Enerji Tüketimi ve Ekonomik Büyüme İlişkisini Etkileyen Faktörler

Çalışmanın teorik kısmında enerjinin ekonomik büyüme teorilerinde önemli bir girdi olarak değerlendirilmesinin gelişimi önceki kısımda ifade edilmektedir. Bu başlıkta, ekonomik büyümenin önemli bir girdisi olarak enerji ile ekonomik büyüme ilişkisini etkileyen faktörlere değinilmektedir. Bu kapsamda, Neoklasik üretim fonksiyonundan başlayarak, zaman içinde enerji tüketimi ve ekonomik faaliyetler arasındaki ilişkiyi azaltabilen veya güçlendirebilen faktörler ifade edilmektedir. Genel bir üretim fonsiyonu şu şekilde gösterilebilir:

(𝑄1, … , 𝑄𝑚) = 𝑓(𝐴, 𝑋1, … , 𝑋𝑛, 𝐸1, … , 𝐸𝑝) (3.4) 3.4 numaralı denklemde, 𝑄_i; üretilmiş mal ve hizmetler gibi çeşitli çıktıları, 𝑋_i; sermaye, emek vb. çeşitli girdileri, 𝐸i; petrol, kömür, doğal gaz vb. gibi değişik enerji girdilerini ve 𝐴 ; toplam faktör verimlilik göstergesi tarafından tanımlanan teknoloji durumunu simgeler. Enerji ve GSYH gibi toplam çıktı arasındaki ilişki, enerji ve diğer girdiler arasındaki ikame ilişkisinden, teknolojik bir değişmeden (𝐴’da meydana gelen bir değişme), enerji girdi bileşimindeki değişmeden ve çıktı bileşimindeki değişmeden etkilenmektedir (Stern ve Cleveland, 2004: 18).

Ayrıca, enerji-büyüme ilişkisi diğer girdilerin bileşimindeki değişmeden (örneğin, sermaye yoğun ekonomiden emek yoğun ekonomiye) ve 𝑋 girdi değişkenlerinin toplam

faktör verimliliğini değiştirmesi nedeniyle de etkilenebilmektedir (Stern ve Cleveland, 2004: 18).

3.1.2.1. Enerji ve Diğer Girdiler Arasında İkame/Tamamlayıcılık

Enerji ve sermayenin birbirini tamamlayıcı veya ikame olduğunu tespit etmek için yapılan ekonometrik çalışmalar çok farklı sonuçlar ortaya koymaktadır. Apostolakis (1990) çalışmasında, zaman serisi ve yatay kesit sonuçlarına bağlı olarak, sermaye ve enerji arasında uzun dönemde ikame, kısa dönemde tamamlayıcı nitelikte bir bir ilişki bulunmuştur. Apostokalis (1990) çalışmasını veri güncelleyerek yeniden yapan Frondel ve Schmidt (2002), tamamlayıcılık ilişkisinin sadece enerji maliyet payının daha az olduğu durumlarda ortaya çıktığı sonucuna ulaşmışlardır. Malzemeler modele dahil edildiğinde sermaye ve enerjinin maliyet paylaşımları daha düşük olmakta ve tamamlayıcılık bulgusu daha muhtemel hale gelmektedir. Bununla birlikte, malzemelerin maliyetini dışlayan ekonometrik sonuçların sapmalı olması muhtemeldir. Berndt ve Wood (1979) çalışmasında, materyallerin dahil olmadığı KLE modelini kullanan çalışmalar ve mühendislik çalışmalarının ikame ilişkisini gösterdiğini, materyallerin dahil olduğu KLEM modelini kullanan çalışmaların tamamlayıcılık özelliğini gösterdiğini ortaya koymaktadırlar (Stern ve Cleveland, 2004: 19).

Bu bağlamda, sermaye ve enerji en çok zayıf ikame edici özelliktedir ve muhtemelen tamamlayıcılık özelliğine sahiptir. Tamamlayıcılık derecesi ise endüstriler ve dikkate alınan toplama (aggregation) seviyesine göre değişmektedir. Bununla birlikte, eğer enerji maliyet payı sermayeye göre küçükse, sermayenin sadece az bir oranda artması, enerji kullanımında büyük oranda azalmayı beraberinde getirecektir (Stern ve Cleveland, 2004: 20).

