E- Business 활성화의 에너지소비 파급효과:
Ⅲ. 모형 설정
KORTEM-EEC는 우리나라의 무역정책과 에너지 및 환경관련 국내정책에 대한 분석을 위해 이미 개발된 KORTEM을 수정․보완한 확장모형으로서, E-Business 의 활성화가 경제 및 사회구조와 에너지소비에 미치는 파급효과를 분석할 수 있 도록 수정 및 보완된 모형이다. KORTEM-EEC는 호주의 ORANI모형과 MONASH모형과 같이 Johansen유형의 모형으로서, 변수들을 퍼센트(%) 변화율로
표현한 선형시스템으로 구성되어 있으며, 일국(一國)의 에너지부문을 중심으로 한 다부문(multi-sector), 동태적(dynamic) 모형이다.5) 본 절에서는 기존의 ORANI/MONASH모형과 국내 Johansen유형의 모형과 달리 KORTEM-EEC이 지 니고 있는 특징 및 방정식 체계를 설명한다.
3.1 모형의 주요 특징
먼저, KORTEM-EEC는 산업부문을 103개로 분류하고 있는데 각 산업에서 생산 되는 재화 및 용역은 산업부문의 생산에 사용되는 중간투입재로 이용되거나, 최 종수요(가계 및 정부), 투자 및 수출용으로 사용된다(<표 1> 참조). 103개의 산업 에는 먼저 19가지의 에너지부문과 생산된 재화를 생산자로부터 사용자에게 이전 시키는데 필요한 10가지의 마진서비스(도․소매업 및 수송서비스 등)가 존재한다.
마진서비스에서는 4가지의 수송마진 서비스가 존재한다.6) 또한, E-Business와 에 너지소비간의 분석에 있어서 핵심적인 에너지부문 뿐만 아니라 제지산업, 컴퓨터 및 주변기기산업, 유통산업, 건설업 등의 산업이 세분류되어 있어, E-Business의 활성화가 에너지소비에 미치는 영향을 이러한 기업을 중심으로 파급효과를 분석 하고 또한 거시경제에 미치는 효과를 분석할 수 있도록 설계되었다.7)
KORTEM-EEC에서는 각 1개의 대표적 가계(representative household)와 정부 가 존재한다. 대표적 가계는 모든 본원적 생산요소를 소유하며, 그에 대한 보수를 받는다. 정부는 각종세금(소득세 및 간접세)의 징수를 통하여 정부소비를 위한 재
5) ORANI모형과 MONASH모형, 에너지경제연구원의 KORTEM, 정보통신연구원의 KISDIGEM과 같은 Johansen유형의 모형에 대한 구체적인 이론적 구조와 방정식 체계 에 대한 자세한 내용은 Dixon, Parmenter, Sutton and Vincent(1982), Dixon, Parmenter, Powell and Wilcoxen(1992), Horridge, Parmenter and Pearson(1993), 문석 웅․김건홍(1996), 문석웅(1999), 임재규(2001(a)), 심상렬 외(2001) 등 참조.
6) 수송마진서비스의 수요는 수송모드간 대체(intermodal substitution)를 반영하고 있음.
7) E-Business 관련 분석에 있어서 소프트웨어부문도 분석의 대상이 되는 중요한 부문이지 만, 자료수집의 미비로 인하여 상업서비스부문에 포함되어 있다. 따라서 문석웅(2000) 이 지적한 바와 같이E-Business 활성화의 파급효과 분석의 결과가 과소 평가될 문제점 이 존재하고 있다. 최근에 소프트웨어부문을 일반 상업서비스에서 독립적 서비스부문 으로 분리하여 최계영․홍동표․권남훈․문석웅 외(2002)가 분석을 실시하였음.
임 재 규
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-원을 충당하며, 정부지출과 세수입의 차이에 따라 정부의 재정상태가 결정된다.
본 모형은 또한, 외국의 대표적 수출품 구매자가 존재하며, 본원적 생산요소로서 노동, 자본 그리고 토지가 존재한다.
한편, KORTEM-EEC에서는 다단계 생산구조에서 어떤 단계에서라도 편향 (biased) 또는 중립적(neutral) 기술변화를 내생적 또는 외생적으로 변화시킬 수 있다. 외생적 기술발전은 기술혁신유발가설(Hanslow and Hinch, 1998)에 근거하 고 있는데, 이 가설에 의하면 편향(biased) 기술변화는 상대가격의 변화를 초래하 여, 상대적으로 비싸진 생산요소의 사용을 감소시키게 된다.
