에너지 효율 리바운드 효과와 온실가스 감축 · 2020-01-21 · korea energy...

KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE

울산광역시 중구 종가로 405-11 TEL I 052. 714. 2114 ZIP I 44543 ISBN 978-89-5504-529-1

93320

9 788955 045291

7,000원


www.keei.re.kr

이 상 준

에너지 효율 리바운드 효과와 온실가스 감축

기본연구 보고서

15-11

기본15-11

에너

지 효

율 리

바운

드 효

과와

온실

가스

감축

2015

기본15-11(정책) 이상준 표지.indd 1-3 16. 3. 17. 오전 7:07

참여연구진

연구 책임자 : 부연구위원 이상준

요약 i

<요 약>

1. 연구 필요성 및 목적

12월 도출 예정인 Post-2020 新기후체제 합의에 앞서 지난 6월 정

부는 2030년까지 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37%를 감

축하는 우리나라 장기 온실가스 감축목표를 발표하였다. 그러나 우리

나라의 높은 제조업 비중 등 우리나라의 국가 여건을 고려할 때 온실

가스 감축이 쉽지 않고 경제에 부담을 줄 수 있다는 우려가 제기된 바

가 있다.

2030년 감축목표 설정에 따라 향후 동 감축목표를 이행하기 위한

합리적이며 창의적인 이행방안의 마련이 중요해질 것이다. 온실가스

감축을 위한 다양한 한계점을 정확하게 파악하고 국내 경제가 감당

가능한 감축수단을 발굴하는 것이 향후 중요한 정책목표가 될 것으로

전망된다. 연도별․부문․업종별 감축률 설정 등 세부 이행계획 수립

시, 충실한 연구와 폭넓은 의견 수렴을 거쳐 합리적이며 창의적인 이

행방안을 마련하기 위한 적극적 노력이 필요할 것이다.

온실가스 감축을 효과적으로 이행하기 위해서는 다양한 온실가스

감축수단을 검토하고 정책이나 기술 등의 도입에 따른 온실가스 감축

효과를 정치하게 계산하는 과정이 필수적이다. 즉, 미래 시점에 적용

될 수 있다고 예측되는 온실가스 감축기술, 감축정책과 소요비용을 가

정하여 기술․정책의 적용 시나리오 구성하고 이에 따른 합리적인 온

실가스 감축 방안을 도출해내야 하는 것이다.

온실가스 감축에서 가장 많이 거론되는 주요 기술은 재생에너지와

ii

에너지 효율 개선이다. 특히 에너지 효율 개선은 온실가스 감축을 위

한 여러 수단 중에서 가장 비용효과적인 방안으로 인식되어 왔다. 에

너지 효율을 개선하는 것은 에너지 사용을 줄여서 온실가스 감축 효

과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 개별 경제주체의 관점에서도 비용을

절감하는 요인이 되기 때문이다. 즉, 온실가스 감축과 경쟁력 향상을

동시에 도모할 수 있는 중요한 수단이다. 예를 들어 저효율 기기에서

고효율 기기로 대체할 경우 사용량이 동일하다면 기존의 기기보다 소

량의 에너지를 사용하게 되어 온실가스 배출을 저감하는 효과가 발생

할 뿐만 아니라 에너지 사용 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있게 된

다.

그러나 에너지 효율 개선에 따른 효과가 직접적으로 계측되는 효과

보다 낮을 수 있다는 한계점이 지적되고 있다. 특히 최종 소비재의 경

우에는 이러한 효과가 더욱 강한 것으로 지적되고 있는데, 대표적으로

에너지 효율 개선에 따라 기기의 사용량이 증가한다거나 에너지 절약

에 따른 소득 상승효과가 타 상품 구매로 전환되어 에너지 사용의 증

가로 연결되는 리바운드(rebound) 효과가 있을 수 있다는 것이다. 심

각하게는 에너지 효율로 인한 효과를 완전히 상쇄하여 에너지 효율

증가로 인해 총 에너지 소비는 오히려 증가하게 되는 역화(backfire)

효과에 대한 의견도 제기되고 있다.

에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과에 대한 논의는 비교적 오

래전부터 진행되어 왔으나 아직 그 정의나 범위에 대한 논의는 완전

히 성숙단계에 이르지 못한 것으로 파악된다. 현재 학자들 간 에도 에

너지 효율 개선의 리바운드 효과에 대한 정확한 정의 및 정치한 분석

에 대해서도 논란이 존재한다.

요약 iii

따라서 리바운드 효과에 대한 논의를 정리하고 리바운드 효과를 계

측하는 합리적인 방법을 탐구하여, 이에 따른 실증 예를 제시하는 연

구가 긴요하다고 판단된다. 한편 리바운드 효과를 탐구한 기존의 연구

에서는 일반적으로 제품의 보급은 가정한 채 리바운드 효과를 분석한

경우가 대부분이다. 리바운드 효과는 제품이 보급된 이후 발생하기 때

문에 이러한 접근이 타당하지 않은 것은 아니지만, 정책의 효과를 파

악하기 위해서는 고효율 제품의 보급과정을 동시에 살펴볼 필요가 있

다.

본 연구는 에너지 효율 개선의 리바운드 효과가 일어나는 미시적

채널에 대한 논의를 정리하고 정량적 분석 사례를 제시하는 것을 목

적으로 한다. 특히 고효율 제품의 보급과 관련된 모형을 부가하여 리

바운드 효과의 논의를 확장하였다. 기존의 연구에서는 다양한 논의가

존재하였지만 리바운드 효과에 대한 정치한 모형보다는 실증분석의

사례 중심으로 분석이 이루어졌다는 점에서 리바운드 효과에 대한 미

시경제 모형을 통해 리바운드 효과의 채널에 대한 명확한 배경을 탐

구하고 정책적으로도 시사점을 제공하는 것을 목표로 한다.

또한 동 분석을 바탕으로 실증분석 사례를 제시하여 리바운드 효과

의 크기를 재검토할 것이다. 리바운드 효과 분석을 위한 다양한 사례

가 있으나 본 연구에서는 고효율 승용차 또는 친환경 승용차의 보급

과 관련된 정책을 중심으로 실증 예를 다룰 것이다. 특히 평균에너지

소비효율제도(평균연비제도, Coporate Average Fuel Economy)를 사

례로 리바운드 효과를 반영하여 온실가스 감축효과를 분석할 것이다.

iv

2. 연구 내용 및 시사점

우리나라의 경제 전반의 에너지 효율은 선진국에 비하여 개선해야

할 여지가 많다. 특히 최종 소비단계에서 에너지 효율은 개선해야 할

여지가 많은 부분으로 여겨진다. 최종 소비단계에서 에너지 효율을 높

이는 방안은 고효율 제품의 보급 확대가 핵심이다. 이를 달성하기 위

한 정책적 방안은 크게 규제와 지원의 두 가지의 방안이 있다. 규제는

효율 기준 등을 설정하여 시장에 공급되는 제품의 효율 수준을 전체

적 높이도록 강제하는 방식이고, 지원은 소비자가 고효율 제품을 선택

할 수 있도록 정책을 통해 지원하는 것이다. 일반적으로 두 가지 형태

의 정책을 모두 활용하는 것이 대부분의 국가에서 나타나는 현상이다.

우리나라도 마찬가지이다. 고연비 및 친환경차를 예로 들면 우리나라

는 에너지소비효율제도를 통해 시장에 보급되는 승용차의 연비수준을

규제하고 있다. 동시에 친환경차의 보급을 확대하기 위해 보조금 및

세제혜택 등을 통해 친환경차와 기타 차종 간에 가격 격차를 낮추어

소비자의 선택을 촉진하는 정책을 활용하고 있다.

본 연구가 제시하는 모형은 크게 두 구성 요소를 가지고 있다. 에너

지 효율 개선의 관점에서 고효율 제품을 구매하는 소비자의 선택 행

위를 분석하였고 에너지 효율 개선이 이루어졌을 경우 그에 따른 리

바운드 효과의 채널에 관한 미시적 분석을 행하였다. 우선 리바운드

효과의 측면에서 본 연구는 리바운드 효과의 채널을 미시경제이론에

서 폭넓게 활용되는 개념인 소득효과와 대체효과로 구별하여 명확한

이해를 도모하였다. 본 연구의 분석결과 기존의 연구에 비해 리바운드

효과는 크지는 않을 수 있다는 점을 제시하였다. 이 점에서 에너지 효

율 개선을 위한 정책이 필요하며 리바운드 효과의 우려로 인해 정책

요약 v

효과가 무력화되기는 힘들 것이라는 점을 지적할 수 있다. 그러나 리

바운드 효과가 정책 효과의 분석에서 충분히 고려될 필요가 있다. 기

존의 연구에 비해서 다소 낮다고 평가되었으나 여전히 상당한 크기의

리바운드 효과가 존재한다고 분석되었다는 점을 주지하여야 한다.

다음으로 본 연구의 분석결과 에너지 서비스 가격의 불확실성, 고효

율 내구재 구매의 비가역성을 고려하면 소비자의 고효율 제품 구매가

보수적으로 이루어져 동 제품 보급이 원활하지 않을 수 있다는 분석

을 제시하였다. 특히 규제를 통한 효율 수준 향상에 따른 비용이 소비

자에게 전가되는 경우 고효율 제품의 보급을 한층 더 지연될 수 있다

는 점을 지적하였다. 따라서 고효율 제품 확산을 위해 고효율 제품의

프리미엄을 낮추어 소비자의 선택을 촉진할 수 있는 지원 정책이 필

요한 부분이 있음이 언급되었다. 그러나 보급 확대를 위한 지원정책은

리바운드 효과를 증폭시킬 위험도 있음이 언급되었다.

본 연구의 결과는 규제와 지원의 에너지 효율 개선 정책의 양대 조

류가 모두 효용성이 있으나 보급 지연과 리바운드 효과 확대의 양면

성이 있다는 점을 보여 준다고 하겠다. 그러므로 고효율 제품의 보급

을 확대하면서 리바운드 효과를 적절히 통제할 수 있는 규제와 지원

정책의 적절한 조합을 찾는 것이 중요할 것으로 판단된다.

ABSTRACT i

ABSTRACT

1. Background and objectives

Before UNFCCC climate change conference in Paris to establish

new climate regime after Kyoto Protocol, Korea has announced its

greenhouse gas (GHG) reduction target aiming to reduce 37% below

Business as Usual (BAU) by 2030. With the highly ambitious GHG

reduction target, there are increasing concerns that the target will be

hard to achieve considering national circumstances. More specifically,

Korea’s mitigation potential is limited due to its industry structure

with a large share of manufacturing and the high energy efficiency

of major industries.

The Korean government will develop GHG reduction road map to

implement the mitigation target in consultation with relevant

stakeholders. In order to achieve the GHG target, carefully devised

and innovative implementation plan will be crucial. Various

cost-effective GHG reduction technologies will need to be thoroughly

investigated and corresponding policy measures should be in place

timely.

