추정결과

1. 사용자료

본 연구에 사용된 자료는 1981년부터 2001년까지의 연간 자료로서, 제조업부문의 에너지원별 소비량은『에 너지통계연보』의 에너지 수급 발란스표를 바탕으로 석

E

1-

x₃ x₄

p₂ p₄ p₁

p₄

p₃ p₄ s₃

s₄ x₂ x₄

p₃ p₄ p₁

p₄

p₂ p₄ s₂

s₄ x₁ x₄

p₃ p₄ p₂

p₄

유환산 백만톤(MTOE)으로 환산한 통계량을 사용하였 다. 특히 제조업부문의 에너지원별 사용량은 앞서 규정 한 바와 같이 제조업 에너지원별 전체 사용량 중 원료용 (나프타 및 아스팔트 등 비에너지유와 coking coal)를 제외한 연료용 에너지 사용량만을 구하였다.

가격 자료는 에너지원별로 다른 자료를 이용하여 산 정하였다. 첫째로, 각 에너지원별 가격 자료를 고유단 위 기준으로 추출하였다.⁵⁾전력의 가격은 한국전력공 사에서 발표한 자료(『전력통계연보』및『전력통계속 보』, 각호)를 사용하였으며, 도시가스의 가격은 도시가 스협회에서 발간한 자료(『도시가스사업통계월보』및

『도시가스사업편람』, 각호)를 인용하였다. 그리고 석유 가격은 대한석유협회에서 출간하는 자료(『석유연보』, 각호)와 한국석유공사의 홈페이지(http://www.

petronet.co.kr)에서 발간하는 자료를 사용하였다. 석 탄 가격의 경우, 가격 자료를 직접적으로 구하기 어렵 기 때문에, 대리변수로서 통계청의 유연탄 수입가를 환 율을 이용하여 환산하였다.

이러한 에너지원별 가격은 모두 고유단위를 사용하 고 있다.⁶⁾따라서 단위의 통일을 위하여 고유단위당 가 격을 석유환산톤(TOE)당 가격으로 전환계수를 이용하 여 계산하였다.⁷⁾

MTOE(석유환산 백만톤) 단위의 물량과 TOE 단위

의 가격을 기반으로 제조업부문의 연료용 에너지의 총 비용을 산출하고, 에너지원별 비용 비중을 산출하였다.

에너지원별 비용 비중 및 에너지원별 가격은 모두 비율 의 형태로 모형에서 사용되고 있으므로, 불변가격 비율 과 동일하다. 따라서, 불변화하지 않은 경상비용 및 경 상가격을 기준으로 구축하였다.

아래의 두 그림은 1981년부터 2002년까지의 제조업 부문의 에너지원별 비용 비중 및 제조업부문의 에너지 원별 가격의 추이를 나타내고 있다. 먼저, 표본 기간에 대해 설명하자면 다음과 같다. 석유, 석탄, 전력의 경우 1981년부터 2002년까지의 자료를 모두 사용하고 있는 반면, 도시가스의 경우 1989년부터의 자료를 사용하고 있다. 이는 도시가스가 산업용에 사용된 시점과 가격자 료에 근거하여 자료의 시작점을 결정하였다.⁸⁾

[그림 4]에서 보듯이, 전력과 석유의 비용 비중의 추 이가 특이한 대칭 관계를 보여주고 있다. 전력의 비용 비중이 높을 경우, 석유의 비용 비중이 상대적으로 낮 아지는 현상이 비용 비중 추이의 변화에서 나타나고 있 다. 이는 타에너지원인 석탄과 도시가스의 비용비중이 상대적으로 낮기 때문일 수 있다. 이러한 측면에서, 그 림에서 나타나는 또 다른 특징은 1980년대 후반의 대 체 관계의 크기보다 1990년대 후반의 대체관계의 크기 가 작을 것으로 추측할 수 있다. 이는 1990년대 후반의

5) 전력의 가격 단위는 원/kwh이며, 도시가스의 가격 단위는 원/m3, 그리고 석유의 가격 단위는 원/l 이다. 그리고 석탄의 가격 단위는 천원/ton으로 구하였다.

6) 전환계수는 두 가지 방법으로 구할 수 있다. 한 가지 방법은“에너지이용합리화법 시행규칙(제2조 별표1)”에 따른“연료 및 열의 석유 환산기준”을 사용하는 방 법이다. 다른 방법은 에너지 발란스표의 실제적인 전환율을 산정하여 이를 전환계수로 사용하는 방법이다. 두 방법 모두 적용 가능하다. 전자는 각 에너지원별 품목별로 전환계수를 제공하고 있으나, 본 연구에서 사용하고 있는 에너지원별 합산을 구할 경우 전자보다는 후자의 방법이 더욱 실용적이라고 할 수 있다. 후 자의 방법을 이용하여 실제적으로 사용한 전환계수는 석탄은 0.65252 (TOE/ton 기준), 석유는 0.1416242 (TOE/bbl 기준), 도시가스는 1.05 (TOE/천M3 기 준), 그리고 전력의 전환계수는 0.085998 (TOE/MWh 기준)이다.

