ISSN 1598-835X
불완전경쟁 CGE모형을 이용한
배출권거래제의 경제효과 분석*
An Economic Impact Analysis of Korean Emission Trading Scheme (K-ETS) using an Imperfect Competition CGE Model
1)
박경원**ㆍ권오상***
Kyungwon ParkㆍOh-Sang Kwon
요약: 본고는 2015년 도입된 배출권거래제의 경제적 효과 분석을 위해 CGE모형을 구축하되, 기존 연구 와 달리 산업별 집중도 조사결과를 토대로 일부 산업의 경우 불완전경쟁, 그 중에서도 쿠르노 형의 과점시 장구조를 가진다고 가정하는 모형도 구축하여, 모든 산업이 완전경쟁적인 경우와 일부 산업이 불완전경쟁 적인 두 가지 경우의 분석을 시도하였다. 분석결과 두 가지 시장구조 하 모두에 있어서 배출권거래제가 GDP나 수출, 수입에 미치는 영향은 큰 수치를 보이지는 않는 것으로 분석되었다. 그러나 그 절대적 수치 에 있어서는 일부 산업의 불완전경쟁성을 가정할 경우 GDP 손실 등이 조금 더 커지는 결과도 제시되었다. 두 가지 산업구조 간의 주요 차이는 배출권거래제 도입에 따라 기업의 생산비 구조가 바뀌면서 불완전경쟁 산업에서는 기업의 수가 소폭 줄어들고 따라서 독점화가 좀 더 심화된다는 데에서 주로 발생한다. 그 결과 독점산업으로 분류된 산업에서의 생산량도 완전경쟁시장 가정 하의 경우에 비해서는 조금 더 줄어드는 것 으로 분석되었다. 그러나 생산기술이 규모수익증대의 특성을 보이는 이들 독점화된 산업에 있어서는 생산 량이 줄어드는 만큼의 온실가스 배출저감은 발생하지 않고, 따라서 시장의 독점화를 가정할 경우 배출권의 가격은 오히려 상승하게 된다는 것도 발견되었다. 핵심주제어: 한국 배출권거래제, 일반균형모형, 시장구조, 쿠르노 과점
Abstract: Our study’s purpose is to analyze the economic impacts of the Korean Emission Trading Scheme (K-ETS) using a single-country static CGE model in which at least some of the industries are non-competitive and production technologies do not exhibit CRS for those non-competitive industries. Based on the industry concentration rates, we decomposed the industries into two groups: competitive and non-competitive. We assume that highly concentrated industries have the structure of a Cournot oligopoly market and do not exhibit CRS technologies. We assume that the emission permit market is still perfectly competitive because all emission sources in the country participate in a single permit market. In addition, we constructed a standard CGE model in which all industries are assumed competitive. We simulated the impacts of the current K-ETS under the two different market structures and found that implementing K-ETS may reduce the total GDP but the impact may be small. However, we found that introducing the assumption of a non-competitive market structure enlarges the impacts of the scheme on GDP and other macroeconomic variables. We also found that implementing the K-ETS may increase the concentration rates of several energy-intensive industries and raise the price of emission permits.
Key Words: Korean Emission Trading Scheme, CGE, Market Structure, Cournot Oligopoly
*** 본 논문은 환경부 기후변화대응 환경기술개발사업(과제번호:2014001300001)의 지원에 의해 이루어진 것임.
*** 제1저자, 한국환경정책‧평가연구원 박사후국내연수연구원
*** 교신저자, 서울대학교 농경제사회학부 농업·자원경제학전공 교수 겸 농업생명과학 연구원 겸무연구원
I. 서론
온실가스 배출저감을 유도하기 위한 정책의 효과를 분석하기 위해 국내 외적으로 연산일반균형모형, 즉 CGE(computable general equilibrium)모 형이 광범위하게 사용되고 있다. CGE모형을 사용하면 단기 혹은 장기, 단 일 국가 혹은 전 세계를 대상으로 하는 일반균형모형을 실제 자료와 일치 되게 구축하고, 소득과 가격 및 각종 수량을 포함하는 대부분의 변수들이 모형 내에서 결정되게 함으로써 경제정책의 효과를 일반균형효과까지 반 영하여 도출할 수 있다는 장점을 얻을 수 있다. 아울러 경제자료 외에 각 산업활동별로 배출되는 온실가스 배출량자료도 이용가능하기 때문에 CGE모형은 탄소세나 배출권거래제와 같은 배출저감정책이 유발하는 경 제적 효과는 물론, 배출량 저감효과까지 하나의 모형 내에서 일관되게 도 출할 수 있다는 큰 장점을 가진다. CGE모형의 그러한 장점을 살려 온실가스관련 정책에 사용된 국제적으 로 잘 알려진 해외연구들을 보면, Burniaux and Chateau(2008)의 ENV-Linkages(OECD) 모형은 온실가스 감축에 따른 사회적 비용을 분석 하기 위해 개발된 GTAP(Global Trade Analysis Project) DB 기반의 축차 동태 일반균형(recursive dynamic general equilibrium)모형으로서, 화석
연료 사용에 따라 배출되는 이산화탄소(CO2)와 비이산화탄소 온실가스
(non-CO2)를 내생화하여 탄소세, 배출권거래제, 배출량규제 등 다양한 온
실가스 감축 정책 분석이 가능하도록 구축되었다. Chateau and Saint- Martin(2013)은 ENV-Linkages모형을 활용하여 2050년 온실가스 배출량 을 1990년 배출량의 50%까지 감축하고 배출권거래제 시행 시의 세계 각 지역의 GDP, 실질소득, 후생변화를 분석하였다. 아울러 MIT의 EPPA (Emissions Prediction and Policy Analysis)모형은 OECD의 GREEN모형 을 기초로 하여 1990년대 후반 EPPA1이 개발된 것을 시작으로 최근 EPPA6까지 확장되어 발전하고 있다. Paltsev et al.(2005)의 연구는 EPPA 모형에 기반을 두고 배출권거래제를 분석한 잘 알려진 연구이며, Gavard
