확률적 변경 초월대수함수를 이용한 대안적 에너지효율모델 개발과 국제적 비교
The Development and International Comparison of Alternative Energy Efficiency Models Using Stochastic Frontier Translog Function
지금까지 세계 각국에서는 에너지효율을 측정하는 대표적 지표로서 전통적 에너지 원단위(energy intensity)를 에너지소비량/GDP으로 정의하고 널리 사용해 왔다. 그런데 전통적 에너지원단위는 과다한 에너지사용량을 가진 선진국이 상대적으로 GDP수준이 높기 때문에 에 ...
지금까지 세계 각국에서는 에너지효율을 측정하는 대표적 지표로서 전통적 에너지 원단위(energy intensity)를 에너지소비량/GDP으로 정의하고 널리 사용해 왔다. 그런데 전통적 에너지원단위는 과다한 에너지사용량을 가진 선진국이 상대적으로 GDP수준이 높기 때문에 에너지 원단위가 낮아져서 에너지 효율이 높은 것으로 간주되는 경향이 있다. 전통적 에너지원단위는 경제구조가 내포하고 있는 생산과정 상의 에너지효율을 보여주지 못하고 있다는 점에서 그 한계점을 지니고 있다. 무엇보다도 생산단위가 에너지를 어느 정도까지 절감해야 하는지 얼마만큼 절감할 수 있는 것인지 객관적 목표수준을 제시해주지 못하고 다른 나라와 비교하여 원단위 수준이 높고 낮은 정도만을 제시한다. 이처럼 단순히 모든 경제활동의 결과물인 GDP와 에너지소비량의 비율인 에너지원단위를 가지고 국가의 에너지 정책을 수립하고 입안하는 것은 매우 부정확할 수 있을 뿐만 아니라 세부적인 정책을 수립하기도 어렵다는 비판이 있다 본 연구에서는 지금까지 널리 이용되어 왔던 전통적 에너지원단위를 대신할 수 있는 대안적인 효율의 지표로서 확률변경 생산함수에 기초한 에너지 효율과 에너지원단위의 효율지표 등의 두 가지를 제안한다. 본 연구에서 제시하는 에너지 효율성은 최소 투입량에서 실제 투입량이 벗어난 정도를 측정하는 것이고 원단위효율성은 최소 에너지원단위에서 실제 에너지원단위가 벗어난 정도를 측정한다는 점이다. 그러나 전통적인 에너지원단위는 단순히 실제 에너지원단위로 측정하므로 본 연구에서 제시하는 두 가지 모형의 에너지 효율과 다르다. 이 두 대안적 지표는 생산구조의 주어진 기술수준에서 생산활동에서 달성가능한 에너지 최소투입량과 최대산출량 등의 정보를 활용하여 에너지효율을 측정함으로써 낭비되고 있는 에너지소비량과 에너지 원단위 수준을 확인시켜줌으로써 기존의 기술로 가능한 에너지 저감의 목표수준을 보여줄 수 있다. 따라서 본 연구의 목적은 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 에너지효율 모델을 개발하고 이 모델에 기초하여 에너지 효율을 국제적으로 비교하는 것이다. 나아가 이 모델을 이용하면 산출물의 증가나 오염물의 절감에 따른 에너지 효율과 에너지원단위 효율에 미치는 영향을 국가별로 비교할 수 있다.
기대효과
본 연구는 전통적 에너지원단위와는 다른 에너지 효율 측정방법을 제시한다. 특히 에너지효율 측정에 처음으로 초월대수의 확률변경함수를 도입하여 에너지효율과 에너지원단위 효율을 측정하는 모델을 개발한다. 이 모델은 선행연구에서 볼 수 없는 에너지에 대한 제약요 ...
본 연구는 전통적 에너지원단위와는 다른 에너지 효율 측정방법을 제시한다. 특히 에너지효율 측정에 처음으로 초월대수의 확률변경함수를 도입하여 에너지효율과 에너지원단위 효율을 측정하는 모델을 개발한다. 이 모델은 선행연구에서 볼 수 없는 에너지에 대한 제약요소로서 오염물을 포함하고 있고 다수의 산출물을 포함할 수 있는 확률변경거리함수를 유도한다. 여기서는 선진국 뿐만 아니라 개도국과 후발국을 망라한 전체 국가들을 포괄적으로 포함하여 새로운 대안적 에너지지표인 생산활동 상의 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 제시하여 이를 기초로 국제적 비교하여 기존의 전통적 원단위의 문제점을 보완할 수 있다. 본 연구의 결과는 전통적 에너지원단위처럼 단순한 에너지원단위가 아니라 국가 사회적으로 현안이 되고 있는 에너지효율의 달성의 적정수준이 과연 어느 정도여야 하는가에 대한 에너지 절감의 목표를 위한 기초정보로 활용될 수 있다. 즉, 기존의 전통적 에너지원단위와는 다르게 개별 생산단위의 에너지 효율을 측정하고 생산의 투입과 산출의 규모수준에서 직면한 각각의 에너지 비효율의 수준을 확인할 수 있다. 이를 기준으로 보다 합리적인 에너지 절감의 목표를 설정할 수 있다. 특히 산출물과 오염물의 추가적인 증가 내지 감소가 에너지 효율에 미치는 효과를 측정하고 비교 제시함으로써 국가적으로는 경제성장과 오염배출이 에너지와 에너지 효율에 미치는 영향을 파악할 수 있고 개별 생산단위에서도 이것이 가능하다.
