УДК 519.237.8
DOI 10.24412/2413-046Х-2021-10374
Статистический анализ динамики энергоэффективности мировой экономики
Statistical analysis of the dynamics of energy efficiency of the world economy
Давыдов Андрей Русланович, кандидат технических наук, доцент, ФГАО ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь
Краузе Алина Анатольевна, ФГАО ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь
Крылова Юлия Алексеевна, ФГАО ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь
Davydov Andrey Ruslanovich, candidate of Technical Sciences, Associate Professor, FSAEI HE «Perm National Research Polytechnic University», Perm
Krause Alina Anatolyevna, FSAEI HE «Perm National Research Polytechnic University», Perm
Krylova Yulia Alekseevna, FSAEI HE «Perm National Research Polytechnic University», Perm
Аннотация. В статье, с использованием статистических данных за последние двадцать лет, исследуется динамика энергетической эффективности стран мира. Коэффициент энергоэффективности экономики определяется как отношение валового внутреннего продукта к общему энергопотреблению на душу населения. Анализ проводится как в целом для групп наиболее развитых стран мира, так и по секторам экономики. Наряду с общим ростом энергоэффективности экономик выбранных стран, отмечается сохранение значений коэффициента парной корреляции энергопотребления и валового внутреннего продукта, несмотря на разные тенденции в энергопотреблении этих стран.
Summary. The article, using statistical data over the past twenty years, examines the dynamics of the energy efficiency of the countries of the world. The energy efficiency ratio of an economy is defined as the ratio of total energy consumption to gross domestic product per capita. The analysis is carried out both as a whole for the most developed countries of the world and by sectors of the economy. Along with the general growth in energy efficiency of the economies of the selected countries, the values of the pair correlation coefficient of energy consumption and gross domestic product are preserved, despite different trends in energy consumption in these countries.
Ключевые слова: энергоэффективность экономики, динамика энергопотребления, регрессионная зависимость.
Keywords: energy efficiency of the economy, dynamics of energy consumption, regression dependence.
Эффективность использования энергии является, с одной стороны, показателем технологической развитости экономики, а с другой, отражает географические и климатические особенности страны. Для оценки экологической направленности экономики используется понятие энергоемкости валового внутреннего продукта (ВВП), как отношения общего объема потребления энергии к величине ВВП на душу населения. В этом случае величина энергоемкости несет негативную окраску. Поэтому, ранее [1] авторы использовали понятие энергоэффективности экономики, как величины, обратной к энергоемкости. Несмотря на особенности функционирования экономики страны, эта величина прямо отражает эффективность использования энергии.
Для проведения статистического анализа динамики энергоэффективности рассмотрим данные за 2016-2018 года для 33 стран [2, 3], характеризующихся разными объемами потребления энергии при разных уровнях экономического развития. Обозначим:
Х1 – энергопотребление на душу населения (108Btu[1]/чел)
Х2 – среднедушевой ВВП, рассчитанный по валютному курсу ($/чел)
Определим показатель энергоэффективности экономики как отношение среднедушевого ВВП, рассчитанного в денежных единицах за год к годовому объему потребляемой первичной энергии в стране на душу населения:
В системе координат X1 и X2 очевидна тенденция расположения стран вдоль прямой энергоэффективности (Рис.1). На рисунке показаны также 95% доверительные интервалы прямой регрессии и эллипс рассеяния данных.
Построим парное уравнение регрессии
Уравнение (1) статистически значимо, с коэффициентом детерминации R2=0,616. Коэффициент регрессии также значим, с вероятностью ошибки первого рода стремящейся к нулю. Свободный член уравнения определен с вероятностью ошибки первого рода, равной 0,79, следовательно, не значим. Исходя из экономического смысла свободный член уравнения (1) можно принять равным нулю. Коэффициент регрессии будет в таком случае параметром энергоэффективности. Он показывает, на сколько долларов изменяется ВВП страны при изменении энергопотребления на одну единицу.
Заметим, что по данным за 2000 – 2002 годы параметр энергоэффективности для тех же стран составлял 1027,42 [1]. Его рост составил 83%. В то же время парный коэффициент корреляции среднедушевых величин потребления и ВВП остался практически таким же, равным 0,785, с тем же уровнем значимости. Это достаточно интересный результат. Он может свидетельствовать о том, что данный процесс развивается «синхронно», т.е. основные тенденции роста эффективности потребления энергии характерны для многих стран. Более того, величина роста энергоэффективности близка для всех стран анализируемой выборки. И это при том, что динамика и секторальная структура энергопотребления стран существенно различны.
