환경쿠즈네츠가설

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.

환경쿠즈네츠가설(Environmental Kuznets Curve Hypothesis)로 구체화된다.

환경쿠즈네츠가설은, 저명한 경제학자 Kuznets의 경제성장과 소득불평등의 패 턴처럼, 환경오염과 경제성장의 관계가 경제가 발전함에 따라 초기에는 제조 업 위주로 산업구조가 구축되면서 환경오염이 증가하나, 경제성장이 어느 단 계(turning point)를 지나면 오히려 감소하게 되어 역U자형의 형태를 보인다 는 가설이다. Grossman and Krueger (1995)는 국가별 시계열자료를 이용하여 경제 발전의 초창기에는 환경오염이 점점 심화되다가 경제가 성숙기에 들어서 환경전환점을 통과하면 환경의 질이 개선되는 정책이나 기술의 도입으로 환경 오염이 감소함을 실증적으로 증명하고 이를 환경쿠즈네츠곡선으로 명명하였다.¹⁾ 이후 환경쿠즈네츠가설을 설명하기 위한 이론적 시도도 있었으나(Munashinghe (1999), Andreoni et al.(2001) 등), 가설 검정의 문제가 중요한 주제의 특성상 실 증분석이 주를 이루고 있다(예를 들어, Selden and Song(1994), Grossman and Krueger(1995), Copeland and Taylor(1999), Borghesi(1999), Galeotti et al.

(2009), Nahman and Antrobus(2005), Martínez-Zarzoso et al.(2011) 등). 초기 환경쿠즈네츠가설에 관한 실증연구는 대기오염, 수질오염 또는 산림 훼손 상 태를 나타내는 환경오염의 수준과 1인당 국민소득을 회귀분석 등의 방법론을 통 해 통계적 유의성을 검증하는 것이었다. 그러나 시간이 지남에 따라 연구의 목 적과 방향 또한 확대되어, 환경쿠즈네츠가설 검정을 넘어 환경오염의 결정요인을 보다 엄밀하게 분석하기 시작했고, 다양한 설명변수를 추가적으로 도입하고 다양한 분석방법론이 동원되고 있다.

환경쿠즈네츠가설 및 환경오염의 요인을 분석한 연구는 <표 1>에 제시된 내용이 극히 일부에 불과할 정도로 방대하다. 그러나 이를 일정 기준에 의해

<표 1>에 제시된 것처럼 환경오염을 나타내는 변수인 종속변수를 무엇으로 할 것인지, 1인당 GDP 외에 설명변수의 범위를 어떻게 할 것인지, 자료를 선 택함에 있어 단일국가 자료를 이용할 것인지 국가그룹 또는 지역그룹을 이용 1) 세계은행(IBRD)은 환경전환점이라는 용어를 1993에 처음 사용하였고 이 가설에 따르면 초기 개발단계 수준에서는 환경과 경제성장은 서로 상충관계가 있으나 경제가 발전하여 환경전환점을 지나면 서로 상호 보완적인 관계가 성립한다.

할 것인지 (또는 자료를 시계열(time series)로 구성할 것인지 패널(panel)로 구성할 것인지), 그리고 추정모형을 어떻게 설정하고 어떤 추정법을 택할 것 인지 등에 따라 분류해 볼 수 있다. <표 1>에서 알 수 있듯이, 환경오염을 대 리하는 변수는 1인당 CO2, SO2, NOX(질소산화물), SPM(부유분진), 휘발성 유 기화합물 등 다양하지만 온실가스의 주요 원인으로 지목되는 1인당 CO2를 종 속변수로 사용하는 것이 가장 일반적이다. 설명변수의 경우 1인당 GDP를 단 일 설명변수로 설정할 수도 있으나, 1인당 GDP가 환경오염에 미치는 영향을 보다 정확하게 측정하기 위해서 기타 변수의 영향을 제어할 필요성이 있을 뿐 아니라, 다른 변수의 영향도 살펴보기 위해서 다른 설명변수를 추가하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 인구밀도, 무역규모, 에너지믹스, 에너지가 격, 기술진보, 국가 면적당 자동차수, 최종에너지소비량, 총생산요소, 신재생에 너지비중, GDP에서 제조업이 차지하는 비율, 도시화비율, 노동인구비율 등이 설 명변수로 사용된 바 있다. 본 연구에서는 1인당 GDP 외에 전원믹스 중 신재생 에너지 비중, 1인당 최종에너지소비량, 연간 냉난방도일을 고려하였다. 앞에서 설명한 것처럼 많은 연구들이 환경쿠즈네츠가설을 검정하기 위해서 상이한 경 제발전 단계에 있는 국가들의 패널 자료를 이용하였다. 그러나 한 국가의 환 경쿠즈네츠가설을 검정하기 위해 단일 국가의 시계열 자료를 연구하는 경우 도 많다. 분석방법론은 자료의 성격에 따라 많은 영향을 받는다. 본 연구는 패 널이 아닌 한국의 단일 시계열 자료를 사용하기 때문에 공적분 회귀모형이나 오차수정모형과 같은 시계열자료 분석방법을 사용한다.

본 연구를 한국에서의 환경쿠즈네츠가설 성립여부를 연구한 논문들과 비 교해 살펴 볼 필요가 있다. 한국에서 환경쿠즈네츠가설이 성립하는지 여부에 대해서는 일관된 결론이 없으며, 종속변수와 설명변수의 선택에 따라 다양한 결과를 보여주고 있다. 환경쿠즈네츠가설이 성립한다는 결과를 보여주는 논 문도 많은 반면(김수이·정경화(2014), 배정한·김미숙(2012), 배정한·김유선(2016), 이광훈(2010), 이광훈·이춘화(2009), 이현재(2016) 등), 그렇지 않은 결과를 보 여주는 논문들도 많다(김정인·오경희(2005), 김원규(2011), 신석하(2014) 등).

