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재생에너지 확대의 국민 경제 파급효과 분석(3/4)
김기환
재생에너지 확대의 국민경제 파급효과 분석 (3/4)
An Analysis on Economic Effect of Renewable Energy Expansion(3/4)
김기환
저 자 김기환
연 구 진
연구책임자 김기환(에너지경제연구원 연구위원) 연구참여자 오현영(에너지경제연구원 부연구위원)
외부연구진
연구참여자 최봉석(국민대학교 무역학과 조교수)
제1장 서론 1
1. 연구 목적 1
2. 연구 범위 3
제2장 재생에너지 산업의 무역수지 분석 5
1. 태양광 부문 무역수지 5
2. 풍력 부문 무역수지 17
3. 바이오 부문 무역수지 21
4. 태양열, 지열, 수열 부문 무역수지 23
제3장 재생에너지와 무역동조성 분석 25
1. 실물경기변동과 DSGE 모형 개요 25
2. 국제 실물경기변동과 글로벌 가치사슬 27
3. 국제 실물경기변동 모형 31
3.1. 모형 구조 31
3.1.1. 생산 과정 31
3.1.2. 소비와 노동 공급 34
3.1.3. 자산 시장 35
3.1.4. 경제 균형 35
3.1.5. 균형 조건과 선형화(Linearization) 37 3.2. 실증 자료 및 모수 결정(calibration) 41
3.2.1. 모수 42
3.2.2. 균제 상태 비중 42
3.2.3. 생산성 과정 43
3.2.4. 재생에너지 확대 시나리오 반영 44
3.3. 시뮬레이션 분석 50 3.3.1. 경기변동 자료 상의 무역집약도와 생산 동조성 50
3.3.2. 재생에너지 확대 시나라오 53
3.4. 소결 56
제4장 태양광, 풍력 산업의 산업연관분석 57
1. 태양광 풍력 산업연관 분석의 필요성 57
1.1. 태양광, 풍력 산업 분석의 필요성 57
1.2. 부문 분리 방안 58
2. 산출액 추정 61
2.1. 태양광, 풍력 산출액 추정 61
2.2. 태양광, 풍력 기기 산출액 추정 61
3. 태양광 및 풍력 발전 산업연관분석 63
3.1. 분리 산업연관표 작성 63
3.2. 생산파급효과 분석 70
3.3. 부가가치유발효과 분석 73
3.4. 취업유발효과 분석 75
4. 태양광 및 풍력 기기 산업연관분석 77
4.1. 분리 산업연관표 작성 77
4.2. 생산유발효과 분석 80
4.3. 부가가치유발효과 분석 83
4.4. 고용유발효과 분석 85
5. 소결 87
제5장 결론 89
참고문헌 93
<표 2-3> 태양광 모듈 무역 상위국 11
<표 2-4> 태양전지 무역 상위국 12
<표 2-5> 웨이퍼 무역 상위국 14
<표 2-6> 폴리실리콘 무역 상위국 15
<표 2-7> 폴리실리콘 무역 상위국 금액 16
<표 2-8> 풍력 부문별 수출액 19
<표 2-9> 풍력 부문별 수입액 20
<표 2-10> 풍력 발전기 무역 상위국 20
<표 2-11> 풍력 발전기 부분품 무역 상위국 20
<표 2-12> 바이오디젤 무역 상위국 22
<표 2-13> 목재펠릿 수입 상위국 22
<표 2-14> 지열 수열 열펌프 무역 상위국 24
<표 3-1> 기본 시나리오의 중간재 거래 비중
: 에너지다소비제조업과 에너지저소비제조업 47
<표 3-2> 기본 시나리오의 중간재 거래 비중
: 제조업과 에너지서비스업 48
<표 3-3> 재생에너지 확대 시나리오의 중간재 거래 비중
: 제조업과 에너지서비스업 49
<표 3-4> 기본 시나리오의 동조성 분석
: 국가간 에너지 다소비-저소비 제조업 51
<표 3-5> 기본 시나리오의 동조성 분석
: 국가간 제조업-에너지서비스업 52
<표 3-6> 정책 시나리오 비교 분석
: 에너지다소비 제조업과 저소비 제조업 54
<표 3-7> 정책시나리오 비교분석 : 제조업과 에너지서비스업 55
<표 3-8> 정책시나리오가 중간재 거래에 미치는 영향 55
<표 4-1> 해설서의 ‘전력 및 신재생에너지’ 정의 및 포괄범위 59
<표 4-2> 기존부문과 신설부문 정리 60
<표 4-3> 태양광 및 풍력 기기 제조업 산출액 63
<표 4-4> 태양광, 풍력 분리 국산거래표(1) 65
태양광, 풍력 분리 국산거래표(2) 66
태양광, 풍력 분리 국산거래표(3) 67
태양광, 풍력 분리 국산거래표(4) 68
태양광, 풍력 분리 국산거래표(5) 69
<표 4-5> 에너지 부문 생산유발계수표 72
<표 4-6> 에너지부문 부가가치유발계수표 74
<표 4-7> 에너지부문 고용유발계수표 76
<표 4-8> 태양광 부품 분리 후 국산거래표 78
<표 4-9> 풍력 부품 분리 후 국산거래표 79
<표 4-10> 태양광모듈의 생산유발효과 81
<표 4-11> 풍력부품의 생산유발효과 82
<표 4-12> 태양광모듈의 부가가치유발효과 83
<표 4-13> 풍력부품의 부가가치유발효과 84
<표 4-14> 태양광모듈의 고용유발계수 85
<표 4-15> 풍력 부품의 고용유발계수 86
[그림 2-3] 태양광 수출의 부문별 비중 8
[그림 2-4] 태양광 수입의 부문별 비중 9
[그림 2-5] 태양광 모듈 무역수지 10
[그림 2-6] 국가별 태양광 모듈 무역수지 10
[그림 2-7] 태양전지 무역수지 11
[그림 2-8] 주요국 태양전지 무역수지 12
[그림 2-9] 잉곳 무역수지 13
[그림 2-10] 웨이퍼 무역수지 13
[그림 2-11] 주요국 웨이퍼 무역수지 14
[그림 2-12] 폴리실리콘 무역수지 15
[그림 2-13] 주요국 폴리실리콘 무역수지 16
[그림 2-14] 풍력 부문 무역수지 17
[그림 2-15] 풍력 부문별 수출액 비중 18
[그림 2-16] 풍력 부문별 수출액 비중 18
[그림 2-17] 풍력 수입의 부문별 비중 19
[그림 2-18] 바이오 무역수지 21
[그림 2-19] 바이오 부문별 무역수지 22
[그림 2-20] 재생열 무역수지 23
[그림 2-21] 재생열 부문별 무역수지 24
[그림 3-1] 애플 아이폰4의 국제분업 사례 28
[그림 3-2] 세계산업연관표의 구성 30
[그림 4-1] 세계 재생에너지 연평균 증가율(1990년~2018년) 58
[그림 4-2] 생산유발계수의 원리 70
[그림 4-3] 생산유발계수표의 의미 71
요약
1. 연구의 필요성
연구의 필요성
○ 국내 재생에너지 정책은 2050년 탄소중립을 발표하고 2030년 국가온실가스 감축목표를 상향하며 세계적인 재생에너지 확대 추세와 방향을 함께함.
- 정부는 재생에너지 3020 이행계획(2017)과 제3차 에너지 기본계획(2018) 을 바탕으로 2050년 탄소중립을 선언(2020.10)하며 세계적인 기후변화 대 응에 동참함.
- 최근 발표된 2050 탄소중립 시나리오와 2030 국가온실가스 감축목표 상향 은 중장기 미래에 재생에너지가 더 확대되는 내용을 담고 있음.
- 현 국내 재생에너지 시장은 태양광을 중심으로 확장하고 있으며, 풍력을 비 롯한 재생에너지 부문으로 확대하려는 노력이 진행되고 있음.
