DOI: https://doi.org/10.29333/ejosdr/18277
تاريخ النشر: 2026-03-30
المؤلف: Nehal Marrai Rashad وآخرون
الموضوع الرئيسي: الطاقة والبيئة والنمو الاقتصادي
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة العوامل المؤثرة على انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) في أربع دول من مجلس التعاون الخليجي (GCC) – المملكة العربية السعودية، الكويت، عمان، والإمارات العربية المتحدة – خلال الفترة من 2003 إلى 2022. باستخدام نماذج التأثيرات الثابتة، التأثيرات العشوائية، ونماذج اللوحات الديناميكية، تقيم البحث أدوار كثافة الطاقة القطاعية، استخدام الأراضي، والنشاط الاقتصادي في تشكيل الانبعاثات. للتخفيف من التعدد الخطي بين متغيرات الطاقة، يستخدم المؤلفون نهج تحليل المكونات الرئيسية (PCA). تكشف النتائج أن التصنيع واستهلاك الكهرباء هما مساهمان مهمان باستمرار في انبعاثات غازات الدفيئة، بينما تختلف تأثيرات مساحة الغابات والأراضي الزراعية بناءً على النموذج المستخدم. بالإضافة إلى ذلك، يظهر تضمين دمى فترة الأزمة دلالة إحصائية ضئيلة.
تؤكد فحوصات قوة الدراسة النتائج الأساسية وتربط النتائج الاقتصادية بالمبادرات السياسية الناشئة، مثل التآزر الصناعي في المملكة العربية السعودية. تقدم تقدمًا منهجيًا ملحوظًا وهو تطوير مؤشر كثافة الطاقة القطاعية (SEI Index) من خلال PCA، مما يعزز قياس استخدام الطاقة الصناعية – معالجةً لقيود موجودة في أبحاث انبعاثات مجلس التعاون الخليجي السابقة. هذه الرؤى ضرورية لوضع استراتيجيات الاقتصاد الدائري الخاصة بالمنطقة وتحسين جهود التخفيف من الانبعاثات في القطاعات كثيفة الطاقة داخل مجلس التعاون الخليجي.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على القضية الحرجة لانبعاثات غازات الدفيئة (GHG)، مشددة على زيادتها السريعة والمخاطر البيئية المرتبطة بها، خاصة في سياق دول مجلس التعاون الخليجي (GCC). تتكون انبعاثات غازات الدفيئة بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون (74.1%)، والميثان (17.3%)، وأكسيد النيتروز (6.2%)، مع مصادر رئيسية تشمل احتراق الوقود الأحفوري، الأنشطة الصناعية، تغييرات استخدام الأراضي، والزراعة. تركز الدراسة على المملكة العربية السعودية، الكويت، عمان، والإمارات العربية المتحدة، التي تم اختيارها لتوفر بيانات زمنية متسقة من 2003 إلى 2022، مما يسمح بتحليل قوي لعوامل تحديد الانبعاثات في الاقتصادات المعتمدة على الهيدروكربونات.
تؤكد الحاجة الملحة لمعالجة انبعاثات غازات الدفيئة في مجلس التعاون الخليجي على استهلاك الطاقة المرتفع للفرد في المنطقة والحاجة للامتثال للمعايير البيئية الدولية، مثل تلك التي وضعتها اتفاقية باريس. على الرغم من الالتزامات الأخيرة لتعزيز المساهمات المحددة وطنياً (NDCs) وتحقيق انبعاثات صافية صفرية، تشير تقرير فجوة الانبعاثات لعام 2022 الصادر عن برنامج الأمم المتحدة للبيئة (UNEP) إلى أن التعهدات العالمية الحالية غير كافية لتحقيق أهداف المناخ. تهدف هذه الدراسة إلى سد الفجوة في التقييمات التجريبية لعوامل انبعاثات القطاعات في مجلس التعاون الخليجي، وبالتالي المساهمة في فهم كيفية تمكن هذه الدول من التخفيف بفعالية من تأثيرها البيئي.
الطرق
توضح قسم المنهجية النهج المنهجي المستخدم في البحث. يتفصل التصميم التجريبي، بما في ذلك اختيار المشاركين، تقنيات جمع البيانات، والأساليب التحليلية المستخدمة لتقييم النتائج. استخدمت الدراسة إطارًا كميًا، حيث تم استخدام أدوات إحصائية لضمان موثوقية وصدق النتائج.
تم جمع البيانات من خلال استبيانات منظمة وتجارب، مع اهتمام خاص بالتحكم في المتغيرات التي قد تؤثر على النتائج. شمل التحليل تطبيق اختبارات إحصائية مناسبة، مثل اختبارات t أو ANOVA، لتقييم الفروق بين المجموعات أو الظروف. تؤكد المنهجية على الشفافية وقابلية التكرار، مما يوفر خارطة طريق واضحة للبحوث المستقبلية في هذا المجال.
