کشش جانشینی بین همه عواملی که در اقتصاد سرمایه نامیده می‌شود( کارخانه‌ها، ماشین آلات و …) و نهاده‌های اخذ شده از محیط( منابع طبیعی، جذب زباله و خدمات زیست محیطی) عبارت فنی مهمی است که نشان می‌دهد چه مقدار از یک نهاده باید افزایش یابد تا همان سطح تولید قبل از کم شدن استفاده نهاده دیگر حفظ شود. کشش جانشینی، ، بزرگ نشان دهنده آن است که فشار هزینه ناشی از افزایش قیمت یکی از نهاده‌ها، مثل منابع طبیعی، می‌تواند به آسانی با تغییر روش(فن) تولید که متمایل به استفاده از نهاده دیگر مثل سرمایه است، از بین برود.
تولید نهایی مقدار اضافی تولید ناشی از استفاده بیشتر از یک نهاده در حالی که سایر نهاده‌ها ثابت می‌باشند، است(یعنی مشتق جزئی تابع تولید نسبت به آن نهاده). کشش جانشینی واحد نشان دهنده جانشینی کامل است و بدان معنا است که همانطور که نسبت دو نهاده با یک درصد معلومی که تولید را ثابت نگه می‌دارد، تغییر ‌کند، نسبت تولید نهایی آنها با همان درصد تغییر می‌کند(در جهت مخالف). همانطور که استفاده از منابع به سمت صفر کاهش می‌یابد، تولید می‌تواند با افزایش سرمایه به سمت بی‌نهایت، ثابت باقی بماند. این همچنین نشان دهنده آن است که هزینه کل تولید در طول منحنی تولید همسان ثابت است. جانشینی کامل به معنای آنکه منابع و سرمایه به طور برابر مفید هستند نیست. در حقیقت همانطور که دسترسی منابع کاهش می‌یابد بهره‌وری نهایی سرمایه افزایش می‌یابد تا به بی‌نهایت برسد. در حالتی که که هیچ جانشینی امکان‌پذیر نیست و حالتی که دو نهاده بی‌نهایت جانشین هم هستند. به ترتیب در حالت اول دو نهاده باید با یک نسبت به کار روند و در حالت دوم از نظر تولید کننده هیچ تفاوتی بین نهاده‌ها وجود ندارد و او ارزان‌ترین آنها را بکار می‌گیرد. کشش تقاضای انرژی در تئوری وابسته به کشش جانشینی می‌باشد و هم‌چنین در تئوری کشش جانشینی بین انرژی و سایر نهاده‌ها و در میان‌حامل‌های انرژی ممکن بین صفر و یک باشد.
اقتصاددانانی مثل سولو(۱۹۷۴)، به طور صریح حالت‌هایی را که کشش جانشینی برای منابع تجدید ناپذیر و سرمایه بیشتر یا کمتر از واحد هستند را مشخص کرده‌اند. در حالت کشش جانشینی مذکور، امکان جانشینی وسیعی وجود دارد و بنابراین، شرایط غیر پایدار به وجود نمی‌آید. در حالت کشش جانشینی برابر با صفر اگر اقتصادی تنها از منابع تجدید ناپذیر استفاده کند پایداری وجود ندارد. البته، درحالتی که منابع تجدیدپذیر وجود دارند، حداقل در نبود رشد جمعیت از نظر فنی پایداری امکان پذیر است.
اقتصاددانان نئوکلاسیک استدلال می‌کنند که طبقه‌ای از مدل‌های رشد اقتصادی که شامل منابع است، توانایی محاسبه تعادل جرم و محدودیت‌های ترمودینامیکی با شرایط ضروری را دارد. اگر کشش جانشینی بزرگ‌تر از واحد باشد، در این صورت منابع ضروری نیستند. اگر کشش جانشینی کوچکتر یا برابر واحد باشد، در این صورت منابع ضروری می‌باشند. ضروری بودن در این حالت به این معنا است که با داشتن نهاده‌های غیر طبیعی(منبعی) مثبت‌، تولید تنها زمانی صفر است، که نهاده‌های طبیعی(منبعی) برابر صفر باشد، در غیر این صورت اکیداً مثبت می‌باشد. تابع تولید کاب- داگلاس که شکل متداول آن در الگوهای رشد استفاده می‌شود، شرایط ضروری را دارد. اقتصاددانان استدلال می‌کنند که حداقل مقداری از انرژی و مواد برای تولید کالاها و خدمات نیاز است. اما زمانی که کشش جانشینی برابر واحد است مقدار نهاده ضروری می‌تواند بی‌نهایت کوچک باشد، اگر سرمایه مصنوع(ساخته‌شده) به اندازه کافی استفاده شده باشد. اقتصاددانان همچنین بیان داشته‌اند که منابع و سرمایه در الگوهای نئوکلاسیک از این حیث که مقدار مثبتی از منابع برای تولید دارایی‌های سرمایه‌ای لازم است، مستقل از یکدیگر نیستند. بنابراین، موجودی سرمایه نمی تواند بدون کاستن از موجودی منابع افزایش یابد. برخی از اقتصاددانان تایید می‌کنند که مقدار مفروض کشش جانشینی برابر یا بزرگ‌تر از واحد بین انرژی و دیگر نهاده‌ها قوانین ترمودینامیکی را نقض می‌کند.
