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ICT발전의 산업별 전력수요 영향 분석

  • 과제명

    ICT발전의 산업별 전력수요 영향 분석

  • 주관연구기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 연구책임자

    박우영

  • 참여연구자

    김지효   오경수   최봉석  

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2015-12

  • 과제시작년도

    2015

  • 주관부처

    산업통상자원부

  • 사업 관리 기관

    에너지경제연구원
    Korea Energy Economics Institute

  • 등록번호

    TRKO201600001670

  • 과제고유번호

    1105010678

  • DB 구축일자

    2016-05-21

  • 초록 


    2. Main findings and results
    In order to investigate how the ICT innovation affects to electricity demand and a macroeconomy, ...

    2. Main findings and results
    In order to investigate how the ICT innovation affects to electricity demand and a macroeconomy, this study has intuitively identified a relation between industrial electricity demand and ICT innovation. An intuitive analysis through data shows that electricity consumption in both non-ICT manufacturing sector and ICT manufacturing sector increases faster than energy consumption, which is known also as electrification.
    Also, it is investigated that both non-ICT capital and ICT capital have affected to electrification phenomena. Futhermore, the relation between ICT capital and electrification was particularly strong in ICT manufacturing sector. Electrification phenomena, however, has related to other factors as well as ICT capital, it is difficult to conclude the strong relation between ICT capital and electrification with this static and intuitive analysis.
    In order to analyze the relation between electrification and ICT capital, we have performed LMDI factor decomposition. In LMDI, we can decompose the change of electricity intensity into the changes of industrial structure, industrial energy intensity and the share of electricity uses. Also, the change of energy intensity can be decomposed into the changes of industrial structure and industrial energy intensity. Since the financial crisis, energy intensity has improved rapidly while energy efficiency improvements have been stagnant due to the global financial crisis and the falling oil prices. Moreover, it is found that electricity intensity increase because of rising share of electricity in energy consumption.
    The LMDI analysis, however, does not consider dynamics and only consider manufacturing sectors even though non-manufacturing sectors such as services constitute the most of the economy. In an overall economic perspective energy intensity have improved after the asian financial crisis in 1997, whereas electricity intensity shows overall rising after a short decrease. As such the movement of energy intensity and electricity intensity exhibit dynamic change over time and have associated with macroeconomic shocks. Therefore, we illuminate the change of energy efficient, measured by energy intensity and electricity intensity, in an macroeconomic perspective. For this purpose, we construct an dynamic stochastic general equilibrium (DSGE) model considering energy and electricity and estimate the model through maximum likelihood estimation.
    According to the simulation results, the supply shocks in energy deteriorate the energy efficiencies measured by energy intensity and electricity intensity. On the other hand, the innovations in final goods industries such as non-ICT and ICT industries improve the energy intensity and electricity intensity. Meanwhile, these efficiency improvement have been weakened as investment spending is shrinking.
    These results imply that technical development and productivity increase in final goods industry are necessary to improve energy efficiency and to achieve a sustainable economy. These also suggests that ICT innovation is the key for further growth to lead the sustainable growth.


    2. 연구내용 및 결과
    지금까지 파악된 바로는 ICT 혁신이 산업별 에너지・전력 수요에 미치는 영향을 DSGE 모형을 통해 분석한 사례가 없다. 연구주제에 부합하는 DSGE 모형을 독자적으로 구축하기 위해, 문헌연구, 관련 지...

