Conclusion

This paper estimates urban residential electricity demand functions of six regional groups in China based on different income and temperature levels. We utilize a partial adjustment model with FD GMM method. The main results can be summarized as follows.

First, electricity consumption decreases as price increases as expected, but the degree of price elasticity is dependent on regional income and temperature.

Households in the regions of low income and mild temperature are more sensitive to the changes in electricity price. This can be explained by household budget constraint and flexibility in selecting home appliances. The estimated short-run price elasticity decreases with income. Electricity consumption is the most sensitive to price changes in the low income region. Tight budget constraint in the low income region could be the reason for high price elasticity. As for the regional temperature, electricity consumption in the mild region is most elastic to electricity prices. Higher elasticity in the mild region might be explained by higher flexibility in using air conditioner or other electric appliances compared to

other regions. Long-run price elasticity is greater than short-run price elasticity, which is typically observed in the literature.

Second, electricity consumption increases with income as expected, but the degree of elasticity is different depending on regional income and temperature.

Households in the regions of high income and cold temperature are more sensitive to the changes in income. As income increases, the residents in the high income region appear to buy more electric appliances and consume more electricity.

Electric heating and cooling are relatively expensive in China, so it may be in the high income region that people buy more electric appliances and consume more electricity when income increases. Electricity consumption in the cold region responds most strongly to income changes. It implies that the people in the cold region consume more electricity as income increases. The reason might be that in the cold region, more people begin to change the heating system from coal fire heating to electric heating as income increases.

Third, electricity consumption increases as time passes, which indicates the possible existence of the rebound effect. While efficiency improvement reduces electricity consumption with time, technical progress or economic growth stimulates electricity consumption. Our results indicate that the increasing effect of technical progress or economic growth is greater than the effect of efficiency improvement.

Fourth, as a policy implication, Chinese government need to consider the possibility of less effectiveness of higher price policy on electricity demand as Chinese economy grows. Chinese government may need to increase the price of electricity to control increasing electricity consumption followed by economic growth. However, the effect of price increase will be lessened as income increases, which is implied by the smaller price elasticity in the high income region in our estimation results.

Our study focuses on price, income and temperature as the main determinants of electricity consumption in China. The variables such as heating degree days, cooling degree days, and index of aging of household are not included in our estimation because of low statistical significance. For further understanding of energy consumption in China, we may need to analyze the reasons for low relationship between electricity consumption and those variables in China. Other potential factors might be population growth, price of alternative energy sources and family size. These factors may need to be considered for more comprehensive understanding of electricity demand in China.

접수일(2019년 3월 21일), 수정일(2019년 5월 23일), 게재확정일(2019년 9월 26일)

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요 약

가정용 전기소비 결정요인:

중국의 소득과 온도 수준에 따라 분석

구영완 *, 김승연 **, 장선(Zhang Chan) ***

이 논문은 소득과 기온을 기준으로 중국을 세 그룹으로 구분하여 패널 FD GMM을 사용하여 도시 거주용 전기 수요를 추정하였다. 실증 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 전력 가격이 높을수록 전기 소비량이 감소하며, 전기에 대한 수요의 가격 탄력성은 단기보다 장기에 더 크게 나타났다. 가격 탄력성은 저소득 지역과 온난 한 지역에서 가장 크게 나타났다. 둘째, 소득 증가로 전기 소비가 증가했다.

단기적으로 고소득 지역과 추운 지역의 소득 탄력성은 다른 지역보다 높게 나타 났으며, 장기에 더 민감한 것으로 나타났다. 셋째, 시간이 지남에 따라 전력 소비가 증가하는 리바운드 효과가 나타났다. 이는 경제 성장이 전력 소비에 미치는 영향이 시간이 지남에 따른 에너지 효율 개선 효과보다 높다는 것을 보여준다. 넷째, 전력 소비를 통제하는 정부의 정책은 소득이 증가함에 따라 가격 탄력성을 감소 시키는 것을 고려해야한다.

