بررسی تأثیر تشکیل کارتل گازی بر روند استخراج ذخایر با رویکرد نظریه بازی‌ها

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 انشیار دانشکده اقتصاد دانشگاه تهران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده اقتصاد دانشگاه تهران

چکیده

 این مقاله تأثیر تشکیل کارتل گازی را بر استخراج از این منبع پایان­پذیر مورد بررسی قرار می­دهد. یک مدل ساده بین دوره­ای استخراج از منابع پایان­پذیر، قاعده استخراج خطی را نشان می­دهد. به طوری که وقتی نرخ تنزیل     استخراج­کننده­ها را یکسان درنظر می­گیریم، ضریب شیب استخراج­کننده­ها یکسان است و تفاوت در هزینه­ها و ساختار بازار، همگی در عبارت عرض از مبدأ نمایان می­شوند. به دنبال مقایسه میزان استخراج در ساختارهای مختلف بازار به این نتیجه می­رسیم که با تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی به رهبری استاکلبرگ، میزان استخراج کاهش خواهد یافت. رگرسیون پانل دیتا نیز یک رابطه خطی قوی را بین استخراج و ذخایر نشان می­دهد، به طوری که ضریب شیب برای کشورهای با ذخایر بزرگتر، کمتر تخمین زده می­شود. همچنین این یافته می­تواند بوسیله متفاوت بودن نرخ تنزیل استخراج­کننده­ها، قابل توضیح باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

A Survey of GECF Effects on Extraction of Gas Reserves: A Game-Theoretic Approach

نویسندگان [English]

  • Ghahraman Abdoli 1
  • Pejman Amidi 2
چکیده [English]

 
This paper considers the impact of the establishment of a gas cartel on extraction of this exhaustible resource. A simple intertemporal extraction model suggests a linear extraction rule with slope term common when discount rates are homogenous and differences in pricing behavior and costs determine the intercept. As a result of comparing the amount of extraction in various market structures, we find out that when the market structure changes from competitive form to Stackelberg leader game, the amount of extraction decreases. Panel data regression exhibits a robust and stable linear extraction-reserves relationship and a significantly lower estimated slope within the countries with larger amounts of reserves. Moreover, this finding may be explained by the differences in discount rates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cartel
  • gas
  • extraction
  • reserve
  • exhaustible resource

بررسی تأثیر تشکیل کارتل گازی بر روند استخراج ذخایر با رویکرد نظریه بازی­ها

دکتر قهرمان عبدلی*و پژمان عمیدی**

 

تاریخ دریافت: 23 آذر 1390                     تاریخ پذیرش: 27 آبان 1391

 

 این مقاله تأثیر تشکیل کارتل گازی را بر استخراج از این منبع پایان­پذیر مورد بررسی قرار می­دهد. یک مدل ساده بین دوره­ای استخراج از منابع پایان­پذیر، قاعده استخراج خطی را نشان می­دهد. به طوری که وقتی نرخ تنزیل     استخراج­کننده­ها را یکسان درنظر می­گیریم، ضریب شیب استخراج­کننده­ها یکسان است و تفاوت در هزینه­ها و ساختار بازار، همگی در عبارت عرض از مبدأ نمایان می­شوند. به دنبال مقایسه میزان استخراج در ساختارهای مختلف بازار به این نتیجه می­رسیم که با تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی به رهبری استاکلبرگ، میزان استخراج کاهش خواهد یافت. رگرسیون پانل دیتا نیز یک رابطه خطی قوی را بین استخراج و ذخایر نشان می­دهد، به طوری که ضریب شیب برای کشورهای با ذخایر بزرگتر، کمتر تخمین زده می­شود. همچنین این یافته می­تواند بوسیله متفاوت بودن نرخ تنزیل استخراج­کننده­ها، قابل توضیح باشد.

 

واژه‌های کلیدی: گاز، استخراج، ذخایر، منابع پایان­پذیر، کارتل.

طبقه‌بندی JEL: Q32، Q41.

 

1. مقدمه

پس از بحران نفتی دهه 1970 و افزایش قیمت جهانی نفت، کشورهای جهان برای فرار از بحران انرژی و وابستگی زیاد به نفت، به فکر تغییر سبد انرژی و استفاده از ترکیبات متنوعی از انرژی­ها افتادند. در این بین توجه محافل جهانی به گاز طبیعی به عنوان یک منبع تأمین­کننده انرژی معطوف شده است. زیرا گاز طبیعی به لحاظ کارایی فنی، اقتصادی و زیست­محیطی از مزایای بیشتری نسبت به سایر سوخت­ها برخوردار است.

به دنبال نیاز روز افزون کشورها در فرآیند رشد و توسعه اقتصادی به مصرف انرژی و همچنین تغییر سبد مصرف انرژی به دلیل وابستگی کمتر به نفت، تولید گاز طبیعی در طول سه دهه گذشته برای تمام سالها در حال افزایش بوده است. همچنین از آنجا که حدود سه دهه است ذخایر گاز طبیعی مورد توجه قرار گرفته­اند، به دنبال توسعه ذخایر و اکتشافات بیشتر این منبع که به دلیل اهمیت پیدا کردن آن است، ذخایر اثبات شده جهانی نیز برای این منبع در طول سه دهه گذشته برای تمام سالها در حال افزایش بوده است. به طوری که براساس[1]BP، ذخایر اثبات شده جهانی برای این منبع از سال 1980 تا 2008 حدود 3/2 برابر شده و از آنجا که ذخایر جهانی گاز در سال 2008، 5/4% رشد داشته است، به نظر نمی­رسد رشد ذخایر اثبات شده جهانی گاز طبیعی به پایان خود نزدیک شده باشند. براساس داده­های استخراج و ذخایر BP، ما با مشاهده روند افزایش تولید و سطح ذخایر در طول زمان در نگاه اول به این نتیجه می­رسیم که بین میزان تولید و سطح ذخایر رابطه مثبتی وجود دارد. به طوری که در بین کشورها عموماً کاهش در سطح ذخایر به کمتر شدن تولید و افزایش در سطح ذخایر و اکتشافات جدید به بیشتر شدن تولید انجامیده است. به عبارتی می­توان گفت، به نظر می­رسد عامل دیگری غیر از تقاضا در میزان تولید مؤثر بوده و آن عاملِ سطح ذخایر است. اگر کشورها قاعده بهینه استخراج خود را برای دوره زمانی معین و مشخصی طراحی کرده باشند، آنگاه طبیعتاً افزایش در سطح ذخایر و اکتشافات جدید، به افزایش در استخراج همان دوره و دوره­های دیگر خواهد انجامید. با این استدلال وجود رابطه مثبت بین استخراج و سطح ذخایر منطقی به نظر می­رسد. حال برای اینکه دریابیم تغییرات در سطح ذخایر به طور مستقل چگونه استخراج یا تولید را متأثر از خود می­کند، بررسی نسبت ذخایر به استخراج مفید به نظر می­رسد. بر این اساس، ما تغییرات نسبت ذخایر به استخراج را که نشان می­دهد ذخایر (با فرض عدم اکتشافات جدید و ثابت ماندن تولید) بعد از چه مدتی به پایان می­رسند، برای کشورها در طول زمان مورد بررسی قرار داده و به این نتیجه رسیدیم که این نسبت برای همه کشورها در طول زمان به طور قابل ملاحظه­ای در حال تغییر کردن است. به عنوان مثال در سال 1980 این نسبت برای انگلستان 26/21، برای آمریکا 26/10 و برای استرالیا 21/16 بوده است و در پایان سال 2008 این نسبت برای انگلستان به 88/4 کاهش یافته، برای آمریکا به 55/11 رسیده و تقریباً ثابت مانده و برای استرالیا به 53/65 افزایش یافته است. با این وجود، به نظر نمی­رسد که این تغییرات بدون اصول باشند و با وجود رابطه مثبت بین استخراج و سطح ذخایر، می­توان گفت که افزایش در سطح ذخایر، عموماً به افزایش نسبت ذخایر به استخراج می­انجامد. به عبارتی اگر نسبت ذخایر به استخراج را برای تمام کشورها بدست آوریم، خواهیم دید که این نسبت اغلب برای کشورهای با ذخایر بزرگتر بیشتر است. بنابراین کشورهای با ذخایر بزرگتر نسبت به کشورهای با ذخایر کوچکتر، درصد کمتری از کل ذخایر خود را در هر سال معین استخراج می­کنند. جدول 1 روند تغییرات نسبت ذخایر به استخراج را برای 10 کشور برتر از لحاظ نسبت ذخایر به استخراج در طول زمان نشان می­دهد. همانطور که ملاحظه می­شود، به غیر از کویت و لیبی که البته هنوز از ظرفیت تولید نسبتاً پایینی برخوردارند، هشت کشور دیگر جزء 9 کشور برتر از لحاظ سطح ذخایر هستند. همچنین، اشاره کردیم ذخایر جهانی گاز طبیعی در سال 2008 به میزان 5/4% رشد داشته است. در این میان ترکمنستان با 6/227% و ایران با 3/5% بیشترین رشد را داشته­اند، بدین ترتیب به عنوان مشاهده­ای دیگر، با وجود رشد تقاضا و تولید گاز طبیعی، نسبت ذخایر به استخراج در سطح جهانی و همچنین برای دو کشور مذکور افزایش یافته است.

