CGE(Computable General Equilibrium)모형:

(1)

알기 쉬운 연구방법론

[20]

CGE(Computable General Equilibrium)모형:

경제적합리성이있는

국토정책수단을찾아보자

김의준｜서울대학교 농경제사회학부 교수

무엇을 분석할 수 있나?

대체로 정책의 경제적 평가기준은 수요, 공급 및 가격 등 세 가지 범주를 벗어나지 않는다. 예를 들 어 행정중심복합도시 개발에 따른 경제적 효과를 추정하고자 한다면, 그 결과물은 수요 또는 공급 이 얼마나 증감하고 이에 따라 소득과 물가 수준 이 어느 정도 변하는지 등을 담게 마련이다. 그러 나 경제분석에서 세 가지 요인 모두 다루기도 쉽 지 않다. 왜냐하면 분석에 적합한 자료를 구하기 가 쉽지 않을 뿐만 아니라 세 가지 요인을 담을 만 한 방법 또한 쉽지 않기 때문이다.

경제적 평가내용도 경제변수 간의 인과관계를 어떻게 이해하느냐에 따라 크게 달라진다. 예를 들어 고속도로 투자가 지역주민 소득에 미치는 효 과를 추정한다고 생각해보자. 우선 도로 투자가 총수요를 구성하는 항목이라는 점을 인식하여 수

요중심모형(demand-driven model)을 개발하여 효 과를 추정할 수 있다. 고속도로 투자사업 지출이 발생하면 총수요가 늘어난다. 이를 충족시키기 위 해서 공급 규모도 증가하는데 수요중심모형에서 이러한 공급 규모의 변화량을 고속도로 투자효과 라고 해석한다. 그러나 고속도로 투자사업에 추진 하는 데 필요한 재화와 서비스를 언제든지 원하는 대로 공급할 수 있다고 가정하기 때문에 대규모의 고속도로 투자가 이루어지더라도 가격 수준이 변 하지 못하는 문제점이 있다.

두 번째 방법론은 공급중심모형(supply-driven

model)이다. 고속도로 투자를 사회적 자본으로 간

주하여 자본을 포함한 생산요소와 생산량과의 관 계를 분석하는 생산함수 접근법이 여기에 해당된 다. 이 분야는 1980년대 후반기 Aschauer(1989)를 시작으로 하여 상당히 많은 연구들이 축적되어 있 다. 공급중심모형에서는 고속도로 투자지출을 투

(2)

자재로 인식할 수 있는 경로가 없기 때문에 고속 도로 투자의 수요 또는 가격유발 효과를 직접적으 로 추정할 수 없다.

세 번째 방법론은 앞의 공급 및 수요중심모형 을 융합시킨 것이다. 여기서는 수요중심모형과 달 리 고속도로 투자의 확대에 따른 공급 변화량은 생산 가능 규모범위 내에서만 결정된다. 고속도로 투자의 수요와 공급효과를 모두 추산할 수 있다는 점에서 첫 번째나 두 번째 모형의 한계를 뛰어 넘 는다. 그러나 가격에 대한 영향력은 여전히 파악 할 수 없다.

마지막 네 번째 방법론은 수요 및 공급중심모 형에 가격 특성을 연계시킨 것이다. 수요 측면에 서 고속도로 투자는 총수요를 증가시켜 가격 상승 을 유도한다. 반대로 공급 측면에서 보면 생산 가 능 규모도 증대시키기 때문에 가격하락 요인도 발 생한다. 이 방법론은 상반된 가격효과를 고려하여 고속도로 사업의 투자효과를 추정한다는 점에서 현실적인 대안이 될 수 있다.

그렇다면 가장 좋은 방법론은 무엇인가? 좋은 방법론은 반드시 이것저것 다룰 수 있거나 복잡한 것이 아니라 현실을 제대로 반영할 수 있는 것이 어야 한다. 경기가 침체된 상황이라면 수요중심모 형이 최선의 대안일 수 있다. 그러나 의사결정 주 체가 복잡하게 얽혀 있다면 세 번째나 네 번째 방 법이 바람직한 틀이다. 지역 분야에서 널리 활용 되고 있는 투입-산출모형, 사회계정행렬모형 등 은 수요중심모형에, 생산함수는 공급중심모형에 각각 해당된다. 이 자리에서 논의하고자 하는

CGE(Computable General Equilibrium)모형은 네

번째 유형에 속한다(<그림 1> 참조>).