et al.(2011)의 연구는 EPPA모형을 활용하여 중국 전력부문과 미국 배출 권거래시장 간의 관계를 중점 분석하기도 하였다. 국내에서도 CGE모형은 온실가스관련 정책분석에 가장 빈번히 사용되는 분석수단이 되고 있고, 국가온실가스 감축목표를 설정하는 데 유용하게 사 용되어 왔다. 그 중 일부만을 언급하면, 김용건･장기복(2008)은 OECD의 ENV-Linkages를 수정･보완한 KEI-Linkages모형을 활용하여 국제 배출권 거래제의 파급효과를 분석하였다. 김용건(2010)은 KEI-Linkages모형 분석 을 통해 목표관리제와 비교한 배출권거래제의 경제적 효율성을 분석하였 는데, 배출권거래제는 국가 GDP 손실을 줄이고 고용과 투자에 긍정적 영 향을 주는 것으로 나타났다(김용건･전지영, 2010 재인용). 조경엽(2000)은 글로벌 일반균형모형을 구축하여 탄소세와 배출권거래제의 경제적 파급효 과를 비교하였는데, 배출권거래제는 탄소세와 비교하여 온실가스 감축목 표량이 증가할수록 보다 효율적인 정책수단임을 보여주었다. 김수이 등 (2010)은 동태 CGE모형 분석을 통해 에너지 다소비 업종의 비율이 높을수 록 온실가스 저감정책이 지역총생산에 미치는 영향이 증가하고 탄소세에 비하여 배출권거래제가 비용효과적임을 보여주었다. 이상 검토된 국내외 모든 CGE연구들은 그러나 일반균형분석모형의 전 통대로 모든 산업의 생산기술이 규모수익불변(CRS)의 특성을 지니고, 시 장은 완전경쟁적이며, 따라서 기업은 0의 이윤(zero-profit)만을 가진다는 전제를 하고 있다. 현실에 있어서는 모든 산업은 아니더라도 적어도 일부 산업에 있어서는 생산기술이 규모수익증가(IRS)의 특성을 지니거나 산업 자체가 독점화가 되어 개별 기업의 생산량이 전체 산업의 가격에 영향을 미친다고 보아야 할 것이다. 이렇게 시장이 불완전경쟁의 형태를 지니게 되면 배출권거래제와 같은 정부 정책의 영향도 완전경쟁시장의 경우와는 달라지는 것은 자명하다 하겠다. 그럼에도 불구하고 현재 국내외에서 인 용되는 환경정책분석에 활용되는 거의 모든 CGE모형들은 여전히 완전경 쟁시장을 가정하고 있다. 사실 CGE모형과 같은 일반균형분석은 아니지만 배출권거래제나 탄소
세와 같은 환경정책분석에 있어 시장이 불완전경쟁의 모습을 보일 수 있 다는 사실에 대한 검토는 이미 상당히 진척이 되었다. 비교적 최근에 이루 어진 연구만을 보면, Hung and Sartzetakis(1997), Sartzetakis(2004)는 배 출권시장이 완전경쟁적인 상태에서 일부 산업이 독점이나 과점시장의 형 태를 가질 때 배출권거래제 보다 직접규제가 사회적 후생변화에 있어 효 율적이고 배출권거래제는 산업의 독점력을 강화한다고 분석하였다. 거래 제 하에서는 발전비용과 온실가스 저감비용이 상대적으로 높은 기업은 배 출권을 구매하고 공급물량을 증가시켜 시장점유율을 더욱 높이고, 비용효 율적인 기업은 배출권을 판매하는 대신 공급물량을 줄이게 되는 시장 비 효율이 발생할 수 있다는 것이다. Meunier(2011)는 산출물시장은 불완전 경쟁적이고 배출권거래시장은 완전경쟁적일 때 배출권거래제는 사회적 후생 감소를 유발하고, 이는 산출물의 가격, 한계비용, 단위생산에 대한 배출량 차이 때문임을 밝히기도 하였다. 아울러 저자 중 한 명이 이 분야 의 전문가인 Phaneuf and Requate(2016)의 저서에서도 독점 혹은 과점시 장과 같은 불완전경쟁시장에서의 환경정책 분석에 대해 심도 있는 논의가 진행되었다. 배출권거래제에 관한 권위 있는 연구서라 할 수 있는 Tietenberg(2006)에서도 산출물 혹은 배출권의 시장에 있어서의 불완전경 쟁성에 관한 여러 연구들을 소개하고 있다. 이들 이론적 모형을 이용한 부분균형분석들은 불완전경쟁시장에서의 환경정책의 효과가 완전경쟁시 장에서의 그것과 상이함을 보여주었지만, 이 주제는 CGE모형을 이용한 응용 일반균형모형 연구에서는 본격적으로 분석되지 않은 것으로 보인다. 환경정책 효과분석에는 사용된 예를 찾기 어렵지만 CGE모형을 이용한 일반균형의 실증분석에 불완전경쟁시장의 특성을 반영하는 작업은 사실 이미 상당한 정도로 이루어진 바가 있고, 특히 시장개방이나 국제무역의 효과분석에서 그렇다. 잘 알려진 초기 연구로 Harris(1984)는 규모수익증 대와 불완전경쟁시장구조를 일반균형모형에 반영하고 캐나다 무역자유화 의 효과를 분석하였다. 무역자유화의 효과는 완전경쟁시장에서 GNP의 0.5~2.0%, 불완전경쟁시장에서는 GNP의 8~12%에 이르는 것으로 나타났
다. 카메룬 경제를 대상으로 하는 Devarajan and Rodrik(1989)의 잘 알려 진 연구 또한 일반균형모형을 활용한 정책분석에 있어 불완전경쟁과 규모 의 경제성 가정이 분석결과에 상당한 영향을 미치는 것을 보여주고 있다. Laborde and Cacheux(2003)는 식품가공 산업의 시장구조를 몇 가지 유 형의 불완전경쟁시장으로 구축하는 CGE모형을 이용해 시장자유화 정책 이 거시경제변수에 미치는 영향을 분석하였다. Babiker(2005)는 CGE모형 에서 흔히 전제하는 규모수익불변(CRS), 완전경쟁시장, 국내재와 수입재 간의 Armington 함수 가정 등을 완화하였을 때 에너지 집중도가 높은 상 품 생산의 선진국과 개도국의 비중변화를 분석하기도 하였다. 특히 최근 에는 생산기술의 규모수익증대와 시장의 제품차별화를 토대로 전개된 Melitz(2003)의 새로운 무역이론(new trade theory)을 CGE모형에 구현하 고자 하는 연구들이 활발하게 이루어지기도 한다(Dixon et al., 2016). 본고는 이상의 내용을 감안하여, 한국의 온실가스 배출권거래제의 경제 적 영향을 일부 산업에 있어서의 시장의 불완전경쟁성과 규모수익증대를 반영하여 도출하고, 그 결과를 통상적인 완전경쟁시장 모형의 경우와 비 교하고자 한다. 즉 모든 산업을 포괄하는 배출권의 시장은 그 특성상 완전 경쟁시장이지만, 제조업을 중심으로 하는 일부 산업의 산출물 생산은 불 완전경쟁, 그 중에서도 쿠르노(Cournot) 불완전경쟁의 특성을 가질 수 있 다고 가정하고, 모든 산업이 완전경쟁일 때와 정책효과를 비교하고자 한 다. 이를 위해 먼저 규모수익증대와 쿠르노 불완전경쟁구조를 CGE모형에 반영하는 절차를 논의하고 실행하며, 가장 최근의 실측 산업연관표가 발 행된 2010년의 한국 경제자료와 추정되는 산업별 시장점유율 자료를 이 용해 현실 한국경제를 재현하는 모형을 구축한다. 여기에 실제로 시행되 고 있는 한국의 배출권거래제를 모형에 반영했을 때 두 가지 시장구조 하 에서 균형의 해가 어떻게 달라지는지를 비교하여 검토하며, 그 정책적 의 미를 도출하고자 한다. 본고는 제II장에서 먼저 완전경쟁시장과 불완전경쟁시장 하에서 CGE모 형을 구축하는 과정을 설명한다. 제III장은 모형에 반영될 생산, 소비, 무
역 등의 경제자료, 점유율자료, 온실가스 배출량자료, 그리고 각종 파라미 터의 획득과정과 특성에 대해 설명한다. 제IV장은 모형의 분석결과를 정 리하고 그 의미를 해석한다. 마지막 제V장은 분석결과를 종합하고 본고가 발견한 내용을 토대로 결론을 내리도록 한다.