به عبارت دیگر، جانشینی از نظر فنی امکان پذیر نخواهد بود مگر آنکه سرمایه‌گذاری‌های اجتماعی، ‌سرمایه کافی‌ای در طول زمان برای جایگزین منابع طبیعی تمام شده(تخلیه شده) و خدمات زیست محیطی فراهم نماید. میزان سرمایه‌گذاری‌های صورت گرفته تابعی از وضع و محیط نهادی اقتصاد دارد. برای مثال، در یک اقتصادی که از لحاظ فنی (کشش جانشینی واحد) امکان پایداری وجود دارد و تنها منابع تجدید ناپذیر وجود دارند. پایداری در دو حالت اقتصاد رقابتی یا اقتصاد برنامه‌ریزی شده متمرکز که قاعده تصمیم‌گیری حداکثرسازی جریان تنزیل‌شده مطلوبیت نسل‌های آتی که از نرخ تنزیل مثبت و ثابت استفاده می‌شود اتفاق نخواهد افتاد مصرف سرانه در نهایت بعد از دوره اولیه رشد به سمت صفر کاهش می‌یابد زیرا منابع و خدمات زیست محیطی زودتر از سرمایه که می‌تواند به جای آنها انباشته شود خالی می‌شوند. پایداری تحت وضع و محیط نهادی مشخصی حاصل می‌شود. اگر مطلوبیت افراد با وزن برابر معین و بدون در نظر گرفتن زمانی که آنها زندگی می‌کنند و با هدف حداکثر کردن مجموع مطلوبیت‌ها در طول زمان ، رشد در مصرف به طور نامحدودی اتفاق خواهد افتاد. که این معادل حداکثر کردن خالص ارزش حال با نرخ صفراست. بنابراین، واضح است که سطح ثابتی از مصرف در طول زمان امکان پذیر است. نتیجه مهم در این مورد قانون هارتویک (۱۹۷۷)[۴۰]، می‌باشد که نشان داده است اگر پایداری از نظر فنی امکان‌پذیر باشد، سطح ثابتی از مصرف به وسیله سرمایه‌گذاری مجدد رنت منابع در شکل‌های دیگری از سرمایه، که می‌تواند جانشینی برای منابع باشد، قابل حصول است. دِکسیت و همکارانش (۱۹۸۰)[۴۱]، قانون موجودی‌های سرمایه چندگانه را بسط دادند در حالی که هارتویک قانون اقتصاد باز را بسط داده است. عامل کلیدی دیگری که اجازه رشد را بر اساس مواجه با محدودیت منابع فراهم می‌کند، تغییرات فناوری است . پیشرفت فنی به عنوان منافع بهره‌وری کل عوامل تعریف شده است که حاکی از آن است، در حالی که نهاده‌های تولید ثابت هستند محصول افزایش می‌یابد(استرن، ۲۰۰۳).
نگاره ۳-۱- کشش جانشینی بین سرمایه و منابع
ماخذ: مطالعات استرن(۲۰۰۳)
۳-۳-۱- انتقادات و دیدگاه‌های متفاوت درباره الگوهای رشد
بسیاری از اقتصاددانان زیست محیطی اساساً نگاه متفاوتی به تحلیل فرایندهای گذشته اقتصاد نسبت به فرایندهای ارائه شده توسط اقتصاددانان نئوکلاسیک دارند. مسیر اصلی تئوری رشد بر محدودیت‌های نهادی رشد تمرکز دارد. زمانی که اقتصاددانی مانند سولو محدودیت‌های فنی را برای رشد در نظر گرفته‌اند، اقتصاددانان زیست محیطی تمایل دارند تا آنها را جدی نگیرند(سولو ۱۹۷۸، ۱۹۹۳، ۱۹۹۷). اقتصاددانان زیست محیطی تمایل دارند در عوض تمرکز روی مواد اساسی اقتصاد کنند. انتقاد از تئوری رشد بر محدودیت‌های جانشینی و محدودیت‌های پیشرفت فنی به عنوان روش‌هایی برای کاستن از کمیابی منابع تمرکز دارد. برای این کار دو جنبه وجود دارد. در جنبه اول، تولیدات بیشتر از منبع نهاده‌ی محدود شده و جنبه دوم، محدودیت ظرفیت محیط طبیعی برای جذب اثرات انرژی و منابع استفاده شده‌می‌باشد. جانشینی سرمایه تولید شده و تغییرات فنی می‌تواند به طور بالقوه کاهش قابل توجهی برای هردو مورد داشته باشد(استرن، ۲۰۰۳).