CGE모형의 성격과 생김새

1. 어떤 성격인가?

CGE모형은 연산일반균형모형 또는 응용일반균

형모형(Applied Computable General Equilibrium

수요 공급 수요 공급

가격

수요 공급

3. 수요 및 공급모형(예: 계량경제모형)

가격

수요 공급

4. 수요, 공급 및 가격모형(예: CGE모형)

(3)

[20]

Model)으로 불린다. 일반균형모형도 이해하기 어

려운데 단어 앞에 연산(Computable)이란 단어까 지 붙어 있다. 왜 그럴까? 먼저 일반균형모형부터 간략하게 알아보자. 일반균형이란 소비자, 생산자 등 다수의 경제 주체들이 경제활동 수준에 대한 의사를 합리적으로 결정함으로써 경제자원이 넘 치거나 부족하지 않은 상태를 말한다. 즉 소비자 와 생산자가 각각 효율과 이윤을 극대화하여 시장 의 수요, 공급, 가격 등이 더 이상 증감하지 않을 때 일반균형에 도달했다고 말한다. 일반균형에서 는 생산자 또는 소비자의 한쪽 측면만 보는 것이 아니라 소비자와 생산자 양자 모두의 경제활동을 다룬다. 따라서 일반균형이론을 토대로 하여 정책 의 경제적 효과를 평가한다면 정책의 성장, 분배 등 다양한 속성을 이해하고 정책 대안도 다각도로 검토할 수 있는 장점이 분명히 있다.

그러나 과거 일반균형모형은 무용지물이었다.

왜냐하면 수요, 공급, 가격 등의 일반균형점을 수 리적으로 계산할 수 없었기 때문이다. 경제정책이 변한다면 공급, 수요, 가격 등이 분명히 움직일텐 데 그 수준이 어디에 있는지를 도무지 알 수 없었 다. 이러한 계량적 문제는 다행히도 1970년대 알 고리즘이 개발되면서 해결되었다. 그때부터 일반 균형이론은 더 이상 이론적인 차원에 머물지 않고 정책의 계량적 분석에 활용되기 시작하였다. 학자 들은 이러한 실천적이고 응용할 수 있는 일반균형 모형을 특별히‘연산’일반균형모형으로 구별하여 불렀다.

CGE모형이 정책의 경제 분석 틀로서 활용된

첫 번째 연구는 Adelman and Robinson(1978)이

다. 두 사람의 발전경제학자는 우리나라의 교역, 농업, 경제 개발 등 주요 국가정책이 소득격차와 경제성장에 어떠한 영향을 미쳤는지를 계량적으 로 분석하는 데 성공하였다. 1980년대 GAMS,

GEMPECK

등 다양한 소프트웨어가 발표되면서

CGE모형의 개발 수준은 급속하게 향상되었다.

현재 CGE모형이 활용되고 있는 정책 분야는 경 제개발 분야에서 토지, 주택, 사회기반시설, 국가 교역(FTA 포함), 환경 및 자원(예를 들어 환경세, 에너지 대체 등), 재정, 자연환경 및 재난 등 거론 할 수 없을 정도로 확대되고 있다. 그렇다면 CGE 모형에는 어떠한 속성이 있기에 이렇게 적용 분야 가 넓어졌을까?

CGE모형의 가장 큰 특징은 다부문모형

(multisectoral model)이라는 점이다. 다부문이란 모형의 경제주체가 소비자, 생산자, 정부, 해외 부 문 등 다양하고, 생산자도 하나가 아니라 농업, 광 업, 제조업, 건설업, 서비스업 등 여러 가지로 구 분될 수 있다는 것을 의미한다. CGE모형은 이러 한 다부문과 일반균형이라는 특성 때문에 경제 주 체 간의 상호 연계를 고려하여 정책의 직접적 효 과와 간접적 효과를 나누어서 추정한다. 또한,

CGE모형은 생산자의 이윤 극대화와 소비자의 효

용 극대화 등 경제주체의 합리적인 행위를 가정하 고 있으므로 정책이 변할 경우 소비자나 생산자가 어떻게 반응할지를 파악하고 정책지표라고 할 수 있는 사회적 후생 수준 변화도 따져 볼 수 있다.

이러한 점에서 CGE모형은 경제의 예측(economic

forecasting)보다는 정책실험(policy simulation)에

적합하다고 볼 수 있다. CGE모형은 수요, 공급과

(4)

2. 어떻게 생겼나?

