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문제 정의
- 이와 같은 환경관리는 국가경영의 주요 관심사항으로 대두됨에 따라 환경투자와 관련한 적정수준, 투자여건, 생산효율 여부, 규모의 경제, 산출증대 기여정도, 기업의 투자부담 여력 등에 대한 분석이 어느 때보다 필요하다. 따라서 본 연구에서는 중앙정부의 환경투자 관련 비용구조 분석결과가 환경개선사업에 도움이 되기를 바란다.
- 본 연구의 목적은 우리나라 제조업을 중심으로 중앙정부의 환경투자 관련 비용구조를 분석하여, 관련 특징을 분석하고, 타 연구결과와 비교함으로써 환경투자 방향을 제시하는 데에 있다. 이를 위해 분석기간을 1999년에서 2008년까지의 10년간으로, 제조업 업종을 20개로, 고정요소를 중앙정부 환경예산으로 하여 가변비용함수를 추정하였다.
가설 설정
- 방정식이 3개이므로 자유도는 3이고, 이 경우, 통계 값은 #이며, 여기에서#이므로 제곱상관관계를 의미하며, 점근적 χ2분포를 갖는다. 검정 결과, 귀무가설은 기각된다. 그러 므로 동시적 상관관계는 존재하며, 외견무관회귀모형은 최소자승모형을 개선한다는 결론에 이르게 된다.
제안 방법
- 가변비용함수의 독립변수의 계수 값을 활용하여 충족도17)(SD), q값, 단기불균형지수 (SDI), 가변비용의 산출탄력성(ECY) 및 규모의 보수, 산출의 환경투자 탄력성(EYZ), 가변비용의 환경투자 탄력성(ECZ)과 같은 지표들을 다음과 같이 항목별로 계산하였다.
- 민간자본스톡의 경우, 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 건물 및 구축물, 기계 장치 용광로, 차량 선박 운반구, 공구 기구 비품 각각에 대해 홈페이지 통계자료(한국은행)에 수록된 자본재형태별(비주거용건물 및 구축물, 기계류, 운수장비) 총자본형성 디플레이터를 적용하여 불변가격 기준으로 환산했다. 감가상각비는 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 자료에 3개 부문 자본재형태별 총자본형성 디플레이터의 가중평균 값을 적용하여 불변화시켰다. 이에 따라 감가상각비와 자본의 기회비용(=민간자본스톡×3년만기 회사채수익률)으로 구성된 자본비용을 건물 및 구축물, 기계장치 용광로, 차량 선박 운반구, 공구 기구 비품으로 구성된 민간자본스톡으로 나누어 자본가격을 구하였다.
- 그러나 하우스만 검정을 실시한 결과, 임의 효과모형의 계수 추정 값과 고정효과모형의 계수 추정 값 간에 차이가 없는 것으로 나타나 임의효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 결국 그룹효과검정에서는 고정 효과모형이, 하우스만 검정에서는 임의효과모형이 적합한 것으로 분석되었으나, 후자의 경우에 따라 임의효과모형을 사용하기로 하였다. 브로이쉬‐파간 검정 결과, 트랜스로그 가변 비용함수에는 외견무관회귀모형 적용이 적합한 것으로 나타났다.
- 그룹효과검정을 임의효과접근과 고정효과접근으로 나누어 실시했다. 임의효과접근의 경우 그룹효과 검정통계는 자유도가 1인 χ2분포로 다음과 같이 주어진다.
- 전력가격은 한전의 산업용 전력단가를 산업용전력 생산자물가지수로 불변화하여 구하였다. 그리고 원재료가격, 에너지가격, 전력가격 각각에 대해 원재료비, 에너지비, 전력비로 구성된 재료비 기준 가중합을 적용하여 재료가격을 구하였다.
- 또한 가변비용함수를 더욱 효율적으로 추정하기 위해 가변비용함수를 요소가격으로 미 분하고, 비용최소화 가정하에 Shephard’s Lemma(∂VC/∂Wi = Xi)를 적용하여 요소수요함수를 얻어냈다.
- 본 연구에서는 가변비용함수를 활용하여 환경투자 관련 제조업체의 비용구조를 분석하였다. 그 결과 다음과 같은 주요 결론을 도출하였다.