۳-۴- محدودیت‌های جانشینی بین نهاده‌ها
بیشتر از یک نوع جانشینی بین نهاده‌ها وجود دارد و بیشتر از یک دلیل که چرا جانشینی ممکن است محدود شده باشد وجود دارد.
جانشینی می‌تواند در داخل گروهی از نهاده‌های تولید شده مشابه- برای مثال بین سوخت‌های متفاوت- و میان گروهی از نهاده‌ها- برای مثال میان انرژی و ماشین آلات وجود داشته باشد. همچنین تفاوتی بین جانشینی در سطح خرد- برای مثال در یک فرایند مهندسی منفرد یا در یک بنگاه منفرد- و در سطح کلان- در کل اقتصاد- وجود دارد. به علاوه، برخی از انواع جانشینی در یک کشور ممکن است که در سطح جهانی امکان پذیر نباشد.
سولو(۱۹۹۷)، استدلال می‌کند که نوع اول جانشینی(در داخل گروه)، و بالاخص جانشینی منابع تجدید‌پذیر برای منابع تجدید ناپذیر، از اهمیت بیشتری برخوردار است. تردیدی وجود ندارد که این نوع از جانشینی نقش مهمی در شکل گیری الگوی منابع طبیعی استفاده شده در اقتصاد بازی می‌کند. در الگوی بلندمدت استفاده انرژی در اقتصادهای صنعتی به وسیله جانشین‌هایی از چوب برای زغال، گاز طبیعی و انرژی برق ابتدایی از هم تمیز داده شدهاند(هال وهمکارانش۱۹۸۶). کشش جانشینی در درون این نوع گروه ممکن است از واحد بیشتر شود. این نشان دهنده آن است که برخی از نهاده‌ها ضروری نیستند.
به هر حال، اقتصاددانان زیست محیطی بر اهمیت محدودیت‌های نوع دیگری از جانشینی، و بالاخص، جانشینی سرمایه تولید شده برای سرمایه طبیعی تمرکز دارند. سرمایه طبیعی برای هر دو دریافت انرژی و برای جذب اثرات انرژی و هم برای استفاده منبع ضروری است، البته این تابع کاهشی است. حتی اگر مقدار خیلی ناچیزی از انرژی برای تولید لازم باشد، همه فعالیت‌های تولیدی- فرایندهای تبدیل مواد که از انرژی استفاده می‌کنند- در محیط طبیعی منقطع خواهند شد. اغلب یک شکل از شکست محیطی- برای مثال آلودگی- با یک شکل دیگری از شکست محیطی- برای مثال سدهای تولید برق- جابجا خواهد شداسترن، ۲۰۰۳).
۳-۴-۱- انرژی و سرمایه: جانشین و مکمل
تجزیه و تحلیل‌های تجربی در مورد مسئله جانشینی دارای تعداد اندک و نتایج متفاوت است. برخی پیشنهاد می‌کنند که سرمایه تولید شده جانشین خوبی برای مواد اصلی است(برون و فیلد۱۹۷۹)[۴۲]. دیگران دامنه وسیعی از جانشینی بین سرمایه تولید شده و مجموع نهاده‌های عمده که در سطوح بالا وابستگی شدیدی به الگوی تصریح شده اولیه دارند، یافته‌اند(مورونی و تراپینی ۱۹۸۱)[۴۳]. برخی دیگر امکان کم یا صفر را برای جانشینی بین سرمایه تولیدی و مواد راهبردی یافته‌اند(دیدمن و تورنر۱۹۸۸ )[۴۴]. بر اساس مشاهدات استرن( ۱۹۹۷)، مطالعات اقتصاد سنجی با به کار گرفتن تابع تولید ترانزلوگ و سایر شکل‌های تابع تولید، نتایج متفاوتی در مورد جانشینی یا مکملی سرمایه و انرژی به دست آورده‌اند(برندت و اَپاستالاکیس [۴۵]۱۹۹۰ و وود [۴۶]۱۹۷۹).
