[논문]국가별 소득수준에 따른 1인당 CO2 배출량 수렴 분석

조향숙

doi:10.15266/kerea.2019.28.1.001

국가별 소득수준에 따른 1인당 CO2 배출량 수렴 분석
Convergence in Per Capita CO2 Emission by Income Group 원문보기

자원·환경경제연구 = Environmental and resource economics review, v.28 no.1, 2019년, pp.1 - 37

초록
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본 연구는 152개 국가의 불균형 패널 자료를 활용하여 1980~2013년 기간의 국가별 소득수준에 따른 1인당 $CO_2$ 배출 수렴 현상을 시그마 수렴 모형과 베타 수렴 모형을 통해 분석하였다. 절대적 베타 수렴과 시그마 수렴 현상은 $CO_2$ 배출 감축을 위한 국가별 정책 상황에 따라 소득 그룹별로, 기간별로 상이하게 나타났다. 조건부 베타 수렴 분석 결과, 고소득 국가에서 1인당 소득의 증가가 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴에 기여하였으며 제도의 수준과 기술의 수준이 높을수록 소득의 증가가 배출량 수렴 속도를 더 빠르게 감소시키는 것으로 나타났다. 중소득 국가는 1인당 소득의 증가가 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴에 영향을 미쳤으나, 제도의 수준은 유의미하지 않게 나타났다. 반면 중소득 국가와 저소득 국가의 기술 수준 향상은 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴 속도를 늦추는 것으로 나타나 배출량 증가에 기여하는 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigates the convergence in per capita $CO_2$ emission by income group for an unbalanced panel of 152 countries from 1980 to 2013 using beta and sigma convergence model. Absolute beta and sigma convergence differed by $CO_2$ emission reduction policies in each countries. Conditional beta convergence shows that per capita income has a negative effect on growth in per capita $CO_2$ emission. In particular, better-quality institutions and technology accelerated the negative effect of per capita income on the speed of convergence of per capita $CO_2$ emission in high-income countries. For middle-income countries, the growth of income affected the convergence of $CO_2$ emission per capita, but institutional quality has an insignificant impact. On the other hand, improvements in the level of technology have a mitigating effect on the negative impact of income in middle-income and low-income countries, contributing to the increase in $CO_2$ emission.

주제어

표/그림 (12)

표 <표 1> 변수에 대한 정의와 자료의 출처
그림 <그림 1> 소득 그룹별 1인당 CO₂ 배출량 변화 (단위: metric tons)
표 <표 2> 소득 그룹별 1인당 CO₂ 배출량 추이 (단위: metric tons)
표 <표 3> System GMM을 이용한 기간별 절대적 베타 수렴 모형 추정 결과
그림 <그림 2> 소득 그룹별 절대적 베타 수렴 추이
표 <표 4> 패널 단위근 검정 결과
그림 <그림 3> 소득 그룹별 시그마 수렴 추이
표 <표 5> 추세분석을 통한 시그마 수렴 모형 추정 결과
그림 <그림 3> 소득 그룹별 시그마 수렴 추이(Continued)
표 <표 6> System GMM을 이용한 절대적·조건부 베타 수렴 결과(1996-2013)
그림 <그림 4> 소득 그룹별 조건부 베타 수렴
그림 <그림 4> 소득 그룹별 조건부 베타 수렴(Continued)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구는 사회적 ․ 법적 제도 장치의 질적 수준과 정부의 R&D 지출액을 CO 2 배출 수렴모형에 반영하여 분석하고자 한다.

가설 설정

Ω는 부가가치 1단위당 오염배출량, A( )는 경제활동(F)과 오염배출량 저감 노력(F A )에 의해 구성된 함수로 규모의 수익불변을 가정하며, 오염배출량(Ω)을 저감하는 외생적 기술진보율은 gA로 가정한다.
즉, 오염 배출 감축비용 비율의 지속적 증가를 가정하였기 때문에 오염배출이 환경오염 저감기 술을 발전시켜 배출이 감소하지만, 생산과 성장의 저하를 가져오는 결과가 도출된다. Aghion and Howitt(1998)의 연구는 최종재에 해당하는 생산물이 중간재인 에너지(I)에 영향을 받는 함수를 설정하고 에너지 사용을 통해 오염이 발생한다고 가정하였다. Stokey 모형과 달리 오염배출 함수를 E= IΩe(θ)≡ IΩ[1 -θ]^β 로 설정하여 오염배출집약도 (Ω)와 오염배출 감축비용 비율(θ)이 일정하다고 가정하였다.
Stokey 모형과 달리 오염배출 함수를 E= IΩe(θ)≡ IΩ[1 -θ]β 로 설정하여 오염배출집약도 (Ω)와 오염배출 감축비용 비율(θ)이 일정하다고 가정하였다.
I는 제도의 질을 의미하며 I ∈[0,1]의 값을 가진다. 상대적으로 가장 높은 제도의 질(I=1)을 가지면 전통적인 Solow 모형과 동일한 생산함수를 가지게 되며^{, 11)} 자본에 대한 탄력성은 제도의 영향을 받는다고 가정한 다. 즉, 제도의 질이 높을수록 자본의 생산성을 증대시킨다.
여기서 Y 는 자본(K)과 노동(L)에 의해 생산되는 부가가치를, B 는 노동확장적 기술진 보(Labor augmenting technology progress)를 의미하며, 생산함수 F( )는 규모수익불변(Constant returns to scale, CRS)을 가정한다. I는 제도의 질을 의미하며 I ∈[0,1]의 값을 가진다.
오염(P)을 산출물로 인해 발생하는 오염량(Y G)에서 저감된 오염량(Y A)을 뺀 것으로 정의하고, 저감된 오염량은 오염배출 감축비용 비율(θ)에 의해 영향을 받는다고 가정하였다.
자본의 축적(K), 노동의 증가(L), 기술의 진보(B)는 식 (2)와 같이 정의되며 s는 저축률을,σ는 감가상각률을 의미한다. 인구증가율(n)과 기술진보율(g_I)은 외생적으로 주어 진다고 가정한다.

