ABSTRACT
1. 공적분 회귀모형
견고한 공적분 관계가 존재하는 1인당 탄소배출량, 1인당 GDP, 1인당 GDP의 제곱, 신재생에너지 비중(renew), 1인당 에너지소비량(fen)과 정상 시 계열인 냉난방도일(hctemp)을 사용한 공적분 회귀모형의 추정 결과가 <표 6>
에 제시되어 있다. 공적분 관계에 있는 변수들을 통상적인 OLS로 회귀분석 할 경우 생길 수 있는 문제들을 보정하기 위해, 시계열에 내재되어 있는 불안 정성을 완화하는 분석기법인 Phillips and Hansen (1990)의 Fully Modified OLS (FM-OLS), Stock and Watson (1993)의 Dynamic OLS (DOLS), Park (1992)의 Canonical Cointegrating Regression (CCR)을 활용해 추정하고, 통상 적인 OLS 회귀분석을 통해서도 일치추정량을 얻을 수 있으므로 OLS를 이용 한 추정도 포함하였다. 부연하자면, 공적분 회귀모형을 통상적인 OLS 추정할
경우 초일치(super-consistent) 추정량이나 추정오차가 큰 값을 가져서 비효율 적(inefficient)이며, 점근적으로 편의(biased)가 있는 결과를 가져온다. 특히 t-통계량이 계수의 유의성을 검증하는데 더 이상 유효하지 않게 된다.
FM-OLS, DOLS, 그리고 CCR은 각각 모수적 방법과 비모수적 방법을 이용하여 설명변수와 잔차항 사이의 내생성 및 잔차항의 계열상관 문제를 해결하고 있다.
위 추정기법 중에 DOLS의 추정량이 더 우수한 것으로 평가되고 있다.8)
<표 6> 공적분 회귀모형 추정 결과
설명변수 ① DOLS ② FM-OLS ③ CCR ④ OLS ⑤DOLS‘
소득수준
(gdp) 1.863***
(0.207) 2.130***
(0.266) 2.117***
(0.226) 1.963***
(0.166) 2.174***
(0.753) 소득수준제곱
(gdp2) -0.086***
(0.011) -0.099***
(0.013) -0.098***
(0.010) -0.091***
(0.008) -0.096**
(0.037) 냉난방도일
(hctemp) 0.617***
(0.073) 0.276***
(0.076) 0.285***
(0.088) 0.261***
(0.063) -신재생비중
(renew) -0.227***
(0.023) -0.327***
(0.049) -0.324***
(0.045) -0.305***
(0.041) -0.432***
(0.107) 에너지소비량
(fen) 0.497***
(0.037) 0.510***
(0.051) 0.509***
(0.054) 0.545***
(0.028) 0.363***
(0.114) 상수항 -13.145***
(1.284) -11.748***
(1.307) -11.766***
(1.172) -10.764***
(0.868) -10.007***
(3.705) Adjusted R2 0.999 0.998 0.998 0.998 0.998
MAPE 1.135 1.099 1.101 1.052 3.119
소득전환점(US$) 46,448 46,075 46,628 44,831 76,432 주: 1) 검정통계량 윗 첨자***, **, *는 유의수준 1%, 5%, 10%에서 귀무가설이 기각.
2) 괄호 안의 값은 표준오차이며.
3) 모든 변수(신재생비중 변수제외)에 자연로그변환을 취함.
4) ⑤ DOLS는 냉난방도일을 제외하고 추정함
8) Montalvo(1995)은 유한표본에서, Harris (2003)는 자료에 특이치가 있거나 잔차항에 상 당한 크기의 음(-)의 MA 요인이 있는 경우 DOLS가 FM-OLS, CCR과 같은 비모수적 방법에 비해 더 우수한 추정량이라는 것을 보이고 있다.
<표 6>을 보면, 모든 추정법이 각 변수에 대해 동일한 부호를 주고 유사한 추정치를 주고 있다. 따라서 이하에서는 DOLS, FM-OLS 그리고 CCR의 공통 결과를 먼저 살펴보고, 특별히 가장 높은 설명력을 보인 DOLS를 통하여 냉 난방도일을 포함한 경우와 제외한 경우를 따로 나누어 설명한다.
