국제유가의 변동성이 한국 거시경제에 미치는 영향 분석 : EGARCH 및 VECM 모형의 응용 A Study on the Impact of Oil Price Volatility on Korean Macro Economic Activities : An EGARCH and VECM Approach원문보기
Purpose - This study examines the impact of oil price volatility on economic activities in Korea. The new millennium has seen a deregulation in the crude oil market, which invited immense capital inflow into Korea. It has also raised oil price levels and volatility. Drawing on the recent theoretical...
Purpose - This study examines the impact of oil price volatility on economic activities in Korea. The new millennium has seen a deregulation in the crude oil market, which invited immense capital inflow into Korea. It has also raised oil price levels and volatility. Drawing on the recent theoretical literature that emphasizes the role of volatility, this paper attends to the asymmetric changes in economic growth in response to the oil price movement. This study further examines several key macroeconomic variables, such as interest rate, production, and inflation. We come to the conclusion that oil price volatility can, in some part, explain the structural changes. Research design, data, and methodology - We use two methodological frameworks in this study. First, in regards to the oil price uncertainty, we use an Exponential-GARCH (Exponential Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity: EGARCH) model estimate to elucidate the asymmetric effect of oil price shock on the conditional oil price volatility. Second, along with the estimation of the conditional volatility by the EGARCH model, we use the estimates in a VECM (Vector Error Correction Model). The study thus examines the dynamic impacts of oil price volatility on industrial production, price levels, and monetary policy responses. We also approximate the monetary policy function by the yield of monetary stabilization bond. The data collected for the study ranges from 1990: M1 to 2013: M7. In the VECM analysis section, the time span is split into two sub-periods; one from 1990 to 1999, and another from 2000 to 2013, due to the U.S. CFTC (Commodity Futures Trading Commission) deregulation on the crude oil futures that became effective in 2000. This paper intends to probe the relationship between oil price uncertainty and macroeconomic variables since the structural change in the oil market became effective. Results and Conclusions - The dynamic impulse response functions obtained from the VECM show a prolonged dampening effect of oil price volatility shock on the industrial production across all sub-periods. We also find that inflation measured by CPI rises by one standard deviation shock in response to oil price uncertainty, and lasts for the ensuing period. In addition, the impulse response functions allude that South Korea practices an expansionary monetary policy in response to oil price shocks, which stems from oil price uncertainty. Moreover, a comparison of the results of the dynamic impulse response functions from the two sub-periods suggests that the dynamic relationships have strengthened since 2000. Specifically, the results are most drastic in terms of industrial production; the impact of oil price volatility shocks has more than doubled from the year 2000 onwards. These results again indicate that the relationships between crude oil price uncertainty and Korean macroeconomic activities have been strengthened since the year2000, which resulted in a structural change in the crude oil market due to the deregulation of the crude oil futures.
Purpose - This study examines the impact of oil price volatility on economic activities in Korea. The new millennium has seen a deregulation in the crude oil market, which invited immense capital inflow into Korea. It has also raised oil price levels and volatility. Drawing on the recent theoretical literature that emphasizes the role of volatility, this paper attends to the asymmetric changes in economic growth in response to the oil price movement. This study further examines several key macroeconomic variables, such as interest rate, production, and inflation. We come to the conclusion that oil price volatility can, in some part, explain the structural changes. Research design, data, and methodology - We use two methodological frameworks in this study. First, in regards to the oil price uncertainty, we use an Exponential-GARCH (Exponential Generalized Autoregressive Conditional Heteroskedasticity: EGARCH) model estimate to elucidate the asymmetric effect of oil price shock on the conditional oil price volatility. Second, along with the estimation of the conditional volatility by the EGARCH model, we use the estimates in a VECM (Vector Error Correction Model). The study thus examines the dynamic impacts of oil price volatility on industrial production, price levels, and monetary policy responses. We also approximate the monetary policy function by the yield of monetary stabilization bond. The data collected for the study ranges from 1990: M1 to 2013: M7. In the VECM analysis section, the time span is split into two sub-periods; one from 1990 to 1999, and another from 2000 to 2013, due to the U.S. CFTC (Commodity Futures Trading Commission) deregulation on the crude oil futures that became effective in 2000. This paper intends to probe the relationship between oil price uncertainty and macroeconomic variables since the structural change in the oil market became effective. Results and Conclusions - The dynamic impulse response functions obtained from the VECM show a prolonged dampening effect of oil price volatility shock on the industrial production across all sub-periods. We also find that inflation measured by CPI rises by one standard deviation shock in response to oil price uncertainty, and lasts for the ensuing period. In addition, the impulse response functions allude that South Korea practices an expansionary monetary policy in response to oil price shocks, which stems from oil price uncertainty. Moreover, a comparison of the results of the dynamic impulse response functions from the two sub-periods suggests that the dynamic relationships have strengthened since 2000. Specifically, the results are most drastic in terms of industrial production; the impact of oil price volatility shocks has more than doubled from the year 2000 onwards. These results again indicate that the relationships between crude oil price uncertainty and Korean macroeconomic activities have been strengthened since the year2000, which resulted in a structural change in the crude oil market due to the deregulation of the crude oil futures.