    2. 연구내용 및 결과
    지금까지 파악된 바로는 ICT 혁신이 산업별 에너지・전력 수요에 미치는 영향을 DSGE 모형을 통해 분석한 사례가 없다. 연구주제에 부합하는 DSGE 모형을 독자적으로 구축하기 위해, 문헌연구, 관련 지표의 추세변화 분석, 에너지・전력 원단위 분해분석 등 사전연구(preliminary study)를 일차적으로 수행하였다. 사전연구 결과는 DSGE 모형 구축 시 ICT 혁신, 산업 간 연관관계, ICT 혁신이 에너지・전력수요에 미치는 영향 경로 설정에 활용되었다.
    먼저, ICT 혁신이 에너지・전력 수요 및 거시경제에 미치는 영향을 분석한 선행연구를 고찰하였다. 문헌연구 결과, ICT 혁신은 전력화, 산업구조 변화, 에너지효율 및 생산성 변화, 경제성장 등과 관련될 수 있으며, 이들 각각의 요인은 다시 에너지・전력 소비에 상・하방의 영향을 미칠 수 있음을 파악하였다. 그러나 대부분의 선행연구들은 변수 간 복잡한 연관관계를 간과한 채, ICT 혁신과 에너지・전력 소비 간 추세변화의 정태적 분석에 그쳤다. 거시적 접근을 시도한 일부 연구들조차도 시나리오 분석에 근거하였기 때문에 일반화된 결론을 도출하기 어렵다고 판단된다.
    선행연구에서 논의된 특성들이 우리나라에서도 적용가능한지를 판단하기 위해, 우리나라 산업 부문에서 ICT 혁신, 전력비중, 에너지효율, 산업구조 등 관련 지표의 추세변화를 직관적으로 개관하였다. 분석결과, 비ICT 제조업과 ICT 제조업 모두에서 전력소비가 에너지소비 보다 빠르게 증가하는 전력화 현상이 나타났다. 비ICT자본 및 ICT자본 투입과 전력화는 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났으며, 특히 이러한 상관관계는 ICT 제조업에서 강하게 나타났다. 더 나아가, 효율개선, 산업구조 변화, 전력화 현상이 에너지・전력 원단위 변화에 어떠한 영향을 미치는지 정량적으로 파악하기 위해 로그평균디비지아지수 (Log Mean Divisia Index; LMDI) 분해분석을 실시하였다. 분석 결과, IMF 외환위기 이후 에너지원단위는 산업구조 변화와 효율 향상에 힘입어 지속적으로 개선된 반면, 전력원단위는 산업구조 변화 및 효율 향상에도 불구하고 전력화 심화로 인해 원단위 개선이 매우 더디게 이루어졌음을 확인하였다.
    사전연구를 통해 ICT 혁신이 산업별 에너지・전력 수요에 미치는 영향을 모형화하기 위해 효율 등 생산성, 산업구조 변화, 전력화 등 에너지소비 구조 등의 변화와 산업 간 연관관계를 동시에 고려해야 한다는 점을 파악하였다. 이를 토대로 산업별 생산성과 생산성의 상대적 변화 (ICT에 특화된 기술 또는 ICT혁신)가 산업별 전력수요와 에너지 효율성 지표인 에너지원단위와 전력원단위의 변화에 미치는 영향을 분석할 수 있는 DSGE 모형을 구축・추정하였다. 이 DSGE 모형은 전력・에너지수요에 영향을 미치는 영향을 ICT 자본의 효율성 개선(intensive margin)과 물량효과(extensive margin)로 포착하는데, 비ICT 산업, ICT 산업, 전력산업의 연관관계를 총체적으로 고려하여 효율성 개선과 물량효과를 수량적으로 산출해낸다는 것이 주요한 특징이다.
    구축된 DSGE 모형 경제를 활용하여 생산성 충격 및 역사적 변화의 영향을 시뮬레이션 분석한 결과, 비ICT 산업과 ICT 산업과 같은 최종재 산업의 생산성 향상은 에너지원단위와 전력원단위를 개선시키는 것으로 나타났다. 동시에 글로벌 금융위기 이후 투자가 위축되면서 이러한 효율성 개선이 약화되는 경향도 나타났다. 역사적 변화 분석결과, 비ICT 산업과 달리 ICT산업은 지속적인 생산성 증가를 통해 ICT투자가 증가했고, 이를 바탕으로 에너지’전력 원단위 개선을 견인한 것으로 나타났다. 한편, 전력산업의 생산성 충격은 전력화를 촉발하며 에너지원단위와 전력원단위의 탈동조화(decoupling)를 이끌어내는 것으로 분석되었다.
