روابط متقابل بخش انرژی و اقتصاد کلان

عنوان تحقیق: روابط متقابل بخش انرژی و اقتصاد کلان

فرمت فایل: word

تعداد صفحات: 238

شرح مختصر:

در این تحقیق در پی آن هستیم تا با استفاده از روش مدل‌سازی پویا، مدلی کلان انرژی در اقتصاد ایران طراحی نماییم. بخش‌های عمده این مدل عبارتند از بخش تولید شامل تولید ناخالص ملی، بخش مصرف شامل مصرف بخش خصوصی و دولتی، بخش مصرف انرژی شامل مصارف انرژی در بخش‌های صنعتی، کشاورزی و مسکونی و بخش سرمایه‌گذاری شامل سرمایه‌گذاری در بخش انرژی و سرمایه‌گذاری در سایر بخش‌های اقتصاد.

در مدل طراحی شده، روابط علی ـ معلولی بین بخش انرژی و بخش‌های واقعی اقتصاد با استفاده از روش مدل‌سازی پویا شبیه‌سازی شده و سپس پارامترهای مدل با روش سابقه تاریخی نتایج مطلوب، کالیبره گردیده‌اند. پس از آن از طریق سه سناریو اثرات تغییر قیمت حامل‌های انرژی بر مصارف برق، گاز و نفت و همچنین میزان سرمایه‌گذاری در بخش‌های برق، گاز و نفت و رشد اقتصاد مورد بررسی قرار گرفته است. سه سناریوی فوق عبارتند از: الف) تثبیت قیمت حامل‌های انرژی، ب) افزایش قیمت حامل‌های انرژی با توجه به نرخ تورم، ج) تعیین قیمت حامل‌های انرژی با توجه به قیمت تمام شده و افزایش آنها با توجه به تورم. هر یک از این سناریوها چه اثراتی در پی خواهند داشت؟

مقایسه نتایج این سه سناریو نشان می‌دهد که هر سه سناریو مصرف و سرمایه‌گذاری در بخش انرژی را با شدتهای متفاوتی کاهش می‌دهند که شدت آنها از سنایوری الف تا ج بیشتر می‌گردد.

همچنین به این نتیجه رسیدیم که سه سناریو بر رشد اقتصاد اثرات متفاوتی دارند، بدین ترتیب که سناریوی ب رشد اقتصاد را از دو سناریوی دیگر در بلندمدت بیشتر افزایش می‌دهد. سناریوی ج در کوتاه مدت رشد اقتصاد را بیشتر از دو سناریوی دیگر افزایش می‌دهد ولی در بلندمدت اثر کمتری نسبت به دو سناریوی دیگر دارد.

کلیدواژه‌ها:

مدلسازی پویا، شبیه سازی، مدل کلان اقتصادی، مدل کلان انرژی

فهرست مطالب

فصل 1- کلیات تحقیق1

1-1- کلیات تحقیق2

١-١-١- تعریف مسأله2

١-١-٢- سؤالات اصلی تحقیق3

١-١-٣-سابقه و ضرورت انجام تحقیق3

١-١-٤-فرضیه‌ها4

1-1-5-هدف‌ها4

١-١-٦-روش انجام تحقیق5

١-١-٦-١- روش و ابزار گردآوری اطلاعات5

١-١-٧-قلمرو تحقیق (زمانی، مکانی)5

فصل 2- آشنایی با تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی6

2-1- آشنایی با تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی7

2-1-1-مراحل مختلف نظری تدوین مدل و فرایند مدل‌سازی پویایی‌شناسی سیستمی10

2-1-2-نمودار علّی ـ معلولی مدل‌های ساده تک حلقوی و مدل‌های چند حلقوی15

2-1-3-تعریف چند اصطلاح17

2-1-4-نحوه نمایش مدل18

2-1-4-1- نمودار علی ـ معلولی18

2-1-4-2- نمودار حالت جریان18

2-1-4-3- نمایش مدل به صورت ریاضی19

2-1-5-رویکردهای مختلف تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی به مسأله تخمین پارامتر19

