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에너지효율향상에 영향을 미치는 요인에 대한 기업별 회귀분석과 정책적 시사점 -우리나라 제조업 통계조사

  • 사업명

    에너지경제연구원

  • 과제명

    에너지 효율향상에 영향을 미치는 요인에 대한 기업별 회귀분석과 정책적 시사점: 우리나라 제조업 사업체 단위를 중심으로

  • 주관연구기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 연구책임자

    정용훈

  • 참여연구자

    이유수   이성훈  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2012-11

  • 과제시작년도

    2012

  • 주관부처

    산업통상자원부

  • 사업 관리 기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 등록번호

    TRKO201400003334

  • 과제고유번호

    1105005730

  • DB 구축일자

    2014-05-07

  • 초록 


    There are two purposes of this study. First is to measure energy-efficiency of establishment with Stochastic Frontier Approach (S...

    There are two purposes of this study. First is to measure energy-efficiency of establishment with Stochastic Frontier Approach (SFA) and second is to analyze the factors that affect energy-efficiency in the establishment through regression analysis.
    SFA method can overcome the limits of both energy intensity as the ratio of energy usage in production and energy efficiency measured by Data Envelopment Analysis (DEA) such as considering only one factor to measure energy efficiency and assuming establishment-homogeneity.
    We find several things through the comparison of two energy efficiency indicators. First, there is a high correlation between energy efficiency measured by SFA and energy intensity. Second, the energy efficiency measured by SFA is generally higher than the energy intensity. Third, the relationships between two energy efficiency indicators in the 1990s are depending on industries and regions.
    In the regression analysis for energy efficiency estimated using SFA we consider various policy variables in the level of establishment such as age, market concentration, labor-intensity, capital-intensity, whether exporting activity exists, electrification etc.
    Our result shows that the characteristics of the establishment with high energy efficiency are start-up, non-exporting, the low market concentration (high competitive industry), the high labor-intensity, the low capital-intensity, and high electrification. Especially, the increasing rate of energy efficiency is decreasing as electrification increases.
    The conclusions of this study are as follows. First of all, accurate measurement of energy efficiency in the level of establishment can increase social welfare and energy efficiency simultaneously by inducing the efficient allocation of resources. Second, various characteristics of the establishment can be important factors that determine the direction of energy efficiency policies. At last we can consider the relationship between energy efficiency and productivity for establishing an effective energy efficiency policies as our future agenda.


    1. 연구 필요성 및 목적
    최근 에너지가격의 지속적 상승과 에너지사용에 따른 음(-)의 외부효과는 인류의 생존을 위협하고 있다. 이러한 에너지사용에 따른 위험 요소들은 최소한의 에너지를 사용하여 최대효과를 창출하고자 하는 ‘에...

