$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

DEA를 활용한 국내 기업의 에너지효율성 분석
The Energy-efficiency Analysis of Companies in Korea Using DEA 원문보기

經營 科學 = Korean management science review, v.32 no.3, 2015년, pp.37 - 54  

문하나 (이화여자대학교 경영학과) ,  민대기 (이화여자대학교 경영학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper suggests energy efficiency which can be the foundation on corporate profit and effective energy management following by change of global climate and of energy-related regulations. Using comparable financial information and information related to energy use, an DEA (Data Envelopment Analys...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 에너지효율성에 대한 공통적 환경효과를 확인해야 하므로 특정 산업군으로 구분지어 분석하기보다는 다양한 산업 군들을 대상으로 하였다. 그리고 규모효율성을 통한 관측치 사이의 차이를 확인하기 위해 방사형의 DEA 모형을 적용하고, DEA 분석 후 개별 기업의 효율성 개선수준 보다는 추가적인 통계분석을 통해 전반적 효율성에 영향을 미칠 수 있는 환경요인을 확인하고자 한다.
  • 산출물은 기업이 최대한 증가시키고자 하는 것으로 매출액 또는 생산량 등이 사용된다. 따라서 본 연구에서는 선행연구와 동일하게 에너지/비에너지 자원을 포괄하는 총요소 효율성을 구성하였다.
  • 이를 위하여 우선 에너지효율성을 정의하고, DEA 분석을 통하여 기업 사이의 상대적인 에너지효율성을 측정한다. 또한, 에너지효율성에 영향을 줄 수 있는 환경요인들을 선별하고 선별된 요인들에 따른 효율성 차이를 확인함으로써 에너지효율성을 개선하기 위한 시사점을 제시하고자 한다.
  • 앞서 문헌연구에서 제시한 바와 같이 산업별 에너지효율성 차이를 분석한 연구는 다수 존재하는데, 대부분의 선행연구가 DEA 분석결과 측정된 효율성을 산업별로 구분하여 통계적 유의성을 평가하였다. 본 논문에서는 단순히 산업 간 에너지효율성의 통계적 차이를 분석하는 것에 더하여 산업특성에 따른 온실가스 배출 유형의 차이를 검토하였다. 산업별로 생산 공정과 폐기물처리 과정에서 배출 되는 온실가스, 즉 공정배출과 폐기물배출 규모가 산업별로 차이가 있을 수 있다는 가정을 수립하고, 공정배출과 폐기물배출량에 따른 에너지효율성 차이를 분석하였다.
  • 따라서 본 논문에서는 변수들 사이의 상관분석을 수행하여 최종적으로 온실가스 배출량, 연간 총 에너지 사용량, 종업원 수, 자본금 등 4개 요소를 산출요소로 정의하고, 산출변수는 매출액 1개 요소만을 고려하였다. 본 논문에서는 투입지향적(input-oriented) 모델을 사용하여 고정된 산출값에 대하여 투입요소를 최대한으로 줄이는데 목적을 두고 있다. 따라서 온실가스 배출량과 같은 비소망재를 투입요소로 고려하여 비소망재에 대한 비용을 최소화하는 방향으로 반영하였으며, 향후 소망재와 비소망재를 함께 산출변수로 포함하는 모형으로 확장하도록 한다.
  • 본 논문은 학문적으로는 기존 연구들이 제시한 에너지효율성에 영향을 줄 수 있는 요인들을 국내 실제데이터를 바탕으로 실증하는 데 의의를 둘 수 있고, 실무적으로는 연구에서 제시한 에너지효율성에 영향을 줄 수 있는 요소들을 바탕으로 실제 경영에서 기술적인 발전 방향성 또는 기업 내부의 에너지 시스템적 개선을 구현함으로써 기업의 실제 에너지효율성을 높일 수 있음을 시사한다.
  • 본 연구에서 에너지효율성을 구조적 · 환경적 투입자원 및 비용 대비 기업이 최대한 높이고자 하는 산출물의 비율로 정의하였다.