또한, KORTEM-EEC에서는 자본, 외채 및 인구의 축적과정을 설계하여 동태적 분석(dynamic analysis)이 이루어질 수 있도록 되어있다. 즉, 각 생산부문에서 투 자활동을 통해 축적되는 고정자본, 경제 발전단계에 따른 일인당 소득 및 출생․
사망률의 변화를 통한 인구변화 및 노동공급의 변화, 그리고 국내․외 저축, 투자 및 국내 총생산에 의해 결정되는 외채 등 스톡변수들의 축적과정(accumulation process)을 모형화하여 축자적(recursive) 동태분석이 이루어질 수 있도록 설계되 었다.
3.2 경제부문별 행태방정식 체계
KORTEM-EEC는 크게 (1) 중간투입재와 본원적 생산요소에 대한 생산자의 수 요, (2) 생산자들의 상품공급, (3) 고정자본형성 수요, (4) 가계수요, (5) 수출수요, 그리고 (6) 정부수요에 대한 정태적 행태방정식들과 고정자본, 외채, 그리고 인구 및 노동공급 등과 같은 스톡변수들의 축적과정을 설명하는 동태적 행태방정식들 로 구성되어있다.
<표 1> KORTEM_EEC의 산업분류
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
작물 축산 임산물 수산물 무연탄, 석탄 유연탄, 석탄 원유 천연가스 철광석 비철금속광석 비금속광물 육류 및 가공품 낙농품 수산가공품 정곡 및 제분 제당 및 전분 빵,과자 및 국수류 조미료 및 유지
과채가공품 및 기타식료품 음료품
배합사료 담배 섬유사 섬유직물 의류 및 장신품 기타섬유제품 가죽제품 및 모피 목재
나무제품 펄프및종이 인쇄,출판 및 복제 석탄제품 나프타, 석유제품 휘발유, 석유제품 제트유, 석유제품 등유, 석유제품 경유, 석유제품 중유, 석유제품 액화석유가스, 석유제품 기타 석유제품 유기화학 기초제품 무기화학 기초제품 합성수지 및 합성고부 화학섬유
비료 및 농약 의약품 및 화장품 기타 화학제품 플라스틱제품 고무제품 유리제품 도자기 및 토제품 시멘트
53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103
레미콘 콘크리트제품 기타비금속 광물제품 선철 및 강반성품 철강 1차제품 비철금속괴 및 1차제품 금속제품
일반목적용 기계 및 장비 특수목적용 기계 및 장비 전기기계 및 장치 전자기기부분품 영상,음향 및 통신기기 컴퓨터 및 주변기기 가정용전기기기 정밀기기 자동차 및 부분품 선박
철도차량 항공기 기타수송장비 가구
기타제조업제품 수력, 전기 화력, 전기 원자력, 전기 자가발전,전기 도시가스공급업 열공급업 수도공급 건축 및 건축보수 토목건설 도소매 음식점 및 숙박 철도운송 도로운송 수상운송 항공운송 운수보조서비스 하역
보관 및 창고 기타운수관련서비스 통신 및 방송 금융 및 보험 부동산 상업서비스 공공행정 및 국방 교육 및 연구 의료,보건 및 사회보장 문화오락서비스 기타서비스 기타
임 재 규
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-[그림 1] 생산 및 투입구조
생산활동 j
LEONTIEF
복합생산요소 재화1 재화n-e
노동 복합에너지요소
CES
복합에너지 복합자본토지
CES CES
화석에너지 복합전력 자본 토지
CES CES
복합석탄 1차복합에너지 수력 화력 원자력
CES CES
무연탄 유연탄 복합석유제품 도시가스 석탄제품 지역난방 자가발전
……
CES
석유제품1 …… 석유제품8
CES
3.2.1 생산 및 상품공급 구조
모든 관련 시장은 경쟁적이며 효율적이라고 가정한다. 경쟁적인 생산자에게는
모든 투입물과 생산된 재화의 가격이 외생적으로 주어지며, 효율적인 생산자는 주어진 생산활동 수준에서 비용최소화라는 조건을 만족시키는 중간재 및 본원적 생산요소의 조합을 선택한다. 다양한 종류의 투입과 생산을 포괄하는 모형을 쉽 게 기술할 수 있도록 하기 위하여, KORTEM-EEC는 일련의 분리가능성에 관한 가정을 도입하여 [그림 1]과 같은 다중적 구조(nested structure)를 가정하였다.