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문제 정의
본 논문은 2000년 이후 원유시장의 불안정성이 우리나라 거시경제에 미치는 영향을 실증적으로 확인하는데 일차적인 목표가 있다. 2000년을 주목하는 이유는 2000년 들어 CFTC의 규제완화로 인해 원유시장에 대규모 투자자금이 유입되었으며 이로 인해 유가의 급등락이 발생하였다는 기존 연구들에 기반하고 있다.
이에 본 연구에서는 최근 국제 원유시장의 변동성 확대를 2000년 이후 발생한 원유시장의 구조적 변화에 초점을 맞추어 과연 "2000년 이후 국제유가가 우리나라 거시경제 변수들에 미치는 영향에 변화가 발생되었는가"에 대해서 실증적으로 검증해보고자 한다.
2000년을 주목하는 이유는 2000년 들어 CFTC의 규제완화로 인해 원유시장에 대규모 투자자금이 유입되었으며 이로 인해 유가의 급등락이 발생하였다는 기존 연구들에 기반하고 있다. 즉, 2000년 이후 국제 원유시장의 구조적 변화로 인해 국제 유가와 한국 거시경제 변수간의 동학관계에 변화를 가져왔는가를 확인하려 하였다. 더불어 기존의 방대한 연구들은 유가의 수준(level)을 대상으로 하고 있으며 유가의 상승이 생산 및 투자를 위축시킨다고 결론을 내고 있는 반면 유가의 불확실성의 영향에 대한 결론은 명확하지 않은 실정이다.
제안 방법
첫째, 2000년 이후 나타난 원유시장의 구조적 변화, 즉 유가의 급등 및 급락이 거시경제적 요인이 아닌 금융시장의 수급에 의해 유발되었다는 가설을 기반으로 2000년 전후 유가와 거시경제변수 간의 관계를 비교 분석하였다. 둘째, 유가의 급등락이 불확실성을 확대시키고 거시경제적 충격을 유발하기 때문에 유가의 수준이 아닌 유가의 변동성을 고려하였다. 유가의 변동성은 Nelson (1991)에 의해서 발전된 EGARCH 모형을 통해 추정된 조건부 변동성(conditional volatility)을 이용하였다.
본격적으로 분석에 들어가기 전에 분석모형을 설정하기 위해 각 변수에 대해 단위근 검정을 실시하였다. 단위근 검정결과 검정 방법에 관계없이 단위근이 존재하지 않는 것으로 나타났다.
이에 본 연구에서는 최근 국제 원유시장의 변동성 확대를 2000년 이후 발생한 원유시장의 구조적 변화에 초점을 맞추어 과연 "2000년 이후 국제유가가 우리나라 거시경제 변수들에 미치는 영향에 변화가 발생되었는가"에 대해서 실증적으로 검증해보고자 한다. 유가의 수준이 아닌 유가의 불확실성이 거시경제 변수들에 미치는 영향을 2000년을 기준으로 이전과 이후 기간을 비교 분석하고자 한다. 유가의 불확실성을 변동성(volatility) 지표로 대리하고, 변동성 추정을 위하여 범용의 변동성 분석 방법론인 GARCH 계열 모형 중 유가의 비대칭성을 고려한 EGARCH 모형을 사용한다.
월별자료의 사용은 산업생산지수의 공표가 최소 월별 단위이기 때문이며 금리자료를 국고채가 아닌 통안채로 사용한 것 역시 1990년 초반에 공식적인 국고채 자료가 없기 때문이다. 전체 자료 기간뿐만 아니라 하위 표본 기간으로 2000년 이전과 2000년 이후 두 기간으로 분리하여 각각 분석하였다.
