[논문]총요소생산성을 고려한 한국의 CO2 배출량에 대한 EKC 가설 검증: 지역별 CO2 배출량과 GRDP를 중심으로

김수이; 정경화

doi:10.15266/kerea.2014.23.4.667

총요소생산성을 고려한 한국의 CO2 배출량에 대한 EKC 가설 검증: 지역별 CO2 배출량과 GRDP를 중심으로
EKC Hypothesis Testing for the CO2 Emissions of Korea Considering Total Factor Productivity: Focusing on the CO2 Emissions by Region and GRDP 원문보기

자원·환경경제연구 = Environmental and resource economics review, v.23 no.4, 2014년, pp.667 - 688

김수이 (홍익대학교 상경대학 상경학부) , 정경화 (목포대학교 경영대학 경제학과)

초록
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본 연구는 우리나라의 지역별 $CO_2$ 배출량과 지역별 GRDP데이터를 사용하여 EKC(Environment Kuznets Curve)를 검증하였다. 이 분석을 위해서 1990년부터 2010년 기간 동안 우리나라의 15개 광역지방자치단체를 대상으로 한 패널데이터를 구축하였다. 지역별 $CO_2$ 배출량에 영향을 미치는 요인으로는 일인당 GRDP, 인구, 총요소생산성 등을 고려하였다. 그리고 이러한 요인들이 $CO_2$ 배출량에 영향을 미치는데 있어서 역 U자형 가설이 성립하는지를 검증하였다. 본 연구에 사용한 분석 방법은 Lantz and Feng(2006)에서와 마찬가지로 패널 GLS 모델을 사용하였다. 분석결과에 의하면 우리나라의 경우 EKC 가설이 성립하지 않았지만 총요소생산성의 경우에는 $CO_2$ 배출량과 역 U자형 관계가 성립하였다. 본 연구의 의의는 특히 기술 진보를 대변하는 총요소생산성이 증가할수록 $CO_2$ 배출량이 증가하지만 일정수준 이후에는 $CO_2$ 배출량이 감소한다는 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This research tested the EKC (Environment Kuznets Curve) Hypothesis using the $CO_2$ Emissions by region and GRDP. We built the panel data set on the 15 local government region from 1990 to 2010 for this analysis. GRDP, population and total factor productivity was considered as the factors influencing on the regional $CO_2$ Emissions. Analysis method in this research is panel GLS model as Lantz and Feng (2006). The results show that the EKC hypothesis did not hold in Korea but there is inverted U relationship between the $CO_2$ Emissions and total factor productivity. As the total factor productivity grows, the $CO_2$ increased but decreased after a certain level.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 경제성장과 CO₂ 배출에역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다. 그리고 경제성장 변수뿐만 아니라 인구, 총요소생산성에 대해서도 역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다. 본 연구 결과에 의하면 우리나라의 경우, 경제성장과 CO₂ 배출 간에는 역 U자형 가설이 성립하지 않았지만 총요소생산성과 CO₂ 배출 간에는 역 U자형 가설이 성립하였다.
따라서 본 연구는 과거 연구와는 차별화되도록 우리나라 CO₂ 배출 데이터를 지자체별로 살펴보고 이러한 지자체별 CO₂ 배출량이 각 지역의 GRDP와 어떠한 상호연관성을 가지고 있는지를 분석하고자 한다. 즉 CO₂ 배출량에 있어서 EKC(환경쿠즈네츠곡선) 가설이 성립하는지를 계량경제학적으로 분석하고자 한다.
배출에 미치는 영향을 패널 GLS 분석법을 통해 분석하였다. 본 연구에서는 경제성장과 CO₂ 배출에역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다. 그리고 경제성장 변수뿐만 아니라 인구, 총요소생산성에 대해서도 역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다.
본 연구에서는 우리나라를 15개 지방자치단체로 구분하고 각 지역의 CO₂ 배출량과 GRDP사이에 EKC가설이 성립하는가를 다음 모형을 통해 분석하고자 한다. 15개 지방자치단체별로 CO₂ 배출량, GRDP, 인구, 기술진보 등의 변수에 대한 패널데이터를 구축하였다.
이 와중에 우리나라는 지난 30년 동안 괄목할만한 경제성장 또한 이룩하여 온 것도 사실이다. 본 연구에서는 우리나라의 과거 CO₂ 배출량 데이터를 사용하여 경제성장을 하면서도 CO₂ 배출량이 줄어들었는지 실증적으로 분석하고자 한다. 즉 우리나라의 경우 EKC (Environment Kuznets Curve) 가설이 성립하는지를 계량경제학적으로 분석하고자 한다.
즉 CO₂ 배출량에 있어서 EKC(환경쿠즈네츠곡선) 가설이 성립하는지를 계량경제학적으로 분석하고자 한다. 아울러 이 모형이 시사하는 정책적인 시사점을 아울러 도출하고자 한다.
배출량이 각 지역의 GRDP와 어떠한 상호연관성을 가지고 있는지를 분석하고자 한다. 즉 CO₂ 배출량에 있어서 EKC(환경쿠즈네츠곡선) 가설이 성립하는지를 계량경제학적으로 분석하고자 한다. 아울러 이 모형이 시사하는 정책적인 시사점을 아울러 도출하고자 한다.
본 연구에서는 우리나라의 과거 CO₂ 배출량 데이터를 사용하여 경제성장을 하면서도 CO₂ 배출량이 줄어들었는지 실증적으로 분석하고자 한다. 즉 우리나라의 경우 EKC (Environment Kuznets Curve) 가설이 성립하는지를 계량경제학적으로 분석하고자 한다. 해외의 연구에서는 EKC가설에 대한 다양한 연구가 진행되어 왔다.
이는 국내 지역별 온실가스 배출량에 대한 데이터가 1990년도부터 가능하기 때문이다. 하지만 이러한 짧은 시계열의 단점을 15개의 지역으로 구분해서 살펴봄으로써 통계적인 약점을 보완하고자 하였다. 따라서 이러한 연구는 추후 시계열이 더 보완되면 지속적 으로 추진될 필요가 있다.