Among major technologies reducing GHG emissions, renewable

energy deployment and energy efficiency improvement have been

considered most important measures. Especially, energy efficiency

improvement has been widely recognized to be most cost-effective

ii

way. It is because energy efficiency improvement is win-win strategy

since economic agents can save own costs by energy efficiency

improvement as well as reducing GHG emissions.

However, there have been concerns that effect of energy efficiency

improvement may be smaller than projected reduction potentials due

to rebound effects. The rebound effects stem from agent can change

consumption patterns due to savings from efficiency improvement.

While there have been widespread discussions about the rebound

effects, discussions about channels of the effects are still not

converged.

This research report aims to explore discussion about sources of

the rebound effects and provide microeconomic background on the

effects. In addition, empirical evidence of the rebound effect will be

investigated. While previous researches have paid little attention to

the process of adoption of efficient products, this report will provide

economic model about the process to explore the rebound effects

more comprehensively. Empirical evidence will focus on high

efficiency vehicle adoption and associated rebound effects.

Especially, Average Fuel Economy (AFE), which has been in place

in Korea, will be discussed for empirical analysis.

ABSTRACT iii

2. Results and policy suggestions

Overall economy-wide energy efficiency level has some rooms to

improve in Korea comparing to major advanced economies.

Especially, end-use energy efficiency improvement has wide

potentials to improve. One of most important measures to improve

end-use energy efficiency level is to increase deployment high

efficiency products. Policy makers can use regulations and supports

to encourage consumers to buy more efficient products. The exactly

applies to Korean situation which intends to increase high efficiency

vehicle deployment. The government not only regulate overall

mileage of vehicle sold in the market through AFE, but induce

consumers to buy high efficiency vehicles through tax reduction and

subsidy.

The economic model suggested in this report consists of two

components. First, a consumers decision model to buy high

efficiency product is established. Second, microeconomic rebound

effect model has been provided after buying the high efficiency

product. In terms of rebound effects, this study separate the effects

to income and substitution effects and explore clear channels of the

effects.

The results in this study suggest that size of rebound effects may

be not so much as negating gains from energy efficiency

improvement is impossible. However, correctly specifying and

addressing the rebound effects is important to measure impacts of

iv

any energy efficiency policies.

The results also suggest that consumers will be conservative to

buy high efficiency products considering uncertainty of energy

service prices and irreversibility of durable purchases. This provide

justifications for tax reduction and subsidy policies. But this may

magnify rebound effects by increasing consumers’ income. Therefore,

future research will need to focus on effective policy mix between

regulations and support policies. In order to achieve GHG emission

reductions effectively through energy efficiency policies, supports

programs enhancing adoptions of high efficiency products will have

to be combined with reasonable efficiency regulations such as

efficiency standards.

차 례 i

제목 차례

제1장 서 론 ················································································ 1

제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과

리바운드 효과 ··································································· 7

1. 에너지 효율 개선의 필요성 ······························································ 7

가. 우리나라 온실가스 배출 추이 ····················································· 7

나. 에너지 소비와 에너지 효율 추이 ············································· 10

다. 에너지 효율 개선의 필요성 ··················································· 13

2. 에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과 ······································· 17

가. 리바운드(rebound) 효과 ······························································ 17

나. 리바운드(rebound) 효과에 관한 선행 연구 검토 ························ 19

제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 ··································· 23

1. 미시적 리바운드 효과의 모형 ························································· 23

가. 모형의 기본 가정 ······································································ 23

나. 리바운드 효과의 채널 ·························································· 25

2. 소비자 선택 모형: 고효율 상품에 대한 투자 ································· 30

가. 모형의 설정 ··············································································· 30

나. 모형의 분석 ··············································································· 34

ii

제4장 리바운드 효과의 실증 사례 ············································· 41

1. 평균에너지소비효율제도를 통한 리바운드 효과의 계측 ················· 41

가. 평균에너지소비효율제도 개관 ···················································· 41

나. 평균에너지소비효율제도하에서 리바운드 효과 ·························· 44

2. 소비자의 선택행위 분석 ································································· 54

가. 고연비 차량에 대한 소비자의 선택 ··········································· 54

나. 비교정태 분석 ············································································ 58

제5장 결론 및 시사점 ································································· 63

1. 결론 및 정책적 시사점 ··································································· 63

2. 연구의 한계 및 향후 연구과제 ······················································· 65

참고문헌 ······················································································ 69

차 례 iii

표 차례

<표 2-1> 주요국의 총에너지 소비 변화, 1980년~2013년 ······················ 11

<표 2-2> 주요국의 에너지원단위 변화, 1980년~2013년 ························· 12

<표 4-1> 리바운드 효과 분석을 위한 가정 ············································ 44

<표 4-2> 리바운드 효과 분석결과 ·························································· 48

<표 4-3> 민감도 분석결과: 연비개선 변화 ··········································· 49

<표 4-4> 민감도 분석결과: 연간 주행거리 변화 ···································· 50

<표 4-5> 민감도 분석결과: 탄성치 변화 ················································ 51

<표 4-6> 민감도 분석결과: 추가비용 변화 ············································ 52

<표 4-7> 민감도 분석결과: 할인율 변화 ·············································· 53

<표 4-8> 휘발유 가격 기초 통계량 ························································ 55

<표 4-9> 최적 구매 임계값을 설정하기 위한 가정 및 추정치 ·············· 56

iv

그림 차례

[그림 2-1] 우리나라 온실가스 배출 추이 ················································· 8

[그림 2-2] 우리나라 제조업 비중 및 에너지다소비 업종 비중 ················ 9

[그림 2-3] 우리나라 온실가스 배출원단위 추이 및 감축목표 ················ 14

[그림 2-4] 세계 온실가스 저감을 위한 주요 기술의 기여도 ·················· 16

[그림 4-1] 우리나라 승용차 평균연비 추이 ············································ 43

[그림 4-2] 주유소 휘발유 가격 추이 ···················································· 54

[그림 4-3] 소비자 구매결정 의태분석 ···················································· 57

[그림 4-4] 소비자 구매결정 민감도 분석 ··············································· 61

제1장 서 론 1

제1장 서 론

12월 도출 예정인 Post-2020 新기후체제 합의에 앞서 지난 6월 정

부는 2030년까지 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37%를 감

축하는 우리나라 장기 온실가스 감축목표를 발표하였다. 우리나라의

Post-2020 감축목표는 우리나라의 국제적 책임과 기후변화 대응 리더

십을 고려하여 정부가 제시하였던 감축 시나리오보다 목표를 상향 조

정한 안이다(관계부처합동, 2015).

그러나 우리나라의 높은 제조업 비중 등 우리나라의 국가 여건을

고려할 때 온실가스 감축이 쉽지 않고 경제에 부담을 줄 수 있다는 우

려가 제기된 바가 있다. 우리나라는 산업 부문의 에너지 효율이 높기

때문에 한계감축비용이 낮은 온실가스 감축수단이 부족할 것이라는

점도 지적되었다(BNEF, 2015).

2030년 감축목표 설정에 따라 향후 동 감축목표를 이행하기 위한

합리적이며 창의적인 이행방안의 마련이 중요해질 것이다. 온실가스

감축을 위한 다양한 한계점을 정확하게 파악하고 국내 경제가 감당

가능한 감축수단을 발굴하는 것이 향후 중요한 정책목표가 될 것으로

전망된다. 연도별․부문․업종별 감축률 설정 등 세부 이행계획 수립

시, 충실한 연구와 폭넓은 의견 수렴을 거쳐 합리적이며 창의적인 이

행방안을 마련하기 위한 적극적 노력이 필요할 것이다.

온실가스 감축을 효과적으로 이행하기 위해서는 다양한 온실가스

감축수단을 검토하고 정책이나 기술 등의 도입에 따른 온실가스 감축

효과를 정치하게 계산하는 과정이 필수적이다. 즉, 미래 시점에 적용

2

될 수 있다고 예측되는 온실가스 감축기술, 감축정책과 소요비용을 가

정하여 기술․정책의 적용 시나리오 구성하고 이에 따른 합리적인 온

실가스 감축 방안을 도출해내야 하는 것이다.

온실가스 감축에서 가장 많이 거론되는 주요 기술은 재생에너지와

에너지 효율 개선이다. 특히 에너지 효율 개선은 온실가스 감축을 위

한 여러 수단 중에서 가장 비용효과적인 방안으로 인식되어 왔다. 에

너지 효율을 개선하는 것은 에너지 사용을 줄여서 온실가스 감축 효

과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 개별 경제주체의 관점에서도 비용을

절감하는 요인이 되기 때문이다. 즉, 온실가스 감축과 경쟁력 향상을

동시에 도모할 수 있는 중요한 수단이다. 예를 들어 저효율 기기에서

고효율 기기로 대체할 경우 사용량이 동일하다면 기존의 기기보다 소

량의 에너지를 사용하게 되어 온실가스 배출을 저감하는 효과가 발생

할 뿐만 아니라 에너지 사용 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있게 된

다.

그러나 에너지 효율 개선에 따른 효과가 직접적으로 계측되는 효과

보다 낮을 수 있다는 한계점이 지적되고 있다. 특히 최종 소비재의 경

우에는 이러한 효과가 더욱 강한 것으로 지적되고 있는데, 대표적으로

에너지 효율 개선에 따라 기기의 사용량이 증가한다거나 에너지 절약

에 따른 소득 상승효과가 타 상품 구매로 전환되어 에너지 사용의 증

가로 연결되는 리바운드(rebound) 효과가 있을 수 있다는 것이다. 심

각하게는 에너지 효율로 인한 효과를 완전히 상쇄하여 에너지 효율

증가로 인해 총 에너지 소비는 오히려 증가하게 되는 역화(backfire)

효과에 대한 의견도 제기되고 있다.

에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과에 대한 논의는 비교적 오

제1장 서 론 3

래전부터 진행되어 왔으나 아직 그 정의나 범위에 대한 논의는 완전

히 성숙 단계에 이르지 못한 것으로 파악된다. 현재 학자들 간 에도

에너지 효율 개선의 리바운드 효과에 대한 정확한 정의 및 정치한 분

석에 대해서도 논란이 존재한다.

따라서 리바운드 효과에 대한 논의를 정리하고 리바운드 효과를 계

측하는 합리적인 방법을 탐구하여, 이에 따른 실증 예를 제시하는 연

구가 긴요하다고 판단된다. 리바운드 효과를 탐구한 기존의 연구에서

는 일반적으로 제품의 보급은 가정한 채 리바운드 효과를 분석한 경

우가 대부분이다. 리바운드 효과는 제품이 보급된 이후 발생하기 때문

에 이러한 접근이 타당하지 않은 것은 아니지만, 정책의 효과를 파악

하기 위해서는 고효율 제품의 보급과정을 같이 탐구할 필요가 있다.

