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문제 정의
- 구체적으로 위에서 언급한 계량경제학 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서 어떻게 적용하였는지 살펴보도록 하자. 우선, GDP와 CO2 배출량 간의 내 생성 문제가 존재하는지 여부를 판단해야 하는데 이를 위해 직관적인 방법과 Hausman test를 활용하였다.
- 따라서 본 연구의 목적은 기존 연구에서 고려하지 않았던 계량경제학적 문제들을 고려하여 EKC 가설을 확인하고, 두 변수의 명확한 관계 속에서 에너지 부문 특히 에너지믹스가 온실가스 배출량에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본연구는 논란이 되고 있는 CO2 배출량과 경제성장과의 관계를 보다 명확히 해줄 뿐만 아니라, 경제성장이 CO2 배출량에 미치는 영향을 제외하고 국내 및 해외의 많은 기존연구들이 소홀히 다루어 온 온실가스 배출량에 영향을 미치는 다른 요소를 발견하는 데 크게 기여할 것이다.
- 게다가 에너지 연소에 의한 온실가스 배출은 대부분이 CO2 배출이다. 따라서 에너지 소비와 경제성장 및 온실가스 배출 간의 관계에 대한 고려는 본 연구의 실증분석을 보다 의미 있게 하는 출발점이다.
- 본 연구에서는 위와 같은 내생성 문제를 약화시킴과 동시에 경제성장에 대한 불편 추정량을 추정하기 위하여 기존 문헌에서 활용하지 않은 도구변수(instrument variable)를 활용한 회귀분석을 시도하였으며 이를 통해 에너지믹스 변수를 고려하지 않은 기존 실증분석의 문제점을 제기하였다. 사용된 도구변수들은 총통화(M2)5)와 연령 의존성 비율6)이다.
- 지금까지 우리나라의 CO2 배출량과 경제성장 그리고 에너지믹스의 연관관계에 대한 분석을 살펴보았다. 데이터의 시계열이 짧음에도 불구하고 우리는 몇 가지 상당히 의미 있는 연구 결과들을 도출하였다.
가설 설정
- 주 : 1) 1인당 GDP, 1인당 에너지 소비량, 1인당 배출량은 모두 로그값을 취했음.
- 는 백색잡음(white noise)으로 아래와 같이 가정한다. 즉, 평균은 0이고 i.i.d를 가정한다.
제안 방법
- 배출량 및 총에너지 소비만을 고려할 경우 계량경제학적 방법론을 활용하더라도 계수값에 대한 불편추정량을 검증하는 데에는 한계가 있음을 지적하고 있다. EKC 가설을 검증하기 위하여 CO2 배출량의 변화를 GDP와 총에너지 소비만을 고려할 경우 CO2 배출량에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 에너지믹스 변수들을 생략함으로써 GDP와 CO2 배출량 간의 진실된 관계를 왜곡할 수 있다는 것이다. 따라서 EKC 가설을 명확히 검증하기 위해서는 우선 내생성 여부를 판단하여 내생성이 존재할 경우 적절한 도구변수를 활용하여 내생성을 제거한 후, 기존에 고려된 변수들뿐만 아니라 에너지믹스와 관련한 변수들(최종 에너지원별 소비 비중과 최종에너지 부문별 소비 비중)까지 고려하여 회귀분석을 실행해야만 EKC 가설의 명확한 검증이다.
- 따라서 이를 유럽의 국가별 패널데이터를 활용하여 EKC 가설을 검증한 Marrero (2010)의 연구 결과와 비교해 보았을 때, 에너지 소비, 에너지믹스 등을 고려한 Marrero (2010)의 연구에서는 EKC 가설이 확인되지 않는 반면, 우리나라의 경우에서는 에너지 부문의 요인을 고려하였을 때, EKC 가설이 뚜렷이 확인되었다는 점에서 차이가 있다. Marrero (2010)의 연구가 패널데이터를 활용하였다는 점에서는 한 국가만을 활용한 본 연구에 비해 통계적 우위에 있을 수 있으나, 본 연구는 EKC 가설을 검증하는 과정에서 내포된 내생성, 다중공선성 및 중요 변수의 생략과 같은 계량경제학적 문제들을 체계적으로 측정하고 해결하면서 우리나라에서 EKC 가설을 확인하였다. 이는 EKC 가설을 명확히 검증하였다는 것뿐만 아니라 향후 EKC 가설과 관련된 연구 방법에 대한 기본적인 틀을 제공하고 있다.
