방법론

CGE모형은 일반균형의 관점에서 경제활동과 시장을 계량적으로 분석하는 방법론으로 1970년대 후반부터 개발과 국제교역, 조세 및 지역경제, 환경 및 자원배분 등 정책의 성장 및 분배 효과를 평가하는 데 활용되었다.

교통부문의 CGE모형 개발사례로는 Horridge(1994), Brocker(1995), Roson and Dell’Agata(1996), Conrad (1997), Kim(1998), Rioja(1998), Friesz et al.(1998), Caspersen et al.(2000), Seung and Kraybill(2001), Haddad and Hewings(2001), Conrad and Heng(2002), Brocker (2002), Ivanova et al.(2002), Lofgren and Robinson (2002), Giesecke and Madden(2003), Oosterhaven and Knaap(2003), Kim et al.(2004), Kim and Hewings (2009), Zhang and Peeta(2011) 등이 있는데, 주로 교통 투자의 단기와 중기 성장 파급효과를 추산하기 위해 서 개발되었다.

본 논문의 CGE모형은 수요와 공급의 균형 조건 을 통해서 가격을 내생적으로 산정하는 Robinson (1989), Lofgren et al.(2002) 등의 전형적인 신고전주 의 모형(Stylized Neoclassical Model)에 도로, 철도, 항

만, 공항 등 교통부문별 시장을 연계시킨 구조로 구성 되어 있다. 본 모형의 경제주체는 생산자, 가계, 정부 및 해외 부문 등 4개 부문으로 나누어지는데, 여기서 생산자는 교통부문을 중심으로 건설업, 철도운송업, 도로운송업, 수상운송업, 항공운송업, 하역 및 보관업 등 6개 교통산업과 농림어업, 광업, 제조업, 서비스업 등의 4개 일반 산업으로 구분되어 있다. 본 모형의 이 론적 토대는 신고전주의에 있다는 점에서 10개 생산 자의 초과이윤이 없고 또한 가계부문의 소득과 지출 간 균형이 유지되는 것을 가정하였다. 가계는 자본과 노동의 생산요소를 공급하고 수입은 소비, 저축 및 조 세를 통해서 지출된다. 생산자는 생산요소를 구매하여 중간투입물과 결합하고, 생산물은 해외로 수출되거나 또는 국내시장의 소비재 및 투자재로 소비된다. 가계 와 생산자는 각각의 제약 조건하에서 효용과 이윤을

연구 연구 목적 특성 동적 여부 공간성 자료

Horridge(1994) 교통 정체와 연료 소비 평가 로짓 소비자 행동모형,

콥-더글라스 생산함수 × ○ 호주 멜버른

Brocker(1995) 지역경제 분석 Nested CES 생산 및 수요함수,

Iceberg 교통비용 × ○ 가공

Conrad(1997) 교통산업의 경제적 기여도 분석 Nested CES 생산함수

Stone-Geary 수요함수 × × 없음

Caspersen et al.(2000) 신규 도로 사회기반시설 건설 효과 평가

CES 생산 및 수요함수,

Iceberg 교통비용 × ○ 덴마크

사회계정행렬 Conrad and Heng(2002) 도로 사회기반시설 투자 평가 Nested CES 생산함수

Stone-Geary 수요함수 × × 독일

사회계정행렬 Ivanova et al.(2002) 교통산업의 경제적 기여도 분석 Marshallian 수요함수,

CES 교통비용 × ○ 노르웨이

사회계정행렬 Lofgren and Robinson

(2002) 도시-농촌의 교통비용 비교 레온티에프 생산함수,

콥-더글라스 수요함수 × ○ 가공

Giesecke and Madden

(2003) 모형의 안정성 분석 Nested CES 생산함수

Stone-Geary 수요함수 ○ ○ 호주

타스메니아 Oosterhaven and

Knaap(2003) 도로 사회기반시설 투자 평가 콥-더글라스 생산 및 수요함수,

Iceberg 교통비용 × ○ 전문가 작성

사회계정행렬 Kim et al.(2004) 고속도로 건설의 네트워크 효과

추정

CES 생산함수

콥-더글라스 수요함수 ○ ○ 한국

사회계정행렬 자료: Zhang and Peeta(2011) 수정.

표 1 _ 교통 시설의 지역 CGE모형 분석

극대화한다. 모형은 수요, 공급 및 가격 모듈로 구성되 어 있는데, 공급 모듈에서는 총생산, 부가가치, 고용, 수 출, 수입 등을 산정한다. 수요 모듈에서는 경제주체별 소비와 투자수요를 추정하며 공급과 수요 간 불균형 은 가격 조정을 통해서 청산된다. 국내시장의 총공급 은 국내재와 수입재로, 총수요는 국내재와 수입재로 나누어지는데 공급 및 수요 과정에서 서로 불완전하 게 대체된다고 가정하였다.

