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연구보고서 국제 에너지시장 구조변화의 거시경제효과 분석 경제관계, 에너지산업

저자 안성배, 김기환, 김수빈, 이진희, 한민수 발간번호 17-27 자료언어 Korean 발간일 2017.12.27

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  오늘날 경제 발전에 따라 에너지의 중요성은 점차 증가하고 있다. 자본재를 운용하는 기업의 생산 활동과 내구재를 사용하는 가계의 소비 활동에 에너지는 필수적이다. 2014년 중반 시작된 유가의 급락은, 글로벌 금융위기 이후 자원가격의 강세와 더불어 빠르게 회복세를 찾아가던 러시아, 브라질 등의 신흥 자원부국의 성장세를 꺾어놓았으며 석유 판매 수입을 기반으로 복지정책을 늘려가던 사우디 아라비아, 베네수엘라 등 전통적인 산유국의 재정건전성을 크게 악화시켰다. 이렇듯 에너지는 수요와 공급, 양쪽 모두의 측면에서 국민경제에 미치는 영향이 지대하기 때문에, 관련 시장의 변화 요인을 바르게 파악하고 이에 대해 정책적으로 적절히 대응하는 것이 중요하다.
  에너지 자원 중에서도 화석연료, 특히 원유 가격의 변동성이 거시 경제에 미치는 영향에 대한 연구는 꾸준히 이루어져왔다. 무엇보다도 유가의 변동요인에 따라 거시경제에 미치는 영향이 상이할 수 있다는 일련의 실증연구는 유가충격을 요인별로 분해 및 식별에 기반한 상황에 따른 적절한 정책대응의 필요성을 인식하는 계기가 되었다. 이를 위해서는 구조적벡터자기회귀(SVAR) 모형 등 통계적 접근법을 이용하여 도출한 실증결과를 개방경제 동태확률일반균형(DSGE) 모형 등의 구조적 경제모형을 이용하여 설명할 필요가 있다. 구조적 경제모형은 반사실적 모의 실험(counterfactual simulation)이 가능하다는 면에서 정책수단의 영향력을 평가하기에 적합하다.
  우리나라는 ‘에너지 섬’이라고 불릴 정도로 외부의 에너지 공급에 전적으로 의존하고 있는 형편으로 안정적인 원유 도입선의 확보는 에너지정책의 가장 중요한 부분을 차지해왔다. 원유 도입과 관련한 우리경제의 또 다른 큰 특징은 1970년대 중화학공업 육성을 중심으로 한 적극적 산업정책의 결과로 정유 및 석유화학 산업의 비중이 크다는 데 있다. 에너지시장의 변화가 우리경제에 미치는 영향을 분석할 때 정유 및 석유화학 산업이 주요 산업으로서 수출입에 미치는 영향을 명시적으로 고려할 필요가 있다.
  한편, 지구온난화 등 환경파괴의 주범으로 인식되어 온실가스로 불리는 이산화탄소 규제에 대한 국제적 논의가 오랜 시간 지속되어왔고, 2015년 파리협정을 통해 구체화되었다. 비용이 저렴하면서도 청정한 에너지로 인식되어왔던 원자력 발전에 대한 두려움이 2011년 일본의 도호쿠지방 태평양 해역 지진을 통해 확산되면서 재생에너지의 효율적 이용에 대한 관심이 증가하고 관련 산업의 변화도 빠르게 진행되고 있어 국제 에너지시장의 구조 변화가 예상된다. 우리나라도 신정부에 들어서며 탈원전의 정책적 방향성이 강화·제시되고, 화석연료를 넘어선 태양광 발전, 풍력 발전 등의 친환경성 재생에너지를 확충하기 위해 적절한 인센티브 제공 등의 정책적 고려가 요구되고 있다.
  본 연구는 국제 에너지시장의 변화 양상을 파악하고 이러한 변화가 우리경제, 특히 대외부문에 미치는 영향을 분석한다. 먼저 제2장에서는 국제 에너지시장의 동향 파악을 위하여 석유시장과 신재생에너지시장에너지시장의 현황을 파악한다. 유가에 영향을 미치는 여러 가지 요인들을 수급 상황을 통해 살펴보고, 우리나라의 석유시장 현황에 대해서도 알아본다. 이어서 최근 대중의 관심이 증가하고 있는 신재생에너지시장의 현황을 파악하고 주요국의 관련 정책을 소개한다.
  우리경제는 에너지 자립도가 매우 낮아 수출주도형 성장정책을 추진해왔으며, 1970년대 두 차례의 석유 파동을 겪으면서 에너지 가격 변동성에 민감하게 반응해왔다. 글로벌 금융위기 전후 유가의 반복적인 등락 또한 이러한 민감성에 일조하였다. 그러나 앞서 언급한 바와 같이, 유가의 변동성은 시기마다 상이한 요인에 의해 영향을 받는다. Kilian(2009)은 이를 원유공급충격, 총수요충격, 원유특정수요충격 등으로 구분하고 이에 따른 거시변수의 반응이 다름을 보였다. 본 연구의 제3장에서는 이러한 실증 결과를 한국의 자료를 이용하여 확장한다. 실증분석 결과 한국 경제에서도 이러한 상이한 충격들이 수출입과 경상수지 등 대외 변수의 다양한 반응을 나타내었다.
  제4장에서는 앞의 실증결과를 설명하기 위한 개방경제 DSGE 모형을 구축하였다. 이 모형은 Huynh(2016)에 기반하고 있으며, 우리나라의 주요 산업인 정유 및 석유화학 산업을 모형화하여 에너지 생산의 상류부문과 하류부문을 포함하는 모형으로 확장하였다. 모형의 분석 결과 제3장의 실증 결과를 확인할 수 있었으며, 이를 통해 향후 정책 실험을 시행할 수 있게 되었다.
  해외의 상류부문 생산성은 원유 채굴과 관련된 총요소생산성으로, 원유공급충격으로 생각할 수 있다. 상류부문의 생산성은 기업들이 지닌 석유시추 기술의 발전뿐만 아니라, 장단기적으로 반복되는 OPEC의 감산조치 등 지정학적 요인을 포함한다. 원유가격의 상승을 가져오는 상류부문의 생산성 저하는 우리 경제에 불황을 야기하는데, 경기하락에 따른 수입의 감소로 인해 발생 초기 무역수지의 흑자를 발생시킨다. 이러한 결과는 재생에너지에 대한 관심 증가와 관련한 함의를 가진다. 단기적으로는 재생에너지의 생산성이 화석 에너지에 비해 떨어지기 때문에 에너지믹스에 있어 재생에너지 비율의 증가는 상류부문의 생산성 저하를 가져오는 것으로 해석할 수 있다.
