사용하였다. 배출권 거래가격 및 전력가격이 유로화로 표시된 관계로 유럽중앙은행에서 제공하는 달러 대 유로 환율을 이용해서 달러화로 표시된 브렌트유 가격을 유로화로 전환하여 사용하였다. 기후관련 변
수는 Hintermann(2010)의 선행연구를 참고하여 추운달(11월부터 3월
까지)과 더운달(6월에서 9월까지)로 구분한 더미변수를 사용하였으며, 마지막으로 EU-ETS 1기의 배출권 과다할당 및 잉여배출권의 이월금 지가 거래가격에 미친 영향을 명시적으로 고려하기 위해 두 개의 정 책더미를 사용하였다. 첫 번째 더미변수는 Alberola 외(2008)의 연구 를 참조하여 배출권 가격이 본격적으로 폭락하기 시작한 ’06년 4월 26일을 기준점으로 하여 그 이전은 0, 그 이후는 1로 설정하였다. 두 번째 더미변수는 EU-ETS 1기 전체 기간 동안의 배출권 과다할당 및 잉여배출권의 이월금지로 인해, 동 기간의 거래가격이 2기 동안의 거 래가격보다는 전반적으로 하락했을 것이라는 점에 착안하여 제 1기 동안은 1, 그 이후는 0으로 설정하였다. 즉 첫 번째 더미변수 ()는 ’05년의 할당 및 감축에 관한 결과가 ’06년 4월 공개된 이후 배출권 거래가격의 변화를 반영하기 위한 더미변수이며, 두 번째 더미변수()는 1기와 2기의 전체적인 배출권 거래가격의 차이 를 반영하기 위한 더미변수이다. 본 연구의 대상이 되는 자료는 ’05년 9월 15일부터 ’11년 8월 16일까지의 일별 자료를 사용하였다.
적용될 수 있기 때문에 공적분 검정을 시행하기 전에 각 변수에 대한 단위근 검정을 선행할 필요가 있다. 이를 위해 <표 4-1>에서 보는 것 과 같이 단위근 검정에 가장 널리 쓰이는 Augmented Dickey Fuller (ADF) 검정법을 사용해 세 변수(배출권가격(), 전력가격() 및 석유 가격())에 대한 단위근 검정을 실시하였다. 시간 추세항과 상수항을 모두 포함하여 단위근을 검정한 결과, 세 변수를 수준변수로 사용할 경우 ‘모두 단위근을 가진다’라는 귀무가설이 유의수준 5%에서 기각 될 수 없는 것으로 나타났다. 다시 말하면, 세 변수 모두 비정상성을 가진 시계열인 것으로 판명되었다. 이와 반대로, 세 변수가 모두 1차 차분되었을 경우에는 ‘모두 단위근을 가진다’라는 귀무가설이 유의수 준 5%에서 기각되는 것으로 나타나, 정상적인 시계열인 것으로 나타 났다. 따라서 세 변수 모두는 I(1)의 단위근을 가진 변수로 판명되어
Johansen 기법을 통해 이 세 변수들 간의 공적분 관계를 분석할 수 있
는 것으로 나타났다.
<표 4-1> ADF 단위근 검정
변수 수준변수 1차 차분변수 결정
-2.77
(2)
-20.53**
(1) I(1)
-3.15
(5)
-22.81**
(2) I(1)
-2.98 (2)
-20.87**
(2) I(1)
주: **는 5% 유의수준을 의미함.
나. Johansen 공적분 검정: 장기적 관계 분석
다음 단계로 Johansen 공적분 검정을 사용하여 배출권 거래가격과 전력가격 및 석유가격 사이에 존재하는 공적분 벡터의 수(랭크 )를 추적검정을 사용하여 조사하였다. 추적검정의 귀무가설은 ‘공적분 벡 터의 수가 보다 작거나 같다’라는 것이다. 예를 들어, 추적검정에서 는 통상 ‘공적분 관계가 0이다’( )라는 귀무가설에서 출발하 여 ‘공적분 관계가 최대 1개 이다’( ≤ ), ‘공적분 관계가 최대 2개이다’( ≤ )의 순서로 올라간다. 여기서 주의해야 할 사항은
Johansen 공적분 검정결과는 식 (2)로 정의된 VAR 모델의 시차의 수
를 어떻게 결정하느냐에 매우 민감하기 때문에 공적분 검정 시행 이 전에 VAR 모델의 시차를 정확히 결정하는 것이 매우 중요하다. 이를 위해 우도비 검정법(likelihood ratio test)을 통해 Johansen 공적분 적 용을 위한 VAR모델의 최적시차를 5로(k=5) 결정하였다.
