Статья: Динамическая модель Потребление электроэнергии – ВВП для Республики Молдова

Динамическая модель «Потребление электроэнергии - ВВП» для Республики Молдова

Шит Б.М

Аннотация

Статья посвящена разработке эконометрических моделей потребления электроэнергии (ЭЭ) в Республике Молдова с целью определения потенциальных возможностей влияния ВВП на процессы потребления этого товара. В рамках разработанных эконометрических моделей выявлены направления причинно-следственных связей. Применение векторных авторегрессионных моделей позволит оценить реакцию потребления ЭЭ на шоковые изменения факторов, а также сделать выводы об ошибках, вносимых в прогноз каждым из них.

Классификация JEL: Q41, Q43.

Ключевые слова: эконометрические модели, потребление электроэнергии и его связь с ВВП.

Цель исследования.

Проблема казуального соотношения между потреблением электроэнергии и ВВП является вопросом, который широко представлен в литературе по экономике энергетики. Исследования различаются странами, различными периодами их истории и различными переменными, характеризующими энергетику и экономику. Полученные результаты отличаются направлением каузальности и ее долгосрочным или краткосрочным влиянием на политику в области энергетики. В зависимости от того, какой вид каузальности существует, выводы, которые делаются при проведении энергетической политики, могут значительно отличаться.

Цель данного исследования двойная:

- эмпирически установить существование и направление каузальной взаимосвязи между потреблением электроэнергии и экономическим ростом в Молдове. Данная задача является крайне важной для определения стратегии поведения в электроэнергетике. Если, например, существует однонаправленная каузальность по Гранжеру от ВВП к потреблению электроэнергии, это может означать, что меры, направленные на сбережение электроэнергии, не будут оказывать влияние на экономический рост. С другой стороны, если существует однонаправленная каузальность от потребления электроэнергии к ВВП, сокращение потребления электроэнергии может привести к снижению ВВП.

- определение вида векторной авторегрессионной модели (VAR) - модели для определения взаимосвязи экономики и электроэнергетики Республики Молдова с учетом того, чтобы эти уравнения являлись каузальными по Гранжеру. В противном случае необходимо сделать вывод о наличии более сложной связи между переменными.

Нами применена векторная авторегрессионная модель (VAR), часто используемая в подобных случаях [1]. VAR является наиболее подходящей для данного исследования благодаря своей способности описывать динамическую структуру модели, а также, потому что она позволяет избежать использования ряда дополнительных ограничений, связанных с различными экономическими теориями. Использование VAR в макроэкономике внесло фундаментальный вклад в развитие многих экономических теорий [2].

Электроэнергетика Республики Молдова.

Энергетическая инфраструктура Республики Молдова представляет собой в настоящее время устойчивого импортера электрической энергии. Страна имеет три крупных источника генерации электроэнергии когенерационного типа. Ограничения в работе электроэнергетического комплекса в значительной степени определяются состоянием оборудования, а также острым дефицитом топлива (природного газа), который полностью импортируется их России. Экономический кризис середины 90-х годов крайне пагубно отразился на состоянии энергетического хозяйства. Энергосистема страны связана высоковольтными линиями передач 110, 330 и 400 кВ с энергосистемами Украины, Болгарии и Румынии [3].

2. Методология и данные.

В качестве исходных данных о ВВП были использованы годовые данные с 1991 по 2004 гг. [4]. Данные о потреблении электроэнергии, ее импорте и потерях были получены из [5-8]. Мы используем в качестве переменной, характеризующей экономику значение величины ВВП на душу населения. Графики потребления электрической энергии и ВВП приведены на рис. 1 и рис. 2.

Рис.1 Зависимость потребления электрической энергии о времени

Первый этап работы состоит в определении того, являются ли исследуемые ряды стационарными. Стационарность регрессоров является очень важным условием при оценивании регрессионных моделей. Если модель неверно специфицирована, и некоторые из переменных, включены в нее неправильно, то полученные оценки будут очень плохими. Они не будут обладать свойством состоятельности, то есть не будут сходиться по вероятности к истинным значениям параметров по мере увеличения размеров выборки. Привычные показатели, такие как коэффициент детерминации R2, t-статистики, F-статистики, будут указывать на наличие связи там, где на самом деле ее нет. Такой эффект называют ложной регрессией [9].