CGE모형의 구조는 일반적인 계량모형

처럼 개발 목적에 따라 그 형태가 매우 다양하다. 일반적으로 CGE모형의 경 제 주체는 생산자, 소비자(또는 가계), 정부 및 해외부문 등으로 구성된다. 생 산자는 농업, 광공업, 서비스업 등 단순 히 1~2개에서 수십 개로 세분할 수 있 다. 소비자도 한 개의 대표적인 소비자 (representative)에서 다수의 계층, 예를 들어 10개의 소득계층, 도시와 농촌계 층, 자본가 그룹과 노동자 등 여러 가지 로 구분할 수 있다. 정부도 하나의 정부

만을 생각할 수도 있지만, 때로는 중앙정부와 몇 개의 지방자치단체로 나누는 방법도 있다.

경제주체 간의 연계관계를 살펴보면, 소비자는 자본과 노동의 생산요소를 생산자에게 공급하고, 생산자는 생산요소시장에서 생산요소를 구매하여 이를 중간투입물과 결합하여 재화 및 서비스를 생 산한다. 이러한 생산물은 해외로 수출되거나 또는 국내시장에서 소비재 및 투자재로 소비된다. 이러 한 생산자의 수입은 다시 임금, 자본수익, 감가상 각, 조세, 중간투입물 구매 등으로 지출된다. 생산 물시장, 노동시장, 자본시장 등 모든 시장이 경쟁

적이라서 초과 이윤이 발생하지 않는다. 가계는 자 본과 노동을 제공하고 그 반대급부로 임금과 자본 수익을 얻으며, 이러한 수입은 소비, 저축 및 조세 를 통해서 전액 지출된다. 가계와 생산자는 각각의 제약 조건하에서 효용과 이윤을 극대화한다.

CGE모형은 공급부문, 수요부문 및 가격부문

등으로 구성된다. 공급부문에서는 생산, 부가가 치, 고용, 수출, 수입 등을 산정하며, 수요부문에 서는 가계 및 정부의 소비와 투자수요를 추정한 다. 시장에서의 일시적인 공급과 수요 간 불균형 현상은 재화 및 서비스 가격의 조정과정을 거쳐

가계 및 정부

노동/자본

총생산

가격

총수요

총공급

국내재

수출재 수입재

중간수요

(5)

[20]

해소된다. 즉, 생산물 시장에서 초과 수요가 발생 하면 해당 생산물 가격이 상승하고, 초과 공급이 있을 경우에는 가격이 하락하게 되어 장기적으로 는 생산물 가격은 시장 균형에 도달한다.

생산자를 여러 개의 산업으로 구분한다면 각 산업별 생산자는 한 개 유형의 재화만 생산한다고 가정한다. 이렇게 생산된 재화는 수출되거나 또는 국내시장에서 소비된다. 국내시장에는 국내 생산 물뿐만 아니라 수입재도 공급된다는 점에서 국내 시장으로 공급된 재화는 국내재와 수입재로 구성 된다. 국내 시장에서 국내에서 생산된 국내재와 해외 수입재가 서로 경합할 수밖에 없는데 이러한 두 재화 간의 불완전한 대체 관계는 아밍턴 (Armington) 함수를 통해서 계량화된다. 또한, 국 내에서 생산된 재화 중 해외로 수출되는 물량의 규모는 국내재와 수출재로 구성된 불변전환탄력 성(Constant Elasticity of Transformation) 함수로 추정한다.

가계는 효용을 극대화하는 대표 소비자로서 소 비재를 구매할 뿐만 아니라 저축을 통해서 투자활 동에도 간접적으로 영향을 미친다. 소비자의 소득 은 생산요소로부터 얻는 노동소득과 자본소득, 정 부로부터의 보조금(이전소득) 등으로 구성된다.

소비자는 주어진 가처분소득의 예산제약 조건에 서 효용을 극대화시킬 수 있는 재화 소비량을 결 정하는데, LES(Linear Expenditure System) 함수, 다단계 스톤-게리(Multi Level Stone-Geary) 함 수, 컵-더글러스 함수, 다단계 불변대체탄력성 함 수 등으로 사용된다.