제안 방법

배출량과 GRDP사이에 EKC가설이 성립하는가를 다음 모형을 통해 분석하고자 한다. 15개 지방자치단체별로 CO₂ 배출량, GRDP, 인구, 기술진보 등의 변수에 대한 패널데이터를 구축하였다. 기술진보를 대리하는 변수로 본 연구에서는 총요소생산성을 사용하였다.
15개 지방자치단체별로 CO₂ 배출량, GRDP, 인구, 기술진보 등의 변수에 대한 패널데이터를 구축하였다. 기술진보를 대리하는 변수로 본 연구에서는 총요소생산성을 사용하였다. 분석방법 측면에서는 Pooled GLS 모형, Fixed Effects GLS 모형을 사용하였다.
일부 변수에서 단위근을 가지는 것으로 나타났다. 다음은 변수들 간의 공적분검증을 실시하였다. 공적분 검증결과는 <표 5>와 <표 7>에 기술되어 있다.
본 연구에서는 GRDP, 인구, 총요소생산성 등이 각 지역의 CO₂ 배출에 미치는 영향을 패널 GLS 분석법을 통해 분석하였다. 본 연구에서는 경제성장과 CO₂ 배출에역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다.
따라서 보다 구체적으로 경제적인 의미의 기술진보의 변화를 모형에 반영할 수 있었다. 아울러 기존의 국내 연구들이 국가 전체적으로 혹은 일부 지방자치단체를 중심으로 EKC의 존재여부를 검증하였다면 본 연구에서는 16개 광역지방자치단체를 전부 고려함으로써 보다 통계적으로 유의한 연구를 수행하였다.
모형의 강건성을 유지하기 위해 Dickey-Fuller, and Phillips-Perron test, Durbin-Watson test, Lagrange multiplier test 등을 실시하였다. 우선 본 연구에서 사용한 데이터가 가지는 특성을 분석하기 위해서 시계열들이 단위근을 가지고 있는지를 분석하였다. 분석결과는 <표 4>에 기술되어 있다.
하지만 기존의 연구에서는 구체적인 기술진보를 나타내는 변수로 시간 지수(time index)를 사용한 반면 본 연구에서는 기술진보를 나타내는 변수로 총요소생산성의 변화를 나타내는 지수를 사용하였다. 따라서 보다 구체적으로 경제적인 의미의 기술진보의 변화를 모형에 반영할 수 있었다.

대상 데이터

향후 분석에서는 울산광역시는 데이터가 1998년부터 존재하므로 분석의 편의상 경남과 합쳐서 분석하고자 한다. 따라서 분석패널은 15개로 연도는 1990년부터 2010까지 총 데이터 수는 315개이다. <그림 1>은 각지역별로 1인당 GRDP와 지역별 CO₂ 배출량과의 관계를 나타내고 있다.
우선 본 연구에서 사용한 지역별 온실가스 배출량은 에너지경제연구원에서 산정한 국내 16개 지방자치단체별 CO₂ 배출량을 사용하였다. 기준은 소비지 기준이다.
지역별 소득수준을 나타내는 일인당 GRDP는 통계청 ‘경제활동별 지역내총생산’ 2005년 기준년도 가격의 자료를 이용하였다.
지역별 인구 역시 통계청 ‘연령별 시도 추계인구’의 자료를 사용하였다.
하지만 본 연구는 다음과 같은 한계점도 가지고 있다. 첫째, CO₂ 배출의 EKC를 검증함에 있어 본 연구에서 활용한 데이터는 불과 21년에 지나지 않는다. 이는 국내 지역별 온실가스 배출량에 대한 데이터가 1990년도부터 가능하기 때문이다.