- 본 연구에서는 우리나라를 대상으로 온실가스배출, 에너지, 경제성장에 대한 상관관계를 종합적으로 분석하기 위하여 다양한 계량경제학적 분석 방법과 에너지 소비 및 믹스 변수를 활용하였다. 각 변수들간의 상호 연관관계를 다양한 분석 방법을 사용함으로써 가장 설명력이 높은 모형을 판별하였으며, 우리나라에 대한 분석 결과와 Marrero(2010)의 분석 결과를 상호 비교하여 유럽과 우리나라의 에너지, 온실가스 배출, 에너지믹스 사이에 어떠한 구조적인 차이점이 있는지를 밝혀내었다.
- <표 5>는 다중공선성 및 내생성 문제뿐만 아니라 시계열(time series)에 존재하는 문화적 또는 시대적 흐름과 같은 비관찰적인 요소(omitted variables)를 고려하기 위하여 차분방정식을 고려하였다.10) <표 5>의 안정된 시계열을 통한 회귀분석 결과는 <표 4>에서와 같이 모든 회귀방정식에서 EKC 가설이 통계적으로 확인되었다.
- 배출량, GDP 에너지 소비량이 모두 단위근을 가지고 있기 때문에 시계열을 안정화하기 위하여 Log 차분 방정식을 이용하기로 하였다. 따라서 본 분석모형은 각 로그변수를 차분하여 시계열을 안정화한 후 상호 연관관계를 분석하였다. 식 (2)는 본 연구에서 활용한 로그차분 시계열분석 모형이다.
- 특히 1인당 GDP와 1인당 에너지 소비의 추세는 비록 표본의 수가 많이 부족하더라도 상당히 높은 상관관계를 보이는 것을 알 수 있다. 따라서 실증분석에서 다중공선성의 문제가 발생할 수 있으며, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 모형에서 이 두 변수의 대리변수를 사용하여 이러한 문제점을 해결하였다.
- 본 연구에서는 에너지 소비량은 CO2 배출량과 관련된 가장 중요한 변수이기도 하지만 GDP와 밀접한 관계를 맺고 있기 때문에 다른 변수와의 관계를 왜곡시킬 수 있는 높은 가능성을 가지며, 다중공선성으로 인한 회귀 결과의 왜곡은 독립 변수들에 총에너지 소비량 변수의 포함 여부에 따라 <표 3>의 일관성 없는 회귀분석 결과를 통해 쉽게 확인될 수 있다. 따라서 에너지 소비량을 회귀방정식의 독립변수에서 제외하거나 에너지 소비량과 GDP의 일정한 선형관계를 가정하여 CO2 배출량의 중요한 요소인 에너지 소비량을 포함시키면서 GDP와 에너지 소비량 간의 다중공선성을 해결하도록 하였다.
- 실증분석의 개선된 점을 확인하기 위하여 우선 1인당 에너지 소비와 에너지 관련 변수들을 포함한 기존의 회귀분석을 실행하여 문제점을 확인하고, 문제점을 개선하기 위하여 1인당 GDP와 1인당 에너지 소비 간의 선형관계를 고려한 새로운 변수를 생성한 후 같은 회귀분석을 실행하였다. 또한 1인당 CO2 배출량과 1인당 GDP 간의 내생성 문제를 해결하기 위하여 도구변수를 활용한 1차 회귀방정식을 통해 1인당 GDP에 대한 새로운 변수를 추정하여 2차 회귀방정식을 실행하였으며, 시간 및 다양한 비관찰요소(unobserved factor)들을 배제하기 위하여 차분 방정식을 활용한 회귀분석을 통해 EKC 가설과 경제성장 이외의 에너지믹스의 변화가 1인당 CO2 배출량에 미치는 효과에 대한 일관된 결과를 도출하는지 여부를 분석하였다.
- 본 논문의 기여는 첫째, EKC 가설을 검증함에 있어 기존 연구의 계량경제학적 방법론에 대한 문제점을 제시하였다는 것과 둘째, 기존 연구에서 생략된 에너지믹스 변수들을 활용하여 본 연구에서 제기된 계량경제학적 문제점을 검증한 후 경제성장과 CO2 배출량 간의 역 U자형 관계인 EKC 가설을 확인하였다는 것이다.
- 본 연구는 1981년∼2008년까지 우리나라의 온실가스배출량, 에너지 관련 변수들과 경제 수준을 대표하는 변수를 활용하였다.
- 본 연구는 온실가스 배출 중에서도 이산화탄소(CO2)에 초점을 맞추어 분석하였다. 이는 우리나라의 온실가스 배출에 대한 데이터가 1990년부터 가능한 데 반해 이산화탄소에 대한 데이터는 그 이전부터 가능할 뿐만 아니라 온실가스의 대리변수(proxy variable)로서 이산화탄소를 사용하여도 연구의 일반적인 결론을 왜곡하지 않을 것으로 판단하였기 때문이다.
