원자력발전이 제조업 성장에 미치는 효과: 국가별 산업용 전력요금 절감 효과 비교 The Impacts of Nuclear Power Generation on Industrial Competitiveness: A Cross-country Comparison of Industrial Electricity Price Reduction Effect원문보기
본 연구는 14개 원전 운영국, 22개 제조업군을 대상으로 전원에서 원전이 차치하는 비중의 변화가 제조업 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 한 국가의 원전비중 변화는 전력가격의 변화를 통하여 산업의 부가가치와 생산량에 영향을 미친다는 가설을 동태적 패널데이타 모형을 이용하여 분석하였다. 주요 6개국의 분석결과에 따르면 원전비중이 1%p 증가할 경우 전기 가격은 0.8%감소하는 것으로 추정이 되었다. 또한 주요 6개국에 국한된 분석 결과에서는 원전 비중이 1%p 증가하였을 경우 산업별 부가가치 및 생산량은 단기에 0.16% 및 0.23% 증가하였고 장기적인 효과는 0.51% 및 0.85%에 달하였다. 전력요금 절감을 통하여 원전이 산업경쟁력에 기여하는 효과는 전력시장의 제도에 따라 달리하는 것으로 추정이 된다. 영국과 일본과 같이 전력가격 수준이 높고 변동폭이 큰 국가에서 전력요금 절감을 통한 산업경쟁력 제고가 크게 나타나는 반면, 원전 축소정책을 지향하는 독일에서는 전력요금 절감보다는 안정적인 전력수급을 통하여 산업경쟁력에 기여하는 것으로 본 논문의 결과를 해석할 수 있다.
본 연구는 14개 원전 운영국, 22개 제조업군을 대상으로 전원에서 원전이 차치하는 비중의 변화가 제조업 성장에 미치는 영향을 분석하였다. 한 국가의 원전비중 변화는 전력가격의 변화를 통하여 산업의 부가가치와 생산량에 영향을 미친다는 가설을 동태적 패널데이타 모형을 이용하여 분석하였다. 주요 6개국의 분석결과에 따르면 원전비중이 1%p 증가할 경우 전기 가격은 0.8%감소하는 것으로 추정이 되었다. 또한 주요 6개국에 국한된 분석 결과에서는 원전 비중이 1%p 증가하였을 경우 산업별 부가가치 및 생산량은 단기에 0.16% 및 0.23% 증가하였고 장기적인 효과는 0.51% 및 0.85%에 달하였다. 전력요금 절감을 통하여 원전이 산업경쟁력에 기여하는 효과는 전력시장의 제도에 따라 달리하는 것으로 추정이 된다. 영국과 일본과 같이 전력가격 수준이 높고 변동폭이 큰 국가에서 전력요금 절감을 통한 산업경쟁력 제고가 크게 나타나는 반면, 원전 축소정책을 지향하는 독일에서는 전력요금 절감보다는 안정적인 전력수급을 통하여 산업경쟁력에 기여하는 것으로 본 논문의 결과를 해석할 수 있다.
This paper analyzes the effects of nuclear power generation on industrial growth in using the data of 22 manufacturing sectors in 14 nuclear power countries. The hypothesis that the change in the proportion of nuclear power generation in total electricity generation affects industrial value-added an...
This paper analyzes the effects of nuclear power generation on industrial growth in using the data of 22 manufacturing sectors in 14 nuclear power countries. The hypothesis that the change in the proportion of nuclear power generation in total electricity generation affects industrial value-added and industrial output through industrial electricity price reduction was tested using the dynamic panel data model. First, it was estimated that the increase in nuclear power generation by a 1% leads to a 0.8% reduction in electricity price. The results indicate that when nuclear power generation increased by a 1% point, industrial value-added and output increased by 0.16% and 0.23%,respectively, in the short-run and by 0.51% and 0.85%, respectively, in the long-run. It was also inferred that the effect of nuclear generation on industrial competitiveness working through electricity price reduction rely on institutional settings in the electricity markets. That is, the competitive effect is greater in the countries such as U.K and Japan where electricity price is high and price volatility is large. Meanwhile, in Germany which has pursued phasing out nuclear power, industrial competitiveness is promoted through stable electricity supply.