- 산출은 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 출하액을 기준으로 하였으며, 업종별 생산자물가지수를 사용하여 불변가격 기준으로 환산하였다.
- 10) 이에 따라 원재료 가격은 불변원재료비를 불변부가가치로 나누어 구하였으며, 원재료비 불변화를 위해 업종별 가공단계별 물가지수가 사용되었다. 에너지가격은 불변에너지비를 불변부가가치로 나누어 구하였으며, 에너지비 불변화에는 에너지 생산자물가지수가 사용되었다. 전력가격은 한전의 산업용 전력단가를 산업용전력 생산자물가지수로 불변화하여 구하였다.
- 이러한 자본비용, 노동비용, 재료비용 각각을 가변비용으로 나누어 각각 자본비몫( Sk), 노동비몫( Sl), 재료비몫( Sm)을 계산하였으며, 그 결과는 과 같다.
- 본 연구의 목적은 우리나라 제조업을 중심으로 중앙정부의 환경투자 관련 비용구조를 분석하여, 관련 특징을 분석하고, 타 연구결과와 비교함으로써 환경투자 방향을 제시하는 데에 있다. 이를 위해 분석기간을 1999년에서 2008년까지의 10년간으로, 제조업 업종을 20개로, 고정요소를 중앙정부 환경예산으로 하여 가변비용함수를 추정하였다.
- 이에 따라 감가상각비와 자본의 기회비용(=민간자본스톡×3년만기 회사채수익률)으로 구성된 자본비용을 건물 및 구축물, 기계장치 용광로, 차량 선박 운반구, 공구 기구 비품으로 구성된 민간자본스톡으로 나누어 자본가격을 구하였다.
- 노동비용은 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 제조업 부문의 급여액 자료를 활용하였으며, 홈페이지 통계자료(통계청 및 한국은행)의 소비자물가지수로 불변화하였다. 이와 같이 구한 제조업의 업종별 연간 총급여액을 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 피용자 수로 나누어 노동가격을 구하였다.
- 자본비용은 자본의 기회비용과 감가상각비로 구성된다. 자본의 기회비용은 불변화된 민간자본스톡과 홈페이지 통계자료(한국은행)의 3년만기 회사채수익률을 곱하여 구했다. 민간자본스톡의 경우, 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 건물 및 구축물, 기계 장치 용광로, 차량 선박 운반구, 공구 기구 비품 각각에 대해 홈페이지 통계자료(한국은행)에 수록된 자본재형태별(비주거용건물 및 구축물, 기계류, 운수장비) 총자본형성 디플레이터를 적용하여 불변가격 기준으로 환산했다.
- 에너지가격은 불변에너지비를 불변부가가치로 나누어 구하였으며, 에너지비 불변화에는 에너지 생산자물가지수가 사용되었다. 전력가격은 한전의 산업용 전력단가를 산업용전력 생산자물가지수로 불변화하여 구하였다. 그리고 원재료가격, 에너지가격, 전력가격 각각에 대해 원재료비, 에너지비, 전력비로 구성된 재료비 기준 가중합을 적용하여 재료가격을 구하였다.
- 제조업체의 가변비용을 자본비용, 노동비용, 재료비용으로 하였다. 이에 따라 자본가격, 노동가격, 재료가격 각각에 자본투입량, 노동투입량, 재료투입량 각각을 곱하여 합한 값을가변비용으로 정의하였다.
- 해당 연도별 업종별 자료의 총비용과 출하액을 해당 연도별 업종별 업체 수로 나누어 1개 업체당 자료로 변경시킴으로써 업체 수의 크기에 따른 자료의 편의를 제거하였다.
대상 데이터
- 9차 한국표준산업분류에 따라 종사자 수 10인 이상인 제조업체를 대상으로 1999년부터 2008년까지 10년간, 20개 업종으로 하여 200개 패널자료를 구성하였는데, 이 자료의 독립 변수에 대한 설명은 하단에 수록되어 있다.
- 노동비용은 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)에 수록된 제조업 부문의 급여액 자료를 활용하였으며, 홈페이지 통계자료(통계청 및 한국은행)의 소비자물가지수로 불변화하였다.