이러한 기존 연구들을 기반으로 본 논문은 두 가지 관점을 중심으로 연구되었다. 첫째, 2000년 이후 나타난 원유시장의 구조적 변화, 즉 유가의 급등 및 급락이 거시경제적 요인이 아닌 금융시장의 수급에 의해 유발되었다는 가설을 기반으로 2000년 전후 유가와 거시경제변수 간의 관계를 비교 분석하였다. 둘째, 유가의 급등락이 불확실성을 확대시키고 거시경제적 충격을 유발하기 때문에 유가의 수준이 아닌 유가의 변동성을 고려하였다.
대상 데이터
본 연구에서는 내생변수로 유가의 변동성, 금리, 산업생산지수, 소비자물가지수가 사용되었으며 유가의 변동성은 위에서 추정된 조건부 변동성을, 금리는 통화안정채권 1년물 수익률을 사용하였다. 전체 자료의 기간은 1990년 1월부터 2013년 6월가지의 월별 자료를 사용하였다.
는 각각 추정된 유가변동성, 금리, 로그 취한 산업생산지수와 소비자물가지수이다. 자료의 기간은 1990년 1월부터 2013년 6월까지이며 월별 자료를 사용하였다. 직교화 충격반응 분석시 촐레스키 분해를 하기 때문에 변수의 순서가 중요하다.
본 연구에서는 내생변수로 유가의 변동성, 금리, 산업생산지수, 소비자물가지수가 사용되었으며 유가의 변동성은 위에서 추정된 조건부 변동성을, 금리는 통화안정채권 1년물 수익률을 사용하였다. 전체 자료의 기간은 1990년 1월부터 2013년 6월가지의 월별 자료를 사용하였다. 월별자료의 사용은 산업생산지수의 공표가 최소 월별 단위이기 때문이며 금리자료를 국고채가 아닌 통안채로 사용한 것 역시 1990년 초반에 공식적인 국고채 자료가 없기 때문이다.
데이터처리
공적분 관계의 유무를 판단하는 공적분 검정은 본 연구에서는 상대적으로 우수한 것으로 평가 받는 Johansen 검정을 적용한다. Johansen의 공적분 검정은 trace와 maximum eigenvalue 통계량을 이용하여 공적분 및 공적분 차수 검정을 하며 벡터자기회귀 모형(VAR(p))에 따라 임계치를 계산하여 공적분 검정을 시행한다.
즉, 두 변수 사이에 공적분 관계가 있는 경우에 차분 변수를 사용하면 두 변수 사이의 장기적 관계에 대한 정보를 잃어버리게 되는데, 이 경우 오차수정모형을 이용해 장기적 균형관계에 대한 정보와 단기적 움직임을 동시에 파악할수 있다. 공적분 관계의 유무를 판단하는 공적분 검정은 본 연구에서는 상대적으로 우수한 것으로 평가 받는 Johansen 검정을 적용한다. Johansen의 공적분 검정은 trace와 maximum eigenvalue 통계량을 이용하여 공적분 및 공적분 차수 검정을 하며 벡터자기회귀 모형(VAR(p))에 따라 임계치를 계산하여 공적분 검정을 시행한다.
이러한 결과는 이미 너무 잘 알려진 사실이기 때문에 지면절약상 본문에 기술하지 않았다. 다음으로 기본적으로 사용되는 4변수에 대해 공적분 관계가 존재하는가를 Johansen 검정을 통해서 살펴보았다. 공적분 검정결과 두 통계량은 공적분 벡터가 1개도 존재하지 않는다는 귀무가설(H0:r=0)이 상수항만 있는 경우뿐만 아니라 추세항까지 포함된 경우에도 모두 5% 유의수준에서 모두 기각되었으나 공적분 관계가 최대 1개 존재한다는 귀무가설(H0:r≤0)은 5% 유의수준하에서 모두 기각되지 않았다.
이론/모형
또한 EGARCH 모형은 조건부 변동성이 로그 취한 형태이므로 여타 모형이 가지는 조건부 변동성이 비음(non-negative)이어야 한다는 등의 모수(parameter)에 대한 제약을 가하지 않아도 되는 중요한 장점이 존재한다. 따라서 본 연구는 대부분의 시계열적 특성을 잘 반영한다고 알려져 있는 ARCH 항과 GARCH 항의 시차가 각각 1인 EGARCH(1,1) 모형을 사용한다. EGARCH(1,1) 모형의 구조는 다음과 같다.