  • 본 연구에서는 국내 에너지 다소비 업종이면서 온실가스·에너지 목표관리제 기업을 대상으로 에너지효율성을 평가하고, 에너지효율성에 영향을 미칠 수 있는 환경요인을 분석하였다.
  • 63개의 조사대상 업체들은 에너지다소비 업체들로 90%가 제조업, 나머지 10% 가량이 서비스업에 해당이 되며, 지정업종으로는 비철금속, 석유화학, 철강, 자동차부품, 섬유, 제지목재, 기계자재, 반도체, 시멘트 제조업과 교통(운송) 서비스, 그리고 요업 등을 포함하고 있다. 본 연구에서는 에너지 효율성에 대한 산업별 차이를 확인하기 위하여 다양한 산업에 속한 기업들을 함께 고려하였다. 수집한 자료를 이용하여 본 논문에서 정의한 투입변수와 산출변수의 기술 통계값을 요약한 결과를 <표 2>과 <표 3>에 제시하였다.
  • 본 연구에서는 자료포락분석(Data Envelopment Analysis; DEA)을 이용하여 국내 에너지다소비 기업들로 온실가스 · 에너지 목표관리제 대상인 기업들의 에너지효율성을 측정하되, 개별 기업의 효율성 개선보다는 전반적으로 효율성에 영향을 줄 수 있는 환경요인을 확인하는 것을 목적으로 한다.
  • DEA 모형은 접근방법에 따라 투입지향적(Input-Oriented) 모형과 산출지향적(Output-Oriented) 모형으로 구분되는데, 투입지향적 모형은 산출 값을 기준으로 최소한으로 줄이고자 하는 투입 값의 정도에 따라 효율성이 결정되는 반면, 산출지향적 모형은 투입 값에 대비하여 최대화 시키고자 하는 산출 값에 따라 효율성이 결정된다. 본 연구에서는 환경비용과 에너지 비용을 동시에 투입요소로 고려하고, 이를 개선하기 위한 에너지효율성을 기반으로 하고 있으므로 투입 지향적 모형을 구성하였다.
  • 수집한 자료를 이용하여 본 논문에서 정의한 투입변수와 산출변수의 기술 통계값을 요약한 결과를 과 에 제시하였다.
  • 국가와 지역별 비교 연구와 함께 산업별 특성을 고려한 DEA 활용한 연구 중, Seiford and Zhu[30]는 미국 제지공장의 효율성 검증을 위하여 DEA 모형을 활용하였는데, 소망재 산출을 늘리는 동시에 비소망재 산출을 감소하기 위한 방안을 고려하였다. 이 연구에서는 생산과정에서 발생하는 화학적 요소를 산출값으로 포함하여 효율성을 측정하고, 효율성을 향상시키기 위해서는 투입요소를 적정 수준으로 증가하는 것이 필요하다고 하였다. 농업에서는 기업 운영구조와 함께 식물 재배에 필요한 발열(Heating) 기술의 활용에 따라서 효율성 차이가 있음을 확인하였으며[22], Önüt and Soner[28]는 터키의 20개 철강제조업기업을 대상으로 에너지효율성을 측정한 결과, LPG를 많이 사용하는 기업일수록 에너지효율성이 낮은 결과를 보여주면서, 에너지소비당 생산률을 높이기 위해서는 기업의 구조적 특성에 알맞은 에너지 종류를 파악하는 것이 필요함을 강조하였다.
  • 환경효율성의 경우 산출변수를 환경부하로 나눈값을 사용하거나[2], 경제적 가치와 환경적 영향을 주는 변수들을 투입과 산출 값으로 사용하고 있다[1]. 지금까지의 국내연구들이 신재생에너지와 연료전지 등 특정 에너지를 사용하는 산업 군별로 환경 개선 목적의 환경효율성에 초점을 맞추어 진행 하였다면, 본 연구에서는 기업의 입장에서 환경 성과와 함께 경제적인 목표달성을 위한 에너지효율성을 고려하고자 한다.
  • DEA를 이용하여 개별 DMU의 효율성을 개선하기 위한 방법으로는 벤치마킹 대상을 선정하고 투입 또는 산출요소의 개선 수준을 확인하는 것이 가능하다. 하지만 앞서 제시한 바와 같이 본 연구는 개별 DMU의 효율성 개선 방안 보다는 전반적으로 효율성에 주는 환경요인을 확인하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위하여 에너지효율성에 영향을 미칠 수 있는 기업 구조적 · 환경적 요인에 대한 선행연구를 살펴보고, 제 3장에서 수행한 DEA 효율성 분석 결과를 대상으로 Mann-Whitney 검정과 토빗 회귀분석을 통하여 환경 요인별 통계적 유의성을 분석하도록 한다[23, 26].