Ⅱ. 모형구축
1. 완전경쟁시장 CGE 모형 CGE모형은 경제시스템을 생산부문, 소비부문, 소득부문, 정부부문, 저 축 및 투자부문, 시장청산부문, 해외부문 등으로 구분하며, 각 부문 내의 최적 행위와 그로 인해 발생하는 부문 간 재화 및 생산요소의 흐름을 나타 내는 균형식으로 구성되어 있다. 본고는 Löfgren et al.(2002)로 대표되는 표준적인 CGE모형의 하나라 할 수 있는 Ecomod(2010a, 2010b, 2011)를 연구목적에 맞게 수정 및 확장하여 새로운 모형을 구축한다.1) 생산부문의 산업별 최종생산물( )은 자본-노동-에너지복합재( ) 와 중간투입물()의 레온티에프 결합으로 생산되고, 다른 산업들의 최종 생산물이 중간투입물을 구성한다. 자본-노동-에너지복합재( )는 자본 -에너지복합재( )와 노동( )이 CES 생산함수를 통해 결합되고, 자본-에너지복합재( )는 자본( )과 에너지복합재( )의 CES 생산함수 를 통해 결합된다. 에너지복합재( )는 전력(), 석탄( ), 석유( ), 가스()가 다단계 복합과정을 통해 창출되는 것으로 본다. 즉, 본고의 생산함수는 다단계의 계층적(nested) CES 생산함수의 형태를 이룬다. 배출권시장은 기업이 생산을 위하여 배출하는 탄소의 양에 비례하는 배 1) 본고는 Ecomod 모형들의 생산함수를 연구목적에 맞게 에너지부문을 중심으로 다단 계 중첩(nested) CES함수로 확장하였고, Ecomod의 불완전경쟁시장모형에 누락된 정 부부문을 도입하며, 무엇보다도 배출권거래시장을 모형에 도입하였다.출권을 구입하는 것으로 도입할 수 있고 이는 기업 입장에서는 생산비의 변화를 의미한다. 예를 들어 에너지복합재( )가 단일 에너지원을 의미하여2) 투입량에 따라 일정비율로 탄소를 배출한다고 가정하면 기업 은 탄소배출량 만큼의 에너지 비용이 추가된다. 기업은 탄소가 배출되는 생산단계에서 배출권 구입을 고려한 새로운 비용함수를 최소화하는 의사 결정을 하게 된다. 따라서 자본-에너지복합재 를 산업의 기업이 최소 비용으로 구축하고자 한다면 아래의 식 (1)과 같은 복합재 생산비를 최소 화하는 자본량 와 에너지복합재 를 선택하게 된다.3) min ∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ (1) 단, = 의 가격, = 자본가격 = 의 투입량 (원), = 자본 투입량 = 탄소가격 (원/), = 자본세율 = 탄소배출 원단위 (/원) 나머지 생산단계에서의 투입요소 사용량 선택 역시 유사한 비용최소화 과정을 거쳐 이루어지며, 이 때 각 단계에서의 생산함수가 의사결정에 반 영된다(<부표>). 한편 무상할당의 시행은 기업이 무상할당량 구입비용만 큼 정부로부터 일종의 보조금을 받는 것으로 모형에 반영할 수 있다. 따라 서 생산의 최상위 단계의 영의 이윤조건(각 생산단계에서 수입과 지출이 일치하는 조건)이 바뀌게 되는데, 이 경우 무상할당 시행에 따라 식 (2)에 2) 식 (1)에서는 자본-에너지 복합재()를 생성하는 단계를 단순화해 표현하기 위해 가 단일 에너지원을 의미한다고 가정하였으나, 실제로 본 연구에서 는 에너지복합재이므로 자체가 이산화탄소를 배출하지 않고 를 구성하는 개별 에너지가 배출한다. 3) 본고의 식 표현에서 식 (1)의 , , 처럼 별다른 설명이 없는 표현들은 모두 기준 연도의 자료를 이용해 캘리브레이션 되거나 계량경제분석 결과를 차용하여 그 값을 선택하는 파라미터들이다.
서 좌변이 의미하는 기업의 수입액에 산업별 무상할당량 구입액 ( ∙)이 추가된다. ∙ ∙ ∙ ∙ ⋯ ∙ ∙ (2) 가계부문은 전체 소비자를 대표하며, 이 소비자는 노동과 자본의 공급 자이자 소비, 저축, 투자, 납세의 주체이다. 소비자는 노동과 자본으로 부 터 얻는 소득과 정부로 부터의 이전소득을 가계저축( ), 소득세 ( ∙ ), 가계소비에 지출하게 된다. 소비자의 의사결정은 예산제약 하 의 효용극대화문제를 통하여 이루어지는데 효용함수는 콥-더글라스 (Cobb-Douglas) 함수를 가정하였다. 저축률()을 외생적으로 정의하 여 소득에서 소득세( ∙ )와 저축( ∙ )을 뺀 금 액( )이 소비재에 모두 지출됨을 가정한다. 즉 총 가지의 상품이 있다면, 소비자의 소비의사결정은 다음과 같이 이루어지고, 이를 통해 각 소비재에 대한 수요함수 도출이 가능하다. max
∙ (3) 단, = 정부가 부과하는 소비()에 대한 세율 = 정부가 부과하는 소득( )에 대한 세율 정부는 소비세, 자본세, 노동세, 소득세, 관세, 배출권 판매수입으로 정부 수입을 충당하고, 소비재(), 노동(), 자본()에 대한 정부소비와 가 계이전으로 수입을 지출하고 나머지는 정부저축으로 전환한다. 다만 정부로 부터의 무상할당은 기업에게 보조금을 지급하는 형태로 모형에 반영되므로,무상할당된 배출권 총량에 배출권가격을 곱한 만큼(
∙의 정부지출이 발생한다. 무상할당을 반영한 정부의 세입구조는 식 (4)과 같다.
∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙
∙
∙ (4) 단, 수입, 수입재가격, 관세율 정부는 가계로 소득이전()을 하며, 스스로 저축을 하기도 한다 ( ). 또한 역시 가계처럼 콥-더글라스 형태의 함수를 가져, 조세수입인 에서 소득이전 와 정부저축 를 제한 가용재원을4) 정부소 비와 노동 및 자본고용에 일정한 비율대로 사용한다고 가정한다. 저축은 일반가계( ), 정부( ), 그리고 (국내가격으로 평가했을 때) 해외부문(=)이 수행한다. 이 세 가지 유형의 저축이 모두 합해진 총 저 축( )이 투자되는데, 각 산업별 투자액은 기준 연도에서의 투자비율이 유 지되도록 이루어지는 것으로 가정한다. 즉 저축을 모두 모아 투자하는 가 상적 은행이 있고, 이 은행의 효용함수는 콥-더글라스 효용함수이다. 국내에서 생산된 상품()은 수출재()와 국내시장으로 공급되는 국 내재()로 분배되고 국내재()는 다시 수입재()와 복합되어 최종 생산재(
)를 생산하고, 이것이 소비의 대상이 된다. 최종재()는 국내재()와 수입재()의 CES결합을 통해 생산되며(=Armington 가 정), 그 비용을 최소화하는 방식으로 와 의 수요량을 결정한다. 국내 생산재가 국내시장 공급재()와 수출재()로 배분될 때에는 통 상적으로는 두 가지 시장이 모두 완전경쟁적이라는 전제 하에 CET(constant elasticity of transformation) 함수를 가정한 상태에서 두4) 그 자체가 금액인 와 같은 변수들은 일반균형모형이 충족해야할 가격의 0 차 동차성을 유지할 수 있도록 모두 소비자물가지수를 곱해주어 모형에 반영한다.
가지 용도로부터의 판매수입을 극대화하도록 배분된다고 모형화 하지만, 본고는 불완전경쟁시장에서도 적용될 수 있도록 하기 위해 국내 생산품에 대한 해외 수출수요를 아래와 같이 직접 모형화 하였다. 즉 국내에서 생산 된 제품이 국내시장에 공급되는 것과 해외로 수출되는 것이 무차별하여 국내생산품에 대한 수출수요가 있다고 가정하면 수출수요를 다음의 식 (5)와 같이 표현할 수 있다. 이때 는 기준년도 자료로 캘리브레이션 한 효율모수이고 는 가격탄력성이다. × (5) 단, 수출재가격, 환율 이상 설명된 내용은 모두 기업, 가계, 정부, 해외부문 등의 최적의사결 정을 설명하는 것이고, 그 행위의 결과로 도출되는 각 상품이나 투입요소 의 공급과 수요가 일치한다는 균형조건이 추가되어 모형 전체의 균형이 도출된다.5) 2. 불완전경쟁-쿠르노과점 모형 특정 산업에서 비교적 소수의 기업이 활동하여 개별 기업이 독점력을 가질 뿐 아니라 기업간의 전략적 행위도 개입이 될 경우 위에서 설명된 CGE모형의 구성요소 중 주로 기업의 행위에 대한 내용을 변경할 필요가 있다. 서론에서 밝힌 바대로 본고는 일부 산업의 기업이 대표적인 불완전 경쟁모형 중 하나인 쿠르노 과점모형의 전제에 따라 의사결정을 한다고 가정하고, 그 가정 위에 CGE모형을 재구축한다.6) 5) 아울러 CGE모형은 일반적으로 모형 내 전체 방정식의 수보다 더 많은 내생변수를 가 지기 때문에 일부 내생변수는 그 값을 고정하는데(=closure), 본고의 경우 국가 전체 노동 부존량과 자본 부존량, 정부로부터의 정액 이전소득, 정부저축, 해외저축을 고정 시켰다. 그리고 모든 가격은 노동가격을 기준가격으로 하는 상대가격으로 도출된다. 6) 불완전경쟁 CGE모형 구축과정에 관한 보다 자세한 설명은 박경원(2015)을 참고할 수 있다.