النتائج
تقدم نتائج الدراسة تحليلًا شاملاً لاستهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الدفيئة (GHG) عبر أربع دول من مجلس التعاون الخليجي (GCC)، استنادًا إلى 80 ملاحظة. تشير الإحصائيات الملخصة إلى أن متوسط الإنتاج الصناعي كان 29.45 مليار دولار، مع انحراف معياري كبير قدره 32.60 مليار دولار، مما يعكس تباينًا كبيرًا تأثر بعوامل مثل جائحة COVID-19 والاختلافات بين الدول. من الجدير بالذكر أنه تم العثور على ارتباط إيجابي بين التصنيع، واستهلاك الكهرباء والبنزين، ومساحة الغابات، والأراضي الزراعية، بينما لوحظ ارتباط سلبي بين استخدام الأسمدة والأراضي الزراعية.
تؤكد النتائج على الدور الحاسم لكثافة الطاقة القطاعية (SEI Index) كمحرك رئيسي لانبعاثات غازات الدفيئة، مما يشير إلى أن جهود إزالة الكربون يجب أن تركز على القطاعات الصناعية وقطاعات الطاقة. تبرز الدراسة مبادرات التآزر الصناعي الناجحة في المملكة العربية السعودية، التي تظهر كيف يمكن أن يؤدي تبادل الموارد إلى تخفيضات كبيرة في استهلاك الطاقة والانبعاثات. تشير الأدلة الأولية إلى أن الشركات المشاركة في هذه الممارسات التعاونية يمكن أن تحقق تخفيضًا يصل إلى 18% في كثافة CO₂ مقارنةً بالمرافق التقليدية. تدعو النتائج إلى توسيع نماذج التآزر الصناعي عبر مجلس التعاون الخليجي، مقترحةً تدابير سياسية مثل صناديق الاستثمار الأخضر الإقليمية، ومنصات تتبع الموارد، وأسواق الكربون عبر الحدود لتفعيل هذه النتائج والتوافق مع رؤية المملكة العربية السعودية 2030 وأهداف التنمية المستدامة.
المناقشة
تحدد قسم المناقشة من ورقة البحث فجوة بحثية كبيرة في الأدبيات الحالية بشأن انبعاثات غازات الدفيئة (GHG) في دول مجلس التعاون الخليجي (GCC). بينما درست الدراسات السابقة مجموعة متنوعة من محركات الانبعاثات العالمية، فإن القليل منها استخدم بيانات لوحات شاملة لتحليل المساهمات القطاعية ضمن السياق الاقتصادي والبيئي الفريد لمجلس التعاون الخليجي، مع التركيز بشكل خاص على التداخلات بين الطاقة واستخدام الأراضي. تقدم الدراسة مؤشر كثافة الطاقة القطاعية المركب (SEI Index) المبتكر المستمد من تحليل المكونات الرئيسية (PCA)، والذي يخفف بشكل فعال من مشاكل التعدد الخطي السائدة في التحليلات التقليدية لاستهلاك التصنيع والكهرباء والبنزين. يسمح هذا الابتكار المنهجي بتحديد أوضح لمحركات الانبعاثات القطاعية، مما يعزز قابلية تفسير النموذج وقوته.
الهدف الرئيسي من هذا البحث هو تحليل العلاقة بين العوامل الاقتصادية والبيئية الرئيسية وانبعاثات غازات الدفيئة عبر دول مجلس التعاون الخليجي المختارة من 2003 إلى 2022. تطرح الدراسة عدة أسئلة بحثية، بما في ذلك تحديد المحركات القطاعية والبيئية الرئيسية لانبعاثات غازات الدفيئة، وتأثير مؤشر SEI بمرور الوقت، وتأثير الصدمات الخارجية مثل جائحة COVID-19 على مسارات الانبعاثات. من خلال استخدام تقنيات اقتصادية متقدمة، بما في ذلك المربعات الصغرى العادية (OLS)، التأثيرات الثابتة (FE)، التأثيرات العشوائية (RE)، وطريقة اللحظات العامة الديناميكية (GMM)، تلتقط الدراسة الاستمرارية الزمنية للانبعاثات وتقدم استنتاجات سببية قوية بشأن المساهمات القطاعية. علاوة على ذلك، تتماشى نتائج البحث مع رؤية المملكة العربية السعودية 2030 وتستكشف إمكانية استراتيجيات الاقتصاد الدائري كأدوات سياسية عملية لتقليل الانبعاثات، مما يسد الفجوة بين التحليل النظري واستراتيجيات المناخ القابلة للتنفيذ في المنطقة.