    1. 연구 필요성 및 목적
    최근 에너지가격의 지속적 상승과 에너지사용에 따른 음(-)의 외부효과는 인류의 생존을 위협하고 있다. 이러한 에너지사용에 따른 위험 요소들은 최소한의 에너지를 사용하여 최대효과를 창출하고자 하는 ‘에너지효율 향상’에 대한 관심을 크게 증가시켰다.
    특히, 거의 모든 에너지를 수입에 의존하는 우리나라의 경우 에너지 효율의 중요성은 더 이상 언급할 필요도 없다. 따라서 현재 우리나라의 모든 경제주체들은 에너지효율 향상의 중요성 및 에너지효율 향상을 위해 공동의 노력이 필요하다는 관점에서 의견의 일치를 보고 있다. 하지만, 어떠한 방식으로, 얼마나 에너지효율을 향상시켜야 하는지 또는 시킬 수 있는지에 대해서는 다양한 의견이 존재하고 있는 상황이다.
    실질적이고 효과적인 에너지효율 향상을 위해서는 에너지효율 향상의 여지라고 할 수 있는 에너지효율 갭(Gap)의 존재와 원인에 대한 파악 및 에너지효율 정책 시행 전과 후의 성과에 대한 평가가 제대로 이루어져야 한다. 정확한 에너지효율 갭의 존재와 원인의 확인과 에너지효율 정책의 성과를 평가하기 위해서는 무엇보다 보편타당하며 정확한 에너지효율에 대한 측정이 선행되어야 할 것이며, 에너지효율에 영향을 미치는 변수들과 어떠한 영향을 미치는 지에 대한 연구가 선행되어야 할 것이다.
    따라서 본 연구의 목적은 첫째, 기존 에너지효율지표인 에너지원 단위를 개선할 수 있는 새로운 에너지효율 측정방법을 제시하고 제시된 에너지효율 측정방법을 활용하여 사업체별 에너지효율을 측정하여 기존 에너지효율 지표인 에너지원단위와 비교 및 분석하는 것이다. 둘째, 측정된 에너지효율과 에너지효율에 영향을 미칠 수 있는 정책변수들 간의 회귀분석을 통해 정책변수와 에너지효율 간의 관계를 분석하는 것이다.
    2. 내용 요약
    우리나라 전체 및 산업별 에너지소비와 효율현황, 그리고 부문별 에너지효율 정책의 진행과정 및 향후 계획을 살펴봄으로써 우리나라 에너지소비의 특성으로서 지속적인 에너지소비 증가와 에너지원단위로 측정된 에너지효율의 완만한 개선을 확인하였다. 하지만 현재까지 에너지효율 개선의 주류가 될 산업부문에서 에너지원단위 이외에는 세세하고 정확한 에너지효율을 측정할 수 있는 지표가 없다는 것과 향후 효율적인 맞춤형 에너지효율 정책이 수립 및 실행의 필요성을 인식할 수 있는 계기가 되었다.
    에너지효율에 관한 국내 및 해외의 기존연구의 분석을 통해 에너지 효율 측정방법은 크게 세 가지인 자료포락분석모형(DEA), 지수요인 분해분석, 확률변경분석모형(SFA)으로 나눌 수 있음을 알 수 있었고, 에너지효율 연구의 대부분이 국가별 또는 지역별 분석에 치중하고 있거나, 몇몇 해외분석에서 사업체별 에너지효율에 관한 연구를 진행하였으나 대부분의 연구에서 가장 세세한 에너지효율 산업별 분석에서도 2-digits 수준에 머무르고 있음을 확인하였다.
    본 연구에서는 부가가치 한 요소만을 고려하여 측정되고 있는 기존 에너지효율 지표인 에너지원단위의 한계를 극복하여 다변수(부가가치, 노동, 자본 등)를 고려한 새로운 에너지효율 지표의 측정을 시도하였으며, 2-digit 산업별에 머물러 있는 에너지효율 분석을 사업체별 에너지효율 분석으로 확장하였다. 또한 사업체별 수준에서 에너지효율에 영향을 미치는 정책변수들을 도출하고자 하였다. 따라서 향후 본 연구의 결과는 통계 확장을 통하여 효율적인 맞춤형 에너지효율 정책의 수립 및 집행에 기초가 될 수 있을 것으로 기대된다.
    본 연구는 사업체별 에너지효율 측정을 위하여 1990년부터 1999년까지의 5인 이상의 모든 사업체를 대상으로 조사된 광공업통계를 가지고 기존의 에너지효율 지표인 에너지원단위와 앞에서 언급한 3가지의 에너지효율 측정방법 중 이질성(Heterogeneity)을 내포하고 있는 사업체별 에너지효율 분석에 적합한 확률변경분석모형(SFA)을 활용하여 에너지효율을 측정하였다.