○ 재생에너지 및 온실가스 감축 관련 정책의 추가적인 도입이 예상되고 그 과정 에서의 경제적 효과 분석에 대한 필요성으로 4년간(2019-2022) 추진되고 있는 3차년도 연구로, 전 1-2차년도 연구에서는 다음과 같은 연구 내용이 진행됨.
- 1차년도에는 재생에너지 기술개발과 보급정책의 파급효과 분석을 위해 태양 광-풍력-산업연관 모형을 구축하고 경제적 파급효과를 분석함.
- 이를 통하여 2015년도, 2020년도, 2030년의 태양광과 풍력의 발전부분, 제 조부분, 설치(건설)부분의 파급효과를 산정함.
- 2차년도 연구에서는 발전 부분 내 여러 에너지원의 경제적 효과를 비교 분 석하기 위해서 추가적으로 원자력, 석탄, 가스발전, 연료전지 발전 부분을
분류한 산업연관모형으로 확장함.
- 또한 2015년 기준 산업연관표를 구축하고, RAS 방법을 사용하여 2020년과 2030년의 산업연관표를 근사하여, 각 시점에서의 경제적 파급효과를 산출함.
- 정태적인 산업연관모형 이외에 동태적인 성격의 연산가능일반균형모형과 확 률동태적일반균형모형의 특성을 활용하여 재생에너지 확대와 관련된 정책들 이 가져올 수 있는 효과와 그 함의에 대해 분석함.
○ 재생에너지 및 온실가스 감축 관련 정책들의 추가적인 도입이 예상 - 3차년도 연구에서는 재생에너지 무역에 대해서 논의함.
- 재생에너지원별 수출입 동향과 국가간의 거래 분석을 통해 재생에너지 무역 의 특징을 분석함.
- 모형을 이용하여 재생에너지 확대가 가져올 수 있는 경기동조화 가능성에 대해 시나리오 분석을 통해 진행함.
- 산업연관모형에 대한 강건성 분석을 위해 2019년도 연장표를 이용하여 직 접 태양광 풍력 산업의 파급효과를 산정함.
2. 연구내용 및 주요 분석 결과
재생에너지와 무역수지 분석
- 재생에너지 무역통계를 통해 원별 수출입 동향과 국가간 무역 특징을 분석함.
- 태양광 부분의 무역수지는 폴리실리콘 부문의 무역수지 악화와 태양광 모듈 부분의 수지 증가, 웨이퍼 부문 적자 지속과 태양전지 부분의 완만한 수출 증가 기조 유지
- 국내 폴리실리콘 사업체의 이전과 중국 제품과의 경쟁을 통한 시장 점유율 하락으로 폴리실리콘 부문에서 구조적인 무역기조 하락 야기
- 태양광 모듈 생산을 위한 웨이퍼 수입 지속 특징
- 무역수지에서 큰 부분을 차지하는 태양광 모듈의 경우, 미국으로의 수출과 중국에서의 수입의 정도는 당분간 커질 것으로 보이고, 그 등락에 따라 무역
- 풍력 부분은 발전기 부분의 적자가 지속되고 있으며, 간헐적으로 큰 금액의 수출도 발생. 이는 풍력 발전기의 기술 개발이 향후 수출 확대에 영향 가능 성이 있음.
- 바이오 부문에서는 바이오 디젤의 최근 수출 급증과 목재펠릿 수입 지속으 로 요약. 바이오 부문의 RPS 제도 개선을 통해 2023년 바이오 혼소 부문 지원이 일몰될 것으로 예정되어 있어, 해당 목제펠릿의 수입 수요는 줄어들 것이고 추후 바이오 부문의 무역수지는 수출 쪽으로 확대
- 열부분은 태양열 부문의 수요 부진과 열펌프의 수출 확대로 특정됨.
재생에너지와 무역동조성 분석
○ 모형의 구조
- 재생에너지 확대 정책과 세계 경기동조성을 분석할 수 있는 세계실물경기모 형을 하여 경기동조성에 미치는 영향을 분석함
○ 모형 분석 결과의 시사점
- 재생에너지 확대의 산업에의 효과는 국내 수입 원료 대체를 통한 경기동조 성 약화와 경기동조성 강화 방향을 고려할 수 있음.
- 모형에서 설정한 시나리오 적용 경우, 그 동조성이 강화될 것으로 분석되며, 이는 재생에너지 확대가 경기동조성을 키우는 방향으로 진행될 수 있음을 시사함.
태양과 풍력산업의 파급효과
○ 1-2차년도 연구와의 차이점
- 1-2차년도는 전력 부문에서 태양광-풍력 분리산업연관표를 구축하여, 태양 광 풍력 전력의 파급효과를 산정. 제조부분과 설치부분은 전력 부문에 국 한된 산업연관표를 이용하여 간접적으로 제조 및 설치 부분의 파급효과를 산정함.
- 3차년도 2019년 연장표를 이용하여 태양광 풍력 발전 및 기기의 분리 산업 연관표를 직접 구축한 후 그 파급효과를 산정함.
○ 분석 결과의 시사점
- 2015년 태양광 풍력 발전 및 제조 부분의 생산유발계수는 2.169, 2.157, 2. 2.885, 2.910임. 부가가치 유발계수는 1.21, 1.20, 0.863, 0.849.
- 2020년 태양광 풍력 발전 및 제조 부분의 생산유발계수는 2.27, 2.25, 1.235, 1.227, 부가가치 유발계수는 1.21, 1.20, 0.863, 0.849.
- 본 연구에선 진행된 2019년 생산유발계수는 2.19, 1.85, 2.15, 1.99. 부가 가치유발계수는 0.78, 0.83, 0.62, 0.69로 분석되어, 태양광 전력은 2.169
~2.27 내에 포함되고, 풍력 전력은 1.85로 기존 연구에 비행 낮은 수치로 분석, 태양광 풍력 기기 제조의 파급효과 역시 1-2차년도 연구에 비해 낮은 파급효과를 갖는 것으로 산정됨.
- 기존 연구에서 제기되었던 유발계수가 높게 산정되었다는 점을 확인함.
제1장
서론
1. 연구 목적
전 세계는 온실가스 감축을 위한 노력의 일환으로 재생에너지 확대를 적극적으로 추진하고 있다. 온실가스 증가가 기후변화의 주요 원인이고 이의 증가를 줄이기 위 하여 한 수단으로 이산화탄소 배출이 적거나 거의 없는 재생에너지를 확대하여 이 를 저감하기 위한 노력이다. 주요 국가들의 재생에너지 소비 비중을 살펴보면, EU 19.7%, 미국 11%, 중국 13%를 차지한다.1) 특히, 전 세계 재생에너지 보급에 앞장 서는 EU는 2030년까지 에너지 소비량의 최소 27%를 재생에너지로 공급하는 목표 를 세웠으며, 중국도 장기 재생에너지 공급계획을 적극적으로 세웠다.