가설 설정

  • 본 논문에서는 단순히 산업 간 에너지효율성의 통계적 차이를 분석하는 것에 더하여 산업특성에 따른 온실가스 배출 유형의 차이를 검토하였다. 산업별로 생산 공정과 폐기물처리 과정에서 배출 되는 온실가스, 즉 공정배출과 폐기물배출 규모가 산업별로 차이가 있을 수 있다는 가정을 수립하고, 공정배출과 폐기물배출량에 따른 에너지효율성 차이를 분석하였다. 여기서 공정배출이란 전기사용 또는 연로연소와 같이 직접적인 에너지 사용에 의한 온실가스 배출이 아닌, 시멘트 생산 및 석회생산, 탄산염의 기타 공정사용, 암모니아 생산, 질산 생산, 철강 생산 등 직접적인 에너지 사용과 관계없이 생산 공정에서 온실가스가 배출되는 것을 의미한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에너지효율성은 일반적으로 무엇을 뜻하는가? 에너지효율성에 대한 정의는 다양하게 존재한다. 일반적으로 에너지효율성은 “에너지 투입에 대한에너지 서비스의 비율”로 정의되며[35], 유럽의 온실 가스 배출권 거래제를 관련 기관인 Directive 2006/32/EC of the European Council and Paliament 는 에너지효율성을 “성과 또는 서비스, 제품, 에너지와 같은 산출요소와 에너지 투입요소 사이의 비율”이 라고 정의하고 있다[39]. 기업의 에너지효율성과 관련하여 Önüt and Soner[28]는 터키의 철강제조 기업들의 에너지효율성을 비교 분석한 연구에서 기업의 이익을 최대화시키며 경쟁적인 위치로 발전시키기 위한 목적에서 에너지경영의 중요성을 강조하면서, 에너지효율성을 기업이 이전과 같은 수준의 생산을 유지하면서 적은 에너지를 사용하는 것으로 정의하였다.
DMU 집단성 효율차이를 검증하기 위한 방법으로 Banker의 검증방법, KolmogorovSmirnov, Mann-Whitney 검정방법을 활용하는 이유는? DEA 모형의 장점은 투입과 산출 값 사이의 함수 관계를 사전에 정의할 필요가 없으며, 비효율적인 부분의 개선 가능성 정도를 도출함으로써 벤치마킹 해야 할 대상을 제시하면서 자원의 효율적인 배분이 가능하다는 것이다. 하지만 DEA를 활용하여 측정한 상대적 효율성 결과에 대한 정규성을 가정할 수 없으며, 이론적인 분포 또한 알려져 있지 않기 때문에 사후분석이 명확하지 않은 단점이 존재한다. 이와 같은 특성에 의하여 DEA를 활용한 연구에서는 DMU 집단성 효율차이를 검증하기 위한 방법으로 효율성의 분포를 F분포로 가정하여 분석하는 Banker의 검증방법과 분포에 대한 가정을 설정하지 않는 대표적인 비모수 검정법인 KolmogorovSmirnov 또는 Mann-Whitney 검정 등을 활용하고 있다[10].
환경효율성에 대한 연구에서 어떤 변수들을 투입 및 산출값으로 사용하는가? 하지만 아직까지는 환경 친화적인 측면을 강조한 환경효율성(Eco-Efficiency)에 대한 연구가 주를 이루고 있다. 환경효율성의 경우 산출변수를 환경부하로 나눈값을 사용하거나[2], 경제적 가치와 환경적 영향을 주는 변수들을 투입과 산출 값으로 사용하고 있다[1]. 지금까지의 국내연구들이 신재생에너지와 연료전지 등 특정 에너지를 사용하는 산업 군별로 환경 개선 목적의 환경효율성에 초점을 맞추어 진행 하였다면, 본 연구에서는 기업의 입장에서 환경 성과와 함께 경제적인 목표달성을 위한 에너지효율성을 고려하고자 한다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (39)

  1. 강인규, 심광식, 김재윤, "DEA 모형을 이용한 온실가스,에너지 목표관리제 지정기업의 효율성 평가", "국제?경영연구", 제21권, 제1호 (2014), pp.1-25. 