본 연구에서는 추정된 유가의 변동성과 채권금리(통화안정채권 1년물), 산업생산지수(IPI), 소비자물가지수(CPI)를 내생변수로 하는 벡터오차수정모형(Vector Error Correction Model: VECM)을 이용하였으며 사용한 VEC 모형은 다음과 같다.
둘째, 유가의 급등락이 불확실성을 확대시키고 거시경제적 충격을 유발하기 때문에 유가의 수준이 아닌 유가의 변동성을 고려하였다. 유가의 변동성은 Nelson (1991)에 의해서 발전된 EGARCH 모형을 통해 추정된 조건부 변동성(conditional volatility)을 이용하였다. GARCH 계열에서 EGARCH 모형을 선택한 것은 기존 연구들이 보여준 유가의 거시경제적 충격에 있어서 비대칭성을 고려하기 위한 것이다.
유가의 수준이 아닌 유가의 불확실성이 거시경제 변수들에 미치는 영향을 2000년을 기준으로 이전과 이후 기간을 비교 분석하고자 한다. 유가의 불확실성을 변동성(volatility) 지표로 대리하고, 변동성 추정을 위하여 범용의 변동성 분석 방법론인 GARCH 계열 모형 중 유가의 비대칭성을 고려한 EGARCH 모형을 사용한다. 추정된 변동성의 거시경제적 충격을 분석하기 위해서 시계열 변수의 동학관계를 분석하는데 유용한 벡터오차수정모형(VECM) 모형을 사용한다.
기존 연구들에 따르면 유가의 변동성 충격이 양의 충격보다는 음의 충격에 더 민감하게 반응한다는 비대칭 변동성(asymmetric volatility)의 존재한다고 알려져 있다. 이러한 비대칭 변동성을 반영하기 위해서 본 연구는 Nelson (1991)의 EGARCH 모형을 사용한다. 또한 EGARCH 모형은 조건부 변동성이 로그 취한 형태이므로 여타 모형이 가지는 조건부 변동성이 비음(non-negative)이어야 한다는 등의 모수(parameter)에 대한 제약을 가하지 않아도 되는 중요한 장점이 존재한다.
더불어 기존의 방대한 연구들은 유가의 수준(level)을 대상으로 하고 있으며 유가의 상승이 생산 및 투자를 위축시킨다고 결론을 내고 있는 반면 유가의 불확실성의 영향에 대한 결론은 명확하지 않은 실정이다. 이러한 점에 착안해 본 논문은 먼저 Nelson(1991)에 의해 제시된 EGARCH 모형을 이용하여 조건부 변동성(conditional volatility)을 추정하고, 이후 추정된 변동성과 우리나라 거시경제 변수 중 금리, 산업생산지수, 소비자물가지수를 내생변수로 한 벡터오차수정모형(VECM)을 통해서 2000년 이전과 이후 두기간에 대한 충격반응함수를 추정하였다.
GARCH 계열에서 EGARCH 모형을 선택한 것은 기존 연구들이 보여준 유가의 거시경제적 충격에 있어서 비대칭성을 고려하기 위한 것이다. 이렇게 추정된 조건부 변동성을 이용하여 국제유가의 변동성이 가져오는 우리나라의 거시경제적 충격반응을 벡터오차수정모형(VECM) 을 이용하여 분석하였다.
유가의 불확실성을 변동성(volatility) 지표로 대리하고, 변동성 추정을 위하여 범용의 변동성 분석 방법론인 GARCH 계열 모형 중 유가의 비대칭성을 고려한 EGARCH 모형을 사용한다. 추정된 변동성의 거시경제적 충격을 분석하기 위해서 시계열 변수의 동학관계를 분석하는데 유용한 벡터오차수정모형(VECM) 모형을 사용한다.
성능/효과
<그림 2>는 1990년대부터 최근까지 월간 WTI 현물가격으로 추정된 유가 변동성의 시계열적 패턴을 보여주고 있으며 경제적 환경과 그에 따른 불확실성을 추정된 변동성이 잘 포착해 내고 있음을 확인할 수 있다. 예를 들어 1989년부터 1990년까지 걸프전쟁, 1998년에서 1999년까지의 아시아 금융위기, 최근 2007년부터 시작된 글로벌 금융위기 등의 사건발생 시 변동성이 상대적으로 높게 나타났다.
다음으로 유가의 변동성과 산업생산과의 상호관계를 보면, 두기간 모두 유가변동성에 일시적인 양의 충격을 주었을 때 산업생산에는 부정적인 영향을 주었으며 1년 이상 충격이 지속됨을 보여 준다. 이는 이미 언급한 기존 연구들(Henry, 1974; Bernake, 1983)의결과인 불확실성 하에서의 투자의 감소와 일치하는 결과이다.