특히 고효율 제품의 보급과 리바운드 효과 간에는 서로 상충되는 관

계가 존재할 수 있는 것으로 본 연구에서 나타나고 있다는 점을 미리

밝혀둔다.

본고는 에너지 효율 개선의 리바운드 효과가 일어나는 미시적 채널

에 대한 논의를 정리·보완하고 정량적 분석 사례를 제시하는 것을 목

적으로 한다. 특히 고효율 제품의 보급과 관련된 모형을 부가하여 리

바운드 효과의 논의를 확장하였다. 기존의 연구에서는 다양한 논의가

존재하였지만 리바운드 효과에 대한 정치한 모형보다는 실증분석의

사례 중심으로 분석이 이루어졌다는 점에서 리바운드 효과에 대한 미

시경제 모형을 통해 리바운드 효과의 채널에 대한 명확한 배경을 탐

구하고 정책적으로도 시사점을 제공하는 것을 목표로 한다.

또한 동 분석을 바탕으로 실증분석 사례를 제시하여 리바운드 효과

의 크기를 재검토할 것이다. 리바운드 효과 분석을 위한 다양한 사례

4

가 있으나 본 연구에서는 고효율 승용차 또는 친환경 승용차의 보급

과 관련된 정책을 중심으로 실증 예를 다룰 것이다. 특히 평균에너지

소비효율제도(평균연비제도, Coporate Average Fuel Economy)를 사

례로 리바운드 효과를 반영하여 온실가스 감축효과를 분석할 것이다.

이러한 논의를 바탕으로 리바운드 효과를 감안한 측면에서 온실가

스 감축을 위한 정책적 시사점을 도출한다. 리바운드 효과를 감안할

경우, 현재 온실가스 감축 정책의 한계를 검토하여 본 후, 향후 온실

가스 감축 정책의 설계 및 개선을 위한 시사점을 제시할 것이다.

본 연구보고서의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 온실가스 감축

을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과에 관하여 설명

한다. 간략히 우리나라 에너지 효율 상황 및 온실가스 배출 현황 등을

살펴보고 에너지 효율 개선이 필요한 이유에 대해서 논의한다. 또한

에너지 효율 개선에 수반되는 리바운드 효과를 정의하고 리바운드 효

과를 적절히 고려하는 것이 정책 결정과 수행에 중요하다는 점이 강

조될 것이다.

제3장에서는 본 연구의 핵심적 모형을 전개하고 설명한다. 우선 리

바운드 효과의 미시적 모형을 수립한 후 리바운드 효과가 발생하기

전 고효율 제품의 보급과 관련한 모형을 추가하여 보급 확대와 리바

운드 효과를 종합적인 관점에서 조망할 수 있는 모형이 제시될 것이

다.

제4장에서는 3장에서 제시된 모형을 바탕으로 고효율 차량의 보급

과 관련된 정책을 중심으로 실증 사례를 수립한다. 리바운드 효과의

실증 예를 제시하고 또한 고효율 제품의 보급과 관련된 분석도 함께

제시된다. 특히 보급 확대와 리바운드 효과 간에 긴장이 발생할 수 있

제1장 서 론 5

는 상황이 존재할 수 있다는 점이 제시될 것이다.

제5장에서는 분석의 결과를 바탕으로 정책적 시사점을 도출하고 본

연구결과를 정리하고 한계점을 논의한다. 향후 동 분야에 추가적으로

필요한 연구주제에 관하여도 문제제기할 것이다.

제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 7

제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의

필요성과 리바운드 효과

1. 에너지 효율 개선의 필요성

가. 우리나라 온실가스 배출 추이

우선 에너지 효율을 살펴보기에 앞서 우리나라 온실가스 배출의 추

이를 살펴보자. 본 연구의 초점이 온실가스 감축을 위한 에너지 효율

개선에 있기 때문이다. 다음의 그림에서 제시된 것과 같이 2012년 기

준 우리나라 온실가스 총배출량은 688.3백만 톤CO2eq로 1990년 296

백만 톤에 비해 연평균 3.9% 증가하였다. 이러한 빠른 온실가스 배출

량의 증가는 기본적으로 빠른 경제성장에 따른 필연적인 증가이다.

우리나라 온실가스 배출량은 산업 부문의 빠른 배출 증가에 기인하

는 것임을 동 부문 배출량 증가 추이로 확인할 수 있다. 산업 부문의

온실가스 총배출량은 1990년 124백만 톤에서 2012년 374백만 톤으로

연평균 5.2% 증가하여 국가 총배출량보다 빠르게 증가하였다는 점이

확인된다. 이에 따라 총배출량 중 산업 부문의 배출비중은 1990년

42% 수준에서 2012년 54%까지 증가하였다.

산업 부문 배출의 대부분은 특히 제조업 부문이 대부분을 차지하는

데 우리나라가 제조업 중심의 성장을 견지해왔다는 점에서 당연한 귀

결이라고 할 것이다. 특히 우리나라는 온실가스 총배출량에서 에너지

(연료연소)에 의한 배출량이 대부분을 차지하고 있다.1) 그만큼 에너지

8

소비의 증가가 가팔랐을 것으로 짐작할 수 있는 부분이다.

[그림 2-1] 우리나라 온실가스 배출 추이

(단위: 백만 톤CO2eq)

자료: 온실가스종합정보센터(2014)

그러면 앞서 제시된 온실가스 배출 추세에 중요한 요인인 제조업의

비중과 에너지다소비 업종의 비중을 살펴보도록 하자. OECD의 국민

계정 자료를 활용하여 연간 총부가가치 중 제조업의 비중을 계산하면

2012년 기준 우리나라의 제조업은 총부가가치의 31%를 차지하고 있

는 것으로 나타나고 있다. 이러한 비중은 주요 선진국과 비교하여도

매우 높은 수준이다.2) 또한 우리나라는 제조업 중 에너지다소비 업종

1) 2012년 기준 연료연소에 의한 배출량이 총 배출량의 87.1%를 차지하고 있는 것으로 계산된다.


의 비중이 특히 높은 수준이다. 2013년 기준 대표적인 에너지다소비

업종이라고 할 수 있는 정유, 화학, 1차 금속업의 비중이 5.4%이고 여

기에 고무 및 플라스틱 업종을 포함하면 총부가가치의 7%에 육박하

는 것으로 분석된다. 그만큼 온실가스를 많이 배출할 수밖에 없는 경

제구조를 가지고 있는 것이다.

[그림 2-2] 우리나라 제조업 비중 및 에너지다소비 업종 비중

(단위: %)

자료: OECD Statistics (stats.oecd.org)의 국민계정 자료를 활용 직접 계산

2) 2012년 기준 주요 제조업 강국의 총부가가치 중 제조업 비중은 각각 독일 22.6%, 일본 18.2%, 미국 12.3% 수준으로 산출된다.

10

나. 에너지 소비와 에너지 효율 추이

앞서 논의한 온실가스 배출 추이에 대응하여 에너지 효율 개선의

필요성은 우선 우리나라 에너지 소비의 변화를 통해 살펴볼 수 있다.

우리나라의 에너지 소비 변화를 주요국의 에너지 소비 변화와 비교하

여 보면 다음의 표와 같이 나타낼 수 있다. 표에서 타나는 것처럼 독

일을 제외한 주요 선진국들의 총에너지소비는 1980~2000년 동안 연

평균 0.5~2%의 증가세를 기록하였으나, 2000년대 이후 대부분 하락

세로 전환된 것으로 나타나고 있다. OECD 전체적으로 1980~2000년

총에너지 소비는 연평균 1.3% 증가하였으나, 2000~2013년에는

0.01% 하락하여 에너지 소비의 증가가 둔화되거나 하락하는 추세를

보인 것으로 나타나고 있다.

한편 우리나라의 에너지 소비는 1980~2000년 동안 연평균 약 8%

씩 빠르게 증가한 것으로 나타난다. 2000년 이후에는 이러한 증가세

가 둔화된 것으로 나타나고 있으나 여전히 연평균 2.6% 정도로 에너

지 소비가 빠르게 증가하고 있다. 앞서 논의한 대로 에너지 소비의 빠

른 증가는 우리나라의 빠른 경제 성장에 기인한 것이기 때문에 그 자

체로 문제라고 볼 수는 없다. 특히 우리나라는 제조업이 기반이 된 성

장, 특히 에너지 다소비 업종의 빠른 성장에 따른 에너지 소비의 빠른

증가는 필연적이라고 해도 과언이 아니다.

그러나 이러한 에너지 소비의 빠른 증가가 적절한 에너지 효율 개

선과 결합되어 있는지는 별개의 문제이다. 일반적으로 경제가 성장하

면서 기술의 도입이나 에너지 이용의 효율화가 수반되기 때문에 에너

지 효율은 개선되는 패턴을 보이게 된다. 중요한 것은 이러한 효율의

개선이 적절히 진행되어 왔느냐의 문제일 것이다.


1980 1990 2000 2010 2013

연평균 증가율(%)

1980~2000

2000~2013

프랑스 191.77 224.01 251.97 261.16 252.29 1.42% 0.03%

독일 357.18 351.09 336.40 327.46 312.39 -0.28% -0.51%

일본 344.52 439.23 519.00 498.81 453.28 2.10% -0.99%

한국 41.26 92.91 188.16 249.99 262.23 8.03% 2.61%

영국 198.43 205.92 222.96 201.42 190.22 0.60% -1.17%

미국 1,804.68 1,915.05 2,273.34 2,215.39 2,186.66 1.18% -0.28%

OECD 4,067.63 4,522.28 5,291.73 5,400.06 5,272.44 1.34% -0.01%

<표 2-1> 주요국의 총에너지 소비 변화, 1980년~2013년

(단위: MTOE)

자료: OECD Statistics(stats.oecd.org) 자료를 활용하여 직접 계산

그러면 이렇듯 빠른 에너지 소비 증가와 더불어 우리나라 에너지

효율 수준이 어떻게 변화했는지에 대해서 살펴보자. 다음의 표는 우리

나라 에너지원단위(총에너지/GDP)를 선진국들과 비교한 것이다. 선진

국들의 에너지원단위는 지속적으로 개선되고 있으며, 특히 일본, 미국

및 영국의 에너지원단위가 최근 들어 타 선진국과 비교해 빠르게 개

선되고 있는 것으로 파악되고 있다.

2000년 이전 우리나라의 에너지원단위 개선 속도는 0.43%로 다른

선진국들에 비해 느린 것으로 나타나고 있다. 2000년 이후 에너지원

단위 개선의 속도가 빨라지고 있으나 아직 선진국에 비해서는 미진한

수준인 것으로 나타나고 있다.

