<표 3-1>은 본 모형이 분석대상으로 하는 산업을 보여주고 있다. 한국 은행에서 발행하는 산업연관표에 기초하여 에너지를 세분화하였다. 에너 지원에 따라 오염물질 배출 정도가 매우 상이하기 때문에 에너지를 세 분화하여 모형에 반영하는 것이 중요하다. <표 3-1>에 보듯이 석유제품 은 휘발유, 경유, 등유, 중유, LPG, 기타석유로 세분화되어 있다. 이 밖 의 에너지원으로 석탄, 원유, LNG, 전력이 포함된다.
환경정책이 도입되면 중간투입재화 대체효과는 우선 에너지원간에 대 체가 민감하게 발생할 뿐만 아니라 에너지집약산업 제품과 비 집약산업 의 제품간의 대체도 발생하게 된다. 따라서 비 에너지산업 중 에너지를 많이 사용하는 에너지집약산업, 철강산업을 독립적으로 분리하여 분석하 였다.
국립환경연구원에 따르면 환경오염 물질은 연료에 따라 그리고 용도 에 따라 다르게 배출된다. 즉 에너지가 산업용, 수송용, 난방용, 발전용 으로 사용되느냐에 따라 오염물질 배출정도가 다르게 나타난다. 따라서
<표 3-1>과 <표 3-2>에서 에너지 사용 용도에 따라 산업을 산업용, 수송 용, 난방용, 발전용으로 그리고 소비재화를 난방용, 수송용으로 나누어 보여 주고 있다.
<표 3-2>는 소비재화와 소득계층을 보여 주고 있다. 소비재화는 크게 음식료, 광연료, 교통 및 통신, 기타 소비재화로 분류되고, 에너지가 포 함되는 광연료와 교통 및 통신은 에너지 사용 용도에 따라 난방용과 수 송용으로 분류된다. 소득계층은 20 퍼센타일를 단위로 5분위 소득계층으 로 분류하였다. 본 모형은 근로소득세, 법인세, 부가가치세, 관세, 수입상 품세를 포함하고 있다. 따라서 환경세 부과에 따른 세제간상호작용효과 를 보다 현실적으로 분석할 수 있다.
분류번호 산업명 에너지 사용 용도에 따른 분류
S01 석탄 산업용
S02 원유 산업용
S03 LNG 산업용
S04 휘발유 산업용
S05 경유 산업용
S06 등유 산업용
S07 중유 산업용
S08 LPG 산업용
S09 기타 석유 산업용
S10 전력 발전용
S11 에너지집약 산업용
S12 철강산업 산업용
S13 농림수산 산업용
S14 광산품 산업용
S15 금속 및 일반 산업용
S16 전기, 전자, 정밀 산업용
S17 수송장비 산업용
S18 운수업 수송용
S19 건설 산업용
S20 기타 제조업 산업용
S21 서비스 난방용
〈표 3-1〉 분석대상 산업
소비재화 소득계층 조세 분류
번호 소비재화
에너지 용도별 분류
분류
번호 백 분위 분류
번호 세금
C01 음식료 I 0~20% T01 근로소득세
C02 광연료 난방용 II 20~40% T02 법인세
C03 교통 및 통신 수송용 III 40~60% T03 부가가치세
C04 기타 소비재 IV 60~80% T04 소비세
V 80~100% T05 관세
T06 수입상품세
〈표 3-2〉 소비재화 및 소득계층
나. 모형구조
1) 재화 및 생산요소의 흐름
다음 그림은 본 모형에 나타나는 재화 및 생산요소의 흐름과 세금부 과 현황을 보여주고 있다. 자본과 노동 그리고 중간재화를 투입하여 최 종재화(
)가 생산되어 최종소비자에게 판매되기 전에 부가가치세가 부 과된다. 자본은 산업뿐만 아니라 가계에서도 소비되며 자본으로부터 얻 는 잉여에 세금을 납부하는 것으로 가정하였다.최종소비재화는 아밍톤(Armington) 시장을 통해 국내재화와 수입재화 가 불완전 대체관계로 복합되어 최종소비자들에게 분배된다.8) 최종소비 자는 산업, 가계, 투자, 정부로 구성되지만 그림의 단순화를 위해 정부부
8) 국내재화와 수입재화 간의 복합과정을 나타내는 방법으로는 불완전 대체관계를 가 정하는 Armington 방식과 완전 대체관계를 가정하는 Heckscher-Ohlin 방식이 있 다.