어떤 산업의 시장 전체 공급량을 , 그 가격을 , (동질적인) 개별 기업의 생산량을 라 하면, 총 개의 기업이 있을 때 의 관계가 성립한다. 개별기업의 이윤은 ∙ cos와 같은데, 이를 극대 화하고자 자신의 생산량을 결정할 때 여타 기업의 반응, 즉 를 고려하여야 한다. 이를 감안하는 이윤극대화 조건은 기 업의 한계생산비를 , 인지하는 시장수요의 가격탄력성(의 음의 값)을 이라 할 때 ∙
와 같다.7) 쿠르노모형에서는 을 가정하기 때문에 결국 다음이 최적의 기업행위를 나타낸다. ∙
∙
(6) 기업이 인지하는 시장수요의 탄력성 을 식별하기 위해서는 국내 생산 재가 국내시장에 공급되고 또한 수출도 될 때 적용되는 의사결정과정을 활용한다. 내수시장과 수출시장이 완전 통합되었다고 가정하고 두 가격이 서로 동일하여 라 가정하면, 국내 생산재에 대한 총 수요는 이다. 이 때 인지하는 시장수요의 가격 탄력성은 다음과 같이 도출할 수 있다.8)
(7)
의 식별은 기준연도에서의 국내시장 공급비중 와 해외시장 공 7) ∙
. 8) 단 는 변수 의 변화율을 의미한다.급비중 를 자료로서 필요로 하고, 동시에 일종의 탄력성인 과 에 대한 정보도 필요로 한다. 이 중 는 식 (5)처럼 일정하다고 가 정하여 그 수치가 라 가정한다. 나머지 탄력성 는 국내재 가격변 화에 대한 국내시장 공급량의 탄력성을 나타낸다. 이 상품의 국내 총 생산 량이 Armington 가정에 의해 와 수입재 으로부터 함수 를 따라 생산된다고 하고, 그 가 격을 라 하면, 의 관계가 성립한다. 생산을 위한 비용최소화조건을 반영하고, 아울러 소비자의 효용함수로부터 의 수요 함수가 ∙와 같아야 함을 반영하면, 탄력성이 와 같아야 함을 보여줄 수 있다. 단 × ×로서, 전체 생산액에서 국내재가 차지하는 비중이다.9) 종합하면 시장수요의 가 격탄력성(의 음의 값) 은 기준연도에서의 생산비중과 파라미터 추정치 와 를 이용해 최종적으로 다음과 같이 식별된다. (8) 이제, 불완전경쟁성과 더불어 도입되는 생산기술의 규모수익증대(IRS) 가정을 모형에 반영하는 방법을 고려해야 한다. 규모수익증대는 고정비용 ()의 존재 때문에 발생한다. 고정비용이 있으므로 생산량을 늘릴 수록 단위당 비용이 감소하게 되고, 이러한 고정비용의 존재가 시장진입 을 제어하는 독점화의 원인이 된다. 고정비용은 본원적 투입요소인 노동 과 자본에서 발생한다고 보며, 이의 식별을 위해 최초 균형에서 0의 이윤 만을 얻도록 가격이 정확히 고정비용을 충당하는 수준이라고 가정한다. 9) 보다 자세한 도출과정은 박경원(2015)이 보여주고 있다.
따라서 의 관계가 성립한다. 여기에 쿠르노과점에서의 이 윤극대화 조건
∙
을 대입하면 고정비용은 ∙ ∙ 와 같이 나타난다. 이 관계식에 과점 기업 수()와 탄력성()을 대입하여 기준년도에서의 고정비용을 구한 뒤, 자료로 관측되는 기준년도에서의 노동비용의 비중 (=노동비용 자본비용 노동비용 )과 자본비용의 비중(=노동비용 자본비용 자본비용 )이 고정 비용에서도 동일하게 적용된다고 가정하여 기업별 고정노동비용 ( ∙ )과 고정자본비용( ∙ )을 도출할 수 있다. 아 울러 기업별 고정노동비용()과 고정자본비용()을 기준년도 전체 노 동비용과 자본비용에서 각각 빼주면 가변노동비용( ∙)과 가변 자본비용( ∙)이 구해진다. 쿠르노 과점시장모형에서는 이렇게 도출된 가변노동비용과 가변자본비용을 반영하여 CES 형태의 생산함수의 모수들을 조정한다. 즉 쿠르노 과점시장모형을 도입한 산업의 경우 기존 의 CES함수에서의 대체탄력성은 그대로이지만 이러한 캘리브레이션 과정 을 통해 구한 배분모수와 효율모수가 바뀌게 된다. 이렇게 조정된 생산함 수로부터 도출되는 가변노동과 가변자본의 수요에 고정노동과 고정자본 량을 각각 더해주면 각 산업별 전체 노동과 자본의 수요함수가 도출된다.Ⅲ. 자료구축
1. 산업구분 사회계정행렬(SAM) 구축을 위하여 한국은행(2014)의 ‘2010년 산업연관 표 중 생산자가격평가표’와 통계청의 ‘2010년 소득세’ 자료를 활용하였고, 산업부문은 다음과 같이 22개 부문으로 분류하였다.<표 1> 산업분류 1 농림수산품 9 시멘트 17 증기･온수공급 2 석탄 10 철강 18 수도건설 3 가스 11 전기전자 19 상업 4 광산품 12 전자표시장치･반도체 20 운수 5 음식료품 13 자동차 21 통신 6 섬유 14 조선 22 공공 기타 7 석유 15 기타제조 8 유리 16 전력 시장의 경쟁성을 측정하기 위해서는 동일 산업 내 기업 수를 측정하는 다양한 시장구조 지표와 진입 장벽 유무 등을 사용할 수 있으나, 본고에서 는 국가 전체 대상의 신뢰도 높은 조사 자료가 존재하며 계량화된 수치인 허쉬만-허핀달지수(Hirschman-Herfindahl Index, HHI, 이하 )를 활 용하였다. 는 시장에 참여하는 모든 기업의 시장점유율(market share, )을 제곱하여 더한 것으로
이다. 여기서 가 시장점 유율(%)을 의미한다. 시장 내 기업의 규모가 모두 동일하다고 가정하면 × 이므로
이고 따라서 를 이용해 동등규모 기업 수()을 계산할 수 있다. <표 2>는 본고가 불완전경쟁의 구조를 가진다고 전제하는 산업들과, 그 산업들에 있어서 이재형 등(2013)에 따른 와 동등 기업수()를 보여 준다. 이들 산업은 출하액 기준(산업분류의 세세분류별) 상위 20대 산업에 속한 산업으로 국가 경제에 미치는 영향이 매우 크고 동시에 CR3값이 약 70%에 이르러 산업의 집중도가 높은 산업 부문이다. 이재형 등(2013)의 는 한국표준산업분류(KSIC)의 세세분류 기준으로 작성된 것이므로, 본 연구의 SAM 산업분류에 비해 세분화 되어있다. 따라서 세세분류 산업 의 수치를 그 세세분류 산업이 속한 중/소분류 산업 즉 SAM의 산업 분류에 공통적으로 적용한다고 전제하였다. 단, 철강 산업의 경우 철강 산 업을 이루는 세부 산업 중 두 가지 세세부 산업을 고려하여 각각의 동등기업수를 산정한 뒤 출하액으로 가중평균하여 철강 산업의 기업수로 가정하 였다. 더불어 출하액 기준 상위 20대 산업에 속하지는 않지만 에너지 산 업의 불완전경쟁적인 특성을 고려하여 가스(산업3) 및 전력(산업16)의 경 우에는 , 즉 임을 가정하여 모형에 적용하였다. <표 2> 불완전 경쟁 산업의 와 기업 수() 시장구조 지표 쿠르노과점 시장의 기업 수() 세부산업명 (출하액, 조원) 불완전경 쟁산업 가스 3,000 3.3 석유 원유 정제처리업 2,518 4.0 철강 열간압연 및 압출 제품 제조업 (56.6) 3,435 3.4 표면처리강재 제조업 (11.3) 1,653 전기전자 이동전화기 제조업 3,694 2.7 전자표시장치･반도체 액정 평판 디스플레이 제조업 1,838 5.4 자동차 승용차 및 기타 여객용 자동차 제조업 2,548 3.9 조선 강선 제조업 2,465 4.1 전력 3,000 3.3 통신 유선통신업 5,721 1.7 자료: 이재형 등(2013)을 참조하여 재구성 2. 