우리나라도 세계적인 재생에너지 확대로 인한 비용 감소와 함께 에너지전환 정 책 시행과 함께 신재생에너지 정책 지원을 더욱 확대하는 중이다. 그 동안 신재생 에너지 부문의 투자는 성과를 보였다. 2019년 기준 우리나라의 신재생에너지 생산 량은 전년 대비 4.4% 증가한 10,312천 toe(tonne of oil equivalent)로 1차에너 지 공급비중의 3.16%를 차지하며, 총발전량에서 신재생에너지의 비중은 5.62%(재
1) Eurostat Statistic Explained.
https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index.php/
US EIA, https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=45516
생에너지는 5.05%)로 전년 대비 0.78%p 증가하였으며 2019년 신규 설비용량은 전년보다 약 4.477GW로 27.1% 증가하여 누적설비용량은 19,651MW(재생에너지 는 18,404MW)를 기록하였다.2)
총발전량 기준 세부 발전원의 비중을 살펴보면, 태양광(39.3%), 바이오(31.5%), 수력(8.45%), 풍력(8.11%), 연료전지(6.9%), IGCC(3.1%), 해양(1.4%) 순으로 차지 한다.3)
최근 정부는 2050년 탄소중립 달성을 국제적으로 선언하였고, 이와 관련된 정책들 을 적극적으로 추진하고 있다. 그린뉴딜을 통해서 재생에너지 확대와 함께 친환경-디 지털화를 통한 산업 구조 혁신을 꾀하며, 이를 통해 경제의 새로운 성장 동력을 마련 하고자 한다. 이는 에너지전환 정책의 일환으로 2017년 말에 발표한 「재생에너지 3020이행계획」은 2030년 재생에너지 발전 비중을 20% 수준으로, 2019년 6월에 발 표한 「제3차 에너지기본계획」은 2040년까지 재생에너지 발전 비중을 30~35%로 확 대하겠다는 목표를 제시함으로써, 재생에너지 확대를 공표하였다. 최근 2030년 온실 가스 감축목표를 기존 26.3%에서 40%로 대폭 상향하였고, 이 중 신재생에너지 비중 은 약 30.1% 수준으로 기존 9차 수급계획의 목표보다 상향하였다.
시장 확대 초기 단계에 진입하고 있는 재생에너지의 경우 점차 비용이 하락하는 태양광을 중심으로 연간 3~4GW 수준의 설비 성장을 지속하고 있고, 이를 해상 풍 력 등의 타 재생에너지로 연결시키기 위해 많은 노력과 지원이 이루어지고 있다. 이 러한 환경에서 재생에너지 확대의 경제적 파급효과에 대한 신뢰성 있고 연속성 있 는 정보제공을 위해서 그 경제적 효과를 분석하기 위한 다양한 모형에 대한 분석의 필요성이 증가하고 있다.
따라서, 재생에너지가 확대되는 것과 발맞추어 합리적으로 경제성 분석하고 전망 을 시행하기 위한 모형 구축이 필요하다. 우선적으로 모형 구축에 필요한 대한 신뢰 성 있는 조사를 통해 자료를 얻는 것이 필요하고, 또한 상황에 맞는 다양하고 합리 적인 분석체계를 구축하는 것이 필요하다. 경제적 효과 분석은 다양한 수요자가 있 고 이에 적합한 모형이 서로 다르므로 상황과 목적에 맞도록 다양한 모형을 구축하 는 것이 요구된다.
2. 연구 범위
1-2차년도의 연구는 신재생에너지 확대 정책에 의한 경제적 파급효과 산정에 종 종 활용되는 산업연관분석 모형과 CGE, 재생에너지 DSGE 모형을 중심으로 진행하 였다. 구체적으로 기존에 한국은행에서 발간한 2015년 산업연관표에서 태양광과 풍 력 부분 외에 연료전지, 석탄발전 LNG 발전 부분을 추가로 분리하여 발전부분 산 업연관표를 구축하고 이의 경제적 파급효과를 분석하였다. 추정된 2015년 산업연관 표에 RAS 방법을 적용하여 2020년과 2030년의 산업연관표를 근사하고 그에 따른 경제적 파급효과를 산정하였다. 이 산업연관표를 이용하여 모든 발전원에 해당하는 발전-제조-건설 부문의 경제적 파급효과를 산정하였다.
이에 본 연구는 첫 번째로 재생에너지 무역수지에 대한 연구를 진행하였다. 재생 에너지 중 무역통계로 분류되어있는 품목을 선정하고, 그에 해당하는 수출입 동향과 특징을 정리하였다. 태양광, 풍력, 바이오, 태양열, 지열-수열 부문의 기기별 품목 수출입을 대상으로 하였다. 또한 각 원 별로 국가와의 무역 거래 추이를 살펴봄으로 써 국가별 무역 특징을 분석하고자 하였다.
두 번째로 국제 국제실물경기변동 DSGE 모형을 이용하여 우리 정부의 재생에너 지 2030계획 추진이 경기동조화에 미치는 영향을 분석하였다. 기후변화 대응이 금 융시장과 연계되어 거시·산업 경제에 영향을 미치는 상황에서 성장 측면 뿐만 아니 리 변동성 측면의 분석 필요성이 커지고 있다. 기후변화 대응 여건은 국가별로 다양 하고 복잡하나 본 연구는 우리나라의 재생에너지 확대 정책 추진의 예로 2030년 재 생에너지 20% 설정 시나리오 분석을 통해 재생에너지 확대와 경기동조화의 관계에 대해서 분석하였다.
마지막으로, 1-2차년도 구축한 재생에너지 산업연관표의 결과의 강건성을 검증하 는 연구를 진행하였다. 즉, 2021년 발간된 2019년 기준 연장 산업연관표를 이용하 여 태양광 및 풍력 제조 부문의 경제적 파급효과를 산정하였다. 이를 통해 지난 연 구에서 산정한 2020년 파급효과와의 비교 분석을 통하여 기존 결과의 유의성을 확 인하고자 하였다.
본 연구는 다음과 같이 구성된다. 2장에서는 재생에너지의 무역수지에 대해 정리 하였고, 3장에서는 재생에너지 확대가 무역동조성에 미치는 영향에 대해 분석한 결 과를 제시한다. 4장에서는 2019년 기준 태양광과 풍력 산업의 파급효과 산정을 설명 한다. 5장은 연구의 시사점과 한계점을 정리하고 추후 연구 방향에 대해 제시한다.
제2장
재생에너지 산업의 무역수지 분석
재생에너지 부문을 구성하는 태양광에너지, 풍력에너지, 바이오에너지, 태양열-지 열-수열 관련 최근 5개년간의 수출입 통계를 정리하고 무역의 현황에 대해 분석하 였다. 각 에너지 부문에서 사용하는 설비 중 수출입 통계가 명확히 잡혀있는 품목을 대상으로 하였다. 태양광의 경우, 태양광용 폴리실리콘을 비롯해 2017년부터 집계 되고 있는 태양광 모듈, 태양전지, 웨이퍼, 잉곳의 부문별 수출입과 국가별 수출입 의 특징을 분석하였다. 풍력 부문, 바이오 부문, 태양열, 지열-수열 부분의 수출입 통계와 상위 수출입 국가를 정리하였다.
1. 태양광 부문 무역수지
태양광 무역수지는 태양광의 무역 통계 집계가 가능한 품목을 대상으로 산정하 였고, 그 대상은 태양광 모듈, 태양전지, 잉곳, 웨이퍼, 폴리실리콘 품목이다. 그 외 공식적으로 무역통계에서 타 품목과 분리되어 있지 않은 인버터 등의 품목은 산정 에서 제외하였다. 아래 그림은 수출과 수입, 무역수지를 2017년부터 2021년 9월 까지의 무역수지를 나타낸다. 수출을 양으로 본다는 가정하에 수입을 음의 수(-)로 표시하였고 이는 이후의 모든 그림에 적용된다. 태양광 무역수지는 수출 감소에 따 른 하락 추세 지속과 수입역시 감소하는 경향을 보이고 있다. 이러한 감소추세는
Covid-19에 따른 무역량의 감소와 연계되어 있을 것이고, 이는 추후 무역량 회복 에 따른 수지 확인이 필요한 부분이다.
[그림 2-1] 태양광 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
자세히 태양광 무역 수치를 살펴보면, 2020년 기준 수출 15억불의 수출과 약 10 억불의 수입으로 총 5.18억불의 태양광 부문 흑자 수지가 집계되었다. 3개월의 기 간이 수출입 무역량이 더 집계될 기간이지만, 2021년 9월 기준으로는, 수출은 약 9.5억불에 수입 8.8억불의 수입으로 태양광 부문은 6700만불의 흑자수지를 기록하 였다. 2020년 기준에서 수출은 2017년 약 30억불에서 약 49.5% 감소하여 15억불 수준을 기록하였다. 태양광 부문의 수입은 수출 감소폭에 비해 상대적으로 적은 폭 으로 감소하였다. 수입은 2017년 10억불, 2019년 약 12억불(최고치)를 기록하고 완만하게 감소하였다. 2020년의 태양광 수입은 2017년 대비 약 2.1%, 2019년 대 비 약 17%가 감소하였다. 수지는 2017년 19.8억불 흑자에서 2020년 5.17억불 흑 자로 약 74% 감소하였다.