이론/모형

분석방법 측면에서는 Pooled GLS 모형, Fixed Effects GLS 모형을 사용하였다. 고려하는 변수 측면에서는 Lantz and Feng (2006)에서와 마찬가지로 두 가지 모형으로 나누어서 분석하였다. 식 (1)은 다른 요인은 고려하지 않고 CO₂ 배출량과 일인당 GRDP와의 관계만 고려한 것이고, 식 (2)는 CO₂ 배출량과 일인당 GRDP, 인구와의 관계를 고려한 모형이다.
이분산성 검증 결과 99%의 확률로 이분산성이 존재하였다. 그리고 자기상관을 검증하기 위해서는 Wooldridge test for autocorrelation in panel data를 사용하였다. 자기상관 검증 결과 이 역시 99%의 확률로 자기상관이 존재하는 것으로 나타났다.
모형의 강건성을 유지하기 위해 Dickey-Fuller, and Phillips-Perron test, Durbin-Watson test, Lagrange multiplier test 등을 실시하였다. 우선 본 연구에서 사용한 데이터가 가지는 특성을 분석하기 위해서 시계열들이 단위근을 가지고 있는지를 분석하였다.
CO₂ 배출량 산식은 에너지소비량에 배출계수와 전환계수를 곱한다. 배출계수는 2006 IPCC 가이드라인에서 제공하는 순발열량 기준의 기본 배출계수를 적용한다. <표 1>은 고정연소 CO₂ 기본배출계수를 나타내며, <표 2>는 도시가스 제조에 투입되는 원료별 비중에 따라 산정된 연도별 도시가스 배출계수를 나타내고 있다.
본 연구는 EKC를 검증함에 있어서 기존의 국내 연구와는 차별화되도록 Lantz and Feng (2006)에서와 마찬가지로 기술진보를 고려하였다. EKC를 검증함에 있어 기술진보를 고려한 경우 상반되는 연구결과를 보이고 있다.
본 연구에서 사용한 계량분석모형은 패널 GLS (Generalized Least Squares) 고정 효과모형이다. 이 방법은 패널모형에서 이분산성과 자기상관이 관찰될 경우 이를 해결하도록 고안된 모형이다.
우리나라를 대상으로 총 요소생산성을 측정한 연구로는 OECD, The Conference Board, 김동석 외(2012), 조태형 외(2012), 한국생산성본부(2012), 장인성(2013), 박추환·신광하(2013)¹⁾ 등이 있다. 본 연구에서는 기술진보를 가장 잘 대변할 수 있는 장인성(2013)의 연구에 기초한 총요소생산성 지수를 사용하였다.²⁾ 각 연도가 나타내는 총요소생산성 지수 값은 1990년을 100으로 보았을 때 해당연도의 기술수준을 나타낸다.
이 방법은 패널모형에서 이분산성과 자기상관이 관찰될 경우 이를 해결하도록 고안된 모형이다. 본 연구에서는 이분산성을 검증하기 위해 Modified wald test for groupwise heteroskedascity 방법론을 사용하였다. 이분산성 검증 결과 99%의 확률로 이분산성이 존재하였다.
기술진보를 대리하는 변수로 본 연구에서는 총요소생산성을 사용하였다. 분석방법 측면에서는 Pooled GLS 모형, Fixed Effects GLS 모형을 사용하였다. 고려하는 변수 측면에서는 Lantz and Feng (2006)에서와 마찬가지로 두 가지 모형으로 나누어서 분석하였다.