Sonuç olarak, ekonomik büyüme söz konusu olduğunda yukarıdaki üretim fonksiyonu içinde yer alan üç temel üretim faktörü arasındaki ilişki de önem kazanmaktadır. Enerji ile ekonomik büyüme arasındaki pozitif yönlü bir ilişkinin bulunması durumunda, enerji tüketimini azaltıcı etkideki politikalar ekonomik büyümeyi olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu noktada göz ardı edilmemesi gereken husus, üretim faktörleri arasındaki ilişkilerin ülkelerin yapısal özelliklerine göre değişebileceği olgusunda yatmaktadır. Örneğin, incelenen ülkelerde özellikle kayıt dışı ekonominin varlığı değişkenler arasındaki ilişkinin beklentilerin dışında oluşmasına sebep olabilmektedir (Aytaç, 2010: 483-484).

3.1.2.2 Teknolojik Yenilik (İnnovasyon) ve Enerji Etkinliği

Göreceli enerji fiyatındaki değişikliklerle ilgili olmayan enerji/GSYH oranındaki değişiklikler otonom enerji verimliliği indeksindeki değişiklikler olarak adlandırılır. Bunlar, sadece teknolojik değişimden değil, enerji ile çıktı arasındaki ilişkinin belirleyicilerinden herhangi birine bağlı olabilir. Aslında, içsel bir teknolojik değişim olduğunda, fiyat değişiklikleri teknolojik değişikliklere neden olmaktadır. Gerçekte, teknolojik değişim en azından kısmen endojen nitelik göstermektedir. Sonuç olarak, enerji fiyatlarındaki artış enerji-tasarruf teknolojilerinin gelişimini hızlandırmak eğilimindedir. Enerji fiyatlarının düşürülmesi dönemleri, daha yoğun enerji kullanımı eğiliminde olan teknolojik gelişmelere neden olabilmektedir (Stern, 2004: 45).

3.4 numaralı denklemde yer alan 𝐴, genel toplam faktör verimliliğidir (TFP) ve teknolojik değişimin enerji ve diğer girdileri arttırma etkilerini içermektedir. Bu faktörleri kontrol eden teknoloji düzeyini ölçmenin çeşitli yolları bulunmaktadır. Mesafe fonksiyonu yaklaşımı, diğer tüm girdileri sabit tutarak belirli bir çıktı seviyesi üretmek için minimum enerji gereksinimi ne olduğu sorusuna yanıt arar. Buna göre, 0 zamanına göre t zamanındaki enerji verimliliği seviyesi 𝐵_𝑡, şu şekilde gösterilmektedir (Stern, 2010: 25):

𝐵_𝑡 =𝐸0(𝑦0,𝑥0)

𝐸𝑡(𝑦0,𝑥0) (3.5)

Burada, 𝑦; çıktı vektörünü, 𝑥; enerji dışındaki girdilerin vektörünü ve 𝐸𝑖( ); girdi seviyesi göz önüne alındığında belirli bir çıktıyı elde etmek için i döneminde gereken minimum enerjiyi gösteren bir fonksiyondur. 3.5 numaralı denklem ekonometrik yöntemlerle veya parametrik olmayan yöntemlerle hesaplanabilmektedir.

Alternatif yaklaşım ise, teknik değişikliği arttıran enerji indeksidir ve bu üretim fonksiyonunun yeniden formüle edilmesini gerektirmektedir (Stern, 2010: 25):

𝑄 = 𝑓(𝐴, 𝑋1, … , 𝐴𝑛, 𝑋n, 𝐴𝐸, 𝐸) (3.6)

3.6 numaralı denklemde, her bir girdi, girdinin ham birimlerini “etkin birimler” haline dönüştüren kendi teknoloji faktörü 𝐴_i ile çarpılır. 𝐴_E, tüm diğer girdilerin kullanımı ve artış endekslerini sabit tutan teknik değişikliği arttıran enerji endeksini simgelemektedir. Otonom enerji verimliliği trendine ilişkin tahminler farklılık göstermektedir. Bu, muhtemelen değişimin yönü sabit olmamasından ve ekonominin farklı sektörleri arasında değişmesinden kaynaklanmaktadır. Bazı çalışmalarda

(Jorgensen ve Wilcoxen, 1993) otonom enerji verimliliğinin azaldığı tahmin edilmiş, bazılarında ise (Berndt vd.,1993) genişletilmiş enerji endeksinin arttığı tahmin edilmiştir. Judson vd. (1999) çalışmasında bir dizi enerji tüketen sektörlerin her birinde enerji tüketimi için yaptıkları tahminde, sanayi ve inşaatta azalan zaman etkilerine karşılık hanehalkı ve diğer sektörlerde zamanla artan enerji tüketimini gösteren zaman etkilerini hesaplamışlardır. Buna göre, teknik yenilikler hanehalkının daha fazla enerji kullanmasına, sanayi sektörünün için enerji tasarrufu tekniklerini bulmasını sağlamaktadır (Stern ve Cleveland, 2004: 21).