배출량 원단위 일반균형모형에 온실가스 배출량을 반영하기 위해서는 산업분류와 동일 한 기준으로 분류된 산업별-에너지원별 온실가스 배출량 자료가 필요하 다. 현재 이러한 자료는 직접 이용가능하지는 않으므로 기준년도의 에너지 통계와 산업연관표를 활용하여 산업별-에너지원별 에너지사용량을 추정 하고 에너지원별 배출계수(IPCC)를 반영하여 온실가스 배출량으로 환산하 였다. 최종에너지는 산업연관표 상의 에너지원별 총 공급액에서 차지하는 거래금액에 비례하여 <표 3>과 같이 각 산업으로 배분할 수 있다.10) 10) 단, 산업연관표에서 각 산업이 에너지원에 대하여 지출한 금액과 에너지밸런스에서 각 산업이 소비한 에너지를 산정하는 방법 간에는 일관성이 없으므로 <표 3>의 산업 별･에너지원별 배출량은 각 산업에서 실제 사용한 에너지양을 활용하여 환산한 배
<표 3> 에너지 사용량 및 배출계수를 활용하여 환산한 배출량 구분 배출량(1,000 tonCO2) 석탄 가스 석유 전력 1 농림수산품 - 15.2 2,911.1 1,825.8 2 석탄 33,801.5 2.7 98.2 1,019.3 3 가스 - 1,147.4 392.1 79.6 4 광산품 - 0.2 375.0 483.1 5 음식료품 - 177.3 890.8 3,100.1 6 섬유 - 241.4 869.4 6,146.2 7 석유 - 0.1 4,868.8 3,788.9 8 유리 - 396.2 1,208.6 1,466.8 9 시멘트 7,401.7 78.9 2710.7 2,403.3 10 철강 10,378.0 2,847.4 5,298.6 43,068.4 11 전기전자 - 751.3 1,120.1 4,494.8 12 전자표시장치･반도체 - 737.9 260.8 7,643.1 13 자동차 - 338.7 873.2 3,486.8 14 조선 - 19.8 556.2 1,794.8 15 기타제조 381.0 688.6 31,825.7 18,524.2 16 전력 51,436.1 16,603.6 2,871.5 2,582.0 17 증기･온수공급 3,258.1 602.3 527.8 1,403.3 18 수도건설 - 262.0 5,229.6 3,862.3 19 상업 - 4,790.1 14,215.3 55,227.1 20 운수 - 820.2 29,196.6 3,166.8 21 통신 - 120.1 425.8 5,043.2 22 공공 기타 24.1 1,996.2 5,985.4 21,905.2 민간소비 3,584.1 13,054.5 27,940.1 40,858.9 합계 110,264.6 45,692.0 140,651.3 233,374.2 529,982.0 SAM은 생산과 소비 등과 관련된 경제주체들의 활동을 화폐단위로 환산 하기 때문에 각 부문에서 사용한 에너지는 금액으로 나타나 있다. 따라서 배출량(CO2)과 금액(원)을 연결해 줄 수 있는 원단위가 필요하고 산업별-에너지원별 배출원단위는 산업별 산출액을 배출량으로 나누어 다음의 식 (9)과 같이 구할 수 있다. 출량과 다소 차이가 있음을 밝힌다.
(9) 단, = 배출원단위(산업별, 에너지원별) = 온실가스 배출량(산업별, 에너지원별) = 산출액(산업별, 에너지원별) 가계배출량의 원단위도 민간소비지출에 대하여 동일한 원리로 도출가 능하다. 단 석탄의 경우에는 기준년도 온실가스 배출량이나 산업별 석탄 소비액이 존재하지 않아 배출량 원단위를 도출 할 수 없는 경우가 있는데 이 경우에는 석탄의 산업별 배출량 원단위 평균치를 적용하였다. 분석에 적용한 배출량 원단위는 <표 4>과 같다. <표 4> 배출량 원단위 구분 원단위(tonCO2/백만원) 석탄 가스 석유 전력 1 농림수산품 4.43 1.52 1.64 5.12 2 석탄 5.26 2.28 0.63 6.19 3 가스 4.43 0.05 1.19 3.11 4 광산품 4.43 1.74 1.40 7.43 5 음식료품 4.43 1.52 1.24 5.80 6 섬유 4.43 1.73 1.26 5.53 7 석유 4.43 1.02 0.71 3.87 8 유리 4.43 1.65 1.57 5.84 9 시멘트 8.14 1.60 1.67 6.30 10 철강 1.55 1.58 1.38 7.02 11 전기전자 4.43 1.57 1.25 5.44 12 전자표시장치･반도체 4.43 1.37 0.98 5.02 13 자동차 4.43 1.50 1.02 5.12 14 조선 4.43 1.78 1.46 6.84 15 기타제조 1.25 1.42 0.92 5.71 16 전력 6.49 1.64 1.38 5.72 17 증기･온수공급 6.05 1.31 1.25 7.71 18 수도건설 4.43 1.68 1.22 5.77 19 상업 4.43 1.63 1.33 5.54 20 운수 4.43 1.67 1.21 5.26 21 통신 4.43 1.89 1.23 5.61 22 공공 기타 2.30 1.54 1.32 5.33 민간소비 43.82 1.60 1.41 4.85
3. 파라미터 앞에서 이미 밝힌 바와 같이 산업 및 에너지 부문은 6단계의 생산 복합 단계를 거쳐 최종적인 국내생산( )이 만들어지고 생산기술은 단계에 따라 레온티에프 생산함수와 CES생산함수를 가지는 것으로 <그림 1>과 같이 구성하였다. 복합의 최종단계를 1단계로 하고 가장 하위단계를 6단 계라고 했을 때, 1단계에서는 자본-노동-에너지복합재( )와 중간투입 재( )가 복합되고 레온티에프 생산함수( )를 가진다. 2단계는 각각 중간투입재()와 자본-노동-에너지복합재( )가 형성되는 단계이다. 중간투입재()의 경우 각 산업으로부터의 중간투입물이 레온티에프 생 산함수로 생산되고, 자본-노동-에너지복합재( )는 노동( )과 자본-에 너지복합재( )가 CES함수()를 통해 생산된다. 3단계에서는 자본() 과 에너지 복합재( )가 CES함수()로서 자본-에너지복합재 ( )를 생산한다. 4단계부터 6단계까지는 석탄, 석유, 가스, 전력이 각각 복합되어 에너지 복합재( )를 생성하는 단계이다. 4단계의 에너지 복합재( )는 전력()과 비전력()이 CES함수()로 결합되어 생성되고, 비전력()은 5단계의 석탄() 및 석유-가스복합재( )가 CES함수()를 통해 구성된다. 가장 하위단계 로 석유( )와 가스( )가 CES 생산함수()를 거쳐 석유-가스복합 재( )를 형성한다.