 

جدول 1.کشورهای برتر از لحاظ نسبت ذخایر به استخراج

2008

2007

2005

2000

1995

1990

1985

1980

ذخایر به تولید

332

402

559

609

629

733

807

595

قطر

254

251

266

431

548

732

958

1986

ایران

153

150

157

148

147

156

100

85

ونزوئلا

149

149

230

329

723

710

515

682

نیجریه

139

147

128

162

160

361

247

256

کویت

128

7/127

128

156

187

279

238

316

امارات

120

1/37

6/42

57

^

^

^

^

ترکمنستان

97

98

7/95

126

129

155

196

327

عربستان

8/96

100

116

222

208

195

137

132

لیبی

72

73

6/74

80

^

^

^

^

روسیه

3/60

60

2/62

65

6/65

64

59

57

کل جهان

بیشتر بررسی های انجام شده در مورد منابع پایان­پذیر روی مسیرهای تولید و قیمت، چگونگی رفتار اوپک[2] به عنوان یک کارتل و به طور کلی تجزیه و تحلیل بازار جهانی نفت بوده است و به تأثیر تشکیل کارتل گاز[3] بر استخراج و همچنین به مسئله کمیابی فیزیکی و چگونگی تأثیرگذاری سطح ذخایر بر میزان استخراج و یا رابطه بین استخراج و ذخایر توجه چندانی نشده است. تنها در یک مورد اندرو پیکرینگ[4] به بررسی رابطه بین ذخایر و استخراج برای نفت خام (در شرایط حضور اوپک به عنوان رهبر بازار یا ساختار رهبری استاکلبرگ) پرداخته است و در این بررسی به وجود رابطه خطی بین استخراج و ذخایر با ضریب­های شیب متفاوت استخراج­کننده­ها دست یافته است. به گونه­ای که وی نتیجه می­گیرد، ضریب شیب[5] اوپک کمتر از ضریب شیب تولیدکنندگان منفرد است. بدین ترتیب به دنبال رابطه بین استخراج و ذخایر، به نسبت ذخایر به استخراج نیز در ادبیات اقتصادی منابع پایان­پذیر توجه چندانی نشده است.

در یک بررسی کراتکرامر[6] از این نسبت به عنوان اندازه­گیری کمیابی فیزیکی منابع تعبیر کرده است. وی ادبیات مربوط به تئوریهای اقتصاد منابع پایان­پذیر را که منحصراً روی اندازه­گیری کمیابی تمرکز کرده­اند، مورد بررسی قرار داده و به پیش­بینی قیمت­ها و قیمت­های سایه­ای نفت خام پرداخته است. کراتکرامر این را مورد بررسی قرار داده که کمیاب شدن منابع چگونه قیمتها را تحت تأثیر قرار می­دهد. وی نهایتاً مانند دیگران به این نتیجه می­رسد که داده­ها چندان از تئوری­ها حمایت نمی­کنند. با این وجود این را هم بیان می­کند که مشکلات اقتصادسنجی قابل ملاحظه­ای که در تحقیقات مربوط به پیش­بینی روند قیمت منابع پایان­پذیر وجود دارند، کم نیستند. به عنوان مثال، متغیر کلیدی قیمت سایه­ای نفت، در عمل قابل مشاهده نیست. بنابراین این مقاله تمرکزش را به سوی کمیابی فیزیکی انتقال می­دهد و این را مورد بررسی قرار می­دهد که اقتصاد منابع      پایان­پذیر در مورد رابطه بین استخراج و ذخایر گاز به چه نتیجه­ای می­رسد.

به دلیل نقش بازار حامل­های انرژی در فعالیت­های اقتصادی و رشد و توسعه اقتصادی کشورها، تقریباً همه دولتها از طرق مختلف سعی دارند که بر عرضه و تقاضای انرژی تأثیرگذار باشند. در این بین عمده کشورهای صادرکننده و دارای ذخایر عظیم گاز طبیعی که رشد روز افزون تقاضای گاز طبیعی را پیش­بینی کرده­اند، به سمت تشکیل کارتل گازیحرکت کرده و به نوعی به دنبال کنترل عرضه این منبع و افزایش منافع خود هستند. بر این اساس این کشورها از سال 2001 به دنبال ارائه مکانیزم‌هایی برای تعیین قیمت گاز، هر ساله با حضور 11 عضو، مجمعی را با عنوان مجمع کشورهای صادرکننده گاز (GECF[7]) تشکیل می­دهند. البته باید گفت تلاش کشورهای عضو این مجمع در جهت ایجاد سازمانی به سبک اوپک نفتی، برای کنترل عرضه و افزایش قیمتها، در کوتاه­مدت خیلی محتمل به نظر نمی­رسد. زیرا دو عامل قراردادهای بلندمدت و عدم انعطاف­پذیری خطوط لوله، در حال حاضر موانعی برای کنترل عرضه گاز در بازارهای     بین­المللی هستند. از طرف دیگر باید گفت اعضای این مجمع نیز چندان تمایل ندارند قراردادهای بلندمدت خود را کاهش دهند، چون اولاً این کار اعتبار بین­المللی آنها را مخدوش می­کند و ثانیاً قراردادهای بلندمدت از پرمنفعت­ترین قراردادهای این کشورها هستند. از نظر اجرایی به دلیل این که اکنون بیشتر قراردادهای گازی بلندمدت است و نمی‌توان قیمت آن را خارج از قرارداد تغییر داد و همچنین به این دلیل که بیشتر تجارت و نقل و انتقال گاز نیز از طریق خط لوله صورت می‌گیرد، کارتل گازی نمی‌تواند نقش فعالی به عهده داشته باشد. در واقع باید گفت که این اعضا در نظر دارند بتوانند در آینده خود را به عنوان کارتل مطرح کنند. به عنوان مثال ایران به لحاظ مصرف بالا در سال 2008 خالص واردات داشته و در حال حاضر عضویتش در این کارتل که به دنبال افزایش قیمتها است چندان منطقی به نظر نمی­رسد. بر این اساس با ایجاد طرحهای خطوط لوله مشترک بین کشورها و افزایش ظرفیت تولیدی کشورهای با ذخایر بیشتر و توسعه خطوط لوله آنها و همچنین با توجه به رشد معاملات گاز مایع (تولید LNG در سه سال اخیر 2 برابر شده و این عدد بیش از ۵ برابر رشد معاملات گاز از طریق خط لوله است) که از نظر ساختار معاملاتی شبیه بازار نفت است، ما انتظار داریم که در آینده با یک کارتل تأثیرگذار در بازار گاز روبرو شویم. بنابراین می­توان گفت مدت زمانی طول می­کشد تا این تشکل از مجمع به سازمان، یا از GECF به OGEC تغییر کند.

11 عضو کارتل که شامل روسیه، ایران، قطر، نیجریه، ونزوئلا، الجزایر، مصر، لیبی، بولیوی، ترینیدادوتوباگو و گینه استوایی[8] است، بر طبق BP در سال 2008 بیش از 63 درصد از کل ذخایر شناخته شده[9] جهان را دارا بوده و در حالی که فقط 35 درصد از تولید جهانی سهم آنها بوده، حدود 50 درصد از کل خالص صادرات جهانی گاز را در اختیار داشته­اند (48 درصد خالص صادرات از خط لوله و 53 درصد خالص صادرات از طریق LNG سهم آنها بوده است). بنابراین با توجه به روند رو به رشد ذخایر و تولید و در نتیجه خالص صادرات اعضای کارتل، این داده­ها شاید بتوانند نشان­دهنده اثرگذاری قابل ملاحظه این کارتل در بازار جهانی گاز (با فرض همکاری اعضای آن) برای دهه­های آینده باشند.

تئوریهای مربوط به منابع پایان­پذیر به عنوان بخش مهمی از اقتصاد منابع طبیعی، حوزه وسیعی را در ادبیات اقتصادی امروز به خود اختصاص داده­اند و هسته مرکزی الگوی بهره­برداری بهینه از منابع پایان­پذیر، مسئله کمیابی این منابع است. نکته اساسی که در نظریه­های مربوط به بهره­برداری مطلوب از منابع پایان­پذیر وجود دارد و شرط تعادل تولیدکننده را در انواع بازارها، متفاوت از شرط تعادل کلاسیک در مورد کالاهای معمولی می­سازد، مسئله کمیابی و محدودیت این قبیل منابع به شمار می­رود. بنابراین این پژوهش قصد دارد براساس تجزیه و تحلیل تئوریهای مربوط به منابع پایان­پذیر، برای سؤالاتی از قبیل سؤالات مطرح شده در ذیل، پاسخی فراهم آورد.