정부는 세입 범위 내에서 예산을 집행하는데,

궁극적으로는 세입과 세출과의 균형 예산조건을 만족시킨다. 정부의 세입은 기업으로부터의 간접 세, 가계로부터의 직접세, 해외부문으로부터의 관 세 등으로 구성되며, 정부의 지출 항목으로는 정 부소비지출, 정부보조금, 정부투자지출과 정부저 축지출 등이 있다. 자본시장에서 민간부문 투자재 원은 기업의 감가상각, 가계부문 저축 및 해외 순 차관 등으로 구성된다. 저축액은 총투자와 같으 며, 총투자에는 일반적인 설비투자와 건설투자를 포함한다.

한편, CGE모형에서 경제주체의 의사결정 행 위는 재화 간의 상대적인 가격비율에 영향을 받기 때문에, 가격 결정 과정은 매우 중요하다. 가격부 문에서는 산업별 수출재 및 수입재 가격, 생산자 가격, 상품가격, 소비재가격, 대미 환율 등을 내생 적으로 결정한다.

CGE모형을 개발하기 위해서는 기준연도 시점

의 경제주체 행위를 일관성 있게 분석할 수 있는 경제흐름표가 있어야 한다. 가장 적합한 것이 사 회계정행렬이다. 사회계정행렬은 생산, 분배 및 지출을 중심으로 기업, 가계, 생산요소, 소비, 정 부, 자본, 해외부문 등의 경제활동을 나타낸 표다.

내용상 보면 산업연관표와 국민계정을 통합한 통 계체계라고 볼 수 있다.

CGE모형의 파라미터를 추정하는 데 일반적으

로 두 가지 방법이 있다. 우선, 시계열 자료를 대 상으로 계량경제 방법을 적용하여 파라미터를 추 정할 수 있다. 또 다른 유형은 기준 시점 사회계정 행렬과 변수를 대상으로 시장의 균형조건을 적용 하여 파라미터를 측정 또는 산출(calibration)하는

(6)

도 있다. 대표적인 내생변수로는 산업별 고용, 생 산, 수출, 수입, 부가가치, 총수요 및 가격지수 등 이 있다.

3. 두 가지 사례: 주택과 교통

CGE모형이 국토분야에는 어떻게 적용되었는지

를 간략히 살펴보기로 하자. 우선 Kim and

Kim(2007)을 통해서 주택정책이 소득계층별 주

택 수요와 소득 격차에 미치는 영향을 검토해 보

에 영향을 미치는 재산세율, 종합부동산세율 등 조세수단과 주택수요의 주요 결정변수인 주택담 보대출비율 등 세 가지를 사용하였다. 주택소유 자 및 임대자의 사용자 비용과 주택 수요 함수를 추정하고 이를 전통적인 CGE모형에 연계시켜 주택 조세정책 효과를 소득계층별로 분석하였다 (<표 1> 참조).

또 다른 사례로는 도로와 철도투자의 지역경제 파급효과를 추정한 것이 있다(김의준 외 3인,

2006). 이 연구에서는 7개 지역 간 CGE모형을 개

<그림 3> CGE모형의 총수요와 총공급

자료: Kim and Kim(2008) Producers’Price

Labor Supply Wage

Gov’t Subsidies

Indirect Tax

Direct Tax

Household Savings Household Income

Household Consumption

Depreciation Saving=Investment

New Investment

Foreign Investment Inventory Investment

Gov’t Revenues Gov’t Expenditure

Gov’t Saving

Tarriff Labor

Income Labor Demand

Value-added

Permanent Income

Export

Surplus

Import Capital Income

Capital Income

Exchange Rate Housing Demand-User Model

Exchange Rate

Import price Interntional Price Housing Tax rate

LTV Ratio and Price Change Rate

Housing User cost (Owner/Rent)

Housing Demend (Owner/Rent) Consumers’ Price Value-added Price

(7)

[20]

<표 1> 주택정책 효과 분석

자료: Kim and Kim(2008)

구분 기본

종합 부동산세

도입

주택담보 대출 비율 감소

토지가격 상승

종합부동산세 도입 + 토지가격 상승

종합부동산세 도입 + 주택담보대출비율 감소

+ 토지가격 상승 전체 소득 100 99.99 100.02 105.62 105.36 105.75 소득계층 H1 100 100.01 99.98 99.95 99.88 99.99 소득계층 H2 100 100.00 100.01 102.83 102.65 102.93 소득계층 H3 100 99.99 100.01 104.22 103.99 104.33 소득계층 H4 100 99.99 100.01 104.13 103.90 104.24 소득계층 H5 100 99.97 100.04 108.85 108.49 109.02

