El consumo de energía en México y sus efectos en el producto y los precios

Karina Caballero Güendolain* y Luis Miguel Galindo Paliza**

* Técnico académico, titular de tiempo completo, Facultad de Economía, UNAM. Correo electrónico: karinacg@economia.unam.mx y karina.caballero@gmail.com

** Profesor titular C de tiempo completo en la Facultad de Economía, UNAM. Correo electrónico: gapaliza@servidor.unam.mx

Resumen

El principal objetivo de este trabajo es analizar las relaciones entre el consumo de energía y el producto y los precios en la economía mexicana. Los resultados más importantes indican que dicho consumo está estrechamente asociado a la evolución del producto y mantiene una relación negativa pero inelástica con el precio de la energía. Asimismo, ante un aumento de los precios de ésta, se encontró que el producto disminuye y el nivel de precios generales aumenta. Esta interdependencia entre variables macroeconómicas y precios de la energía indica que un aumento de estos últimos es insuficiente para controlar el consumo de energía, lo cual limita el uso de los precios como instrumento único de política pública. Este escenario dificulta la opción de desacoplar la trayectoria del consumo de energía y el producto en los próximos años.

Palabras clave: energía, producto, precios, cointegración, estabilidad estructural.

Abstract

The paper's main object is to analyze the relationships between energy consumption, production and prices in the Mexican economy. The relevant results indicate that consumption is closely related to the movement of production and has a negative but inelastic relationship with the price of energy. At the same time, given the rise in energy prices, it was found that production falls as the general price level increases. This interdependence between macroeconomic variables and energy prices indicates that an increase in the latter is insufficient to control energy consumption, thus limiting the use of prices as a unique public policy instrument. This scenario makes it hard to consider the option of decoupling the trajectory of energy consumption and production in coming years.

Key words: energy, production, prices, co-integration, structural stability.

Résumé

Le principal objectif de ce travail est d'analyser les relations qui unissent la consommation d'énergie au produit et aux prix dans l'économie mexicaine. Les résultats les plus importants indiquent que la dite consommation est étroitement liée à l'évolution du produit et maintient une relation négative mais inflexible avec le prix de l'énergie. Ainsi, devant une augmentation des prix de celle-ci, il est apparu que le produit diminue et le niveau des prix généraux augmente. Cette interdépendance entre variables macroéconomiques et les prix de l'énergie indique qu'une augmentation de ces derniers est insuffisante pour contrôler sa consommation, ce qui limite la portée du seul recours aux prix comme instrument de politique publique. Ce contexte rend difficile la perspective d'un désaccouplement de la trajectoire de la consommation d'énergie et de celle du produit dans les prochaines années.

Mots clés: énergie, produit, prix, co-intégration, stabilité structurelle.

Resumo

O principal objetivo deste trabalho é analisar as relações entre o consumo de energia e oproduto e ospreços na economia mexicana. Os resultados mais importantes indicam que tal consumo está estreitamente associado à evolução do produto e mantém uma relação negativa mas inelástica com o preço da energia. Da mesma forma, perante um aumento dos preços da mesma, achou-se que o produto diminui e o nivel de preços gerais aumenta. Esta interdependencia entre variáveis macroeconômicas e preços da energia indica que um aumento destes últimos é insuficiente para controlar o consumo de energia, o qual limita o uso dos preços como instrumento único de politica pública. Este cenário dificulta considerar a opção de desacoplar a trajetória do consumo de energia e o produto nos próximos anos.

Palavras chave: energia, produto, preços, cointegração, estabilidade estrutural.

Introducción

En este contexto, es fundamental considerar las posibilidades reales para desacoplar la trayectoria del consumo de energía a la del producto y evaluar la pertinencia de la discusión reciente sobre el "alto precio de la energía en México". En particular, es posible analizar e identificar escenarios alternativos de consumo energético, así como sus relaciones con el producto y los precios, y con posibles opciones de innovación tecnológica y su impacto agregado en el producto y los precios. Así, el principal objetivo de este trabajo es analizar, desde el punto de vista económico, los efectos de distintos escenarios de crecimiento económico y de políticas de precios para la energía y sus efectos agregados en el producto y los precios en la economía mexicana. En particular, se identifican varios escenarios considerando las posibilidades para desacoplar la trayectoria del consumo de energía y del producto.