  1. تشکیل کارتل گازی چه تأثیری بر استخراج یا عرضه جهانی گاز خواهد گذاشت؟
  2. تغییر در سطح ذخایر به طور مستقل چگونه استخراج را متأثر از خود می­کند؟

 

2. مروری بر مبانی نظری و روش تحقیق

به پیروی از اسوارن و لویس[10]، هانسن[11] و هارویک و سادورسکی[12]، می­توان فرض کرد که دو بنگاه () دو گروه از کشورهای عضو کارتل و کشورهای غیرکارتل هستند که هرکدام از یک منبع ذخیره متفاوت استخراج می­کنند. بنابراین مسئله حداکثرسازی هر بنگاه را می­توان به صورت زیر نوشت:

(1)                                       

 

(2)                     

که  میزان استخراج بنگاه i در دوره t،  نرخ تنزیل بنگاه i و  ذخیره بنگاه i در شروع دوره بهرهبرداری است. هزینه استخراج درجه 2 است و با توجه به پارامتر  برای هر بنگاه     می­تواند متفاوت باشد. F همان هزینه­های زیربنایی یا هزینه ثابت است و قید ذخایر به این معنی است که هزینه استخراج برای هر بنگاه نسبت به قیمت جهانی گاز به اندازه کافی کم است، به این صورت که بنگاه می­تواند تمام ذخایر خود را در یک دوره استخراج کند. پس قید شدنی[13] استخراج را می­توان به صورت  نشان داد.  نیز قیمت منبع در دوره t یا تابع معکوس تقاضا است و آن را به صورت زیر تعریف می­کنیم:

(3)                                 

که در آن a و b پارامترهای مثبت هستند.

فرض درجه 2 بودن هزینه­های استخراج، یک فرض بحث برانگیز است و در دفاع از آن باید گفت که این تصریح تفاوت هزینه نهایی استخراج را برای همه استخراج­کنندگان جایز می­شمرد و اینکه هزینه­ها با استخراج در حال افزایش هستند (هزینه نهایی استخراج صعودی است). همچنین هزینه­های درجه 2 راه حل­های درونی را تأمین می­کنند. به عبارتی استفاده از توابع هزینه درجه 3 یا بیشتر (که در مدل­های استخراج بهینه از منابع پایان­پذیر استفاده از آنها مرسوم نیست و عملاً در استخراج از این منابع کمتر با چنین توابع هزینه­ای مواجه می­شویم)، امکان تنها کردن q را از ما سلب می­کنند و دیگر نمی­توانیم q را به صورت تابعی از R بدست آوریم.

 داسگوپتا و هل[14] در بررسی­های خود از یک فرض تصریح که در آن ذخایر گوناگون   هزینه­های نهایی ثابت ولی متفاوتی دارند، استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که در شرایط رقابتی، اول ذخایر با هزینه نهایی کمتر استخراج می­شوند. دو فرض هزینه­های نهایی ثابت ولی متفاوت و هزینه­های نهایی کمتر برای ذخایر بزرگتر، به نظر می­رسد بر این دلالت می­کند که نسبت ذخایر به استخراج می­بایست برای کشورهای با ذخایر بزرگتر کمتر باشد و این با مشاهده ارائه شده در جدول 1 در تناقض است. بنابراین این نتیجه به نوعی فرض ثابت بودن هزینه­های نهایی استخراج را رد می­کند.

هاتلینگ[15] مورد پیچیده­تر توابع هزینه استخراج را مورد بررسی قرار داد. از نظر وی هرچه که معدن عمیق­تر می­شود یا مقدار ذخیره باقیمانده کاهش می­یابد، هزینه­ها بطور فزاینده افزایش    می­یابند. به دنبال آن سولو و وان[16]، هل[17]، هانسون[18] و فرزین[19] در مدلهای خود از این نوع توابع هزینه استفاده کرده­اند. از آنجا که تحلیل هاتلینگ منطقی به نظر می­رسد، در این بررسی این نوع توابع هزینه را نیز مد نظر قرار خواهیم داد.

روشی که بوسیله آن تولیدکنندگان خالص ارزش حال انتظاری[20] خود را حداکثر می­کنند، بستگی به این دارد که آنها قدرت رقابتی­شان را در تعیین قیمت چطور می­بینند. هانسن (1985) به منظور تجزیه و تحلیل مسیرهای تولید و قیمت نفت در طول زمان از سه بازی متقارن[21] و دو بازی نامتقارن[22] استفاده کرده است. در نتیجه در اینجا ما نیز از این بازیها برای بررسی رابطه بین ذخایر و استخراج استفاده می­کنیم. سه بازی متقارن به صورت زیر معرفی می­شوند:

  1. بازی تعادل رقابتی: در بازی تعادل رقابتی[23] هر تولیدکننده تابع هدف مخصوص خود را در حالی که قیمتها را برونزا درنظر می­گیرد حداکثر می­کند.
  2. بازی نش متقارن: در بازی نش متقارن[24] هر تولیدکننده در حالی که رفتار خودش را روی قیمت تأثیرگذار و تصمیمات تولیدکننده دیگر را برونزا درنظر می­گیرد، تابع هدف مخصوص خود را حداکثر می­کند.
  3. بازی تبانی: در بازی تبانی[25]دو تولیدکننده در حالی که تصمیمات خود را روی قیمت تأثیرگذار می­دانند با یکدیگر تبانی کرده و مجموع دو تابع هدفشان را حداکثر می­کنند.

در بازیهای نامتقارن فرض می­کنیم که بنگاه 2 کارتل یا رهبر بازار است و آنها را به صورت زیر معرفی می­کنیم.

  1. بازی رهبر نزدیک­بین: در بازی رهبر نزدیک­بین[26] بازیکن دوم یا رهبر، تابع هدف مخصوص خود را در حالی حداکثر می­کند که تصمیمات خود را روی قیمت اثرگذار و تصمیمات بازیکن اول یا پیرو را برونزا درنظر می­گیرد. در صورتی که بازیکن اول قیمت­پذیر بوده و با توجه به تغییرات قیمت عکس­العمل نشان می­دهد. در واقع در این بازی، بازیکن اول راه حل رقابتی و بازیکن دوم راه حل کورنو را دنبال می­کند.
  2. بازی استاکلبرگ: در بازی استاکلبرگ[27] تولیدکننده دوم تابع هدف مخصوص خود را در حالی حداکثر می­کند که می­داند تصمیماتش در قیمت تأثیرگذار است و از آنجا که می­داند بازیکن اول به صورت رقابتی عمل می­کند، تغییرات قیمت را روی تصمیمات بازیکن اول یا پیرو تأثیرگذار می­داند.

استخراج بهینه در مدل دو دوره­ای استخراج

در این قسمت فرض می­کنیم که دو بنگاه مورد نظر، یعنی گروه کشورهای عضو کارتل و گروه کشورهای تولیدکننده منفرد یا گروه حاشیه، قرار است منابع خود را در دو دوره استخراج کنند و آن را به اتمام برسانند. فعلاً برای سادگی با فرض سهولت حرکت کامل سرمایه، نرخ تنزیل را برای دو گروه یکسان درنظر می­گیریم ().

مسئله حداکثرسازی در بازی تعادل رقابتی

 

                                     

(4)         

حال با مرتب کردن معادله (4) و تنها کردن ، می­توان  یا تابع عکس­العمل[28]بنگاه i را به صورت زیر نوشت:

(5)                        

در نتیجه با انجام عملیات حداکثرسازی برای تولیدکننده دیگر یا بنگاه j، برای این بنگاه نیز تابع عکس­العمل به صورت ذیل خواهد بود:

(6)                         

حال با ادغام دو معادله فوق، استخراج بهینه بنگاه i یا رابطه بین ذخایر و استخراج در بازی تعادل رقابتی به صورت زیر بدست می­آید:

(7)                       

از این به بعد برای جلوگیری از طولانی شدن مطالب، برای بدست آوردن استخراج بهینه در ساختارهای بازیهای مختلف، به طور مستقیم از روابط نهایی یا شروط مرتبه اول[29] استفاده خواهیم کرد. چگونگی رسیدن به روابط نهایی همانند روش ارائه شده در فوق است. بدین ترتیب، مسئله حداکثرسازی را برای بازی­های متقارن و همچنین بازی رهبر نزدیک­بین، به صورت زیر          می­نویسیم[30]:

(8)                

که در آن ، ، ، ،  و W یک ماتریس 2×2 است که ساختار بازی را بیان می­کند. در مورد بازی تعادل رقابتی این ماتریس به صورت  است. از این رو با حداکثرسازی معادله (8) در مورد بازی تعادل رقابتی خواهیم داشت:

 

بنابراین در بازی تعادل رقابتی، هر دو بنگاه ارزش حال تفاوت بین قیمت و هزینه نهایی را برای هر دو دوره مساوی قرار می­دهند.

