Previsión del consumo de energía en Mozambique: Un análisis comparativo de modelos avanzados de aprendizaje automático de 2025 a 2045

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v13i9.46830

Palabras clave:

Consumo de energía; Previsión; Modelos de aprendizaje automático; Desarrollo sostenible.

Resumen

Esta investigación tiene como objetivo proporcionar una base sólida para el desarrollo futuro de la infraestructura energética y los esfuerzos de sostenibilidad en Mozambique. Prever con precisión el consumo de energía es crucial para la planificación estratégica y el desarrollo sostenible de la infraestructura energética, particularmente en economías emergentes como Mozambique. Este estudio emplea modelos avanzados de aprendizaje automático—XGBoost, Redes Neuronales, Regresión de Gradiente Boosting, Elastic Net y Random Forest—para predecir el consumo de energía de Mozambique desde 2025 hasta 2045. Comparando la precisión predictiva de estos modelos utilizando métricas de error como el Error Absoluto Medio (MAE), el Error Cuadrático Medio (MSE) y la Raíz del Error Cuadrático Medio (RMSE), la investigación identifica las herramientas más efectivas para la planificación energética futura. Los resultados destacan la superioridad del modelo Random Forest, que consistentemente logró las tasas de error más bajas, sugiriéndolo como el modelo más confiable para capturar las complejidades de la demanda de energía en Mozambique. En contraste, modelos como XGBoost demostraron tasas de error más altas, indicando posibles limitaciones en su aplicación a este conjunto de datos. Los hallazgos de este estudio proporcionan valiosos conocimientos para los responsables de políticas y las partes interesadas de la industria, contribuyendo al desarrollo de pronósticos de energía más precisos y confiables, esenciales para garantizar el crecimiento sostenible del sector energético de Mozambique.

Citas

African Development Bank. (2010). Mozambique Economic Outlook. African Development Bank Group.

Breiman, L. (2001). Random forests. Machine Learning, 45(1), 5-32. https://doi.org/10.1023/A:1010933404324.

Breiman, L. (2001). Random Forests. Machine Learning, 45(1), 5-32.

Chen, T., & Guestrin, C. (2016). XGBoost: A scalable tree boosting system. Proceedings of the 22nd ACM SIGKDD International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining, 785-794.

Chichango, F., & Cristóvão, L. (2021). Mozambique solar thermal energy technologies: Current status and future trends. Journal of Energy Technologies and Policy, 11(5), 1-15. https://doi.org/10.7176/JETP/11-5-02.

Desislavov, R., Martínez-Plumed, F., & Hernández-Orallo, J. (2023). Trends in AI inference energy consumption: Beyond the performance-vs-parameter laws of deep learning. Sustainable Computing: Informatics and Systems, 38, 100857. https://doi.org/10.1016/j.suscom.2023.100857.

Draper, N. R., & Smith, H. (1998). Applied Regression Analysis (3rd ed.). Wiley-Interscience.

Drucker, H., Burges, C. J. C., Kaufman, L., Smola, A., & Vapnik, V. (1997). Support Vector Regression Machines. Advances in Neural Information Processing Systems, 9, 155-161.

Friedman, J. H. (2001). Greedy function approximation: a gradient boosting machine. Annals of Statistics, 29(5), 1189-1232.

Geeksforgeeks (2024). Difference Between an Embedding Layer and a Dense Layer. Retrieved from https://www.geeksforgeeks.org/difference-between-an-embedding-layer-and-a-dense-layer/.

Goodfellow, I., Bengio, Y., & Courville, A. (2016) Deep Learning. MIT Press.

Hanlon, J. (2016). The Mozambique Debt Scandal: How it Happened and Why It Matters. LSE Blogs. Retrieved from LSE Blogs.

Hastie, T., Tibshirani, R., & Friedman, J. (2009). The elements of statistical learning: Data mining, inference, and prediction (2nd ed.). Springer. https://doi.org/10.1007/978-0-387-84858-7.

Hastie, T., Tibshirani, R., & Friedman, J. (2009). The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction (2nd ed.). Springer Series in Statistics.

International Energy Agency. (2022). World Energy Outlook 2022. Retrieved from https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2022.