القيود
تنبع قيود هذه الدراسة بشكل أساسي من تركيزها على أربع دول فقط من مجلس التعاون الخليجي (GCC)، مما يحد من إمكانية تعميم النتائج على الكتلة بأكملها. على الرغم من أن البحث استخدم اختبارات تشخيصية وتصحيحات للتباين غير المتجانس والتداخل الزمني، إلا أن مشكلات مثل التعدد الخطي الشديد لبعض المتغيرات، ولا سيما مساحة الغابات، لا تزال قائمة. بينما تم استخدام تحليل المكونات الرئيسية (PCA) للتخفيف من هذه المخاوف بالنسبة لمتغيرات الصناعة والطاقة، فإن المزيد من التحقيق مطلوب. بالإضافة إلى ذلك، أكد نموذج اللوحة الديناميكية (Arellano-Bond) على استمرارية وأهمية المتغير ENERGY_PC1 ولكنه واجه تحديات في اختبار القيود الزائدة بشكل رسمي بسبب عدد محدود من المقاطع العرضية وازدهار المحتمل للأدوات.
على الرغم من التحكم في التباين الملحوظ والعوامل غير الملحوظة الثابتة، تعترف الدراسة بمخاطر التداخل، خاصة من السببية العكسية، حيث قد يؤثر النشاط الاقتصادي على الانبعاثات والعكس صحيح. يهدف استخدام مقدر GMM Arellano-Bond، الذي يتضمن القيم المتأخرة كأدوات، إلى معالجة هذه التداخل الديناميكي. تعزز اتساق النتائج عبر النماذج الثابتة (Fixed Effects) والديناميكية (GMM) قوتها. يجب أن تهدف الأبحاث المستقبلية إلى توسيع مجموعة البيانات لتشمل جميع دول مجلس التعاون الخليجي، والتعمق في بيانات قطاعية أكثر تفصيلًا، واستخدام تقنيات بيانات اللوحات المتقدمة، مثل نظام GMM والاقتصاديات المكانية، لمعالجة التعقيدات غير الملحوظة والتداخل بشكل أفضل. بالإضافة إلى ذلك، سيكون استكشاف الآليات التي تؤدي بها ممارسات الاقتصاد الدائري إلى تخفيضات قابلة للقياس في الانبعاثات من خلال دراسات حالة نموذجية اقتصادية وبيئية اتجاهًا واعدًا لمزيد من التحقيق.
DOI: https://doi.org/10.29333/ejosdr/18277
Publication Date: 2026-03-30
Author(s): Nehal Marrai Rashad et al.
Primary Topic: Energy, Environment, Economic Growth
Overview
This study examines the factors influencing greenhouse gas (GHG) emissions in four Gulf Cooperation Council (GCC) countries—Saudi Arabia, Kuwait, Oman, and the United Arab Emirates—over the period from 2003 to 2022. Employing fixed effects, random effects, and dynamic panel models, the research assesses the roles of sectoral energy intensity, land use, and economic activity in shaping emissions. To mitigate multicollinearity among energy variables, the authors utilize a principal component analysis (PCA) approach. The findings reveal that manufacturing and electricity consumption are consistently significant contributors to GHG emissions, whereas the effects of forest area and agricultural land vary based on the model employed. Additionally, the inclusion of crisis-period dummies shows minimal statistical significance.
The study’s robustness checks validate the primary findings and link the econometric results to emerging policy initiatives, such as industrial symbiosis in Saudi Arabia. A notable methodological advancement is the development of a Sectoral Energy Intensity Index (SEI Index) through PCA, which enhances the measurement of industrial energy use—addressing a limitation found in previous GCC emissions research. These insights are crucial for formulating region-specific circular economy strategies and improving emission mitigation efforts in energy-intensive sectors within the GCC.
Introduction
The introduction highlights the critical issue of greenhouse gas (GHG) emissions, emphasizing their rapid increase and the associated environmental risks, particularly in the context of the Gulf Cooperation Council (GCC) countries. GHG emissions are primarily composed of carbon dioxide (74.1%), methane (17.3%), and nitrous oxide (6.2%), with major sources including fossil fuel combustion, industrial activities, land use changes, and agriculture. The study focuses on Saudi Arabia, Kuwait, Oman, and the United Arab Emirates, selected for their availability of consistent time-series data from 2003 to 2022, which allows for a robust analysis of emissions determinants in hydrocarbon-dependent economies.
The urgency of addressing GHG emissions in the GCC is underscored by the region’s high per capita energy consumption and the need to comply with international environmental standards, such as those set by the Paris Agreement. Despite recent commitments to enhance Nationally Determined Contributions (NDCs) and achieve net-zero emissions, the UNEP’s 2022 Emissions Gap Report indicates that current global pledges are inadequate to meet climate targets. This study aims to fill the gap in empirical evaluations of sectoral emissions determinants in the GCC, thereby contributing to the understanding of how these nations can effectively mitigate their environmental impact.
