본 연구는 1980~2009년 동안 한국의 경제성장과 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이의 인과관계를 분석하였다. 이를 위해 단위근 검정을 실시하였으며 그 결과, 실질 GDP, 제1차 산업, 제조업 그리고 총 전력소비는 1차 차분형태의 안정적인 변수로 나타났다. 그러나 서비스업 전력소비는 2차 차분을 실시했을 때에 안정적인 변수로 나타났다. 공적분 검정을 실시한 결과, 실질 GDP와 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이에는 장기균형 관계가 존재하지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 표준 Granger 인과관계 검정에 의하면, 경제성장이 총 전력소비, 제1차 산업 및 제조업의 전력소비에 영향을 주는 일방향 인과관계가 존재하는 것으로 나타났다. 그러나 서비스업 전력소비는 경제성장과 아무런 인과관계를 발견할 수 없었다. 이러한 인과성은 전력부문의 가격 및 비가격정책 등이 경제성장에 부정적인 영향을 최소화하면서 실행될 수 있음을 의미한다.
본 연구는 1980~2009년 동안 한국의 경제성장과 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이의 인과관계를 분석하였다. 이를 위해 단위근 검정을 실시하였으며 그 결과, 실질 GDP, 제1차 산업, 제조업 그리고 총 전력소비는 1차 차분형태의 안정적인 변수로 나타났다. 그러나 서비스업 전력소비는 2차 차분을 실시했을 때에 안정적인 변수로 나타났다. 공적분 검정을 실시한 결과, 실질 GDP와 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이에는 장기균형 관계가 존재하지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 표준 Granger 인과관계 검정에 의하면, 경제성장이 총 전력소비, 제1차 산업 및 제조업의 전력소비에 영향을 주는 일방향 인과관계가 존재하는 것으로 나타났다. 그러나 서비스업 전력소비는 경제성장과 아무런 인과관계를 발견할 수 없었다. 이러한 인과성은 전력부문의 가격 및 비가격정책 등이 경제성장에 부정적인 영향을 최소화하면서 실행될 수 있음을 의미한다.
The paper examined the relationship between total and sector level electricity consumptions and economic growth in Korea for the period of 1980-2009. The results of unit-roots and cointegration tests show that all variables-real GDP, total, primary, manufacture, and service sector electricity consum...
The paper examined the relationship between total and sector level electricity consumptions and economic growth in Korea for the period of 1980-2009. The results of unit-roots and cointegration tests show that all variables-real GDP, total, primary, manufacture, and service sector electricity consumptions-were not stationary and there were no linear combinations in the long run between electricity consumptions and economic growth. Thus, by using standard Granger-causality test we found that total, primary, and manufacture sector electricity consumptions were Granger-caused by economic growth, not vice versa. This means that causality runs from economic growth to each electricity consumption. However, there is no causal relationship between service sector electricity consumption and economic growth. These results imply that the government policies aimed at reducing electricity consumptions and increasing energy efficiency etc. can be feasible without deterring economic growth in Korea.
The paper examined the relationship between total and sector level electricity consumptions and economic growth in Korea for the period of 1980-2009. The results of unit-roots and cointegration tests show that all variables-real GDP, total, primary, manufacture, and service sector electricity consumptions-were not stationary and there were no linear combinations in the long run between electricity consumptions and economic growth. Thus, by using standard Granger-causality test we found that total, primary, and manufacture sector electricity consumptions were Granger-caused by economic growth, not vice versa. This means that causality runs from economic growth to each electricity consumption. However, there is no causal relationship between service sector electricity consumption and economic growth. These results imply that the government policies aimed at reducing electricity consumptions and increasing energy efficiency etc. can be feasible without deterring economic growth in Korea.
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문제 정의
그러나 기존 논문에서는 산업별 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계를 분석하지 않고 총 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계만 확인하는 한계점이 있다. 따라서 본 논문에서는 보다 최근 자료를 이용하여 총 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계뿐만 아니라 산업별 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계를 검정하는 데 목적이 있다.
따라서 본 연구의 목적은 총 전력소비뿐만 아니라 산업별 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계를 검정하는 데 있다. 다시 말해서, 총 전력소비, 1차 산업, 제조업, 서비스 부문의 전력소비와 실질 GDP 시계열 자료를 사용하여 단위근 검정과 공적분 검정, 그리고 Granger 인과관계 검정을 수행하고 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계 방향을 규명하고자 한다.