7) 가격단위의 통일시 일반적으로 BTU(British Thermal Unit)를 사용하고 있다. 이는 동일한 열발생량을 기준으로 가격 단위를 통일하는 방법이다. 여기서는 BTU와 TOE간의 전환계수가 동일하므로, BTU 대신 TOE 기준을 사용하였다.

8) 제조업용 도시가스는 1984년부터 공식적으로 에너지 수급 발란스에 기록되고 있다. 1984년의 1백만M³에서 시작하여 1988년 100백만M³까지 사용되었고, 1989 년에는 150백만M³가 사용되었다. 1988년까지의 도시가스의 가격 자료는 일관성이 없고 사용물량이 상대적으로 적으므로, 이에 따라 1989년부터 제조업용 도시 가스 통계를 사용하였다. 따라서, 계량분석에서 1981년부터 1988년까지 사용되는 도시가스의 비용점유율을 거의 0에 가까운 값으로 가정하여 사용하였다.

도시가스 비용비중의 증가에 기인하고 있다고 볼 수 있 기 때문이다. 그리고 에너지원별 가격 비중의 변화에서 도 그 요인을 찾을 수 있다.

전력이 차지하는 비용 비중의 추이를 살펴보면, 1980년대 후반까지 상승하는 추세를 보이면서 1988년 전후 전체 제조업 연료용 에너지 비용의 60%를 상회하 였다. 그 이후 점차 하향 추세에 접어들고 있다. 최근에 다시 상승 추세를 보이고 있으나, 과거와 같이 높은 상 승세를 보이지 않고 있다.

[그림 5]는 에너지원별 연도별 명목가격(TOE 기준) 의 추이를 나타내고 있다. 특징을 살펴보면, 우선 1990 년대 들어 석유, 도시가스, 그리고 전력의 가격이 상승 하고 있는 추세를 보이고 있다는 점이다. 여기에서 부 가 설명이 필요한 부분은 석유 가격이 상대적으로 높은 가격 상승의 추세를 보여주고 있다는 점이다. 현재 원 유가격과 LNG 가격이 연동제로 연결되어 있음을 감안 할 때, 1994년 전후의 석유 가격 상승과 도시가격 상승

의 차이는 과도한 차이로 보인다.

그러나, 이는 각 에너지 산업의 성격차이로 이해할 수 있다. 석유 산업의 경우, 1994년부터 1996년까지 가격자유화의 전초 단계로 가격연동제를 실시하였으 며, 1997년 1월부터 전면적인 가격자유화 시대에 진입 하였다. 부연하자면, 1990년대 중반 이후의 석유 가격 은 시장가격의 반영이라고 할 수 있다. 반면에, 도시가 스의 가격은 아직까지 시장가격을 충분히 반영하고 있 다고 볼 수 없다. 이러한 각 에너지 산업간의 특성 차이 로 인하여 가격 상승률이 달라졌음을 향후 결과 분석에 서 유의해야 할 것으로 판단된다.

<표 3>은 제조업부문의 에너지원별 비용 비중의 평 균과 표준편차를 정리하고 있다. 1981년부터 2002년 까지의 평균 비용 비중이 높은 에너지원은 전력이며, 그 다음 석유로 나타나고 있다. 석탄은 동 기간 중 연료 용 에너지 비용 중 평균 3.32%를 점유하고 있으며, 표 준 편차는 0.71로 낮게 나타나고 있다. 따라서, 본 연구

[그림 4] 에너지원별 비용 비중의 추이

주: 제조업 연료용 에너지만 포함.

에서는 선형 logit 비용비중 함수 추정에서 기준(ref- erence)을 석탄으로 택하고 있다.⁹⁾

2. 추정결과 및 분석 가. 비용비중함수의 추정

앞에서 논의한 모형과 자료를 이용하여, 분석기간은 1981년부터 2001년까지로 한정하였다. 이는 제조업 생 산액 자료가 2001년까지 가능하였기 때문이다. 선형 logit 비용비중 모형(linear logit cost share model) 을 추정함에 있어서, 정태적 및 동태적 기본모형은 식

(1)과 식(4)에 각각 해당하며, 시간추세모형은 기본 모 형에 추가적으로 시간추세변수를 고려하여 분석하고 있는 모형이다. 시간추세변수를 고려한 목적은 편향적 기술발전의 수준(biased technology development) 의 정보를 나타내는 대리변수(proxy)로 사용하기 위해 서이다. 세 번째 모형은 시간추세모형에 제조업 생산액 변수를 추가한 비동조적 모형을 설정하여 분석하였다.