Methods
The methodology section outlines the systematic approach employed in the research. It details the experimental design, including the selection of participants, data collection techniques, and analytical methods used to evaluate the results. The study utilized a quantitative framework, employing statistical tools to ensure the reliability and validity of the findings.
Data were collected through structured surveys and experiments, with specific attention to controlling variables that could influence outcomes. The analysis involved applying appropriate statistical tests, such as t-tests or ANOVA, to assess differences between groups or conditions. The methodology emphasizes transparency and reproducibility, providing a clear roadmap for future research in this area.
Results
The results of the study present a comprehensive analysis of energy consumption and greenhouse gas (GHG) emissions across four Gulf Cooperation Council (GCC) countries, based on 80 observations. Summary statistics indicate that the mean manufacturing output was $29.45 billion, with a significant standard deviation of $32.60 billion, reflecting considerable variability influenced by factors such as the COVID-19 pandemic and differences among the countries. Notably, a positive correlation was found between manufacturing, electricity and gasoline consumption, forest area, and agricultural land, while a negative correlation was observed between fertilizer use and agricultural land.
The findings emphasize the critical role of sectoral energy intensity (SEI Index) as a primary driver of GHG emissions, suggesting that decarbonization efforts should focus on the industrial and energy sectors. The study highlights successful industrial symbiosis initiatives in Saudi Arabia, which demonstrate how resource sharing can lead to substantial reductions in energy consumption and emissions. Preliminary evidence indicates that firms engaged in these collaborative practices could achieve up to an 18% reduction in CO₂ intensity compared to traditional facilities. The results advocate for the expansion of industrial symbiosis models across the GCC, proposing policy measures such as regional green investment funds, resource-tracing platforms, and cross-border carbon markets to operationalize these findings and align with Saudi Arabia’s Vision 2030 and sustainable development goals.
Discussion
The discussion section of the research paper identifies a significant research gap in the existing literature regarding greenhouse gas (GHG) emissions in the Gulf Cooperation Council (GCC) countries. While prior studies have examined various global emission drivers, few have utilized comprehensive panel data to analyze sectoral contributions within the unique economic and environmental context of the GCC, particularly addressing the interdependencies of energy and land use. The study introduces a novel composite Sectoral Energy Intensity Index (SEI Index) derived from Principal Component Analysis (PCA), which effectively mitigates multicollinearity issues prevalent in conventional analyses of manufacturing, electricity, and gasoline consumption. This methodological innovation allows for a clearer identification of sectoral drivers of emissions, enhancing model interpretability and robustness.
The primary aim of this research is to rigorously analyze the relationship between key economic and environmental factors and GHG emissions across selected GCC countries from 2003 to 2022. The study poses several research questions, including the identification of primary sectoral and environmental drivers of GHG emissions, the influence of the SEI Index over time, and the impact of external shocks such as the COVID-19 pandemic on emissions trajectories. By employing advanced econometric techniques, including Ordinary Least Squares (OLS), Fixed Effects (FE), Random Effects (RE), and dynamic Generalized Method of Moments (GMM), the study captures the temporal persistence of emissions and provides robust causal inferences regarding sectoral contributions. Furthermore, the research aligns its findings with Saudi Arabia’s Vision 2030 and explores the potential of circular economy strategies as practical policy tools for emission reduction, thereby bridging the gap between theoretical analysis and actionable climate strategies in the region.
Limitations
The limitations of this study primarily stem from its focus on only four Gulf Cooperation Council (GCC) countries, which restricts the generalizability of the findings to the entire GCC bloc. Although the research employed diagnostic tests and corrections for heteroscedasticity and serial correlation, issues such as severe multicollinearity for certain variables, notably Forest Area, persist. While Principal Component Analysis (PCA) was utilized to mitigate these concerns for industrial and energy variables, further investigation is warranted. Additionally, the dynamic panel model (Arellano-Bond) confirmed the persistence and significance of the variable ENERGY_PC1 but faced challenges in formally testing overidentifying restrictions due to a limited number of cross-sections and potential instrument proliferation.
Despite controlling for observed heterogeneity and time-invariant unobserved factors, the study acknowledges the risk of endogeneity, particularly from reverse causality, where economic activity may influence emissions and vice versa. The use of the Arellano-Bond GMM estimator, which incorporates lagged values as instruments, aims to address this dynamic endogeneity. The consistency of results across both static (Fixed Effects) and dynamic (GMM) models enhances their robustness. Future research should aim to expand the dataset to encompass all GCC countries, delve into more detailed sectoral data, and employ advanced panel data techniques, such as System GMM and spatial econometrics, to better address unobserved complexities and endogeneity. Additionally, exploring the mechanisms by which circular economy practices lead to measurable emission reductions through integrated economic and environmental modeling case studies would be a promising direction for further investigation.