제안 방법

<표 3>은 System GMM을 이용하여 소득 그룹별 절대적 베타 수렴 현상을 분석한 결과이며 <그림 2>는 소득 그룹별 절대적 베타 수렴의 추이를 그래프로 나타낸 것이다. 각 소득 그룹별로 1980~2013년까지의 전체 기간과 10년 단위 기간으로 나누어 분석하였으며, 연도더미를 포함하였다. 절대적 베타 수렴 현상이 나타난다는 것은 각 기간 동안 각 소득 그룹별로 초기 1인당 CO₂ 배출량이 높았던 국가가 같은 기간 동안 1인당 CO₂ 배출량이 낮았던 국가보다 1인당 CO₂ 배출량의 증가율이 더디거나 혹은 감소하는 것을 의미한다.
각 소득 그룹별로 CO2 배출량 성장률에 대해 모든 횡단면이 동일한 단위근을 갖는다고 가정하는 LLC 검정과 횡단면의 개별적 이질성을 가정하는 IPS 검정을 실시하였다.
기존의 연구들은 대부분 국가별 CO2 배출량의 절대 수렴 현상과 산업비중 또는 에너지 비중 등 에너지 구조 변화가 CO2 배출량 수렴에 미치는 영향을 분석하였으나 본 연구는 내생적으로 결정되는 제도적 장치와 기술투자 등 정책 요소를 반영하여 분석을 진행하였다.
반면, Green Solow 모형은 앞서 언급한 연구들과 달리, 오염배출 감축비용 비율(θ)이 일정하더라도 오염배출집약도(Ω)의 감소를 통해 오염배출이 지속적으로 감소한다고 보았다. 따라서 오염배출 감축으로 인해 생산수준이 감소하지만 장기성장률에는 영향을 미치지 않는 결과를 보였으며, 모형을 통해 도출된 오염배출 성장률과 자본축적 방정 식을 통해 1인당 탄소배출 수렴가설을 제시하였다. 1인당 탄소배출 수렴에 대한 기존의 연구들은 수렴 가설에 단순히 오염 변수를 대입하여 분석한 것에 그쳤으나, Green Solow 모형은 오염배출과 오염배출 감축활동을 Solow 모형에 도입하여 모형 내에서 탄소배출 수렴 방정식을 발전시켰다.
각 지수는 0~100점의 범위로 나타내며, 지수의 점수가 높을수록 제도의 질이 높은 것으로 간주한다. 본 연구에서는 6가지 지표를 하나의 지수로 산정하여 변수로 활용하기 위해 주성분 분석(Principal Component Analysis, PCA)¹⁴⁾을 통해 하나의 변수를 생성하였으며 이와 관련된 결과는 부록 [A-2]에 제시되어 있다. RD_i,t는 t기에 i국가의 GDP 대비 연구개발지출 비중을 의미하며 (lnY_i,t ×INST_i,t)와 (lnY_i,t ×RD_i,t) 는 상호작용항(interaction term)으로 제도의 수준 또는 기술의 수준이 소득과 CO₂ 배출량 증가율 관계에 어떠한 영향을 미치는지 알아본다.
본 연구에서는 국가별 소득수준에 따른 탄소배출의 수렴가설을 분석하기 위해 불균형 패널 자료를 이용하며, System GMM을 사용하여 추정한다. System GMM 추정모형을 사용하는 이유는 다음과 같이 두 가지 이유가 있다.
본 연구의 1인당 CO2 배출량의 조건부 베타 수렴은 첫째, 소득수준이 배출량 수렴에 미치는 영향을 분석하며, 둘째, 제도의 질과 기술수준이 소득수준과 배출량 수렴 관계에 미치는 영향에 대해 분석한다.
소득 그룹별 결과에서 (1)은 식 (9), (2)는 식 (10), (3)은 식(11)을 추정한 결과이다. 절대적 베타 수렴은 조건부 베타 수렴과의 비교를 위해 1996~2013년까지 추가로 추정하여 결과를 제시하였다.
System GMM 추정모형을 사용하는 이유는 다음과 같이 두 가지 이유가 있다. 첫 번째, 종속변수의 시차가 설명변수로 사용되는 경우 오차항과 상관관계를 갖게 되어 일치 추정량이 구해지지 않을 수 있으므로 1차 차분한 값의 과거 값을 추가적인 도구변수로 사용하는 System GMM을 이용하여 추정한다. 두 번째, Brock and Taylor(2010)는 조건부 베타 수렴 추정 시 시계열이 짧은 패널 자료의 경우 오차항에 설명되지 않는 이질성이 포함되어 편의를 갖는 비일치추정량(biased inconsistent estimator)의 문제를 제기한다.