<그림 1> 생산구조 <표 5> 분석에 적용한 모수 부문 함수 종류 필요 모수 수치 비고 생산 및 에너지 레온티에프 함수 0 CES 함수 0.364~6.236 배분파라미터() 및 효율성파라미터() 는 를 활용하여 도출 CES 함수 0.35~1.012 CES 함수 0.3511) CES 함수 1.5 CES 함수 2 수입 Armington 함수 2~4 , 는 캘리브레이션 수출 탄력성 2
요소간 대체탄력성()의 경우 레온티에프 생산함수에서는 0이지만 그 외의 경우 특정 값을 지정해주어야 한다. 노동()과 자본-에너지복합재 ( )가 자본-노동-에너지복합재( )를 생산하는 CES 함수()와 자 본( )과 에너지 복합재( )가 CES함수()로서 자본-에너지복합 재( )를 생산하는 단계에는 권오상 등(2018)이 직접 추정한 탄력성 값 을 적용하였고, 이하 에너지 간 결합 단계에서는 선행연구에서 적용된 값 을 활용하였다. 그리고 식 (3)의 처럼 소비자의 효용함수나 정부의 효 용함수 등에 사용된 파라미터의 경우 각각 콥-더글라스 함수를 가정하므 로 BAU자료로부터 캘리브레이션 되었다.
Ⅳ. 분석내용 및 결과
산업의 시장구조를 다르게 가정하는 것에 따른 결과를 비교하기 위하여 Ⅲ절의 지수 자료를 활용하여 가스, 석유, 철강, 전기전자, 전자표시 장치･반도체, 자동차, 조선, 전력, 통신 산업에 대하여 쿠르노 과점시장모 형을 적용한다. 따라서 정책효과 분석은 두 가지의 경우에 대해 이루어지 는데, 첫 번째는 모든 산업이 완전경쟁시장임을 전제하고, 두 번째는 이상 의 일부 산업에 대하여 쿠르노 과점시장을 전제한다.11) 대체탄력성에 대한 선행연구는 Bernstein et al.(1999), 강성원･김용건(2012; ENV- Linkage, EPPA 참조)를 참조하였다. Bernstein et al.(1999)은 =0.2~1.44, =1.26, =0.35, =0.35, =1, =2, =3을 적용하였고, 강성원･김용 건(2012)의 연구는 =0, =1.02, =0.8, =0.5, =1, =1, =0.9~4.2를 적용하였다.
<표 6> 시나리오 구성 시나리오에 따른 산업별 시장구조 시나리오 1 시나리오 2 농림수산품 완전경쟁 완전경쟁 석탄 광산품 음식료품 섬유 유리 시멘트 기타제조 증기･온수공급 수도건설 상업 운수 공공 기타 가스 쿠르노과점 석유 철강 전기전자 전자표시장치･반도체 자동차 조선 전력 통신 산업부문 배출권을 할당하는 방식은 기준년도 각 산업부문 배출량에 기 준에 따른 감축률을 곱하여 일종의 배출량 목표를 수립하는 것으로 반영 할 수 있다. 산업별 기준년도 배출량에 국가 온실가스 감축목표에 해당하 는 산업별 감축률을 적용하여 부문별 배출량을 계산하고 이를 산업별 배 출권 할당량으로 가정한다. 본 연구에서는 배출권거래제 초기 단계에서 산업부문별 무상할당량 산정을 위한 주요 기준으로 활용된 환경부(2014) 의 국가 온실가스 감축목표를 활용하였다. 환경부(2014)의 부문･업종별 감축 목표에서 배출권거래제 시행연도인 2015년의 산업부문별 감축률은
<표 7>과 같다. 본 연구에서는 산업부문 총 배출량은 기준년도 대비 6.1% 감축하고 동시에 <표 7>의 산업별 감축률을 적용하여 계산한 배출권을 무 상할당 하는 경우에 대해 분석한다. <표 7> 산업별 배출권 할당량(), (1,000tonCO2, %) 산업구분 기준년도 배출량 () 감축률 () 무상 할당량 ( ) 농림수산품 5,151 1.7 5,063 석탄 34,922 0.6 34,712 가스 1,619 6.1 1,520 광산품 858 0.6 853 음식료품 4,168 0.9 4,131 섬유 7,257 1.1 7,177 석유 8,658 2.8 8,415 유리 3,149 0.7 3,127 시멘트 12,595 3.0 12,217 철강 61,592 2.1 60,299 전기전자 6,366 32.3 4,310 전자표시장치･반도체 8,642 17.3 7,147 자동차 4,718 15.2 4,001 조선 2,371 1.3 2,340 기타제조 51,419 0.3 51,265 전력 73,493 6.1 69,010 증기･온수공급 5,792 6.1 5,438 수도건설 9,354 3.2 9,055 상업 74,426 8.8 67,877 운수 33,189 9.6 30,003 통신 5,589 8.8 5,097 공공 기타 29,911 15.7 25,215 합계 445,239 6.1 418,272 자료: 환경부(2014) 앞서 밝힌 바와 같이 배출권 무상할당은 일종의 보조금 형태로 모형에 반영할 수 있다. 즉 정부 예산에서 기업에게 배출권 할당량에 해당하는
금액을 지원하는 것으로 반영한다. 기존의 정부수입은 식 (4)의 소비세, 자본세, 노동세, 관세, 소득세, 배출권 판매수입인데, 무상 할당이 이루어 지게 되면 할당량에 배출권 가격을 곱한 만큼이 줄어들게 되고 이를 수식 으로 표현하면 다음의 식 (10)와 같다. 반면 기업은 정부에서 지원 받은 배출권 구입가격만큼을 수입의 증가로 얻게 되고 이를 생산비와 배출권의 구입 시에는 그 구입비로 활용하게 된다.
∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙∙ ∙ ∙
∙ ∙ ∙ ∙
∙ (10) 단, = 배출권 가격 = 부문별 배출권 할당량 이상과 같은 설정 하에 이루어진 분석결과 <표 8>이 보여주는 바와 같 이 온실가스 감축정책과 배출권거래제가 시행됨에 따라 GDP, 수출, 수입 등은 감소하는 것으로 분석되었다. 완전경쟁시장구조를 가정할 경우 실질 GDP는 약 0.03% 감소하고, 수출과 수입도 각각 0.69%와 0.36%가 감소하 여 이들 거시적 지표에 대해서는 정책이 미약한 음(-)의 효과를 가짐이 확 인된다. 반면 민간소비의 경우는 상품가격 하락으로 인해 소비량이 증가 한 것으로 보인다. 시장구조에 대한 가정이 미치는 영향을 검토해보면, 모든 시장이 완전 경쟁일 때와 비교하여 일부 산업이 쿠르노 과점 형태를 가진다고 가정한 경우에는 GDP, 수출, 수입량의 감소가 더 심화 되는 것으로 나타났다. 따 라서 본고가 구축한 쿠르노 과점모형의 경우에 있어서는 완전경쟁시장 가 정 하의 모형에 비해서는 배출권거래제가 경제에 미치는 영향이 조금 더 큰 현상이 관측된다. 다만 민간소비의 경우에는 일부 산업을 쿠르노 과점시장을 가정한 경우 증가폭이 둔화되었다. 두 모형 간의 차이는 <표 8>이 보여주는 바와 같이 배출권거래제로 인해 산업 내의 기업 수의 변화율이 달라지는지에 달려있다고 할 수 있다. 온실가스 감축정책이 도입됨으로써 불완전경쟁성을 지니는 것으로 간주된 산업 내의 기업의 수가 소폭 감소 하고 따라서 이들 산업에 있어서의 독점화가 심화되는 경향성이 어느 정 도 보여진다. 