基础设施破坏性自然灾害的影响研究

摘要 接受的这项研究考察了破坏基础设施的自然灾害 (气象和地质灾害对能源消耗的影响在工业和非可再生资源与可再生能源之间存在差异。我们使用跨越五十年（1961-2011年）的数据集（最多包含80个国家），以减少组内异质性。我们在面板数据中应用了经济过程的动力学分析。对于高收入经济体，这些经济体也展示了技术进步对可再生能源的积极影响；而对于低收入经济体，自然灾害对能源消耗产生负面影响；对于中等收入国家，则显示出自然灾难对能源消耗的短期和长期复杂影响。通过全面的数据集（涵盖80个国家，时间跨度长），我们探讨了不同行业在不同经济发展水平（低收入、中等收入、高收入）下的能源使用模式差异，以及不同类型自然灾害（如地质灾害和气候灾害）的影响。自然灾难不仅在短期内影响能源消耗，还可能在灾害后促进从传统化石燃料向可再生能源的转变。尽管自然灾难通常会对能源消耗产生负面影响，但在灾后重建过程中，这种转变提供了新的机遇。通过能源类型（如住宅与非住宅）对比一个新颖的综合非平衡数据集，我们将这些数据按照发展水平和估计方法（采用Blundell和Bond的GMM估计器）进行分组。在最先进的情况下，我们能够在事件发生五年后观察到对工业住宅能源消耗的正面影响。此研究发现基础设施经济重建期对能源使用有显著影响。利用长达50年的数据，我们能够识别出工业和商业用途与住宅用途、收入水平（低收入国家和高收入国家）、估算方法（统计学方法和气象学方法）之间的差异。此研究进一步表明，在经济重建期间，从依赖传统能源向采用更先进的能源技术转变具有重要意义。短期内可能对能源使用产生负面影响，但长远来看有助于推动能源效率的提升。 1. Introduction 消费在他们破坏基础设施，包括能源电网、油 refinery 的工作以及可再生能源生产设施时受到影响，我们假设灾害滞后效应（我们研究五年滞后）可能是正面的或负面的，我们对此最为感兴趣。 是否有证据表明随着这一过程升级到可再生能源消费这是一份作者手稿，已被接受发表并已完成同行评审，但尚未经过校对、排版、页码设定和校样过程， 因此该版本与正式版本之间可能存在差异。版本记录。请引用这篇文章作为doi ： 10.1002 / ep.12640 。 本文受版权保护。保留所有权利。 接受的重建之中。确实，我们能够证明对于高收入经济体，这些经济体也是技术上最先进的，在观察地质灾害对低收入经济体和住宅能源的积极影 地质物理灾难发生五年后，我们观察到它对可再生能源使用产生了积极影响。对于较不发达国家，我们响，在总体上正面的影响中反映出滞后地质物理效应的即时负面影响，这反映了能源使用过程中的变化模式，表明灾后重建促进了经济活动从碳足迹恢复，而能源需求的模式也表明了持续的重要性。当前的文献为自然灾难影响的假设提供了框架。首先，“创造性破坏”导致在自然灾害期间被摧毁的基础设施在灾后被重新建设（Dumas [2]；Noy 和 Vu [3]）。其次，有证据表明，自然灾害后的最好结果是随后的经济增长与较低的能源消耗相关（Baldwin [4]；Vigdor [5]；Belasen 和 Polachek [6] 和 [7]；Rhode [10]）。我们在此基础上扩展了上述文献，不仅研究了自然灾害对GDP的影响，还探讨了其对能源消费的影响。我们的研究符合第一种文献流派。我们发现广泛存在的证据表明，尽管自然灾害的即时影响是负面的，但随着时间的推移，能源消费会有所恢复，并且这种恢复与经济活动的碳足迹减少有关。为了利用数据的特点并控制潜在的偏差，我们采用了Blundell-Bond GMM估计方法（Blundell和 Bond [12]）。本研究中的研究工作基于三个方面的影响：1）自然灾害的影响；2）自然灾害与经济增长之间的关系；3）能源消耗的变化模式。工业能源消费，在中等收入国家的情况下。尽管经历了能源使用上的灾难，这些国家仍然能够通过重建恢复到灾前水平。