12

구체적으로 살펴보면 최근 5년간(2008년~2013년) 주요 선진국의 에

너지원단위는 연 평균 1.3~2.1%씩 개선되고 있으나 우리나라는 동 기

간 동안 연평균 0.3% 개선에 그치고 있다. 납사, 원료탄 등 비에너지

를 제외하더라도 우리나라의 원단위 개선 속도는 0.6%에 그쳐 주요

선진국의 1.2~2.3% 개선과 비교해 미흡한 상황이라고 할 수 있다.

우리나라의 더딘 원단위 개선 속도는 에너지다소비업종 중심의 산

업 구조에 기인한 바가 크며, 전력소비의 빠른 증가로 인해 에너지전

환 손실이 확대되는 점도 주요 원인으로 지목되고 있다. 한편 2000년

이후 우리나라 최종에너지소비 증가는 산업 부문이 주도해온 반면, 수

송 및 가정 부문 에너지 소비 증가세는 동 기간 동안 오히려 둔화된

것으로 나타나고 있다.

1980 1990 2000 2010 2013연평균 증가율(%)

1980~2000 2000~2013

프랑스 0.129 0.117 0.107 0.099 0.093 -0.84% -1.11%

독일 0.175 0.137 0.108 0.096 0.088 -2.37% -1.53%

일본 0.119 0.096 0.102 0.091 0.080 -0.74% -1.81%

한국 0.293 0.256 0.265 0.228 0.220 -0.43% -1.42%

영국 0.165 0.129 0.110 0.084 0.076 -1.97% -2.76%

미국 0.276 0.211 0.179 0.148 0.138 -2.14% -1.99%

OECD 0.191 0.154 0.139 0.122 0.114 -1.55% -1.55%

<표 2-2> 주요국의 에너지원단위 변화, 1980년~2013년

(단위: TOE/천 달러(2010 USD))

자료: OECD Statistics (stats.oecd.org) 자료를 활용하여 직접 계산


다. 에너지 효율 개선의 필요성

우리나라의 에너지 효율 수준은 선진국에 비하여 낮은 수준이며 효

율 개선의 속도 또한 느리게 진행되고 있다는 점에서 에너지 효율 개

선의 필요성이 존재한다. 국가 에너지 소비를 결정하는 요인은 생산

활동 수준, 산업구조, 에너지 효율 수준, 기후 조건 등이다. 기본적으

로 전반적인 경제활동 수준 및 국가 특유의 기후 조건 등이 국가 전체

에너지 소비에 영향을 미치는 것은 자연스러운 일이다. 다음으로 산업

구조는 선진국과 원단위 차이를 설명하는 핵심 요인 중 하나로서 에

너지 저소비·고부가가치 중심 산업구조로의 전환은 국가 에너지 효율

제고를 위한 핵심 요소라고 할 수 있을 것이다. 마지막으로 에너지 소

비를 결정하는 중요한 요인은 에너지 효율 수준이다. 에너지 효율 수

준은 생산·제조 방식, 에너지 믹스, 에너지 소비 관리 행태 및 공정·설

비의 효율 기술 수준 등에 의해 결정되게 된다.

결국 경제활동 수준이나 기후조건은 에너지 소비를 절감하기 위하

여 국가가 정책적으로 조정가능한 부분이라기보다는 외생적으로 결정

되는 것이라고 볼 수 있다. 산업구조는 국가 정책을 통해 에너지 저소

비형 산업구조로 전환이 가능한 요소이나 보다 장기적인 안목이 필요

한 부분이다. 본 연구에서 주목하는 부분은 에너지 효율 수준을 개선

하여 전반적인 에너지 소비를 절감하는 것이다.

에너지 효율 개선을 통한 에너지 소비의 절감은 온실가스 감축의

측면에서도 중요성을 가진다. 다음의 [그림 2-3]은 우리나라 온실가스

배출원단위와 2030년 온실가스 감축목표를 도식화한 것이다. 에너지

효율 수준을 나타내는 에너지원단위와 유사하게 온실가스 배출원단위

도 우하향하는 추세를 보이고 있다. 2030년 감축목표를 살펴보면 원

14

단위 기준으로 현재의 원단위 개선 추세보다 아래에 위치해 있는 것

을 확인할 수 있다. 현재의 원단위 개선 추세보다 원단위 개선의 속도

를 높여야 달성 가능한 목표인 것이다. 에너지 효율 개선이 온실가스

배출원단위 개선의 핵심적 수단이기 때문에 온실가스 감축목표 달성

을 위해서는 경제 전반의 에너지 효율 개선이 중요할 수단일 수밖에

없다고 할 수 있다.

[그림 2-3] 우리나라 온실가스 배출원단위 추이 및 감축목표

(단위: 톤CO2eq/ 2005 백만 USD)

자료: OECD Statistics (stats.oecd.org) 자료, 온실가스종합정보센터(2014)를 활용하여 직접 도출

또한 온실가스 저감을 위해 에너지 효율을 개선하는 것은 윈-윈 전

략이라는 지적이 있다. 에너지 효율을 높이는 것은 단순히 온실가스를


저감할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 소비를 절감하여 경제 전반의 효

율성을 개선하는 효과가 존재하기 때문이다. 또한 경제의 효율성을 개

선하는 것은 효율이 높은 산업이나 업종의 경쟁력을 제고할 수 있다

는 의미로도 해석이 가능하다. 오래전부터 에너지 효율 개선이 온실가

스 저감을 위한 핵심 수단으로 주목받아 왔다는 점은 시사하는 바가

크다고 하겠다.

최근의 여러 연구에서는 효율 개선이 온실가스 감축을 위한 핵심

수단이라는 점을 재확인하고 있다. 대표적으로 IEA(2015)의 최근 보

고서를 예로 들 수 있다. IEA보고서는 전 세계 온실가스 배출량을 전

지구적 목표인 2℃이내로 제한하기 위한 핵심적인 기술들을 포괄적

으로 검토하여 분석한 것이다.

다음의 [그림 2-4]는 IEA가 제시하고 있는 전 세계 온실가스를 6DS

에서 2DS로 감축하기 위한 주요 기술을 분석한 결과이다.3) 온실가스

감축을 위해 가장 역할이 중요할 것으로 분석되는 부문은 발전 부문과

산업 부문이다. 감축 수단에서는 주요 부문별로 각각의 고유한 특성이

있기 때문에 적용 가능한 핵심기술은 부문별로 차이를 보이고 있다.

그러나 여러 알려진 기술 중 최종 소비단계(end-use)에서 연료효율이

나 전력 소비의 효율을 개선하는 것이 가장 기여도가 클 것으로 언급

되고 있다(38%). 온실가스 핵심 감축 수단으로 알려진 재생에너지의

보급보다 더욱 중요하게 평가되고 있는 것이다(30%). 특히 아래의 그

림에서 보면 발전부문을 제외한 전 부문에서 에너지 효율 개선이 가

장 기여도가 높은 감축수단이라는 점이 명확하게 드러나고 있다.

3) 6DS는 현재의 온실가스 배출추세가 유지될 경우 세계 온실가스 배출량을 추적한 시나리오이며 2DS는 세계 온실가스 배출을 2℃ 미만으로 억제하기 위한 배출경로를 고려한 시나리오이다.

16

[그림 2-4] 세계 온실가스 저감을 위한 주요 기술의 기여도

자료: IEA(2015), Figure 1.6


2. 에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과

가. 리바운드(rebound) 효과

에너지 효율을 높이는 기술이나 기기가 보급될 경우 이전에 비해서

단위 에너지 사용을 낮추게 됨에 따라 에너지 소비는 감소할 것으로

기대할 수 있다. 그러나 이러한 논리는 다른 모든 조건이 동일하다는

거친 가정 하에서만 성립한다는 맹점이 있다. 고효율 기술이 도입되었

을 경우에도 동 기기의 사용량은 이전의 기기와 동일하며 해당 경제

주체의 소득도 동일하다는 전제하에서만 위와 같은 논리가 성립하는

것이다.

고효율 기술이나 기기를 도입하는 경제주체의 총에너지소비의 관점

에서 에너지 효율 개선의 효과는 논쟁의 대상이 되어왔다. 즉, 총에너

지의 소비를 볼 때 에너지 효율 개선에 따른 소비자의 행태변화가 반

드시 수반되기 때문에 에너지 효율 개선에 따른 효과는 직접적으로

계측되는 효과보다 낮을 수 있다는 것이다. 이러한 관점에서 리바운드

효과는 소비자나 시장에서의 반응을 감안하지 않은 채 예상된 에너지

소비 절감분과 실제 달성된 에너지 소비 감축분의 차이로 나타난다.

따라서 리바운드 효과의 크기는 공학적으로 계측된 효율개선에 따른

에너지 절감분에서 손실된(달성되지 못한) 부분의 비율로 표시될 수

있다(이지연, 2014; Gillingham et al., 2014).

구체적인 설명을 위해서 연간 1,000리터의 연료를 소비하는 승용차

를 예로 들어보자. 여기서 20%의 연비가 개선된 승용차를 구매한다고

가정하면 다른 조건이 동일할 때 공학적 계산에 의한 연료절감은 200

리터 정도일 것이다. 여기서 이 소비자가 추가적인 여가활동을 위해

18

연간 50리터의 연료를 더 소비한다면 이 소비의 증가는 고연비에 의

한 연료절감효과를 상쇄하게 된다. 결국 이 경우 리바운드 효과는

25%4)로 계산된다.

리바운드 효과가 커서 효율 개선으로 인한 효과를 상쇄하고 총에너

지 사용은 오히려 증가하게 되는 경우가 있을 수 있다. 리바운드 효과

가 100%를 상회하는 경우인데 이를 별도로 역화(backfire)효과라고

칭하기도 한다. 역화효과는 리바운드 효과에 대하여 최초로 문제 제기

를 하였던 제본스(Jevons)의 가설 이후 폭넓게 논쟁이 이어져 왔다(이

지연, 2014).

앞서 제기한 리바운드 효과의 정의에 대해서는 이론의 여지가 많지

않으나 리바운드 효과가 발생하는 채널에 대해서는 명확한 이론적 배

경이 부족한 것이 사실이다. 가장 일반적으로 사용되었던 분류는 리바

운드 효과를 직접효과(direct effect), 간접효과(indirect effect), 경제전

반효과(economy-wide effect)의 세 가지 채널로 분류하는 것이다. 직

접 효과는 에너지 효율을 개선된 상품의 소비와 관련된 효과를 의미

하며 간접효과는 기타 상품의 소비에 미치는 효과를 의미하며 경제전

반효과는 거시경제적 영향으로 경제전반에 걸친 소비의 변화를 의미

한다. 이지연(2014)은 기존의 논의를 정리하여 직접효과를 소득효과와

대체효과로 분리하고 간접효과를 파생효과와 내재효과로 분리하는 분

류를 제시하였다.