대상 데이터

본 연구는 178개 국가를 소득별 그룹으로 나누어 1980~2013년 기간 동안의 1인당 CO2 배출량 수렴 현상에 대하여 분석하였다.
본 연구는 1980~2013년의 분석 기간을 대상으로 152개 국가의 불균형 패널 자료를 활용하였다. 분석대상에 해당하는 국가의 분류는 World Bank의 소득 분류 기준으로 편성하였으며, 부록 [A-1]에 제시된 바와 같이 고소득 국가 48개국, 중소득 국가 39개국, 저소득 국가 65개국을 대상으로 하였다.
본 연구의 분석에 사용된 1인당 CO2 배출량, 1인당 GDP, 연구개발지출 비중, 2차 산업 부가가치 비중은 World Bank의 World Development Indicator(WDI)에서 제공하는 자료를 사용하였으며, 제도의 질은 앞에서 설명된 바와 같이 총 6개 부문으로 나누어 제도의 질을 평가하는 World Governance Indicators(WGI)의 자료를 활용하였다.
본 연구는 1980~2013년의 분석 기간을 대상으로 152개 국가의 불균형 패널 자료를 활용하였다. 분석대상에 해당하는 국가의 분류는 World Bank의 소득 분류 기준으로 편성하였으며, 부록 [A-1]에 제시된 바와 같이 고소득 국가 48개국, 중소득 국가 39개국, 저소득 국가 65개국을 대상으로 하였다. World Bank에서는 중소득 국가를 상위 중소득 국가와 하위 중소득 국가로 나누는데, 본 연구에서는 하위 중소득 국가와 저소득 국가를 합쳐 저소득 국가로 구성하였다.
조건부 베타 수렴 분석에서 제도의 질과 기술수준을 포함하여 분석하는 경우 WGI 자료와 GDP 대비 R&D 지출비중에 대한 자료가 1996년부터 제공되므로 분석 기간을 1996~2013년으로 하였다.

데이터처리

시그마 수렴은 추세에 대한 분석이므로 자료의 안정성 검정을 위해 패널 단위근 검정을 실시하였으며, 그 결과는 에 나타나 있다.
시그마 수렴은 표준편차를 산술평균으로 나눈 변동계수(Coefficient of Variation,CV)를 종속변수로 사용하여 추세분석을 실행하였으며 추세 변수의 계수가 음(-)이고 통계적으로 유의미하면 시그마 수렴이 나타난다고 볼 수 있다.

이론/모형

Brock and Taylor(2010)가 제시한 Green Solow 모형의 생산함수는 Y=F(K, BL)로 정의되며, 본 연구에서는 제도가 기술수준과 자본의 생산에 미치는 영향을 고려한 조건부 베타 수렴을 추정하기 위해 식 (1)과 같이 생산함수를 설정한다.