Khazzoom-Brookes varsayımı veya geri tepme etkisi (rebound effect), enerji tasarrufu yeniliklerinin, daha fazla enerjinin kullanılmasına neden olabileceğini ve kaydedilen tasarrufların enerji gerektiren diğer mal ve hizmetlerin üretimi için harcanmakta olduğunu savunmaktadır. Enerji hizmetleri, üretici ya da tüketici tarafından talep edilmekte ve üretimleri yine enerji kullanılarak yapılmaktadır. Bir enerji hizmet birimini üretmek için gerekli olan enerji miktarını azaltan bir yenilik, enerji hizmetinin etkin fiyatını düşürmektedir. Böylelikle, enerji hizmeti ve dolayısıyla enerji talebinde bir artışa neden olmaktadır. Daha düşük enerji fiyatı, ekonomideki tüm mallara olan talebi ve dolayısıyla bunları üretmek için gereken enerjiyi artıracak bir gelir etkisine neden olmakta ve enerji için uzun vadeli talebin daha da artmasıyla sonuçlanan sermaye stoklarında düzeltmeler olabilir. Sermaye stoklarındaki bu düzenlemeler, “makroekonomik geri besleme” olarak adlandırılmaktadır. Howarth (1997) çalışmasında, rebound etkisinin, enerji kullanımındaki ilk inovasyona bağlı düşüşten daha az olduğunu iddia etmektedir ve bu nedenle enerji verimliliğindeki gelişmeler toplam enerji talebini aslında azaltmaktadır (Stern, 2004: 46).

3.1.2.3. Enerji Kalitesi ve Enerji Girdisi Bileşimindeki Kaymalar

Enerji kalitesi, elektrik ve farklı yakıt birimlerinin eşdeğer ısı birimi başına nispi ekonomik faydası olarak ifade edilir. Enerji kalitesinin ölçülmesinin bir yolu, yakıtın marjinal ürününün bulunmasıdır. Yakıtın marjinal ürünü, yakıtın ek bir ısı birimi kullanılarak üretilen bir mal veya hizmet miktarındaki marjinal artışı ifade eder. Bazı yakıtlar daha çok faaliyet ve/veya daha değerli faaliyetler için kullanılabilir. Örneğin kömür bir bilgisayara güç sağlamak için doğrudan kullanılamazken, elektrik ise kullanılabilmektedir. Yakıtın marjinal ürünü, fiziksel azlık, faydalı iş yapmak için kapasite, enerji yoğunluğu, temizlik, depolaman kolaylığı, güvenlik, kullanım esnekliği, dönüşüm maliyeti vb. gibi her yakıtın kendine özgü özelliklerinden oluşan unsurlar

tarafından kısmen belirlenir. Aynı zamanda marjinal ürün, bu niteliklerle benzersiz bir şekilde sabit değildir aynı zamanda hangi faaliyetlerde ne kadar kullanıldığına ve sermayenin, emeğin ve materyallerin bileşiminde hangi formda ve her uygulamada ne kadar enerjinin kullanıldığına göre de değişmektedir. Bu nedenle, enerji kalitesi zamanla sabit değildir. Bununla birlikte, genel olarak, elektriğin en kaliteli enerji türü olduğu, ardından doğal gaz, petrol, kömür ve odun ile biyoyakıtların azalan kalitede olduğu düşünülmektedir. Bu, marjinal ürünle orantılı olarak, gereken enerji birimi başına bu yakıtların fiyatlarıyla desteklenmektedir (Stern ve Cleveland, 2004: 23).

Enerji bileşimindeki değişimin enerji yoğunluğu üzerindeki rolünü değerlendiren az sayıda çalışma bulunmaktadır. Schurr ve Netschert (1960) çalışmasında, enerji kullanım bileşiminin zaman içinde önemli ölçüde değiştiği belirtilmekle birlikte, daha kaliteli yakıtlara geçişin bir dolarlık GSYH üretmek için gerekli enerji miktarını azalttığını savunmuşlardır. Berndt (1990), enerji kullanımının yüksek kalitede enerji girdilerine doğru kaymasının kilit rolüne dikkate çekmektedir (Stern, 2010: 32).