This paper analyzes the effects of nuclear power generation on industrial growth in using the data of 22 manufacturing sectors in 14 nuclear power countries. The hypothesis that the change in the proportion of nuclear power generation in total electricity generation affects industrial value-added and industrial output through industrial electricity price reduction was tested using the dynamic panel data model. First, it was estimated that the increase in nuclear power generation by a 1% leads to a 0.8% reduction in electricity price. The results indicate that when nuclear power generation increased by a 1% point, industrial value-added and output increased by 0.16% and 0.23%,respectively, in the short-run and by 0.51% and 0.85%, respectively, in the long-run. It was also inferred that the effect of nuclear generation on industrial competitiveness working through electricity price reduction rely on institutional settings in the electricity markets. That is, the competitive effect is greater in the countries such as U.K and Japan where electricity price is high and price volatility is large. Meanwhile, in Germany which has pursued phasing out nuclear power, industrial competitiveness is promoted through stable electricity supply.
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문제 정의
본 연구는 원전이 산업용 전력요금 절감효과를 통해 제조업 경쟁력에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 유엔산업개발기구(UNIDO)의 국가· 산업별 부가가치, 생산 량, 투자, 고용에 대한 패널자료를 이용하여 한 국가의 원전비중(발전비중) 변화가 낮은 전력가격을 형성하여 국가 내 21개 제조업의 부가가치와 생산량의 성장에 미치는 영향을 분석하고 원자력 발전과 산업 경쟁력 간의 관계를 규명하였다.
본 연구에서는 원전비중을 포함한 전원믹스 결정이 제조업 성장에 미치는 영향을 전력요금 인하수준의 함수로 보고, 타전원 비중 대비 원전비중이 증가할 때, 전력요금 인하로 제조업이 성장하는가를 살펴본다. 만약, 그 영향이 전력요금 수준과 통계적으로 비유의함에도 원전을 유지한다면, 해당 국가의 원전 추진 배경은 전력수급 측면에서 고품질 전력을 안정적으로 생산가능한 원자력 발전의 다른 장점에 의한 것으로 해석할 수 있다.
따라서 원전 운영국들이 원자력 발전을 유지하는 배경은 낮은 전력가격 수준을 유지하는 것 외에도 다양한 요인이 존재한다. 본 연구에서는 원전비중을 포함한 전원믹스 결정이 제조업성장에 미치는 영향을 전력요금 인하수준의 함수로 보고, 타전원 비중 대비 원전비중이 증가할 때, 전력요금 인하로 제조업 성장이 변화하는가를 살펴본다. 만약, 그 영향이 전력요금 인하효과와 통계적으로 비유의함에도 원전을 유지한다면, 해당 국가의 원전 추진 배경은 낮은 가격의 전력공급이라기보다 전력수급 측면에서 고품질 전력을 안정적으로 생산 가능케 하는 기저 발전원으로 원전을 유지하는 것으로 해석할 수 있다.
본 절은 원전이 제조업 성장에 미치는 경로와 효과를 분석한다. 원자력 발전은 타발전원 대비 발전원가가 대체로 낮아서2) 저렴한 가격의 전력 공급을 가능케 할뿐만 아니라 기저발전으로서 대용량의 고품질 전력을 안정적으로 생산하는 역할도 한다.
만약, 그 영향이 전력요금 수준과 통계적으로 비유의함에도 원전을 유지한다면, 해당 국가의 원전 추진 배경은 전력수급 측면에서 고품질 전력을 안정적으로 생산가능한 원자력 발전의 다른 장점에 의한 것으로 해석할 수 있다. 요컨대, 본 연구에서는 원전비중이 증가할 때 산업용 전력요금 인하를 통한 제조업의 에너지 비용 감소에 의해 해당 산업이 성장하는지를 통계적으로 검증한다. 유엔산업개발기구(UNIDO)의 국가· 산업별 부가가치, 생산량, 투자, 고용에 대한 패널자료를 이용하여 한 국가의 원전비중(발전비중) 변화가 낮은 전력가격을 형성하여 국가 내 22개 제조업의 부가가치와 생산량 성장에 미치는 영향을 분석하고 원자력 발전과 제조업 성장 간의 관계를 규명하는 것을 목적으로 하고 있다.