در کل به نظر می‌رسد که سرمایه و انرژی در بلندمدت بیشتر جانشین هم می‌باشند و در کوتاه‌مدت بیشتر مکمل هستند. و اینکه ممکن است سرمایه و انرژی جانشین ناخالص باشند ولی مکمل خالص باشند(اَپاستالاکیس ۱۹۹۰).
۳-۴-۲- نوآوری و کارایی انرژی
از دیدگاه برندت(۱۹۹۰)[۴۷]، سازوکارهای متفاوتی از طریق مصرف انرژی می‌توانند بر رشد بهره‌وری کل تاثیر گذارند. در فرضیه شِر[۴۸] اثبات شده است که نوآوری‌ها می‌تواند از طریق منابع انرژی مانند انرژی برق که در تجهیزات سرمایه‌ای مجسم شده است صورت می‌دهد. نوآوری متعاقباً اجازه سازماندهی کارگاه‌هایی که در راستای کارایی بیشتر و بهره‌وری هستند، را می‌دهد. جورگنسن[۴۹] به این نتیجه رسیده است که تغییرات فنی به یک طرف متمایل است و به سمت استفاده انرژی برای مثال، با ثابت نگه‌داشتن همه قیمت‌ها، سهم هزینه‌های اختصاص داده شده به استفاده انرژی در طول زمان تمایل به افزایش دارد. اگر این چنین باشد، قیمت پایین‌تر انرژی به سرعت بخشیدن به رشد بهره‌وری کل می‌‌انجامد و بالعکس.
مباحث زیادی در مورد روند کارایی انرژی در اقتصادهای توسعه یافته به ویژه بعد از دو شوک قیمت نفتی در دهه ۱۹۷۰ صورت گرفته است. برای نمونه در اقتصاد امریکا در دوره ۱۹۷۳ تا ۱۹۹۱ مقدار افزایش واقعی تولید ناخالص داخلی بیشتر از افزایش مصرف انرژی اولیه بوده‌است(استرن، ۲۰۰۳).
۳-۴-۳- محدودیت‌های جانشینی در سطح کلان
با توجه به نگاره(۳-۲)،منحنی E = f(M) منحنی تولید یکسان نئوکلاسیک برای سطح ثابتی از محصول است که E انرژی و M مواد اولیه است. برای ساده سازی، در نمودار تصوری فرض شده است که هیچ موادی برای استخراج یا دریافت انرژی ضروری نیست. هزینه‌های انرژی غیر مستقیم مواد با g(M) مشخص شده است. نتایج افزایش هزینه‌های مستقیم و غیر‌مستقیم انرژی در تولید یکسان خالص E=h(M) نشان داده شده است(استرن ۱۹۹۴). تعمیم دادن هزینه‌های مواد بجای استخراج انرژی در ظاهر نشان دهنده آن است که نهایتاً بازده کاهنده برای همه عوامل در سطح کلان وجود دارد و بنابراین ناحیه کارای اجتماعی تابع تولید جمعی‌سازی شده، ناحیه نسبت‌های بی‌نهایت عوامل را در نظر نگرفته است.
در سطح جهانی، کشوری مانند کویت می‌توانند منابع طبیعی‌اش را تخلیه و درآمد آن را از طریق بازارهای مالی در سرمایه تولید شده نواحی ساحلی‌اش سرمایه‌گذاری کنند. ولی این روش جانشینی سرمایه تولید شده بجای سرمایه طبیعی نمی‌تواند برای جهان در حالت کلی امکان پذیر باشد.
همانطور که در نگاره(۳-۲) مشاهده میشود منحنی تولید یکسان f(M)، به صورت هذلولی قائم است و این بدان معنا است که نرخ جانشینی در طول آن ثابت است. اما، با در نظر گرفتن اینکه منابع و انرژی به مقدار محدودی وجود دارند، باعث میشوند تا انحنای منحنی تولید یکسان بیشتر شود که این نشان دهنده کاهش جانشینی بین مواد و انرژی است(استرن، ۲۰۰۳).
 
نگاره۳-۲- محدودیتهای جانشینی در سطح کلان
ماخذ: مطالعات استرن(۲۰۰۳)
۳- ۵- عوامل موثر در ارتباط بین انرژی و رشد
بررسی میزان و روند رشد درآمد ملی، تولید ناخالص داخلی و مصرف انواع مختلف انرژی در مراحل مختلف رشد اقتصادی و برای کشورهای پیشرفته و برای کشورهای در حال پیشرفت حاکی از ارتباط نزدیک بین مصرف انرژی و توسعه اقتصادی است.