다음은 태양광 기기의 부문별 무역수지를 보자. 태양광 부문은 폴리실리콘, 웨이 퍼, 잉곳, 태양전지 그리고 태양광 모듈로 이루어진다4). 아래 그림에서 볼 수 있는
다섯 가지 부문의 특징은 폴리실리콘과 태양광 모듈 부문의 수지 감소세와 웨이퍼 부문의 적자 지속, 그리고 태양전지 무역수지의 완만하고 지속적인 상승이다. 상대 적으로 무역량이 작은 잉곳 부문은 완만한 수입량 지속이 특징이다.
[그림 2-2] 부문별 태양광 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
위 그림에서 빨강색으로 표시된 태양광 모듈 부문은 태양광 무역수지에서 수출 부분이 크게 차지하고 있다. 2020년의 모듈 무역수지는 2017년 기준으로 51.8%
하락했다. 녹색으로 표시된 폴리실리콘의 무역수지를 보면, 2017년 이후 지속된 무 역수지 악화는 2018-19년 이후 큰 폭으로 감소하여 2021년 9월 기준 3.5천만불 흑자수지를 기록하였다. 이는 2017년 대비 약 90%의 수지 감소폭을 보이고 있다.
이러한 대규모 폴리실리콘의 무역수지 감소는 크게 두 부분으로 원인을 찾아볼 수 있다. 첫째는 중국 폴리실리콘 대규모 투자와 시장 확대에 따른 경쟁 심화와 대중국 폴리실리콘 수출량 감소(2018-19)이다. 두번째로는 국내 기업의 국외 이전으로 인 한 수출량 감소(2020~)가 무역수지 악화의 두번째 요인으로 작용하였다. 태양광 부 문 중 태양전지 부문은 2020년 3.8천만불의 흑자 수지를 기록했다. 태양전지 웨이 퍼 부분은 지속적인 적자를 기록하였고, 2017-18년의 수입량의 감소로 2019-20년
의 적자 크기는 감소하고 있다.
금액 기준 부문별 수출과 수입 구성과 비중을 살펴보자. 수출에서 차지하는 비중 은 2020년 기준 태양광 모듈 수출액이 가장 큰 비중으로 71%를 차지한다. 태양전 지 20%, 폴리실리콘 8%, 웨이퍼 1%, 잉곳 순이다. 2017년도에는 모듈 수출 금액 이 58%를 차지하였고, 폴리실리콘의 비중이 전체 수출 금액의 35% 수준으로 2020 년 대비 높은 비중을 차지하였다.
[그림 2-3] 태양광 수출의 부문별 비중
2017 2020
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-1> 태양광 부문별 수출액 단위: 천불, $1,000
폴리실리콘 잉곳 웨이퍼 태양전지 모듈
2017 1,044,984 11,519 102,560 98,266 1,741,996 2018 753,081 6,726 93,932 158,170 1,446,646 2019 482,645 6,444 20,326 358,753 1,233,312 2020 119,385 672 12,060 299,656 1,082,390
2021.9 80,354 991 8,531 311,782 547,810
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
[그림 2-4] 태양광 수입의 부문별 비중
2017 2020
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
수입에서는 2020년 기준 태양광 모듈, 웨이퍼, 태양전지 수입액이 각각 37%, 34%, 26%의 비중을 차지한다. 폴리실리콘과 잉곳의 수입은 전체 2%와 1%를 차지 하는 것으로 나타났다. 2017년에는 태양광 수입에서 웨이퍼가 차지하는 비중이 54%
를 차지했다. 의 태양전지 20%, 폴리실리콘 8%, 웨이퍼 1%, 잉곳 순이다. 2017년도 에는 모듈 수출 금액이 58%를 차지하였고, 모듈과 태양전지 수입 비중이 각각 25%, 12%를 차지하였다.
<표 2-2> 태양광 부문별 수입액 단위: 천불, $1,000
폴리실리콘 잉곳 웨이퍼 태양전지 모듈
2017 1,044,984 11,519 102,560 98,266 1,741,996 2018 753,081 6,726 93,932 158,170 1,446,646 2019 482,645 6,444 20,326 358,753 1,233,312 2020 119,385 672 12,060 299,656 1,082,390
2021.9 80,354 991 8,531 311,782 547,810
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
부문별, 국가별로 더 분석해 보자. 태양광 모듈 부문에서 2020년까지의 무역수지 를 살펴보면, 수출 부문은 완만한 하락을 보이고 있고, 수입 부문은을 2019-20년에 의 수입액이 2017년의 2.5억불 대비 각각 49.8%, 45.7%증가한 3.74억불과 3.63 억불을 기록하였다. 따라서, 증가하고 있는 수입과 감소 추세의 수출금액은 태양광 모듈 무역수지의 지속적 하락을 가져오고 있다.
[그림 2-5] 태양광 모듈 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
모듈 전체에서 중국을 제외하고 미국, 네덜란드, 일본, 독일에 수출이 더 많은 것 으로 나타났고, 그 중 대미 수출 금액이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 2017-18년 에 일본, 독일,네덜란드에의 수출이 2019년 이후 지속적으로 감소하고 있음을 보여 준다. 반면 태양광 모듈의 대미 수지는 2020년에 2018년 대비 37.5% 증가하여 6.14억불을 기록하였다.
[그림 2-6] 국가별 태양광 모듈 무역수지
<표 2-3> 태양광 모듈 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 미국 미국 미국 미국 미국
2 일본 네덜란드 네덜란드 네덜란드 네덜란드
3 네덜란드 일본 일본 일본 앙골라
수입
1 중국 중국 중국 중국 중국
2 대만 대만 대만 대만 대만
3 베트남 태국 베트남 미국 말레이시아
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
2018년부터 2020년까지의 모듈 수출 상위 3개국은 미국, 네덜란드, 일본이다.
2017년부터 대미 수출이 38,261천불 수출로부터 2020년 616,332천불로 153%
2021년에는 3분기만에 351,199천불 수출이 기록되었다. 모듈 수입은 중국무역 이 외에는 대만과 베트남 미국 등에서 수입을 기록하고 있다.
[그림 2-7] 태양전지 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
태양전지 부문에서의 무역수지(위 그림 검정색 선)를 살펴보면, 완만한 상승을 보 이며 2020년 3.88천불 흑자를 기록했고, 2021년 9월 기준으로도 흑자가 지속되고 있다. 수출과 수입 부문 모두 2019년에 급격한 증가를 보이고, 그 후 수출금액이 수입액에 비해 큰 소규모 흑자를 보이고 있다.
[그림 2-8] 주요국 태양전지 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
태양전지 수출에서도 태양광 모듈과 같이 미국에의 수출 증가가 관찰된다. 특히 2019-20년에 대미 수출이 급증하였다. 베트남으로의 수출도 꾸준히 증가하고 있다.
대중 수입은 2019년 최대치를 기록하고 감소하고 있다. 대만과의 태양전지 수지도 2020년 수입량이 거의 없다가 최근에 다시 수입이 늘어나며 이전 수준을 회복하고 있는 것으로 보인다. 분석 기간동안 중국과 대만에서의 수입 비중이 98.3%를 차지 하며 높은 중국 대만의존도를 보인다.
<표 2-4> 태양전지 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 베트남 미국 미국 미국 미국
2 중국 베트남 베트남 베트남 중국
3 태국 말레이시아 캐나다 중국 베트남
수입
1 중국 중국 중국 중국 중국
2 대만 대만 대만 대만 대만
3 베트남 태국 베트남 미국 말레이시아
출처: 저자 정리
[그림 2-9] 잉곳 무역수지
잉곳 무역수지 중국 잉곳 수출과 수입
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
다섯 부분 중 잉곳은 무역에서 차지하는 비중이 가장 낮은 수준으로 수출에서는 2017년 0.4%에서 2020년 0.1% 로 낮아지고 있고, 수입에서도 2017년 1.3% 수준 에서 0.5% 수준으로 낮아졌다. 대중 수입은 2021년 들어 최대치를 기록하고 있다.