유엔산업개발기구(UNIDO)의 국가· 산업별 부가가치, 생산량, 투자, 고용에 대한 패널자료를 이용하여 한 국가의 원전비중(발전비중) 변화가 낮은 전력가격을 형성하여 국가 내 22개 제조업의 부가가치와 생산량 성장에 미치는 영향을 분석하고 원자력 발전과 제조업 성장 간의 관계를 규명하는 것을 목적으로 하고 있다.
천연자원 지대란 국가가 소유한 천연자원의 판매가격과 생산가격의 차이를 의미하며, 해당 값이 높을수록 자원개발 부국으로 볼 수 있다. 자원개발 부국일수록 저렴한 에너지 비용을 낮은 전력가격을 형성할 수 있는 국가특성을 통제한다. 1인당 GDP는 국가의 경제발전도가 에너지 시장과 가격에 미치는 영향을 통제한다.
가설 설정
수식 (5)는 수준GMM 추정 치의 조건으로 에러항과 시차차분변수와의 직교조건을 나타낸다. 본 연구에서는 독립 변수로 포함된 변수들이 모두 내생적이라고 가정을 하였다.
만약, 그 영향이 전력요금 인하효과와 통계적으로 비유의함에도 원전을 유지한다면, 해당 국가의 원전 추진 배경은 낮은 가격의 전력공급이라기보다 전력수급 측면에서 고품질 전력을 안정적으로 생산 가능케 하는 기저 발전원으로 원전을 유지하는 것으로 해석할 수 있다. 이와 같이 원전은 다른 장점으로 산업 경쟁력에 이바지할 수 있으나, 본 연구가설은 원전비중이 증가할 때 산업용 전력요금 인하를 통한 제조업의 에너지 비용 감소에 의해 산업이 성장하는지를 통계적으로 검증한다. 만약, 산업용 전력요금이 낮았던 시기에 원전이 타발전원보다 더 산업경쟁력에 기여하였다면, 원전이 전력가격을 낮추는 장점이 산업경쟁력에 기여하였다는 것으로 해석할 수 있다.
정태적 모형은 β1가 영임을 가정한다.
제안 방법
특히, 분석 변수들 간의 내생성 문제를 해결하기 위해 시스템 GMM (Blundell and Bond, 1998) 분석 기법을 활용한 동태적 패널기법을 이용하여, 원자력 발전 비중과 산업경쟁력 변수간의 장·단기 관계를 정량적으로 추정한다. 산업 성장 지표인 실질 부가가치와 생산량 성장을 산업용 전력요금, 원전비중, 석탄발전 비중, 가스발전 비중, 국가별 기타 여건의 함수로 구성하여 변수들 간의 관계를 규명하였다.
산업 성장은 산업별 부가가치와 산업별 생산량으로 측정한다. 설명변수로 원전비중, 가스발전비중, 석탄발전비중, 투자, 고용을 고려하였다. 연구 가설은 에너지 비용이 감소할 때 산업경쟁력을 증가함을 의미하므로 분석 편의를 위해 전력요금인하 변수는 국가별 log (산업전력요금)에 (-)의 부호를 곱하여 정의하였다.
설명변수로 원전비중, 가스발전비중, 석탄발전비중, 투자, 고용을 고려하였다. 연구 가설은 에너지 비용이 감소할 때 산업경쟁력을 증가함을 의미하므로 분석 편의를 위해 전력요금인하 변수는 국가별 log (산업전력요금)에 (-)의 부호를 곱하여 정의하였다. 원전발전 비중이 증가할 때, 산업별 전력요금의 절감이 산업 경쟁력을 미치는 한계효과는 원전 비중과 산업별전력요금인하의 교차항으로 측정된다.
원자력발전은 저렴한 산업용 전력요금을 유지하는 데 기여하는가를 판단하기 위하 여, 다음과 같은 간단한 회귀분석을 실시하였다.
유엔산업개발기구(UNIDO)의 국가· 산업별 부가가치, 생산 량, 투자, 고용에 대한 패널자료를 이용하여 한 국가의 원전비중(발전비중) 변화가 낮은 전력가격을 형성하여 국가 내 21개 제조업의 부가가치와 생산량의 성장에 미치는 영향을 분석하고 원자력 발전과 산업 경쟁력 간의 관계를 규명하였다.
