ABSTRACT
Ⅳ. 결 론
셋째, 냉방도일, 고령화비율의 변수가 미치는 효과를 보면, 전국 단위의 경 우 냉방도일은 (+)의 효과를, 고령인구비율은 (-)의 효과를 미치고 있다. 냉방 도일의 경우 지구온난화가 진행됨에 따라 앞으로 더 증가할 것이며 이에 따 라 전기소비량도 더욱 증가할 것으로 예상된다. 반면 고령화가 진행됨에 따라 전기소비량은 감소하는 것으로 나타났다. 이는 고령인구비율이 높아질수록 경 제적으로 노후 준비가 안 된 저소득층이 더 많아지고, 아날로그 세대로서 젊 은 층에 비해 가전제품의 사용빈도와 시간이 낮아진 것에 기인한 것으로 볼 수 있다.
넷째, 시간이 지남에 따라 에너지 소비 효율성의 증가로 전기소비량이 감소 하는 효과보다 경제성장에 따른 소득증가로 전기소비가 증가하는 효과가 더 큰 것으로 분석되었다. 즉, 시간변수인 ln는 양(+)의 값으로 증가분이 감소하는 추세이고 계수 값도 양(+)이므로 전기소비가 증가하는 모습을 보인다.
즉, 에너지 소비의 효율성 증가로 인한 전기소비 감소보다 소득 증가나 대형 가전제품의 사용 등으로 인한 전기소비 증가가 더 높아 오히려 소비가 증가 하는 ‘리바운드 효과’를 보여주고 있다.
본 논문은 추정 결과 몇 가지 단점을 보이고 있다. 먼저, 일부 지역별 분석 에서 예상과 다른 탄력성을 보이고 있으며, 분석 기간이 18년으로 장기적인 효과를 분석하기에는 한계점이 있으며, 지역 구분을 광역시와 기타로 구분하 는 문제점도 있으며 마지막으로 소득변수의 대리변수인 지역내 총생산을 이 용하였다는 점이다. 이러한 한계점은 추후 연구에서 보완할 내용이다.
접수일(2017년 9월 18일), 게재확정일(2017년 10월 29일)
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ABSTRACT
Estimation of residential electricity demand in Korea:
by using dynamic panel GMM model
Yejin Keum*, O-Sung Kwon** and Young Wan Goo***
In this paper, we estimate the determinants of the demand function for electricity by FD GMM method based on panel data of 16 regions during 1996-2013. the results of the study are as follows. 1) The results of a partial adjustment model showed better results than these of ARDL model in terms of statistical significance and economical meaningness; 2) the elasticities of price and income were negative(-) and positive(+) and the long run elasticities were more elastic than the short run; 3) the elasticities of cooling degree days and aging population ratio were positive(+) and negative(-); 4) there was a rebound effect that the effect of economic growth dominates the effect of energy efficiency improvement over time; 5) the government policy for electricity needs to consider the increased income elasticity that dominates the increased price elasticity.
Key words : Electric demand, FD GMM, Patial adjustment model, Elasticity, Rebound effect
* Korea Research Institute for Vocational Education and Training, Researcher, 044-415-5237, yejingold@krivet.re.kr
**Korea National Defense University, Professor, 041-831-5348, ospaulkown@naver.com
*** Chungbuk National University, professor, 043-261-2217, ywgoo@cbnu.ac.kr
Volume 17, Number 1, March 2018 : pp. 67~94
기온효과를 반영한
한국의 환경쿠즈네츠가설 검정
*박철웅**․이용주***
요 약
본 논문은 1971년부터 2014년까지 한국의 단일 시계열자료를 이용하여 한 국에서 환경쿠즈네츠가설(Environmental Kuznets Curve Hypothesis)이 성립하 는지 여부를 검정하고, 1인당 탄소배출량에 영향을 미치는 요인들을 분석하였다.