2-1-5-1- مکتب کلاسیک20

2-1-5-2- مکتب تمایل آماری25

2-1-6-کالیبراسیون در مدل‌های تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی25

2-1-6-1- روش‌های ابتکاری کالیبراسیون26

2-1-6-2- بررسی تطابق مدل با رفتار تاریخی در کالیبراسیون با استفاده از آمار‌های موجود28

2-1-6-3- بررسی تطابق مدل با ساختار آن28

فصل 3- مقایسه تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی با اقتصادسنجی و بهینه‌سازی31

3-1- مقایسه تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی با اقتصادسنجی32

3-2- محدودیت‌های مدل سازی اقتصادسنجی45

3-2-1-تفاوت در منابع اطلاعاتی52

3-2-2-تفاوت در درجة سختی54

3-2-3-تفاوت در ساختار مدل55

3-2-4-تفاوت در نوع معادلات56

3-2-5-تفاوت در شکل تابع56

3-2-6-تفاوت در انعکاس تأخیرها57

3-2-7-تفاوت در تخمین پارامتر57

3-2-8-تفاوت در نحوه اعتبارسنجی58

3-2-9-تفاوت در هدف59

3-2-10-استفاده از تحلیل پویایی‌شناسی سیستمی در مدل‌های اقتصادی ـ آری یا خیر؟62

فصل 4- مروری بر مدل‌های کلان انرژی در جهان و ایران66

4-1- مروری بر تحقیقات کلان انرژی در جهان67

4-1-1-سیستم مدل‌سازی ملی انرژی در آمریکا ،" NEMS"67

4-1-1-1- هدف مدل67

4-1-1-2- موضوعات قابل اجراء در مدل68

4-1-1-3- ساختار کلی مدل68

4-1-1-4- ساختار واحدی مدل69

4-1-2-مدل جامع مصرف نهایی آسیای اقیانوسیه"AIM"69

4-1-2-1- هدف69

4-1-3-سیستم مدل‌سازی جامع کانادایی (CIMS)71

4-1-3-1- هدف مدل71

4-1-3-2- ساختار کلی مدل71

4-1-4-مدل کلان‌سنجی بخش انرژی یونان73

4-1-5-مدل کشورهای تایلند، فیلیپین، اندونزی و مالزی74

4-1-6-مدل انرژی ـ اقتصاد هند74

4-2- مدل‌های کلان انجام شده مشتمل بر بخش انرژی در ایران76

4-2-1-پروژه‌ی پیوند77

4-2-2-الگوی سازمان برنامه و بودجه (1)78

4-2-3-الگوی سازمان برنامه و بودجه (2)78

4-2-4-الگوهای فیروز وکیل78

4-2-5-الگوهای حبیب آگهی79

4-2-6-الگوی رابرت لونی80

4-2-7-الگوی سازمان برنامه و بودجه (3)80

4-2-8-الگوی آپادانا81

4-2-9-الگوی آق اولی و سیروس ساسان‌پور82

4-2-10-مدل برنامه اول توسعه83

4-2-11-الگوی بانک جهانی برای اقتصاد ایران84

4-2-12-الگوی وزارت اقتصاد و دارایی (نو فرستی و عرب مازار)(1)84

4-2-13-مدل برنامه‌ی دوم توسعه86

4-2-14-الگوی وزارت اقتصاد و دارایی (نوفرستی و عرب مازار) (2)88

4-2-15-الگوی بانک مرکزی (بیژن بید آباد)90

4-2-16-الگوی بانک مرکزی (کواک، مجرد و جمشیدی)92

4-2-17-الگوی سوم توسعه94

فصل 5- ساختار مدل پیشنهادیو تخمین اولیه پارامترها99

5-1- ساختار و ویژگی‌های کلی مدل100

٥-١-١-ویژگی‌های ساختار مدل100

5-2- روابط علی و معلولی مدل101

5-2-1-تعریف نمادهای استفاده شده در مدل103