이러한 분석결과는 몇 가지 경제적 함의를 제공한다. 먼저, 유가의 부정적 충격에 따른 변동성 확대 및 불확실성 증가를 고려할 때 우리나라 기업들은 유가의 불확실성의 기간에 대한 예측을 기반으로 투자와 생산을 계획해야 할 필요성이 더욱 커졌다. 다음으로 유가의 상승에 따른 변동성 확대뿐만 아니라 경제 위기에 따른 유가의 급락에 따른 변동성 확대 역시 나타나고 있기 때문에 유가의 변동성 충격에 대응한 정부의 정책적 대응이 더욱 긴밀히 요구된다 하겠다.
실증분석 결과, 본 논문이 설정한 두 표본기간(1990년~1999년, 2000년~2013년)에서 추정된 충격반응함수를 비교해보면 두 기간에 동일하게 유가의 변동성 충격은 금리의 하락, 산업생산의 하락, 소비자물가지수의 상승을 유발하였으며 그 효과는 장기적으로 지속되었다. 이는 우리경제에 유가의 불확실성 확대가 산업생산에 부정적 영향을 끼치며 공급측 충격(supply shock)을 유발하여 물가수준을 상승시키는 부정적 영향을 끼치는 것으로 해석된다.
EGARCH 모형을 이용한 조건부 변동성의 추정결과는 <표 1>에 제시되어 있다. 조건부 분산방정식에 대한 추정결과는 ARCH 항과 GARCH 항이 모두 통계적으로 유의하게 나타났다. 특히 중요한 점은 추정된 모수 유가의 조건부변동성에 비대칭적 효과가 있는지를 보여주는 γ≠0이라는 가설이 통계적으로 유의하지 않다는 점이다.
후속연구
먼저, 유가의 부정적 충격에 따른 변동성 확대 및 불확실성 증가를 고려할 때 우리나라 기업들은 유가의 불확실성의 기간에 대한 예측을 기반으로 투자와 생산을 계획해야 할 필요성이 더욱 커졌다. 다음으로 유가의 상승에 따른 변동성 확대뿐만 아니라 경제 위기에 따른 유가의 급락에 따른 변동성 확대 역시 나타나고 있기 때문에 유가의 변동성 충격에 대응한 정부의 정책적 대응이 더욱 긴밀히 요구된다 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
글로벌 금융위기 당시 유가의 최고 변동폭은 어느정도 였나요?
2002년 이후 2008년 중반까지 국제유가는 지속적으로 상승세를 보이면서 유가가 1배럴 당 147US 달러로 최고치를 보이고 난 이후 2008년 글로벌 금융위기가 발발하면서 큰 폭으로 하락하였다.당시 하루 동안의 유가의 최고 변동폭은 15.37 US 달러(15.7%)에 달하는 등 원유시장의 불안정성이 크게 심화되었다. 역사적으로도 국제유가는 글로벌 금융위기 이전에도 여러 차례에 걸쳐 급격한 변화를 반복해왔다.
국제유가의 가격은 2002년 이후 어땠나요?
2002년 이후 2008년 중반까지 국제유가는 지속적으로 상승세를 보이면서 유가가 1배럴 당 147US 달러로 최고치를 보이고 난 이후 2008년 글로벌 금융위기가 발발하면서 큰 폭으로 하락하였다.당시 하루 동안의 유가의 최고 변동폭은 15.
과거에 국제유가의 급격한 변화로는 어떤 사건이 일어났나요?
역사적으로도 국제유가는 글로벌 금융위기 이전에도 여러 차례에 걸쳐 급격한 변화를 반복해왔다. Blanchard and Gali (2007)에 따르면 유가가 1970년 이후 50% 이상 상승하여 4분기 이상 지속된 기간이 4차례가 있는데 이 기간은 각각 1973년, 1979, 1999년, 2002년에 시작된다. 1973년과 1979년은 1차와 2차 유가파동이 일어난 시기로 이미 잘 알려져 있고 1999년은 그 이전 기간에 유가가 크게 하락했다는 점에서 다른 기간과 구분되며 2002년 시작된 유가상승은 글로벌 금융위기 직전까지 지속되었다. 한편 1990년 걸프전 발발로 당시 유가가 크게 상승하였으나 이는 제한적 상승에 그쳤다.
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