- 본 연구의 가변비용함수는 트랜스로그 형태이므로 <식 1>과 같이 28개의 독립변수로 구성되었다. 여기에서 환경투자 자료는 환경부에서 취합한 중앙정부 환경예산(환경부)9)이다. 환경투자비의 가격은 자본비용을 민간자본스톡으로 나눈 값을 사용하였으며, 중앙정부 환경예산에 근거한 환경투자비용을 불변화 하기 위해 국내총생산 디플레이터를 사용하였다.
- 원재료비, 에너지비, 전력비는 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)를, 각종 생산자물가지수와 가공단계별물가지수는 홈페이지 통계자료 및 내부자료(한국은행)를 활용했다.
- 자료: 1) 통계청(각년도), ｢광업‧제조업통계조사보고서｣.
- 여기에서 환경투자 자료는 환경부에서 취합한 중앙정부 환경예산(환경부)9)이다. 환경투자비의 가격은 자본비용을 민간자본스톡으로 나눈 값을 사용하였으며, 중앙정부 환경예산에 근거한 환경투자비용을 불변화 하기 위해 국내총생산 디플레이터를 사용하였다.
이론/모형
- 그러므로 와 의 제약하에 있는 의 1개 방정식과 의 2개 방정식 모두 3개의 연립방정식에 대해 외견무관 회귀(Seemingly Unrelated Regression)모형8)을 적용했다.
- 본 논문에서는 제조업체의 가변비용함수의 파라미터를 추정하기 위해 가변비용함수에 일반적 2차 다항식인 트랜스로그 형태를 적용한 트랜스로그 가변비용함수7)를 사용했다.
- 원재료비, 에너지비, 전력비는 「광업 제조업통계조사보고서」(통계청)를, 각종 생산자물가지수와 가공단계별물가지수는 홈페이지 통계자료 및 내부자료(한국은행)를 활용했다. 원재료가격과 에너지가격은 평균생산비용의 개념을 적용하여 구하였다.10) 이에 따라 원재료 가격은 불변원재료비를 불변부가가치로 나누어 구하였으며, 원재료비 불변화를 위해 업종별 가공단계별 물가지수가 사용되었다.
성능/효과
- 왜냐하면 생산요소 중에는 그 성질에 따라 양을 쉽게 변화시킬 수 없는 준고정요소 (quasi‐fixed factors)4)가 있기 때문이다.5) 즉 자본스톡이나 사회간접자본은 물리적 특성상, 즉각적으로, 또는 아무런 비용을 들이지 않고 최적 수요량을 결정하기 힘들거나 기업이 직접 수급을 통제하기 어렵다. 따라서 이러한 생산요소에 대해서는 최적화 과정을 거칠 수없는 것이 현실이다.
- 그러나 생산이론에서 부분균형모형을 통한 분석방법을 보면, 단기에 기업은 자본, 노동, 중간투입물과 같은 가변 생산요소에 대해서만 최적화 과정을 거치고, 사회간접자본, 기술변화와 같은 것은 주어진 것으로 간주하며, 장기에서 비로소 사회간접자본과 같은 생산요소에 대해 최적화를 달성하게 된다.6) 이러한 준고정요소가 존재하는 경우의 각 생산점은 장기균형생산점(long run equilibrium production point)이 될 수 없고, 주어진 준고정요소하에서 가변요소들(variable inputs)만이 최적량으로 사용되는 단기균형 생산점(short run equilibrium production point)이 될 수밖에 없다. 이러한 단기균형생산 점에서는 총비용(total cost)이 최소화되는 것이 아니고, 주어진 양의 준고정요소하에서 가 변비용(variable cost)만이 최소화된다.
- q값을 살펴보면, 모두 1보다 작아 모두 투자여건은 양호하지 않으나, 제조업체의 공해방지투자가 여건이 더 나쁜 것으로 분석되었다.
- 는 그룹별로 계산한 최소자승잔차값, ·e'e는 최소자승회귀를 위한 잔차자승의 총계이며, n은 업종 수, T는 연구기간이다. 검정 결과, 고정효과모형이 적합한 것으로 분석되었다.11)
- 기타 환경 관련 연구를 살펴보면, 김유정(2001)은 국내 제조업을 대상으로 환경투자가 불변부가가치와 어떠한 관계를 갖고 있는지에 대한 인과관계를 분석하였다. 그 결과, 환경 투자가 불변부가가치를 감소시킨다는 것과, 불변부가가치와 연구개발이 환경투자를 유도한다는 것을 발견하였다.