这种灾害对GDP的影响在长期内提供了解耦能源消费与灾害之间长期关系的机会。我们探讨了自然灾害对短期内和长期内能源消耗的影响，发现随着时间的推移会从灾害中恢复过来。气象和地质灾害在长期内显示出恢复的迹象。我们选择了时间序列动力学和合并国家内生性来研究这一问题。（参考文献：Skidmore 和 Toya [1]；Hallegatte 和 Richey [2]；Smith 等 [3]；Hornebeck [4]；Strobl [5]；Boustan 和 Khan [6]；Arellano 和 Bover [7]；Blundell 和 Bond [10]） 发展 ； 3) 自然灾害与能源需求之间的关系 1.1. 自然灾害对宏观经济的影响。 诺伊 [13] 是最早系统建模自然灾害宏观经济影响的努力之一。诺伊表明，“更高的文盲率、更好的制度、更高的人均收入、更高的贸易开放度以及更高的政府支出水平的国家，在自然灾害中表现得更好。” 接受的能够抵御初始灾难冲击并促进宏观经济的恢复。“诺伊和约森 [14] 提出了一个有用的区分，即将脆弱性通常与预防、康复、重建和恢复过程联系起来。”灾害可以分为风险因素、受威胁的人口以及自然和人为灾害的过程。影响国家层面的风险。韧性是指使国家能够从灾难中恢复的制度。“拉扎罗尼和范·伯格伊克 [15] 的研究结果探讨了自然灾害对宏观经济的影响，不仅包括直接成本，还包括间接成本，这些成本是在事件发生时或之后不久发生的。”次生成本被定义为归因于对整体经济表现产生影响的成本。”宏观经济灾难的影响应该通过包括教育、投资和开放性来探索，以更全面地理解其影响。“托亚和斯金德莫 [16] 探讨了宏观经济脆弱性与自然灾害之间的关系，发现收入水平较高、教育程度更高、开放性更强的国家经历的灾害相关损失较少。”事件进一步影响到脆弱性和韧性、准备性和减轻措施；而韧性与脆弱性是城市发展的性质在预期风险路径上的函数。风险指数是试图捕捉由2000年至2013年间进行的64项主要元分析研究中所体现的经济、社会和政治因素导致的灾害影响因素。直接成本包括基础设施损失、货物损失以及人员伤亡。间接成本则包括业务中断和经济损失。作者建议未来的研究应更多地关注“缓解作用”的解释变量。研究表明，经济发展的程度和更完善的金融体系与脆弱性的降低有关。 Kellenberg 和 Mobarak [17] 进一步探讨了经济发展与自然灾害宏观经济脆弱性之间的关系。该论文挑战了发展水平与灾害相关损失程度之间假设的负相关关系。他们提供了库茨涅兹倒U型关系的证据，在这种关系中，灾害损失随着经济发展水平的提高而先下降后上升。 人均收入在大约4,500美元至5,500美元左右达到峰值后，死亡率随着人均收入的增加而下降。 接受的Fomby等[18]追踪了GDP增长率对灾害响应的情况。作者们报告称，发展中国家受到的影响大于工业化国家。灾害对农业和非农业经济部门（农业与非农业）的即时影响不同，农业部门通常会立即受到影响，而非农业部门则存在时间滞后效应。洪水和地震对重建活动有正面影响。大多数关于类似数据库的研究都将灾害强度数据与EM-DAT数据合并，以衡量灾害严重性，发现这些灾害对经济增长产生了显著且稳健的负面影响。具体而言，他们估计最严重的5%的灾害可能导致GDP增长率下降0.46%以上。随着时间的推移，在自然灾害之后，发展中国家的粮食生产响应更加严重。不同类型的灾害对粮食生产的影响各不相同（取决于灾害类型）。例如，干旱对非农业经济的影响随着时间的推移而加剧，因为干旱会刺激这种影响（参考EMDAT或灾害数据集）。Felbermayr和Gröschl [19]利用灾害影响来创建GDP衡量指标。使用他们的GeoMet数据，作者们探讨了“灾害对经济增长的影响”。在灾害年份，与负担得起的能源资源供应减少相关联。能源与经济之间的关系对于因果关 1.2 能源安全与经济发展。现代工业经济依赖于能源的安全供应。Constantini和Martini[20]探讨了发达国家和发展中国家之间的关系。