성능/효과

본 연구에서는 기술진보를 가장 잘 대변할 수 있는 장인성(2013)의 연구에 기초한 총요소생산성 지수를 사용하였다.²⁾ 각 연도가 나타내는 총요소생산성 지수 값은 1990년을 100으로 보았을 때 해당연도의 기술수준을 나타낸다. 1990년부터 2010년까지의 총요소생산성 지수는 <그림 2>에 제시되어 있다.
자기상관 검증 결과 이 역시 99%의 확률로 자기상관이 존재하는 것으로 나타났다. 모형별로 고정효과가 있는지를 검증한 결과 고정효과가 큰 것으로 나타났다.
그리고 경제성장 변수뿐만 아니라 인구, 총요소생산성에 대해서도 역 U자형 가설이 성립하는지를 살펴보았다. 본 연구 결과에 의하면 우리나라의 경우, 경제성장과 CO₂ 배출 간에는 역 U자형 가설이 성립하지 않았지만 총요소생산성과 CO₂ 배출 간에는 역 U자형 가설이 성립하였다. 이는 기존의 연구결과와는 차별화된다.
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 확인 하였다.
김수이·정용훈(2012)의 연구는 우리나라의 1981년~2008년까지의 시계열 자료를 바탕으로 CO₂ 배출량과 경제성장 간의 인과관계 및 에너지믹스의 영향을 실증적으로 분석하였다. 이 연구에서는 CO₂ 배출량과 경제성장의 관계가 역 U자형이라는 EKC 가설을 확인할 수 있었으며, 에너지믹스가 국내 CO₂ 감축에 크게 기여하는 것으로 나타났다. 최은호·Almas Heshmati·조용성(2013)의 연구에서는 한국과 중국, 일본 세 국가의 1971년부터 2006년까지의 시계열 자료를 바탕으로 이산화 탄소 배출량과 경제성장 그리고 경제개방도의 인과관계를 파악하고 환경 쿠즈네츠 곡선의 존재여부에 대해 분석하였다.
본 연구에서는 이분산성을 검증하기 위해 Modified wald test for groupwise heteroskedascity 방법론을 사용하였다. 이분산성 검증 결과 99%의 확률로 이분산성이 존재하였다. 그리고 자기상관을 검증하기 위해서는 Wooldridge test for autocorrelation in panel data를 사용하였다.
즉 두 모형 모두 계수값이 아주 작을 뿐만 아니라 일부 모델에서 통계적으로 유의하다 할지라도 10% 유의수준이기 때문에 EKC가 성립한다고 단정하긴 힘들다. 하지만 일인당 GRDP가 증가함에 따라 각 지역의 CO₂ 배출량은 증가하는 것으로 나타났다. 모형별로 차이가 있지만 그 계수값은 0.

후속연구

본 연구에서 이러한 연구를 하는 것은 본 연구의 목적과 범위를 넘어서는 것이다. 따라서 본 연구와 관련된 이러한 데이터가 확보된다면 보다 정확한 추정이 가능할 것으로 사료된다.
하지만 이러한 짧은 시계열의 단점을 15개의 지역으로 구분해서 살펴봄으로써 통계적인 약점을 보완하고자 하였다. 따라서 이러한 연구는 추후 시계열이 더 보완되면 지속적 으로 추진될 필요가 있다. 둘째, 본 연구에서 기술진보의 변수로서 사용한 총요소생산성은 기술진보를 나타내는 다양한 데이터 중의 하나이다.
특히 기술진보를 나타내는 지표가 각 지역별로 모두 공통적으로 사용한 단점이 있다. 즉 지역별 총요소생산성의 데이터를 사용하지 못함으로써 오는 연구의 한계점이 있다. 하지만 지역별 총요소생산성을 측정하는 것은 그 자체로 하나의 연구 주제가 될 수 있다.
지역별 인구 역시 통계청 ‘연령별 시도 추계인구’의 자료를 사용하였다. 향후 분석에서는 울산광역시는 데이터가 1998년부터 존재하므로 분석의 편의상 경남과 합쳐서 분석하고자 한다. 따라서 분석패널은 15개로 연도는 1990년부터 2010까지 총 데이터 수는 315개이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	온실가스 감축 정책을 시행함에 있어 우리나라는 어떤 것을 목표로 하고 있는가?	우리나라는 2020년 온실가스 배출량을 베이스라인 대비 30% 감축이라는 국가목표를 설정하고 다양한 온실가스 감축 정책을 시행하고 있다. 우리나라의 온실가스는 지난 30년 동안 급속하게 배출량이 증가하여 왔다.
	총요소생산성이 증가함에 따라 우리나라에서는 어떤 현상을 보이고 있는가?	오히려 본 연구에서는 총요소생산성과 CO2 배출간에 역 U자형 가설이 성립하였다. 즉 우리나라는 총요소생산성이 증가함에 따라 CO2 배출이 증가하는 특성을 보이고 있는데 이는 총요소생산성이 증가함에 따라 일정수준 이상에서는 다시 CO2 배출이 감소하는 경향을 보이고 있다는 것이다. 이는 우리나라의 산업구조와 밀접한 관계를 보인 것으로 추정된다.
	본 연구에서 기준을 소비지 기준으로 잡아 사용한 것은 무엇인가?	우선 본 연구에서 사용한 지역별 온실가스 배출량은 에너지경제연구원에서 산정한 국내 16개 지방자치단체별 CO2 배출량을 사용하였다. 기준은 소비지 기준이다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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