- 본 연구에서는 우리나라를 대상으로 온실가스배출, 에너지, 경제성장에 대한 상관관계를 종합적으로 분석하기 위하여 다양한 계량경제학적 분석 방법과 에너지 소비 및 믹스 변수를 활용하였다. 각 변수들간의 상호 연관관계를 다양한 분석 방법을 사용함으로써 가장 설명력이 높은 모형을 판별하였으며, 우리나라에 대한 분석 결과와 Marrero(2010)의 분석 결과를 상호 비교하여 유럽과 우리나라의 에너지, 온실가스 배출, 에너지믹스 사이에 어떠한 구조적인 차이점이 있는지를 밝혀내었다.
- 본 연구의 분석모형은 기존의 분석모형에 비하여 계량경제학의 두 가지 측면에서 개선을 시도하였다. 첫 번째는 독립변수를 구성하는 1인당 GDP와 1인당 에너지 소비 사이의 다중공선성(multicollinearity)에 의하여 발생하는 EKC 가설에 대한 불명확성을 불식시켰으며, 둘째는 도구변수를 활용하여 1인당 GDP와 1인당 CO2 배출량 사이에 존재하는 내생성(endogeneity) 문제를 해결하려고 시도하였다.
- 즉, 일부 모형에서 통계적인 유의성을 확보하지 못하였다. 이는 변수에서 제외된 석탄이 온실가스 증가에 기여한 것으로 해석할 수 있으며 부가적인 회귀분석을 통해서 이를 확인하였다. 대표적인 온실가스 감축 에너지원인 신재생에너지의 효과가 예상과는 다르게 통계적인 유의성을 골고루 확보하지 못한 것은 우리나라 신재생에너지에 대한 비중이 너무 작고 미미했기 때문인 것으로 분석된다.
- 즉, CO2 배출량, 에너지, GDP 등의 변수는 상호간에 영향을 미침으로써 어떤 변수가 일방향으로 영향을 미쳤다고 보기에는 힘들다. 이를 해결하기 위해서 본 연구에서는 회귀방정식의 내생성이 존재하는지 여부를 통계적으로 검증한 후 내생성이 존재할 경우 도구변수3)를 사용하여 내생성 문제를 해결하도록 하였다. 내생성의 문제를 해결하기 위해서 VAR나 VECM 방법론을 사용할 경우 그 방향성은 분석에 의해서 도출할 수 있으나 우리가 궁극적으로 관심을 가진 환경쿠즈네츠가설을 검증함에 있어서는 그 계수값에 대한 확신을 가질 수 없다.
- 본 연구의 분석모형은 기존의 분석모형에 비하여 계량경제학의 두 가지 측면에서 개선을 시도하였다. 첫 번째는 독립변수를 구성하는 1인당 GDP와 1인당 에너지 소비 사이의 다중공선성(multicollinearity)에 의하여 발생하는 EKC 가설에 대한 불명확성을 불식시켰으며, 둘째는 도구변수를 활용하여 1인당 GDP와 1인당 CO2 배출량 사이에 존재하는 내생성(endogeneity) 문제를 해결하려고 시도하였다. 이와 같은 계량경제학 측면의 개선은 경제성장과 CO2 배출량 사이에 역 U자형의 관계가 있다는 EKC 가설의 사실 여부를 명확히 해줄 수 있으며, 경제성장을 제외한 CO2 배출량에 영향을 주는 다른 요소들의 효과(최종 에너지원별 소비비중과 최종에너지 부문별 소비비중)를 정확하게 추정할 수 있게 해준다.
대상 데이터
- 따라서 본 연구를 위한 충분한 시계열을 확보하기 위해서 분석대상을 이산화탄소(CO2)로 한정하였으며, 이는 에너지 소비 및 믹스와의 종합적인 분석을 위한 연구범위를 1981년∼2008년까지 28년으로 확장할 수 있게 해주었다.
- 본 연구 분석모형의 시계열은 1981년∼2008년까지 28년을 분석대상으로 하였다.
- 본 연구에서는 이러한 우리나라의 온실가스 배출량 중 에너지 연소에 의한 온실가스 배출량을 대상으로 한다. 에너지 연소에 의한 온실가스 배출량이 전체배출량의 84.
- 본 연구에서는 위와 같은 내생성 문제를 약화시킴과 동시에 경제성장에 대한 불편 추정량을 추정하기 위하여 기존 문헌에서 활용하지 않은 도구변수(instrument variable)를 활용한 회귀분석을 시도하였으며 이를 통해 에너지믹스 변수를 고려하지 않은 기존 실증분석의 문제점을 제기하였다. 사용된 도구변수들은 총통화(M2)5)와 연령 의존성 비율6)이다. 이들 두 변수들은 GDP에 대한 도구들로써 합리적이고 신뢰할 만하다고 판단된다.