[그림 2-10] 웨이퍼 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
웨이퍼 부문은 지속적으로 적자를 기록하고 있다. 2018년 4.8억불 적자 수준에 서 2020년 3.3억불 적자로 감소하였으나, 2021년 3분기 기준으로 전년 대비 소폭 적자 증가를 보이고 있다. 2019년 이후에 웨이퍼 수입량이 점차 줄어든 부분이 관 찰된다. 중국에서의 수입 비중이 높고, 노르웨이에서 최근 웨이퍼 수입량이 증가하 고 있다. (아래 그림 2017년 0 2021년 1.48천불)
<표 2-5> 웨이퍼 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 대만 대만 중국 중국 중국
2 독일 중국 러시아 태국 일본
3 베트남 베트남 태국 러시아 노르웨이
수입
1 중국 중국 중국 중국 중국
2 일본 대만 대만 대만 대만
3 대만 일본 홍콩 노르웨이 노르웨이
출처: 저자 정리
[그림 2-11] 주요국 웨이퍼 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
[그림 2-12] 폴리실리콘 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
폴리실리콘 부문은 구조적으로 무역 특성이 변화하고 있다. 과거 중국, 대만으로 의 높은 수출량을 기록한 후 수출 비중이 35%(2017년)을 기록하고 지속적으로 감 소하여 2020년 8%를 기록하였고, 이러한 경향은 지속적으로 관찰될 것으로 보인 다. 2017년 9.6억불 흑자 수준에서 2020년 0.96억불 흑자로 대폭 감소하였고, 2021년 3분기 기준으로 소폭 흑자를 보이고 있다.
<표 2-6> 폴리실리콘 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 중국 중국 중국 중국 중국
2 대만 대만 대만 말레이시아 대만
3 홍콩 말레이시아 말레이시아 대만 말레이시아
수입
1 미국 독일 미국 미국 미국
2 중국 미국 중국 중국 중국
3 독일 중국 말레이시아 말레이시아 홍콩
출처: 저자 정리
분석 기간 동안의 수출 상위국은 중국 대만, 말레이시아 순이었다. 대중국 수출이 감소하면서 최근 중국에서의 수입이 증가하는 모습이 관찰된다. 미국에서 생산되는
폴리실리콘 수입이 최근 증가하고 있다. 대만과의 수출량도 2020년까지 줄어든 후 2021년에 소폭 증가하고 있다.
[그림 2-13] 주요국 폴리실리콘 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-7> 폴리실리콘 무역 상위국 금액 (단위,천불, $1,000)
중국 미국 대만
수출 수입 수출 수입 수출 수입
2017 904,833 9,165 194 61,539 125,871 40
2018 599,280 3,291 63 9,725 132,589 113
2019 445,962 7,229 158 18,481 15,840 4
2020 98,327 5,350 1,516 16,657 3,883 0
2021.9 58,560 14,312 171 29,783 10,028 5
소계 2,106,962 39,347 2,102 136,185 288,211 162 출처: 저자 정리
2. 풍력 부문 무역수지
풍력 부문에서 무역 통계에서 풍력으로 해당되는 품목은 풍력 클러치, 풍력 터빈, 풍력 발전기, 풍력 발전기 부분품의 네가지 품목을 대상으로 하였다. 2020년까지의 풍력부분 무역수지는 6천만불의 적자를 기록하였으며, 2021년 9월 기준으로 2020 년 대비 큰 폭으로 적은 5.2백만불의 적자를 기록하였다.
[그림 2-14] 풍력 부문 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
자세히 풍력 관련 기기의 무역 수치를 살펴보면, 2020년에 수출 7.3백만불의 수 출과 약 6.01백만불의 수입으로 총 5.28천만불의 적자 수지가 집계되었다. 2021년 9월까지의 무역량은 지난 4년 동안의 무역량에 비해 큰 폭으로 감소하였다. 수출 부문은 2018년에 1.65백만불의 수출을 기록한 것 외에 큰 수출의 변화가 눈에 띄 지 않는다. 풍력 기기 관련 수입은 2017년 3.3백만불에서 2019년 약 2.65백만불을 기록하고 큰 폭 증가하여 2020년 최고 수입액인 6.01백만불을 기록하였다.
[그림 2-15] 풍력 부문별 수출액 비중
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
위 그림은 풍력 기기의 부문별 무역수지를 나타낸다. 이 연구에서 고려하고 있는 풍력 부문의 무역수지는 발전기, 터빈, 발전기 부분품, 클러치로 이루어진다5). 위 그림에서 알 수 있는 네 부문의 특징은 발전기와 발전기 부분품이 풍력 부분 무역량 의 대부분을 차지하고 있다는 점이다. 해외 수출이 크지 않은 상황에서 발전기와 부 분품 수입의 증가는 바로 무역수지 적자로 이어지고 있는 것이다. 아래 수출액 비중
2017 2020
[그림 2-16] 풍력 부문별 수출액 비중
에서 나타나듯이, 풍력 기기의 수출은 주로 “발전기 부분품과 터빈”을 위주로 진행 되고, 2018년의 발전기 수출과 같이 간헐적으로 발전기 부문에서의 수출이 이루어 지고 있다. 아래 표에서는 일본으로의 발전기 수출 증가와 그에 따른 부분품 수출을 보여주고 있다.
<표 2-8> 풍력 부문별 수출액 단위: 천불, $1,000
발전기 터빈 부분품 클러치 소계
2017 562 72 4,295 11 4,940
2018 14,246 752 1,495 38 16,531
2019 137 3,323 1,707 68 5,235
2020 1,260 1,691 4,328 15 7,294
2021.9 80 333 296 22 731
출처: 저자 정리
아래 그림에서의 부문별 수입액 비중에서 나타나듯이, 풍력 기기의 해외 수입은 주로 금액이 큰 발전기를 중심으로 이루어지고 있다. 발전기 수입 금액은 2017년 2.92천만불에서 2020년 4.48천만불로 53% 증가하였다. 이는 2017년 최근 부분품 수입 비중이 2017년 9%에서 2020년 25%로 상승하였고 금액도 2017년 3133천불 기준으로 2020년 14,856천불로 374% 상승하였다.
[그림 2-17] 풍력 수입의 부문별 비중
2017 2020
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-9> 풍력 부문별 수입액
단위: 천불, $1,000
발전기 터빈 부분품 클러치 소계
2017 29,235 237 3,133 361 32,966
2018 30,230 231 3,553 153 34,167
2019 24,582 75 1,800 40 26,497
2020 44,795 349 14,856 70 60,070
2021.9 2,354 471 2,377 66 5,268
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
2019년부터는 중국으로부터의 발전기 수입량이 증가하고 있다. 2018년 222천불 에서 2019년 12,717천불, 2020년 20,452천불로 중국에서의 수입이 늘어나고 있 다. 덴마크, 독일, 스페인의 수입량은 꾸준히 이어지고 있고, 이들 나라에서 발전기 부분품의 수입도 꾸준히 증가하고 있다.