<표 4-2>는 Johansen 공적분 검정의 결과를 보여주고 있다. 추적 검정에 따르면, ‘공적분 관계가 0이다’와 ‘공적분 관계가 최대 1이다’ 라는 귀무가설은 5% 통계적 유의수준에서 기각된 반면, ‘공적분 관계 가 최대 2이다’라는 귀무가설은 5% 통계적 유의수준에서 기각시킬 수 없는 것으로 나타났다. 이는 결과는 세 변수 간에 두 개의 공적분 벡터가 존재하는 것을 의미한다. 다시 말하면, 본 연구에서 사용한 EU-ETS 시행 기간(’05년 9월 15일 ~ ’11년 8월 16일) 동안의 배출권 거래가격, 전력가격 및 석유가격 사이에 공적분 관계가 존재하여 장기 적으로 이 세 변수들이 같은 방향으로 움직인다는 실증결과를 보여주 는 것이다. 참고로 Johansen 공적분 검정에 사용된 VAR모델은 상수 항과 기후 더미(여름 및 겨울)를 비제약식(unrestricted)으로 시간추세
항과 두 개의 제도 더미변수26)를 제약식(restricted)으로 포함하여 추 정되었다.
<표 4-2> Johansen 공적분 검정결과
Null hypothesis Eigenvalue Trace statistics
0.051 119.04 (0.00)**
≤ 0.022 42.71 (0.00)**
≤ 0.007 9.98 (0.13) 주: **는 5% 유의수준에서 귀무가설을 기각함을 나타냄. 괄호 안은p 값을 의미함.
Johansen 공적분 검정을 식 (2)에 적용하여 얻은2개의 공적분 벡터
를 사용하여 세 변수간의 장기적인 관계를 설명할 수 있다. 참고로,
Johansen 공적분 검정을 통해 변수 사이에 하나의 공적분 관계를 발
견한 경우, 첫 번째 공적분 벡터 ()가 변수 간의 장기적 관계를 나 타내는 유일한(unique) 공적분 관계가 된다. 따라서 특별한 제약식
(restriction)을 통해 유일한 공적분 관계를 발견해 낼 필요는 존재하지
않게 된다. 이와 반대로, Johansen 공적분 검정을 통해 변수 사이에 2 개 이상의 공적분 관계가 발견될 경우, 이들 공적분들 간의 선형결합 에 의한 변수들 간의 안정화 현상 때문에 소위 ‘과잉동일시’
(overidentification) 문제가 발생하게 된다. 따라서 이 문제를 해결하기
위해서는 공적분 벡터 간의 (본 연구의 경우 2개의 공적분 벡터) 제약 식을 통해 유일한 공적분 관계를 발견해야 한다(Harris와 Sollis 2003).
26) 배출권의 과다할당 및 이월금지를 반영하기 위한 더미변수를 말한다.
우도비 검정의 적용을 통해 발견된 유일한 공적분 벡터가 <표 4-3>에 정리되어 있으며, 각 변수 간의 장기적 관계는 관련 장기계수에 의해 설명될 수 있다. 이를 위하여 <표 4-3>에 표시된 장기적 관계를 2개 의 오차항(1과 2)으로 아래와 같이 나타낼 수 있다.
(4)
(5)
<표 4-3> 공적분 계수
구분 Beta 1 Beta 2
1.00 -0.47
(-2.14)**
-0.11
(-2.07)** 1.00
-0.68
(-6.92)**
Dummy1 21.43
(5.95)**
Dummy2 10.18
(4.79)**
19.40 (2.95)**
Trend 0.033
(4.26)**
주: **는 5% 유의수준을 나타냄. 괄호안은 t-값을 나타냄.
<표 4-3>에서 나타난 것과 같이 식 (4)와 (5)의 모든 변수들은 5%
수준에서 통계적으로 유의하다는 것이 판명되었다. 우선 식 (4)에 따르 면 배출권 거래가격과 전력가격은 양(+)의 관계가 있음이 발견되었다.