El trabajo se divide en cuatro secciones. En la primera se exploran los diferentes marcos teóricos en los cuales se han modelado las cuestiones energéticas; enseguida se detalla la metodología econométrica. La tercera sección contiene la evidencia empírica, resultado de un enfoque de arriba hacia abajo (top-down) con un modelo econométrico de tres ecuaciones base, una de consumo de energía, una de producto y finalmente una de precios. Con base en éstas se realizaron pronósticos y diversos escenarios de simulación, con objeto de identificar el impacto del aumento de los precios relativos de la energía en las demás variables. La última sección presenta las conclusiones y examina las posibles políticas energéticas que induzcan un desarrollo sustentable, tomando como referencia los resultados obtenidos del modelo.

Marco general y metodología econométrica

El análisis de la relación entre el consumo de energía, el producto y los precios es uno de los temas fundamentales para determinar las condiciones de un desarrollo económico sustentable. En el análisis económico, las relaciones entre el consumo de energía, el producto y los precios han sido estudiadas desde diversos puntos de vista. En ese sentido, al menos destacan dos enfoques que implican diversas opciones de análisis. Así, por un lado, tenemos uno conocido como bottom up, orientado más al uso de modelos basados en estudios de ingeniería donde se utilizan directamente los requerimientos energéticos del equipo disponible asociado a tecnologías específicas (Böhringer, 1998; Graham y Williams, 2003). Por otro lado, se tiene un enfoque asociado a los modelos top down, donde el consumo de energía se analiza en el contexto de un modelo macroeconómico, ya sea del tipo de los modelos de equilibrio general computable o de un modelo econométrico parcial (Mabey, Hall, Smith y Gupta, 1997; Jorgenson y Wilcoxen, 1993a; Jorgenson, 1984; Jorgenson y Wilcoxen, 1998; Ho y Jorgenson, 1998, y Pyndick, 1979). Recientemente, se observa un creciente interés por combinar esos tipos de modelos para obtener estimaciones más precisas y simulaciones históricas más representativas (véase, por ejemplo, Mabey, Hall, Smith y Gupta, 1997:70, o Jorgenson, 1998). Esto es, los modelos de equilibrio general utilizan un modelo teórico bien definido fundado en un comportamiento optimizador de los agentes individuales, los cuales normalmente son calibrados para un año base mediante algunos parámetros clave asociados a las elasticidades ingreso o precio de la energía. En ese sentido, esos modelos disponen de gran elegancia y consistencia teórica, pero por desgracia suponen como conocido un conjunto de información empírica que es escasa, particularmente en los países en vías de desarrollo. En el otro extremo, los modelos estimados econométricamente pierden consistencia teórica, pero tienen mayor fortaleza debido al uso de la evidencia empírica disponible.

En este trabajo se optó, entonces, por estimar econométricamente esos modelos para identificar con precisión las relaciones que se establecen entre las variables. Así, tenemos el modelo estimado que consiste en tres ecuaciones base. La primera representa una demanda de energía tradicional (Galindo y Sánchez, 2005; Mabey, Hall, Smith y Gupta, 1997; Jorgenson, 1998), donde el consumo de energía depende del ingreso y de su precio relativo (Pindyck, l979). En este contexto, es común la simplificación de suponer el consumo de energía como una entidad derivada de la trayectoria del producto y de su composición estructural, del progreso técnico y de la evolución de los precios relativos (Mabey, Hall, Smith y Gupta, 1997; Howarth, Schipper y Anderson, 1993; Nachane, Nadkarni y Karnik, 1988, y Jorgenson, 1998).