성능/효과

1980~2013년까지 소득 그룹별 1인당 CO2 배출량 변화 추이를 와 에서 살펴보면, 고소득 국가 그룹(HIC)의 1980년 1인당 CO2 배출량은 12.29톤에서 2013년 11.23톤으로 연평균 –0.274%의 감소 추세를 보였다.
3)의 그림을 보면 중소득 국가에서도 CO2 배출량 수렴 현상이 나타나지만, 상대적으로 기술수준이 높은 국가가 CO2 배출량 증가율이 더 높은 것을 확인 할 수 있다.
2%로 증가하였다. ⁴⁾ 이 수치를 비교해보면 개도국에 위치한 중소득 국가 그룹의 배출량 증가율이 현저하게 높다는 것을 확인 할 수 있다. 선진국은 온실가스 감축의 실현을 위해 관련 제도와 정책을 법으로 제정하고 있으며, 특히 신재생에너지 보급 확대를 위한 법제도의 구축 ․ 이행을 실행하여 사회적 수용성도 높이고 있다.
4)의 그림을 보면 고소득 국가와 중소득 국가에 비해 추세선의 기울기가 평평하고 각 국가의 자료의 위치가 그래프 내에 불규칙하게 흩어져 있어 베타 수렴 현상이 나타난다고 보기 어려우며, 중소득 국가와 마찬가지로 기술수준이 높은 일부 국가가 CO2 배출량 증가율이 높은 것으로 나타났다.
특히 Barro and Sala-i-Martin(1996)의 연구에서 베타 수렴을 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴으로 나누어 설명하였다.⁶⁾ 절대적 베타 수렴은 모든 국가가 동일한 정상 상태(Steady State)를 가진다고 가정하지만, 이와 달리 조건부 베타 수렴은 국가별로 소득수준이 다른 정상 상태를 가지기 때문에 소득수준이 각 국가의 정상 상태에서 멀리 떨어진 국가일수록 경제성장률이 빠르게 나타나는 상대적 수렴 현상이 나타난다고 보는 것이다.
시그마 수렴에 대해 초점을 맞춘 연구를 보면, Aldy(2006)는 OECD 23개 국가와 88개 국가의 1960~2000년 자료를 활용하여 시그마 수렴을 추정하였다. 88개 국가의 자료에서는 초기 배출량이 낮은 국가들보다 초기 배출량이 높았던 국가들이 1인당 CO₂ 배출량의 성장률이 더 증가하여 시그마 수렴이 나타나지 않았지만 OECD 국가에 대해서는 시그마 수렴이 나타났다. Panopoulou and Pantelidis(2009)는 1960~2003년까지 128개 국가를 대상으로 1인당 CO₂ 배출량의 시그마 수렴과 수렴 클럽이 존재하는지의 여부를 분석하였으며, 전체 국가 표본에서는 시그마 수렴이 존재하지 않았으나 유럽통화연맹국 (EMU)과 OECD 국가에서 각 국가의 1인당 CO₂ 배출량이 그룹 내 평균 배출량으로 수렴하는 시그마 수렴 클럽이 존재했다.
각 기간별 패널 단위근 검정결과를 살펴보면, 수준 변수를 이용한 단위근 검정에서는 귀무가설을 기각하지 못하는 경우가 종종 있으나, 1차 차분한 시계열 변수의 단위근 검정 결과에서는 중소득 국가의 1980~1990년 IPS 검정과 저소득 국가의 2000~2013년LLC 검정을 제외하고는 1% 유의수준 하에서 패널 단위근이 존재하지 않는 안정적인 시계열인 것으로 나타났다.
조성택 ․ 조용성(2009)은 교토의정서 상의 의무감축국가와 비의무감축국가로 분석대상을 분류하고 1971~2002년까지 CO₂ 집약도 증가율의 베타 수렴을 추정하였다. 검정결과 선진국으로 구성된 의무감축국가에서 베타 수렴 현상이 나타났다. 김지욱(2010)은 내생적 다중 구조변화와 상호간 의존성을 고려하는 패널 정상성 검정 방법을 통해 1971~2007년까지 아시아 11개국의 1인당 CO₂ 배출량의 확률적 수렴을 분석하였다.
고소득 국가는 1인당 소득과 제조업 비중의 증가가 1인당 CO2 배출량 성장률을 증가시키지만, 제도의 수준과 기술수준이 높을수록 소득의 증가로 인한 배출량 증가율을 둔화시키고 수렴 속도를 더 빠르게 감소시키는 것으로 나타나 조건부 베타 수렴이 성립하였다.
Camarero, Picazo-Tadeo, and Tamarit(2013a)의 연구는 1960~2008년의 기간 동안 OECD 23개국에서 CO₂ 집약도(GDP당 CO₂ 배출량)에 대해 시그마 수렴과 수렴 클럽이 나타나 는지 분석하였다. 그 결과 분류된 4개의 국가 그룹⁹⁾ 에서 수렴 클럽이 나타남을 보였다. Runar, Amin, and Patrik(2017)은 124개 국가를 OECD 국가와 Non-OECD 국가, 고소득 국가와 저소득 국가로 분류하여 1985~2010년의 기간 동안 1인당 CO₂ 배출량의 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴을 분석하였다.
먼저, 각 기간별 연도 변수의 유의성을 살펴보면, 대부분의 소득 그룹에서 1%의 유의수준 하에서 유의한 것을 알 수 있다. 그러나 변수의 부호를 살펴보면, 2000~2013년 기간의 모든 소득 그룹, 1980~2013년 기간의 중소득 국가, 그리고 1980~1990년 기간의 저소득국가에서 양의 부호가 나타나, 시그마 수렴이 나타나지 않는다는 것을 확인했다.
