مقاله تخمین توابع خطی و لگاریتمی تقاضای بنزین خانوارهای شهری به روش حداقل مربعات بین سالهای 1389 - 1367

بخشی از مقاله

تخمین توابع خطی و لگاریتمی تقاضای بنزین خانوارهای شهری به روش حداقل مربعات بین سالهای 1389-1367

چکیده

امروزه مصرف بی رویه سوختهای فسیلی در ایران به یکی از مسایل و مشکلات بزرگ اقتصادی کشور تبدیل شده است. به دنبال مصرف بالا، آلودگی های زیست محیطی و انسانی افزایش یافته است. در قرن حاضر، یکی از مهمترین رسالتهای بشر، بسیج اندیشه ها و توانمندیها در جهت حفظ محیط زیست می باشد. از آنجایی که توسعه بخش های مختلف یک کشور اعم از اقتصادی، اجتماعی و سیاسی در گرو بهره برداری صحیح از محیط زیست و منابع زیست محیطی می باشد، کانون توجه سیاستگذاران و تصمیم گیران کشورهای جهان به این مهم معطوف شده است. طی دو دهه گذشته، تفاهم نامه های منطقه ای و بین المللی متعددی در ارتباط با حفاظت از محیط زیست، وضع شده است، که حاکی از نگرانی بیش از پیش جهانیان در رابطه با این نعمت خدادادی می باشد. یکی از راههای جلوگیری از مشکلات محیط زیست، کنترل مصرف سوخت های فسیلی از قبیل بنزین می باشد. یکی از راهکارهای این امر، استفاده از سوختهای جایگزین ، با آلودگی کمتر می باشد. منابع بسیاری از قبیل: هیدروژن، برق، بیو دیزل، اتانول (الکل معمولی)، گاز طبیعی مایع، نفت گاز مایع، گاز طبیعی فشرده، هوای فشرده، نیتروژن مایع و زغال، می توانند جایگزین بنزین گردند و تابع تقاضای آن را متحول کرده و آلودگی های ناشی از آن را کاهش دهند . دراین پژوهش از گاز مایع به عنوان کالای جایگزین، درامد مصرف کننده و قیمت بنزین، برای تخمین مدل ها استفاده شده است. روش بکارگرفته شده، حداقل مربعات می باشد. در ادامه توابع خطی و لگاریتمی تقاضای بنزین بین سالهای1367 تا 1389 تعیین و بهترین آن ها جهت پیش بینی مصرف سوخت انتخاب شده است.

کلید واژه: توابع خطی و لگاریتمی، تقاضای بنزین، روش حداقل مربعات

-1مقدمه

یکی از مشکلات عمده در جهان، مصرف نادرست منابع زیر زمینی می باشد. این معضل در کشورهای توسعه نیافته پررنگ تر می باشد. عدم مصرف صحیح از این منابع مشکلات زیست محیطی بسیاری را ایجاد کرده است که جبران آنها کاری دشوار است. یکی از این منابع، بنزین می باشد که متاسفانه مصرف آن در کشور ایران به شدت افزایش یافته است. با توجه به اینکه قیمت بنزین در ایران نسبت به کشورهای دیگر مبلغ ناچیزی می باشد، این امر باعث بی ارزشی و مصرف بالای آن شده است. این مقایسه در شکل (1) به وضوح دیده می شود.

شکل : 1 مقایسه قیمت بنزین در کشورهای مختلف

در حال حاضر این کشور از ده سوخت جایگزین به جای بنزین استفاده می کند که در اینجا به شرح مختصری از آنها می پردازیم.

-1-1هیدروژن

در خودروهای پیل سوختی از هیدروژن برای تولید برق مورد نیاز موتورهای الکتریکی استفاده میشود. بنابراین به جای استفادهی تنها از باتری، ماشین هیدروژنی از یک پیل سوختی برای تولید برق خود استفاده میکند. در پروسه شیمیایی داخل پیل سوختی، هیدروژن و اکسیژن برای تولید برق استفاده شده و تنها محصول فرعی این پروسه بخار آب می باشد. کارخانه هوندا کلاریتی از این فناوری استفاده می کند و در حال حاضر در کالیفرنیای جنوبی به رانندهها اجاره داده میشود.