데이터처리
- 실증분석의 개선된 점을 확인하기 위하여 우선 1인당 에너지 소비와 에너지 관련 변수들을 포함한 기존의 회귀분석을 실행하여 문제점을 확인하고, 문제점을 개선하기 위하여 1인당 GDP와 1인당 에너지 소비 간의 선형관계를 고려한 새로운 변수를 생성한 후 같은 회귀분석을 실행하였다. 또한 1인당 CO2 배출량과 1인당 GDP 간의 내생성 문제를 해결하기 위하여 도구변수를 활용한 1차 회귀방정식을 통해 1인당 GDP에 대한 새로운 변수를 추정하여 2차 회귀방정식을 실행하였으며, 시간 및 다양한 비관찰요소(unobserved factor)들을 배제하기 위하여 차분 방정식을 활용한 회귀분석을 통해 EKC 가설과 경제성장 이외의 에너지믹스의 변화가 1인당 CO2 배출량에 미치는 효과에 대한 일관된 결과를 도출하는지 여부를 분석하였다.
- 우선 EKC 가설을 검증해온 기존 연구와 마찬가지로 에너지믹스 변수들의 고려 없이 회귀방정식을 실행하여 의 결과를 얻었다.
이론/모형
- 본 연구에서 사용한 1인당 CO2 배출량과 에너지 소비량은 World Bank의World Economic Indicators를 활용하였다. 1인당 실질 GDP는 한국은행의 1인당 명목 GDP(달러)를 한국은행의 소비자 물가지수(2005＝1)로 나누어서 구하였으며, 최종 에너지원별 소비 비중과 최종에너지 부문별 소비 비중은 에너지경제연구원의 「에너지통계연보」 각 연호에서 가져왔다.
- 시계열분석을 통한 차분 방정식의 경우에는 CO2 배출량, GDP 에너지 소비량이 모두 단위근을 가지고 있기 때문에 시계열을 안정화하기 위하여 Log 차분 방정식을 이용하기로 하였다. 따라서 본 분석모형은 각 로그변수를 차분하여 시계열을 안정화한 후 상호 연관관계를 분석하였다.
- 구체적으로 위에서 언급한 계량경제학 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서 어떻게 적용하였는지 살펴보도록 하자. 우선, GDP와 CO2 배출량 간의 내 생성 문제가 존재하는지 여부를 판단해야 하는데 이를 위해 직관적인 방법과 Hausman test를 활용하였다. 두 변수의 내생성에 대한 직관적인 판단을 다음과 같은 예를 통해 고려할 수 있다.
성능/효과
- 2) 1인당 GDP, 1인당 에너지 소비량, 1인당 배출량은 모두 로그값을 취했음.
- 2) 도구변수(인구 관련 변수만 활용)의 적절성과 내생성에 대한 검증에서 첫 번째는 GDP와 관련된 결과이며, 두 번째는 GDP 제곱에 관련한 결과임.
- 이는 분석을 위한 충분한 데이터 부족과 에너지 부문이 CO2 배출에 미치는 영향의 중요성을 간과하였기 때문이다.2) 해외연구의 사례에서와 같이 에너지 부문의 에너지믹스는 배출량에 영향을 줄 수 있는 또 하나의 요소가 될 수 있다. 따라서 EKC 가설을 검증함에 있어서도 에너지믹스를 종합적으로 고려하여 분석하는 것이 바람직하다.
- 4) 도구변수의 적절성과 내생성에 대한 검증에서 첫 번째는 GDP와 관련된 결과이며, 두 번째는 GDP 제곱에 관련한 결과임.
- 이러한 원자력비중, 석유비중, 가스비중의 결과를 종합해 볼 때 본 회귀식에서 제외한 변수인 석탄비중의 계수값이 양(＋)의 값을 나타낼 것이라고 추정할 수 있다.8) 즉, 온실가스 배출계수가 큰 석탄은 배출량 증가에 기여했다고 판단된다. 또한 부문별 에너지 수요와 배출량 간의 관계에서는 가정·상업 부문과 수송부문의 비중이 커질수록 배출량이 증가하는 것으로 나타났으며, 식 (1)과 식 (3)에서 가정·상업 부문과 수송부문은 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
- 9) 의 결과를 종합해 보면, 분명한 사실은 원자력에너지가 온실가스 감축에 기여하였다는 것이다.