5-3- تصریح روابط ساختاری و تخمین اولیه پارامترهای مدل105

5-3-1-بخش تقاضای کل107

5-3-1-1- مخارج مصرفی بخش خصوصی107

5-3-1-2- مخارج مصرفی بخش دولتی109

5-3-1-3- کل سرمایه‌گذاری111

5-3-1-4- خالص صادرات و واردات114

5-3-2-بخش درآمدهای دولت114

5-3-2-1- مالیات114

5-3-2-2- درآمدهای نفتی116

5-3-3-بخش انرژی117

5-3-3-1- تقاضای نفت117

5-3-3-2- تقاضای گاز119

5-3-3-3- مصرف برق121

5-3-3-4- بخش سرمایه‌گذاری انرژی126

5-3-4-جمعیت131

فصل 6- کالیبراسیون پارامترها، بررسی نتایج و تحلیل حساسیت مدل132

6-1- کالیبراسیون پارامترها133

6-1-1-بیان ریاضی مدل133

6-2- بیان نتایج مدل138

6-3- شبیه سازی در چارچوب مدل146

6-3-1-تغییر قیمت حامل‌های انرژی146

6-3-1-1- اثر افزایش قیمت نفت153

فصل 7- جمع بندی و پیشنهادها159

فصل 8- ضمیمه الف: مفاهیم مدل و مدل‌سازی و جایگاه روش پویایی شناسی سیستمی167

8-1- مدل چیست؟168

8-2- هدف از ساخت مدل چیست؟169

8-3- معیارهای طبقه بندی مدل‌ها170

٨-٣-١-طبقه بندی براساس نحوه مدل‌سازی170

٨-٣-٢-طبقه بندی براساس محتوا171

8-3-3-طبقه بندی براساس نوع کاربرد مدل‌ها172

8-4- مدل‌های ریاضی173

٨-٤-١-طبقه بندی براساس درجه قطعیت پارامترها و متغیرهای مدل173

٨-٤-٢-طبقه بندی براساس نوع برخورد با زمان174

٨-٤-٣-طبقه بندی براساس نوع روابط مدل175

8-5- اعتبار سنجی مدل175

8-6- تکنیک‌های مدل‌سازی176

فصل 9- ضمیمه ب: مدل‌سازی پویایی شناسی سیستمی در نرم افزار ithink یا STELLA183

9-1- مدل‌سازی پویایی شناسی سیستمی در نرم افزار ithink یا STELLA184

9-1-1-مؤلفه‌های مدل184

9-1-2-مدل‌سازی در ithink و STELLA186

9-1-3-اصول مدل‌سازی197

9-1-4-چهار روش کلی برای مدل‌سازی در ithink199

9-1-4-1- مدل‌های محرک ـ واکنش199

9-1-4-2- مدل خود بارگشت202

9-1-4-3- مدل هدف‌جو204

9-1-4-4- مدل‌ هدف‌ساز206

9-1-5-مثالها209

9-1-5-1- تجزیه نمایی یک جسم209

9-1-5-2- سردشدن تدریجی211

9-1-6-تابع‌ها در نرم افزار ithink213

فهرست جدول‌ها

جدول (٢-1): مراحل نظری مدل‌سازی12

جدول (٢-2): ویژگی‌های نمودارهای علّی ـ معلولی و حالت ـ جریان16

جدول (٥-1): تخمین اولیه پارامترهای معادله مخارج مصرفی بخش خصوصی109

جدول (٥-2): تخمین پارامترهای معادله مخارج مصرفی دولت111

جدول (٥-3): تخمین پارامترهای معادله کل سرمایه‌گذاری113

جدول (٥-4): تخمین پارامترهای معادله درآمدهای مالیاتی115

جدول (٥-5): تخمین پارامترهای معادله تقاضای نفت119

جدول (٥-6): تخمین پارامترهای معادله تقاضای گاز120

جدول (٥-7): تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش مسکونی124