-2-1 برق

باتریهای جدید (لیتیوم-یون) هم نوع باتریهای تلفن همراه و لپ تاپ هستند. این باتری ها هم سریعتر شارژ شده و هم مدت زمان بیشتری شارژ نگه میدارند. خودروهایی مثل ابرخودروی »رودستر تسلا« در موتور الکتریکی خود از این باتریها استفاده میکنند. خودروهایی مانند شورلت »ولت« از این باتریها در کنار یک موتور احتراق داخلی استفاده می کنند تا کلاس

جدیدی از خودروها به نام خودروهای الکتریکی رنج بالا بوجود آیند. باتری این خودروها میتواند از طریق پریز برق شهری شارژ شده و زمانیکه نیروی باتری درحال اتمام باشد، یک ژنراتور بنزینی برای شارژ باتری و ادامه حرکت خودرو روشن میشود.

-3-1بیودیزل

بیودیزل نوعی سوخت است که از روغن آشپزی و چربی ساخته میشود. هر خودرویی با موتور دیزل میتواند از آن استفاده کرده و برای نیرو دادن به ماشین، روغن و چربی باید از طریق فرآیند شیمیایی به بیودیزل تبدیل شوند.

-4-1اتانول

اتانول یک سوختِ جایگزین در حال رواج است. این سوخت اغلب برای کاهش آلودگی به بنزین افزوده میشود. اتانول نوعی الکل است که از مواد گیاهی ساخته می شود. در ایالات متحده معمولا از ذرت و در سایر کشورها مانند برزیل از نیشکر برای ساخت آن استفاده میشود.

-5-1گاز طبیعی مایع

این سوخت مادهای میباشد که ممکن است در آشپزخانهی هرشخصی موجود باشد. اما برخلاف اتانول و بیودیزل با مواد خوراکی ایجاد نمیشود، بلکه سوختی است که آشپزها به وسیلهی آن آشپزی میکنند.

-6-1نفت گاز مایع

پروپان (پارافین گازی و مشتعل) یک نام رایج برای نفت گاز مایع میباشد که اغلب به درستی استفاده نمی شود. این سوخت نوعی گاز هیدروکربنی تحت فشار پایین میباشد و مادهی اصلی تشکیل دهندهی آن پروپان است. همچنین این سوخت شامل سایر گازهای هیدروکربنی هم می شود. به منظور در حالت مایع نگه داشتن این گاز آن را تحت فشار نگه میدارند. همانند گاز طبیعی مایع، نگهداری نفت گاز در حالت مایع باعث میشود تراکم انرژی بالایی داشته و برای راهاندازی خودروها مناسبتر باشد.

-7-1گاز طبیعی فشرده

گاز طبیعی فشرده همان سوختی است که از طریق خطوط شرکت گاز به منزل شما کشیده شدهاست و شما از آن برای آشپزی و سیستم گرمایش در منزل خود استفاده میکنید. این گاز برای استفاده در خودروهای بتا در سیلندرهای فشار بالا نگه داشته میشود. بتا نسبت به بنزین فضای بیشتری را اشغال میکند.

-8-1هوای فشرده

در خودروهایی که از این نوع سوخت استفاده میکنند، هوا در لولههای فشار قوی فشرده میشود. موتورهای معمولی از هوای مخلوط با بنزین که با یک جرقه مشتعل میشود برای تولید نیرو استفاده میکنند در حالی که موتور خودروی هوای فشرده از خاصیت انبساط هوای فشرده شده هنگام خروج از لولههای فشار قوی برای حرکت دادن پیستونهای موتور استفاده میکند.