제도의 질을 포함한 분석에서 제도변수는 유의미하지 못한 것으로 나타났으며, 기술수준을 포함한 추정 결과 (3)을 보면 1인당 소득은 유의한 양(+)의 부호를 가지는 반면, GDP 대비 R&D 지출 비중은 유의한 음(-)의 부호로 추정되었다. 그러나 상호작용항이 유의한 양(+)의 부호로 추정되어 경제의 성장으로 1인당 CO₂ 배출량 성장률이 증가세에 있을 뿐 아니라 기술수준의 향상이 오히려 배출량 증가를 가속화 시키는 것으로 나타났다. 다시 말해서, 중소득 국가는 기술수준이 높아질수록 1인당 소득의 증가가 CO₂ 배출량을 더 빠르게 증가시키는 현상을 보인다.
절대적 베타 수렴 결과를 살펴보면, 전체 178개의 국가(ALL)에 대한 기간별 분석은 유의하지 않아 수렴이 나타나지 않았지만, 전체 기간에 대해서는 수렴 현상이 나타났다. 다음으로 국가 소득 그룹별 분석 결과 고소득 국가 그룹은 모든 분석기간에 대해서 수렴이 나타났고, 중소득 국가 그룹은 2000~2013년과 전체 기간에 대해서 수렴이 나타나는 것을 확인했다. 저소득 국가 그룹은 1990~2000년에만 수렴이 나타났고 다른 분석 기간에 대해서는 통계적 유의성이 없어 수렴이 존재하지 않는 것으로 확인되었다.
다음으로 제도의 질과 기술수준이 1인당 소득과 1인당 CO2 배출량의 수렴에 어떠한 영향을 미치는지 분석한 조건부 베타 수렴은 소득 그룹별로 상이한 결과가 나타났다.
다음으로 중소득 국가에 대한 추정 결과 (1)에서 1인당 소득의 증가와 2차 산업 비중의 증가로 1인당 CO2 배출량이 증가하였으며 소득의 성장으로 배출량의 수렴 속도가–0.0088에서 –0.0074로 느려진 것으로 나타났다.
다음으로, 기술수준을 포함하여 추정한 (3)의 결과를 보면, 1인당 소득은 유의미하지 않지만, 기술수준을 나타내는 GDP 대비 R&D 지출 비중과 상호작용항인 (lnY ×RD)가 5% 유의수준 하에서 유의하게 나타나 기술수준의 향상은 소득의 증가로 인한 배출량 증가율 감소에 영향을 미치며, 수렴의 속도도 –0.0064로 높아져 (1)의 결과보다 속도가 빠른 것으로 나타났다.
따라서 결과 (3)의 추정 결과만이 유의미한 것으로 나타났으며, 중소득 국가와 마찬가지로 기술수준의 향상은 1인당 소득의 증가로 인한 배출량의 증가율을 더 높이며 CO2 배출량 수렴은 나타나지 않았다.
또한 (1)의 결과보다 (2)의 결과에서 배출량의 수렴 속도가 –0.0062에서 –0.0073으로 더 높아져 제도의 질은 소득 증가에 따른 CO2 배출량 수렴에 긍정적인 역할을 하는 것으로 볼 수 있다.
297%의 증가율을 보여 초기 배출량이 높았던 국가가 배출량이 낮았던 국가보다 증가율이 낮은 것으로 나타났다. 마지막으로 저소득국가 그룹(LIC)은 1980년 0.15톤에서 2013년 0.40톤으로 연평균 3.039%의 증가율을 보였으며, 초기 배출량이 높은 국가의 연평균 증가율은 2.823%, 초기 배출량이 낮은 국가의 연평균 증가율은 2.868%로 나타났다. 1인당 CO₂ 배출량의 연평균 증가율이 가장 높은 그룹은 중소득 국가 내 초기 배출량이 낮은 국가로 이 그룹 내에 있는 국가에는 급격한 경제성장으로 인한 전력 생산의 증가로 이산화탄소 배출의 증가가 두드러지게 나타난 중국¹⁶⁾과 2000년대에 화석연료 소비의 빠른 증가가 이루어진 에콰도르, 콜롬비아,페루, 브라질 등 일부 중남미 지역¹⁷⁾이 포함되어 있다.
먼저 고소득 국가에 대한 추정결과를 보면, 결과 (1)에서 1인당 소득과 2차 산업 비중의 증가는 1인당 CO2 배출량 성장률을 유의미하게 증가시키는 것으로 나타났으나 경제의 성장으로 배출량 수렴의 계수가–0.0039에서 –0.0062로 높아져 수렴의 속도가 오히려 가속화됐음을 알 수 있다.
시그마 수렴에서는 연도 변수(Year)의 부호와 유의성을 확인하는 것이 중요하다. 먼저, 각 기간별 연도 변수의 유의성을 살펴보면, 대부분의 소득 그룹에서 1%의 유의수준 하에서 유의한 것을 알 수 있다. 그러나 변수의 부호를 살펴보면, 2000~2013년 기간의 모든 소득 그룹, 1980~2013년 기간의 중소득 국가, 그리고 1980~1990년 기간의 저소득국가에서 양의 부호가 나타나, 시그마 수렴이 나타나지 않는다는 것을 확인했다.
김지욱(2010)은 내생적 다중 구조변화와 상호간 의존성을 고려하는 패널 정상성 검정 방법을 통해 1971~2007년까지 아시아 11개국의 1인당 CO₂ 배출량의 확률적 수렴을 분석하였다. 분석 결과 장기 균형 수준으로 수렴이 이루어지고 있지만 EKC 가설은 성립하지 않는다는 것을 보였다. 김지욱(2013)의 연구에서는 앞서 연구한 분석기간을 2009년까지 연장시켜 모수 및 비 모수 패널 회귀분석을 통해 아시아 11 개국의 확률적 수렴을 추정하였으며, 비모수 추정에 의해 확률적 수렴 현상이 나타난 것으로 확인되었다.