이러한 분류는 리바운드 효과가 발생하는 채널에 대한 정보를 제공

하고는 있으나 명확한 경제학적 기반을 바탕으로 산출된 것이 아니라

는 점에 한계가 있었다. 즉 이론적 모형을 바탕으로 도출된 것이 아니

4) 리바운드 효과 = 행태변화로 인한 상쇄분 / 공학적으로 계측된 절감분


라서 각각의 채널에 대한 정의가 불명확하게 받아들여질 수밖에 없으

며 이에 따라 실증분석에서도 연구에 따라 큰 차이를 보이게 되는 것

이다.

리바운드 효과의 채널에 관한 보다 명확한 논의는 Gillingham 외

(2014)에서 제시되었다. 이 연구에서는 리바운드 효과를 크게 미시적

(microeconomic) 채널과 거시적(macroeconomic) 채널로 구분하고 미

시적 채널은 다시 소득효과와 대체효과로 분리하고 거시적 채널은 다

시 가격효과와 성장효과로 분리하여 리바운드 효과의 채널에 대한 배

경을 설명하고 있다. Borenstein(2015)의 연구는 리바운드 효과의 미

시적 채널에 집중하여 소비자 이론을 적용하여 리바운드 효과의 소득

효과와 대체효과를 명확하게 분리하여 설명하고 있다.5)

나. 리바운드(rebound) 효과에 관한 선행 연구 검토

리바운드 효과에 대해서는 오래전부터 인식되어 왔으며 리바운드

효과에 대한 이론 및 실증연구는 오랜 기간 축적되어 왔다고 해도 과

언이 아니다. 여기서는 본 보고서가 목표로 하고 있는 미시적 리바운

드 효과에 대한 비교적 최근의 연구를 중심으로 정리하기로 한다.

앞서 논의한 대로 리바운드 효과의 채널에 관한 연구는 여러 방면

에서 이루어졌다. 대표적으로 Berkout et al.(2000)에서는 리바운드 효

과를 정의하고 리바운드 효과의 채널을 제시하였으며 Gavankar and

Geyer(2010)의 연구도 같은 맥락에서 리바운드 효과의 채널에 대한

구분을 시도하였다. 최근의 Gillingham et al.(2014)와 Borenstein

5) 본 보고서에서도 Gillingham et al.(2014)와 Borenstein(2015)에서 제기한 채널을 기반으로 하여 리바운드 효과에 대한 논지를 제기할 것이다.

20

(2015)는 리바운드 효과의 미시적 채널에 대한 이론적 배경을 부여하

여 리바운드 효과의 채널을 보다 명확화 하였다고 할 것이다.

기존의 리바운드 효과에 관한 연구는 일반적으로 단일한 연료나 에

너지 서비스에 한정하여 에너지 효율 개선의 효과에 대해서 연구한

경우가 많다. Small과 Van Dender(2007)의 연구는 연료효율과 관련한

리바운드 효과를 분석하였으며 Saunders and Tsao(2012)의 연구는 전

등의 사례를 분석한 바가 있다.

최근에는 기존의 접근을 일반화하여 효용함수를 기반으로 한 소비

자 모형을 수립하고 복수의 연료나 에너지 서비스를 가정한 상태에서

리바운드 효과를 분석하는 방향으로 확장되고 있다. Hunt and Ryan

(2014)의 연구가 대표적이라고 할 수 있는데 이 연구는 이러한 일반

화된 조건하에서의 분석이 쉽지 않다는 점을 강조하고 있다는 점을

주목할 만하다.

비교적 최근의 연구 성과를 종합하여 볼 때 리바운드 효과에 대한

정의 및 채널이 명확화 되면서 리바운드 효과의 크기는 정책의 효과

를 무력화할 만큼은 아니라는 점이 인정되고 있는 것으로 보인다

(Gillingham et al., 2013). 그러나 관측된 자료의 한계로 여전히 리바

운드 효과를 정확하게 계측하는 것은 매우 어려우며 특히 거시경제적

효과를 계측하는 것은 더욱 어렵다는 점이 많이 거론되고 있다고 할

수 있다(Gillingham et al., 2014).

한편 과거에 많이 거론되었던 역화효과의 존재는 거의 부정되고 있

는 것으로 보인다. 이 부분에서는 Borenstein(2015)의 연구가 주목할

만한데 이 연구에서는 미시적인 모형을 수립하여 엄밀하게 리바운드

효과의 채널을 논의할 경우 역화효과는 존재하기 어렵다는 점이 밝혀


지고 있다.

최근의 연구는 리바운드 효과의 크기에 대해 비교적 높지 않다는

점을 강조하고 있으나 리바운드 효과 자체를 부정하고 있지는 않다.

따라서 에너지 효율 개선을 위한 정책효과를 계측하는 데 리바운드

효과를 적절히 반영하는 것은 반드시 필요한 과정으로 사료된다. 이런

맥락에서 국내에 리바운드 효과에 대한 연구를 살펴보면 아직 국내에

는 관련 분야의 연구가 부족한 것으로 파악된다.

대표적으로 국내에서 리바운드 효과에 대해 분석한 연구는 김대욱

과 김종호(2012)와 이지연(2014)의 연구가 있다. 두 연구 모두 수송부

문에서 연료소비와 관련된 정책에 따른 리바운드 효과를 계측하고 있

는데, 김대욱과 김종호(2012)에서는 연비규제 시 발생하는 리바운드

효과는 29.9%로 분석되고 있으며 이지연(2014)의 연구는 Small and

Van Dender(2007)의 방법론을 적용하여 분석한 결과 리바운드 효과

가 29~37% 수준으로 나타날 것으로 분석되었으며 이를 자료를 확장

하여 평균연비제도 도입 이전의 자료를 포함하여 분석할 경우 리바운

드 효과가 58~60%에 이를 수도 있을 것으로 분석되고 있다.

본 연구는 크게 두 가지의 관점에서 기존의 연구와 차별성을 가진

다. 첫째는 리바운드 효과에 대한 최근의 연구를 반영하여 리바운드

효과의 채널을 명확히 하였다는 점이다. 리바운드 효과의 채널을 미시

경제 모형에 바탕을 두어 제시하여 리바운드 효과가 나타나는 방향성

을 명확히 제시하는 데 목표를 두었다고 할 것이다. 둘째로 기존의 연

구는 정책의 도입에 따른 사후적 평가에 가까운 연구라고 볼 수 있는

데 반해 본 연구는 비용-편익 분석의 관점에서 사전적으로 정책의 도

입 시 예상되는 효과를 분석할 수 있는 틀을 제시하고 있다는 차이점

22

이 있다. 특히 정책의 도입 이후 발생하는 리바운드 효과의 채널을 제

시함과 동시에 정책에 따라 발생하는 고효율 제품에 대한 소비자의

선택행위를 분석할 수 있는 틀을 동시에 제시하여 종합적인 평가가

가능한 모형을 제안하고 있다는 데에 차별성이 있다고 할 것이다.

제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 23

제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형

1. 미시적 리바운드 효과의 모형

가. 모형의 기본 가정

에너지 효율 개선은 여러 가지 단계에서 나타날 수 있다. 예를 들어

제품의 생산과정에서 공정의 효율개선으로 에너지 효율을 개선할 수

있으며 효율이 높은 소비재의 공급으로 에너지 효율이 개선되는 효과

가 나타날 수 있다. 여기서는 에너지 효율 개선이 최종 소비의 단계에

일어나는 경우를 다루기로 한다. 이 경우 에너지 효율 개선의 효과는

소비자의 행태를 탐구하여 분석할 수 있다.6)

우선 모형의 설정을 위해 기본 가정을 논의하도록 하겠다. 경제에

대표적인 소비자(representative consumer)가 존재하며 에너지 효율 개

선의 대상이 되는 최종 소비재를 으로 표시하도록 하자. 동 소비자

는 대상 최종 소비재에 대한 서비스를 의 가격에 만큼 소비하고

있다. 또한 동 소비재는 이미 소유한 상태라고 가정한다.7)

좀 더 친근한 설명을 위해 자동차를 소유하고 있는 소비자를 예로

들 수 있다.8) 자동차를 소유하고 있는 소비자는 일정 가격(유가)에 일

6) 본 절의 방법론은 Borenstein(2015)의 논의를 기초로 하였음을 밝혀둔다. 이에 따라 변수와 표기는 동 연구에 같은 방식으로 기술되었다. 다음 절에서 본 연구는 Borenstein(2015)의 연구에 소비자의 고효율 소비재의 선택을 부가하여 확장되게 될 것이다.

7) 이 부분에서는 재화를 소유하고 있는 소비자가 고효율 제품으로 재화를 바꾸었을 경우 소비자의 행태변화를 통해 리바운드 효과를 추적하는 모형을 제시한다. 이후 소비자가 고효율 제품을 선택하는 과정에 대한 논의가 추가될 것이다.

24

정거리(평균주행거리)를 주행하는 것으로 자동차가 제공하는 서비스

를 소비하는 것이다.

에너지 효율 개선의 대상이 되는 재화 이외에도 이 소비자는 개

의 기타 재화를 소비하고 있다. 여기서 각각의 소비량과 가격은

과 으로 표시된다. 자동차를 소유하고 있는 소비자가

자동차뿐만 아니라 TV, 핸드폰, 컴퓨터 등 다양한 제품을 소비하고

있는 상황을 상상하면 될 것이다.

여기서 논의되는 재화는 단순히 순간에 걸쳐서 소비된다고 보기는

어렵다. 특히 에너지 효율 개선의 논의는 장기에 걸쳐 사용되는 내구

재 초점을 맞추는 것이 더욱 합리적이다. 여기서는 논의의 편의를 위

해 동태적 모형을 1기의 모형으로 단순화하여 논의한다. 소비자의 평

생소득(lifetime income)의 순현재가치(NPV)를 로 표시하면 소비자

의 총서비스 지출액은 평생소득과 같아야 할 것이다. 이러한 관계는

다음의 예산제약으로 표시될 수 있다.

(식 3-1)

여기서 각 재화의 소비에는 에너지 소비가 결부되어 있다고 가정한

다. 재화의 단위 에너지 소비를 으로 표시하면 소비

자의 총 에너지소비()는 다음의 수식으로 표현된다.

(식 3-2)

8) 이 예는 후에 제시될 실증분석의 설명을 위해서도 유용하다고 판단된다.


나. 리바운드 효과의 채널

이제 본격적으로 리바운드 효과가 발생하는 채널을 분석하여 보도

록 하자. 우선 소비자의 소득변화로 인한 사용량 변화는 여기서 고려

되는 재화의 소비변화로 완전히 흡수된다고 가정하자. 이는 다음의

(식 3-3) 으로 표현될 수 있다.

(식 3-3)

그러면 소득의 변화에 따른 소비의 변화로 인한 총 에너지 소비 변

화()는 다음과 같이 표현 가능할 것이다.