- 그 외에도 여전히 부문별 에너지 소비는 가정·상업, 수송 부문의 비중 증가가 공공부문에 비해 CO2 배출량 증가에 기여하는 것으로 나타났으며, 식 (2)를 제외하고는 95%의 신뢰구간에서 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
- <표 3>의 식 (2)는 회귀방정식 내의 내생성 문제를 해결하기 위해 적절한 도구변수를 활용하여 추정된 결과이다. 내생성 문제를 해결하였을 때, 우리나라에서 경제성장과 CO2 배출량 간의 역 U자형 관계는 존재하지 않는 것으로 나타났다. 또한, EKC 가설을 검증함에 있어 중요한 변수로 고려되고 있는 총에너지 소비를 추가한 식 (3)의 결과에서도 EKC 가설은 성립되지 않았다.
- CO2 배출량의 증가는 환경오염에 의한 부(－)의 외부효과로서 경제발전을 저해할 수 있다는 것이다. 다시 말하면, GDP 증가에 의한 경제성장은 CO2 배출량을 증가시키고, 동시에 CO2 배출량의 증가는 사람들의 건강을 해침으로써 GDP를 감소시킨다는 경제성장과 환경오염의 역방향 인과관계(reverse causality)를 의미하고, 또 한편으로 경제성장과 환경오염의 증가는 거의 동시에 발생한다는 것이다.
- 두 번째는 CO2 배출량은 다른 일반 환경변수와는 달리 에너지 사용량에 대부분 의존한다는 것이다. 따라서 경제발전단계보다는 국내 에너지믹스와 연관관계가 높다는 것이다.
- 따라서 EKC 가설을 검증함에 있어서도 에너지믹스를 종합적으로 고려하여 분석하는 것이 바람직하다. 둘째, CO2 배출량과 경제성장 간의 관계를 설명하는 EKC 가설을 확인하기 위한 분석에서 두 변수간의 내생성 문제와 에너지 소비를 독립변수로 고려시 에너지 소비와 경제성장 간에 발생하는 다중공선성(multicollinearity) 문제를 고려하지 않은 계량분석은 두 변수의 명확한 관계를 확인할 수 없게 한다는 것이다. 따라서 위에서 언급한 계량경제학적 문제들을 종합적으로 고려하였을 때, EKC 가설의 명확한 확인이 가능하며, 명확한 CO2 배출량과 경제성장과의 관계 속에서 다른 요소들을 고려해야만 CO2 배출량에 영향을 미치는 다른 요인을 발견할 수 있다.
- 둘째, 우리는 에너지원 믹스와 부문별 에너지 소비가 CO2 배출량 감축에 경제성장과 더불어 중요한 요소라는 것을 발견하였다. 에너지믹스를 보면 지금까지 우리나라의 CO2 배출량 감소에 가장 큰 영향력을 끼친 에너지원은 원자력인 것으로 나타났다.
- 둘째, CO2 배출량과 경제성장 간의 관계를 설명하는 EKC 가설을 확인하기 위한 분석에서 두 변수간의 내생성 문제와 에너지 소비를 독립변수로 고려시 에너지 소비와 경제성장 간에 발생하는 다중공선성(multicollinearity) 문제를 고려하지 않은 계량분석은 두 변수의 명확한 관계를 확인할 수 없게 한다는 것이다. 따라서 위에서 언급한 계량경제학적 문제들을 종합적으로 고려하였을 때, EKC 가설의 명확한 확인이 가능하며, 명확한 CO2 배출량과 경제성장과의 관계 속에서 다른 요소들을 고려해야만 CO2 배출량에 영향을 미치는 다른 요인을 발견할 수 있다.
- 하지만 앞에서 언급했듯이 GDP와 CO2 배출량 간에서 내생성 문제가 있을 수 있기 때문에 경제성장을 나타내는 두 변수들의 계수가 불편추정량이라고 확정지을 수가 없다. 따라서 회귀방정식 내에서 내생성 여부를 판단하기 위해 적절한 도구변수를 활용하여 Hausman test를 실행하였을 때 내생성이 존재하는 것으로 나타났다. <표 3>의 식 (2)는 회귀방정식 내의 내생성 문제를 해결하기 위해 적절한 도구변수를 활용하여 추정된 결과이다.
- 또한 부문별 에너지 수요와 배출량 간의 관계에서는 가정·상업 부문과 수송부문의 비중이 커질수록 배출량이 증가하는 것으로 나타났으며, 식 (1)과 식 (3)에서 가정·상업 부문과 수송부문은 통계적으로 유의한 것으로 나타났다.