추정 결과, 모든 추정에서 1인당 GDP, 냉난방도일, 그리고 1인당 에너지 소비량의 경우 탄소배출량에 통계적으로 유의하게 양(+)의 영향을 미치고, 1 인당 GDP 제곱과 신재생에너지 비중은 탄소배출량에 음(-)의 영향을 주는 것 으로 나타났다.9) 이는 이론적인 예측과 일치한다. 여기에서 특히, 기존 연구 에서 생략변수로 취급되었던 기온의 대리변수인 냉난방도일에 대한 부호가 양 (+)이고 그 계수 값이 통계적으로 유의함을 눈여겨 볼 필요가 있다. 해를 거 듭해가면서 한국에서는 여름 이상고온현상과 겨울 한파현상이 증가하고 있다. 냉 난방도일에 대한 부호가 양(+)이라는 것은 이러한 이상기온 등 기온효과가 탄 소배출에 유의한 영향을 미친다는 것을 확인시켜 주는 것이다.
환경쿠즈네츠가설의 성립여부에 대해 좀 더 자세히 살펴보자. 앞에서 설명한 것처럼, 1인당 GDP의 계수가 양(+)이고 그 제곱 항의 계수가 음(-)로 나타나게 되면, 경제성장과 환경오염 간에 비선형관계가 존재하는 것으로 경제성장과 함께 환경오염이 체감적으로 증가하다가 어느 수준에 도달하게 되면 환경오염 은 점차 감소하게 되어 환경 쿠즈네츠가설이 성립하게 되는 것이다. <표 6>
에서 알 수 있듯이, 1인당 GDP의 경우 공적분 회귀분석에서 계수 추정치가 1.863에서 2.130로 양(+)의 값을 가지고, 1인당 GDP 제곱항의 경우 –0.099에 서 –0.086으로 음(-)의 값을 가지며, 각각 유의수준 1% 수준에서 통계적으 로 유의한 것으로 분석되었다. 즉, 환경쿠즈네츠가설이 성립함을 알 수 있다. 그 리고 냉난방도일을 포함한 공적분 회귀분석의 경우 소득전환점은 44,831US$에서 46,628US$로 추정되었다. 반면 냉난방도일을 제외한 경우(⑤ DOLS의 추정) 에 소득전환점은 76,432US$로 추정되어 양측이 큰 차이를 나타내고 있다.10)
9) 정용훈·김수이(2012년)는 본 연구의 결과와 달리, 신재생에너지비중의 증가는 탄소배출량 감소에 기여하지 않는 것으로 보고한다.
냉난방도일이 포함된 경우가 보다 설득력을 가진다고 판단한다. 분석 결과에 따르면, 한국의 경우 환경쿠즈네츠가설이 성립되지만, 탄소배출량이 정점에 도 달하는 시기에는 아직 이르지 못했다는 결론이다.11)
공적분 추정법 중 R2가 가장 높고 MAPE (Mean Absolute Percentage Error:평균절대백분율오차)가 낮아 모형의 설명력과 예측력이 우수한 것으로 판단되는 ① DOLS의 경우, 1인당 GDP가 1% 증가하는 경우, 1인당 탄소배출 량은 1.863% 증가하는 것으로 추정되었고, 1인당 GDP 제곱이 1% 증가하는 경우 1인당 탄소배출량은 0.086% 감소하는 것으로 나타났다. 또한 탄소배출량 은 기온효과에도 유의하게 영향을 받는데, 구체적으로 동절기 기온 하락과 하 절기 기온 상승 등의 효과를 반영하는 연간 냉난방도일의 계수 추정치가 0.617로 냉난방도일 1% 상승시 1인당 탄소배출량은 0.617% 증가하는 것으로 나타났다. 신재생에너지 비중과 탄소배출량은 역의 관계에 있다. 신재생에너지 는 풍력이나 태양력 등 친환경 발전에 의한 것으로 탄소배출량이 극히 적거나 미미한 수준이다. 따라서 화석연료 발전량이 감소하고 신재생에너지 비중이 증가하면 탄소배출량이 줄어든다는 기본적인 가정은 신재생에너지 비중 1%
증가 시 탄소배출량이 0.227% 감소하는 것으로 통계적으로 검증되었다. 마지 막으로, 선행연구와 같이 1인당 최종에너지소비량의 증가가 탄소배출량 증가에 유의한 영향을 미칠 것이라는 가정은 1인당 최종에너지소비량이 1% 증가 시 1인당 탄소배출량이 0.497% 증가한다는 것으로 통계적으로 유의하게 검증되 었다.
10) Holtz-Eakin and Selden(1995)와 Hua Liao and Huai-Shu Cao(2013)는 환경 쿠즈네츠 곡선의 일인당 소득 turning point를 각각 $35,428와 $22,000로 제시한다.
11) 심자자 중 한 분이 1인당 GDP 제곱항 추정치가 통계적으로 유의한 음수 값을 보이 고 있지만 소득전환점이 크며, <표 7>에서는 1인당 GDP의 제곱항 추정치가 통계적 으로 유의하지 않아 계속 증가하는 추세 혹은 N자형의 가능성이 있다는 의견을 제 시하였다.