Jobert, Karanfil and Tykhonenko(2010)는 1971~ 2006년 동안 유럽의 22개 국가에서 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴이 존재하는지에 대해 추정하였다. 분석 결과 절대적 베타 수렴이 존재했고, GDP에서 2차 산업이 차지 하는 비중의 감소가 1인당 CO₂ 배출량 감소에 기여하여 조건부 베타 수렴도 나타났다. Camarero, Picazo-Tadeo, and Tamarit(2013a)의 연구는 1960~2008년의 기간 동안 OECD 23개국에서 CO₂ 집약도(GDP당 CO₂ 배출량)에 대해 시그마 수렴과 수렴 클럽이 나타나 는지 분석하였다.
Nguyen Van(2005)은 1966~1996년의 횡단면 자료와 패널 자료를 이용하여 26개의 선진국과 100개 국가를 대상으로 CO₂ 배출 수렴 현상을 분석했다. 분석 결과, 횡단면 자료에 대해 선진국은 베타 수렴과 시그마 수렴이 존재하였으나, 전체 국가를 대상으로는 수렴이 존재하지 않았다. 또한 환경 쿠즈네츠 곡선 가설을 연결 지어 선진국의 배출 수렴 현상으로 인해 환경쿠즈네츠 곡선(Environmental Kuznets Curve, EKC)의 전환점 이후 하향하는 부분이 아래로 이동하게 된다고 주장했다.
소득 그룹별 각 기간의 절대적 베타 수렴과 시그마 수렴을 살펴본 결과를 정리하면, 고소득 국가는 1980~1990년과 1990~2000년의 기간에 각각 절대적 베타 수렴과 시그마 수렴이 나타나 초기의 1인당 CO2 배출량 수준이 높았던 국가의 배출량 증가가 느렸을 뿐 아니라 고소득 국가 그룹 내의 1인당 CO2 배출량이 평균값으로 수렴했음을 알 수 있다.
039% 증가하였다. 소득 그룹별 각 기간의 절대적 베타 수렴과 시그마 수렴의 분석결과, 고소득 국가는 1980~1990년과 1990~2000년에 두 가지 수렴 현상이 모두 나타났으며, 중소득 국가는 2000~2013년에만 절대적 베타 수렴이 나타났지만, 이 기간을 제외한 다른 분석기간에 시그마 수렴이 나타난 것으로 확인되었다. 저소득 국가는 1990~2000년에 절대적 베타 수렴과 시그마 수렴이 나타났지만, 전체적으로 배출량 수렴 현상의 유의한 결과가 발견되지 않았다.
소득 그룹별 수렴 속도를 살펴보면, 전체 기간에 대해 고소득 국가 그룹은 –0.017, 중소득 국가 그룹은 –0.007로 고소득 국가가 월등히 빠른 수렴 속도를 가진 것으로 나타났다.
위의 추정결과를 통해 소득 그룹별 유의미한 변수에 따른 CO2 배출량 성장률과 초기 CO2 배출량의 관계를 나타내었다.
이 결과를 통해, 소득 그룹별로 제도의 질과 기술수준에 따라 소득수준과 CO2 배출량의 수렴의 관계가 상이하게 나타남을 알 수 있다.
오염(P)을 산출물로 인해 발생하는 오염량(Y^G)에서 저감된 오염량(Y^A)을 뺀 것으로 정의하고, 저감된 오염량은 오염배출 감축비용 비율(θ)에 의해 영향을 받는다고 가정하였다. 이 비율이 모형에서 최댓값을 유지하면 오염량은 감소 하고 경제가 균형성장(balanced growth)을 달성할 수 있다고 보았다.
McKibbin and Stegman(2005)의 연구는 OECD 26개국의 1900~1999년 자료와 97개국의 1950~1999년 자료를 통해 베타 수렴과 시그마 수렴을 분석하였다. 이 연구에서 베타 수렴보다 시그마 수렴이 CO₂ 배출량과더 강력한 상관관계를 가졌으며, OECD 국가는 1인당 CO₂ 배출량이 수렴하였지만 전체 국가를 대상으로는 수렴 현상이 나타나지 않았다.
배출량의 베타 수렴에 대한 연구가 처음 시도되었다. 이들의 연구는 1960~1997년까지 OECD 21개 국가를 대상으로 횡단면 분석을 진행하였으며, 평균 겨울 온도와 휘발유 가격의 상승으로 1인당 CO₂ 배출량의 증가율이 감소하여 조건부 베타 수렴 현상이 나타남을 확인했다. Nguyen Van(2005)은 1966~1996년의 횡단면 자료와 패널 자료를 이용하여 26개의 선진국과 100개 국가를 대상으로 CO₂ 배출 수렴 현상을 분석했다.
주목할 만한 점은 기술수준이 높을수록 소득의 증가로 인한 CO₂ 배출량 수렴의 속도가 느려져 중소득 국가와 저소득 국가에서는 소득과 배출량 수렴의 관계에 있어 기술수준의 향상이 배출량 증가에 유의한 영향을 주는 것으로 나타난다는 것이다. 이상의 결과를 통해 경제성장의 성숙기에 있는 선진국은 제도적 장치와 기술 혁신이 탄소 배출을 저감하는데 긍정적인 역할을 하고 있으나 아직 경제 발전 단계에 있는 개도국은 환경보호를 위한 제도적 개선보다는 경제 성장을 위한 기술 혁신과 투자에 비중이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 개도국이 경제성장으로 인한 배출량 감축을 위해 선진국의 개도국을 위한 기후재원은 단순한 재정적인 지원뿐만 아니라 온실가스 감축을 위한 녹색 기술 지원이 필요하며, 개도국은 탄소 배출 감축을 위해 저탄소 산업구조로의 전환을 위한 정부의 규제와 관련 법 제정 등 제도적 장치 마련을 병행해야 할 것이다.