투입요소의 비중 함수에 생산량을 추가한 것은 투입요 소의 비중이 생산량과 독립적이지 않고 의존적이란 것 을 의미하기 때문에, 비동조적(non-homothetic) 모

[그림 5] 에너지원별 가격 추이

주: 제조업 연료용 에너지만 포함.

<표 3> 제조업 에너지원별 비용 비중의 평균

항목 석탄 석유 도시가스 전력

평균 3.32 44.34 3.01 50.42

표준편차 0.71 5.51 2.46 6.29

기간 1981-2002 1981-2002 1989-2002 1981-2002

9) 본 연구에서 사용된 자료는 박창수(2003)의 부록에 <부표 1>에서 <부표 3>에 걸쳐 제시되어 있다.

형이라 명명하였다. Urga and Walters (2003)에서는 전년도의 투입량 비율을 독립변수로 추가하여, 단기 탄 력성의 절대값이 장기 탄력성의 절대값보다 커지지 않 도록 하는 역할을 수행하고 있다.

각 모형마다 정태 및 동태 모형이 있기 때문에, 총 6 개의 모형 추정이 가능하다. 본 연구는 동태적 비동조 적 모형을 최종 모형(full model)으로 설정하여 각 모 형의 안정성 및 모형간의 통계적 우월성을 살펴보기 위 하여 카이 제곱(χ²) 검증을 실시하였다. 검증결과에 의 하면, 동태적 비동조적 모형이 여타 모형에 비해서 계

량경제학적으로 가장 바람직한 모형인 것으로 나타나 고 있다.¹⁰⁾따라서, 비동조적 모형, 특히 동태적 비동조 적 모형을 기초로 하여 본 연구를 서술하고자 한다.¹¹⁾

<표 4>는 비동조적 모형의 정태 및 동태 모형의 추정 결과를 각각 제시하고 있다. 동태적 기본모형은 정태적 기본모형에 에너지원별 수요량의 상대 비율을 추가한 모형이다.¹²⁾각 모형은 세 개의 방정식을 앞에서 설명한 반복적 SUR 방법으로 추정하고 있기 때문에 각 모형내 의 각 방정식에 대한R²가 계산되며, 앞의 식에서 알 수 있듯이 동일 추정계수가 한 방정식에만 사용되지 않기

<표 4> 비동조적 모형 추정결과

***, ** 및*는 1%, 5% 및 10%에서 각각 통계적으로 유의함을 의미함.

10) 검증방법은 SUR 검증 방법인 JF 검증방법을 이용하였는데, 이에 대한 결과는 박창수(2003), p. 66 참조.

11) 6개 모형에 대한 추정결과는 박창수(2003)를 참조.

12) 상대 수요량 또한 석탄 수요량을 기준으로 하여 설정하였다. 일반적으로 trans-log 등의 추정에서는 동태적 요인을 분석을 하기 위하여 종속변수의 시차변수를 사용한다. 그러나 선형 logit 비중 방정식의 추정에서는 본 연구에서 설정한 상대물량을 사용하고 있다 (Jones(1995, 1996) 및 Urga and Walters(2003) 참조).

모형 정태 모형 동태모형

변수 추정계수 표준오차 추정계수 표준오차

β1 2.369 4.120 -0.564 3.240

β2 17.964*** 4.922 18.013*** 5.012

β3 12.348*** 4.272 8.640*** 3.245

β12 -0.312*** 0.054 -0.351*** 0.064

β13 -1.048*** 0.174 -0.936*** 0.135

β14 -0.472*** 0.174 -0.759*** 0.124

β23 -0.854*** 0.030 -0.849*** 0.045

β24 0.312* 0.165 0.431** 0.194

β34 -0.850*** 0.129 -1.210*** 0.105

λ - - 0.026*** 0.004

T1 0.005 0.037 -0.006 0.029

T2 0.330*** 0.040 0.304*** 0.038

T3 0.128*** 0.040 0.103*** 0.031

Y1 -0.051 0.305 0.108 0.239

Y2 -1.589*** 0.361 -1.598*** 0.368

Y3 -0.871*** 0.320 -0.645*** 0.245

ln(s_oil/s_coal) 0.863 0.905

ln(s_gas/s_coal) 0.999 0.999

ln(s_elec/s_coal) 0.808 0.874