در بازی نش متقارن یا راه حل کورنو، ماتریس ساختار بازی به صورت  تعریف می­شود. این ساختار بازی را سارجنت[31] نیز مورد بررسی قرار داده است، به این صورت که هر دو بازیکن تولید دیگری را داده شده درنظر می­گیرند و به بهینه کردن تولید خود می­پردازند. از این رو با حداکثرسازی معادله (8) در این مورد شرط مرتبه اول به صورت زیر است.

(9)         

برای  هر دو بنگاه تولید دیگری را داده شده درنظر می­گیرند و ارزش حال اختلاف بین درآمد نهایی و هزینه نهایی را برای دو دوره مساوی قرار می­دهند.

در بازی تبانی، ماتریس ساختار بازی به صورت ، تعریف می­شود. از این رو با حداکثرسازی معادله (8) در این مورد شرط مرتبه اول به صورت زیر است.

(10)       

در این حالت هر دو بنگاه ارزش حال اختلاف بین درآمد نهایی و هزینه نهایی را  برای هر دو دوره مساوی قرار می­دهند.

همان طور که اشاره شد، در بازیهای نامتقارن فرض می­کنیم که بنگاه 2 کارتل یا رهبر بازار است. در نتیجه در بازی رهبر نزدیک­بین، ماتریس ساختار بازی به صورت ، تعریف می­شود. از آنجا که این نوع بازی یک بازی نامتقارن است و بازیکنان استراتژی مختلفی دارند، می­بایست مسئله حداکثرسازی را برای هر دو بنگاه بدست آوریم. بنابراین با حداکثرسازی معادله (8) برای هر دو بنگاه 1 و 2 به ترتیب خواهیم داشت:

(11)       

(12)       

در این حالت بنگاه اول ارزش حال اختلاف بین قیمت و هزینه نهایی را مساوی و بنگاه دوم ارزش حال بین درآمد نهایی و هزینه نهایی را مساوی قرار داده و تولید بنگاه اول را داده شده درنظر   می­گیرد.

بازی استاکلبرگ روش حل متفاوتی دارد، زیرا بازیکن 2 یا کارتل اثر عملش را روی قیمت و همچنین روی تولید پیرو یا بازیکن اول به حساب می­آورد. کارتل می­داند که پیرو با او به صورت رقابتی عمل می­کند و در نتیجه او می­داند که تابع عکس­العملی که پیرو به کار می­برد به صورت معادله (5) است. حال کارتل برای حداکثر کردن منافع خود تابع عکس­العمل پیرو را درون تابع هدف خود قرار می­دهد و میزان استخراج خود و تلویحاً میزان استخراج پیرو را بهینه می­کند. بنابراین داریم:

 

حال تابع هدف کارتل را به صورت زیر می­نویسیم:

(13)  

اکنون با قرار دادن تابع عکس­العمل پیرو به جای  و حداکثر کردن معادله (13)، ابتدا استخراج بهینه یا رابطه بین استخراج و ذخایر را برای کارتل بدست آورده و سپس با قرار دادن آن در تابع عکس­العمل پیرو، استخراج بهینه یا رابطه بین استخراج و ذخایر را برای پیرو بدست می­آوریم.

استخراج بهینه یا رابطه بین استخراج و ذخایر هر بنگاه در ساختارهای مختلف بازار برای مدل دو دوره­ای در جدول 2 آورده شده است. همان طور که ملاحظه می­شود رابطه بین استخراج و ذخایر در مدل دو دوره­ای استخراج برای هر دو بنگاه ، در تمام ساختارهای بازار، خطی[32] است. ضریب شیب نیز برای همه استخراج­کننده­ها در تمام بازارها یکسان است. همین طور میزان استخراج هر استخراج­کننده، مستقل از ذخایر دیگر استخراج­کننده­ها است. بنابراین می­توان آن را به صورت زیر نوشت:

(14)                                                               

 

جدول 2. مدل دو دوره­ای استخراج

ساختار بازی

قاعده استخراج

باری رقابتی

 

بازی نش متقارن

 

بازی تبانی

 

بازی رهبر نزدیک بین

 

بازی استاکلبرگ

 

 

استخراج بهینه در مدل سه دوره­ای استخراج

در این قسمت فرض می­کنیم که دو بنگاه مورد نظر، یعنی گروه کشورهای عضو کارتل و گروه کشورهای تولیدکننده منفرد یا گروه حاشیه، قرار است منابع خود را در طول سه دوره استخراج کنند و آن را به اتمام برسانند. روش حل در مدل سه دوره­ای شبیه به مدل دو دوره­ای است، با این تفاوت که در مدل سه دوره­ای هر بنگاه با دو شرط مرتبه اول روبرو می­شود. برای مثال در حالت رقابتی شروط مرتبه اول برای بنگاه i به صورت زیر است:

(15)              

(16)       

از آنجا که برای بنگاه j نیز همین شروط برقرار است، می­توانیم با چهار معادله، چهار مجهول ، ،  و  را بدست آوریم. می­توانیم همین طرز کار را برای بازیهای متقارن دیگر و همچنین بازی رهبر نزدیک­بین بکار بریم. در مورد بازی استاکلبرگ، رهبر ابتدا پاسخهای رقابتی دوره­های 0 و 1 پیرو را در تابع هدف خود قرار داده و سپس استخراج دوره­های 0 و 1 خود و بطور تلویحی[33]استخراج دوره­های 0 و 1 پیرو را بهینه می­کند.

استخراج بهینه در مدل سه دوره­ای استخراج برای هر بازی در جدول 3 آورده شده است. همان طور که ملاحظه می­شود، مدل سه دوره­ای نتایج بدست آمده در مدل دو دوره­ای را تأیید می­کند. رابطه بین استخراج و ذخایر خطی است و مانند مدل دو دوره­ای میزان سطح ذخایر از طریق ضریب شیب بر میزان استخراج بنگاه تأثیر می­گذارد. همچنین دوباره می­توان نتیجه گرفت که میزان استخراج هر استخراج­کننده، مستقل از سطح ذخایر دیگر استخراج­کننده­ها است. رابطه خطی بدست آمده، آنچه است که اقتصاد منابع پایان­پذیر در غالب یک مدل حداکثرسازی منافع، از رابطه بین استخراج و ذخایر می­تواند به ما بگوید. نتایج بدست آمده برای هر دو مدل استخراج در حالتی که نرخهای تنزیل برای تمام استخراج­کننده­ها یکسان فرض می­شوند، چنین است:

  1. میزان استخراج جاری برای هر بنگاه بستگی به پارامترهای تابع تقاضا، پارامترهای تابع هزینه هر دو بنگاه، نرخ تنزیل و سطح ذخایر دارد.
  2. در تمام ساختارهای بازار، استخراج بنگاه i مستقل از ذخایر بنگاه j است.
  3. ضریب شیب برای تمام بازارها و تمام استخراج­کننده­ها یکسان است.
  4. در نهایت اینکه متفاوت بودن هزینه استخراج دو بنگاه و همچنین نوع رفتار و عملکرد بازاری دو بنگاه، همگی در عبارت عرض از مبدأ نمایان می­شوند.

 

جدول 3. مدل سه دوره­ای استخراج

ساختار بازی

قاعده استخراج

باری رقابتی

 

بازی نش متقارن

 

بازی تبانی

 

بازی رهبر نزدیک بین

 

بازی استاکلبرگ

 

 

 

مقایسه میزان کل استخراج در ساختارهای مختلف بازار

اگر کل تولید بازار یا مجموع تولید کارتل و حاشیه را برای هر ساختار بازار حساب کنیم و  را کل استخراج دوره اول با ساختار بازی G تعریف کنیم، برای هر دو مدل دو دوره­ای و سه دوره­ای استخراج به این نتیجه می­رسیم که:

(17)                                   

 به طوری که در آن A نمایانگر بازی رقابتی، B نمایانگر بازی نش متقارن، C نمایانگر بازی تبانی، D نمایانگر بازی رهبر نزدیک­بین و E نمایانگر بازی استاکلبرگ است. این نتیجه برای تمام مقادیر پارامترها برقرار است و با یافته­های کرمر و ویتزمان[34]، لوییس و چمالنسی[35]، لوری[36]، پیندیک[37]، هانسن[38] و سالانت[39] سازگار است.