[그림 1]에서와 같이 생산은 자본, 노동 그리고 토지의 본원적 생산요소와 에너 지 및 비에너지 중간투입의 다중적 구조에 의해 이루어진다. 첫째, 각 석유제품은 불변대체탄력성(Constant Elasticity of Substitution, CES)함수에 의해 복합석유제 품으로 변환된다. 이 복합석유제품은 석탄, 석유제품, 전력 이외의 에너지와 CES 함수에 의해 1차 복합에너지를 구성한다. 둘째, 유연탄과 무연탄의 CES함수로 구 성된 복합석탄은 다시 1차 복합에너지와 CES함수 형태로 결합하여 화석에너지로 전환된다. 셋째, 수력, 화력 및 원자력이 CES함수에 의해 구성된 복합전력은 화석 에너지와 CES함수에 의해 복합에너지를 구성한다. 넷째, 본원적 생산요소중 자본 과 토지는 CES함수에 의해 복합자본토지로 구성되며, 이는 다시 복합에너지와 CES함수에 의해 복합에너지요소를 구성한다. 다섯째, 노동은 앞에서 구성된 복합 에너지요소와 CES함수에 의해 복합생산요소를 구성한다. 마지막으로, 복합생산요 소는 에너지를 제외한 기타 중간투입재와 함께 Leontief 생산기술에 의해 각 산업 에 투입된다.
CES함수에 의해 구성된 각 단계에서의 생산투입은 투입요소간의 상대가격 변 화에 의해 불완전 대체가 이루어지는 반면, Leontief 생산함수에 의한 투입구조에 서는 투입요소간의 대체가 이루어지지 않으며, 각 투입요소의 투입량은 각 산업 의 생산량에 비례하여 변화한다.
KORTEM-EEC에서 상품의 공급은 비용최소화원칙에서 사용된 산업활동 전체의 생산수준(량)하에서 CRETH(Constant Ratios of Elasticities of Transformation Homothetic) 상품전환함수를 설정하였다. 그리고 주어진 상품전환함수와 상품의 가격을 전제로 하여 수입극대화를 통해 상품공급함수를 하였다. 그런데 특정상품 에 대한 각 산업의 생산량은 기준년도의 비례로 결정되는 것으로 가정하였다.
임 재 규
62 -3.2.2 가계소비, 정부소비 및 고정자본 형성
가계는 노동, 자본 등의 모든 본원적 생산요소를 소유한다고 가정한다. 따라서 본원적 생산요소에 대한 보수는 가계에 귀속되며, 가계의 총소득은 본원적 생산 요소 수입과 정부의 이전지출로 구성된다. 가계수요는 가계의 두 단계 최적화 문 제의 해로부터 얻게 된다. 각 재화별 국내재와 수입재의 수요는 CES함수에 의해 구성되며, 각 재화의 가계수요는 불변차이 탄력성(Constant Difference of Elasticity, CDE) 지출함수로부터 도출된다. 한편, 가계가 국가외채의 이자를 지급 한다고 가정하였다. 따라서, 가계의 가처분 소득은 총소득에서 소득세와 외채 이 자지급액을 차감한 금액으로서, 이는 주어진 평균소비성향 (또는 평균저축성향)에 의거하여 소비지출과 저축으로 나누어지는 것으로 가정하였다.
정부의 수입은 기본적으로 국내산 및 수입상품의 국내유통에 대한 간접세, 수 입상품에 대한 관세, 가계소득에 대한 직접 소득세, 그리고 기타 간접세 수입으로 구성된다. 그리고 에너지세가 도입될 경우 그 수입이 정부수입으로 추가된다. 정 부지출은 정부의 제품에 대한 소비지출과 가계에 대한 이전지출로 구성된다. 정 부의 재정상태는 정부의 재정상태 운용방법에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 정부가 재정상태를 고정시킬 경우, 소득세율, 상품 간접세율 또는 기타 간접세율 등의 변화를 통하여 그 목표를 달성할 수 있다. 각 정부소비재는 국내재와 수입 재가 CES함수에 의해 구성되며, 각 정부소비재는 가계소비의 경우와 달리 Leontief함수에 의해 구성된다. 따라서 각 정부소비재의 소비는 정부의 전체 소비 변화에 비례하여 변화한다. 특별한 상황이 발생하지 않을 경우, 총정부소비는 총 가계소비와 비례하여 변화한다고 가정하였다.
한편, 고정자본의 형성에 사용되는 중간재는 국내재와 수입재가 CES함수에 의 해 구성되며, 각 고정자본재는 Leontief함수에 의해 구성된다. 그리고 고정자본의 형성에는 본원적 생산요소가 투입되지 않고 중간투입재만 투입되는 것으로 가정 하였다.
3.2.3 수출 및 마진서비스 수요
KORTEM-EEC에서는 경제를 소규모 개방경제로 가정하였다. 따라서 외생적으