이는 전력가격이 상승하면 석탄을 주로 원료로 사용하는 유럽의 전력 산업구조에 비추어 볼 때, 장기적으로 배출권에 대한 수요가 증가하고 이에 따라 거래가격도 상승한다는 사실을 반영하는 것으로 해석될 수 있다. 한편 두 개의 정책더미의 경우 배출권 거래가격과 음(-)의 관계 가 있음이 발견되었다. 이는 EU-ETS 1기 동안 이루어진 배출권 과다 할당(첫 번째 정책더미)이 배출권의 잉여분(과잉공급)을 창출하였고 그 잉여분의 차기로의 이월금지가 배출권 거래가격을 낮추는 역할을 했음을 보여준다. 또한 두 번째 정책더미는 EU-ETS 1기 동안의 거래 가격이 전반적으로 2기의 거래가격보다 낮았다는 사실을 보여주는데, 이는 1기의 정책적인 요인이 가격하락에 영향을 미쳤다는 것을 실증 적으로 보여주는 것이다. 다음으로 식 (5)에 따르면 전력가격과 배출 권 거래가격은 양(+)의 관계가 있는데, 이는 배출권 거래가격이 상승 하면 전력생산에 대한 비용 상승으로 이어져 전력가격이 상승한다는 사실을 나타낸다. 한편, 제3장에서 언급한 석유가격이 배출권 가격에 직접적인 영향을 미친다는 분석과 다르게, 실증분석에서는 석유가격 이 전력가격에 반영되어 배출권 거래가격에 영향을 주는 것으로 나타 났다.27) <표 4-3>에서 볼 수 있는 것과 같이 전력가격과 석유가격 사 이에도 양(+)의 관계가 성립하는 것으로 나타나 석유가격이 상승하면 장기적으로 전력가격도 증가하는 효과가 있음을 보여준다. 끝으로, 두 번째 정책더미와 전력가격은 음(-)의 관계를 보여주고 있다. 이는
EU-ETS 1기 동안의 배출권 과다할당 및 잉여분의 이월금지로 인해
27) 이는 배출권의 과잉할당과 이월금지라는 정책적 요인이 크게 작용하여 석유가 격이 배출권의 거래가격에 미치는 영향을 상쇄시켰기 때문일 수도 있다. 따라 서 배출권 가격과 전력 및 석유가격 등 세 변수의 장․단기적 관계는 다음 절
‘라. 추가적 고려사항’에서 살펴보기로 한다.
동 기간 동안의 배출권 거래가격이 폭락하면서 발전사의 감축비용 부 담이 줄어들어 장기적으로 전력가격을 낮추는 역할을 했음을 보여주 는 것이다.
다. VEC 모형 추정: 단기적 관계 분석
앞에서 Johansen 공적분 검정을 적용하여 변수들 간에 장기균형관
계가 성립하는 것을 밝혔고, 식 (4)와 (5)에 나타난 추정된 장기계수들 의 값을 이용해 변수 간의 장기적 관계를 설명하였다. 여기서는 이러 한 장기계수들의 값을 이용해 식 (3)에서 소개된 것과 같은 벡터오차
수정모형(VEC)을 추정하였다. VEC모형은 장기적 공적분 관계를 오
차수정항을 통해 명시적으로 모형 내에 고려하기 때문에 변수들 간의 장기균형으로는 조정과정(속도)과 단기적 동태관계를 동시에 분석할 수 있는 매우 유용한 모형으로 알려져 있다. 본 연구에서 사용된 VEC 모형은 Hendry(1995)의 모수축약방법(general-to-specific approach)에 의해 추정되었다. 즉, 우선 1차 차분한 세 변수를 VEC모형으로 추정 하였다. 그리고 F-검정을 통해 5% 유의수준에서 유의하지 않은 각 변 수와 시차변수를 VEC모형에서 제외한 후 완전정보 최대우도법 (FIML)을 적용해 가급적 간결한 VEC(parsimonious VEC, PVEC)모 형을 추정하였다. PVEC에 포함된 최적시차는 Johansen 공적분 검정 에서와 같은 5로 하였다.