La ecuación 2 representa una especificación para el producto. En este caso, se considera que el crecimiento económico se asocia, fundamentalmente,² a la evolución de la inversión (King y Levine, 1994; Obsfeld y Rogoff, 1999), apoyada por los efectos del tipo de cambio real (Garcés, 2003), los efectos de la dinámica económica del resto del mundo (Guerrero, 2004), usando el producto de Estados Unidos como una aproximación (Garcés, 2003), y a la posible presencia de procesos de convergencia o de transmisión del crecimiento económico (Sala-i-Martin 1996). Asimismo, los efectos de los precios relativos de la energía se consideran originados dado que ésta es un insumo fundamental para la producción, de modo que un aumento de su precio tiene efectos negativos en el producto (Jorgenson y Wilcoxen, 1998).

Finamente, la tercera ecuación determina al nivel de precios general. La especificación utilizada incluye las presiones de costos internos y externos y una validación de la tasa de inflación. Así, los principales determinantes del nivel de precios en México son: el tipo de cambio nominal o pass trought (Schmidt-Hebbel y Werner, 2002; Gil Díaz y Ramos Tercero, 1988), el salario mínimo nominal (Garcés, 2002), los precios relativos de la energía y el agregado monetario M2 como mecanismo de validación del ritmo de crecimiento de los precios.

De esta manera, las ecuaciones base se especificaron de la siguiente forma:

Las estimaciones econométricas se realizaron atendiendo el orden de integración de las series, la cointegración y el concepto de mecanismo de corrección de errores (véase, por ejemplo, Maddala y Kim, 1998). De ese modo, se procedió a identificar el orden integración de las series con base en las pruebas de Dickey-Fuller Aumentada (ADF) (1981), de Phillips-Perron (PP) (1988) y de Kwiatkowsky et al. (KPSS) (1992). En las pruebas ADF y PP se utiliza el procedimiento de lo "general a lo específico", incluyendo inicialmente constante y tendencia, además de evaluar su significancia estadística. El número de rezagos se seleccionó utilizando el procedimiento conocido como t-sig (Ng y Perron, 1995), tomando al comienzo un número de rezagos igual a 4, reduciéndolo hasta obtener un término estadísticamente significativo.

El análisis de cointegración se basó en el procedimiento de Johansen (1988), donde el modelo de vectores autoregresivos (VAR) se representa como (Johansen, 1995):

en el cual X_t representa a un vector que incluye a todas las variables, A_t, ..., A_k son matrices que incluyen a los coeficientes estimados; D_t puede incluir una constante, tendencia y dummies estacionales o de intervención, y u_t es el término de error con media cero y varianza constante. En este caso, bajo la presencia de cointegración, el var puede reescribirse en su forma de corrección de error conocida como VECM (Johansen, 1988 y 1995):

en la cual Π = -I + Σ^k_i-1=₁A_i y Γj= -Σ^k_i=jA_i para j=1, ...k-1; bajo la presencia de cointegración se satisface la relación Π = αβ' (Johansen, 1988). En este caso, los coeficientes del vector β sintetizan las relaciones de largo plazo y la matriz a representa la velocidad de ajuste del término de corrección de error. Johansen (1988 y 1995) propuso dos estadísticos para identificar la presencia de la propiedad de cointegración entre las series: el estadístico de la traza (Traza) y el de la raíz característica máxima (L-max). Los estadísticos se definen con base en la razón de máxima verosimilitud. Así el estadístico de la traza se representa como:

en el cual λ_r+1,..., λ_p son estimadas de los p-r menores valores característicos. La hipótesis nula de la prueba asume que el número de vectores de cointegración es menor o igual que r, donde r es 0, 1, 2,..., r-p. Alternativamente, el estadístico de la raíz característica máxima se define como:

Los vectores de cointegración obtenidos por el procedimiento de Johansen (1988) se utilizaron, entonces, como mecanismo de corrección de errores acorde con el teorema de representación de Engel y Granger (1987) para obtener las ecuaciones econométricas finales. La selección de la especificación del var y de las ecuaciones finales se basó en el uso de las pruebas de especificación correcta (Spanos, 1986).³