- 에너지믹스를 보면 지금까지 우리나라의 CO2 배출량 감소에 가장 큰 영향력을 끼친 에너지원은 원자력인 것으로 나타났다. 모든 회귀모형에서 원자력이 CO2 배출량 감축에 가장 큰 역할을 하고 있으며, 통계적으로도 모두 1% 수준에서 유의한 것으로 나타났다. 최종에너지원별 믹스를 고려한 모형들에서는 석유, 가스, 신재생에너지에 대한 계수값이 일부 음(－)으로 나타나 온실가스 감축에 기여한 것으로 나타났지만 모형에 따라서 결과의 일관성이 약한 편이다.
- 본 연구에서는 에너지 소비량은 CO2 배출량과 관련된 가장 중요한 변수이기도 하지만 GDP와 밀접한 관계를 맺고 있기 때문에 다른 변수와의 관계를 왜곡시킬 수 있는 높은 가능성을 가지며, 다중공선성으로 인한 회귀 결과의 왜곡은 독립 변수들에 총에너지 소비량 변수의 포함 여부에 따라 의 일관성 없는 회귀분석 결과를 통해 쉽게 확인될 수 있다.
- 부문별 에너지 수요 패턴의 차이에서는 수송용에서 통계적 유의성이 감소하기는 하였으나, 여전히 유의한 결과가 도출된 반면 산업용과 가정·상업용 부문은 배출량 감축과는 통계적으로 큰 영향이 없는 것으로 나타났다.
- 54이다. 석유, 가스, 원자력, 신재생에너지에 대한 값은 비중을 사용하였으며, 평균은 석유비중이 52.4%로 가장 높은 값을 나타내고 있다. 수요 부문별 비중은 산업용의 평균값이 51.
- 셋째, 우리나라의 최종에너지 부문별 소비를 보면, 산업용 수요와 가정용 수요, 그리고 수송부문의 계수값이 양(＋)을 나타내고 있지만 일부 회귀모형에서 수송용 부문을 제외하고 통계적으로 유의한 수준은 아니다. 즉, 에너지 소비부문별로는 수송부문을 제외하고는 CO2 감축과 별로 큰 연관관계는 보이고 있지 않다.
- 에너지믹스 변수들을 고려한 후 기존의 회귀방정식과 마찬가지로 도구변수를 설정하여 내생성을 검증한 결과 내생성이 없는 것으로 나타났으며, 회귀방정식의 결과는 의 식 (1)과 같이 GDP와 CO2 배출량 간의 역 U자형의 관계가 분명하게 존재하고 있음을 보여주고 있다.
- 배출량 감축에 경제성장과 더불어 중요한 요소라는 것을 발견하였다. 에너지믹스를 보면 지금까지 우리나라의 CO2 배출량 감소에 가장 큰 영향력을 끼친 에너지원은 원자력인 것으로 나타났다. 모든 회귀모형에서 원자력이 CO2 배출량 감축에 가장 큰 역할을 하고 있으며, 통계적으로도 모두 1% 수준에서 유의한 것으로 나타났다.
- 이광훈(2010)은 우리나라 전국을 5개 광역 경제권으로 구분하여, 권역별로 이산화탄소 배출량에 대한 EKC를 추정·비교하였다. 이 분석에 의하면 5개 권역 모두에서 CO2 배출에 대한 EKC의 존재를 상당히 일관되게 확인하였다. 이광훈·이춘화(2009)는 수도권 서울·인천·경기 3개 지역의 이산화탄소 배출에 대한 EKC 가설을 검증하였으며, SUR 모형을 통해 EKC의 존재를 확인하였다.
- 하지만 이러한 결과는 우리나라에서 가스의 사용비중이 증가하고 보다 보급이 활성화된다면 향후에는 통계적으로 저탄소에 기여할 것으로 판단된다. 이러한 원자력비중, 석유비중, 가스비중의 결과를 종합해 볼 때 본 회귀식에서 제외한 변수인 석탄비중의 계수값이 양(＋)의 값을 나타낼 것이라고 추정할 수 있다.8) 즉, 온실가스 배출계수가 큰 석탄은 배출량 증가에 기여했다고 판단된다.
- 이상에서와 같이 우리나라에서 에너지믹스를 종합적으로 고려하여 EKC 가설을 검증해 보았을 때, EKC 가설이 뚜렷이 확인되고 있는 것으로 판단되며, 이러한 결과는 경제성장만을 고려하여 EKC 가설을 검증할 때 논란이 되는 문제를 에너지믹스를 고려함으로써 많은 부분이 해결될 수 있음을 보여주고 있다. 위의 회귀 결과들에 따르면 우리나라의 경제발전단계를 고려하였을 때 우리나라는 역 U자형의 하향곡선을 그리고 있다는 것을 의미한다.