다음으로 국가 소득 그룹별 분석 결과 고소득 국가 그룹은 모든 분석기간에 대해서 수렴이 나타났고, 중소득 국가 그룹은 2000~2013년과 전체 기간에 대해서 수렴이 나타나는 것을 확인했다. 저소득 국가 그룹은 1990~2000년에만 수렴이 나타났고 다른 분석 기간에 대해서는 통계적 유의성이 없어 수렴이 존재하지 않는 것으로 확인되었다. 소득 그룹별 절대적 베타 수렴 추이 그래프를 통해서도 분명하게 그룹별 수렴현상을 관찰 할 수 있다.
Runar, Amin, and Patrik(2017)은 124개 국가를 OECD 국가와 Non-OECD 국가, 고소득 국가와 저소득 국가로 분류하여 1985~2010년의 기간 동안 1인당 CO₂ 배출량의 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴을 분석하였다. 전체 국가 표본과 모든 그룹에서 절대적 베타 수렴이 존재하였으며, 1인당 소득과 제도변수를 고려한 조건부 베타 수렴은 전체 국가 표본, OECD 국가, 고소득 국가에서 유의한 영향을 미쳤다. 이들의 연구에서 제도의 질이 CO₂ 배출량에 미치는 영향을 직접효과와 간접효과로 나누어 추정하였는데, 제도의 질이 높아짐에 따라 직접적으로 배출량을 줄이지만 다른 한편으로는 높은 수준의 제도가 경제성장을 촉진시켜 배출량을 늘릴 수 있다는 결과를 도출했다.
절대적 베타 수렴 결과를 살펴보면, 전체 178개의 국가(ALL)에 대한 기간별 분석은 유의하지 않아 수렴이 나타나지 않았지만, 전체 기간에 대해서는 수렴 현상이 나타났다. 다음으로 국가 소득 그룹별 분석 결과 고소득 국가 그룹은 모든 분석기간에 대해서 수렴이 나타났고, 중소득 국가 그룹은 2000~2013년과 전체 기간에 대해서 수렴이 나타나는 것을 확인했다.
제도의 질을 포함하여 분석한 결과에서는 1인당 소득과 제도의 질이 유의미한 양(+)의 부호로 추정되었으나, 상호작용항인(lnY ×INST)가 음(-)의 부호로 유의하게 추정되었다.
제도의 질을 포함한 분석에서 제도변수는 유의미하지 못한 것으로 나타났으며, 기술수준을 포함한 추정 결과 (3)을 보면 1인당 소득은 유의한 양(+)의 부호를 가지는 반면, GDP 대비 R&D 지출 비중은 유의한 음(-)의 부호로 추정되었다.
본 연구의 모형에 바탕이 된 Brock and Taylor(2010)의 연구는 전통적인 Solow 모형을 확장한 접근법으로 1960~1999년까지 173개 국가의 횡단면 자료를 통해 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴에 대해 분석하였으며, 두 가지 수렴 현상이 모두 나타난 것으로 확인되었다. 조건부 베타 수렴에서는 저축률과 자본의 감가상각 률의 상승이 1인당 CO₂ 배출량 수렴에 영향을 미친다는 것을 보였으며, Solow 모형의 규모수익감소와 기술진보로 인한 1인당 CO₂ 배출량의 수렴이 환경쿠즈네츠 곡선의 도출과 밀접한 관련이 있음을 밝혔다. Jobert, Karanfil and Tykhonenko(2010)는 1971~ 2006년 동안 유럽의 22개 국가에서 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴이 존재하는지에 대해 추정하였다.
주목할 만한 점은 기술수준이 높을수록 소득의 증가로 인한 CO2 배출량 수렴의 속도가 느려져 중소득 국가와 저소득 국가에서는 소득과 배출량 수렴의 관계에 있어 기술수준의 향상이 배출량 증가에 유의한 영향을 주는 것으로 나타난다는 것이다.
20톤으로 증가하였다. 중소득 국가 내 초기 배출량이 높은 국가와 낮은 국가는 각각 1.294%, 4.297%의 증가율을 보여 초기 배출량이 높았던 국가가 배출량이 낮았던 국가보다 증가율이 낮은 것으로 나타났다. 마지막으로 저소득국가 그룹(LIC)은 1980년 0.
초기 배출량이 낮았던 국가들이 CO2 배출량의 성장률이 높다는 것을 확인 할 수 있으며 제도의 질이 높은 국가들은 중간 지점에 모여 있는 것을 볼 수 있는데, 다른 국가에 비해 배출량 성장률 증가의 수렴 속도가 더디거나 감소하고 있음을 보여준다.
이들의 연구에서 제도의 질이 CO₂ 배출량에 미치는 영향을 직접효과와 간접효과로 나누어 추정하였는데, 제도의 질이 높아짐에 따라 직접적으로 배출량을 줄이지만 다른 한편으로는 높은 수준의 제도가 경제성장을 촉진시켜 배출량을 늘릴 수 있다는 결과를 도출했다. 최종적으로 이 두 효과를 합하면 제도의 질이 높아짐에 따라 1인당 CO₂ 배출량이 증가하는 것으로 나타났다.