Asimismo, se incluyó el análisis sobre la posible presencia de cambio estructural en las series económicas en el contexto del proceso de cointegración. Esto es, Leybourne y Newbold (2000) y Baffes y Le Valle (2003) argumentan que la presencia de cambio estructural en las series puede traducirse en rechazos espurios en las pruebas de cointegración. De ese modo se procedió a analizar la estabilidad del modelo de cointegración de acuerdo con el procedimiento sugerido por Hansen y Johansen (1993). Así, la estabilidad del rango de cointegración se evaluó acorde con la prueba de la traza. Esto es, el modelo se estimó para una submuestra y posteriormente se añadieron recursivamente más datos para observar la posibilidad de que dicha prueba seleccione un rango distinto o un número diferente de vectores de cointegración. Un valor superior a 1 en la gráfica correspondiente implica el rechazo de la hipótesis de estabilidad. Así, el análisis gráfico se basa en dos pruebas: el modelo Z, donde los parámetros de corto y largo plazo son estimados para cada submuestra, y el modelo R, donde los parámetros de corto plazo son considerados fijos y sólo se estiman los que corresponden al ajuste de largo plazo. En el caso de que los resultados entre el modelo Z y el R sean contradictorios, se opta por el segundo estadístico (Hansen y Johansen, 1993). Asimismo, debe plantearse que en el caso de la inclusión de dummies de intervención, los residuales pueden ser considerados estacionarios en torno a un componente determinístico (Mosconi, 1998).

Finalmente, se analiza la estabilidad del espacio de cointegración de los coeficientes β (Sp(β*)) (Mosconi, 1998). En este caso, el modelo es estimado utilizando sólo la primera submuestra de datos bajo la restricción de que el espacio de ésta es igual al de todo el periodo. La hipótesis nula es, entonces, que el espacio es estable y donde la prueba se distribuye como una X² con pr-r² grados de libertad y p es el número filas en β* y r es el número de vectores de cointegración.

La evidencia empírica

La base de datos⁴ utilizada consiste en series anuales para el periodo 1965-2004. El consumo de energía (E_t) corresponde a los datos reportados por la Secretaría de Energía (SENER) del Balance Nacional de Energía medido en pentajoules; el ingreso se aproxima por el producto interno bruto (Y_t) a precios de 1993; para la inversión (I_t) se usó la formación bruta de capital fijo en miles de pesos (1993=100); el producto de Estados Unidos (X_t) está en billones de dólares (2000=100); el salario (W_t) es el mínimo general promedio; el tipo de cambio nominal (TC_t), el agregado monetario M2 (M_t), el índice nacional de precios al consumidor (P_t), los precios de la energía (PE_t) se obtuvieron del Banco de México; los precios relativos de la energía (PRE_t) se calcularon de la relación (PE_t/P_t). El producto de Estados Unidos (X_t) se obtuvo del Banco Federal de la Reserva de Saint Louis. Las letras minúsculas representan el logaritmo natural de las series.

Las pruebas de raíces unitarias de Dickey Fuller Aumentada (ADF) (1981), Phillips Perron (PP) (1988) y Kwiatowsky et al. (KPSS) (1992) se sintetizan en el Cuadro 1. Los principales resultados de esas pruebas indican que la demanda de energía, el producto, los precios relativos, la inversión, el tipo de cambio real y el producto de Estados Unidos son estacionarios de orden uno, es decir son a 5% de significancia. El índice de precios, el tipo de cambio nominal, el salario real y el agregado monetario M2 son pero a 10% de significancia en la mayoría de las pruebas. De ese modo, los resultados de las pruebas de raíces unitarias sugieren el uso de un método de cointegración, tal como el de Johansen (1988).

Normalizando a los vectores de cointegración de acuerdo con la especificación sugerida en las ecuaciones 1, 2 y 3, se observa que se obtienen parámetros razonables y consistentes con la teoría económica. Esto es, la ecuación (8) indica que la elasticidad ingreso de la demanda de energía es de 0.60 y la elasticidad precio es -0.19. Ello indica que el consumo de energía está altamente correlacionado con la actividad económica, y que los precios relativos de la energía tienen una relación inversa a su consumo; es interesante notar que el coeficiente es relativamente alto en relación con otros estudios disponibles (por ejemplo, Galindo y Sánchez, 2005). Sin embargo, en años recientes los precios de la energía han presentado fuertes incrementos y esto, evidentemente, ha repercutido en su demanda.