- 주 : 1) 사용된 모든 변수는 차분되었으며, 모든 변수들은 안정적인 시계열임을 확인함.
- 우선 EKC 가설을 검증해온 기존 연구와 마찬가지로 에너지믹스 변수들의 고려 없이 회귀방정식을 실행하여 <표 3>의 결과를 얻었다. 첫 번째 회귀 결과의 GDP와 GDP 제곱의 계수를 살펴보면 우리나라에서 EKC 가설이 성립함을 알 수 있다. 하지만 앞에서 언급했듯이 GDP와 CO2 배출량 간에서 내생성 문제가 있을 수 있기 때문에 경제성장을 나타내는 두 변수들의 계수가 불편추정량이라고 확정지을 수가 없다.
- 첫째, 비록 모형의 한계를 고려하더라도 본 연구에서는 경제성장과 CO2 배출량의 관계가 역 U자형이라는 EKC 가설을 명확히 확인할 수 있었다. GDP와 CO2 배출량 간의 관계를 명확히 확인하기 위한 단계에서 항상 장벽으로 존재하는 계량경제학적인 문제인 다중공선성과 내생성 문제에 대하여 변수들간의 선형관계와 도구변수 추정을 통해 계량경제학적 문제들을 해결하기 위한 시도를 통하여 확인된 EKC 가설의 검증은 상당히 의미 있다고 판단된다.
- 배출량 감축에 관한 우리나라 연구들의 문제점들은 크게 두 가지로 나누어 볼 수 있다. 첫째는 CO2 배출량의 결정요소로서 경제성장 외에 다른 요소에 대한 고려가 거의 없었다는 것이다. 특히 지금까지 살펴본 대로 우리나라의 경우 온실가스 배출과 경제성장과의 관계를 분석한 연구는 다수 존재하지만, 에너지 변수를 종합적으로 고려하여 상관관계를 분석한 연구는 아직 없다.
- 모든 회귀모형에서 원자력이 CO2 배출량 감축에 가장 큰 역할을 하고 있으며, 통계적으로도 모두 1% 수준에서 유의한 것으로 나타났다. 최종에너지원별 믹스를 고려한 모형들에서는 석유, 가스, 신재생에너지에 대한 계수값이 일부 음(－)으로 나타나 온실가스 감축에 기여한 것으로 나타났지만 모형에 따라서 결과의 일관성이 약한 편이다. 즉, 일부 모형에서 통계적인 유의성을 확보하지 못하였다.
후속연구
- 특히 향후 충분한 시계열이 확보된다면 구조적인 변화가 있었던 부분기간(sub-periods)을 뽑아내서 이 기간을 전후로 이와 동일한 결과를 얻을 수 있는지, 즉 검증하는 것도 또 하나의 중요한 연구주제가 될 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 우리나라뿐만 아니라 우리나라와 연관관계를 가지고 있는 여러 나라, 즉 일본, 중국, 미국 등을 포함한 패널데이터를 구축하여 경제성장뿐만 아니라 에너지 부문이 CO2 배출량의 중요한 변수라는 것을 다시 한 번 확인하고 여러 국가들을 경제발전단계에 따라 나누어 분석하여 확고히 EKC 가설을 검증하는 것은 추후 과제로 남겨두기로 한다.
- GDP와 CO2 배출량 간의 관계를 명확히 확인하기 위한 단계에서 항상 장벽으로 존재하는 계량경제학적인 문제인 다중공선성과 내생성 문제에 대하여 변수들간의 선형관계와 도구변수 추정을 통해 계량경제학적 문제들을 해결하기 위한 시도를 통하여 확인된 EKC 가설의 검증은 상당히 의미 있다고 판단된다. 다만, 우리나라만을 대상으로 한 연구이기 때문에 우리나라의 경제발전단계를 고려한 결과의 해석은 향후 다양한 경제발전단계에 위치한 여러 나라들에 대한 패널분석 및 국가별 비교분석이 필요함을 인식하게 해주었다.
- 본 연구는 우리나라의 에너지 통계가 체계적으로 구축된 것은 1980년 이후이기 때문에 실증분석에 사용된 시계열이 28년으로 계량분석을 하기에는 다소 부족한 점이 있다. 따라서 시계열이 지속적으로 축적된 이후 본 연구에서와 같은 분석은 계속 지속되어야 할 것이다. 특히 향후 충분한 시계열이 확보된다면 구조적인 변화가 있었던 부분기간(sub-periods)을 뽑아내서 이 기간을 전후로 이와 동일한 결과를 얻을 수 있는지, 즉 검증하는 것도 또 하나의 중요한 연구주제가 될 수 있을 것으로 판단된다.