  2. 박지혜, 옥해명, 차경훈, 허탁, "국내 전기전자산업의 에코효율성 측정 및 평가 동향", "한국전과정평가학회지", 제7권, 제1호(2006), pp. 33-38. 

  3. 유금록, "공공서비스의 효율성 측정에 있어서 환경변수의 조정", "한국행정학보", 제42권, 제4호(2008), pp.117-149. 

  4. 이의준, 이한식, "펀드 투자의 성과효율성 측정 및 효율성 결정요인 분석", "POSRI 경영경제연구", 제13권, 제2호(2013), pp.27-52. 

  5. 이정동, 오동현, "효율성 분석이론 DEA 자료포락분석법", 2판, 지필미디어, 2012. 

  6. 장동철, "중국의 에너지효율성에 관한 연구", "상품학 연구", 제30권, 제5호(2012), pp.45-54. 

  7. 한정희, "DEA 모형을 이용한 발전회사 환경효율성에 대한 연구", "디지털융복합연구", 제11권, 제5호(2013). pp.119-133. 

  8. 홍한국, 이창열, "인천항만의 효율성 평가를 위한 DEA와 SOM을 결합한 하이브리드 분석", "韓國知識情報技術學會論文誌", 제6권, 제5호 (2011), pp.65-73. 

  9. Akau, R.L. and R.J. Schoenhals, "The second law efficiency of a heat pump system," Energy, Vol.5, No.8(1980), pp.853-863. 

  10. Banker, R.D., Z.E. Zheng, and R. Natarajan, "DEA-based hypothesis tests for comparing two groups of decision making units," European Journal of Operational Research, Vol. 206, No.1(2010), pp.231-238. 

  11. Berndt, E.R., "Aggregate energy, efficiency, and productivity measurement," Annual Review of Energy, Vol.3, No.1(1978), pp.225-273. 

  12. Bunse, K., M. Vodicka, P. Schonsleben, M. Brulhart, and F.O. Ernst, "Integrating energy efficiency performance in production management- gap analysis between industrial needs and scientific literature," Journal of Cleaner Production, Vol.19, No.6(2011), pp.667-679. 

  13. Cagno, E. and A. Trianni, "Exploring drivers for energy efficiency within small-and medium-sized enterprises : first evidences from Italian manufacturing enterprises," Applied Energy, Vol.104(2013), pp.276-285. 

  14. Chilingerian, J.A., "Evaluating physician efficiency in hospitals : A multivariate analysis of best practices," European Journal of Operational Research, Vol.80(1995), pp.548-574. 

  15. De Groot, H.L.F., E.T. Verhoef, and P. Nijkamp, "Energy saving by firms : decisionmaking, barriers and policies," Energy Economics, Vol.23, No.6(2001), pp.717-740. 

  16. Dyson, R.G., R. Allen, A.S. Camanho, V.V. Podinovski, C.S. Sarrico, and E.A. Shale, "Pitfalls and protocols in DEA," European Journal of Operational Research, Vol.132, No.2(2001), pp.245-259. 

  17. Fare, R., S. Grosskopf, and F. Hernandez-Sancho, "Environmental performance : an index number approach," Resource and Energy Economics, Vol.26, No.4(2004), pp.343-352. 

  18. Fare, R., S. Grosskopf, and C.A.K. Lovell, "The measurements of efficiency of production," Kluwer-Nijihoff, Boston, 1985. 

  19. Goto, M., A. Otsuka, and T. Sueyoshi, "DEA (Data Envelopment Analysis) assessment of operational and environmental efficiencies on Japanese regional industries," Energy, Vol. 66(2014), pp.535-549. 

