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샤플레가치법(Shapley Value)에 의한 비용배분

문서에서 주요 결론 및 정책제안 (페이지 167-170)

샤플레가치법은 공동시설사업에 참여하는 각 지자체가 공동시설 건설에 참여함으 로써 총 건설비용을 얼마나 증가시키느냐 하는 한계비용(marginal cost)을 고려한 배분방식이다. 예를 들어 A, B 두 지자체가 공동시설을 계획하고 있는데 C지자체가 이 사업에 참여하려 한다면, C지자체는 자신의 참여로 높아진 총건설비용의 증가분, 즉 한계비용을 최소한 부담하는 것이 공정하다. 그런데 다수의 지자체가 관여한 공동시설 건설사업의 경우 각 지자체가 발생시킨 한계비용은 소위 ‘연합체’가 어떤 순서로 구성되느냐에 따라 달라진다는 문제가 발생한다. 만약 A, B, C 세 지자체가 공동시설 건설을 위한 연합체를 구성한다고 할 때, A→B→C 순서로 한계비용을 계산하는 경우와 B→A→C 순서로 한계비용을 계산하는 경우, 각각에 따라 A와 B의 한계비용이 달라진다는 것이다. 대체로 분석결과를 살펴보면, 규모의 경제가 존재하는 경우에는 연합체에 나중에 가입하는 지자체일수록 한계비용이 적어지는 경향이 나타난다.

이와 같이 샤플레가치법은 참여순서에 따라 한계비용이 달라지는 문제를 해결하기 위해 참여순서의 모든 경우의 수에 대응한 지자체별 한계비용을 구한다. 그리고 이를 평균하여 얻은 한계비용의 평균값을 해당 지자체가 부담해야 하는 비용으로 배분한다.

사례 시설인 의령, 군북, 사봉에 대한 샤플레가치법에 의한 비용배분의 결과는

<표 5-6>과 같다. 샤플레가치법에 의해 배분된 지자체별 비용은 의령군이 16,296백만 원, 함안군(군북)이 4,238백만 원, 진주시(사봉)가 10,861백만 원으로 나타났다.

비례방식에 의한 부담액과 비교해 보면, 의령의 경우 17,687백만 원에서 16,296백만 원으로 줄어 1,391백만 원을 덜 부담하게 된다. 규모가 가장 작은 군북(함안군)의 경우에는 비례방식으로는 부담액이 3,095백만 원 이었으나 샤플레가치법에 의하면 4,238백만 원으로 증가하는 결과가 나타났다. 사봉(진주시)의 경우에는 비례방식의 10,612백만 원에서 10,861백만 원으로 부담액이 약간 증가하게 된다. 통합 시설로 가장 큰 혜택을 보는 지자체는 함안(군북)이고, 함안이 얻는 혜택의 상당 부분이 규모가 가장 큰 의령처리장에서 발생한다. 이와 같이 샤플레가치법을 통해 비용배분을 실시한 결과, 의령의 부담액은 소폭 줄이는 대신 가장 큰 혜택을 보는 군북의 부담은 다소 늘리는 결과를 가져와 비례법보다 공평성이 개선됨을 알 수 있다.

협력체 가입순서 한계비용(marginal contribution to total cost)

의령 군북 사봉

의령→군북→사봉 22,739 2,158

(=24,897-22,739)

6,498 (=31,395-24,897)

의령→사봉→군북 22,739 1,780

(=31,395-29,615)

6,876 (=29,615-22,739)

군북→의령→사봉 16,361

(=24,897-8,536) 8,536 6,498 (=31,395-24,897)

군북→사봉→의령 11,692

(=31,395-19,703) 8,536 11,167 (=19,703-8,536)

사봉→의령→군북 12,552

(=29,615-17,063)

1,780

(=31,395-29,615) 17,063

사봉→군북→의령 11,692

(=31,395-19,703)

2,640

(=19,703-17,063) 17,063

열 합계 97,775 25,430 65,165

샤플레가치

(=열 합계÷가입순서의 경우의 수) 16,296 4,238 10,861

<표 5-6> 샤플레가치법에 의한 비용의 배분

(단위: 백만 원)

각 지자체가 독자적으로 시설을 건설하는 것보다 샤플레가치법으로 비용이 배분될 때, 얻을 수 있는 비용절감 효과는 <표 5-7>과 같다. 먼저 의령의 절감금액은 6,443백 만 원으로 가장 큰 절감 효과를 볼 수 있다. 비례배분 방식에서는 의령이 가장 적은 절감 효과를 보게 되어 있었지만, 샤플레가치법의 이러한 결과는 비례방식보다 공평성 이 개선되었다는 증거로 볼 수 있다. 왜냐하면, 규모가 가장 커서 비용절감에 가장 큰 기여를 한 의령이 가장 많은 절감 효과를 가지는 것이 당연하기 때문이다. 의령 다음으로는 사봉이 6,202백만 원의 절감 효과를 얻는 것으로 나타났다.

구분

개별처리시설 시 필요한 용량

(톤/일)

개별처리시설 시 시설비

(백만 원)

샤플레가치법 방식에 의한 시설비 할당액

(백만 원 )

샤플레가치법에 의한 지자체별 비용 절감 효과

절감금액 (백만 원 )

절감률 (%)

A B C B-C (B-C)/B

의령

(의령군) 4,000 22,739 16,296 6,443 28.3

군북

(함안군) 700 8,536 4,238 4,298 50.4

사봉

(진주시) 2,400 17,063 10,861 6,202 36.3

계(전체) 7,100 48,338 31,395 16,943 35.1

<표 5-7> 샤플레가치법을 적용할 때의 지자체별 비용절감 효과

비용 절감률에서도 마찬가지로, 비례방식보다는 샤플레가치법이 더 공평한 결과를 나타내고 있다. 지자체별 비용 절감률을 살펴보면, 규모가 가장 작은 군북이 가장 높은 비용 절감률을 보이고 있다. 의령의 비용 절감률은 비례방식에서는 22.2%였으나 샤플레가치법에서는 28.3%로 올라갔고, 사봉의 절감률은 37.8%에서 36.3%로 소폭 감소하였으며, 규모가 가장 작은 군북은 비례배분 방식에서의 절감률 63.7%에서 샤플레가치법에서는 50.4%로 감소하였다.

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