본 절은 추정결과를 논의한다. 전체 표본 14개국의 분석결과를 논의한 후, 주요 6개국 인 미국, 영국, 독일, 프랑스, 일본, 한국의 실증결과를 논의한다.
여기서 j는 원전국을 나타내며 t는 연도를 나타낸다. 종속변수는 로그를 취한 전력가격이고 설명변수는 원전 비중(%)이며, 통제변수는 1인당 GDP, 1인당 천연자원 지대(Natural Resource Rent), 연도더미를 포함하였다. 천연자원 지대란 국가가 소유한 천연자원의 판매가격과 생산가격의 차이를 의미하며, 해당 값이 높을수록 자원개발 부국으로 볼 수 있다.
대상 데이터
4) 산업용 전력요금, 가스공급가격, 석유공급가격 자료는 OECD/IEA가 제공하 는 Energy Prices and Taxes (2015)에서 수집하였다. [표 4]는 주요 변수의 기술통계량을 제시한다.
1인당 GDP는 국가의 경제발전도가 에너지 시장과 가격에 미치는 영향을 통제한다. GDP와 천연자원 지대 자료는 세계은행(World Bank)이 제시하는 자료를 사용하였다. [표 3]은 회귀식 (1)의 추정결과를 나타낸다.
국가 제조업별 경쟁력 자료는 유엔산업개발기구(UNIDO)가 제공하는 Industrial Statistics Yearbook Database의 14개국, 22개 제조업군의 실질 부가가치, 생산량, 투자량을 이용 하였다.4) 산업용 전력요금, 가스공급가격, 석유공급가격 자료는 OECD/IEA가 제공하 는 Energy Prices and Taxes (2015)에서 수집하였다.
이론/모형
만약, 산업용 전력요금이 낮았던 시기에 원전이 타발전원보다 더 산업경쟁력에 기여하였다면, 원전이 전력가격을 낮추는 장점이 산업경쟁력에 기여하였다는 것으로 해석할 수 있다. 연구 모형은 시차종속변수(lagged dependent variable)를 독립변수로 사용하는 동태적 패널모형(dynamic panel data model)을 사용하였다. 산업 성장은 산업별 부가가치와 산업별 생산량으로 측정한다.
특히, 분석 변수들 간의 내생성 문제를 해결하기 위해 시스템 GMM (Blundell and Bond, 1998) 분석 기법을 활용한 동태적 패널기법을 이용하여, 원자력 발전 비중과 산업경쟁력 변수간의 장·단기 관계를 정량적으로 추정한다.
성능/효과
원전을 운영하는 데 필요한 연료의 양은 같은 용량의 다른 전원과 비교가 되지 않을 정도로 작으며, 연료 가격 변화에 따른 발전원가 영향도 적다.1) 요컨대, 우리나라와 같이 열악한 에너지 환경여건에서 원자력발전은 저렴한 산업용 전력요금을 유지하는 데 기여한다.
3) 에러항 μijt는 μij와 εijt로 구성되어 있는데 μij시간에 따라 변하기 않으나 다른 기업과 구별되는 개별기업의 특성을 나타내고 εijt는 평균이 영인 단기적인 충격(transitory shock)을 나타낸다.
51% 증가한다는 것으로 도출되었다. 또한 산업용 전력요금 감소효과에 의해 원전비중 1%p 증가는 현재 기의 산업별 부가가치는 0.23% 가량 증가하고 장기적으로는 0.85% 증가하는 것으로 도출되었다. 이러한 결과가 도출된 이면에는 기업의 생산비용, 즉 에너지 비용과 원전발전 비중과의 연계 고리가 있는 것으로 판단된다.
51% 증가한다는 것을 의미한다. 모형(4)의 결과에서도 산업용 전력요금 감소효과에 의해 원전비중 1%p 증가는 현재 기의 산업별 부가가치는 0.23% 가량 증가하고 장기적으로는 0.85% 증가하는 것으로 도출되었다.