    본 연구의 결과는 다음과 같이 크게 두 가지로 요약할 수 있다. 첫째, 전 산업을 대상으로 사업체별로 측정된 두 에너지효율의 상관관계를 살펴보았을 때, 두 에너지효율 지표는 매우 밀접한 관계를 가지고 있음을 알 수 있었다. 하지만 2-digit 산업별과 지역별로 두 에너지효율 지표의 연도별 추세를 보았을 때, 전반적으로 확률변경분석모형 (SFA)을 활용하여 측정된 에너지효율은 기존의 에너지효율 측정방식으로 추정된 에너지원단위에 비해서 높은 에너지효율을 보이고 있지만, 산업 및 지역에 따라 에너지효율의 추세는 상이한 모습을 보이고 있다. 둘째, 사업체 수준에서 에너지효율에 영향을 미치는 정책변수의 도출하였다. 정책변수로 고려된 변수들은 사업체 나이, 수출여부, 시장집중도, 노동집약도, 자본집약도, 총에너지사용량 중 전력의 비중
    을 고려하였다. 측정된 두 에너지효율에 대한 자본집약도와 총에너지 사용량 중 전력비중의 영향은 같지만, 사업체 나이, 수출여부, 시장집중도, 노동집약도의 경우에는 반대의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 확률변경분석모형(SFA)에 의해 추정된 에너지효율을 중심으로 설명하면, 우선 1990년도부터 1999년까지 전반적인 사업체의 에너지효율은 증가하였다는 것을 알 수 있다. 사업체의 특성에 따른 에너지효율의 변화는 신생기업일수록, 비수출기업일수록, 시장집중도가 낮을수록, 노동집약도가 높고 자본집약도가 낮을수록, 총에너지사용량 중 전력을 사용하는 비중이 높을수록 사업체의 에너지효율이 높은 것으로 나타났다. 또한 총에너지사용량 중 전력의 비중이 증가할수록 사업체의 에너지효율은 증가하지만, 에너지효율의 증가폭은 전력비중이 증가함에 따라 점차 감소하는 모습을 보이고 있다.
    결론적으로 본 연구의 결과인 사업체 수준에서 확률변경분석모형 (SFA)을 활용한 새로운 에너지효율 지표의 측정과 사업체의 특성을 고려한 다양한 정책변수들의 도출은 향후 구체적이고 효율적인 맞춤형 에너지효율 정책 수립에 크게 기여할 것으로 기대된다.
    3. 정책제언과 향후 연구과제
    본 연구의 기여로서 첫째는 국가 및 산업 수준 통계 위주의 에너지분야 특히 에너지효율에 대한 연구를 사업체 수준의 패널통계를 활용하여 분석함으로써 산업위주의 에너지효율 정책을 개별 기업 및 사업체의 이질성(Heterogeneity)을 고려하여 세밀하게 수립 및 실행할 수 있는 발판을 마련하였다는 것이다. 사업체 수준에 기반 한 에너지효율 정책의 실행은 자원의 효율적 배분을 가능케 하여 실질적인 에너지효율 향상에 기여할 것이다. 둘째는 단일 변수만을 고려하여 에너지효율을 측정한 에너지효율 지표인 에너지원단위의 한계를 극복하여 다변수를 활용할 뿐만 아니라 확률변경분석모형(SFA)를 이용하여 사업체별 에너지수요 함수의 추정을 통해 에너지효율을 추정하였다는 것이다. 마지막으로 과거 에너지효율 연구에는 존재하지 않았던 사업체별 특성을 정책변수로 고려하여 사업체별 에너지효율에 미치는 영향을 분석함으로써 효율적인 맞춤형 에너지효율 정책의 구체적인 수립 및 실행을 가능토록 하였다는 것이다. 이와 같은 기존 에너지효율 연구에 대한 기여를 토대로 다음과 같은 정책제언들을 도출할 수 있다.
    우선 정확한 에너지효율의 측정은 가장 효과적인 에너지효율 정책 수립 및 실행을 위해 가장 중요하다. 에너지효율의 잘못된 측정은 사회 자원의 비효율적인 배분을 유도함으로써 실질적인 에너지효율의 개선 효과를 기대할 수 없으며, 사회후생의 감소도 초래하게 된다. 따라서 에너지효율에 대한 정확한 개념을 정립한 후 본 연구에서 시도 된 것과 마찬가지로 새로운 에너지효율 지표가 측정되어야 할 것이다. 물론 효율적인 에너지효율 정책 수립을 위해 가장 세분화된 단위에서 에너지효율이 측정되도록 해야 할 것이며, 산업뿐만 아니라 가정 및 수송 등과 같은 부문의 특성에 적합한 에너지효율 측정방법론이 도출 되어야 할 것이다. 다음으로는 부문별 최소 의사결정단위의 구체적인 에너지효율 측정을 통해 현황 파악 및 정책의 수립과 실행 그리고 에너지효율 측정을 통한 평가를 시행하여 지속적으로 에너지효율 정책을 수정 및 보완할 수 있는 지속적인 선순환형 에너지효율 평가시스템이 조속히 확립되어야 한다.
    정책변수로서 사업체별 특성을 활용한 본 연구의 결과를 토대로 할 수 있는 정책제언은 다음과 같다. 산업내의 모든 기업 및 사업체에 동일한 에너지효율 규제 및 인센티브를 적용하기 보다는 같은 산업 내에 존재하는 기업 및 사업체이더라도 기업 및 사업체의 이질성(Heterogeneity)을 고려하여 에너지효율 정책을 수립 및 실행해야 될 것이다. 개별 기업 및 사업체에 대한 맞춤형 에너지효율 정책은 에너지효율 정책의 효과를 극대화시킴으로써 사회후생을 증가시킬 수도 있다.
