身も蓋もない話ですが、「過去の実績データ以外使えない」ならまず適切な分析自体が不可能だと思います。理由は簡単で、事前にきちんと設計しない限りTVCMの15秒素材＆30秒素材が混在している場合に、これを多重共線性を抑えて出稿することは大抵の場合無理だからです（代理店やTV局側で互いに被らないように出稿しているという話を聞いたことがないので）。よって、単純な線形回帰モデルであろうとMMMであろうとその効果の分離と検証を行うのは非現実的だとお考えください。最低でも地域テストが必須です。

ギリギリ不可能ではないというラインで言えば、もし15秒＆30秒素材で明確にクリエイティブが異なるという仮定が必須ながら、消費者パネル調査で二者の認知度と購買意向の差を見るという方法はあり得ると思います。しかしながら、SUTVAというか互いの広告効果の「染み出し」を防ぐのは多分ほぼ不可能で、やはり非現実的であろうと考えます。