그 변화의 폭은 대부분 매우 작지만, 에너지집약적인 가스업 의 경우 증가 폭이 1.31%로 가장 큰 값을 보여주었다. <표 8> 온실가스 감축 및 배출권 거래제 시행에 따른 경제효과 완전경쟁 불완전경쟁 (일부 쿠르노과점) BAU GDP (조원) 1152.58 1152.58 실질 GDP(조원, 차이) 1152.20 (-0.378) 1150.89 (-1.690) 실질 GDP 변화율 (%) -0.033 -0.147 수출량 변화율 (%) -0.691 -0.773 수입량 변화율 (%) -0.364 -0.407 민간소비량 변화율 (%) 0.182 0.078 산업 내 기업 수 변화율 (%) 가스 -1.31 석유 -0.96 철강 -0.46 전기전자 -0.68 전자표시장치･반도체 -0.60 자동차 -0.40 조선 -0.43 전력 -0.90 통신 -0.25 <표 9>는 시장구조에 대한 가정을 달리함에 따른 산업별 국내생산 변화 율을 보여준다. 수도건설 산업을 제외한 나머지 산업의 국내생산이 모두 감소하고 특히 석탄과 전력산업의 국내생산 감소가 상대적으로 큰 것을 알 수 있다. 이는 온실가스 감축정책으로 인해 배출량 원단위(tonCO2/백 만원)(<표 5>)가 높은 석탄 및 전력의 수요가 특히 감소하기 때문일 것이
다. 산업별로 차이가 있긴 하나 석탄과 전력의 배출량 원단위가 가스와 석유의 원단위보다 높고, 이는 기업 입장에서 온실가스 감축을 위한 의사 결정 과정에서 더 많은 배출량 감소를 기대할 수 있는 석탄 및 전력 수요 를 줄이는 선택을 하게 함을 의미한다. 온실가스 감축량이 동일하더라도 산업의 불완전경쟁성을 고려하면 석 탄 산업을 제외한 모든 산업의 생산량 감소가 어느 정도는 심화되는데, 완전경쟁시장 가정 하에서 전체 산업의 생산량은 0.55% 감소하는 반면 시 장의 불완전경쟁이 도입되면 0.665% 감소하였다. 쿠르노과점 가정 하에 서의 생산량 감소는 불완전경쟁을 가정한 산업이 여전히 완전경쟁적이라 가정된 산업보다 크게 유발한 것으로 보이는데, 완전경쟁이 가정된 산업 은 -0.344%에서 -0.394%로 국내생산 감소 변화가 미미한 반면 과점시장 임을 가정한 산업의 경우에는 -0.858%에서 -1.072%로 국내생산 감소가 보다 커지는 것으로 나타났다. 이는 <표 8>에서 보여진 바와 같이 불완전 경쟁을 가정한 산업에서의 기업 수 감소와도 관련이 있을 것이다. 산업별 온실가스 감축량을 살펴보면 시장구조에 대한 가정을 어떻게 하 든 전력과 상업부문의 감축량이 가장 크다. 다만 완전경쟁시장모형과 비 교하여 불완전경쟁시장모형에서 감축량이 보다 크게 감소하는 산업은 석 탄, 철강, 전기전자, 전력, 통신으로 대부분 불완전경쟁 구조가 가정된 산 업이다. 특히 철강 산업의 경우 완전경쟁시장모형에서는 온실가스 감축량 상위 세 번째이지만 쿠르노과점 형 불완전경쟁시장모형에서는 다섯 번째 로 감축량 규모가 줄어들었다. 즉 불완전경쟁적인 산업의 경우에는 온실 가스 감축정책이 도입되면 완전경쟁적인 산업에 비해 국내 생산량의 감소 는 더 커지지만 온실가스의 배출저감은 그 만큼은 이루어지지 않는 것으 로 분석이 되고 있다.
<표 9> 산업별 국내생산 변화율 (%, 1,000tonCO2) 국내생산 변화율 감축량(상위 5개 순위) 완전경쟁 불완전경쟁 완전경쟁 불완전경쟁 완전경쟁 산업 농림수산품 -0.299 -0.323 231 290 석탄 -7.952 -6.658 3,011 (④) 2,609 (③) 광산품 -1.955 -2.069 58 70 음식료품 -0.237 -0.273 242 311 섬유 -0.461 -0.485 481 616 유리 -0.799 -0.870 155 193 시멘트 -0.037 -0.136 1,078 1,280 기타제조 -0.654 -0.707 1,379 (⑤) 1,735 (④) 증기･온수공급 -0.452 -0.586 429 520 수도건설 0.174 0.077 310 416 상업 -0.319 -0.379 4,472 (②) 5,769 (②) 운수 -0.658 -0.685 737 909 공공 기타 -0.148 -0.193 772 1,010 완전경쟁 산업 합계 -0.344 -0.394 13,354 15,727 불완전 경쟁 산업 가스 -2.265 -2.737 52 62 석유 -1.300 -1.503 269 285 철강 -0.534 -0.800 3,806 (③) 1,633 (⑤) 전기전자 -0.744 -0.921 385 317 전자표시장치･반도체 -0.771 -0.851 611 751 자동차 -0.527 -0.710 259 262 조선 -0.655 -0.801 177 216 전력 -4.925 -5.541 7,631 (①) 7,445 (①) 통신 -0.296 -0.405 423 268 불완전경쟁 산업 합계 -0.858 -1.072 13,613 11,239 합계 -0.55 -0.665 26,697 26,697 <표 10>은 산업별 배출권의 거래량을 보여준다. 최종 균형에서의 배출 권의 순판매/순구입량은 대체로 기준년도 배출량 대비 무상할당량의 비 율에 의해 결정되었다. 정부는 배출권 할당량을 산정하여 기업에게 무상 지원하였으므로 최종 균형에서 정부로부터 지원받은 무상할당량을 초과 하여 배출하는 산업은 배출권을 추가로 구입(순구입량)하고, 무상할당량 미만을 배출하는 산업은 남은 배출권을 판매(순판매량)함을 의미한다.
상대적으로 기준년도 배출량 대비 무상할당량의 비율이 낮은 상업, 운 수, 공공기타, 가스, 전기전자, 전자표시장치･반도체, 자동차, 통신산업의 경우 최종 균형에서 무상할당량을 초과하여 배출(배출권 구입)하는 것으 로 나타났다. 이것은 실제 배출권 거래제 시행에서 산업간 공정한 할당이 중요함을 의미한다. 시장구조별로 분석결과를 비교하였을 때, 불완전경쟁시장을 가정하게 되면 석탄, 철강, 전기전자, 전력, 통신 산업은 다른 나머지 산업과 반대로 배출권 판매량이 줄어들거나 구입량이 증가하는 방향으로 균형을 이루게 된다. 즉 이들 산업의 온실가스 감축이 둔화되는 방향으로 균형이 성립하 는 것인데, 온실가스 감축 정책에 의한 산업 생산량 감소에 있어 대체적으 로 불완전경쟁 산업의 경우 생산량이 줄어든 만큼 온실가스 배출량이 감 소하지 않게 되고 이것은 불완전경쟁 산업의 배출권 판매량 감소와 이에 따른 배출권 거래량 감소로 이어지며 최종적으로 배출권가격은 증가하게 된다. 이런 요인에 의해 배출권가격은 모든 산업이 완전경쟁적이라고 가 정한 경우(18,880원/tCO2)보다 일부산업이 불완전경쟁 구조를 가지는 경 우(22,233원/tCO2)가 약 18% 높게 형성되었다. 한편, 한국거래소자료에 의 하면 2017. 7. 25 이후 1년간의 톤당 배출권 실제 거래가는 최소 20,000 원, 최대 28,000원, 평균 22,190원을 보였다.