이를 위해 1인당 GDP뿐만 아니라 전원믹스 중 신재생에너지 비중, 1인당 최종 에너지소비량, 그리고 기온효과를 대리하는 냉난방도일을 설명변수로 고려하였 다. 그리고 견고한 공적분 관계를 보이는 불안정 시계열과 정상시계열을 대상 으로 공적분 회귀모형을 추정하여 변수들 사이의 장기균형관계를 살펴보고, 오 차수정모형을 통해 장기균형에서 이탈된 시계열이 장기균형으로 조정되는 단기 동학관계를 분석하였다. 분석 결과, 1인당 GDP, 냉난방도일, 그리고 1인당 최 종에너지소비량의 경우 탄소배출량에 통계적으로 유의하게 양(+)의 영향을 미치 고, 1인당 GDP 제곱과 신재생에너지 비중은 탄소배출량에 음(-)의 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구는 한국에서 환경오염과 경제성장 간에 환경쿠즈네츠 가설이 성립하고, 기존 연구에서 생략변수로 취급되었던 기온효과가 탄소배출 에 유의한 영향을 미친다는 점을 확인했다는 점에서 의의가 있다.
주요 단어 : 탄소배출량, 환경쿠즈네츠가설, 기온효과, 공적분모형, 오차수정모형 경제학문헌목록 주제분류：Q54, C22
* 본 논문의 개선을 위해 조언을 주신 최용옥 교수님과 익명의 심사위원님들께 감사드린다.
** 영남대학교 경제학과 대학원 박사과정 (주저자), papa@kogas.or.kr
*** 영남대학교 경제학과 조교수 (교신저자), yongjulee@ynu.ac.kr
Ⅰ. 서 론
탄소는 환경오염뿐만 아니라 온실효과, 더 나아가 기후변화의 원인으로 지목되고 있으며, 이에 탄소배출 저감을 위한 국제적 움직임이 가속화 되고 있다. 특히, 교토의정서를 대체하여 2020년 이후의 기후변화 대응을 담은 국 제협약인 신기후변화체제(Paris Agreement)는, 선진국만 온실가스 감축 의무가 있던 1997년 교토의정서와 달리 195개 당사국 모두를 구속하고 있다. 2016년 12월 현재 188개 당사국이 자발적 기여방안(Intended Nationally Determined Contribution)을 제출한 상태로, 한국도 2015년 6월 2030년 BAU(특별한 감축 노력을 하지 않을 경우 예상되는 미래의 배출량) 배출전망치 대비 37%를 줄 이겠다는 내용의 감축목표를 제출한 상태이다. 그러나 탄소 배출은 사회 구성 원들의 적극적인 경제활동과 사회활동의 산물이라는 점에서 맹목적인 탄소감 소정책은 있을 수 없고 보다 복합적이고 거시적인 정책판단이 요구된다. 이러 한 시점에 본 연구는 한국에서의 경제성장과 탄소배출, 넓게는 경제성장과 환 경오염과의 장기적 관계를 살펴보고 탄소배출량의 결정요인들을 분석한다. 동 시에 설명력 높은 회귀모형을 제시함으로써 탄소배출량이 정점에 이르는 시 기를 예측하고, 변수별 정책효과를 동태적으로 측정할 수 있게 하는 등 전반 적인 탄소배출 감소에 관한 논의에 시사점을 제공하고자 한다.
이상의 목적 아래 본 논문은 1971년부터 2014년까지 한국의 단일 시계열 자료를 이용하여 한국에서 환경쿠즈네츠가설(Environmental Kuznets Curve Hypothesis)이 성립하는지 여부를 검정하고, 1인당 탄소배출량에 영향을 미 치는 요인들을 분석한다. 이를 위해 경제성장을 나타내는 변수인 1인당 GDP 뿐만 아니라 부문별 탄소배출 비중 통계를 근거로 전원믹스 중 신재생에너지 비중을, 그리고 1인당 최종에너지소비량과 기온효과를 반영하기 위하여 연간 냉난방도일을 설명변수로 고려한다. 그리고 견고한 공적분(Cointegration) 관
계를 보이는 불안정 시계열과 정상시계열을 대상으로 공적분 회귀모형을 추 정하여 변수들 사이의 장기균형관계를 살펴보고, 오차수정모형(Error Correction Model)을 통해 장기균형에서 이탈된 시계열이 장기균형으로 조정되는 단기 동학관계를 분석한다.