مقایسه میزان استخراج کارتل و حاشیه در ساختارهای مختلف بازار

از آنجا که بنگاه دوم را کارتل درنظر گرفتیم، با فرض اینکه ذخایر کارتل بیشتر از گروه حاشیه است و همچنین کمتر بودن هزینه تولید کارتل نسبت به گروه حاشیه، می­توان نوشت:

(18)                                    

در نتیجه برای تمام بازیهای متقارن، عرض از مبدأ کارتل بزرگتر از عرض از مبدأ حاشیه است و از آنجا که ذخایر کارتل بزرگتر از ذخایر حاشیه است، تولید کارتل بزرگتر از تولید حاشیه خواهد بود. برای بازیهای نامتقارن می­توان گفت که اگر مزیت هزینه­ای کارتل خیلی بیشتر از حاشیه نباشد و به عبارتی  کمی کوچکتر از  باشد، انتظار داریم که عرض از مبدأ کارتل کوچکتر از عرض از مبدأ حاشیه باشد. به عبارتی برای بازی رهبر نزدیک­بین اگر  باشد، عرض از مبدأ حاشیه بزرگتر از عرض از مبدأ کارتل خواهد بود. برای بازی استاکلبرگ نیز اگر داشته باشیم:

(19)                  

عرض از مبدأ حاشیه بزرگتر از عرض از مبدأ کارتل خواهد بود. از آنجا که دلیلی وجود ندارد که این رابطه ها برقرار باشند، در بازیهای نامتقارن امکان مقایسه دقیق عرض از مبدأ کارتل با حاشیه وجود ندارد و عرض از مبدأ کارتل ممکن است کمتر یا بیشتر از عرض از مبدأ حاشیه باشد. بنابراین امکان مقایسه دقیق میزان تولید کارتل و حاشیه در بازیهای نامتقارن وجود ندارد. از طرف دیگر اگر  را استخراج دوره اول کارتل و  را استخراج دوره اول حاشیه با ساختار بازی G تعریف کنیم، خواهیم داشت:

(20)                                                

(21)                                                

همان طور که از رابطه (17) پیداست، هنگامی که ساختار بازار از حالت رقابتی به رهبری استاکلبرگ تغییر می­کند، تولید کل بازار کاهش می­یابد و در نتیجه قیمت افزایش می­یابد. در حالی که با توجه به رابطه (21) کشورهای حاشیه­ای در حالت رهبری استاکلبرگ بیشتر از حالت رقابتی تولید می­کنند. در نتیجه کشورهای حاشیه­ای از تشکیل کارتل و تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی به رهبری استاکلبرگ استقبال نموده و از اعمال سیاست کاهش سطح تولید و افزایش قیمت توسط کارتل که در جهت افزایش منافع خود است، بیشتر از خود کارتل منتفع می­شوند.

مقایسه رابطه بین استخراج و ذخایر بدست آمده با مشاهدات تجربی

برای مقایسه نسبت ذخایر به استخراج مشاهدات تجربی با رابطه نظری بدست آمده از مدلهای دو دوره­ای و سه دوره­ای استخراج، قاعده استخراج  را به صورت زیر می­نویسیم:

(22)                                                        

حال با مشتق­گیری از معادله (22) نسبت به ذخایر داریم:

(23)                                         

همان طور که ملاحظه می­شود، رابطه (23) مثبت است. در نتیجه با افزایش سطح ذخایر، نسبت ذخایر به استخراج افزایش می­یابد. از این رو مدل با مشاهده تجربی ارائه شده در جدول 1 که به بیشتر بودن نسبت ذخایر به استخراج برای کشورهای با ذخایر بزرگتر اشاره داشت، سازگار است.

نقدهای وارد بر رابطه نظری بدست آمده

  1. قاعده استخراج بدست آمده مربوط به مدلهای دو دوره­ای و سه دوره­ای استخراج است، در حالی که گاز طبیعی چندین دهه است که استخراج می­شود و تا چندین دهه دیگر نیز استخراج خواهد شد. از این رو داده­های سالیانه ذخایر و استخراج گاز طبیعی برای کشورها، از یک افق زمانی طولانی­تر از آنچه که در کار تئوری مورد رسیدگی قرار دادیم گزارش می­دهند. در نتیجه ایده­آل آن است که قاعده استخراج را برای افق زمانی نامحدود بدست آوریم. اگرچه باید گفت که از دیدگاه محاسباتی رسیدن به رابطه بین استخراج و ذخایر برای افق زمانی نامحدود بسیار مشکل است، مخصوصاً در مورد بازی استاکلبرگ که می­تواند بهترین توصیف­کننده برای بازار آتی جهانی گاز باشد.
  2. بدیهی است که روابط و نتایج بدست آمده تحت تأثیر فرض یکسان بودن نرخ تنزیل استخراج­کننده­ها و فرم تصریح شده تابع هزینه درجه 2 استخراج است. در نتیجه ممکن است متفاوت بودن نرخ تنزیل استخراج­کننده­ها و همچنین تصریح نوع دیگری از تابع هزینه استخراج، هرکدام به تنهایی روابط و نتایج بدست آمده را دستخوش تغییر قرار دهند.

بررسی قاعده استخراج در شرایطی که نرخهای تنزیل متفاوت باشند

جایز شمردن نرخهای تنزیل متفاوت برای هر بنگاه اگرچه به یک قاعده استخراج پیچیده­تر منجر خواهد شد، ولی نتیجه خطی بودن را تغییر نمی­دهد. قاعده­های استخراج با رعایت نرخهای تنزیل متفاوت، برای مدل دو دوره­ای و دو بازی رقابتی و استاکلبرگ در جدول 4 آورده شده­اند. جدول 4 به ما می­گوید که اولاً در این حالت دیگر ضریب شیب استخراج­کننده­ها با هم مساوی نیست و هر بنگاه که نرخ تنزیل بیشتری داشته باشد، ضریب شیب کمتری خواهد داشت. بنابراین اگر نرخ تنزیل کشورهای کارتل بیشتر از نرخ تنزیل کشورهای حاشیه باشد، ضریب شیب کشورهای کارتل می­بایست کمتر از ضریب شیب کشورهای حاشیه باشد و برعکس. دوماً افزایش نرخ تنزیل هر بنگاه موجب کاهش ضریب شیب آن بنگاه و افزایش ضریب شیب بنگاه دیگر می­شود و این کاهش ضریب شیب، برای خود بنگاه شدیدتر است تا افزایش ضریب شیب برای بنگاه دیگر. سوماً در این حالت استخراج هر بنگاه وابسته به ذخایر بنگاه دیگر نیز است، ولی ضریب ذخایر حریف برای تمام پارامترسازی­های عقلایی بسیار کوچک است. بنابراین حتی با متفاوت بودن نرخهای تنزیل، استخراج بنگاه i چندان متأثر از ذخایر بنگاه j نیست. در نهایت با مقایسه میزان تولید گروه کارتل و گروه حاشیه می­توان گفت برای تمام پارامترسازی­های عقلایی و منطقی (اختلافات منطقی بین  و )،  نتایج بدست آمده در این حالت همانند نتایج بدست آمده برای حالتی است که نرخهای تنزیل را یکسان درنظر گرفتیم. 

 

جدول 4. مدل دو دوره­ای استخراج در شرایط متفاوت بودن نرخ تنزیل

ساختار بازی

قاعده استخراج

باری رقابتی

 

بازی استاکلبرگ

 

 

بررسی قاعده استخراج در شرایطی که هزینه استخراج تابعی از سطح ذخایر باشد

همانطور که اشاره شد، از نظر هاتلینگ هرچه که معدن عمیق­تر می­شود یا مقدار ذخیره باقیمانده کاهش می­یابد، هزینه­ها بطور فزاینده افزایش می­یابند. بدین ترتیب ما در این حالت برای بررسی قاعده استخراج، فرم پیچیده­تری از تابع هزینه را به صورت  برای بنگاه i معرفی می­کنیم. با این تابع هزینه برای مدل دو دوره­ای استخراج و بازی رقابتی، استخراج بهینه برای بنگاه i به صورت زیر بدست می­آید:

(24)       

برای دیگر ساختارهای بازار نیز قاعده استخراج به نتایجی مانند معادله (24) می­انجامد و به صورت غیرخطی[40] بدست می­آید. همچنین در این نوع توابع هزینه که به قواعد استخراج غیرخطی        می­انجامد، استخراج بنگاه i وابسته به ذخایر بنگاه j نیز است. اگر بنگاهها در واقعیت با چنین توابع هزینه­ای روبرو باشند، ما می­بایست انتظار داشته باشیم که یک رابطه خیلی پیچیده بین استخراج و ذخایر مشاهده کنیم. در اینصورت تخمین­های شیب و عرض از مبدأ برای قاعده استخراج خطی بی­ثبات[41]خواهند شد و فرضیه خطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر می­بایست رد شود. بر این اساس می­توان گفت نتایج حاصل از مقایسه­های صورت گرفته شده در مورد قواعد استخراج خطی، نمی­تواند چندان معتبر باشد. بنابراین فرضیه خطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر را    می­بایست مورد آزمون قرار داد.