후속연구

이상의 결과를 통해 경제성장의 성숙기에 있는 선진국은 제도적 장치와 기술 혁신이 탄소 배출을 저감하는데 긍정적인 역할을 하고 있으나 아직 경제 발전 단계에 있는 개도국은 환경보호를 위한 제도적 개선보다는 경제 성장을 위한 기술 혁신과 투자에 비중이 크다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 개도국이 경제성장으로 인한 배출량 감축을 위해 선진국의 개도국을 위한 기후재원은 단순한 재정적인 지원뿐만 아니라 온실가스 감축을 위한 녹색 기술 지원이 필요하며, 개도국은 탄소 배출 감축을 위해 저탄소 산업구조로의 전환을 위한 정부의 규제와 관련 법 제정 등 제도적 장치 마련을 병행해야 할 것이다.
본 연구는 국가별 소득수준에 따른 1인당 CO2 배출 수렴을 분석하였는데, CO2 배출은 기후, 지역 특성요소, 문화 환경 등에도 영향을 크게 받으므로 유럽, 아시아, 아메리카 등 지역별 그룹에 따른 배출량 수렴에 대한 추가적인 분석도 필요할 것으로 생각된다.
그러나 경제 개발로 인해 에너지 다소비 중심의 2차 산업 비중이 높은 개도국은 기후변화 대응을 위한 정책 실행과 제도적 기반 마련에 어려움이 있을 것으로 생각된다. 이러한 논의 하에서 경제 개발 초기에 탄소 배출량이 높았던 선진국보다 탄소 배출량이 낮았던 개도국이 시간이 지남에 따라 더 높은 배출 증가율을 보이는 수렴가설이 성립할 수 있으며, 경제성장과 탄소 배출 수렴의 관계에 어떤 요인이 영향을 미치는지에 대한 추가적인 논의가 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	조건부 베타 수렴은 무엇인가?	특히 Barro and Sala-i-Martin(1996)의 연구에서 베타 수렴을 절대적 베타 수렴과 조건부 베타 수렴으로 나누어 설명하였다. 6) 절대적 베타 수렴은 모든 국가가 동일한 정상 상태(Steady State)를 가진다고 가정하지만, 이와 달리 조건부 베타 수렴은 국가별로 소득수준이 다른 정상 상태를 가지기 때문에 소득수준이 각 국가의 정상 상태에서 멀리 떨어진 국가일수록 경제성장률이 빠르게 나타나는 상대적 수렴 현상이 나타난다고 보는 것이다.
	현재까지 진행된 CO 2 배출 수렴에 대한 연구의 초점은 어디에 맞춰져 있는가?	현재까지 진행된 CO 2 배출 수렴에 대한 연구는 주로 국가별 수렴 현상 분석이 주를 이루었으며, 수렴에 영향을 미치는 요인에 대한 최근의 연구는 산업 비중(화석연료 비중) 과 청정에너지 비중 등 에너지 구조 변화에 대해 초점을 맞추었다. 그러나 국가별 CO 2배출 수렴 현상의 존재 여부는 경제성장뿐만 아니라 온실가스 규제를 실현할 수 있는 국가의 제도 수준과 관련 기술 투자 등 정책 실행에 크게 영향을 받았을 것으로 생각된다.
	소득수준별 국가의 유형에 따라 1인당 $CO_2$ 배출 수렴 현상은 어떤 차이가 있는가?	절대적 베타 수렴과 시그마 수렴 현상은 $CO_2$ 배출 감축을 위한 국가별 정책 상황에 따라 소득 그룹별로, 기간별로 상이하게 나타났다. 조건부 베타 수렴 분석 결과, 고소득 국가에서 1인당 소득의 증가가 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴에 기여하였으며 제도의 수준과 기술의 수준이 높을수록 소득의 증가가 배출량 수렴 속도를 더 빠르게 감소시키는 것으로 나타났다. 중소득 국가는 1인당 소득의 증가가 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴에 영향을 미쳤으나, 제도의 수준은 유의미하지 않게 나타났다. 반면 중소득 국가와 저소득 국가의 기술 수준 향상은 1인당 $CO_2$ 배출량 수렴 속도를 늦추는 것으로 나타나 배출량 증가에 기여하는 것으로 분석되었다.

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World Bank, World Development Indicators, 2017.
World Bank, World Governance Indicators, 2017.

저자의 다른 논문 :

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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