(식 3-4)

에너지 효율 개선에 따른 효과를 검토하기 위해 에너지 효율이 높

은 재화로 상품이 대체되었을 경우를 가정하자. 여기서는 재화 이

단위 에너지 소비가 낮은 상품()으로 대체된 상황을 고려한다. 앞서

제시한 예에 대비하여 설명하자면 기존의 승용차를 대체하여 고연비

승용차를 구매한 경우를 상상하면 될 것이다.9) 고효율 제품으로 대체

로 인한 비용 즉 의 가격은 로 표기하자. 또한 로 교체할 경우

9) 물론 고연비승용차로의 대체는 연비만이 요인은 아니다. 여기서는 고연비 외에 다른 서비스의 특성은 같다고 가정한다.

26

서비스 당 가격은 로 하락하고 단위 에너지 소비는 로 하락한다

고 가정하자. 고연비 승용차 도입의 경우 단위에너지 소비는 연비에

비례하여 감소하고 단위거리(예, km)당 지불해야 되는 연료비용이 감

소하는 것을 의미한다. 라는 고효율 제품으로 개선의 과정에는 에너

지 소비가 결부되어 있다고 볼 수 있다. 이를 테면 하이브리드 승용차

를 제조하는 데 추가적인 부가가치를 창출하기 위하여 에너지를 소비

할 것이기 때문이다. 이를 로 표기하자.

이에 따라 고효율 제품으로의 대체는 소득의 변화를 유발하게 될

것이다. 소득의 변화는 첫째는 총 서비스 비용의 감소분과 대체로 인

한 비용의 차이에서 유발된다. 우선 동 서비스의 사용량이 유지된다고

가정하면 소비자는 만큼의 소득이 증가하는 효과를 누리게

되며 이 재화로 대체에 소요된 비용이 이므로 총 소득의 변화는

∆ 일 것이다. 여기서 소득의 증가는 앞서 거론

한대로 다른 상품의 소비량 변화로 연결된다. 소득의 변화에 따른 다

른 상품의 소비변화는

∆로 표현될 수 있다.

다음으로 에너지 효율 개선이 이루어진 재화의 서비스 당 가격의

변화에 따른 효과를 감안해야 한다. 에너지 효율 개선이 이루어진 재

화의 서비스 당 가격이 에서 로 감소하였기 때문에 이 소비자는

해당 재화의 상대가격이 하락한 효과를 가지게 된다. 따라서 해당 소

비자는 동 재화를 추가적으로 소비하게 된다. 연비가 높은 차량으로

대체하였을 경우를 다시 예로 들면 소비자들이 기존의 운행거리보다

운행거리를 늘리게 되는 것을 의미한다. 구체적으로 평균 연료비용이


하락하면 레저 활동 등 추가로 차량의 운행을 증가시키는 소비가 발

생한다거나 기존에 차량운행을 하지 않던 구간에서 차량 운행을 하는

등의 행위가 발생하게 되는 것을 의미한다. 앞서 논의한 소득효과를

제거하고 이 효과를 계측하면 소비자의 보상수요함수를 통해 소비량

의 변화를 표현할 수 있다. 보상수요곡선을 따른 변화를 로 표기한

다면 소비자의 소비증가분은 ∆

로 표현된다.

다른 재화도 상대가격의 변화에 따라 소비량이 변화하게 된다. 상대

가격의 변화에 따른 다른 상품의 소비량 변화도 앞서와 마찬가지로

보상수요 함수의 변화로 표현할 수 있다.

∆

(식 3-5)

이때 예산제약을 만족하기 위해 다음의 관계식이 성립되어야 한다.

(식 3-6)

좌변의 첫 번째 항은 효율개선 상품의 서비스 소비 증가로 인한 지

출의 증가분이며 두 번째 항은 다른 상품의 소비 변화에 따른 지출의

변화분이다.

앞서 논의한 소득효과와 대체효과를 분리하여 총 에너지 소비의 변

28

화를 추적하면 다음의 식과 같이 정리될 수 있다.

∆

(식 3-7)

위의 (식 3-7)의 첫째 항은 에너지 효율 개선의 직접효과로 소득이

나 동 재화의 사용에 아무 변화가 없을 경우의 효과이다. 직접효과는

고효율 제품으로 대체하였을 경우 나타나는 효과로 특정 정책효과 분

석이나 기술 도입 효과의 분석에서 가장 손쉽게 계산될 수 있는 효과

이다. 수식에서 나타나는 바와 같이 직접효과는 항상 음으로 표현된

다. 즉, 에너지 효율 개선에 따라서 소비량이나 대체가 없다면 에너지

효율 개선은 항상 총 에너지 소비의 절감을 의미하게 되는 것이다.

둘째 항과 셋째 항은 소득증가에 따른 리바운드 효과를 의미한다.

둘째 항은 에너지 소비 절감에 따른 소득의 증가로 다른 상품의 소비

가 증가하는 소득효과이며 셋째 항은 소득증가에 따라 에너지 효율

개선이 이루어진 상품의 소비가 증가하는 소득효과를 의미한다. 수식

에서 표현되는 바와 같이 소득의 증가에 따른 리바운드 효과는 항상

양의 값을 가지게 된다. 즉, 총 에너지 소비를 증가시키는 요인으로


작용하게 되는 것이다.

넷째 항은 서비스의 상대가격 변화에 따라 에너지 효율 개선이 이

루어진 상품의 소비가 증가하는 효과이다. 앞서 논의한 대로 에너지

효율이 높은 상품으로 대체하였을 경우 동 상품의 상대가격이 낮아지

는 효과가 발생하기 때문에 해당 상품의 소비를 증가시키는 효과가

있게 된다. 결국 이 항은 양의 값을 가지게 된다.

반대의 효과는 다음의 항에서 나타나게 된다. 다섯째 항은 서비스의

상대가격 변화에 따라 다른 상품의 소비가 변화하는 대체효과이다. 넷

째 항과 상반되게 이 경우 다른 상품은 서비스의 상대가격이 증가하

는 효과가 발생한다. 이 경우 소비자는 다른 상품의 소비를 감소시켜

야만 한다. 따라서 총 에너지 소비는 감소하게 되는 효과를 기대할 수

있다. 만약 대체가 이루어지는 상품에 에너지 소비가 결부되어 있지

않다면 이 항은 0의 값을 가지게 된다.

30

2. 소비자 선택 모형: 고효율 상품에 대한 투자

가. 모형의 설정

앞 절에서 제시한 리바운드 효과 모형은 소비자가 고효율 제품을

선택하였을 경우 발생하는 리바운드 효과를 제시한 것이다. 특정 정책

으로 인한 리바운드 효과를 종합적으로 계측하기 위해서는 해당 상품

의 도입과 관련된 소비자의 선택행위를 추가적으로 검토하여야 한다.

리바운드 효과는 실제 고효율 제품이 도입된 이후에 발생하는 것이기

때문이다.

본 연구에서는 실물옵션 모형을 이용하여 소비자의 고효율 상품 도

입과 관련된 행위를 탐구하기로 한다. 앞서 논의한 고효율 상품을 도

입하였을 경우 동 내구재에 수반되는 서비스의 가격은 일반적으로 불

확실하다고 볼 수 있다. 대표적으로 고연비 승용차의 경우 고연비 승

용차를 운행하는 데 수반되는 비용은 대체로 불확실하다고 할 수 있

다. 연비자체가 불확실하게 실현되기도 하거니와 연료가격이 일반적

으로 일정하지 않을 것이기 때문이다. 또한 자동차와 같은 내구재의

구매는 비가역적인 투자의 성격을 강하게 가진다. 한번 구매할 경우

일정 기간을 사용해야 하며 재판매가 가능하지만 원래 구매하였던 가

격을 복원할 수는 없기 때문이다.

비슷한 예는 에너지 소비가 결부되어 있는 내구재에서 많이 찾을

수 있다(Stokey, 2008). 고효율 가전기기를 예로 들 수 있다. LED 전

구와 같은 고효율 가전기기는 통상적으로 전통적 조명기기에 비하여

높은 가격을 보이나 에너지 절감이 가능한 품목이다. 그러나 이러한

절감이 소비자에게는 불확실성의 요인이 된다는 데에서 공급이 저조


한 요인이 될 수 있다. 물론 고효율 제품의 절감은 공학적으로 절감분

은 분명하게 나타나나 실제 사용단계에서 에너지 소비 절감량은 소비

자가 체감하기 어렵다는 문제가 발생한다. 실제 절감량은 소비자의 행

태에 의하여 크게 영향을 받을 것이기 때문이다.

앞서 거론한 고효율 내구재의 도입에 관한 특성은 즉 불확실성과

비가역성의 특성은 실물옵션 모형을 적용하여 분석할 수 있다(Dixit

and Pindyck, 1994). 여기서는 구체적으로 소비자의 고효율 제품에 대

한 선택행위를 모형화하도록 한다.

에너지 서비스 가격(예, 연료가격, 전력요금 등)은 불확실성을 가지

며 확률과정을 따른다고 가정할 수 있다. 일정 시점에서 에너지 서비

스 가격을 로 표기하면 이 가격의 동태적 확률과정은 적률생성

함수(moment generating function)를 이용하여 다음과 같이 표기가 가

능하다(Boyarchenko and Levendorskii, 2007).

(식 3-8)

여기서 는 레비(Levy)지수이다. 이해의 편의를 위해 가격을 로

그변환하여 다른 표현으로 나타내 보도록 하자. 가격을 로그변환 할

경우, ln로 표시할 수 있다. 앞서 레비지수로 표현된 가

격은 로그로 치환된 가격을 통해 표현하면 다음과 같은 확률과정으로

나타낼 수 있다.

32

(식 3-9)

여기서 는 추세이며, 는 위너증분(Wiener increment)이

다. 그러므로 는 추세에서 벗어난 변동성을 의미하는 것이라

고 할 수 있다.10) 즉, 로그로 치환된 가격이 추세를 포함한 브라운운

동(Brownian motion with drift)을 따른다고 가정하는 것은 가격 자체

가 기하 브라운운동(Geometric Brownian motion)을 따른다고 가정하

는 것과 같다.

소비자의 선택 문제를 구축하기 전에 다음과 같은 최초 통과시간

(first passage time)을 정의하여야 한다.

min≥ ≥ (식 3-10)

여기서 는 임의의 값이며 최초 통과시간은 로그가격이 최초로

이상이 되는 시간을 의미하게 된다.

이상의 정보를 바탕으로 소비자의 고효율 제품 구매에 관한 선택의

모형을 다음과 같이 구축할 수 있다. 소비자는 기존의 제품에 대비해

고효율 제품을 구매하는 경우 다음과 같은 기대현재가치(Expected

Present Value)를 가지게 된다.

10) 모든 레비과정은 레비지수를 이용하여 표현이 가능하며 본 절에서의 논의에서는 실물옵션에 많이 사용되는 표현보다 레비지수를 이용한 표현이 유용하다는 점이 이후에 밝혀질 것이다.


∞

∞

(식 3-11)

여기서 은 무위험 할인율이다.