 

3. تخمین مدل و تجزیه تحلیل نتایج

همانطور که ملاحظه شد، به دنبال تجزیه و تحلیل تأثیر تغییر ساختار بازار بر استخراج ذخایر، در تمام ساختارهای مختلف بازار به رابطه­ای خطی بین استخراج و ذخایر دست یافتیم. بنابراین      می­توان به این نتیجه رسید که با تشکیل کارتل و تغییر ساختار بازار، رابطه خطی بین استخراج و ذخایر دستخوش تغییر نخواهد شد. به عبارتی، اگر این رابطه خطی قبل از تشکیل کارتل برقرار بوده باشد، بعد از تشکیل آن نیز برقرار خواهد بود. بر این اساس، در ادامه برای دستیابی به نزدیکترین قاعده استخراج به واقعیت، از آنجا که در هر یک از دو گروه کارتل و حاشیه با تعداد زیادی کشور روبرو هستیم، به منظور حفظ درجات آزادی و اعتماد بیشتر به برآورد پارامترها و همچنین در نظر گرفتن تفاوت­های واحدی (بین کشورها) که برای تصریح بهتر مدل است، هر یک از این قواعد استخراج را با استفاده از رگرسیون داده­های تابلویی[42] (استفاده از روش اثرات ثابت یا روش اثرات تصادفی، با توجه به آزمون هاسمن) مورد آزمون تجربی قرار می­دهیم. 

داده­های مدل

داده­های استفاده شده از مرور آمار انرژی جهان (BP) است و عبارتند از ذخایر اثبات شده در پایان هر سال (برحسب تریلیون مترمکعب) و میزان استخراج سالانه (برحسب میلیارد مترمکعب) برای هر کشور استخراج­کننده گاز طبیعی در جهان. البته باید گفت داده­ها برای کشور گینه استوایی که عضو کارتل است به طور کلی و همچنین برای بعضی از کشورهای دیگر در تمام دوره­های زمانی موجود نیست (مخصوصاً برای کشورهای تازه استقلال یافته از شوروی سابق). در نتیجه کل داده­های ما برای 10 عضو دیگر کارتل و 36 کشور حاشیه­ای، در دوره زمانی 2008-1980 عبارتند از 1210 مشاهده برای استخراج و ذخایر.

معرفی تصریح مدل

الف- دیدیم برای توابع هزینه مستقل از سطح ذخایر هنگامی که نرخهای تنزیل را یکسان درنظر بگیریم، به قاعده استخراج خطی با شیب­های عمومی[43] (یکسان) دست می­یابیم. از آنجا که عبارت عرض از مبدأ می­تواند برای تمام استخراج­کننده­ها متفاوت باشد (به علت متفاوت بودن هزینه­های استخراج و عملکرد بازاری)، ما در این حالت به منظور حفظ درجات آزادی و کارایی بیشتر، مدل را مانند یک مدل مقید[44] ( از نظر فرض یکسان بودن شیب برای تمام استخراج­کننده­ها) به صورت زیر تصریح می­کنیم:

(25)                                      

به طوری که  پارامتر میانگین عرض از مبدأ استخراج­کننده­های حاشیه­ای و کارتل،  پارامتر شیب عمومی و عناصر غیرقابل مشاهده[45] نیز شامل  (که برای واحدهای مقطعی متفاوت و در طول زمان ثابت است)،  (که برای واحدهای مقطعی یکسان و در طول زمان تغییر می­کند) و  (که هم در طول زمان و هم در بین واحدها تغییر می­کند) است.

ب- دیدیم برای توابع هزینه مستقل از سطح ذخایر، هنگامی که نرخهای تنزیل را متفاوت درنظر بگیریم، به قاعده استخراج خطی با شیب­های متفاوت دست می­یابیم. به طوری که در این حالت ذخایر حریف نیز بر میزان استخراج بنگاه تأثیرگذار خواهد بود، ولی این اثرگذاری برای تمام پارامترسازی­های عقلایی و منطقی بسیار ناچیز است. بنابراین در این حالت نیز از اثرگذاری ذخایر حریف بر استخراج بنگاه صرف­نظر می­کنیم. همین طور از آنجا که عبارت عرض از مبدأ می­تواند برای استخراج­کننده­ها متفاوت باشد، ما در این حالت نیز به منظور حفظ درجات آزادی و کارایی بیشتر، مدل را مانند یک مدل غیرمقید[46] (که اجازه می­دهد شیب کارتل متفاوت از شیب   استخراج­کننده­های مستقل یا حاشیه­ای باشد) به صورت زیر تصریح می­کنیم:

(26)                      

به طوری که  پارامتر میانگین عرض از مبدأ استخراج­کننده­های حاشیه­ای و کارتل،  پارامتر شیب استخراج­کننده­های حاشیه­ای و  یک متغیر مجازی است که برای کشورهای عضو کارتل برابر یک و برای کشورهای حاشیه­ای صفر است. از این رو g میانگین اختلاف در تخمین شیب برای کشورهای عضو کارتل و کشورهای حاشیه­ای است. بنابراین برای یک قاعده استخراج خطی با شیب­های عمومی می­بایست  باشد.

ج- دیدیم برای توابع هزینه وابسته به سطح ذخایر، به قاعده استخراج غیرخطی پیچیده­ای دست می­یابیم. به طوری که در این حالت نیز ذخایر حریف بر میزان استخراج بنگاه تأثیرگذار است. نظر به اینکه ما با توجه به معادله (24)، در این حالت در ارائه تصریح مناسب اقتصادسنجی با مشکل روبرو می­شویم و از آنجا که به دنبال بررسی خطی یا غیرخطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر هستیم، برای حفظ درجات آزادی، افزایش کارایی و اعتماد بیشتر به برآوردها (مخصوصاً )، از تصریح زیر صرفاً برای بررسی خطی یا غیرخطی بودن قاعده استخراج مانند یک آزمون فرضیه[47] بهره می­گیریم:

(27)                             

به طوری که  پارامتر میانگین عرض از مبدأ استخراج­کننده­های حاشیه­ای و کارتل،  پارامتر شیب عمومی و  ضریب عبارت درجه 2 است. بنابراین برای یک قاعده استخراج خطی      می­بایست  باشد.

تخمین پارامترها و ارائه نتایج

همانطور که اشاره شد، پارامترها با استفاده از داده­های تابلویی تخمین زده خواهند شد و نتایج حاصل از تخمین نیز با توجه به آزمون هاسمن (که به منظور انتخاب بین استفاده کردن از روش اثر تصادفی یا روش اثر ثابت انجام می­شود) ارائه می­شوند. بر این اساس به دنبال بررسی خطی یا غیرخطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر و استفاده کردن از همه مجموعه داده­ها، نتایج حاصل از تصریح اقتصادسنجی معادله (27) به صورت زیر گزارش می­شوند:

(28)                                     

 

همان طور که ملاحظه می­شود، هر دوی عبارت­های شیب و عرض از مبدأ، مثبت و قویاً معنی­دار[48] هستند. در مورد ضریب عبارت درجه 2 که منفی است و از رابطه مقعر[49] بین ذخایر و استخراج حکایت می­کند، باید گفت که آماره t تنها برای سطح اطمینان[50] 20 درصد و بالاتر در ناحیه بحرانی[51] قرار می­گیرد. بنابراین می­توان گفت که ضریب عبارت درجه 2 برای سطوح احتمال کمتر از 20 درصد بی­معنی[52] است و در نتیجه برای سطوح احتمال کمتر از 20 درصد، فرض صفر بودن  را نمی­توان رد کرد. بر این اساس فرضیه غیرخطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر رد می­شود و فرضیه خطی بودن رابطه بین استخراج و ذخایر پذیرفته می­شود. حال به دنبال بررسی یکسان یا متفاوت بودن شیب استخراج­کننده­های حاشیه­ای و کارتل، با در نظر گرفتن همه مجموعه داده­ها و استفاده کردن از تصریح اقتصادسنجی معادله (26)، نتایج به صورت زیر گزارش می­شوند:

(29)                            

 

همانطور که ملاحظه می­شود، هر دوی عبارت­های شیب و عرض از مبدأ مثبت و قویاً معنی­دار هستند. در صورتی که ضریب متغیر دامی یا g که نمایانگر متفاوت بودن شیب کشورهای عضو کارتل و کشورهای حاشیه­ای است، منفی و قویاً معنی­دار است. در نتیجه فرض صفر بودن g قویاً رد می­شود. بر این اساس فرضیه مساوی بودن شیب استخراج­کننده­های کارتل و حاشیه رد می­شود و در نهایت فرضیه وجود رابطه خطی بین استخراج و ذخایر با شیب­های متفاوت استخراج­کننده­ها پذیرفته می­شود.