Рис.2. Зависимость ВВП на душу населения от времени.

При исследовании стационарности регрессоров был использован критерий Квятковского-Перрона-Филлипса-Шмидта [10] (KPSS в латинской транскрипции). Необходимость использования этого критерия объясняется тем, что расширенный критерий Дикки-Фуллера имеет слабую мощность при коротких выборках [11].

Для определения каузальности воспользуемся результатами работ [7.8].

Тест на коинтеграцию показал наличие долговременной связи при взаимодействии потребления электроэнергии и ВВП на душу населения. Поэтому мы проводим тест на каузальность используя VAR. Кратко опишем подход при определении каузальности по Гренджеру для данного случая, основанный на методиках [1,2].

В случае двух переменных C и Y подход к каузальности по Гренджеру отличается от общего случая. В этом случае каузальность определяет (измеряет) приоритет и информацию, предоставляемую C для объяснения текущего значения Y. В соответствии с этим подходом Y считается каузальным в зависимости от C, если C помогает в предсказании Y или равнозначно смещенные значения C статистически значимы.

Временные ряды двумерной VAR для переменных C и Y имеют следующий вид:

(1)

Здесь константы, а некоррелированные возмущения.

Проверка каузальности по Гранжеру состоит в проверке значимости коэффициентов .

В результате проведения регрессионного анализа получены следующие модели:

Варианты моделей влияния потребления электроэнергии на ВВП,

(2)

(3)

модель влияния потребления электроэнергии на ВВП на душу населения.

(4)

Значения коэффициентов сведены в Табл.1 .

Таблица 1. Значения коэффициентов в уравнениях регрессии

.

В этих уравнениях все коэффициенты при регрессорах - значимы, что свидетельствует о наличии двунаправленной каузальности между ВВП и потреблением электроэнергии. Все остальные комбинации регрессоров при лаге в переменных до двух оказались незначимыми. Данная система может быть решена численными методами.

Для решения этой системы уравнений введем оператор обратного сдвига , соответствующий сдвигу сигнала на один шаг дискретизации назад [9]. Тогда из уравнения (3) получим:

(5)

Отсюда,

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

Из уравнения (10) вычисляется по известным значениям в прошлые моменты времени и подставляется в уравнение (2), из которого можно найти .

Рассмотрим решение этой же задачи, но на основании статистических данных, опубликованных в [8].

Рис.3 ВВП Республики Молдова в сопоставимых ценах (по данным Национального Комитета по статистике Республики Молдова)

Рис.4 Потребление электрической энергии Республики Молдова (по данным Национального Комитета по статистике Республики Молдова)

Анализ ряда данных о стационарности ВВП в сопоставимых ценах по расширенному критерию Дикки-Фуллера показал, что ряд нестационарный, а проверка по критерию KPSS показала, что ряд стационарный. В соответствии с рекомендациями [12] ряд считаем стационарным. Анализ ряда данных о стационарности потребления электроэнергии по данным [8] по расширенному критерию Дикки-Фуллера и критерию KPSS показал их стационарность при 5% уровне значимости.

Модель влияния потребления электроэнергии на ВВП,

(11)

модель влияния потребления электроэнергии на ВВП на душу населения.

(12)

Значения коэффициентов сведены в Таблицу 2 .

Таблица 2. Значения коэффициентов в уравнениях регрессии

электрический энергия эконометрический

В этом случае также имеет место каузальность по Гранджеру между ВВП и потреблением электроэнергии в обе стороны. Все коэффициенты при переменных оказались значимыми. При проверке на коинтеграцию рядов потребления электроэнергии и ВВП ряды оказались коинтегрированными при уровне значимости 5%.

Подставив из уравнения (11) в уравнение (12) можно построить прогноз потребления электроэнергии.

Выводы

Для случая Республики Молдова имеет место двунаправленная каузальность между ВВП и потреблением электроэнергии. При этом существует коинтеграция между ВВП и потреблением электроэнергии. Это свидетельствует о том, что между рассматриваемыми переменными в динамике существует как кратковременная связь (период до 3-х лет), так и долговременная связь.