분은 생략하였다. 가계는 아밍톤 시장에서 구매한 소비재화와 자본 시장 으로부터 자본, 그리고 여가를 주어진 예산 제약식 하에서 자신의 효용 을 극대화하는 방향으로 선택한다. 복합소비재화를 구성하는 단계에서 가계는 특소세, 교통세 등 소비세를 납부한다고 가정하였다. 이 때 소비 세는 소득계층에 관계없이 동일 세율을 부과한다.
가계의 소득은 노동, 자본, 정부이전으로 구성된다. 본 모형에서 노동 에 대한 세금은 크게 원천소득세와 종합소득세로 구성이 된다. 국내에서 생산된 재화는 국내의 최종수요를 위해 판매되거나 바로 해외로 수출이 된다. 수출품에 대한 부가가가치세는 환급이 되기 때문에 영세율이 적용 되지만, 해외로부터 수입되는 제품에는 관세와 수입상품세9)가 부과된다.
환경세는 수입 에너지와 국내 에너지가 복합된 후 부과되는 것으로 가 정하였다.
9) 수입상품세는 부가가치세, 특별소비세, 주세, 교통세, 농특세, 교육세 등을 포함한다.
26 최종생산재화 Yi
복합소비재화 Zc 부가가치세 노동 원천근로 소득세
Ar mi ngt on
시장 국내재화 & 수입재화 소비재화 특소세 교통세 교육세여 가 종합소득세
가계(I……X) 근로소득, 자본소득, 정부이전소득
중간재화
자본 자본 소득세 자본시장 KⅠ……KⅩ
환경세관세․수입상품 자본시장 LⅠ……LⅩ
자본 자본 소득세
[그림 3-1] 생산재화 및 생산요소의 흐름
2) 가계
[그림 3-2]은 소득계층별 최종 효용이 구성되어지는 과정을 보여주고 있다. 소득계층별소비자는 주어진 가처분소득이라는 시점간 예산제약조 건 하에서 시점간 효용을 극대화한다. 계층별 효용 함수는 다음과 같이 시간에 대해 분리 가능한 CES 함수로 가정하였다. Carbone et al. (2004) 와 같이 계층별 효용은 환경오염 물질 배출량과 비례하여 감소한다고 가정하였다.
∞
θ θ
(3-1)
(3-2)
(3-3)여기서 는 시간에 대한 할인율을 의미하며, 는 시점 간 대체탄 력성을 나타낸다. 하첨자 는 소득계층을 대변한다.
는 소득계층별 노동시간을 의미한다. 따라서 총 할당된 시간을
이라고 가정할 때 소득계층별 여가시간은
된다. 계층별 복합소비재화(
)는 자본과 소비재의 복합재화 와 여가의 CES 함수로 구성된다는 것 을 의미한다. 의 복합단계와 소득계층별 예산제약조건에 대한 설 명은 생략하기로 한다.계층별 효용은 환경오염물질량에 따른 비효용과 분리 가능하다고 가 정하였다. 이는 복합소비재화
의 변화가 환경오염 물질의 변화와 직 접적으로 관련되지 않는다는 의미를 내포하고 있다. 는 기준 연도에 한 단위 감축에 대한 한계가치(marginal value of abatement)를 의미하 며, 는 연도의 계층별 소득을, 는 환경오염물질 저감에 대한 소득 탄력성을 의미한다.
는 총 NOx 배출량을 의미한다. 따라서 NOx 로 인한 비효용은 소득수준에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 ≺ 라고 가정하였다. 따라서 소득이 증가할수록 한 단위 오염물질 감축에 대한 한계가치가 감소한다. 그러나 기준연도의 한 단위 감축에 대한 한계가치 는 저소득층이 상대적으로 낮지만 시간이 지날수록 점차 고소득층의 한계가치에 수렴하게 된다.
다음은 소득계층별소비자의 시점간 예산제약식을 보여주고 있다.
∑t Pkc, t KCw, t + ∑t Pk, t Iw, t =
∑t Ww, t Lw, t + ∑
t Pk, t Ksw,t + ∑
t
Tr
w, t (3-4)여기서
는 계층별 투자,
계층별 자본공급,
는 계층별 정 부이전 소득을 의미한다. 제약식에 나타난 가격은 모두 세후가격을 나타 내며, 시간에 대한 할인율을 반영한 가격을 의미한다. 현재가치로 환산 된 노동임금수입, 자본 대여로부터의 수익과 정부의 가계이전소득은 현 재가치로 환산된 소비와 자본투자로 지출된다. 자본과 노동은 부문간 이동이 자유롭다고 가정하였다. 따라서 각 부문은 동일한 가격으로 자본과 노동을 구매할 수 있다. 균형에서 소득계층별 총 노동공급
은 산업의 총 노동수요(
)와 동일하다. 또한 총 자본 공급
은 산업과 가계에서 수요하는 자본의 량
과 동일하다.[그림 3-2]에 나타난 최종 소비재화 복합단계를 살펴보면 다음과 같다.