International Energy Agency. (2023). Mozambique Energy Outlook: Post-Pandemic Recovery. IEA.

International Monetary Fund. (2015). Mozambique: Selected Issues. IMF Country Report 15/275.

International Monetary Fund. (2022). Mozambique: Article IV Consultation-Press Release and Staff Report. IMF.

James, G., Witten, D., Hastie, T., & Tibshirani, R. (2013). An Introduction to Statistical Learning with Applications in R. Springer.

Koche, J. C. (2011). Fundamentos de metodologia científica. Petrópolis: Vozes

Kingma, D. P., & Ba, J. (2014). Adam: A method for stochastic optimization. arXiv preprint arXiv:1412.6980.

Liu, D. C., & Nocedal, J. (1989). On the limited memory BFGS method for large scale optimization. Mathematical Programming, 45(1-3), 503-528.

MacKay, D. J. C. (1992). Bayesian interpolation. Neural Computation, 4(3), 415-447.

Mhlanga, D. (2023). Artificial Intelligence and Machine Learning for Energy Consumption and Production in Emerging Markets. Retrieved from https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=4319461.

Montgomery, D. C., Peck, E. A., & Vining, G. G. (2012). Introduction to Linear Regression Analysis (5th ed.). Wiley.

Nhambiu, J., & Chichango, F. (2024). Prognóstico do impacto ambiental das emissões veiculares em Moçambique: Uma análise quantitativa do uso de combustíveis fósseis e a crescente importação de veículos já usados. Research, Society and Development, 13(7), e8013746368. https://doi.org/10.33448/rsd-v13i7.46368

Nhambiu, J., & Chichango, F. (2024a). Comprehensive Analysis of the Energy Transition in Mozambique: Opportunities and Challenges for Achieving the Established Global Goals. Journal of Energy Technologies and Policy.14(2) 45-65. https://doi.org/10.7176/JETP/14-2-04.

Pereira A. S. et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [free e-book]. Santa Maria/RS. Ed. UAB/NTE/UFSM.

Prokhorenkova, L., Gusev, G., Vorobev, A., Dorogush, A. V., & Gulin, A. (2018). CatBoost: unbiased boosting with categorical features. Advances in Neural Information Processing Systems, 31.

Schölkopf, B., & Smola, A. J. (2002). Learning with Kernels: Support Vector Machines, Regularization, Optimization, and Beyond. MIT Press.

Smola, A. J., & Schölkopf, B. (2004). A tutorial on support vector regression. Statistics and Computing, 14(3), 199-222.

Transparency International. (2017). The Cost of Corruption in Mozambique. Transparency International.

United Nations Development Programme. (2015). Human Development Report 2015: Mozambique. UNDP.

United Nations Development Programme. (2022). Inequality and Poverty in Mozambique: A Human Development Perspective. UNDP.

Vapnik, V. N. (1995). The Nature of Statistical Learning Theory. Springer-Verlag.

Vapnik, V. N. (1998). Statistical Learning Theory. Wiley.

World Bank. (2010). Mozambique Economic Update: Sustaining Growth and Reducing Poverty. World Bank Group.

World Bank. (2019). Mozambique Economic Update: Recovery and Resilience. World Bank Group.

World Bank. (2020). The Impact of COVID-19 on Mozambique’s Economy. World Bank Group.

Zou, H., & Hastie, T. (2005). Regularization and variable selection via the elastic net. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Statistical Methodology), 67(2), 301-320. https://doi.org/10.1111/j.1467-9868.2005.00503.x.

Zou, H., & Hastie, T. (2005). Regularization and variable selection via the elastic net. Journal of the Royal Statistical Society: Series B (Statistical Methodology), 67(2), 301-320.

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Publicado

14/09/2024

Cómo citar

NHAMBIU, J. .; CHICHANGO, F. Previsión del consumo de energía en Mozambique: Un análisis comparativo de modelos avanzados de aprendizaje automático de 2025 a 2045. Research, Society and Development, [S. l.], v. 13, n. 9, p. e3613946830, 2024. DOI: 10.33448/rsd-v13i9.46830. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/46830. Acesso em: 27 sep. 2024.

Número

Sección

Ingenierías