  상류부문을 제외한 경제 전반의 총요소생산성 향상은 소비와 투자를 증가시키며 경제활동의 윤활유인 에너지 가격을 높인다. 전반적 생산성 향상에 따른 수요증가에서 발생한 에너지 가격 상승은 앞서 살펴본 원유공급 충격과 다른 함의를 갖는다. 특히, 경기 호황기에 투자재에 대한 수입 수요증가로 무역수지 적자가 단기적으로 지속되며 중장기적으로 흑자로 전환된다. 이러한 총요소생산성 향상이 해외부문에서 발생할 때는 해외의 호황이 무역통로를 통해 스필오버(spillover) 효과를 발생시켜 비에너지 부문의 수출을 증가시키는 한편 해외 수입상품의 경쟁력 향상으로 수입 또한 증가한다.
  원유특정수요충격에 해당하는 요소로, 본 모형에서는 내구재와 자본재의 에너지 효율성을 고려하였다. 일반적으로 기술발전에 따라 에너지 효율은 증가하나 새로운 제품이 등장하면서 에너지 소비를 부추기는 경우도 있다. 예를 들면, 최근 관심을 끌고 있는 비트코인의 채굴에 상당한 전기가 소모되고 있는데, 일반 생산 활동에서 사용되는 자본재의 에너지 효율성이 올라갈지라도 상품구성의 변화를 고려하면 산업 전체의 에너지 효율성이 증가하는 방향으로만 움직이지는 않을 수 있다. 본 모형에 따르면, 에너지 가격을 상승시키는 에너지 효율성의 저하는 수요충격임에도 원유공급충격과 유사한 효과를 가져오는 것으로 나타났다.
  제5장에서는 우리나라에서 도입하고 있는 신재생에너지 공급의무화 제도와 이에 따른 정책 비용을 도출한다. 다만, 본 연구에서 구축한 DSGE 모형에서는 이러한 비용의 거시적 효과를 분석하는 데 한계가 있어 향후 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각된다.
  본 연구에서는 이상의 결과에 기반하여 다음과 같이 정책적 시사점을 제시하였다.
  첫째, 에너지 가격의 변동성이 증가할 때 변동 요인에 맞춘 대응방안의 마련이 요구된다. 에너지 가격의 변동요인을 대내외 공급 및 수요측면으로 나누어 분석한 결과에 따르면 거시변수, 특히 수출입에 미치는 영향이 각 요인별로 다르게 나타났다. 원유공급충격과 원유특정수요충격이 대체로 비슷한 방향성을 보여주는 가운데 반응의 시점 및 지속성에서 차이를 보이는 반면, 총수요충격은 다른 결과를 가져왔다. 즉, 국제 에너지 가격이 요동칠 때, 정부의 대응방안이 가격 변동 요인별로 달라야 함을 의미한다. 최근 중동 지역에서 일어나고 있는 역내 국가간 갈등 등 지정학적 문제나 2016년 말 합의되어 2018년까지 연장하기로 한 OPEC의 감산 등은 원유공급충격의 일종으로 생각할 수 있다. 또한 최근에는 기술개발과 확산이 가속화되며 타이트 오일과 신재생에너지 등 전통적인 원유의 대체재 공급이 증가하고 있는데 이 또한 원유공급충격으로 간주할 수 있다. 한편, 글로벌 금융위기 이후 달러화 약세가 지속되는 동안 원유가 투자자산으로 주목을 받아 가격이 지속적으로 상승하던 시기는 원유특정수요충격으로 유가변동이 발생한 것으로 나타났다. 총수요부진과 자원가격의 급락으로 경기둔화를 거친 후, 2017년 들어 글로벌 경기회복세가 시현되고 있으며 이러한 추세는 2018년에도 지속될 것으로 예측된다. 이는 총수요충격에 따른 에너지가격 상승으로 이어질 가능성이 있어 이에 대한 적절한 준비가 필요하다.
  둘째, 각국의 신재생에너지정책 변화 및 기술 진보에 대한 지속적 모니터링이 필요하다. 원유의 채굴과 마찬가지로 재생에너지의 생산 또한 절대적으로 지리적 영향 아래에 놓여있다. 태양광, 풍력, 수력 발전 등은 기본적으로 최적의 입지가 존재한다. 미국, 중국, EU, 일본 등 세계 각국의 재생에너지정책이 디테일한 방향성이 다른 이유가 여기에 있다. 우리나라의 입지 조건에 맞는 재생에너지정책을 추진하기 위해서는 세계 각국의 에너지정책을 참고할 필요가 있으며, 관련 기술의 진보에 따라 유연한 정책 조정이 요구된다. 특히, 우리와 지리적으로 가까운 위치에 있는 중국은 급속한 경제 발전과 함께 최근 들어 대기오염 등의 환경 문제가 크게 대두되고 있으며 전통적 화석연료에 대한 의존성을 줄이기 위하여 많은 노력을 기울이고 있다. 일례로, 북경 등 대도시를 중심으로 겨울철 난방으로 석탄의 사용을 제한하고 있으며 이를 LNG를 이용한 열병합 발전으로 대체하는 정책을 도입하였다. 이러한 변화는 세계 LNG 수급, 특히 계절적 수요에 유의미한 변화를 가져오고 있으며, 우리나라도 정책적으로 점차 LNG에 대한 의존도를 높여가고 있기 때문에 향후 정책비용에 미치는 영향이 커질 것으로 예상되고 있어 이에 대한 면밀한 모니터링이 요구된다.
  셋째, 신재생에너지 공급의무화(RPS) 제도의 개선이 필요하다. 최근 많은 관심을 받으며 투자 및 공급량이 빠르게 증가하고 있는 태양광 발전의 경우도 RPS와 같은 일종의 생산비 보조를 받고 있다. 재생에너지 발전 비중 목표를 달성하는 편익과 비교해볼 때 RPS 이행비용이 감내할 수준인지에 대한 판단을 지금 이 시점에서 하기는 어려운 면이 있다. 왜냐하면, 재생에너지의 비중이 높아짐으로써 발생하는 편익은 경제적인 측면뿐만 아니라 사회구성원의 다양한 효용함수를 고려해야 하고 이를 위해서는 더욱 정교한 후생효과 분석이 필요하기 때문이다. 하지만 RPS 제도를 도입한 본래의 취지에서 볼 때 현행 제도가 가지고 있는 문제점을 명확히 인식할 필요가 있다. 무엇보다 일반 대중이 이상적으로 생각하는 재생에너지의 범주가 실제 법률에서의 정의와 동떨어진 면이 있음에 주의해야 한다. 이 제도의 가장 큰 문제점은 값싼 수입산 목재펠릿을 이용한 바이오·폐기물 에너지 발전 비중이 급격히 증가하고 있다는 데 있다. 이는 일종의 화력 발전으로 연소시 발생하는 환경 오염물질에 대한 통제가 추가적으로 이루어질 필요가 있다. 결국 재생에너지 내에서도 각각의 에너지원이 환경에 미치는 비용을 고려하여 에너지원별로 차등적인 신재생에너지 공급인증서(REC)를 도입하는 정책을 고려해볼 만하다. 