-9-1نیتروژن مایع

نیتروژن هم مانند هیدروژن در جو زمین فراوان است و همچنین خودروهای نیتروژنی آلودگی های مضر کمتری نسبت به خودروهای بنزینی و دیزلی تولید میکنند. طریقه مصرف نیتروژن در خودروهایی که با نیتروژن مایع کار می کنند، نسبت به

هیدروژن در خودروهای پیل سوختی و خودروهای هیدروژنی متفاوت می باشد.

-10-1 زغال

از نقطه نظر فنی زغال به طور غیر مستقیم به عنوان سوخت جایگزین برای خودروها محسوب میشود. هرچه استفاده از خودروهای الکتریکی رواج بیشتری پیدا کند به همان اندازه زغال نیز به خودروهای بیشتری سوخت میدهد.
در این پژوهش از گاز مایع1 به عنوان کالای جایگزین بنزین استفاده شده است، چرا که تکنولوژی آن به ایران نیز انتقال یافته آمارهای آن نیز از سال 1367 موجود می باشد. با توجه به معضل بنزین باید عوامل تاثیرگذار بر آن را بررسی نمود و با تغییر بهبود این عوامل مدل بهینه ای برای مصرف بنزین ارائه کرد.

-2 مروری بر ادبیات موضوع

-1-2منابع لاتین

مهتا، ناراسمیهان و اسوامی در سال 1978 پژوهشی با عنوان" برآورد تابع تقاضای پویا برای بنزین با طرح های مختلف تنوع پارامتر" ارائه دادند که در آن از طریق مدل ضریب تصادفی، داده های زمانی مقطعی تجزیه و تحلیل گردیده شده و مدل تابع تقاضا ارائه شد. [1] مالی اسپی در سال 1998 پژوهشی با عنوان" بازبینی تقاضای بنزین : تجزیه و تحلیل بین المللی متا از کشش" ارائه نمود

که در آن تجزیه و تحلیل متا برای تعیین تاثیر یا عدم تاثیر قیمت و کشش درآمد در تقاضای بنزین استفاده شده است. چهار مدل اقتصادسنجی در تخمین کوتاه مدت و بلند مدت قیمت و کشش درآمد با استفاده از مطالعات قبلی به عنوان متغیر وابسته برآورد شده است. متغیر های توضیحی شامل فرم عملکردی، ساختار تاخیر، مدت زمان، تنظیم ملی، روش برآورد، و دیگر ویژگی ها ی ساختار مدل می باشد. [2]

برونز، نیجکامپ و ریت ولد در سال 2008 پژوهشی با عنوان " تحلیل متای کشش قیمتی تقاضای بنزین با نگرش "SUR ارائه دادند. در این پژوهش، تقاضای بنزین خودرو به عنوان یک تابع ضربی از بهره وری سوخت، مسافت پیموده شده در هر خودرو و مالکیت اتومبیل بیان شده است. به این معنی که یک رابطه خطی بین کشش قیمتی تقاضا سوخت کل و کشش قیمتی بهره وری سوخت، مسافت پیموده شده در هر خودرو و مالکیت اتومبیل وجود دارد. روش کار به این صورت است که با استفاده از رابطه خطی بین کشش، یک رویکرد متا تحلیلی بر اساس مدل رگرسیون به ظاهر نامرتبط (SUR) ارائه شده است. [3] اکینبرد، زیرامبا و کومبو در سال2008 پژوهشی با عنوان " تقاضا برای بنزین در آفریقای جنوبی با تحلیل تجربی از طریق

روش یکپارپگی" ارائه نمودند که در آن از روش ARDL استفاده نموده و از طریق آن کشش قیمت و درآمدی را محاسبه نمودند. [4] تقوایی و حاجیانی در سال 2014 پژوهشی با عنوان " کشش درآمدی و قیمتی تقاضای بنزین در ایران" ارائه نمودند که در آن

از روش ECM، تحلیل آماری و مدل های پویا در بلند مدت، میان مدت و کوتاه مدت استفاده نمودند. [5]