소비자가 만약 특정 시점에 고효율 제품을 구매할 경우 소비자는

구매 이후 매기 만큼의 편익을 얻게 된다( ). 즉,

기존의 기기에서 만큼의 서비스 비용을 지불하였다면 고효율

제품을 구매하였을 경우 동 제품의 효율계수 에 해당하는 금액의 비

용을 절감하게 되는 것이다. 그러나 동 제품은 효율계수에 비례한

만큼의 초기 비용지불이 필요하다. 예를 들어 고효율 제품의 가

격을 지불해야 하는 것이다.

결국 소비자의 선택의 문제는 의 비용을 우선 지불하고 이후

매기 의 편익을 얻을 수 있는 최적시점을 선택하는 문제

로 이해할 수 있다. 앞서 최초 도달시간을 정의하였기 때문에 최적시

점을 의미하는 최적의 임계값(threshold)을 선택하는 문제로 직관적으

로 치환될 수 있다. 즉, 앞의 최적화 문제의 해는 고효율 제품에 대한

구매로 기대할 수 있는 기대현재가치인 ·를 극대화하는 최적 임

계값인 를 구하면 된다.

34

나. 모형의 분석

앞서 제시한 소비자 선택 모형의 해를 구하는 가장 널리 알려진 방

법은 앞의 문제를 동태계획법을 활용하여 미분방정식이나 편미분방정

식을 도출하고 이의 해를 구하여 최적의 구매시점을 구하는 방식이다.

이러한 방식은 흔히 “추측과 증명(guess and verify)”의 방법으로 알려

져 있다. 결국 해를 구하는 과정에서 임의의 함수형태를 추측하고 이

추측이 맞는다고 증명하는 과정을 거쳐야 하는 것이다.

통상적으로 앞서 제시한 기하 브라운운동을 따르는 경우에는 해가

알려져 있으므로 해를 구하기는 어렵지 않다. 다만 여기에서는 기대현

재가치를 직접 계산하는 방식으로 새로운 방법을 적용하기로 한다. 향

후 다른 확률과정을 적용하는 등의 모형의 확장성을 고려하면 이 방

법이 더욱 활용의 범위가 넓기 때문이다.

우선 다음과 같이 일반적인 정규화 된 기대현재가치를 계산하는 연

산자(operator)를 정의하자.

0( ) ( ( ))x rtg x rE e g X t dt

¥ -é ù= ê úë ûòE(식 3-12)

그러면 연산자 E는 확률과정 의 함수인 ·의 정규화 된

기대현재가치를 계산하는 연산자이다.

확률과정 의 시점 단위 최댓값과 최솟값을 추적하는 극한과정

을 다음의 (식 3-13)과 같이 정의하자. 예를 들어 최대과정은 시점

이하의 최댓값을 나타내는 과정이다. 즉, 시점이 지나면서 이전의 최

댓값보다 큰 값이 실현되면 새로운 값으로 교체되며 반대의 경우 이


전의 최댓값을 유지하게 되는 과정 즉, 이동 최댓값(running maxima)

을 표시하는 과정이라고 할 수 있다. 최소과정도 같은 방식으로 직관

적으로 이해할 수 있다.

0( ) sup ( )s tX t X s£ £= , 0( ) inf ( )s tX t X s£ £= (식 3-13)

극한과정에 대해서 각각에 해당하는 정규화 된 기대현재가치를 계

산하는 연산자를 도입할 수 있다.


¥+ -é ù= ê úë ûòE


¥- -é ù= ê úë ûòE(식 3-14)

정의된 기대현재가치 연산자들을 기반으로 ·를 다음과 같이

다시 표현할 수 있다.

1[ , )( ; ) 1 {( 1) ( )}h

pe q rCV p h r q q+ --¥ - -= E E (식 3-15)

위의 표현을 통해 최적의 임계값 를 찾는 과정을 살펴보자. 연산

36

자 +E , -E 는 각각 적분을 포함한 기댓값 연산자이다. 따라서 음의

값을 가지는 함수가 연산에 적분될 경우 음의 값이 더해진다는 점을

유념해야 한다. 로 표현한다면 ( )g p-E 는

에 대해 증가함수이며 의 값에 따라 부호가 바뀔 수 있다. 그러므

로 최적의 임계값을 위한 조건은 *( ) 0g h- =E 이 될 것이다.

최적조건은 통상적인 비용-편익 분석이나 재무성 분석과는 달리 보

수적인 의사결정 기준을 제시하고 있다. 통상적인 재무성 분석의 경우

편익이 비용보다 클 경우 해당 사업에 투자를 한다거나 상품을 구매

하는 등의 선택을 실행하여야 한다는 점을 지지한다. 앞의 선택의 문

제를 통상적인 재무성 분석의 관점에서 최적 구매의 조건을 도출하면

Eg≥ 으로 표시된다. 연산자 -E 는 확률과정의 시점별 최솟값의

과정으로 평가되므로 Eg≥ 이더라도 ( )g p-E 는 음인 경우가 존

재한다. 즉 통상적인 재무성 분석에서 구매를 하여야 하는 지점에서도

실물옵션에 의한 의사결정 기준에서는 최적의 시점이 아니게 되는 것

이다. 실물옵션 모형에 의한 기준은 이러한 경우에도 아직 충분한 수

익을 제공할 수 있는 최적의 시점이 아니라는 점을 의미하는 것이다.

결국 실물옵션 모형은 통상적인 재무성 분석에서 지지하는 의사결정

보다 보수적인 기준으로 의사결정을 내리는 것이 최적이라는 점을 지

지하고 있다.

실물옵션 모형이 내리는 위와 같은 결론은 불확실성하에서 비가역

적인 의사결정을 할 경우 수익이 비용에 비해 충분히 클 경우 투자 등

의 선택을 해야 한다는 것을 의미한다. 고연비 차량에 대한 구매결정

의 경우를 다시 예로 들 수 있다. 복잡한 가정을 제외하고 직관적으로


설명하자면 일반적인 재무성 분석 모형 하에서는 고연비 차량을 소유

하여 절약될 것으로 예상되는 연료비용이 고연비 차량에 대한 초기

투자비(예, 높은 차량가격)를 초과한다면 즉시 고연비 차량을 구매하

는 것이 합리적인 의사결정이다. 반면 실물옵션의 의사결정은 연료비

가 불확실하고 차량구매는 비가역성이 높은 의사결정이므로 의사결정

을 좀더 보수적으로 할 것을 권고하고 있다. 절약되는 연료비용이 초

기 투자비를 충분히 초과할 때 고연비 차량을 구매하는 것이 실물옵

션 모형에서 합리적인 의사결정이기 때문이다.

실물옵션 모형이 지지하는 보수적인 의사결정 기준은 “기다림의 가

치”를 반영한 것이다. 이를 테면 유가가 높을 경우 고연비 차량을 구

매할 경제적 인센티브가 커지게 된다. 그러나 유가는 확정적이 아니라

불확실하며 차량의 구매는 비가역적인 행동이다. 이 경우 실물옵션 모

형은 가격의 모든 표본 경로를 고려하여 일시적일 수 있는 양의 수익

을 무시하여야 하며 수익성이 충분히 높아질 때 구매 등의 의사결정

을 내릴 것을 권고하고 있다.

이제 본 연구의 모형에 따른 의사결정의 임계값을 구하도록 하자.

앞서 제시한 조건을 이용하여 최적의 조건을 서술하면 다음과 같을

것이다.

* ( )*

0

( ) *

0

( 1) ( ) ( 1) ( )

( 1) ( ) 0

p th h rt

p trt h

e q rC rE e e q rC dt

r qE e e dt e rC

q q q q

q q

¥- -

¥ -

é ùé ù é ù- - = - -ë ûë û ê úë ûé ù= - - =ê úë û

ò

ò

E

(식 3-16)

38

앞의 (식 3-16)을 전개하기 위해 다음의 기대현재가치를 정의할 수

있다.

∞

(식 3-17)

이를 이용할 경우 앞의 최적화 조건은 다음과 같이 단순화가 가능

할 것이다.

(식 3-18)

이 단순화된 최적화 조건의 명시해(explicit solution)를 찾기 위해서

는 을 명시적으로 표현할 수 있어야 한다. 본 연구에서 설정한

실물옵션 문제의 경우 이 항의 명시적 표현을 찾을 수 있다는 것이 알

려져 있다(Boyarchenko and Levendorskii, 2007). 특성방정식

을 정의하자. 여기서 은 앞서 제시한 할인인자이고

는 정의한 대로 레비지수이다. 이 특성방정식을 풀면 유일한 음

의 해가 존재한다. 이 해를 로 표기하기로 하자. 그러면

은

다음과 같은 도출이 가능하다.

(식 3-19)


에 대한 명시적인 표현을 구하였으므로 이를 최적화 조건에

대입하면 다음과 같은 단순한 표현이 가능하다.

⇔ ln

(식 3-20)

실제 선택 행위를 의태분석하기 위해서는 앞서 구한 임계값인 를

기준으로 가격의 흐름에 따른 최초 도달시간의 분포를 구하여야 한다.

min≥ ≥ (식 3-21)

최도 도달시간의 분포를 구하면 다음과 같은 확률을 구할 수 있다.

≤max≤ ≤ ≥ (식 3-22)

여기서 는 연구자가 임의적으로 설정할 있는 일정기간을 의미한

다. 위의 확률은 따라서 기 이전에 가격이 임계값이 에 도달할 수

있는 확률로 해석할 수 있다. 고연비 차량을 구매하는 경우를 예로 들

40

면 고연비 차량을 구매하고자 하는 소비자가 5년 이내에 현재의 연료

가격 구조 하에서 실제 구매를 하게 될 확률을 구할 수 있다는 것이

다. 위의 확률은 따라서 실제 구매 행위가 일어날 지에 대한 유용한

정보를 제공한다고 할 것이다.

앞서 제시한 대로 에너지 서비스 가격이 기하 브라운운동을 따를

경우 위의 확률은 명시적(explicit) 형태로 표현될 수 있음이 알려져

있다. 로그가격 가 임의의 시간 기 이전에 임계값 에 도달할

확률은 다음과 같이 표현된다.11)

≤

(식 3-23)

여기서 ·는 표준정규분포의 누적밀도함수를 나타낸다.

11) 동 확률분포의 도출에 관한 논의는 Sarkar(2000)과 Peskir and Shiryaev(2006)을 참고할 수 있다. 위의 확률분포도 이들의 논의를 바탕으로 계산된 것이다.

제4장 리바운드 효과의 실증 사례 41

제4장 리바운드 효과의 실증 사례

1. 평균에너지소비효율제도를 통한 리바운드 효과의 계측

가. 평균에너지소비효율제도 개관

우리나라는 에너지 효율 개선과 온실가스 감축을 위해 이미 다양한

제도를 도입하여 시행하고 있다. 목표관리제나 배출권거래제와 같이

온실가스를 감축하기 위한 여러 산업을 포괄하는 정책과 더불어 개별

부문별로도 다양한 정책수단이 도입되어 시행되고 있다.