  Importance of energy becomes more pronounced as an economy progresses. Energy is essential for firms with running capital and for households with durable consumption. Oil prices plummeted around 2014; resource-rich countries, such as Russia and Brazil, faced challenges amidst gradual recovery from the global financial crisis; traditional oil exporting countries such as Saudi Arabia and Venezuela which have expanded their welfare program with revenues ended up with deteriorating fiscal soundness. From the both side of supply and demand the impact of energy on an economy is immense, and therefore, it is important for a policy maker to understand turmoils in related markets and to make timely and relevant responses. A series of empirical researches including Kilian(2009) point out that oil price shocks are originated from multiple sources and that macroeconomic impact can vary according to the source of a shock. As a consequence, decomposition of oil price shock and relevant policy response based on correctly identified source are sought after.
  Korea, often called an energy island, entirely depends its energy supply to external sectors, and a foremost goal of energy policy has been to secure stable energy suppliers. Another characteristic of Korea related to energy sector is to have a large portion of refinery and petrochemical industry. In this regard, impacts through these industries should also be counted when analyzing macroeconomic effects, largely on exports and imports, of oil price shocks.
  Still another important changes in international energy market is focused on renewable energy. Fossil fuels, such as coals and oil, are considered responsible for greenhouse gases whose control has been materialized as the Paris agreement in 2015. The nuclear power is once considered a clean and cheap alternative, but the stability and safety is questioned after the 2011 Tohoku earthquake in Japan. More attention is now paid on the efficient use of renewable energy, and technological advances in related sectors take places. Policy considerations are requested to offer proper incentives for renewable energy suppliers.
  This research aims to grasp the changes in international energy market and their impact on the Korean economy, especially on external secters inclucing exports and imports. Chapter 2 reviews international and domestic oil markets and renewable energy markets. It investigates factors that affect demand and supply of energy, and also introduces policy efforts of major economies for enhancing renewable energy supply.
  Chapter 3 applies Kilian(2009)’s approach to the Korean economy focusing on the external sector. The source of oil shocks are decomposed into three factors: oil supply shock, aggregate demand shock, and oil-specific demand shock. The result shows a similar pattern can be found with the Korean time-series data.
  In Chapter 4 an open economy DSGE model is developed, which extends Huynh(2016) with an augmentation with upstream and downstream sector in energy industry. While the upstream sector like crude oil extraction does not reconcile with the current situation of Korean industrial structure, the downstream sector including refinery and petrochemial industry plays important role in the Korean economy, specially exports and imports. The model replicate the empirical results in Chapter 3 and it can be further used for policy simulations.
  Chapter 5 introduces the renewable portfolio system (RPS) of Korea, which requires a minimum proportion of electricity generation for a large operator to be delivered from renewable sources. The requirement can be fulfilled by the renewable energy certificates (RECs) purchasable from small and independent renewable energy providers. Expected cost under a current policy goal is calculated. However, a macroeconomic impact under the DSGE model is not presented due to the limitation of the model and further study is needed.
  Chapter 6 presents policy implications and concludes. 