جدول (٥-8): تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش صنعت125

جدول (٥-9): تخمین پارامترهای تقاضای برق بخش کشاورزی125

 جدول (٦-1): نتایج مدل کلان انرژی طراحی شده138

 جدول (٨-1): فهرست تابع‌های نرم‌افزار ithink214

 فهرست شکل‌ها

شکل (٨-1): نماد چهار متغیر مورد استفاده در ithink186

شکل (٨-2): نماد انتقال به حالت مدل‌سازی186

شکل (٨-3): متغیر حالت187

شکل (٨-4): متغیر جریان188

شکل (٨-5): انتخاب نوع متغیر جریان189

شکل (٨-6): ابزار مبدل و ابزار ارتباط دهنده190

شکل (٨-7): بازه‌های زمانی جهت اجرای مدل190

شکل (٨-8): نمادهای نمودار و جدول191

شکل (٨-9): ارتباط در جهت عکس193

شکل (٨-10): نمادهای جابجایی، تغییر رنگ و پاک کردناجزای مدل195

شکل (٨-11): نماد ابزارهای متن و بخش196

شکل (٨-12): بیان ریاضی مدل رشد جمعیت197

شکل (٨-13): افزایش جمعیت بدلیل مهاجرت200

شکل (٨-14): بیان ریاضی رشد جمعیت بدیل مهاجرت202

شکل (٨-15): مدل خود بازگشت203

شکل (٨-16): مدل هدف‌جو205

شکل (٨-17): مدل هدف ساز207

شکل (٨-18): بیان ریاضی رشد جمعیت در مدل هدف‌ساز208

شکل (٨-19): نرخ تجزیه یک جسم210

شکل (٨-20): بیان ریاضی مدل تجزیه نمایی یک جسم211

شکل (٨-21): مدل روند کاهش دما تا رسیدن به دمای مطلوب212

شکل (٨-22): بیان ریاضی مدل کاهش دما تا رسیدن به دمای مطلوب213

شکل (٨-23): مدلی جهت محاسبه میزان مبلغ قسط ماهانه یک وام216

شکل (٨-24): مدلی جهت محاسبه ارزش فعلی217

 فهرست نمودارها

نمودار (٢-1):مراحل مدل‌سازی پویایی‌شناسی سیستمی11

نمودار (٢-2):مدل چرخه سه مرحله‌ای14

نمودار (٢-3):متغیر حالت و متغیرهای نرخ15

نمودار (٢-4):زمان حایل17

نمودار (٢-5):نمودار حالت ـ جریان افزایش جمعیت19

 نمودار (٤-1):ساختار مدل مصرف نهایی AIM70

 نمودار (٥-1):بخش Interface مدل کلان انرژی طراحی شده101

نمودار (٥-2):بخش مدل و روابط علی و معلولی درمدل کلان انرژی طراحی شده102

نمودار (٥-3): بخش شبیه سازی در مدل کلان انرژی طراحی شده103

نمودار (٥-4):بخشهای مجزا شده در مدل کلان انرژی طراحی شده106

نمودار (٥-5):بخش تقاضای کل در مدل107

نمودار (٥-6): اجزای تشکیل دهنده مصرف بخش خصوصی109

نمودار (٥-7):اجزای تشکیل دهنده مصرف بخش دولتی110

نمودار (٥-8):کل سرمایه‌گذاری در اقتصاد112

نمودار (٥-9): کل سرمایه‌گذاری بخش انرژی112

نمودار (٥-10): رابطه اجزای مخارج سرمایه‌گذاری معمولی113

نمودار (٥-11): بخش‌های صادرات و واردات114

نمودار (٥-12): درآمدهای مالیاتی دولت115

نمودار (٥-13):بیان درآمدهای حقیقی نفتی دولت بصورت تابعی از زمان117

نمودار (٥-14): رابطه اجزای تشکیل دهنده تقاضای نفت118

نمودار (٥-15): بیان قیمت نفت بصورت تابعی از زمان119