    마지막으로 에너지효율이 낮은 기업 및 사업체에 에너지효율 향상을 개선하도록 유도해야 한다는 것에는 이견이 없을 것이다. 하지만 기업 및 사업체의 에너지효율 수준과 생산성의 관계에 따라 다른 에너지효율 정책을 적용해야 할 것이다. 에너지효율 수준이 생산성에 영향을 미친다면 에너지효율 규제정책을 통해 경제의 창조적 파괴(creative destruction)를 더욱 촉진하도록 하거나 지원정책을 통해 에너지효율 개선과 생산성의 향상을 도모할 수 있을 것이다. 하지만 반대의 경우 직접적인 에너지효율 정책 보다는 기업의 생산성을 향상시킬 수 있는 정책을 펼침으로써 자연스러운 에너지효율 개선을 유도하는 것이 바람직할 것이다. 물론 기업의 생산성과 에너지효율의 관계는 기업의 특성에 따라서 달라질 수 있기 때문에 이에 대한 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표 지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 3
    3. 요 약 ... 5
    4. ABSTRACT ... 11
    5. 제목 차례 ... 13
    6. 표 차례 ... 15
    7. 그림 차례 ... 18
    8. 제1장 서 론 ... 19
    9. 제2장 우리나라 에너지소비 및 효율 현황 ... 23...
    1. 표 지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 3
    3. 요 약 ... 5
    4. ABSTRACT ... 11
    5. 제목 차례 ... 13
    6. 표 차례 ... 15
    7. 그림 차례 ... 18
    8. 제1장 서 론 ... 19
    9. 제2장 우리나라 에너지소비 및 효율 현황 ... 23
    10. 1. 국가 및 산업별 에너지소비 및 효율 현황 ... 23
    11. 가. 국가 에너지소비 및 효율 현황 ... 23
    12. 나. 제조업 업종별 에너지소비 및 효율 현황 ... 26
    13. 다. 제조업 업종별 전력소비 및 효율 현황 ... 35
    14. 2. 주요 에너지효율 정책과 평가 ... 41
    15. 가. 에너지효율 정책의 필요성과 방향 ... 41
    16. 나. 에너지효율 정책과 평가 ... 43
    17. 제3장 에너지효율 기존연구와 측정방법 고찰 ... 52
    18. 1. 에너지효율에 관한 기존연구 ... 52
    19. 가. 국내문헌 ... 52
    20. 나. 해외문헌 ... 57
    21. 2. 기존 에너지효율 지표와 측정방법에 관한 고찰 ... 64
    22. 가. 에너지원단위 ... 64
    23. 나. DEA 방법론 ... 66
    24. 다. SFA 방법론 ... 74
    25. 라. 에너지효율 지수에 대한 요인분해 ... 84
    26. 제4장 사업체 수준에서 에너지효율 측정과 결정요인 분석 ... 94
    27. 1. 통계설명과 에너지효율 측정 방법론 ... 94
    28. 가. 자료설명 및 요약 ... 95
    29. 나. 에너지효율 측정 방법론: 이론과 계량모형 ... 99
    30. 2. SFA를 통한 에너지효율 측정 및 실증분석 ... 102
    31. 가. SFA를 활용한 사업체별 에너지효율 측정 ... 102
    32. 나. SFA에 의한 사업체별 에너지효율과 에너지원단위의 비교분석 ... 105
    33. 3. 사업체 특성을 고려한 에너지효율 요인분석 ... 134
    34. 가. 사업체 통계를 활용한 에너지효율 연구의 필요성 ... 134
    35. 나. 정책변수들을 고려한 두 에너지효율 지표에 대한 회귀분석 ... 135
    36. 제5장 결론 및 정책제언 ... 139
    37. 1. 결론 ... 139
    38. 2. 정책제언 ... 140
    39. 참고문헌 ... 144
    40. 부 록 ... 152
    41. 끝페이지 ... 156
  • 참고문헌

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