<표 2-10> 풍력 발전기 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수 출
1 태국 232 일본 14,190 태국 94 일본 1,216 태국 42
2 영국 159 태국 43 몽골 24 태국 33 멕시코 36
3 몽골 151 호주 9 남아공 5 캐나다 6 중국 2
수 입
1 덴마크 16,859 덴마크 29,864 중국 12,717 중국 20,452 에스토 니아 2,034 2 스페인 8,196 중국 222 덴마크 11,801 독일 10,935 중국 203
3 독일 2,762 미국 61 독일 52 덴마크 6,991 영국 36
출처: 저자 정리
<표 2-11> 풍력 발전기 부분품 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수 출
1 미국 2,357 일본 748 미국 881 일본 2,450 영국 104
2 일본 957 영국 587 영국 553 중국 1,368 일본 89
3 독일 807 독일 99 일본 221 영국 304 폴란드 41
수 입
1 중국 1,811 중국 2,452 중국 1,402 독일 9,210 중국 1,975
2 스페인 490 독일 428 독일 142 포르
투갈 2,965 독일 187 3 인도 261 스페인 258 덴마크 109 중국 2,469 덴마크 173
3. 바이오 부문 무역수지
바이오 부문에서 무역 통계에서 집계하고 있는 품목은 바이오 디젤 품목과 목제 펠릿으로 이 두가지 품목을 대상으로 조사하였다. 2020년까지의 바이오 부분의 무 역수지는 1.28억불의 적자를 기록하였으며, 2021년 9월 기준에는 1.15억불의 적자 를 기록하였다. 2018년 목재펠릿 수입의 대폭 증가와 함께 수입은 2017년 2.83억 불 대비 2020년 5.23억불로 84.8% 증가하여 바이오 무역수지가 악화되었으며, 그 후 수입액이 감소하여 3.3억불에서 3.67억불 사이의 수입액을 기록하고 있다. 수출 액은 2017년의 2.66천불에서 2020년 2.03억불로 증가하여 큰 폭의 성장이 있었 고, 이는 바이오 디젤 부분에서의 수출 증가에 기인한다.
[그림 2-18] 바이오 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
아래 그림은 바이오 부문별 수출입을 나타낸 그림으로 바이오 디젤과 목재펠릿의 수출입을 보여준다. 두 부문의 특징은 바이오디젤은 수출이 수입에 비해 압도적으로 많고, 목재펠릿은 수입이 수출에 비해 많다는 것이다. 바이오 디젤의 경우, 2017년 이후 꾸준히 수출액이 증가하기 시작하여 2019년과 2020년에 높은 수출을 기록하 였다. 아래 표에서는 이 수출의 대부분이 네덜란드와 미국 향으로 두 국가로의 수출 합 비중이 2019년, 2020년 각각 95%, 97.3%를 차지한다. 목재펠릿의 수입 상위 국가는 베트남, 말레이시아, 인도네시아이다.
[그림 2-19] 바이오 부문별 무역수지
바이오디젤 무역수지 목재펠릿 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-12> 바이오디젤 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 미국 13,682 미국 26,446 미국 55,069 네덜
란드 112,773 미국 90,225
2 네덜
란드 12,896 네덜
란드 10,910 네덜
란드 48,998 미국 85,505 네덜란드 90,019 3 베트남 18 중국 43 스페인 5,334 벨기에 5,337 스페인 13,230
수입
1 네덜
란드 2,991 네덜란드 1,304 인도
네시아 2,177 필리핀 1,214 필리핀 1,957
2 인도
네시아 400 인도
네시아 711 필리핀 1,630 네덜
란드 1,034 네덜란드 965
3 스위스 35 노르웨이 1 네덜
란드 1,062 인도
네시아 220 중국 786 출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-13> 목재펠릿 수입 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수입
1 베트남 171,205 베트남 333,064 베트남 221,474 베트남 201,249 베트남 199,104
2 말레
이시아 46,802 말레
이시아 87,105 말레
이시아 67,425 말레
이시아 57,453 캐나다 36,667 3 캐나다 19,518 태국 45,720 인도
네시아 31,936 인도
네시아 34,734 말레
이시아 35,094 출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
4. 태양열, 지열, 수열 부문 무역수지
태양열, 지열-수열 부문은 태양열 집열기, 집열기와 그 부분품, 공기조절기 제외 한 열펌프를 통계 산정에 고려하였다.
[그림 2-20] 재생열 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
분석 기간 동안의 열 부분 무역 수지는 지속적으로 상승하였다. 2020년까지의 열 부분의 무역수지는 2.24천만불의 흑자를 기록하였으며, 2021년 9월 기준에는 3.5 천만불의 흑자를 기록하였다. 이는 히트펌프 수출이 주를 이루는 지열 수열 부문에 서의 수출 호조세가 열 부분의 수지 상승을 이끌고 있기 때문이다. 최근에는 네덜란 드와 터키로의 수출이 늘어나고 있고, 수입은 일본, 독일, 중국이 열펌프 기기 주요 수입국이다. 태양열 부문은 수출 금액은 2018-2020년 십만불 수준을 기록하고 있 고, 2021년 들어 3.1십만불 수출을 기록하고 있다. 삼십만불 수준의 태양열 부분 수입이 지속되고 있다.
[그림 2-21] 재생열 부문별 무역수지
태양열 무역수지 지열 수열 무역수지
출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
<표 2-14> 지열 수열 열펌프 무역 상위국
순위 2017 2018 2019 2020 2021.9
수출
1 중국 582 네덜란드 8,367 네덜란드 18,922 네덜란드 27,918 네덜란드 35,698
2 방글라
데시 254 중국 1,473 방글라
데시 700 터키 1,229 터키 1,682
3 터키 213 방글라
데시 561 불가리아 255 체코 600 헝가리 718
수입
1 일본 951 일본 2,240 일본 1,974 일본 2,353 일본 1,874 2 폴란드 723 중국 1,562 중국 1,812 중국 2,081 폴란드 877 3 독일 365 폴란드 1,150 독일 599 독일 859 중국 410 출처: 무역협회(K-stat) 사이트 자료, 저자 정리
제3장
재생에너지와 무역동조성 분석
본 연구에서는 세계실물경기변동(Internatinal Real Business Cycles, IRBC) DSGE 모형을 이용하여 재생에너지 2030 정책이 국가 경제에 미치는 영향을 분석 한다. IRBC DSGE 모형에 앞서 실물경기변동을 설명하는 DSGE 모형을 소개하고 거시경제학 분야의 경기변동을 설명하는 이론과 방법론이 한 국가의 에너지 정책 효과를 분석하는 데 유용한가를 설명한다.
1. 실물경기변동과 DSGE 모형 개요
그동안 에너지 정책 변화가 산업 경제 또는 거시경제에 미치는 영향을 분석하는 연구들은 주로 거시계량 시계열 분석을 이용한 경험적 경제예측 모형이나 CGE 모 형을 활용한 분석이었다. 특히, 가상의 시나리오 상황을 전제로 경제 파급효과를 분석하는 CGE 모형 분석은 주로 정태적(static) 분석이 이루어져서 현재 시점의 재화 간 대체효과만 고려하고 현재 시점의 재화와 미래 시점의 재화 간 대체효과를 분석하지 못하는 한계점을 보였다. 동태적(dynamic) CGE 모형 분석으로 이러한 한계점을 극복하려는 시도는 있었으나 모형의 동태적 메커니즘은 기본 성장이론 틀 에서 크게 못 벗어나서 에너지시장, 일반재화시장, 자산시장 등의 복잡한 동태적 의존 구조를 반영하지는 못하였다. CGE 모형 분석의 장점은 모형의 단순성에 의해
분석 대상인 산업부문을 상세히 살펴볼 수 있다는 점이다. 즉, CGE 모형 분석은 경제의 시계열이나 종단면 분석에는 약하나 횡단면 분석에 유용하여 정책실무자들 이 선호한다.
동태확률 일반균형(Dynamic stochastic general equilibrium, DSGE) 모형은 전통적인 거시계량경제 분석에 기초한 예측의 무용성을 제기한 루카스 비판을 수용 하여 구축되었고 미시경제적 기초를 토대로 의사결정권자의 선호와 결정을 모형화 하고 관측 자료와 결합하여 경제성장, 경기순환, 재정·통화 정책 변화의 후생효과를 평가하는 기준이 된다. 동태적 CGE 모형의 분석대상이 주로 경제 성장의 평균 추 세가 분석 대상인 반면에, DSGE 모형의 분석 대상은 경제가 성장추세로부터 이탈 하는 정도, 즉 경기변동 현상이 된다.