산업부문 전력요금은 스웨덴이 가장 저렴하였으며, 그 이후 미국, 캐나다가 순위를 잇는다. 반면 멕시코, 헝가리, 슬로바키아의 산업부문 전력요금은 비교대상 국가 중 가장 비싼 것으로 나타났다. 우리나라의 전력요금은 상대적으로 저렴한 편인 것으로 나타났다.
전력가격 변동 폭이 큰 에너지 환경에서 낮은 가격 수준을 유지하는 원전은 제조업 부가가치 성장을 더욱 높이는 것으로 해석된다. 반면, 프랑스와 한국과 같이 표본기간 동안 전력가격 수준이 타 원전 운영국 대비 낮은 수준을 지속적으로 유지해 온 국가에서는 원전에 의한 전력요금 인하는 오히려 제조업 부가가치 성장률을 유의적으로 낮추는 것으로 도출되었다. 이 결과는 원전이 낮은 전력가격을 형성하는 데 기여한다는 가설을 기각한 다기보다 제조업이 표본기간 이전부터 원전추진으로 형성된 낮은 전력가격의 혜택을 이미 받아왔으므로 더 이상의 성장효과를 보지 못하는 것으로 해석된다.
모형(1)과 모형(3)는 각각 전체 표본 국가의 부가가치와 생산량 성장에 미치는 영향을 분석한 결과이다. 분석 결과 원전 발전량 증가에 따른 전력가격 인하 효과는 부가가치는 증가시키나 생산량은 오히려 감소하는 것으로 나타났다. log(산업별 부가가치)에 대해 추정한 결과인 모형(1)의 원전비중과 전력요금인하의 교차항의 계수는 0.
모형(2)과 모형(4)는 각각 주요 원전 운영국 6개국의 부가가치와 생산량 성장에 미치는 영향을 분석한 결과이다. 분석 결과 원전 발전량 증가에 따른 전력가격 인하 효과는 부가가치와 생산량을 모두 증가시키는 것으로 나타났다. log (산업별 부가가치)에 대해 추정한 결과인 모형(1)의 원전비중과 전력요금인하의 교차항의 계수는 0.
식 (1)에서 α1값은 원전비중이 1%p 증가하였을 때 종속변수가 α1 × 100% 증가하거나 감소함을 나타낸다. 분석결과 원전비중이 1%p 증가할 때 전력가격은 0.8%가량 하락하는 것으로 나타나고 있다. 즉, 원전비중이 높은 국가 또는 동일국가에서 원전에 의해 발전비중이 증가할수록 전력가격은 하락하고 있다.
[표 7]은 6개국에서 원전비중 1%p 증가 시 산업부문 전력요금 인하에 의한 제조업의 생산량 성장 결과를 제시한다. 분석결과, 미국에서 원전비중이 1%p 증가하였을 경우 제조업별 생산량은 낮은 전력요금으로 유의적으로 증가하는 것으로 도출되었다. 미국의 전략시장이 이미 어느 정도 자유화되어 전력가격이 전력수요에 탄력적으로 반응하나 가격 수준은 타 국가 대비 낮음에도 원전은 낮은 전력가격 수준을 형성하면서 제조업의 생산량 증가에 유의적으로 기여하고 있다는 것이다.
요컨대, 전력요금 절감을 통한 원전이 산업경쟁력을 기여하는 경로를 국가별로 분석한 결과, 전력시장 환경, 전력가격 수준, 자원 부존량, 에너지 수입의존도 등 국가별 여건에 따라 상이하게 나타나는 것으로 도출되었다. 전력가격 인하를 통한 제조업 성장 기여효과는 몇몇 원전 운영국(미국, 영국, 일본)의 주요 원전 추진 배경으로 해석된다.
원자력 발전이 국내 전력가격에 미치는 영향에 대한 연구는 정수관· 임나라· 원두환(2015)이 있다. 이 연구는 시계열 분석을 통해 원자력발전은 도매전력가격(SMP)과 밀접한 연관성을 갖고 있음으로 보였다.
요컨대, 전력요금 절감을 통한 원전이 산업경쟁력을 기여하는 경로를 국가별로 분석한 결과, 전력시장 환경, 전력가격 수준, 자원 부존량, 에너지 수입의존도 등 국가별 여건에 따라 상이하게 나타나는 것으로 도출되었다. 전력가격 인하를 통한 제조업 성장 기여효과는 몇몇 원전 운영국(미국, 영국, 일본)의 주요 원전 추진 배경으로 해석된다.