Por su parte, la ecuación (9) indica que el producto responde positivamente a la inversión, al producto de Estados Unidos y al tipo de cambio real; y negativamente a un aumento de los precios relativos de la energía. Esta evidencia es consistente con trabajos previos, tales como Jorgenson y Wilcoxen (1998) para Estados Unidos.

Finalmente, el nivel de precios se ajusta positivamente al aumento en el tipo de cambio nominal, los salarios, el agregado monetario M2 y los precios relativos de la energía. Esta evidencia es consistente con las hipótesis de formación de precios de costos normales (Ros, 1981) o de sensibilidad (o pass through) de algunos precios clave a la inflación (Gil Díaz y Ramos Tercero, 1988 y Schmidt-Hebbel y Werner, 2002) junto a un efecto de propagación o de validación de la inflación asociado al comportamiento del agregado monetario (Gómez, 1975).

Los vectores de cointegración obtenidos pueden utilizarse entonces de acuerdo con el teorema de representación de Engle y Granger (1987), para obtener los modelos econométricos finales. Estos modelos econométricos finales (ecuaciones 11, 12 y 13) muestran una alta capacidad de reproducir el comportamiento histórico de los datos, como se observa en los coeficientes de determinación y las gráficas 1, 2 y 3. Asimismo, no existen signos de autocorrelación o heteroscedasticidad en los residuales y no se rechaza la hipótesis de normalidad en los errores. De esa forma, esos tres modelos pueden considerarse una aproximación adecuada al proceso generador de información (Spanos, 1986).

R² = 0.79
J-B = 0.57 (0.75)
LM (2): F = 0.68 (0.51)
ARCH (2):F = 0.38 (0.54)
Error cuadrático medio = 0.02

Y para la ecuación 12 se obtuvieron las siguientes:

R² = 0.95 ]]> J-B = 0.84 (0.66)
LM (2): F = 0.61 (0.55)
ARCH (2): F = 1.70 (0.20)
Error cuadrático medio = 0.007

Finalmente, para la ecuación 13, de precios, las estimaciones son:

R² = 0.92
J-B = 0.07 (0.96)
LM (2): F = 1.48 (0.24)
ARCH (2): F = 0.27 (0.75) ]]> Error cuadrático medio = 0.04

Las ecuaciones econométricas obtenidas permiten, entonces, realizar diversas simulaciones y proyecciones sobre los efectos macroeconómicos de los cambios en los precios de la energía y los posibles escenarios base entre crecimiento económico y consumo de energía. En efecto, el Cuadro 5 presenta el aumento del consumo de energía ante distintas alternativas de ritmo de crecimiento económico,⁵ bajo el supuesto de que los precios relativos de la energía igualmente sean constantes. A pesar de que las tasas de crecimiento del producto se mantienen constantes en cada escenario, se puede observar que el aumento del consumo de energía presentan una ligera tendencia a la baja asociado al impacto de los precios. A pesar de ello, las altas tasas de crecimiento de consumo energético representan un ritmo de crecimiento insostenible en el largo plazo dentro de un contexto de un desarrollo económico sustentable (véase Gráfica 4), bajo los tres escenarios modelados.

Asimismo, se realizaron pronósticos simultáneos con base en el algoritmo de Gauss Seidel de los tres modelos econométricos finales. Esos resultados muestran que existe una fuerte interdependencia entre el producto, los precios y el consumo de energía. En este contexto, las simulaciones realizadas considerando diversos precios de la energía se sintetizan en el Cuadro 6,⁶ en el cual se observa que a pesar de fuertes incrementos en los precios relativos de la energía las trayectorias de crecimiento económico y consumo de energía no llegan a desacoplarse, aunque las tasas de crecimiento disminuyen.