-2-2 منابع فارسی

ابونوری و شیوه در سال 1385 پژوهشی با عنوان "برآورد تابع تقاضای بنزین درایران طی دوره " 1347-1381 ارائه نمودند که در آن از روش OLS و نرم افزارهای Eviews و Excel استفاده کردند. [6]
قهرمان عبدلی و محمدی خیاره در سال 1390 پژوهشی با عنوان " بررسی عوامل موثر بر مصرف بنزین در شهر تهران" ارائه نمودند که در آن از روش ARDL استفاده کردند. [7]

-3 مبانی نظری تحقیق

این پژوهش بر اساس اقتصاد خرد2 و تابع تقاضا 3 بنا شده است. اقتصاد خرد شاخهای از علم اقتصاد است که به مطالعه منحصر به فرد اقتصاد، تجزیه و تحلیل بازار، رفتار مصرفکنندگان و خانوارها و بنگاه ها می پردازد و اساس آن مدلهای ریاضی است. در اقتصاد خرد چگونگی رفتار انسانها و انتخابهایشان را در سطح واحدهای خرد یا کوچک اقتصادی مانند یک فرد، یک بنگاه، یک صنعت یا بازار یک کالای خاص بررسی میکند و به چگونگی تعامل بین خریداران و مصرفکنندگان و عوامل مؤثر در انتخاب خریداران میپردازد. اقتصاد خرد بهخصوص به الگوی عرضه و تقاضا برای کالاها و خدمات و همچنین تعیین قیمت خروجی در بازارهای خاص توجه دارد و معمولاً در بازارهایی که در آن کالاها در حال خرید و فروش هستند، کاربرد دارد.

قانون تقاضا4 در اقتصاد بیان می دارد که در صورت ثابت بودن سایر شرایط به هنگام افزایش قیمت، محصول مقدار تقاضا کاهش، و با کاهش قیمت محصول مقدار تقاضا افزایش می یابد. به عبارت دیگر بر اساس قانون تقاضا، رابطه میان قیمت و مقدار تقاضا، به شرط ثابت ماندن بقیه عوامل معکوس میباشد. اگر درآمد5 مصرفکننده، قیمت کالاهای مرتبط و ترجیحات مصرفکننده بدون تغییر باقی بماند، آنگاه تغییر در مقدار کالای تقاضاشده توسط مصرفکننده با تغییر در قیمت کالا دارای همبستگی منفی میباشد. البته باید توجه داشت استثنائاتی هم بر این قاعده وجود دارد.

پس به طور کلی می توان اینگونه بیان نمود که تقاضای یک کالا تابعی از قیمت آن کالا، درآمد مصرف کننده و قیمت کالاهای جانشین6، قیمت کالاهای مکمل7 ، سلایق مصرف کننده، تبلیغات و .... می باشد، پس تابع تقاضا به صورت رابطه (1) بیان می شود.

: P x قیمت کالای مصرفی : P y قیمت کالای جانشین
: P z قیمت کالای مکمل : I درآمد مصرف کننده

در مورد بنزین نیز می توان چنین تابع تقاضایی را ارائه نمود که در اینجا به علت عدم وجود آمار مستند و غیر کمی بودن برخی فاکتورها، سه عامل اصلی قیمت بنزین، درآمد مصرف کننده و قیمت گاز –به عنوان کالای جانشین- در نظر گرفته شده

اند. روش این تخمین حداقل مجذور مربعات می باشد و آمارها از طریق مرکز آمار ایران بین سالهای 1367 تا 1389 جمع آوری شده است. برای تحلیل از نرم افزار Eviews 9 استفاده شده است. با توجه به پیشینه تحقیق تصریح های مختلفی برای تخمین تابع تقاضای بنزین وجود دارد، که در این پژوهش روش خطی و لگاریتمی استفاده و در نهایت بهترین مدل انتخاب شده است.