이 외에도 관련 논문 중에는 노건기 외(2016)처럼 환경쿠즈네츠가설 검정보다는 CO2 배출에 영향을 미치는 장단기 요인 분석에 초점을 둔 논문도 있다. 분 석방법론의 측면에서도 각 논문은 저마다의 특색이 있다. 한국이라는 단일 국가 를 연구대상으로 삼으면서, 본 연구와 달리, 지역별 패널자료를 이용해 분석한 논문도 있다(김지욱(2002), 김정인·오경희(2005), 이광훈·이춘화(2010) 등). 국내 의 문헌 중에서 본 연구는 정용훈·김수이(2012), 노건기 외(2016) 및 신석하 (2014)와 유사하다. 특히 노건기 외(2016)와 신석하(2014)의 경우 본 연구와 같이 공적분모형과 오차수정모형 분석을 수행하고 있다.

그러나 본 연구는 유의한 설명변수의 선택에 세심한 주의를 기울였으며, 특 히 기온효과를 냉난방도일로 반영했다는 특징이 있다. 기온변동은 에너지 소비 에 영향을 미친다. 예를 들어, 신동현·조하현(2015)은 전력소비의 변동성과 기온변수 사이에 비선형적인 관계를 가지는 것으로 분석했다. 그리고 알려진 대로 에너지 소비는 탄소배출량에 직접적으로 영향을 미친다. 그렇다면 기온변 동이 에너지 소비변동을 통해 간접적으로 탄소배출량에 영향을 미칠 가능성을 고려해야 한다는 것이 우리의 판단이다. 그럼에도 불구하고, 환경쿠즈네츠가 설을 검정하는 모형의 설정에 있어서 기온변수를 고려한 연구는 국내외 선행연 구에서 찾아보기 힘들다. 이는 또한 유의한 변수 생략으로 인한 계량분석에서의 오류로 이어질 수 있다. 이에, 본 연구에서는 연간 기온변동과 에너지 소비량 간의 비선형적이고 또한 비대칭적인 관계를 반영하기 위해 기온의 비선형 변 환인 냉난방도일을 설명변수로 포함하였다.²⁾ 최근 배정한·김유선(2016)은 16개 시·도지역의 대기오염물질 결정모형에 연평균기온을 추가하여 설명한 바가 있 으나, 기온변수의 정의 자체도 차이가 있지만 본 논문의 분석대상인 CO2는 대기오염물질에서 제외하는 등 분석방법론의 측면에서 서로 상이하다.

2) 일간 평균기온이 기준온도인 18℃보다 하락 할 경우, 그 기준 온도에서 일간 평균기온을 차감한 값을 일별로 누적하여 합산 한 것을 난방도일(暖房度日, heating degree day)이라 하고, 반대로 기준온도보다 상승 할 경우에는 일간 평균기온에서 그 기준온도를 차감한 값을 일별로 누적하여 합산 한 것을 냉방도일(冷房度日, cooling degree day)이라한다.

<표 1> 환경쿠즈네츠가설에 대한 선행연구

연구자 추정모형 셜명변수 자료유형

Fosten et al(2012) 공적분모형,

오차수정모형 1인당 GDP single-country United Kingdom Galeotti et al.(2009) 부분 적분 1인당 GDP panel data

cross-country Grossman and

Krueger(1995) 확률효과모형 1인당 GDP panel data cross-country Martinez and

Maruotti(2011) 패널 공적분

1인당 GDP,

에너지효율, 도시화율, 제조업비중,

노동인구비율

panel data 88개 개발도상국 Mitić, Ivanović, and

Zdravković (2017) DOLS,

FMOLS 1인당 GDP panel data

cross-country Richmond and

Kaufmann(2006) 패널 공적분 1인당 GDP panel data cross-country Seldon and

Song(1994) 고정효과모형

확률효과모형 1인당 GDP panel data

cross-country 김정인, 김진욱,

박창원(1999)

최소자승법, 고정효과모형,

확률효과모형 1인당 GDP panel data

OECD 국가 중 10개국 김정인, 오경희

(2005) 고정효과모형

확률효과모형 1인당 GDP panel data

(서울, 인천, 경기도 등 수도권)

김지욱(2002) 확률효과모형 1인당 GDP panel data

(수도권) 노건기,이중호,

박중구(2016) 공적분모형,

오차수정모형 1인당 GDP, 전력소비 single-countryKorea 배정한·김유선

(2016) 패널 GLS GDP,CPI,화력발전설비,

경유소비,가스버스 panel data (전국 16개 광역시) 신석하(2014) 오차수정모형 1인당 GDP,

총요소생산, 유가, 신재생에너지

single-country Korea

이광훈, 이춘화

(2009) SUR model 1인당 GDP,

에너지소비량·가격, 인구밀도

panel data (전국)* 제주·강원 제외 이성로·김효선

(2015) 공적분모형 1인당 GDP single-country

OECD 정용훈, 김수이(2012) 도구변수

회귀분석 1인당 GDP,

에너지믹스 single-country Korea 조상섭, 강신원,

김동엽(2001) 패널 DOLS 1인당 GDP panel data

OECD 17개국