본 연구에서는 1980년부터 2009년 동안의 실질 GDP와 전력소비 자료를 가지고 전력소비와 경제성장 사이의 인과성을 검정하여 보았다. 각 산업별 전력소비를 1차 산업부문, 제조업, 그리고 서비스업으로 나었다.
그러나 Granger 인과관계는 엄밀한 논리적 의미에서의 인과성을 의미하기 보다는 변수간 시간적 선행여부 검정을 통해서 한 변수의 다른 변수에 대한 예측가능성을 의미한다. 본 연구에서는 Granger 인과관계 모형의 이러한 한계를 인식하고 모형 내의 예측가능성에 대한 결과를 선행연구에서처럼 약한 의미의 인과성 결과로 해석하고자 한다.
전력 사용의 감축과 효율화가 경제에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 전에, 우선 전력소비와 경제성장 사이의 관련 정도를 파악해 볼 필요가 있다. 뿐만 아니라, 1차 산업, 제조업 그리고 서비스업 부문의 전력소비와 경제성장 사이의 상관관계를 알아보고자 한다.
각 산업별 전력소비를 1차 산업부문, 제조업, 그리고 서비스업으로 나었다. 시계열 자료의 인과관계 검정을 통해서 정부의 전력소비 감축 노력이 경제에 부정적인 영향을 주지 않고서도 실행될 수 있는지를 알아보고자 한 것이다
그러나 두 변수 사이의 상관관계가 밀접하다면 전력소비의 감소는 경제에 부정적인 영향을 줄 가능성이 있다. 인과관계의 방향을 알아보기 전에 1차적으로 전력소비와 경제성장 사이의 관련 정도를 통해 전력소비 감소가 경제성장에 유의미한 영향을 줄 수 있는지를 알아보고자 하는 것이다.
전력 수요관리 프로그램에는 크게 가격기능에 의한 방법과 비가격 기능에 의한 방법이 있는데 가격기능에 의한 방법에는 기본요금 피크 연동제, 시간대별 차등 요금제도 등이 있고, 비가격기능에 의한 방법에는 전력을 감축할 수 있는 기기보급을 통한 방법이 있다. 즉 축냉식 냉방설비 보급, 원격제어에어컨 보급을 통하여 전력소비를 줄일 수 있는 기기를 보급하고자 하는 것이다.
가설 설정
주 : 화살표의 방향은 인과관계의 방향임. Y는 경제성장, Energy는 에너지 소비, Electricity는 전력소비를 나타냄.
첫째는 경제성장과 사람들의 소득 증가가 전력소비에 영향을 미친다는 가설(EC←Y)이고, 둘째는 전력소비는 생산 활동에 필요한 생산요소로 간주될 수 있으므로 전력소비가 경제성장에 영향을 준다는 가설(EC→Y), 셋째로는 두 변수 모두 상호 영향을 주는 피드백 관계가 존재한다는 견해(EC↔Y)와, 넷째로 둘 사이에 아무런 영향도 없다는 가설(EC#Y)이다.
제안 방법
이는 실질 GDP를 종속변수로 하고 총 전력소비와 각 산업의 전력소비를 독립변수로 하여 잔차의 안정성을 검정하는 것으로 만약에 잔차의 안정성이 확보 된다면 경제성장과 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이에 장기균형 관계가 존재함을 의미한다. 역시 상수항과 시간추세항을 포함하여 OLS 방법으로 검정을 수행하였다. 공적분 검정 결과는 <표 5>에 정리되어 있다.
이에 본 논문은 먼저 제II장에서 전력소비와 실질 GDP의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 제III장에서는 가성적 회귀분석 문제의 해결과 인과관계 검정을 위한 모형 설정과 분석방법을 제시하고 제IV장에서는 실증분석 결과를 도출했다.
대상 데이터
우리나라의 각 산업별 전력소비량, 총 전력소비량과 실질 GDP 사이의 상관관계가 <표 2>에 제시되어 있다. 전력소비량은 에너지경제연구원에서 발간하는 연간 산업 부문별 전력소비량 자료를 사용하였다. 1차 산업 부분의 전력소비량은 농림어업과 광업부문의 전력소비량의 합계이고, 제조업 부문의 전력소비량은 식료품, 섬유, 제지인쇄, 석유화학, 요업, 1차 금속, 기계장비, 기타 부문의 전력소비량의 합계이다.