Granger因果关系模式在各国之间表现出一致的趋势，例如，在短期内，能源供应的增长直接促进了能源需求的增长；而在长期内，这种模式保持不变，但对于OECD国家来说，因果关系可能有所不同，这可能反映了能源节约投资的影响。系框架来说并不总是有效的，因为它依赖于时间因素（短期 vs. 长期）以及不同变量之间的关系。对于非OECD面板而言，检测到了从工业生产到能源需求的因果关系，即能源需求对非OECD国家的工业产出产生了影响。 同时，Narayan和Doytch [21]以及Doytch和Narayan [22]研究了工业和住宅能源部门可再生能源与非可再生能源消费与经济增长之间的关系。作者们发现了反馈假说的支持（经济增长与能源消费之间存在双向因果关系）。 假设（从能源消耗单向因果关系到经济增长）和保守假设（从经济增长单向因果关系到能源消耗），在考察非可再生资源时，无论是总体能源消耗还是工业能源消耗方面。 关于可再生能源的消费，他们发现了其增长。黄等 [23] 使用了82个国家的数据面板来研究能源消费与GDP之间的关系。需求和GDP增长的关系被分别测试了四个收入水平：低收入、下中等收入、上中等收入和高收入国家的情况，这暗示了环境库兹涅茨曲线的存在：随着收入水平的提高，能源消费和GDP增长之间的关系发生了变化；对于下中等收入和发展中国家而言，能源需求的增长驱动了能源消费。对于高收入国家，能源消费的增长驱动了能源需求增长。这些发现的环境政策含义是显而易见的。Apergis和Tang[24] 测试了能源主导增长假设。作者认为，如果能源消费Granger因果地影响了能源需求（和污染），那么基于能源节约的政策措施将有助于促进经济增长而不减少GDP增长。这些国家支持旨在应对气候变化的能源节约政策。Pao等 [25] 基于Apergis和Pao等 [25]（表1）的工作，测试了能源（包括可再生能源）与非清洁能源（化石燃料）之间的关系，并且它在经济方面大多数情况下是中立的，特别是在1972年至2002年的时期，用于建模世界银行定义的能源集团之间的因果关系（低收入和高收入国家）。研究结果显示，在低收入国家之间，没有发现任何关系；而在上中等收入国家中，GDP试图表明存在一种反向关系。论文探讨了能源与经济增长之间的关系，并提出了一个针对85个国家面板数据的假设。如果GDP增长导致环境退化，则可能会对经济产生负面影响。相反，如果采取节能策略可以减少能源需求，那么能源驱动的增长假设更有可能抑制经济增长。关键发现是，依赖资本密集型产业的经济体更可能支持能源驱动的增长假说；而更多的清洁能源（可再生能源和核能）可能会增强这种关系，但具体关系仍需进一步研究。（注：原文中的“r”、“nd”、“causes”等疑似为排版或输入错误，已尽量根据上下文进行了修正。） 接受的文章 经济增长。在更广泛的实证结果中，他们发现可再生能源需求与经济增长之间存在长期单向因果关系。这一发现的一个可能解释是，从化石燃料向可再生能源的转变与产出部门构成的变化（从重工业到轻制造业和服务行业）以及更加先进的技术有关。 1.3. 自然灾害和能源需求。 广义上属于能源安全框架的两个问题是 ： 1 ， 灾难如何 接受的自然能源供应和需求产生影响；2，在短期内，自然灾害会减少制造业基础设施和自然资源资本（例如，沿海地区的生产力效应）（参见Hallegatte和Dumas [2]）。Dumas [2] 使用索洛型增长模型估算s 在灾难之后。湿地 ， 森林和农业用地)。在为了使能源sector更加等等等[27])。这被称为ich短期内自然灾害的影响与同一时期的能源影响相比较。 资本 (建筑物和，认为在灾害后的时期内生产会减少。然而，这些估算提出了两个关键问题：1，一个同时期模型，我们需要考虑灾害对消费指标的影响；2，一个滞后模型，其中我们考虑灾害对生产指标的影响。长期来看，灾难可能作为经济刺激因素促进制造和自然资本存量