[표 2]는 1990년부터 2013년 기간 동안의 원전 운영국 14개 국가의 산업부문 전력요금의 기술통계량을 제시한다. 전체 표본기간 동안 14개 국가의 평균 전력요금은 MWh당 85.7달러이고 그 표준 편차는 MWh당 41.44달러이다. 원전을 운영하는 국가이라도 전력요금의 수준은 각 국가의 당시 자원 부존량과 에너지 수급여건 등에 영향을 받으며, 그 요금 수준의 범위가 MWh당 최소 28.
전체 원전 운영국 표본14개 국가에 대한 분석에서는 원전이 전력요금 절감을 통해 제조업 성장에 미치는 영향 은 성장 측정 변수에 따라 상이하게 나타났다. 주요 원전 운영국인 미국, 영국, 프랑스, 독 일, 일본, 한국에 국한한 표본에서는 산업용 전력요금 감소효과에 의해 원전비중 1%p 증가는 현재 기의 산업별 부가가치는 0.16% 가량 증가하고 장기적으로는 0.51% 증가한다는 것으로 도출되었다. 또한 산업용 전력요금 감소효과에 의해 원전비중 1%p 증가는 현재 기의 산업별 부가가치는 0.
후속연구
본 연구의 결과는 부분균형 분석으로서 원전이 산업이나 전체경제에 미치는 영향을 포괄하지는 못한다. 그러나 생산비용의 일부로서 에너지 비용의 측면에서 보았을 때 원 전비중의 확대가 산업의 생산비용을 낮추고 경쟁력을 확대하는 것이 일부 국가에서 확 인되고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
개발도상국에서 주요한 전력공급원은 무엇인가?
원자력발전은 좁은 면적에서도 대용량의 고품질 전력을 안정적으로 생산 가능한 기저발전원이며, 연료의 공급 위험과 가격 위험이 매우 낮은 발전원이다. 경제성장과 함께 에너지 수요가 높고 에너지 비용 절감이 필요한 개발도상국에서 원자력발전은 주요한 전력공급원이 된다. 2016년 1월 현재 30여 개국에서 가동 중인 원전은 미국의 동부와 서 유럽에 밀집하여 위치하고 있으나 신규 원전 67기는 아시아(44기), 동유럽(14기) 지역의 개발도상국에서 건설 중이다.
원자력발전이란 무엇인가?
원자력발전은 좁은 면적에서도 대용량의 고품질 전력을 안정적으로 생산 가능한 기저발전원이며, 연료의 공급 위험과 가격 위험이 매우 낮은 발전원이다. 경제성장과 함께 에너지 수요가 높고 에너지 비용 절감이 필요한 개발도상국에서 원자력발전은 주요한 전력공급원이 된다.
14개 원전 운영국, 22개 제조업군을 대상으로 전원에서 원전이 차치하는 비중의 변화가 제조업 성장에 미치는 영향을 분석한 결과는?
한 국가의 원전비중 변화는 전력가격의 변화를 통하여 산업의 부가가치와 생산량에 영향을 미친다는 가설을 동태적 패널데이타 모형을 이용하여 분석하였다. 주요 6개국의 분석결과에 따르면 원전비중이 1%p 증가할 경우 전기 가격은 0.8%감소하는 것으로 추정이 되었다. 또한 주요 6개국에 국한된 분석 결과에서는 원전 비중이 1%p 증가하였을 경우 산업별 부가가치 및 생산량은 단기에 0.16% 및 0.23% 증가하였고 장기적인 효과는 0.51% 및 0.85%에 달하였다. 전력요금 절감을 통하여 원전이 산업경쟁력에 기여하는 효과는 전력시장의 제도에 따라 달리하는 것으로 추정이 된다. 영국과 일본과 같이 전력가격 수준이 높고 변동폭이 큰 국가에서 전력요금 절감을 통한 산업경쟁력 제고가 크게 나타나는 반면, 원전 축소정책을 지향하는 독일에서는 전력요금 절감보다는 안정적인 전력수급을 통하여 산업경쟁력에 기여하는 것으로 본 논문의 결과를 해석할 수 있다.
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