변수

시간(연차) 국내총생산 소비자물가 민간투자 수도권 지역 내

총생산 수도권인구

1 4.866 0.10 3.573 0.09% 0.03%

2 3.925 0.10 2.933 0.11% 0.05%

3 3.563 0.00 2.802 0.12% 0.07%

4 3.079 0.00 2.568 0.13% 0.09%

5 2.702 0.00 2.397 0.14% 0.11%

6 2.047 -0.10 1.968 0.24% 0.25%

7 1.175 -0.10 1.542 0.32% 0.39%

8 0.884 -0.10 1.602 0.39% 0.51%

9 0.441 -0.10 1.558 0.46% 0.63%

권역

시간(연차) 수도권 강원권 충청권 전북권 전남권 경북권 경남권 계

1 1.741 0.241 0.545 0.373 0.514 0.611 0.842 4.867

2 1.220 0.243 0.464 0.371 0.465 0.498 0.664 3.925

3 0.944 0.254 0.440 0.384 0.442 0.482 0.618 3.564

4 0.635 0.260 0.407 0.354 0.401 0.470 0.553 3.080

5 0.344 0.263 0.382 0.355 0.389 0.452 0.518 2.703

6 -0.684 0.240 0.428 0.398 0.508 0.644 0.513 2.047

7 -1.679 0.274 0.456 0.428 0.606 0.679 0.412 1.176

8 -2.431 0.302 0.528 0.477 0.781 0.835 0.391 0.883

9 -3.218 0.320 0.580 0.511 0.926 0.992 0.331 0.442

<표 2> 교통투자의 성장 및 분산효과(성장 및 분산지표)

(단위: 조 원, 2000년 불변가격, %포인트)

<표 3> 교통투자의 지역 경제효과

(단위: 조 원, 2000년 불변가격)

(8)

(1년차) 정도 추가적으로 늘어나면서 소비자물가 수준은 점차 감소하는 것으로 나타났다. 또한 민 간투자도 이와 같은 교통투자로 인하여 매년 1조

5,580억 원(9년차)~3조 5,730억 원(1년차) 정도

늘어나는 것으로 나타났다. 도로 및 철도시설 개 발에 따른 지역 접근성 개선이 총요소생산성에 미 치는 경로를 CGE모형에 접목시킴으로써 교통시 설의 경제 효과를 평가할 수 있었다.

앞으로의 과제는 무엇인가?

앞으로 국토분야에 적용할 수 있는 CGE모형 연 구로는 무엇이 있을까? 다음과 같이 세 가지 사례 를 제시해 본다.

사례1: 특정 광역경제권을 중심으로 하여 자원 의 집적화가 추진될 경우 동북아경제는 어떻게 변 할 것인가? 중국의 상해나 북경경제권과 비교하 면 수도권과 동남권의 경쟁력이 유지될 수 있는 가? 대외 경쟁력을 유지하기 위한 정책 수단은 무 엇인가?

사례2: 기후협약이 임박해 있다. 지역별로 생 존하기 위한 산업정책은 무엇인가? 배출권 거래 에 따른 지역별 경제적 득실은 무엇인가?

사례3: 개발권 이양의 경제적 효과는 무엇인 가? 수도권과 지방과의 개발권 이양이 양 지역의 공동 번영을 유도할 수 있는가?

럼에도 불구하고 CGE모형은 사회에서 요구하는 공간적 분석 단위가 점차 작아지는 추세를 고려하 여 개발될 필요가 있다. 또한 CGE모형을 GIS뿐 만 아니라 공간계량모형과도 연계시켜 미시적인 세부 공간에서 정책 효과를 이해할 수 있도록 보 완되는 것이 바람직하다.

참고문헌

김의준·김홍석·박추환·신동진. 2006. “도로 및 철도사업의 중장기 권 역별 지역경제 파급효과 분석”. 지역연구. 22(3). pp3-28.

Aschauer, David Alan. 1989. “Is public expenditure productive?,”

Journal of Monetary Economics, Elsevier. vol.23(2). pp177- 200.

Irma Adelman and Sherman Robinson. 1978. Income distribution policy in developing countries : a case study of Korea.

Oxford : Oxford University Press.

Kim, Euijune and Ahyoung Kim, 2007. “Impact of Housing Tax Policies on Housing Demands and Income Distribution Using a CGE Model of Korea”The 46th Western Regional Science Association Annual Meeting, Newport Beach, California, USA. February pp21-24.