- 본 연구는 EKC 가설 성립 여부를 분석할 때 경제성장과 CO2 배출량 및 총에너지 소비만을 고려할 경우 계량경제학적 방법론을 활용하더라도 계수값에 대한 불편추정량을 검증하는 데에는 한계가 있음을 지적하고 있다. EKC 가설을 검증하기 위하여 CO2 배출량의 변화를 GDP와 총에너지 소비만을 고려할 경우 CO2 배출량에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되는 에너지믹스 변수들을 생략함으로써 GDP와 CO2 배출량 간의 진실된 관계를 왜곡할 수 있다는 것이다.
- 따라서 본 연구의 목적은 기존 연구에서 고려하지 않았던 계량경제학적 문제들을 고려하여 EKC 가설을 확인하고, 두 변수의 명확한 관계 속에서 에너지 부문 특히 에너지믹스가 온실가스 배출량에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 본연구는 논란이 되고 있는 CO2 배출량과 경제성장과의 관계를 보다 명확히 해줄 뿐만 아니라, 경제성장이 CO2 배출량에 미치는 영향을 제외하고 국내 및 해외의 많은 기존연구들이 소홀히 다루어 온 온실가스 배출량에 영향을 미치는 다른 요소를 발견하는 데 크게 기여할 것이다.
- 본 연구 분석모형의 시계열은 1981년∼2008년까지 28년을 분석대상으로 하였다. 우리나라 데이터를 활용한 최초의 분석이며, 경제성장 이외에 에너지 부문의 다양한 변수들을 고려하였기 때문에 경제학적으로 의미 있는 결과를 도출할 수 있을 것으로 사료된다.
- 대표적인 온실가스 감축 에너지원인 신재생에너지의 효과가 예상과는 다르게 통계적인 유의성을 골고루 확보하지 못한 것은 우리나라 신재생에너지에 대한 비중이 너무 작고 미미했기 때문인 것으로 분석된다. 우리나라보다 신재생에너지의 비중이 큰 선진국들의 연구 결과를 바탕으로 판단할 때 향후 신재생에너지 비중의 확대는 신재생에너지의 온실가스 감축에 미치는 효과를 증가시킬 것으로 예상된다.
- 또한 연령 의존성 비율의 경우, 전체인구 중 높은 노인인구의 비중은 낮은 경제 수준과 성장률을 기록하도록 영향을 미치지만, CO2 배출과는 거의 관련이 없다. 이러한 도구변수를 활용한 방법은 CO2 배출량에 대해 경제성장과 총에너지 소비 그리고 에너지믹스가 미치는 영향을 올바르게 밝혀낼 것이다.
- 따라서 기후변화에 대응한 온실가스 감축 정책을 효율적으로 이행하기 위해서는 지속가능한 경제 발전을 도모해야 함과 동시에 국내 에너지믹스에 대한 정책이 중요하다. 이를 위해 원자력에너지 및 신재생에너지에 대한 보급 및 확산 정책을 통해 CO2 배출량의 효과적인 감축성과를 향상시킬 수 있을 것이다.
- 따라서 시계열이 지속적으로 축적된 이후 본 연구에서와 같은 분석은 계속 지속되어야 할 것이다. 특히 향후 충분한 시계열이 확보된다면 구조적인 변화가 있었던 부분기간(sub-periods)을 뽑아내서 이 기간을 전후로 이와 동일한 결과를 얻을 수 있는지, 즉 검증하는 것도 또 하나의 중요한 연구주제가 될 수 있을 것으로 판단된다. 그리고 우리나라뿐만 아니라 우리나라와 연관관계를 가지고 있는 여러 나라, 즉 일본, 중국, 미국 등을 포함한 패널데이터를 구축하여 경제성장뿐만 아니라 에너지 부문이 CO2 배출량의 중요한 변수라는 것을 다시 한 번 확인하고 여러 국가들을 경제발전단계에 따라 나누어 분석하여 확고히 EKC 가설을 검증하는 것은 추후 과제로 남겨두기로 한다.
- 비록 석유보다는 가스가 온실가스 배출계수가 낮아 저탄소에 기여하는 것으로 알려져 있지만 국내의 경우에는 가스의 비중이 그리 높지 않아 통계적으로 저탄소에 기여한 것으로 나타나지는 않았다. 하지만 이러한 결과는 우리나라에서 가스의 사용비중이 증가하고 보다 보급이 활성화된다면 향후에는 통계적으로 저탄소에 기여할 것으로 판단된다. 이러한 원자력비중, 석유비중, 가스비중의 결과를 종합해 볼 때 본 회귀식에서 제외한 변수인 석탄비중의 계수값이 양(＋)의 값을 나타낼 것이라고 추정할 수 있다.
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