<표 10> 산업별 배출권 할당량, 배출권 거래량, 배출권 가격 산업구분 무상할당량 완전경쟁 불완전경쟁 (일부 쿠르노과점) 감축률 () 할당량 ( ) 새로운 균형배출량 배출권 거래량* 새로운 균형배출량 배출권 거래량* 완전 경쟁 산업 농림수산품 1.7 5,063 4,920 -143 4,861 -202 석탄 0.6 34,712 31,910 -2,802 32,313 -2399 광산품 0.6 853 800 -53 788 -65 음식료품 0.9 4,131 3,927 -204 3,857 -274 섬유 1.1 7,177 6,776 -401 6,641 -536 유리 0.7 3,127 2,994 -133 2,956 -171 시멘트 3.0 12,217 11,516 -700 11,314 -902 기타제조 0.3 51,265 50,041 -1,224 49,685 -1581 증기･온수공급 6.1 5,438 5,363 -76 5,272 -166 수도건설 3.2 9,055 9,044 -10 8,937 -117 상업 8.8 67,877 69,954 2,077 68,657 780 운수 9.6 30,003 32,452 2,449 32,280 2277 공공 기타 15.7 25,215 29,139 3,924 28,901 3686 불 완전 경쟁 산업 가스 6.1 1,520 1,567 47 1,557 37 석유 2.8 8,415 8,388 -27 8,373 -43 철강 2.1 60,299 57,786 -2,513 59,960 -339 전기전자 32.3 4,310 5,982 1,672 6,049 1739 전자표시장치･반도체 17.3 7,147 8,031 884 7,891 744 자동차 15.2 4,001 4,458 458 4,456 455 조선 1.3 2,340 2,194 -146 2,155 -185 전력 6.1 69,010 65,862 -3,148 66,048 -2962 통신 8.8 5,097 5,167 69 5,321 224 합계 6.1 418,272 418,272 23,161 418,272 19,885 배출권 가격 18,880 22,233 * 무상할당량과의 차이로 새로운 균형에서 배출권을 구입하거나 판매한 양(양수: 배출권 구입, 음수: 배출권 판매) **새로운 균형에서 구입 또는 판매량 절대값의 합 이상 관측된 바와 같이 불완전경쟁적 산업에서는 생산량이 줄어든 만큼 온실가스 배출량이 감소하지 않는 현상은 각 복합단계의 CES 생산함수에 서의 배분모수()가 의미하는 투입요소의 비중을 이용해 설명할 수 있
다. 본 연구는 쿠르노 과점시장모형을 도입한 산업의 경우 자본-노동-에 너지복합재( ) 생산단계의 노동( )과, 자본-에너지복합재( ) 생산 단계의 자본()의 경우에, 고정비용이 발생한다고 전제하였다. 이 경우에 는 최초 균형에서의 고정투입요소 사용량을 빼준 후 도출한 가변노동량과 가변자본량으로 생산함수의 배분모수()를 캘리브레이션 하게 되므로 이 모수의 수치가 완전경쟁시장 기업에 비해 줄어들게 된다. 즉 불완전경 쟁기업의 경우 생산량과는 관계없이 고정노동수요와 고정자본수요는 존 재하고 자본-노동-에너지복합재( ) 생산 단계에서의 가변노동량( ) 은 축소되는 것이다. 마찬가지로 자본-에너지복합재( ) 생산단계에서 의 가변자본량( )의 비중도 감소하게 된다. 따라서 불완전경쟁기업의 경우 노동, 자본, 에너지를 포함하는 전체 가변투입요소에서 에너지가 차 지하는 비중 혹은 중요도가 상대적으로 커지게 된다. 이런 상태에서 온실 가스 감축과 함께 배출권거래제가 시행되면 에너지원의 비용이 증가하게 되므로 모든 산업은 에너지원 보다는 노동이나 자본의 수요를 늘리는 방 향으로 의사결정을 하고자 한다. 그러나 불완전경쟁 산업의 경우에는 완 전경쟁 산업과 비교하여 가변투입요소에서 에너지가 차지하는 중요도가 높은 관계로 에너지원을 줄이고 가변노동( )이나 가변자본( )을 늘리 는 것이 상대적으로 어렵기 때문에 에너지원 소비를 줄이는데 한계가 있 어 생산량 감소만큼의 배출량 감소를 기대할 수 없게 되는 것이다.
Ⅴ. 요약 및 결론
본고는 온실가스 배출저감을 유도하고자 2015년 도입된 배출권거래제 의 경제적 효과를 분석하기 위해 CGE모형을 구축하고 적용하였다. 기존 의 연구들이 모든 산업이 완전경쟁적이라 가정함에 반해, 본고는 산업별 집중도 조사결과를 토대로 일부 산업의 경우 불완전경쟁, 그 중에서도 쿠 르노 형의 과점시장구조를 가진다고 가정하는 경우의 CGE모형도 구축하여 두 가지 시장구조 하의 분석을 모두 진행하였다. 분석결과 두 가지 시장구조 하 모두에 있어서 배출권거래제가 GDP나 수출, 수입에 미치는 영향은 큰 수치를 보이지는 않는 것으로 분석되었다. 그러나 그 절대적 수치에 있어서는 일부 산업의 불완전경쟁성을 가정할 경우 GDP 손실 등이 조금 더 커지는 결과도 제시되었다. 두 가지 산업구조 간의 주요 차이는 배출권거래제 도입에 따라 기업의 생산비 구조가 바뀌면서 불완전경쟁산업에서는 기업의 수가 소폭 줄어들 고 따라서 독점화가 좀 더 심화된다는 데에서 주로 발생한다. 그 결과 독점 산업으로 분류된 산업에서의 생산량도 완전경쟁시장 가정 하의 경우에 비 해서는 조금 더 줄어드는 것으로 분석되었다. 그러나 생산기술이 규모수익 증대의 특성을 보이는 이들 독점화된 산업에 있어서는 생산량이 줄어드는 만큼의 온실가스 배출저감은 발생하지 않고, 따라서 시장의 독점화를 가정 할 경우 배출권의 가격은 오히려 상승하게 된다는 것도 관측되었다. 본고가 발견한 이상의 내용은 그러나 여러 가지 분석조건에 의존하는 것이다. 우선 산업별 시장집중도 등에 대한 지표의 선정이 중요하며, 또한 시장구조의 독점화 유형 중에서도 쿠르노 과점 외의 구조를 가정할 경우 분석결과가 달라질 수도 있을 것이다. 그리고 배출권의 최초 할당방식이 나 할당량에 따라서도 분석결과는 영향을 받을 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고 시장구조에 대한 가정이 정책의 효과에 영향을 미칠 수 있음을 발견하고, 그러한 분석을 위해 CGE모형화 방법을 구축하고 한 국의 실제 자료에 적용하였다는 점에 있어 본고의 의의가 있다고 하겠다. 아울러 본고는 CGE모형에 반영되는 불완전경쟁시장의 어떤 특성에 의해 정책효과가 달라지는지도 일부 파악하여 제시할 수 있었다. 본고의 분석 결과는 따라서 온실가스 감축정책의 설계 및 실행에 있어 산업구조에 대 한 영향도 감안할 필요가 있음을 의미하지만, 향후 보다 다양한 시장구조 가정 하에서 모형의 설정이 이루어질 필요도 있고, 일부 주요 파라미터의 식별방식에 대한 보다 엄밀한 분석 작업이 필요할 것임도 강조한다.
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<부표> 생산 단계 별 비용함수와 생산함수 생산 단계 비용극소화 문제와 생산함수 자본-노동-에너지복합재 () 형성단계 min ∙ ∙ ∙ ∙ 자본-에너지복합재 () 형성단계 min ∙ ∙ ∙ ∙ 에너지 복합재() 형성단계 min ∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 비전력 복합재() 형성단계 min ∙∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 석유-가스복합재 () 형성단계 min ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ ∙ 12) 박경원: 서울대학교 농경제사회학부에서 경제학 박사학위를 취득하고 현재 한국환경정 책･평가연구원에서 박사후국내연수연구원으로 재직 중이다. 주요 관심분야는 기후변 화 적응, 환경정책, 온실가스 감축정책 등이며, 현재 에너지세제 개편, 전력정책에 관한 연구를 수행하고 있다(kwpark@kei.re.kr, erfolg28@snu.ac.kr).
권오상: 미국 University of Maryland at College Park에서 농업 및 자원경제학 박사학위
를 취득하고 서울대학교 농경제사회학부 교수로 재직 중이다. 현재 환경정책의 계량경 제분석과 기후변화의 경제학 등에 관심을 가지고 있으며, 저서로 환경경제학(박영사), 농･식품경제원론(공저, 박영사)이 있고 다수의 환경경제 관련 논문을 발표하였다 (kohsang@snu.ac.kr). 투 고 일: 2018년 07월 28일 심 사 일: 2018년 08월 09일 게재확정일: 2018년 08월 31일