  20. Hu, J.L. and S.C. Wang, "Total-factor energy efficiency of regions in China," Energy Policy, Vol.34, No.17(2006), pp.3206-3217. 

  21. Jaffe, A.B. and R.N. Stavins, "The energyefficiency gap What does it mean?," Energy Policy, Vol.22, No.10(1994), pp.804-810. 

  22. Lansink, A.O. and I. Bezlepkin, "The effect of heating technologies on $CO_2$ and energy efficiency of Dutch greenhouse firms," Journal of environmental management, Vol.68, No.1(2003), pp.73-82. 

  23. Latruffe, L., K. Balcombe, S. Davidova, and K. Zawalinska, "Determinants of technical efficiency of crop and livestock farms in Poland," Applied Economics, Vol.36(2004), pp.1255-1263. 

  24. Lee, H., Y. Park, and H. Choi, "Comparative evaluation of performance of national R&D programs with heterogeneous objectives : A DEA approach," European Journal of Operational Research, Vol.196, No.3(2009), pp. 847-855. 

  25. Li, H., W. Yang, Z. Zhou, and C. Huang, "Resource allocation models' construction for the reduction of undesirable outputs based on DEA methods," Mathematical and Computer Modelling, Vol.58, No.5(2013), pp.913-926. 

  26. McDonald, J., "Using least squares and tobit in second stage DEA efficiency analyses," European Journal of Operational Research, Vol.197, No.2(2009), pp.792-798. 

  27. McMahon, M.D., E. Hirst, J.G. Koomey, J.E. McMahon, and A.H. Sanstad, "Energy Efficiency, Market Failure and Government Policy," Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CA, 1994. 

  28. Onut, S. and S. Soner, "Analysis of energy use and efficiency in Turkish manufacturing sector SMEs," Energy Conversion and Management, Vol.48, No.2(2007), pp.384-394. 

  29. Ramanathan, R., "An analysis of energy consumption and carbon dioxide emissions in countries of the Middle East and North Africa," Energy, Vol.30, No.15(2005), pp.2831-2842. 

  30. Seiford, L.M. and J. Zhu, "Modeling undesirable factors in efficiency evaluation," European Journal of Operational Research, Vol. 142, No.1(2002), pp.16-20. 

  31. Siitonen, S., M. Tuomaala, and P. Ahtila, "Variables affecting energy efficiency and $CO_2$ emissions in the steel industry," Energy Policy, Vol.38, No.5(2010), pp.2477-2485. 

  32. Sola, A.V.H., C.M. de Miranda Mota, and J.L. Kovaleski, "A model for improving energy efficiency in industrial motor system using multicriteria analysis," Energy Policy, Vol.39, No.6(2011), pp.3645-3654. 

  33. Sola, A.V.H. and A.A. de Paula Xavier, "Organizational human factors as barriers to energy efficiency in electrical motors systems in industry," Energy Policy, Vol.35, No.11(2007), pp.5784-5794. 

  34. Thollander, P., M. Danestig, and P. Rohdin, "Energy policies for increased industrial energy efficiency : Evaluation of a local energy programme for manufacturing SMEs," Energy Policy, Vol.35, No.11(2007), pp.5774-5783. 

  35. Turner, W.C. and S. Doty, "Energy management handbook," The Fairmont Press, Inc. 2007. 

  36. Tyteca, D., "Linear programming models for the measurement of environmental performance of firms-concepts and empirical results," Journal of productivity analysis, Vol.8, No.2(1997), pp.183-197. 

  37. Wang, K., S. Yu, and W. Zhang, "China's regional energy and environmental efficiency : a DEA window analysis based dynamic evaluation," Mathematical and Computer Modelling, Vol.58, No.5(2013), pp.1117-1127. 

  38. Zhou, P. and B.W. Ang, "Linear programming models for measuring economy-wide energy efficiency performance," Energy Policy, Vol.36, No.8(2008), pp.2911-2916. 

  39. Zhou, P., B.W. Ang, and K.L. Poh, "A survey of data envelopment analysis in energy and environmental studies," European Journal of Operational Research, Vol.189, No.1(2008), pp.1-18. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로