نقش انرژی در توسعه اقتصادی به عوامل متعددی بستگی دارد. از جمله این عوامل می‌توان به صنعتی شدن، ترکیب صنایع،آب و هوا و هزینه عرضه انرژی را نام برد. این عوامل در مراحل مختلف رشد اقتصادی اثرات متفاوتی دارند. به طور کلی می‌توان گفت تاثیر آنها در کشورهای کم رشد و در حال رشد محسوس‌تر است ولی در کشورهای پیشرفته به خوبی نمایان می‌باشد.
بررسی ارتباط رشد درآمد ملی سرانه و مصرف سرانه انرژی حکایت از آن دارد که ارتباط این دو عامل در تمام دوره‌های و برای کلیه کشورها ثابت و قطعی نیست. ولی وجود ارتباط در مقایسه گروه‌های مختلف کشورها که از لحاظ رشد اقتصادی، نوع و ترکیب صنایع، آب و هوا و هزینه عرضه انرژی تشابهی با یکدیگر دارند انکار ناپذیر است.
از مطالعاتی که تا کنون صورت گرفته است می‌توان نتیجه گرفت که بین پیشرفت اقتصادی و افزایش مصرف انرژی یک نوع ارتباط و هماهنگی وجود دارد. این ارتباط بین کشورها و اجتماعات مختلف به طور نسبی و نه به صورت ثابت و قطعی ملاحظه می‌شود. بدین معنی که پیشرفت اقتصادی در هر کشور تحت تاثیر و مستلزم افزایش عرضه و مصرف انرژی است و درآمد ملی و مصرف انرژی هر دو هماهنگ افزایش می‌یابند. ولی این ارتباط در کشورهای مختلف ممکن است یکسان نباشد زیرا عوامل مختلفی مانند دسترسی به منابع انرژی داخلی، امکان وارد کردن یا صادر کردن انواع انرژی، جایگزین شدن انرژی‌ها با یکدیگر، ترکیب اقتصادی و جامعه، خصوصیات و مشخصات طبیعی هر کشور تاثیر می‌گذارد و بدون تردید عدم دسترسی به منابع انرژی مطلوب و با قیمت ارزان، توسعه اقتصادی و احداث تاسیسات صنعتی و کشاورزی و تجارتی را امکان ناپذیر یا مشکل می‌سازد(احمد وطنیان، ۱۳۷۸).
به این ترتیب، در توجه به رشد اقتصادی و تنظیم برنامه‌های اقتصادی و استفاده از منابع انرژی به خاطر تسریع توسعه اقتصادی کشور یا منطقه، شناخت منابع انرژی و برآورد احتیاجات آتی و تنظیم برنامه جامع به منظور تامین نیازمندی‌های آتی انرژی ضروری است. برنامه‌ریزی برای انرژی به عنوان یک بخش مستقل اقتصادی در کشورها تا کنون کمتر سابقه داشته است و معمول آن بوده که برای هر یک از انواع انرژی به طور جداگانه برنامه‌ای تنظیم می‌شده است.
مذاکرات زیادی در مورد روند کارایی انرژی در اقتصادهای توسعه یافته به ویژه به دلیل دو شوک قیمت نفتی در دهه ۱۹۷۰ صورت گرفته است. برای نمونه در اقتصاد امریکا، مصرف انرژی شدیداً در دوره ۱۹۷۳ تا ۱۹۹۱ تغییر کرده است که این امر با افزایش قابل ملاحظه‌ای در تولید ناخالص داخلی همراه بود. این‌ها حقایق هستند که نیاز به دلیل ندارند.
همچنین تغییر در ترکیب دیگر نهاده‌ها- برای مثال اقتصاد سرمایه‌بر از اقتصاد کاربر‌ می‌تواند در ارتباط بین انرژی و محصول موثر است اما، این مسئله‌ای نیست که به طور گسترده در ادبیات اقتصادی بحث شده باشد. همچنین ممکن است متغیرهای نهاده، بهره‌وری کل عوامل را تحت تاثیر قرار دهند با وجود اینکه در الگوهایی که تغییرات فنی برون‌زا در نظر می‌گیرند فرض کرده‌اند که این اتفاق نمی‌افتد(احمد وطنیان، ۱۳۷۸).
۳-۶- سرمایه‌‌گذاری در صنایع انرژی

برای دانلود متن کامل پایان نامه به سایت zusa.ir مراجعه نمایید.