DSGE 모형을 소개하면서 실물경기변동(Real Business Cycle, RBC) 이론이 언 급되는 배경은 DSGE 모형의 역사가 실물경기변동이론에서 제시하는 외생적 충격 이 경기변동에 미치는 영향을 살펴보는 데 주요 방법론으로 적용되며 출발했기 때 문이다. 1982년 Kydland 교수와 Prescott 교수가 발표한 “Time to Build and Aggregate Fluctuations” 논문에서 국가 경제가 일정한 성장 추세부터 이탈하는 주요 원인이 기술적 충격, 즉, 생산성의 확률적 변동일 것이라고 논하였고 그 이후 다수의 연구에서 경기변동을 야기하는 충격이 기술이나 선호와 같은 실물적 요인에 서 발생한다는 주장을 제기하였다. 경기변동을 설명하는 두 가지 관점이 있는데, 첫 번째 관점은 시장 고유의 마찰 요인이나 불완전성에 의해 발생한 불균형 현상이 경기변동을 일으킨다는 것이고, 두 번째는 효율적 시장 가정 아래 시장체제의 균형 은 이루어지나 실물충격에 의해 경기변동이 발생한다는 것이다. 그 논의 과정에서 DSGE 모형이 널리 사용되었다.
2. 국제 실물경기변동과 글로벌 가치사슬
본 절에서는 개방경제체제 하의 실물경기변동이론 모형, 즉 국제 실물경기변동이 론을 이용한다. 우리나라는 전체 경제에서 수출입 비중이 차지하는 무역의존도가 높 아 대외경제 불확실성에 쉽게 노출되고 무역거래국의 경기변동에도 크게 영향을 받 으므로 폐쇄경제체제 하의 모형보다 개방경제체제 하의 모형으로 분석하는 것이 적 합하다. 더욱이, 2000년 이후 세계 경제의 빠른 국제화 추세에 따라 생산체계의 국 제분업화를 의미하는 글로벌가치사슬 현상이 가속화되어 왔다. 세계금융위기 이후 보호무역주의 기조가 강화되며 글로벌가치사슬이 약화되기는 하였으나 무역의존도 가 높은 우리나라의 경제구조에서는 글로벌가치사슬 분석이 시사하는 바가 매우 크 다.6) 본 절에서는 글로벌가치사슬 현상과 함께 세계산업연관분석표를 소개하고 국 가 간 산업연관을 반영한 국제 실물경기변동 모형의 특징을 살펴본다.
그동안 국제화 추세는 국가 간 무역과 투자 거래를 활성화하고 기업의 최종 재화 뿐만 아니라 각종 생산 요소들의 국경 간 자유로운 이동을 가능케 하였다. 국가 간 생산가치사슬의 상호의존성은 심화되며 한국처럼 무역의존도가 큰 소규모 개방경제 국가들의 산업 경제 불안 요인이 대외경제 불확실성과 맞물릴 수밖에 없다.
글로벌가치사슬(Global Value Chain, GVC)은 제품의 설계, 부품과 원재료 조 달, 생산, 유통, 판매의 과정에 관련하여 여러 국가 또는 지역에 걸쳐 형성된 국제 분업체계를 뜻한다. 글로벌가치사슬 상의 무역거래 흐름을 파악하기 위해서는 국가 간 직접 거래뿐만 아니라 제3국과의 거래를 한 회 이상 거친 간접 거래도 고려할 필요가 있다. 이러한 직·간접 국경 간 거래를 포함한 생산가치사슬 구축의 예시로 휴대폰 제조의 국제분업 사례를 들 수 있다. 예를 들어, 애플사의 아이폰4는 미국, 중국, 한국, 독일, 프랑스, 일본 등의 국제 분업에 의해 생산된다. OECD(2011)에 따르면 아이폰4 공장도 출시가격 기준 최종재 가치 $194.04 중 애플사가 중국에 지급하는 가치는 $169.41이며, 중국이 한국, 독일, 프링스, 일본에 지급하는 가치는 각각 $80.05, $16.08, $3.25, $0.7이다.
6) 2020년 기준 한국의 수출의존도는 31.8%이고 수입의존도는 28.55%이다.
[그림 3-1] 애플 아이폰4의 국제분업 사례
출처: OECD(2011) pp. 9 인용.
후자 4개 국가가 중국에 제공하는 중간재 생산에도 역시 미국과 중국을 포함한 다른 국가부터 수입한 부품이 소비되므로 국제분업 생산가치사슬은 더욱 복잡해진 다. 한편, 아이폰 산업에서는 기초 원자재인 콜탄과 같은 핵심 광물을 채굴하는 아 프리카 광부부터, 중국 조립공장 직원, 인도 소프트웨어 개발자, 콜센터 직원까지 세계 각국의 노동력이 필요하다.
이와 같은 GVC 상의 각 국가의 부가가치 기여분을 측정하기 위해 널리 사용디 는 자료가 세계산업연관표(World Input-Output Table, WIOT)이다. WIOT는 유럽연합 집행위원회(European Commission)의 후원 아래 학자와 전문가들이 중 심으로 국가 간 무역(bilateral trade) 통계를 활용하여 국제무역 흐름을 측정하는 WIOD (World Input-Output Database) 프로젝트의 결과물이다. WIOT 자료는 WIOD 프로젝트 웹사이트(http://www.wiod.org/home)에서 무료로 다운로드받 을 수 있으며, Release 2016 데이터베이스는 2000∼2014년 기간의 43개국, 56 개 산업(제조업 19개, 농·광업 4개, 건설·서비스업 33개)의 글로벌 산업연관 정보 를 제공한다.
WIOT를 이용하여 GVC측면의 국가·산업 간 연관분석한 문헌은 다수가 있다.
Hummels et. al.(2001)은 총수출 대비 중간재 수입 비중을 이용하여 수직분업을 분석하였으며, Koopman et. al.(2014)은 총수출을 자국 부가가치와 수직분업 가
치로 분해하여 세계 무역구조 변화를 분석하였다. Johnson and Nogura(2012)는 GTAP 자료를 활용하여 총수출 대비 수출 부가가치(VAX) 비중 정의하여 무역구조 를 분석하였고 Timmer et. al.(2013)은 WIOT를 이용하여 최종재 가치의 자국 부가가치 기여분과 국외부가가치 기여분을 분해하여 GVC 환경 변화를 분석하였 다. 국내 문헌에서도 해외 연구진의 방법론을 활용하여 국내 무역구조 변화를 분석 하는 시도를 하였다. 최낙균·한진희(2012)는 Koopman et. al.(2014) 방법론을 이용하여 수출이 고용에 미치는 효과를 분석하였고 김재덕 외(2014)는 Wang et.
al.(2013) 방식으로 부가가치 무역량을 도출하고 산업별 국제경쟁력을 분석하였다.
최봉석(2020)은 Timmer et. al.(2013) 방법론을 응용하여 국내 제조업의 GVC 상의 부가가치 기여도의 국제분업 추이를 분석하였다.
본 연구에서는 Johanson(2014)의 방법론에 따라 GVC 상의 직·간접 거래를 포함 한 무역흐름을 근거하여 국제 실물경기변동(IRBC) DSGE 모형의 주요 모수를 결정 한다. Johnson(2014)은 최근 IRBC 문헌의 주요 주제인 무역 동조성 퍼즐(Trade -comovement puzzle)을 국가 간 중간재·투입재 무역거래 흐름을 이용하여 설명하 였다. 무역 동조성 퍼즐이란 현실 경제에서 관측되는 양자무역거래(bilateral trade) 와 GDP의 동조성 현상이 IRBC 모형으로 생산되지 않는 상황, 즉 현실 경제의 동조 성과 모형 경제의 동조성의 차이가 발생하여 모형 설명력이 떨어진다는 의미이다.
