apergis, N., James, E. P. (2012). “Renewable and Non-Renewable Energy Consumption-Growth Nexus: Evidence from a Panel Error Correction Model”, Energy Economics, Vol. 34, 733-738.

Ayres, RU, Turton, H., Casten, T. (2007).  “Energy efficiency, sustainability and economic growth”, Energy, 32(5), 634-648.

Bhattacharyya, S. C. (2011). Energy Economic: Concepts, Issues, Markets and Governance: Springer.

Blass, V., Corbett, CJ., Delmas, MA., Muthulingam, S. (2014). “Top management and the adoption of energy efficiency practices: evidence from small and mediumsized manufacturing firms in the US”. Energy, 65, 560-571.

Bojnec, S.D. Papler(2011). “Economic Efficiency, Energy Consumption and Sustainable Development”, Journal of Economics and Management, 12: 353-374.

Brennan, TJ. (2010). “Optimal energy efficiency policies and regulatory demand-side management tests: how well do they match?”, Energy Policy, 38(8), 374-385.

Chiang, A. (2000). Elements of dynamic optimization. Illinois: Waveland Press Inc.

Conrad, K. (2001). The optimal path of energy and CO2 taxes for intertemporal resource allocation. CESifo Working Paper. University of Mannheim.

Cui, Q., Kuang, H-B, Wu, C-Y, Li Y. (2014). “The changing trend and influencing factors of energy efficiency: the case of nine countries”. Energy, 64:1026-1034.

Dasgupta, PS., Heal, GM. (1980). Economic theory and exhaustible resources. Cambridge University Press.

DeJong, D.N., With, C. D. (2007). Structural Macroeconometrics. Princeton University Press.

Farrell, M. J. (1957). “The Measurement of Productive Efficiency”, Journal of Royal Statistical Society, 120(3), 253-290.

Filippini, M., Hunt, L. C. (2012). “US residential Energy Demand and Energy Efficiency: A Stochastic Demand Frontier Approach”. Energy Economics, 34(5), 1484-1491.

Forster, BA. (1980). “Optimal energy uses in a polluted environment”. Journal of Environmental Economics and Management; 7(4), 321-333.

Giacone, E., Mancò, S. (2012). “Energy efficiency measurement in industrial processes”. Energy, 38(1), 331-345.

Garg, PC., Sweeney, JL. (1978). “Optimal growth with depletable resources”. Resour Energy, 1(1), 43-56.

Halkos, G. E., Tzeremes,N. G. (2013). “Renewable Energy Consumption and Economic Efficiency: Evidence from European Countries”, Journal of Renewable and Sustainable, 5: 182-189.

Huntington, S. P. (1996). The clash of civilizations and the remaking of world order. New York: Simon & Schuster.

Hu, J.L., Chang, T.P. (2009). Total-factor Energy Productivity Growth of Regions in China. National Chiao Tung University, Taipei, Working paper.

Hu, J.L., Wang, SC. (2006). “Total-factor energy efficiency of regions in China”. Energy Policy, 34, 3206-3217.

James, K.G. (2007). “Global inequality and global macroeconomics”. Journal of policy Modeling, 29(4), 587-607.

Jaffe, AB., Stavins, RN. (1994). “The energy-efficiency gap what does it mean?”, Energy Policy, 22(10), 804-810.

Meddison, A. (2001). The world economy, a Millennial perspective, Development Centre Studies, OECD, Paris.

Patterson, M. G. (1996). “What is Energy efficiency? Concepts, Indicators and Methodological Issues”. Energy policy, 24(5), 377-390.

Peng, S. (2007). “Natural resource depletion and sustainable economic growth based on a four-sector endogenous growth model”. Journal of Industrial Engineering and Management, 21(4), 119-124.

Pindyck, RS. (1978). “The optimal exploration and production of nonrenewable resources”. Journal of Political Economy, 841-861.

Pindyck, RS. (1980). “Uncertainty and exhaustible resource markets”. Journal of Political Economy; 1203-1225.

Li, H., Long, R., Lan, X. (2012). “Economic growth in resource-based cities: based on ecological constrains”. China Soft Science Management, 26(6): 53-59.

Lucas, Jr RE. (1988). “On the mechanics of economic development”. Journal of Monetary Economics, 22(1), 3-42.

Romer, PM. (1990). “Endogenous technological change”. Journal of Political Economy, 71-102.

Sorrell, S. (2009(. “Jevons paradox revisited, “The Evidence for Backfire from Improved Energy Efficiency”. Energy policy, 37(4), 1456-1469.

Sari, R, Soytas, U. (2009). “Are global warming and economic growth compatible? Evidence from five OPEC countries?”, Applied Energy, 86: 1887-1893.

Stiglitz, J. (1974). “Growth with exhaustible natural resources: efficient and optimal growth paths”. Review of Economic Studies, 41: 123-137.

Stern, DI. (2012). “Modeling international trends in energy efficiency”. Energy Economics, 34(6), 2200-2208.

Stern, DI. (2011). “The role of energy in economic growth”. ANNALS OF THE NEW YORK ACADEMY OF SCIENCES, 1219(1), 26-51.

Toman, MA., Jemelkova, B. (2003). “Energy and economic development an assessment of the stste of knowledge”, energy journal, 24(4), 93-112.

World Bank, (2014). World Development Indicators (WDI), CD-ROM. Washington

Zhang, X.P., Cheng, X.M., Yuan, J.H., Gao, X.J. (2010). “Total-factor energy efficiency in developing countries”. Energy Policy, 38, 6172-6179.

Wang, Z.H., Zeng, H.L., Wei, Y.M., Zhang, Y.X. (2012). “Regional total factor energy efficiency: An empirical analysis of industrial sector in China”. Applied Energy, 97, 115-123.