연구요약
본 연구의 목적은 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 에너지효율 모델을 개발하고 이 모델에 기초하여 에너지 효율을 국제적으로 비교하는 것이다. 나아가 이 모델을 이용하면 산출물의 증가나 오염물의 절감에 따른 에너지 효율과 에 ...
본 연구의 목적은 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 에너지효율 모델을 개발하고 이 모델에 기초하여 에너지 효율을 국제적으로 비교하는 것이다. 나아가 이 모델을 이용하면 산출물의 증가나 오염물의 절감에 따른 에너지 효율과 에너지원단위 효율에 미치는 영향을 국가별로 비교할 수 있다. 생산 프런티어접근의 에너지 효율의 측정에 관한 선행연구는 매우 적은 편으로 2000년 이후에 주로 연구되었다. 생산프런티어 접근의 에너지 효율에 관한 기존 연구로는 Boyd and Pang(2000), Mukherjee(2008a, 2008b, 2010), Boyd(2007), Ray et al.(2010), Shi et al.(2010)에 불과할 정도로 얼마되지 않는다. 특히 에너지 비효율을 임의오차와 구별하여 에너지 효율을 측정한 연구는 거의 Boyd(2007)등을 제외하면 찾아보기가 어렵다. 본 연구 모형에서 제시하는 투입물접근의 에너지 효율 모형은 생산활동에서 노동과 자본스톡 등을 동시에 고려하고 이들과 에너지 투입량 및 오염배출량이 결합되어 생산활동이 이루어지는 것으로 간주한다. Reinhard et al.(1999, 2000), Korhonen and Luptacik(2004), Mandal (2010), Yang er al.(2010)에서 언급하듯이 오염배출의 양이 많을수록 비용을 많이 초래하기 때문에 생산자들이 투입물의 최소량을 선호하듯이 오염배출물의 최소량을 선호하므로 오염물을 일종의 투입물로 간주한다. 실제 오염배출량에 대한 규제가 존재하는 현실에서 그 주된 원인이 되는 에너지소비를 최소화할 때 오염배출량을 제약요소로서 포함시키는 것이 보다 적합하다. 그러므로 확률변경거리함수 모형에서는 에너지 비효율에서 임의오차를 제거하고 오염물 규제의 제약요소는 포함해서 에너지효율을 추정한다. 다음으로 에너지 함수 추정에서 산출물과 오염물을 증가 내지 감소시킬 때 에너지 투입량 변화, 에너지효율에 미치는 영향을 차례대로 살펴볼 것이다. 에너지 효율 측정의 대안적 모델의 적용은 선진국 뿐만 아니라 개도국와 후발국을 포함하여 비교 제시한다. 실제 실증을 위한 통계자료는 유엔과 세계은행, OECD 등의 국제기관을 통한 국가별 자료를 사용할 것이고 Penn World Table 등의 자료로 보완할 것이다. 모델의 개발을 위하여 선행연구의 저자들과 네트웍을 통하여 의견수렴을 할 것이다.
결과보고시 연구요약문
국문
본 연구의 목적은 전통적인 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 추정하고 국제적으로 비교하고자 함이다. 본 연구에서는 대안적인 효율의 지표로서 전통적인 에너지효율 지표인 에너지소비량(E) ...
본 연구의 목적은 전통적인 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 추정하고 국제적으로 비교하고자 함이다. 본 연구에서는 대안적인 효율의 지표로서 전통적인 에너지효율 지표인 에너지소비량(E)/국내총생산(GDP)과는 다른 최소에너지소비량(E*)/실제에너지소비량(E), 최소에너지원단위(E/GDP)*/실제에너지원단(E/GDP)라는 두 대안적인 에너지 효율을 측정하였다. 화석에너지와 화석에너지 원단위 추정식에서 확인하였듯이 투입요소 , GDP 뿐만 아니라 온실가스배출량도 이들에 영향을 미치는 중요한 변수임을 확인하였다. 본 연구의 화석에너지 효율로 에너지 효율을 측정할 경우 OECD국가가 가장 높지는 않았다. 또한 화석에너지 원단위 효율의 경우도 OECD국가와 고소득국가와 중·저소득국가 그룹과는 크게 차이가 나지 않았다.