산업별 부가가치는 <그 림 2>와 같이 콥-더글라스 유형의 생산함수로 추정하 였는데, 전통적인 노동 및 자본의 생산요소뿐만 아니 라 교통자본 서비스에 의해 서도 영향을 받는다고 가정 하였다. 교통시설 서비스는 육상시설 교통 서비스와 비 육상시설 교통 서비스로 구 분되는데, 전자는 도로와 철 도로, 후자는 항만과 공항으 로 나누어진다. 교통자본 서 비스 함수의 형태는 Zhang and Peeta(2011)의 Nested CES 함수를 활용하였다. 이 는 투입-산출의 구조와 연속 적인 의사결정 과정에서 교 통시설 간 기능적 및 재정적 상호 의존성을 반영할 수 있 는 장점이 있으나 자료의 구 축이 어렵다는 단점도 있다.

Zhang and Peeta(2011)에 따르면 기능적 상호 의존성 은 특정 시설의 서비스 기능 이 다른 사회기반시설의 서비 스 공급에 영향을 미치거나 또는 다른 시설과 대체하 는 경우를 말하며, 재정적 상호 의존성이란 예산의 제 약 조건하에서 개별 시설의 투자 지출이 증가할 경우 다른 시설의 지출 가능 규모가 감소하는 것을 의미한 다. 육상시설 교통 서비스 규모는 도로와 철도의 대체 탄력성과 두 교통 시설 서비스의 상대적인 가격 비율 에 따라 결정되며, 같은 방법으로 비육상시설 교통 서 비스 규모도 하위 두 개의 교통시설 간 탄력성과 가격 그림 1 _ CGE모형의 구조

자료: 김의준 · 김홍석(2005).

에 영향을 받는다. 이러한 계층적인 교통 서비스 구조 에서는 도로(또는 철도) 시설은 항만(또는 공항) 시설 과 간접적으로 경쟁한다. 교통 서비스 함수의 형태는

<식 1~3>과 같으며, 도로, 철도, 항만, 공항 등 단위 교 통 서비스 변수는 김명수(2011)의 교통자본스톡을 사 용하였고, 육상시설 교통 서비스 및 비육상시설 교통 서비스를 나타내는 변수로는 시설의 자본스톡 대비 톤 (ton)을 사용하였다. 식의 모수 추정 방식은 CES 함수 의 테일러 전개식을 대상으로 회귀분석방법과 비선형 탐색 방법(Search Method) 등이 있는데, 전자의 방법에 서는 모수의 부호 문제가 발생하였다. 따라서 후자에 근거하여 모수를 추산하였고, 도로와 철도의 대체 탄 력성은 1.630, 항만과 공항 간 대체 탄력성은 0.870, 육 상 교통서비스와 비육상 교통서비스 간 대체 탄력성은 0.131로 나타났다.

교통 서비스

= α1[α2 육상시설 교통 서비스^α3

+ (1-α2) 비육상시설 교통 서비스^α3]^1/α3

<식 1>

육상시설 교통 서비스

= β1[β2 도로 교통 서비스^β3

+ (1-β2) 철도 교통 서비스^β3]^1/β3 <식 2>

비육상시설 교통 서비스

= r1([r2 항만 교통 서비스^r3

+ (1-r2) 공항 교통 서비스^r3]^1/r3 <식 3>

산업별 노동시장에는 신고전주의 완결규칙을 적용하여 노동 공급은 외생적으로 주어지며, 수 요는 노동시장의 불균형을 청산하는 과정에서 내 생적으로 결정된다. 평균 임금은 임금의 하방 경 직성을 고려하여 전년도 임금수준과 현재 시점의 물가상승률에 의해 결정된다. 산업별 수출 및 수 입량을 추정하는데 아밍톤(Armington) 함수 및 불변 전환탄력성(Constant Elasticity of Transformation) 함 수를 적용하였다. 소비자는 지출 비용을 최소화할 경 우, 국내재 대비 수입재 비율은 수입재와 국내재 간 상대가격 비율과 교역대체탄력성에 의해 결정된다.

또한 생산자가 총수익을 극대화하고자 할 경우, 국내 재화 공급량 대비 수출 비율은 국내재와 수출재 간 상 대가격 비율과 전환탄력성에 의해 결정된다. 두 함수 의 대체 타력성은 정재호 외(2003)의 산업별 가중 평 균한 값과 같으며, 나머지 모수는 사회계정행렬의 균 형 조건으로부터 추산되었다.