- 그룹효과검정에서는 임의효과접근, 고정효과접근 모두 그룹효과가 있으므로 고정효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 그러나 하우스만 검정을 실시한 결과, 임의 효과모형의 계수 추정 값과 고정효과모형의 계수 추정 값 간에 차이가 없는 것으로 나타나 임의효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 결국 그룹효과검정에서는 고정 효과모형이, 하우스만 검정에서는 임의효과모형이 적합한 것으로 분석되었으나, 후자의 경우에 따라 임의효과모형을 사용하기로 하였다.
- 결국 고정효과접근과 임의효과접근 모두 그룹효과는 있다. 그러므로 고정효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다.
- 그룹효과검정에서는 임의효과접근, 고정효과접근 모두 그룹효과가 있으므로 고정효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다. 그러나 하우스만 검정을 실시한 결과, 임의 효과모형의 계수 추정 값과 고정효과모형의 계수 추정 값 간에 차이가 없는 것으로 나타나 임의효과모형을 사용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다.
- 6549% 증가시키는 것으로 나타나, 장기총비용이 가변비용보다 더 크게 증가한다. 그리고 비용의 산출탄력성을 활용하여 구한 규모의 보수는 단기 0.4235, 장기 0.3451이므로 단기, 장기 모두 규모의 경제가 존재하지만, 환경투자가 적정수준에 이른 장기의 경우는 단기의 경우보다 규모경제가 더 약화된다.
- 자본비용은 전반기에 감소추세를 보이고 있다. 노동비용, 재료비용, 환경투자비용은 전반기가 후반기보다더 크게 증가하였으며, 출하액은 후반기가 전반기보다 더 크게 증가하였다. 재료비용은 가장 크게 증가했으며, 출하액은 그 다음으로 크게 증가하였고, 자본비용은 가장 작게 증가하였다.
- 둘째, 이러한 중앙정부의 제조업체 관련 환경투자는 산출의 환경투자 탄력성 0.5165에따라 제조업체의 산출증대를 가져오며, 가변비용의 환경투자 탄력성 —0.2884에 따라 제조업체의 가변비용을 절감하며, 단기불균형지수 0.0719에 따라 제조업체의 생산비효율이 7.19% 만큼 증가하는 것으로 분석되었다.
- 통계 패키지 Stata Release 5를 활용하여, 검정한 결과, 임의효과모형의 계수 추정 값과 고정효과모형의 계수 추정 값 간에 차이가 없다는 귀무가설은 채택된다. 따라서 가변비용함수에 대해 임의효과모형을 적용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다.13)
- 19% 만큼 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 중앙정부의 환경 관련 투자를 지속적으로 증대하는 것이 바람직한 것으로 분석되었다. 한편 중앙정부의 환경투자에 따른 규모의 보수는 단기 0.
- 비용의 산출탄력성은 산출 1% 변화가 비용을 몇 퍼센트 변화시키는지를 측정한다. 본 연구에서 가변비용의 산출탄력성은 0.5765이므로 산출 1% 증가는 가변비용을 0.5765% 증가시키고, 장기총비용의 산출탄력성은 0.6549이므로 산출 1% 증가는 장기총비용을 0.6549% 증가시키는 것으로 나타나, 장기총비용이 가변비용보다 더 크게 증가한다. 그리고 비용의 산출탄력성을 활용하여 구한 규모의 보수는 단기 0.
- 단기불균형지수는 단기총비용에서 장기총비용을 뺀 값을 장기총비용으로 나눈 값으로서 생산효율을 측정한다. 본 연구에서 단기불균형지수는 환경투자가 적정수준에 못미침에 따라 생산비효율은 7.19%만큼 증가하는 것으로 나타났다. 이는 중앙정부의 환경투자 부족으로 제조업체의 생산효율이 감소된 것을 반영하는 것이다.