    본 연구의 결과는 에너지 효율성을 개선하고, 지속가능한 경제성장을 달성하기 위해서는 최종재 산업의 기술발전과 생산성 증가가 선결 되어야 함을 시사한다. 더 나아가, 높은 증가율로 성장하는 ICT 산업이 지속가능한 성장을 이끌 수 있는 가장 유망 산업이라고 제시한다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 5
    3. 요약 ... 7
    4. ABSTRACT ... 11
    5. 목차 ... 15
    6. 표목차 ... 17
    7. 그림목차 ... 18
    8. 제1장 서 론 ... 21
    9. 제2장 문헌연구 ... 25
    10. 1. ICT 혁신과 전력화 .....
    1. 표지 ... 1
    2. 참여연구진 ... 5
    3. 요약 ... 7
    4. ABSTRACT ... 11
    5. 목차 ... 15
    6. 표목차 ... 17
    7. 그림목차 ... 18
    8. 제1장 서 론 ... 21
    9. 제2장 문헌연구 ... 25
    10. 1. ICT 혁신과 전력화 ... 25
    11. 2. ICT 혁신과 에너지효율성 ... 27
    12. 3. ICT 혁신과 거시경제 ... 29
    13. 4. ICT 혁신과 전력수요 간 관계의 체계화 ... 32
    14. 제3장 ICT 혁신과 산업 에너지소비 ... 37
    15. 1. ICT 혁신과 에너지수요 현황 ... 37
    16. 가. ICT 확산과 에너지소비 ... 37
    17. 나. ICT 확산과 에너지원단위 ... 44
    18. 다. 산업별 부가가치 및 에너지소비 구조 ... 52
    19. 라. 소결 ... 59
    20. 2. 제조업의 에너지원단위와 전력원단위 분해분석 ... 61
    21. 가. LMDI 분석 개요 ... 61
    22. 나. LMDI 분석 결과 ... 65
    23. 제4장 모형 설정 및 추정 ... 69
    24. 1. 모형 ... 69
    25. 가. 가계(Households) ... 69
    26. 나. 기업(Firms) ... 73
    27. 다. 시장청산조건 및 외생적 확률충격 ... 78
    28. 라. 산업별 자본투자수요와 전력수요 ... 80
    29. 마. 안정 시스템(stationary system)으로 변환 ... 84
    30. 2. 모수 추정 ... 87
    31. 가. 관측자료 ... 87
    32. 나. 추정 결과 ... 91
    33. 제5장 연구결과 ... 97
    34. 1. 충격반응함수 분석 ... 97
    35. 가. 비ICT산업의 생산성충격 ... 97
    36. 나. ICT산업의 생산성충격 ... 99
    37. 다. 전력산업의 생산성충격 ... 101
    38. 라. 에너지공급 충격 ... 103
    39. 2. 역사적 외생충격 추정 분석 ... 104
    40. 가. 외생충격 추정치를 이용한 주요 변수의 재구성 ... 104
    41. 나. 반사실적 실험과 외생충격의 역할 ... 106
    42. 3. 예측오차 분해분석 ... 109
    43. 4. 시사점 ... 111
    44. 제6장 결론 ... 113
    45. 참고문헌 ... 117
    46. <부록 1> ICT 혁신과 에너지수요 현황 분석자료 ... 123
    47. <부록 2> LMDI 분해분석 결과 ... 127
    48. <부록 3> 안정시계열로 변환된 모형 경제 ... 131
    49. <부록 4> 생산함수 모수 ... 138
    50. 끝페이지 ... 151
  • 참고문헌

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