با توجه به نتایج بدست آمده، از آنجا که منفی بودن ضریب عبارت درجه 2 در رابطه (28) (که البته بی­معنی است) به رابطه مقعر بین ذخایر و استخراج اشاره دارد و منفی بودن ضریب متغیر دامی در رابطه (29) از کمتر بودن شیب کارتل نسبت به کشورهای حاشیه­ای حکایت می­کند، به نظر می­رسد که ضریب شیب برای کشورهای دارای ذخایر بزرگتر نسبت به کشورهای دارای ذخایر کوچکتر کمتر است. حال ما نسبت به آزمون این یافته، قاعده استخراج خطی پذیرفته شده را برای کشورهای دارای ذخایر کوچکتر و کشورهای دارای ذخایر بزرگتر به صورت جداگانه مورد بررسی قرار می­دهیم.

بدین ترتیب از آنجا که ترینیدادوتوباگو کوچکترین عضو کارتل است و حجم ذخایرش حدود 5/0 تریلیون مترمکعب است، کشورهای حاشیه­ای که حجم ذخایرشان کمتر از 5/0 تریلیون مترمکعب باشد را کشورهای حاشیه­ای کوچک و کشورهای حاشیه­ای که حجم ذخایرشان بیشتر از 5/0 تریلیون مترمکعب باشد را کشورهای حاشیه­ای بزرگ تعریف می­کنیم. البته از طرف دیگر باید گفت انتخاب سطح 5/0 تریلیون مترمکعب این امکان را به ما می­دهد که برای هر گروه نمونه­ای مناسب از لحاظ تعداد کشورها در اختیار داشته باشیم.

نتایج حاصل از تخمین پارامترها برای تمام گروهها در جدول 5 آورده شده­اند. همانطور که ملاحظه می­شود، عبارتهای شیب و عرض از مبدأ برای تمام گروهها مثبت و قویاً معنی­دار هستند. به علاوه شیب برای گروههای دارای ذخایر بزرگتر نسبت به گروههای دارای ذخایر کوچکتر کمتر تخمین زده می­شود. به طوری که اگر  را عبارت شیب کارتل،  را عبارت شیب کل حاشیه،  را عبارت شیب حاشیه بزرگ و  را عبارت شیب حاشیه کوچک تعریف کنیم، خواهیم داشت: . با توجه به وجود رابطه خطی بین استخراج و ذخایر، می­توان گفت نتایج بدست آمده به نوعی می­توانند نشان­دهنده این باشند که کشورهای دارای ذخایر بزرگتر نرخ تنزیل بیشتری دارند. این همان نتیجه­ای است که اندرو پیکرینگ در سال 2007 به دنبال بررسی رابطه بین استخراج و ذخایر نفت خام (در حضور اوپک به عنوان رهبر بازار یا ساختار بازار رهبری استاکلبرگ) به آن دست یافت و ما این بار برای گاز طبیعی و به دنبال بررسی تأثیر تشکیل کارتل گاز بر عرضه جهانی گاز طبیعی به این نتیجه رسیدیم.

 

جدول 5. نتایج تخمین مدل برای تمامی گروها

حاشیه کوچک

حاشیه بزرگ

کل حاشیه

کارتل

 

426355/4

00527/44

59052/59

19744/24

 

(439377/3)

(58356/17)

(45424/22)

(99224/12)

 

031680/0

008207/0

008586/0

003158/0

 

(501695/7)

(022376/7)

(037020/9)

(90181/12)

 

(398)14

(539)22

(937)36

(273)10

(تعداد مشاهدات) تعداد کشورها

811796/0

978224/0

976621/0

984828/0

 

0046/0

0440/0

0050/0

0000/0

 

 

4. نتیجه­گیری

به دنبال آزمون هر یک از قواعد استخراج و رد فرضیه غیرخطی بودن قاعده استخراج، در نهایت دیدیم که داده­ها از وجود رابطه خطی بین استخراج و ذخایر با ضریب­های شیب متفاوت استخراج­کننده­ها حمایت می­کنند (ضریب­های شیب کمتر برای استخراج­کننده­های با ذخایر بزرگتر). بنابراین ما در این تحقیق (علیرغم اینکه به دنبال بررسی مقایسه میزان تولید در ساختارهای مختلف بازار بودیم)، مانند اندرو پیکرینگ به این نتیجه رسیدیم (این بار برای گاز) که کشورهای دارای ذخایر بزرگتر، نرخ تنزیل بیشتری دارند. 

با توجه به نتایج بدست آمده، می­توان گفت که تغییرات در سطح ذخایر از طریق ضریب شیب بر میزان استخراج بنگاه تأثیر می­گذارد. همچنین می­توان گفت با تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی (قبل از تشکیل کارتل) به حالت رهبری استاکلبرگ (بعد از تشکیل کارتل)، عرضه جهانی گاز طبیعی کاهش خواهد یافت و در نتیجه قیمت افزایش می­یابد. ولی نظر به اینکه با تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی به رهبری استاکلبرگ، تولید استخراج­کننده­های حاشیه­ای افزایش می­یابد، می­توان گفت که آنها از تشکیل کارتل استقبال نموده و حتی از خود اعضای کارتل که با یکدیگر تبانی کرده و قیمت را افزایش داده­اند، بیشتر منتفع می­شوند. به عبارت دیگر تمامی          استخراج­کننده­های گاز طبیعی از تغییر ساختار بازار از حالت رقابتی به حالت رهبری استاکلبرگ سود می­برند، ولی از آنجایی که اساساً عدم عضویت در کارتل نسبت به عضویت در آن دارای منافع بیشتری بوده و ارجحیت دارد، هر کشور استخراج­کننده گاز طبیعی تمایل دارد که دیگران یا دیگر کشورها اقدام به تشکیل کارتل نمایند. بر این اساس عموماً کشورهای صادرکننده و دارای ذخایر بزرگتر که از وجود شرایط رقابتی بیشتر از سایرین متضرر می­شوند، اقدام به تشکیل کارتل می­نمایند. در این میان با توجه به نتایج بدست آمده می­توان گفت که طبیعتاً بعد از تشکیل کارتل نیز هر یک از اعضای کارتل (مخصوصاً اعضای کوچکتر و دارای ظرفیت تولیدی کمتر[53]) تمایل دارند که از کارتل خارج شده و به اعمال فریبکارانه و تولید بیشتر از سهمیه که به افزایش منافع خود و کاهش منافع دیگر اعضاء می­انجامد، اقدام نمایند. بنابراین هر یک از این اعضاء می­خواهند از موقعیت کارتل به نفع خودشان استفاده کنند و کاری به منافع دیگر اعضاء ندارند. بر این اساس اگر کارتل جایگاه قانونی چندان محکمی نداشته باشد و تحدید تنبیه یک عضو مشخص در شرایط عدم همکاری، توسط سایر اعضاء چندان معتبر نباشد و یا منفعت حاصل از عدم همکاری بیشتر از هزینه تنبیه و اقدامات تلافی­جویانه سایر اعضاء باشد (به گونه­ای که اقدام به تخلف سودمندتر از راه حل همکاری باشد)، موضوعیت وجود کارتل تا حد زیادی منتفی بوده و هر یک از اعضای آن به جای تبانی به رقابت با یکدیگر می­پردازند. در نتیجه می­توان گفت که در این شرایط با وجود تشکیل کارتل عملاً ساختار بازار در حالت رقابتی باقیمانده و تشکیل کارتل تأثیر چندانی بر عرضه جهانی گاز نخواهد گذاشت. حال اگر درون کارتل قوانین محکم و بازدارنده­ای وجود داشته باشد، می­توان گفت هر عضو تا زمانی که مقدار ذخایر قابل ملاحظه­ای در اختیار دارد به تبانی با دیگران ادامه داده و منافع بلندمدت خود را به مخاطره نمی­اندازد. در این صورت با توجه به نتایج بدست آمده انتظار داریم در دهه­های آینده با کاهش عرضه و افزایش قیمت جهانی گاز طبیعی روبرو شویم.