영문
The purpose of the study is to estimate the functions of the energy input efficiency and the energy intensity efficiency, and compare them internationally by using translog stochastic frontier function as the alternative methods of traditional energy ...
The purpose of the study is to estimate the functions of the energy input efficiency and the energy intensity efficiency, and compare them internationally by using translog stochastic frontier function as the alternative methods of traditional energy intensity. This study suggest minimum energy consumption(E*)/actual energy consumption (E) and minimum energy intensity (E/GDP)*/actual energy intensity(E/GDP) as the alternative energy efficiency measurement, which are different from traditional energy intensity(E/GDP). As is confirmed in the estimation equations of fossil fuel and fossil fuel intensity, we could find that the greenhouse gas as well as input factors and GDP is also important variable which has impact on them. The main finding is that the OECD was not best practice in terms of fossil fuel efficiency in this study. In addition, OECD was not greatly different from high income group and middle-low income group even in the efficiency of fossil fuel intensity.
연구결과보고서
초록
본 연구의 목적은 전통적인 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 추정하고 국제적으로 비교하고자 함이다. 본 연구에서는 지금까지 널리 이용되어 왔던 전통적 에너지원단위를 대신할 수 있는 대안 ...
본 연구의 목적은 전통적인 에너지원단위 측정의 다른 대안으로 확률변경 초월대수함수를 사용하여 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 추정하고 국제적으로 비교하고자 함이다. 본 연구에서는 지금까지 널리 이용되어 왔던 전통적 에너지원단위를 대신할 수 있는 대안적인 효율의 지표로서 전통적인 에너지효율 지표인 에너지소비량(E)/국내총생산(GDP)과는 다른 최소에너지소비량(E*)/실제에너지소비량(E), 최소에너지원단위(E/GDP)*/실제에너지원단(E/GDP)라는 두 대안적인 에너지 효율을 측정하였다. 화석에너지와 화석에너지 원단위 추정식에서 확인하였듯이 투입요소 , GDP 뿐만 아니라 온실가스배출량도 이들에 영향을 미치는 중요한 변수임을 확인하였다. 본 연구의 화석에너지 효율로 에너지 효율을 측정할 경우 OECD국가가 가장 높지는 않았다. 또한 화석에너지 원단위 효율의 경우도 OECD국가와 고소득국가와 중·저소득국가 그룹과는 크게 차이가 나지 않았다. 생산단계에서 화석에너지를 최소화하여 경제적 효율성을 달성하려는 본 연구의 생산접근 방식을 기존의 전통적 에너지 원단위 기준과 상호 보완적으로 사용할 필요가 있다.
연구결과 및 활용방안
선진국뿐만 아니라 개도국과 후발국을 망라한 전체 국가들을 포괄적으로 포함하여 새로운 대안적 에너지지표인 생산 활동 상의 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 제시하여 이를 기초로 국제적 비교하여 기존의 전통적 원단위의 문제점을 보완할 수 있다. 본 연구의 결 ...
선진국뿐만 아니라 개도국과 후발국을 망라한 전체 국가들을 포괄적으로 포함하여 새로운 대안적 에너지지표인 생산 활동 상의 에너지효율과 에너지 원단위 효율을 제시하여 이를 기초로 국제적 비교하여 기존의 전통적 원단위의 문제점을 보완할 수 있다. 본 연구의 결과는 전통적 에너지원단위처럼 단순한 에너지원단위가 아니라 국가 사회적으로 현안이 되고 있는 에너지효율의 달성의 적정수준이 과연 어느 정도여야 하는가에 대한 에너지 절감의 목표를 위한 기초정보로 활용될 수 있다. 즉, 기존의 전통적 에너지원단위와는 다르게 개별 생산단위의 에너지 효율을 측정하고 생산의 투입과 산출의 규모수준에서 직면한 각각의 에너지 비효율의 수준을 확인할 수 있다. 이를 기준으로 보다 합리적인 에너지 절감의 목표를 설정할 수 있다. 특히 산출물과 오염물의 추가적인 증가 내지 감소가 에너지 효율에 미치는 효과를 측정하고 비교 제시함으로써 국가적으로는 경제성장과 오염배출이 에너지와 에너지 효율에 미치는 영향을 파악할 수 있고 개별 생산단위에서도 이것이 가능하다.