ABD için yapılan bazı çalışmalarda, enerji yoğunluğundaki gerilemenin büyük kısmının ekonomideki yapısal kaymalarla ve düşük kaliteli yakıtlardan daha kaliteli yakıtlara geçiş yapmayla açıklayan analizler yer almaktadır. Kaufmann (2004) çalışması, enerji/GSYH oranı, hanehalkı enerji harcamaları, enerji bileşimindeki değişkenleri ve enerji fiyat değişkenleri ile bir VAR modeli tahmin ederek, kömür kullanımından uzaklaşmanın özellikle petrol kullanımına doğru kaymanın enerji yoğunluğunu azalttığını tespit etmektedir. Bu kömürden uzaklaşma, 1929-99 dönemi boyunca azalan enerji yoğunluğunu açıklamaya katkıda bulunmuştur (Stern ve Cleveland, 2004: 23).

Bununla birlikte, diğer çalışmalar dünya genelinde görülen enerji yoğunluğundaki azalmalarda, enerji bileşimindeki değişimlerden çok teknolojik değişimin önemli olduğu sonucuna ulaşmışlardır. Teknolojik değişim, yapısal değişimin enerji yoğunluğunu arttıran etkileri nedeniyle, enerji yoğunluğunda gerçekleşen azalmadan daha fazla enerji yoğunluğunu azaltmaktadır. Düşük kaliteli enerji bileşimine sahip Çin ve Hindistan gibi ülkelerin ekonomik faaliyet dağılımındaki değişimler, küresel ölçekte enerji yoğunluğunun artmasına katkıda bulunmuştur (Stern, 2010: 33).

3.1.2.4. Çıktı Bileşimindeki Kaymalar

Genellikle, ekonomik gelişme sürecinde çıktı bileşimi değişmektedir. Kalkınmanın ilk aşamalarında, tarımdan ağır sanayiye doğru bir kayma vardır. Sonraki

aşamalarında ise, daha fazla kaynak yoğun maden ve ağır sanayi sektörlerinden hizmetlere ve daha hafif imalata doğru bir kayma söz konusudur. Farklı endüstrilerin farklı enerji yoğunlukları olmakla birlikte, bunun ekonomik kalkınmanın ilk aşamalarında birim çıktı başına kullanılan enerjide bir artışa ve ekonomik kalkınmanın sonraki aşamalarında birim çıktı başına kullanılan enerjide bir azalmaya neden olacağı tartışılmaktadır. Ayrıca, kirlilik ve çevresel bozulmanın da benzer bir yol izlemesi beklenebilir (Stern, 2004: 47)

Hizmet endüstrileri hala büyük enerji ve kaynak girişlerine ihtiyaç duymaktadır. Satılan hizmet maddi olmayabilir, fakat hizmetin sunulduğu plazalar, alışveriş merkezleri, depolar, kiralık apartmanlar vb. maddi olup, bu mekanların faaliyetlerinde, bu mekanların yapımında ve bakımında enerji kullanılmaktadır. Bununla birlikte, taşımacılık gibi diğer hizmet endüstrileri de ciddi ölçüde kaynak ve enerji kullanmaktadır. Ayrıca tüketiciler, iş ve alışveriş yolculuklarında büyük miktarad enerji kullanmaktadır. Dolayısıyla, hizmet sektörüne geçmenin bir sonucu olarak enerjinin ve büyümenin tam bir ayrımını yapmak pek mümkün görünmemektedir. Üretilen ürünlerde ve hizmetlerdeki dolaylı enerji kullanımı dikkate alındığında ABD hizmet ve hane halkı sektörleri ekonominin diğer sektörlerinden daha az enerji yoğunluğunda olmamakla beraber, geçmiş yıllarda meydana gelen çıktı bileşimindeki değişimin enerji/GSYİH oranını önemli ölçüde düşürdüğünü ortaya koyan çok az kanıt bulunmaktadır (Stern ve Cleveland, 2004: 24). Daha çok kullanılan enerji bileşimindeki değişiklikler bundan öncelikle sorumludur. Bununla birlikte küresel ölçekte, gelişmekte olan ülkelerin, gelişmiş ekonomilerde meydana gelen yapısal kaymaya ne ölçüde tekrarlayabileceği konusunda sınırlamalar olabilir ve ayrıca, gelişmiş dünyanın bu yönde süresiz olarak kaymaya devam edebileceği belli değildir (Stern, 2004: 47).

Ayrıca tüketiciler, servis cihazları, konut, ulaşım gibi hizmet endüstrisi ürünlerinin tüketimini arttırdıkça, doğrudan doğruya daha fazla enerji kullanma eğilimi gösterebileceklerdir. Judson vd. (1999), çalışmasında diğer şartlar sabitken tüketici sektöründe zamanla enerji yoğunluğunun arttığını, imalat sektöründe ise enerji yoğunluğunun azaldığı sonucunu bulmuşlardır (Stern ve Cleveland, 2004: 24-25).