بنابراین در نهایت می­توان گفت، اگر قوانین این کارتل به گونه­ای باشد که با خروج کامل یک عضو مشخص آن (مانند ایران) منحل نشود (به عبارتی اگر عضوی شفافاً خروجش را به کارتل اطلاع دهد و سایر اعضاء همچنان در کارتل بمانند و به تبانی با یکدیگر ادامه دهند)، از نگاه منفعت­طلبانه اقتصادی برای آن عضو بصرفه است که علیرغم کاهش قدرت کارتل از آن خارج شود. مگر آنکه به عضویت در کارتل از منظر افزایش منافع سیاسی نگاه کنیم، به گونه­ای که اعضای آن با همکاری یکدیگر می­توانند در مواقع لزوم، از این کارتل به عنوان ابزاری برای اهرم فشار به دیگر کشورها در معاهدات سیاسی استفاده کنند. بدین ترتیب در این شرایط عضویت در کارتل و افزایش منافع سیاسی به خروج از آن و افزایش منافع اقتصادی بیشتر، ممکن است ارجحیت داشته باشد. این نیز استدلالی دیگر است، مبنی بر اینکه چرا بعضی از کشورها اقدام به تشکیل کارتل می­کنند و یا اینکه در آن باقی می­مانند. از آنجا که 6 عضو این کارتل یعنی ایران، قطر، نیجریه، لیبی، الجزایر و ونزوئلا از اعضای اوپک نیز هستند شاید بتوان این تحلیل را نیز تا حدی پذیرفت. بنابراین با توجه به نتایج بدست آمده از این مقاله در تحقیق آینده می­توان این را مورد بررسی قرار داد که چرا بعضی کشورها (مخصوصاً کشورهای کوچکتر[54]) با وجود منافع اقتصادی بیشتر به طور کلی از کارتل خارج نمی­شوند و اینکه چرا کشورهای با ذخایر بزرگتر دارای نرخ تنزیل بیشتری هستند و آیا نتیجه بدست آمده برای دیگر منابع پایان­پذیر مانند زغال سنگ نیز برقرار است.

 

 

 

 
   

 

منابع

British Petroleum,  BP Statistical Review of World Energy (www.bp.com)

Dasgupta, P. and G. Heal (1979), Economic Theory and Exhaustible Resources, Cambridge University Press.

Eswaran, M. and T. Lewis (1985), “Exhaustible Resources and Alternative Equilibrium Concepts”, Canadian Journal ofEconomics, Vol. 18, pp. 459-473.

Farzin, Y. H. (1992), “The Time Path of Scarcity Rent in the Theory of Exhaustible Resources”, Economic Journal, Vol. 102, pp. 813-830.

Hansen, L. P., Epple, D. and W. Roberds (1985), “Linear-quadratic Models of Resource Extraction”, In: Sargent, T.J (Ed.), Energy, Resources and Strategy, Resources for the Future, Washington.

Hanson, D. A. (1980), “Increasing Extraction Costs and Resource Prices: Some Further Results”, Bell Journal ofEconomics, Vol. 11, pp. 335-342.

Hartwick, J. M. and P. A. Sadorsky (1990), “Duopoly in Exhaustible Resource Exploration and Extraction”, CanadianJournal of Economics, Vol. 7, pp. 371-378.

Heal, G. (1976), “The Relationship between Price and Extraction Cost for a Resource Exploration And Extraction”, Canadian Journal of Economics, Vol. 7, pp. 371-378.

Hotelling, H. (1931), “The Economics of Exhaustible Resources”, Journal of Political Economy, Vol. 39, pp. 137-175.

Krautkraemer, J. A. (1998), “Nonrenewable Resource Scarcity”, Journal of Economic Literature, Vol. 36, pp. 2065-2107.

Pickering, A. (2007), “The Oil Reserves Production Relationship”, Energy Economics, Vol. 30, pp. 352-370.

Sargent, T. J. (1979), Macroeconomic Theory, Academic Press, New York.

Solow, R. M. and F. Y. Wan (1976), “Extraction Costs in the Theory of Exhaustible Resources”, Bell Journal ofEconomics, Vol. 7, pp. 359-370.

 

 



* دانشیار دانشکده اقتصاد دانشگاه تهران                                                                                                                         abdoli@ut.ac.ir

** دانشجوی کارشناسی ارشد دانشکده اقتصاد دانشگاه تهران

[1]. British Petroleum  (www.bp.com)

[2]. OPEC

[3]. Gas Cartel

[4]. Andrew Pickering (2007)

[5]. Slope Term

[6]. Krautkraemer, J. A. (1998)

[7]. Gas Exporting Countries Forum

[8]. داده­های مربوط به سطح ذخایر و میزان تولید برای این کشور در دسترس نیست.

[9]. Known Reserves

[10]. Eswaran, M. and T. Lewis (1985)

[11]. Hansen, L. P.  (1985)

[12]. Hartwick, J. M. and P. A. Sadorsky (1990)

[13]. Feasible

[14]. Dasgupta, P. and G. Heal (1979)

[15]. Hotelling, H. (1931)

[16]. Solow, R. M. and F. Y. Wan (1976)

[17]. Heal (1976)

[18]. Hanson, D. A. (1980)

[19]. Farzin, Y. H. (1992)

[20]. Expected Net Present Value (ENPV)

[21]. Symmetric Game

[22]. Non-symmetric Game

[23]. Competitive Equilibrium Game

[24]. Symmetric Nash Game

[25]. Collusive Game

[26]. Myopic Leader Game

[27]. Stackelberg Game

[28]. Reaction Function

[29]. First Order Condition

[30]. این معادله­ای است که از طولانی شدن مطالب جلوگیری می­کند و ما را مستقیم به رابطه نهایی می­رساند، اما باید در نظر داشت که از این معادله فقط برای مدلهای خطی و هزینه­های درجه 2 می­توان استفاده کرد.

[31]. Sargent (1979)

[32]. Linear

[33]. Implicitly

[34]. Cremer and Weitzman (1976)

[35]. Lewis and Schmalenee (1980)

[36]. Loury (1986)

[37]. Pindyck (1978)

[38]. Hansen (1985)

[39]. Salant (1976)

[40]. Non-Linear

[41]. Unstable

[42]. Panel Data Regression

[43]. Common Slopes

[44]. Restricted Model

[45]. Unobserved Elements

[46]. Unrestricted Model

[47]. Test of Hypothesis

[48]. Highly Significant

[49]. Concave

[50]. Confidence Level

[51]. Critical Region

[52]. Insignificant

[53]. با خروج اعضای بزرگتر و دارای ظرفیت تولیدی بیشتر، بازار از شرایط رهبری استاکلبرگ به شرایط رقابتی نزدیکتر شده و موضوعیت وجود کارتل تا حد زیادی منتفی می­شود. در نتیجه شاید بتوان گفت که اعضای دارای ذخایر بزرگتر و ظرفیت تولیدی بیشتر چندان تمایل به خروج از کارتل ندارد.

[54]. خروج کشورهای بزرگتر عموماً به منحل شدن کارتل می­انجامد. 

British Petroleum,  BP Statistical Review of World Energy (www.bp.com)

Dasgupta, P. and G. Heal (1979), Economic Theory and Exhaustible Resources, Cambridge University Press.

Eswaran, M. and T. Lewis (1985), “Exhaustible Resources and Alternative Equilibrium Concepts”, Canadian Journal ofEconomics, Vol. 18, pp. 459-473.

Farzin, Y. H. (1992), “The Time Path of Scarcity Rent in the Theory of Exhaustible Resources”, Economic Journal, Vol. 102, pp. 813-830.

Hansen, L. P., Epple, D. and W. Roberds (1985), “Linear-quadratic Models of Resource Extraction”, In: Sargent, T.J (Ed.), Energy, Resources and Strategy, Resources for the Future, Washington.

Hanson, D. A. (1980), “Increasing Extraction Costs and Resource Prices: Some Further Results”, Bell Journal ofEconomics, Vol. 11, pp. 335-342.

Hartwick, J. M. and P. A. Sadorsky (1990), “Duopoly in Exhaustible Resource Exploration and Extraction”, CanadianJournal of Economics, Vol. 7, pp. 371-378.

Heal, G. (1976), “The Relationship between Price and Extraction Cost for a Resource Exploration And Extraction”, Canadian Journal of Economics, Vol. 7, pp. 371-378.

Hotelling, H. (1931), “The Economics of Exhaustible Resources”, Journal of Political Economy, Vol. 39, pp. 137-175.

Krautkraemer, J. A. (1998), “Nonrenewable Resource Scarcity”, Journal of Economic Literature, Vol. 36, pp. 2065-2107.

Pickering, A. (2007), “The Oil Reserves Production Relationship”, Energy Economics, Vol. 30, pp. 352-370.

Sargent, T. J. (1979), Macroeconomic Theory, Academic Press, New York.

Solow, R. M. and F. Y. Wan (1976), “Extraction Costs in the Theory of Exhaustible Resources”, Bell Journal ofEconomics, Vol. 7, pp. 359-370.