نمودار (٥-16):.............. رابطه اجزای تشکیل دهنده تقاضای گاز120

نمودار (٥-17):مصرف کلی برق (مجموع مصرف سه بخش مسکونی، صنعتی و کشاورزی)122

نمودار (٥-18):............................ تقاضای برق بخش مسکونی122

نمودار (٥-19): بیان قیمت برق مسکونی بصورت تابعی از زمان122

نمودار (٥-20):.............................. تقاضای برق بخش صنعت123

نمودار (٥-21): بیان قیمت برق صنعتی بصورت تابعی از زمان123

نمودار (٥-22):........................... تقاضای برق بخش کشاورزی123

نمودار (٥-23): بیان قیمت برق کشاورزی بصورت تابعی از زمان124

نمودار (٥-24):..................................... کل مصرف انرژی126

نمودار (٥-25):......... محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش نفت128

نمودار (٥-26):......... محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش گاز129

نمودار (٥-27):......... محاسبه سرمایه‌گذاری مورد نیاز در بخش برق130

نمودار (٥-28): نحوه رشد جمعیت در مدل131

 نمودار (٦-1): تولید ناخالص ملی و رشد آن140

نمودار (٦-2):رشد جمعیت141

نمودار (٦-3): مصرف حقیقی بخش دولتی141

نمودار (٦-4):مصرف بخش خصوصی بجز انرژی142

نمودار (٦-5): سرمایه‌گذاری کل بجز بخش انرژی142

نمودار (٦-6): سرمایه‌گذاری کل بخش انرژی142

نمودار (٦-7): سرمایه‌گذاری بخش گاز143

نمودار (٦-8): سرمایه‌گذاری بخش برق143

نمودار (٦-9):سرمایه‌گذاری بخش نفت143

نمودار (٦-10): مصرف انرژی گاز طبیعی در اقتصاد144

نمودار (٦-11): مصرف فرآورده‌های نفتی در اقتصاد144

نمودار (٦-12): خالص درآمدهای مالیاتی دولت144

نمودار (٦-13): مصرف انرژی الکتریسیته توسط بخش کشاورزی145

نمودار (٦-14): مصرف انرژی الکتریسیته توسط بخش صنعت145

نمودار (٦-15): مصرف انرژی الکتریسیته توسط بخش مسکونی145

نمودار (٦-16): بخش شبیه سازی در مدل کلان انرژی طراحی شده146

نمودار (٦-17):................. افزایش GDP از سناریوی اول تا سوم148

نمودار (٦-18):کاهش مصرف برق در بخش کشاورزی از سناریوی اول تا سوم148

نمودار (٦-19):کاهش مصرف برق در بخش صنعتی از سناریوی اول تا سوم149

نمودار (٦-20):کاهش مصرف برق در بخش مسکونی از سناریوی اول تا سوم149

نمودار (٦-23):کاهش سرمایه‌گذاری کل در بخش انرژی از سناریوی اول تا سوم151

نمودار (٦-24):کاهش سرمایه‌گذاری در بخش گاز از سناریوی اول تا سوم151

نمودار (٦-25):کاهش سرمایه‌گذاری در بخش برق از سناریوی اول تا سوم152

نمودار (٦-26):کاهش سرمایه‌گذاری در بخش نفت در کوتاه مدت در سناریوی سومنسبت به اول و برعکس در بلند مدت152

نمودار (٦-27):افزایش رشد تولید ناخالص ملی در کوتاه مدت در سناریوی سومنسبت به اول و برعکس در بلند مدت153