- 본 연구에서는 가변비용의 환경투자 탄력성은 —0.2884이므로 중앙정부의 환경투자 1% 증가는 가변비용을 0.2884% 감소시키는 것을 보여주고 있다.
- 산출의 환경투자 탄력성은 환경투자 1% 변화가 산출을 몇 퍼센트 변화시키는지를 측정한다. 본 연구에서는 산출의 환경투자 탄력성은 0.5165이므로 환경투자 1% 증가는 산출을 0.5165% 증가시킨다.
- 결국 그룹효과검정에서는 고정 효과모형이, 하우스만 검정에서는 임의효과모형이 적합한 것으로 분석되었으나, 후자의 경우에 따라 임의효과모형을 사용하기로 하였다. 브로이쉬‐파간 검정 결과, 트랜스로그 가변 비용함수에는 외견무관회귀모형 적용이 적합한 것으로 나타났다.
- 산출의 (준)고정요소 탄력성을 살펴보면, 중앙정부의 환경투자는 제조업체의 공해방지투자보다 제조업체의 산출증가에 더 크게 기여하는 것으로 분석되었다.
- 노동비용, 재료비용, 환경투자비용은 전반기가 후반기보다더 크게 증가하였으며, 출하액은 후반기가 전반기보다 더 크게 증가하였다. 재료비용은 가장 크게 증가했으며, 출하액은 그 다음으로 크게 증가하였고, 자본비용은 가장 작게 증가하였다.
- 셋째, 제조업체의 공해방지투자와 중앙정부의 환경투자를 비교해 보면, 다음과 같다. 제조업체의 공해방지투자와 중앙정부의 환경투자 모두 충족도, q값, 비용의 산출탄력성, 규모의 보수, 산출의 (준)고정요소 탄력성은 부호가 동일하고, 단지 값의 크기 정도에 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉 규모의 경제를 제외하고, 충족도, q값, 산출의 (준)고정요소 탄력성은 중앙정부의 환경투자가 제조업체의 공해방지투자에 비해 제조업체에 더 큰 기여를 하는 것으로 분석되었다.
- 제조업체의 공해방지투자와 중앙정부의 환경투자 모두 충족도, q값, 비용의 산출탄력성, 규모의 보수, 산출의 (준)고정요소 탄력성은 부호가 동일하고, 단지 값의 크기 정도에 차이가 있는 것으로 나타났다. 즉 규모의 경제를 제외하고, 충족도, q값, 산출의 (준)고정요소 탄력성은 중앙정부의 환경투자가 제조업체의 공해방지투자에 비해 제조업체에 더 큰 기여를 하는 것으로 분석되었다. 그러므로 제조업체의 공해방지투자와 중앙정부의 환경투자는 적정수준에 못미치고 투자여건이 양호하지 못하며 규모의 경제를 가져오고 산출 증가에 기여하고 있다.
- 첫째, 중앙정부의 제조업체 관련 환경투자의 충족도는 72.30%로서 적정수준에 못미치고 있어 7.19%의 생산비효율이 발생하고 있음에도 q값은 0.9572로서 잠재가격이 시장가격보다 작아 투자여건은 양호하지 않은 것으로 분석되었다.
- 만약 이 두 모형 간의 계수 추정 값이 유의하게 다르다면, 특유효과(up)가 독립변수와 상관되어 있다는 것이다. 통계 패키지 Stata Release 5를 활용하여, 검정한 결과, 임의효과모형의 계수 추정 값과 고정효과모형의 계수 추정 값 간에 차이가 없다는 귀무가설은 채택된다. 따라서 가변비용함수에 대해 임의효과모형을 적용하는 것이 적합한 것으로 분석되었다.
- )을 계산하였으며, 그 결과는 <표 3>과 같다. 평균 값을 보면, 재료비몫, 노동비몫, 자본비몫 순으로 크며, 재료비몫은 증가추세이다.
후속연구
- 그러나 중앙정부의 환경투자는 효율적이므로 제조업체의 가변비용을 절감한결과, 환경투자의 부족이 제조업체의 생산비효율을 높이고 있다. 그러므로 제조업체는 공해방지투자를 지속적으로 증대시킴으로써 투자를 효율화하여 가변비용을 절감하여 생산비효율을 극복할 수 있는 방안을 모색해야 할 것이다.
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