주요 단어 : 전기 수요, FD GMM, 소득 탄력성, 가격 탄력성, 반등 효과

* 충북대학교 경제학과 교수(교신저자), [email protected]

** 한국외국어대학교 경제학과 교수, [email protected]

*** 충북대학교 경제학과 사회과학연구소 연구원, [email protected]

Volume 18, Number 2, September 2019 : pp. 95~135

국내 석유정제업의 재고보유 동기에 대한 동학적 분석

김진호^*․서병선^**

요 약

선형-이차 재고모형(Linear-Quadratic Inventory Model)에 따르면 생산평활 (production smoothing) 동기는 생산비용의 볼록성으로 인하여 수요 변화에 대하여 재고 투자를 발생시키며, 재고소진 회피(stock-out avoidance) 동기는 미래 소비에 대한 기대를 반영한 재고수준의 변화를 발생시킨다. 본 연구는 선형 -이차 재고모형을 통해 국내 석유정제업의 재고와 판매 간의 장기균형관계를 밝히고 이를 이용한 모형의 확장을 통해 재고 변화가 시장 수급상태에 의존하여 나타나는 동학적 특성을 분석하고자 한다. 석유정제업 전체와 주요 품목으로 고려한 휘발유와 경유에 대하여 실증 분석한 결과, 재고와 판매 그리고 생산과 판매에서 장기균형관계를 확인하였다. 모형을 추정한 결과 국내 석유정제업의 재고 변화는 재고소진 회피 동기를 유의하게 나타내고 있음을 확인하였다. 특히, 재고소진 회피 동기에 의하여 목표재고로 수렴해가는 과정에서 시장 수급상태에 의존적으로 나타나는 균형조정의 비선형성을 확인할 수 있었다.

주요 단어 : 비선형성, 생산평활, 석유정제업, 재고 동학, 재고소진회피 경제학문헌목록 주제분류：C32, E22, E32, Q31

* 고려대학교 식품자원경제학과 박사과정(제1저자), [email protected]

** 고려대학교 식품자원경제학과 교수(교신저자). [email protected].

Ⅰ. 서 론

석유정제업에서 재고의 변화는 생산과 판매에 대한 시장수급 상황을 반영 하며 미래 수요에 대한 기대를 의미한다. 특히, 석유정제업은 대규모 장치 산업이며 원유 도입과정에서 정제품 생산까지의 기간이 다른 산업에 비교하여 상대적으로 긴 특성을 갖기 때문에 재고는 국내외 경제 상황과 지정학적 요인 등으로 발생할 수 있는 수급 불안에 대한 완충(buffer) 역할을 할 뿐만 아니라, 국내외 시장 상황을 효율적으로 전달하는 신호 기능을 갖는다. 석유정제업에서 재고가 수급변동 및 가격 변화에 중요한 요인임에도 불구하고 재고 변화에 대하여 이들 간의 관계를 분석한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구는 국내 석유정제업의 재고와 판매, 그리고 생산과의 관계를 이용하여 재고보유동기를 동학적으로 분석하고자 한다. 그리고 시장수급 상황에 따라 나타나는 재고 변화의 비선형적 특성을 분석함으로써 이 분야의 부족한 연구를 채우고자 한다.

선형-이차 재고모형에 따르면 재고 변화에 대한 생산평활(production smoothing) 동기는 생산비용의 볼록성으로 인하여 수요 변화에 대하여 재고 투자를 발생 시키며, 재고소진 회피(stock-out avoidance) 동기는 미래소비에 대한 기대를 반영한 재고수준의 변화를 발생시킨다. Kilian and Lee (2014)를 비롯한 석유 시장에 대한 연구는 재고에 대하여 생산과 판매의 차이로서 사후적(ex-post) 으로 발생한 잔차(residual)의 개념으로 간주하였다. 따라서 재고의 증가는 시장의 초과공급을 의미하여 미래에 가격이 하락할 것이라는 기대로서 해석 할 수 있다. 그러나 이러한 기대는 사후적 의미의 재고와 생산평활 동기에 의 한 재고변화를 반영한 것이다.