본 고에서는 IRBC 모형을 활용하여 우리나라 재생에너지 2030 정책이 국민경제 에 미치는 효과를 발전연료 수입대체 효과 측면에서 분석한다. 재생에너지 2030 계 획을 시행함에 따라 재생에너지 발전량이 2019년 기준 37,612GWh(발전비중 6.5%) 에서 2030년 기준 121,918GWh(발전비중 20.8%)로 늘어나면서 2019년 기준 석 탄발전량(233,773GWh, 발전비중 40.4%)과 LNG발전량(148,133GWh, 발전비중 23.3%)은 2030년 각각 25%, 7.8%가 감소한다. 유연탄과 LNG 수입량 감소분을 모형의 양자무역거래 설정에 반영한다면 수입대체효과에 따른 국가 간 경기변동 동 조성이 약화되는 여부를 파악할 수 있다. 물론 우리나라 무역경제 규모에 비해 재생 에너지 2030 계획 이행에 따른 수입 연료비 감소분이 미치는 영향은 매우 작으나 변동성 측면에서 모형 경제의 사소한 이탈이라도 그 방향성으로 경제가 받는 충격 을 파악할 수 있다.
WIOT의 구조는 [그림 3-2]와 같이 개 국가로 구성되며, 각 국가는 최종수요
개 부문과 산업 개로 구성된다. 최종수요 블록 는 × 행렬이며, 자국 산업을 포함한 모든 국가별 산업이 각 국가별 최종수요에 기여도를 나타낸다.
[그림 3-2] 세계산업연관표의 구성
출처: Los et. al. (2015), pp 88.
중간재 수요 블록 는 × 행렬으로 국가·산업 간 중간재 생산에 기여도, 즉 중간재 생산을 위한 양자거래 흐름을 보여준다. 즉, 행(row)면의 특정 국가, 특 정 산업이 생산한 재화가 열(column)면의 각 국가별 산업의 재화 생산에 대한 기여 도를 나타낸다. 중간재 수요 블록 를 이용하여 을 정의하자. 은 각 국 가별 산업의 총생산 합을 대각 요소로 구성하는 대각행렬이다. 따라서 행렬 의
원소는 국가 , 산업 의 재화를 생산하는데 소비되는 국가 , 산 업 의 투입재 양을 총생산량 단위 대비 비중을 나타낸다. 열면 국가별 산업의 (총 생산량 대비) 단위 부가가치를 1로 정의하면 부가가치 한 단위 생산에 대한 중간재 직접 수요는 , 1차 간접수요는 , 2차 간접수요는 이 된다. 따라서 글로벌가 치사슬 상의 모든 직·간접 수요는 로 표현할 수 있다. 행렬 은 잘 알려진 레온티에프(Leontief) 행렬이며, 본 연구의 IRBC 모형의 양자 무역거래 흐름을 지정하는 모수 설정을 위한 자료로 활용된다.
3. 국제 실물경기변동 모형
3.1. 모형 구조
본절에서는 Johnson (2014)이 소개한 국가 간 중간투입재 무역거래가 자유로운 다국가, 다산업 실물경기변동(RBC) 모형을 기반으로 한다. 표준 경기변동모형과의 차별된 이 모형의 큰 특징은 모수 결정, 즉 캘리브레이션을 통해 모형 내 국경 간 투입재 무역 흐름을 반영할 수 있는 생산함수 구조와 국가 간 무역흐름에 상호 영향 을 미치는 생산성 충격 구조이다.
3.1.1. 생산 과정
본 모형을 구성하는 경제는 다수의 국가 경제( ∈)로 구성된 다기간 (multi-period)의 세계 경제로 다기간-다국가 모형으로 표현된다. 국가 에서의 산업부문 는 다수의 산업 ( ∈)부문으로 이루어진 것으로 가정하고, 해당 산업부문 에서는 자본 , 노동 , 중간재 를 이용하여 산업생산 품(gross output) 를 생산한다. 여기서 중간재 는 국내에서 생산된 투 입물과 여러 국가로부터 생산되어 수입된 투입물을 이용하여 생산되어, 이는 국내 투입품과 해외 수입품의 집합체(aggregate)로 표현된다고 할 수 있다. 특정 산업부 문 에서의 산업생산량과 투입물 간의 관계를 나타내는 산업생산함수는 다음과 같 은 CES 생산함수의 형태로 표현된다.
(1)
′
′ ′
(2) (3)
식(1)은 국내 투입물 과 수입 투입물 의 조합을 통하여 중간재 투 입의 결과물 이 얻어지고 이 결과물
에 해당 국가와 산업에 영향을 미치는 고유의 생산성 과의 조합을 통해 국가 -산업의 산업생산량이 결정된다. 구체적으로 식(1)에서 국내 투입물 는 자 본, 노동으로 생산된 국내 투입재를 의미한다. 수입 투입물 ′ 는 어떤 국가
의 산업부문 ′에서 국가 의 산업부문 로 수입되는 중간재나 투입재를 의미한 다. 이는 식(2)에서 설정된 바이 수입 투입물 은 각 국가-산업 부분에서 수 입된 물품′ 간의 가중평균으로 가정한다. 여기서 개별 수입물품의 가중치
′ 는 무역 거래에 의한 투입재의 비중을 의미한다. 산업별 와 같이 국가-산 업부문 고유의 생산성 총생산물 생산 중 중간재를 제외한 부가가치로도 해 석이 가능하다. 모수 , 는 각각 산업생산량 에서 해외 수입 투입물과 국내 투입물의 비중, 국내투입물 에서 자본 요소의 비중을 의미한다. 와 는 해당되는 생산함수에서 투입요소 간의 대체탄력성과 관련된 모수이다.
국가 내 산업부문 의 최종재 를 생산하는 대표 기업은 완전경쟁시장 가 정 아래 이윤극대화 과정을 통해 생산량을 결정한다고 가정한다.
max
′
′′ s.t. ≥ ≥ ′ ≥ (4)
위 식(4)에서 는 국가 i의 산업 s 부문에서 해당 산업생산 의 가격이 며, 는 임금, 는 자본재 임대료이다. 기업의 이윤극대화 문제는 다음과 같은 두 단계로 이루어진다. 첫 단계로 자본-노동 가격(아래 식 (5))과 통합 중간재 가격 (아래 식(6))이 주어진 가운데 대표 기업은 와 수준을 선택한다. 두 번째 단계에서 기업은 자본, 노동의 수준과 중간 투입재를 구성하는 개별 투입물의 수준을 결정한다.
(5)
′
′ ′
(6)
국가 내 산업부문 의 산업생산물 는 다른 부문의 산업생산물의 중간 투 입물로 사용되거나 최종생산품을 생산하기 위해 사용된다. 따라서, 산업생산물은 국 가-산업 부문 간 거래된 중간재 생산물 가치와 최종재 가치의 합계로 표현된다. 즉, 아래 식(7)에서와 같이 국가 에서 국가의 산업부문 로 수출되는 최종재를
라고 하면 국가 내 산업부문 의 산업생산물 은 해당 생산과정에 사용기 위해 수출된 최종생산물 과 중간재 가치의 합계이다.
′
′
(7)특정 산업 s 수준에서의 최종재는 완전경쟁기업에 의해 최종재 결합의 형태로 도 출된다. 다시 말해서 특정 산업 s의 최종재 는 세계 각 국가에서 생산되는 s 산업의 최종재를 결합하게 되고, 이는CES 생산함수 형태로 가중 결합하여 식 (8)과 같이 도출된다. 결과적으로 국가 의 최종재는 식 (9)와 같이 Cobb-Douglas 방식 으로 도출된다.
(8)
∏ (9)
는 국가 의 총 투입 중 산업부문 의 최종재 생산에 이용한 산업부문별 투 입 비중이다. 는 의 투입요소 비중이고 는 간의 대체탄력성이다. 국가
의 최종재 를 생산하는 대표 기업의 이윤극대화 문제는 다음과 같다.
max
s.t. ≥ (10)