한편 수요 측면에서 보면 산업별 총공급량은 생산 자의 중간수요, 가계의 소비지출, 정부의 소비지출, 생산자의 투자지출, 수출 등으로 나뉜다. 중간수요는 산업연관표의 투입계수와 산업별 생산량에 의해 결 정되며, 가계의 상품(산업)별 소비 지출은 효용 극대 화 조건을 통해서 산정된다. 가계의 상품(산업)별 소 비를 추정하는 데 있어서 선형지출 함수를 활용하였 다. 정부의 세입은 세출과 균형을 이루는데, 세입은 생산자의 간접세, 가계의 직접세, 해외부문의 관세 등 그림 2 _ 생산액 결정 및 교통 서비스 공급 구조

총생산

부가가치

중간투입

도로 철도 항만 공항

육상시설 교통 서비스

비육상시설 교통 서비스

교통서비스 노동 자본

으로 구성된다. 정부지출은 정부소비지출, 정부보조 금, 정부투자지출, 정부저축지출 등으로 구분되는데 투자지출은 교통투자 지출을 포함한다. 정부의 보조 금, 투자 및 저축지출은 외생변수인 반면, 소비지출은 정부의 균형조건으로부터 내생적으로 결정된다. 투 자지출의 재원은 생산자의 감가상각액, 가계 저축, 정 부 저축 및 해외 순저축 등으로 구성되는데, 해외 순 저축은 총수출과 총수입 간 차액과 동일하다.

CGE모형에서 산정되는 가격 유형으로는 산업 별 생산 가격, 부가가치 가격, 수출 가격, 수입 가격, 자본재 가격, 임금 등과 대미환율이 있다. 모든 가격 은 상대가격으로 측정하는데 본 논문의 기준가격 (numeraire)은 소비자물가지수다. 동태분석은 모 형의 크기와 계산의 능력을 고려하여 축차적 방법 (backward looking)으로 이루어졌다. 즉, 경

제 주체의 예측 능력은 근시안적이고 미래 에 예상되는 경제 환경의 변화가 현재의 의 사결정에 영향을 미치지 않는다고 가정하여 경제주체는 매 연도(기)마다 정태적인 방법 으로 최적의 의사를 결정한다.

CGE모형을 개발하기 위해서는 기준연 도 시점의 경제주체 행위를 일관성 있게 설 명할 수 있는 사회계정행렬과 파라미터 추 정에 필요한 시계열 자료가 있어야 한다. 사

회계정행렬은 생산, 분배 및 지출을 중심으로 생산요 소부문, 가계부문, 산업부문, 정부부문, 투자부문, 자 본부문, 재고부문, 해외 및 관세부문 등으로 구성되 는데 산업연관표와 국민계정을 통합한 통계체계라 고 볼 수 있다.

사회계정행렬에서 필요한 대부분 자료는 산업연 관표에서 얻을 수 있다. 예를 들어, 산업별 임금 및 자 본보수, 요소비용기준 총생산, 산업부문별 민간소비 지출, 중간수요, 정부소비지출, 산업부문별 보조금, 고정자본 형성, 재고 증가, 해외수출, 간접세액, 관세, 감가상각액, 정부투자지출, 수입 등은 산업연관표 값 과 일치한다. 다만 정부 저축은 한국은행 통계의 총 저축 중 중앙정부 및 지방정부의 총저축에서 산업연 관표의 정부 투자를 차감한 값으로 대체하며, 정부의

구분 부가가치함수의

노동투입 탄력성

수출/국내공급 대체 탄력성

수입/국내공급 대체 탄력성

농업 0.118 3.900 1.139

광업 0.320 3.400 2.637

제조업 0.345 2.900 2.637

서비스업 0.477 0.700 2.637

건설업 및 5개 교통시설

(철도운송업, 도로운송업, 수상운송업, 항공운송업, 하역 및 보관업)

0.576~0.620 0.700 2.000

추산방식(출처) 사회계정행렬

추산치

정재호 외 (2003)의 가중 평균값

정재호 외 (2003)의 가중 평균값 표 2 _ 모형의 주요 모수

사회계정 세부항목

생산요소 노동, 자본

가계부문 가계

산업부문 농림어업, 광업, 제조업, 서비스업, 건설업, 철도운송업, 도로운송업, 수상운송업, 항공운송업, 하역 및 보관업 정부부문 정부소비, 보조, 투자, 저축

투자부문 산업분류와 동일

자본 가계저축, 감가상각액, 정부저축, 해외저축

재고 재고

해외 및 관세 수입, 수출 및 관세

표 3 _ 사회계정행렬의 구성 요소