Los efectos de los aumentos de precios de la energía también tienen consecuencias en el comportamiento del producto y los precios. Por ejemplo, para 2006, ante un shock de 5% en los precios relativos de la energía, se produjo una disminución del consumo de ésta de 0.08%, así como en un aumento de la tasa de inflación de 0.09% y una disminución del producto de 0.07%. Esas variaciones se van incrementando con el tiempo, así para 2015 la demanda de energía disminuiría 0.57% para el mismo incremento de los precios relativos. Asimismo, las demás simulaciones realizadas muestran también la interdependencia de las variables consideradas.

Conclusiones y comentarios generales

Los resultados obtenidos en este trabajo indican que es posible establecer relaciones estables de largo plazo, representadas por los vectores de cointegración y que pueden interpretarse como ecuaciones de demanda de energía, de producto y de precios. Así, la demanda de energía responde positivamente a la trayectoria del ingreso y negativamente al comportamiento de los precios relativos. En particular, se observa una elasticidad ingreso de 0.60 y una elasticidad precio de -0.19. Asimismo, el producto responde negativamente a un aumento de los precios de la energía. Ello refleja, desde el punto de vista de una función de producción, mayores costos, lo que es consistente con la evidencia internacional al respecto (Jorgenson, 1998). Finalmente, se observa que el nivel de precios responde positivamente a un alza de los precios relativos de la energía. Estos vectores de cointegración permiten construir modelos econométricos finales con las propiedades estadísticas adecuadas y con una alta capacidad para simular y proyectar el comportamiento de las variables endógenas seleccionadas.

Las simulaciones y proyecciones realizadas con estos modelos indican claramente que existe una fuerte dependencia y asociación entre el consumo de energía y el producto, que los movimientos en los precios en un rango razonable no parecen poder compensar. Además, se observa que cambios bruscos e importantes de precios generan efectos negativos en el producto, la demanda de energía y la inflación.

En ese sentido, es de esperarse que una recuperación del crecimiento económico en México venga acompañada de un mayor consumo de energía. Este aumento del consumo energético difícilmente se verá frenado por un incremento de los precios de la energía, sin embargo, los cambios tecnológicos y las fuentes de energía alternativa podrían hacer más eficiente su uso y la generación de la misma. Por lo tanto, ante una política de aumento de precios para controlar el consumo de energía, sería una medida que tendrá también consecuencias negativas en la evolución del producto y los precios generales de la economía. Estos resultados muestran las posibilidades y limitaciones en el uso de los precios de la energía como instrumento de política pública, pero también sugieren las dificultades para transitar a un proceso de crecimiento económico sustentable. Así pues, una evaluación económica general de los precios de la energía debe incluir sus consecuencias sobre el desempeño general de la economía y no debe realizarse sólo atendiendo a sus consecuencias más inmediatas.

Debido a la escasa eficiencia de los precios de la energía como instrumento para controlar el uso de los energéticos, se debe entonces pensar en políticas dirigidas a mejorar la eficiencia energética, el cambio tecnológico y el desarrollo de fuentes alternativas de energía. Si bien en conjunto el efecto de los precios relativos no es muy significativo en la demanda de energía, no obstante ello, es necesario revisar los diferentes energéticos y los impactos de precios diferenciados de forma que sean consistentes con una trayectoria de crecimiento sustentable.

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Notas

¹ De acuerdo con el Programa de Desarrollo de Naciones Unidas, México es uno de los países más intensivos en el uso de la energía, por ejemplo, por cada dólar se emplean 8.7 megajoules; en cambio, en Estados Unidos, Japón, China y la Unión Europea por cada dólar se utilizan 10 megajoules en promedio (Aguayo y Gallagher, 2005).

² Existen desde luego otros factores tales como distribución del ingreso, capital humano o estado de derecho (véase Ros, 2000).

³ En el caso del var se complementó la selección de acuerdo con el criterio de Hannan y Quinn (1979) que, en promedio, parece ser el más apropiado (Mosconi, 1998).

⁴ Una descripción más detallada de la información se encuentra en el apéndice.

⁵ Se supone un ritmo de crecimiento constante en cada alternativa.

⁶ Los supuestos para las demás variables se tomaron de los criterios generales de política económica para 2006, y se mantuvieron constantes para los demás años.