데이터처리
경제성장과 전력소비의 인과관계를 알아보기 전에 본 논문에서 사용된 변수들의 장기균형 관계 여부를 알아보기 위해서 Engle and Granger의 2단계 공적분 검정이 사용되었다. 이는 실질 GDP를 종속변수로 하고 총 전력소비와 각 산업의 전력소비를 독립변수로 하여 잔차의 안정성을 검정하는 것으로 만약에 잔차의 안정성이 확보 된다면 경제성장과 총 전력소비 및 산업별 전력소비 사이에 장기균형 관계가 존재함을 의미한다.
따라서 본 연구의 목적은 총 전력소비뿐만 아니라 산업별 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계를 검정하는 데 있다. 다시 말해서, 총 전력소비, 1차 산업, 제조업, 서비스 부문의 전력소비와 실질 GDP 시계열 자료를 사용하여 단위근 검정과 공적분 검정, 그리고 Granger 인과관계 검정을 수행하고 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계 방향을 규명하고자 한다.
본 연구에서 사용된 실질 GDP와 총 전력소비량 및 1차산업 전력소비량, 제조업 전력소비량, 서비스업 전력소비량에 대해 단위근 검정을 수행한 결과가 <표 4>에 제시되어 있다. 단위근 검정은 ADF와 PP 검정을 사용하였다. 인위적 시차 설정으로 잘못된 결과를 피하기 위해 본 연구의 시차결정은 AIC와 SC 검정을 사용하였다.
둘째, 실질 GDP와 총 전력소비 및 각 산업의 전력소비 사이에는 장기균형 관계가 존재하지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 변수들의 불안정성과 실질 GDP와 전력소비 사이에 안정적인 선형결합 형태가 존재하지 않기 때문에 본 연구에서는 표준 Granger 인과관계 검정을 수행하였다. 셋째, 인과성 검정 결과, 경제성장이 1차 산업, 제조업, 그리고 총 전력소비에 영향을 주는 일방향 인과관계가 존재했다.
이는 경제성장이 총 전력소비와 각 산업별 전력소비에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 본 연구에서 최적 시차는 AIC(Akaike Information Criteria) 또는 SC(Schwartz Criteria) 검정을 통해 선택하였다.
단위근 검정은 ADF와 PP 검정을 사용하였다. 인위적 시차 설정으로 잘못된 결과를 피하기 위해 본 연구의 시차결정은 AIC와 SC 검정을 사용하였다. 한국경제는 과거 1980년대 초의 석유파동과 1997년 외환위기 등과 같은 변화를 겪어왔으므로 에너지소비 행태에도 구조적인 변화(structural change)를 초래했을 가능성 있다.
이론/모형
한국경제는 과거 1980년대 초의 석유파동과 1997년 외환위기 등과 같은 변화를 겪어왔으므로 에너지소비 행태에도 구조적인 변화(structural change)를 초래했을 가능성 있다. 따라서 잔차항 검정을 위한 추정식은 상수항과 시간추세항을 포함하여 OLS 방법을 사용하였다(모수원․김창범, 2003).
시계열 자료의 안정성 여부를 검정하는 방법으로 본 연구에서는 ADF(Augmented Dickey-Fuller, 1979) 검정과 PP(Phillips-Perron, 1988) 검정 방법을 사용한다. 만약, 단위근 검정을 통해 관심변수들이 불안정 변수들로 확인되고 차분을 통하여 안정성을 확보한 후에 모두 동차 적분으로 판정된다면 인과관계검정을 실시할 수 있다.
성능/효과
그러나 실질 GDP와 서비스업의 전력소비 경우에는 ADF 검정 결과 공적분 관계가 존재하는 것으로 나타났지만 PP 검정 결과는 공적분 관계가 존재하지 않는 것으로 나타났다.2) 따라서 실질 GDP와 각 전력소비 사이에는 대체로 장기균형 관계가 존재하지 않는다고 결론 내릴 수 있다.
공적분 검정 결과, 실질 GDP와 1차 산업 전력소비, 제조업 전력소비, 총 전력소비 사이에는 공적분 관계가 존재하지 않았다. 그러나 실질 GDP와 서비스업의 전력소비 경우에는 ADF 검정 결과 공적분 관계가 존재하는 것으로 나타났지만 PP 검정 결과는 공적분 관계가 존재하지 않는 것으로 나타났다.