서언


국문요약


제1장 서론
1. 연구 배경 및 필요성
2. 연구 범위와 구성
3. 선행연구와의 차별성


제2장 국제 에너지시장 동향
1. 석유시장 동향
    가. 국제 석유시장 현황
    나. 국내 석유시장 동향
2. 신재생에너지시장 동향
    가. 세계 신재생에너지시장 및 정책
    나. 주요국 현황
    다. 우리나라 현황


제3장 유가 변동요인 분석 및 요인별 영향 분석
1. 연구의 필요성
2. 선행연구 및 선행연구와의 차별성
3. SVAR를 이용한 실증분석
    가. 원유시장 변동요인 분해
    나. 원유시장의 충격반응 분석
    다. 우리나라 거시경제변수에 대한 영향
    라. 타이트오일 생산에 미치는 영향


제4장 에너지 부문을 고려한 개방경제 DSGE 모형
1. 연구의 배경
2. 개방경제 DSGE 모형
    가. 모형의 구조
    나. 분석방법
3. 실증분석결과
4. 소결


제5장 국내 신재생에너지시장 제도 및 비용 전망
1. 신재생에너지 공급의무화제도
    가. 신재생에너지 공급의무화제도 개요
    나. 국내 현황 및 RPS 제도의 문제점
    다. 신재생에너지 발전과 전력시장
2. 신재생에너지 균등화 비용과 RPS 비용 전망
    가. 신재생에너지 균등화 비용
    나. RPS 이행비용 전망


제6장 결론 및 시사점
1. 에너지 가격 변동요인에 맞춘 대응방안 마련
2. 각국의 신재생에너지정책 변화 및 기술 진보에 대한 지속적 모니터링
3. 재생에너지 공급 목표 달성을 위한 RPS 제도의 개선


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