За период 2000 – 2018 гг. в большинстве стран потребление энергии практически не изменилось. Исключение составляют страны Азии, где происходит существенный рост потребления (Рис.2) [4]. В это же время уровень ВВП на душу населения вырос практически во всех странах мира (Рис.3). Так, в странах Азии, в первую очередь у лидеров экономического роста (Китай, Индия), складывается тенденция резкого увеличения потребления энергии. При этом происходит существенное изменение структуры энергопотребления по секторам (Рис.4). По данным Международного энергетического агентства (МЭА), изменения происходят благодаря введённой политике энергоэффективности в промышленном и жилом секторе, без которой Китай в 2018 году, в частности, использовал бы энергии на 25% больше [5]. В это же время ВВП стран Азии вырос в 5 раз. Все это обеспечивает рост показателя энергоэффективности экономики.
Иные тенденции характерны для развитых стран Европы и Северной Америки. Согласно данным [6], энергопотребление здесь в 2000-ых годах в промышленном секторе превышало жилищный сектор на 19%, а в наше время практически сравнялось (Рис. 5). В этих странах политика по энергосбережению является уже традиционной. Производство становится менее энергоемким, оборудование на предприятиях заменяется на более производительное. В то же время, доля возобновляемых источников энергии увеличивается с каждым годом. Это, естественно, способствует росту энергоэффективности.
Обратим внимание на ситуацию на самом «жарком» континенте. Африканские страны характеризуются низким среднедушевым уровнем потребления первичной энергии. Здесь всего одна треть населения имеет доступ к электроэнергии. Однако, на сегодняшний день в Африке уже возникает дефицит предложения, т.к. спрос национальных экономик на энергию растёт примерно на 7% в год [7]. В силу климатических условий Африка имеет большой потенциал в области развития возобновляемой энергии. Проблема в том, что введение в эксплуатацию солнечных батарей, ветряных станций требуют внушительных инвестиционных затрат.
Рассматривая данные по Российской Федерации, можно заметить разнонаправленные тенденции в эффективности использования энергии (Рис.6).
Согласно данным министерства экономического развития РФ [8], в период с 2000 г. по 2008 г. в нашей стране были реализованы условия, способствующие росту уровня энергоэффективности. ВВП рос, а его структура изменялась в пользу менее энергоемких видов экономической деятельности. После 2008 г. произошло замедление экономического роста, в первую очередь из-за снижения мировых цен на энергоносители, и энергоэффективность ВВП вновь стала снижаться. И в настоящее время рост энергопотребления превышает рост ВВП. Однако, по данным министерства после 2015 г. появляется тенденция повышение энергоэффективности за счет технологического фактора [8].
Вообще говоря, коэффициент энергоэффективности нашей страны был и остаётся одним из самых низких по сравнению с другими странами. Это связано в первую очередь с климатическими и географическими условиями России. Для обслуживания инфраструктуры огромной территории требуется значительное количество энергии. Рост потребления промышленностью также оправдан. Если сравнивать нашу страну с развитыми странами по среднедушевому энергопотреблению, то заметно, что потребление в нашей стране меньше на 36%, чем в США, меньше, чем в Норвегии на 62% и меньше показателя Канады на 85% (Рис.1). Поэтому, доступная дешевая энергия остается нашим главным ресурсом развития. Замедление, и может быть даже остановка, роста тарифов должно привести к замедлению инфляции и росту производства. Это вместе с активной политикой в области энергосбережения будет способствовать росту энергетической эффективности.
Список литературы
1) Давыдов А.Р., Боронникова Т.А., Заец А.А. «Сравнительный статистический анализ энергоэффективности российской экономики»// Вестник ПГТУ. Математика и прикладная математика, г. Пермь, 2007. – C. 14-20.
2) EIA. Independent Statistics and Analis. U.S. Enerfy Information Administrarion: [Электронный ресурс] URL: https://www.eia.gov
3) ВВП стран в 1980-2020 годах [Электронный ресурс] URL: https://svspb.net/danmark/vvp-stran-nominal.php
4) Enerdata Статистический Ежегодник мировой энергетики [Электронный ресурс] URL: https://yearbook.enerdata.ru/total-energy/world-consumption-statistics.html
5) МЭА, E4 Country Profile: Energy Efficiency in China , IEA, Paris [Электронный ресурс] URL: https://www.iea.org/articles/e4-country-profile-energy-efficiency-in-china
6) IEA. International Energy Agency: [Электронный ресурс] URL: https://www.iea.org/
7) Волков В. «Развивающаяся в темноте» // BRICS Media Initiative [Электронный ресурс] URL: https://bricsmagazine.com/ru/articles/razvivayuschayasya-v-temnote
8) Министерство экономического развития РФ «Государственный вклад о состоянии энергосбережения и повышении энергетической эффективности в Российской Федерации», Москва, 2019. – С. 5-6.
[1] Btu (Btitish termal units) – международные условные энергетические единицы