생산평활 가설에 따르면 비용함수의 볼록성으로 미래의 예상치 못한 수요 변화에 대하여 생산을 변화시키면 비용 증가가 크게 나타나기 때문에 재고를

보유하여 비용을 줄이고자 한다. 이에 따라서 판매가 증가하면 재고가 감소 하므로 재고의 변화는 판매 변화와 부(-)의 관계를 갖는다. 그리고 재고 변화를 통해 판매와 비교하여 생산의 변동성을 줄이는 결과를 갖는다. 그러나 Blanchard (1983), Blinder (1986)가 보인 바와 같이 생산의 변동성이 수요의 변동성보다 작지 않다는 경험적 사실을 보더라도 생산평활 가설은 현실과 불일치를 나타낸다. Blinder(1986)와 Blinder and Maccini(1991)에서 밝혔듯이 재고보유의 중요한 동기의 하나인 재고소진 회피(stock-out avoidance) 동기에 의하면 예상되는 판매 수준에 대응하여 목표 재고수준을 정하고 실제 재고는 목표 수준으로 수렴하는데 재고는 생산평활 동기와 달리 사전적(ex-ante)인 신호의 기능을 갖는다. 따라서 재고소진 회피 동기에 의하면 재고는 예상되는 수요와 동조성을 갖고 생산평활(production smoothing) 동기와 달리 사전적 (ex-ante)이며 자발성을 갖게 된다.

본 연구는 선형-이차 재고모형(Linear-Quadratic Inventory Model)에 반영된 재고소진 회피 동기와 생산평활 동기에 기초하여 국내 석유정제산업의 재고와 판매간의 장기균형관계를 밝히고 이를 이용한 모형의 확장을 통해 재고변화가 시장 수급상태에 의존하여 나타나는 비선형적 특성을 동학적으로 분석하고자 한다. Hamilton(2002)의 연구에서는 선형-이차 재고모형을 이용하여 재고와 판매의 장기균형관계를 밝혔는데, 본 연구에서는 재고와 판매 사이의 장기 균형관계와 더불어 생산과 판매의 장기균형관계를 포함하여 재고보유 동기를 모형에 반영하고자 한다. 그리고 재고보유 동기는 시장수급 상태에 따라 다르게 나타날 수 있음을 설명하고자 Threshold Cointegration 모형으로 분석을 확장 하고자 한다. 사전적이며 미래지향적 의미를 내포한 재고소진 회피 동기에 의한 재고변화의 동태적 특성을 밝힘으로써 석유정제업의 재고변화에서 미래 소비에 대해 보다 더 중요한 예측 정보력을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 생산 평활 동기에 기초한 재고변화에서도 시장 수급상태에 따른 비선형적 균형 조정을 측정할 수 있을 것이다.

국내 석유정제업과 주요 제품에 대하여 동학적 모형으로 분석한 결과, 재고

수준과 판매, 생산과 판매 간의 2개의 장기균형관계를 얻고 이를 기초로 재고 투자의 동태적 특성을 분석하여 재고투자 동학의 상태 의존성을 확인하였다.

그 결과, 시장 수급상태에 따라 재고소진 회피 동기에 의한 재고변화가 유의 하게 나타났다. 특히, 판매가 증가하는 초과수요 상태에서는 재고소진 회피 동기가 강하게 나타나지만 생산평활 동기는 유의하지 않았다. 그리고 판매가 감소하여 나타나는 초과공급의 상태에서 재고변화는 판매와 동조하는 조정 과정을 보임으로써 재고소진 회피 동기와 부합함을 확인하였다.

재고변화는 변동성이 크고 경기변동의 확장 및 수축과 관련되어 나타나는 동태적 특성을 보인다. 최근 재고변화가 경제성장률에 미치는 영향은 더욱 커지고 있으며, 경기 불황기에 재고변화는 GDP 변화에 대하여 높은 설명력을 갖는 것으로 알려져 있다. 석유정제산업은 특성상 미래 수요에 대비하여 재고 관리가 중요할 뿐만 아니라 대규모 장치산업으로 산업생산과 경제성장에 기여도가 높은 산업이므로 본 연구는 석유정제업 재고변화에 대한 새로운 연구로서 필요성을 갖는다.

본 연구의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 재고투자와 관련한 선행연구에 대하여 살펴본다. 제3장에서는 이론적 모형과 분석방법론을 다룬다. 제4장에 서는 분석 자료와 기초적 분석을 통하여 자료의 특성을 파악한다. 제5장에서는 석유정제업과 주요 품목에 대하여 동학 모형으로 분석한 결과를 얻고 예측력 평가를 보인다. 제6장에서는 주요 분석결과를 정리하고 시사점을 제시한다.