نمودار (٦-28): اعمال افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤153

نمودار (٦-29): تغییرات GDP پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤154

نمودار (٦-30):تغییرات مصرف فرآورده‌های نفتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤154

نمودار (٦-31):تغییرات در مصرف کل انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤155

نمودار (٦-32):تغییرات مصرف بخش دولتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤155

نمودار (٦-33):تغییرات مصرف بخش خصوصی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤156

نمودار (٦-34):تغییرات سرمایه‌گذاری غیر از انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤156

نمودار (٦-35):تغییرات درآمدهای مالیاتی بخش دولتی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤157

نمودار (٦-36):تغییرات سرمایه‌گذاری بخش انرژی پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤157

نمودار (٦-37):تغییرات سرمایه‌گذاری بخش نفت پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤158

نمودار (٦-38):تغییرات رشد اقتصاد پس از افزایش قیمت نفت از سال ١٣٨٤158

 نمودار (٧-1):کاهشرشد تولید ناخالص ملی با افزایش قیمت‌های انرژی161

نمودار (٧-2):کاهش تولید ناخالص ملی با افزایش قیمت‌های انرژی161

نمودار (٧-3):کاهشمصرف انرژی بخش خصوصی با افزایش قیمت‌های انرژی161

نمودار (٧-4):کاهشمصرف بخش خصوصی با افزایش قیمت‌های انرژی162

نمودار (٧-5):کاهش مصرف گاز طبیعی با افزایش قیمت گاز162

نمودار (٧-6):کاهش مصرف مشتقات نفتی با افزایش قیمت نفت163

نمودار (٧-7):کاهش مصرف الکتریسیته در بخش مسکونی با افزایش قیمت الکتریسیته163

نمودار (٧-8):کاهش مصرف الکتریسیته در بخش صنعتی با افزایش قیمت الکتریسیته163

نمودار (٧-9):کاهش مصرف الکتریسیته در بخش کشاورزی با افزایش قیمت الکتریسیته164

نمودار (٧-10):سرمایه گذاری مورد نیاز برای تولید گاز با افزایش قیمت گاز164

نمودار (٧-11): کاهش مصرف مشتقات نفتی با افزایش قیمت نفت164

نمودار (٧-12):کاهش سرمایه گذاری مورد نیاز برای تولید الکتریسیته با افزایش قیمت الکتریسیته165

نمودار (٧-13):کاهش کل سرمایه‌گذاری مورد نیاز در انرژی با افزایش قیمت‌های انرژی165

نمودار (٧-14):کاهش کل سرمایه‌گذاری در اقتصاد با افزایش قیمت‌های انرژی165

 نمودار (٨-1):مراحل ساختن یک مدل185

نمودار (٨-2):نمودار رشد جمعیت191

نمودار (٨-3):تشکیل یک تابع گرافیکی194

نمودار (٨-4):رشد جمعیت پس از اعمال ارتباط در جهت عکس194

نمودار (٨-5):تابع گرافیکی نرخ مهاجرت200

نمودار (٨-6):رشد جمعیت بوسیله مهاجرت201

نمودار (٨-7):تابع گرافیکی نرخ خالص تولد203

نمودار (٨-8):رشد جمعیت در حالت ارتباط بین نرخ خالص تولد و سطح جمعیت204

نمودار (٨-9):رشد جمعیت با توجه به یک هدف206

نمودار (٨-10): تابع گرافیکی رابطه بین تراکم جمعیت و جمعیت هدف207

نمودار (٨-11):................... تابع گرافیکی تغییر مساحت محیط208

نمودار (٨-12):............... رشد جمعیت تا رسیدن به هدف مورد نظر208

نمودار (٨-13): روند تجزیه نمایی یک جسم210

نمودار (٨-14): روند کاهش دما تا رسیدن به دمای مطلوب212

نمودار (٨-15):........................ روند افزایش ارزش فعلی (NPV)217