-4 تعریف متغیرهای مستقل
: قیمت واقعی بنزین

قیمت بنزین یکی از عواملی است که بر تابع تقاضای آن تاثیرگذار می باشد. هرچند در کشور ما بازار تعیین کننده، قیمت بنزین نمی باشد و این وظیفه بر عهده دولت می باشد، نمی توان از نقش آن چشم پوشید و باید آن را وارد معادلات تقاضا نمود.

لازم به ذکر است که باید قیمت واقعی بنزین را در گرفت که از تقسیم قیمت اسمی آن بر شاخص قیمت مصرف کننده بدست می آید. این آمارها از سالنامه ها، آمارنامه ها و ترازنامه انرژی سال 1390 استخراج شده و محاسبات لازم انجام شده است. در شکل (2) قیمت واقعی بنزین از سال 1369 تا 1388 ترسیم شده است.

شکل :(2) قیمت واقعی بنزین بین سالهای 1369تا 1388

:Pl قیمت واقعی گاز مایع

گاز مایع که بهصورت مخفف LPG نامیده میشود، مایعی است که از گاز خام طبیعی طی فرآیندی خاص تولید شده و از پالایش نفت خام نیز قابل دستیابی می باشد . این سوخت دارای عدد اکتان بالا و بالطبع راندمان حرارتی بالا و نیز انتشار بسیار پایین مواد معلق (بهجز اکسیدهای نیتروژن) نسبت به بنزین است . LPG رایجترین سوخت برای برخی موتورهاست، ولی نقش اندکی در کل مصرف انرژی حملونقل جادهای به خود اختصاص داده است. به علت اینکه میزان عرضه این سوخت مجزا از نیاز بازار است، قیمت آن در سطح پایینی باقی مانده است.
مزایا

در دسترس بودن (در کشورهای تولیدکننده)، ایمنی، نیاز به تغییرات جزئی در موتور خودروها و بازدهی مناسب، مهمترین

مزایای این سوخت است. همچنین این سوخت آلایندگی کمتری نسبت به بنزین دارد. موتورهایی که با سوخت گاز مایع کار میکنند، هزینه تعمیرات و نگهداری کمتری خواهند داشت.
معایب

در مقایسه با بنزین، LPG دارای محتوای انرژی کمتر است. لذا مخزن سوخت باید بزرگتر از مخزن بنزین بوده و بهعلت اینکه مخزن تحت فشار است، سنگینتر خواهد بود. هزینه خودروهای با سوخت LPG بین 1000-2000 دلار گرانتر از خودروهای بنزینی است. البته قیمت LPG در سطح جهانی تقریبا مشابه قیمت بنزین می باشد. از سایر معایب این سوخت میتوان به افت قدرت موتور در موتورهای تبدیلی به میزان 15-10درصد و عدمتوانایی مناسب موتور در عبور از سربالاییها اشاره کرد.

در شکل (3)، قیمت واقعی گاز مایع در ایران در سالهای 1369 تا 1388 نشان داده شده است. همانطور که در این شکل مشخص است، قیمت واقعی گاز مایع روند ثابتی ندارد و با تاثیر پذیری از عوامل بسیاری تغییر می کند.

شکل :(3) قیمت واقعی گاز مایع بین سالهای 1369 تا 1388

: I درآمد متوسط سالانه خانوار

منظور از درآمد مصرف کننده، درآمد متوسط سالانه یک خانوار شهری می باشد. اطلاعات این بخش از مرکز آمار ایران تهیه شده است. درآمد خانوار عبارت است از: وجوه و ارزش پولی کالاها و خدماتی که در برابر کار انجام شده یا سرمایه به کار افتاده و یا از طریق منابع دیگر ( حقوق بازنشستگی، درآمد حاصل از دارایی، دریافتی های انتقالی و نظایر آن) به هریک از اعضای خانوار تعلق گرفته باشد. در شکل (4) مشخص است که افزایش درآمدها، روند صعودی داشته است.