환경쿠즈네츠가설을 검정하기 위해서는 상이한 경제발전 단계에 있는 국가 들이나 지역들의 패널(panel) 자료를 이용하는 것이 적합하다는 의견도 있지만, 본 연구는 한국의 단일 시계열자료를 사용하여 분석한다. 연구의 목적이 한국 에서의 환경쿠즈네츠가설 성립 여부를 확인하고 탄소배출량 결정요인을 엄밀 하게 분석하여 향후 탄소배출량 전망이나 탄소배출량 절감을 위한 정책적 함의를 도출하는 데 있기 때문이다. 반면, 패널 자료를 이용하는 경우 패널에 포함될 국가의 범위를 결정하고 국가들 간의 상호 영향을 고려해야하는 어려움이 존재한다. 또한, 패널 자료를 사용할 경우 고정효과모형(Fixed Effects Model)을 사용하는 경우가 많은데, 고정효과모형에 시간효과 더미변수가 포함될 경우 전망에 활용하기 어려운 문제점이 발생하기도 하는 점을 감안하였다.
또한, 본 연구는 기존 환경쿠즈네츠가설 관련 논문들에서 간과했던 기온효 과(temperatrue effects)를 최초로 분석에 반영한다. 본 논문은 여러 문헌에서 확인된 기온효과와 에너지 소비 사이의 유의한 관계(김인무 외(2011), 노건기 외(2016), 신동현(2016) 등)와 에너지 소비와 탄소배출량간의 직접적인 관계를 바탕으로, 기온의 변화가 에너지 소비량 변화를 통해 탄소배출량에 영향을 미칠 것이라는 점에 착안하여 기온효과를 대리하는 변수로 실제 일별 평균기온에서 기준온도를 차감하는 연간 냉난방도일(cooling/heating degree day) 개념을 추 가하였다. 계량분석에서 중요한 변수를 생략하는 생략변수(omitted variables) 문제의 경우 추정량에 편의가 있고, 불필요한 변수를 추가하는 경우 추정치의 비효율성 문제가 발생할 수 있다. 본 연구는 기온변수를 기존 연구에서 간과 된 중요한 생략변수로 판단하고 분석모형에 반영함으로써 생략변수의 문제를 해결하고자 한다.
마지막으로, 환경쿠즈네츠가설 검정의 기초가 되는 공적분 회귀모형 추정에
있어, 공적분 관계를 이용하여 시계열에 내재되어 있는 불안정성을 완화하는 분석기법인 Fully Modified OLS (FM-OLS), Dynamic OLS (DOLS), Canonical Cointegrating Regression (CCR)을 활용했다.
분석 결과, 모든 추정에서 1인당 GDP, 기온효과를 나타내는 냉난방도일, 그 리고 1인당 최종에너지소비량의 경우 탄소배출량에 통계적으로 유의하게 양(+) 의 영향을 미치고, 1인당 GDP 제곱과 신재생에너지 비중은 탄소배출량에 음 (-)의 영향을 주는 것으로 나타났다. 이는 이론적인 예측과 일치한다. 특히, 한국의 경우 1인당 탄소배출량과 1인당 GDP의 관계에서 환경쿠즈네츠가설이 성립됨을 확인했다. 1인당 GDP의 계수가 양(+)이고 그 제곱 항의 계수가 음(-) 로 통계적으로 유의하여, 경제성장과 환경오염 간에 비선형관계가 존재함이 확인된 것이다. 그리고 기존 연구에서 생략변수로 취급되었던 기온효과가 탄 소배출에 유의한 영향을 미친다는 점을 확인했다는 점에서 의의가 있다. 유의한 생략변수들(omitted variables)을 포함시켜 설명력(R2)을 향상시켰고 MAPE (Mean Absolute Percentage Error:평균절대백분율오차)도 낮아, 공적분모형의 설명력과 예측력도 우수한 것으로 판단된다.
본 논문의 구성은 다음과 같다. 먼저 제Ⅱ장에서 환경쿠즈네츠가설과 선행 연구에 대해 살펴보고, 제Ⅲ장에서 설명변수의 설정, 자료의 특성, 그리고 분 석모형을 논의한 후 제Ⅳ장에서 이에 따른 실증분석 결과를 제시한다. 마지 막으로 결론과 시사점을 논의한다.