유승훈·정군오(2004)는 1970년과 2002년 동안의 전력소비와 경제성장 사이의 인과관계를 오차수정모형을 이용하여 검정하였다. 그 결과, 전력소비와 경제성장 사이에는 피드백 관계, 즉 양방향 인과관계가 존재함을 나타냈다. 모수원·김창범(2003)은 경제성장과 에너지소비 사이의 인과관계 모형에 물가지수를 고려하여 1970년부터 2000년까지의 데이터를 가지고 분석하였다.
모수원·김창범(2003)은 경제성장과 에너지소비 사이의 인과관계 모형에 물가지수를 고려하여 1970년부터 2000년까지의 데이터를 가지고 분석하였다. 그 결과에 의하면, 우리나라 경제성장과 에너지소비 사이에는 양방향 인과관계가 있는 것으로 분석되었다. 그러나 에너지소비로 인한 물가상승 압력으로 경제성장에 부정적인 영향을 줄 수 있음을 보였다.
단위근 검정 결과 모든 수준 변수는 불안정 변수로 나타났다. 그러나 1차 차분 형태로 검정하였을 때, 실질 GDP, 1차 산업, 제조업, 총 전력소비는 안정적인 변수로 판정되었다. 서비스업 전력 소비는 2차 차분형태로 실시했을 때 안정적인 변수로 나타났다.
공적분 검정 결과, 실질 GDP와 1차 산업 전력소비, 제조업 전력소비, 총 전력소비 사이에는 공적분 관계가 존재하지 않았다. 그러나 실질 GDP와 서비스업의 전력소비 경우에는 ADF 검정 결과 공적분 관계가 존재하는 것으로 나타났지만 PP 검정 결과는 공적분 관계가 존재하지 않는 것으로 나타났다.2) 따라서 실질 GDP와 각 전력소비 사이에는 대체로 장기균형 관계가 존재하지 않는다고 결론 내릴 수 있다.
다음으로, 실질 GDP가 제조업의 전력소비에 영향을 주지 못한다는 귀무가설은 유의수준 5%에서 기각되지만, 제조업의 전력소비가 실질 GDP에 영향을 주지 못한다는 귀무가설은 기각할 수 없었다.
첫째, 단위근 검정을 시행한 결과 본 논문에서 사용된 실질 GDP와 1차 산업, 제조업, 그리고 총 전력소비는 1차 차분 형태의 안정성을 보였으나, 서비스업 전력소비는 2차 차분했을 때 안정적인 변수로 나타났다. 둘째, 실질 GDP와 총 전력소비 및 각 산업의 전력소비 사이에는 장기균형 관계가 존재하지 않는 것으로 분석되었다. 따라서 변수들의 불안정성과 실질 GDP와 전력소비 사이에 안정적인 선형결합 형태가 존재하지 않기 때문에 본 연구에서는 표준 Granger 인과관계 검정을 수행하였다.
그러나 본 연구의 분석결과에 의하면 우리나라의 총 전력소비는 경제성장의 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 경제성장이 1차 산업과 제조업의 전력소에 영향을 미치나 서비스업의 전력소비와는 독립적인 것으로 분석되었다. 다시 말해서 전력소비의 경제성장에 대한 영향보다는 경제성장이 전력소비에 영향을 주었다는 해석이 가능다.
실질 GDP와 서비스업의 전력소비 사이에는 아무런 인과관계도 존재하지 않아서 두 변수는 서로 독립적임을 나타낸다. 마지막으로, 실질 GDP가 총 전력소비에 영향을 주지 못한다는 귀무가설이 1% 유의수준에서 기각되는 반면에, 총 전력소비가 실질 GDP에 영향을 주지 못한다는 귀무가설은 기각할 수 없었다. 이 역시, 경제성장에서 총 전력소비로의 일방향 인과관계가 존재함을 의미한다.
먼저, 실질 GDP가 1차 산업의 전력소비에 영향을 미치지 못한다는 귀무가설은 유의수준 5% 수준에서 기각되는 반면에 1차 산업의 전력소비는 실질 GDP에 영향을 미치지 못한다는 귀무가설은 기각할 수 없었다. 이는 경제성장에서 1차 산업 전력소비로의 일방향 인과관계가 존재함을 나타낸다.