우선 계층별로 소비되는 자본(
)과 복합소비재화)는 다음과 같은 CES 함수로 복합된다. (3-5)
여기서 가중치 모수
와 탄력성 은 수식마다 다르지만 표기의 간편화를 위해 모두 동일하게 표시하기로 한다.
소득계층별복합소비재화( )는 음식료, 광연료, 교통․통신, 기타 소 비재화로 복합된다.
(3-6)여기서
에 나타난 하첨자 는 [그림 3-2]에 나타난 음식료, 광연 료, 수송 및 통신, 기타 소비재 등의 소비재화의 종류를 의미한다.각각의 소비재화는 아밍톤 재화()와 에너지 재화()로 다음과 같이 복합된다.
(3-7)에너지 복합재화는 매우 자세히 분류되어 모형에 반영된다.
(3-8)여기서 는 소득계층별로 소비되는 화석연료를 나타나며 은 전력 에너지를 의미한다. NOx의 환경오염물질은 주로 화석연료를 소비 할 때 주로 발생하지만 전력을 소비할 때는 발생하지 않는다. 단지 전력 을 생산하기 위해 사용한 투입연료로부터 발생한다. 따라서 전력과 화석 연료를 구분하여 다음과 같이 반영하였다.
(3-9)여기서
는 석유제품과 천연가스의 복합재화를,
은 석탄을 의미한다. 석유(
)와 천연가스(
)는 석탄보다 대체관계가 높아 석유와 가스가 먼저 복합된 다음 석탄과 복합된다고 가정하였다. 석유제품 과 천연가스 복합재화는 다음과 같이 구성된다.
(3-10) 석유제품은 휘발유, 경유, 등유, 중유, 수송용 LPG로 다음과 같이 구 성된다.
(3-11)계층별 효용
소비 ․ 자본 여가 - NOⅩ
자본 소비재
음식료 광연료 교통 ․ 통신 기타
[그림 3-2] 계층별 효용함수 구성도
3) 생산구조
각 산업에서 생산되는 t기의 최종재화(
Y
i, t)는 노동, 자본과 중간재 화를 사용하여 다음과 같이 생산된다.Y
i, t =[
αaklKLE
ρi,ty + αxXA
ρi,ne,ty]
1/ρy (3-12)KLE
i, t =[
αaklKL
ρi,ty + αxE
ρi,ne,ty]
1/ρy (3-13)KLE
i, t 는
부문에서 사용한 자본(K
i, t), 노동(L
i, t), 에너지재화 (E
i, t)로 구성된 복합재화를 의미하며,XA
i, ne, t 는 t 기에 i 부문에 서 사용한 비에너지 중간투입재화로 구성된 복합재화를 의미한다. 노동 과 자본은 콥-더글라스 함수로 다음과 같이 복합된다고 가정하였다.KL
i, t = Kαi, t L( 1 - α )i, t (3-14)
부문에서 사용되는 자본K
i, t는 다음과 같은 법칙에 의해 축적된 다.K
i, t + 1 = ( 1 - δk) Ki, t+ Ii, t (3-15)t + 1
기에 부문 i 의 자본량은 감가상각 δkK
을 제외한 t 기의 자본량과 투자(I
i, t )에 의해 형성된다.에너지 복합재화는 가계부분과 동일한 과정을 거쳐 다음과 같이 복합 된다.
(3-16)
여기서 는
부문에서 소비되는 화석연료를 나타나며, 은 전 력 에너지를 의미한다.
(3-17)
여기서 는 석유제품과 천연가스의 복합재화를, 은 석탄을 의미한다. 가계부문과 동일하게 석유()와 천연가스( )가 먼저 복 합된 다음 석탄과 복합된다고 가정하였다. 석유제품과 천연가스 복합재 화는 다음과 같이 구성된다.
(3-18)
석유제품은 휘발유, 경유, 등유, 중유, 수송용 LPG로 다음과 같이 구 성된다.