따라서 변수들의 불안정성과 실질 GDP와 전력소비 사이에 안정적인 선형결합 형태가 존재하지 않기 때문에 본 연구에서는 표준 Granger 인과관계 검정을 수행하였다. 셋째, 인과성 검정 결과, 경제성장이 1차 산업, 제조업, 그리고 총 전력소비에 영향을 주는 일방향 인과관계가 존재했다. 서비스업의 경우 어떠한 인과관계도 발견할 수 없었는데, 서비스업의 전력소비는 경제성장과 어떠한 영향도 주고받지 못하는 것으로 분석되었다.
분석결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 단위근 검정을 시행한 결과 본 논문에서 사용된 실질 GDP와 1차 산업, 제조업, 그리고 총 전력소비는 1차 차분 형태의 안정성을 보였으나, 서비스업 전력소비는 2차 차분했을 때 안정적인 변수로 나타났다. 둘째, 실질 GDP와 총 전력소비 및 각 산업의 전력소비 사이에는 장기균형 관계가 존재하지 않는 것으로 분석되었다.
9930으로 나타났다. 특히, 부국으로 분류된 국가들의 전력 사용량과 경제성장의 관련 정도는 빈국으로 분류된 국가들보다 높으며, 에너지 사용량 보다는 전력 사용량이 경제성장 기여도 측면에서 더 적합함을 분석하였다.
후속연구
그리고 한국경제는 경제발전 과정에서 에너지소비에 구조적인 변화를 겪어왔으므로 이러한 구조변화를 고려한 인과관계 분석을 수행할 필요가 있다. 이러한 인과관계 분석은 추후 연구 과제로 남겨둔다.
한국의 계절적 특성인 하고동저의 기온 분포 때문에 발생하는 전력피크 문제(이학노 외, 2010)와 고질적인 전력 수급 불균형 문제를 해결하기 위해 수요측면에서는 전력소비를 줄이거나 공급측면의 전력 공급 능력 확대를 위한 정책이 고려되고 있다. 이를 위해, 추가 발전소를 건설하고 노후화된 전력계통 시스템을 정비하여 전력 손실을 줄이는 공급측면에서의 방법이 있으나 환경문제와 발전소 설립에 따른 비용 문제를 해결해야 하고 또한 전력계통 시스템 정비를 통한 전력 확보에도 한계가 있다. 따라서 전력 공급을 통한 안정적인 전력 수급 목표 달성에는 제약이 따른다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
전력 수요관리 프로그램 중 가격기능에 의한 방법에는 무엇이 있는가?
수요 측면에서는 전력소비 감축을 통해 안정적인 전력을 확보하고자 하는 노력들이 있다. 전력 수요관리 프로그램에는 크게 가격기능에 의한 방법과 비가격 기능에 의한 방법이 있는데 가격기능에 의한 방법에는 기본요금 피크 연동제, 시간대별 차등 요금제도 등이 있고, 비가격기능에 의한 방법에는 전력을 감축할 수 있는 기기보급을 통한 방법이 있다. 즉 축냉식 냉방설비 보급, 원격제어에어컨 보급을 통하여 전력소비를 줄일 수 있는 기기를 보급하고자 하는 것이다.
전력 수요관리 프로그램 중 비가격 기능에 의한 방법에는 무엇이 있는가?
수요 측면에서는 전력소비 감축을 통해 안정적인 전력을 확보하고자 하는 노력들이 있다. 전력 수요관리 프로그램에는 크게 가격기능에 의한 방법과 비가격 기능에 의한 방법이 있는데 가격기능에 의한 방법에는 기본요금 피크 연동제, 시간대별 차등 요금제도 등이 있고, 비가격기능에 의한 방법에는 전력을 감축할 수 있는 기기보급을 통한 방법이 있다. 즉 축냉식 냉방설비 보급, 원격제어에어컨 보급을 통하여 전력소비를 줄일 수 있는 기기를 보급하고자 하는 것이다.
전력소비를 줄이기 위한 노력 중 기술혁신 측면에서 이루어지고있는 노력은 무엇인가?
전력소비를 줄이기 위한 노력은 기술혁신 측면에서도 이루어지고 있다. 정보통신기술과 전력망을 융합하고 공급자와 수요자간의 양방향 전력소비 정보를 공유하여 에너지 효율을 최적화시키고 전력소비를 줄일 수 있는 스마트 그리드(Smart Grid)가 바로 그것이다. 2009년에 이미 제주도에 통합실증단지를 선정하여 시범운영에 들어갔고 2012년에는 기술 모듈화 및 시범도시 구축사업을 완료하여 2030년에는 최초 국가 단위의 스마트 그리드를 구축할 계획이다.
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