2014년 발표된 “국가 온실가스 감축 로드맵”에서 수송 부문은 2020

년 중기 온실가스 감축목표 달성을 위해 2020년 배출전망대비 34.3%

를 감축하는 목표가 설정된 바가 있다. 이에 따라서 다양한 정책수단

의 도입될 예정이거나 이미 시행되고 있다. 이 중 수송 부문의 대표적

인 온실가스 감축수단은 자동차 온실가스 배출기준을 강화하는 것이

다(관계부처 합동, 2014).

구체적인 내용을 살펴보면 로드맵에서는 2012~15년 동안 소형차(승

용차·10인 이하 승합차)에 대한 온실가스 평균배출기준을 적용하고

2016년 이후부터는 2단계 온실가스 배출기준을 마련하여 시행하기로

하였다. 또한 2017년 이후에는 중·대형차에 대한 온실가스 배출량을

관리하는 방안을 마련하여 시행하기로 하였다.

이러한 온실가스 감축을 위한 수송부문의 핵심 정책수단이 2006년

부터 시행해오고 있는 평균에너지소비효율제도이다. 평균에너지소비

효율제도는 판매되는 자동차의 효율수준을 상향하여 에너지 효율을

42

높이는 동시에 온실가스를 감축하기 위한 정책이라고 하겠다. 그러나

앞서 거론한 것처럼 에너지 효율이 높아지면 리바운드 효과가 발생하

므로 리바운드 효과를 감안하여 온실가스를 감축효과를 계산해볼 필

요성이 높은 정책이라고 사료된다. 김대욱과 김종호(2012), 이지연

(2014) 등의 연구에서도 평균에너지소비효율제도를 감안하여 리바운

드 효과를 계측한 바가 있다. 본 연구에서도 앞선 연구와 궤를 같이

하면서 앞서 논의한 리바운드 효과의 채널에 대한 이론적 논의를 활

용하여 평균에너지소비효율제도에서 발생하는 리바운드 효과를 실증

사례로 적용해보기로 한다.

현재 우리나라에서 시행되고 있는 평균에너지소비효율제도(평균연

비제도, Average Fuel Economy)는 자동차를 제조업체가 연간 판매한

승용차의 평균연비를 기준을 두어 관리하는 제도이다. 구체적으로 평

균연비는 1년간 판매한 차량의 연비의 합계를 판매량으로 나누어 산

출되며 제작사별 연간판매량을 감안하여 가중조화평균으로 산출된다.

현재 적용중인 기준은 다음과 같다(한국에너지공단)12).

○ 적용기간: 2012년~2015년

○ 이행기준: 평균연비 17km/l 이상 또는 온실가스 배출 140g/km

이하

○ 적용자동차: 승차인원 10인승 이하의 승용자동차 및 승합자동차

중 총 중량이 3.5톤 미만인 자동차(단, 특수목적을

위한 자동차는 제외)

○ 측정방식: 도심주행 모드(FTP-75)+고속도로주행 모드(HWFET)

고려

12) 시행 중인 내용은 한국에너지공단 관련 웹사이트(http://bpms.kemco.or.kr)를 참고하였다.


평균에너지소비효율제도가 시행된 이후 우리나라에 판매된 자동차

의 평균연비는 지속적으로 상승하고 있는 것으로 분석되고 있다. 다음

의 그림은 2006년 이후 우리나라 승용차의 평균연비 추이를 도식화한

것이다. 이 그림은 우리나라 에너지소비효율·등급 표시대상 자동차의

평균연비를 나타나고 있다. 2013년 우리나라 승용차의 평균연비는

14.19km/l로 2006년 이후 연평균 4% 증가하는 추세를 보이고 있다.

[그림 4-1] 우리나라 승용차 평균연비 추이

(단위: km/l)

자료: 에너지관리공단(2013)의 통계를 이용하여 직접 작성

44

나. 평균에너지소비효율제도하에서 리바운드 효과

평균에너지소비효율제도하에서 리바운드 효과를 계측하기 위해 다

음과 같은 가정을 하여 분석을 진행하기로 한다. 본 연구에서는 기존

의 연비가 2013년 평균연비인 14.19km/l인 승용차를 연비기준 20km/l

를 충족하는 차량으로 교체하는 상황을 고려하였다. 아울러 기존의 차

량에 대비하여 고연비 차량에는 200만 원의 추가지출이 요구된다고

가정한다.13) 차량의 주행거리는 연간 평균 15,000km로 설정하고 연료

비용은 휘발유 기준 리터당 1,500 원을 가정하였으며 차량은 10년간

운행하는 것으로 설정하고 분석하기로 한다.

구분 내용

연비현재 14.19 km/l

개선 후 20.00 km/l

추가 비용 200만 원

주행거리 15,000 km/연

연료가격 1,500/l

운행기간 10년

<표 4-1> 리바운드 효과 분석을 위한 가정

앞의 가정 하에서는 개별 소비자의 경우 연간 307리터, 총 3,071리

터(2.39toe)의 연료를 절약할 수 있다. 이를 온실가스 배출량으로 환산

할 경우 총 6.80톤의 온실가스를 저감하는 효과를 거두는 것으로 계

13) 분석의 현실성을 높이기 위해 현행의 연비를 기존 연비로 사용하였다. 다만 현행의 연비기준은 17km/l이나 2016년 이후부터 2단계 연비기준으로 연비기준을 상향할 것으로 예상되는 바, 기존의 기준보다 높은 연비기준을 고려하였다.


산된다. 이를 할인율 5%를 적용하여 순현재가치(NPV)로 환산할 경우

373만원의 편익이 도출된다. 고연비 차량의 경우 200만 원의 추가지

출이 필요하기 때문에 173만 원의 순편익이 발생하게 되는 것이다.

본격적으로 리바운드 효과를 도출하기 위해 2장에서 논의한 우리나

라 전반의 에너지원단위와 온실가스 배출원단위에 대한 정보를 이용

할 수 있다. 2013년 기준 우리나라 전반의 에너지 효율수준을 의미하

는 에너지원단위는 0.220toe/천 달러이고 온실가스 배출원단위는

0.455 톤CO2eq/천 달러이다.14) 앞서 계산하였듯 소비자가 얻게 되는

수익인 396만원은 소비자의 소득이 증가한 것으로 해석할 수 있다. 3

장에서 논의한 대로 소득의 증가분을 소비한다고 가정하면 효율 개선

에 따른 소득의 증가에 따라 에너지는 0.32toe, 온실가스는 0.66톤

CO2eq 증가할 것으로 계산된다. 이를 총 저감량에 대비해서 환산할

경우 리바운드 효과는 에너지 기준 13.3%, 온실가스 기준 9.7%로 나

타난다.15)

대체효과를 산출하기 위해서는 연료비용에 대한 차량 운행거리의

탄력치가 필요하다. 이 탄력치에 대한 실증분석은 매우 정치한 계량경

제 모형을 도입한 엄밀한 분석이 필요하므로 별도로 연구가 필요한

부분이다. 따라서 본 보고서에서는 앞선 연구의 결과를 종합하여 활용

하였다. 아직 이 탄력치에 대한 계량모형 등을 활용한 추정값들은 다

양하게 나타나고 있는 것으로 보인다. 이 분야에 대해 많은 연구가 수

14) 계산을 위한 원-달러 환율은 1,200원/$을 적용하여 계산하였다. 경제전반의 에 너지원단위와 온실가스배출원단위를 적용한 것은 소득이 증가할 경우 전반적으 로 대체될 상품의 효율을 고려한 것으로 해석할 수 있다.

15) 고효율 차량에 대한 추가 비용에 에너지 소비가 결부되어 있다면 약 0.37toe의 에너지가 소비될 것으로 산출된다. 그러나 이 수치는 효율개선에 따른 리바운드 효과에는 포함되지 않는다.

46

행되었던 외국의 연구에서도 아직 추정치들의 범위가 충분히 좁혀졌

다고 보기 어렵다고 판단된다. 외국의 연구에서는 이 탄력치는 대체로

0.1~0.3정도의 범위를 가지는 것으로 나타나고 있는 것으로 정리되고

있다(Gillingham et al., 2014; Borenstein, 2015). 그러나 우리나라의

경우 외국의 경우보다 다소 높게 추정치가 도출되고 있는 것으로 나

타나고 있다. 김대욱과 김종호(2012), 이지연(2014) 등 국내 관련 연

구에서는 0.2~0.5의 범위로 외국의 경우보다 다소 높은 추정치들을 제

시하고 있다. Borenstein(2015)의 연구에서는 외국의 사례를 참고하여

0.2의 탄성치를 적용하여 분석하고 있으나 본 연구에서는 국내문헌에

서 나타나는 추정치가 다소 높다는 점을 감안하여 0.3의 탄성치를 적

용하여 분석을 행하였다.

연비가 증가할 경우 연료비용의 감소로 인해 차량운행의 단위비용

이 하락하여 소비자는 추가적으로 운행거리를 늘리게 될 유인을 가지

게 된다. 탄성치가 0.3이고 14.19km/l에서 20.00km/l로 연비가 개선될

경우 추가적으로 증가하게 되는 운행거리는 10.84% 또는 16,268km로

환산된다. 이 경우 우선 주행거리를 늘리게 됨에 따라 추가적으로 연

료를 소비하게 되며 추가적인 연료소비는 0.63toe로 환산된다. 이에

따른 온실가스 배출은 1.8톤이 증가한다. 그러나 주행거리를 늘리게

되면 추가 연료소비에 따라 다른 상품의 소비를 감소시켜야만 한다.

다른 상품의 소비는 연료소비에 따른 지출액을 산출한 뒤 에너지원단

위와 온실가스원단위를 이용하여 계산할 수 있다. 다른 상품의 소비를

감소시키는 과정에서 에너지는 0.22toe 절감하고 온실가스는 0.46톤이

감축된다.

이러한 결과를 종합하여 에너지와 온실가스로 나누어 리바운드 효


과를 계산하면 다음의 표와 같이 정리될 수 있다. 우선 에너지 부문을

살펴보면 에너지 효율의 증가에 따른 리바운드 효과는 소득효과가

13.3%, 대체효과가 17.1%로 총 리바운드 효과는 30.3%로 분석되었

다. 한편 온실가스 감축의 측면에서 분석한 리바운드 효과는 소득효과

가 9.7%, 대체효과가 19.7%로 총 리바운드 효과는 29.4%로 분석되었

다. 본 연구의 결과는 에너지나 온실가스 모두에서 리바운드 효과의

크기가 대체효과가 소득효과 보다 크게 도출되고 있음을 보여준다. 이

것은 연료비용에 대한 차량운행 거리의 탄성치가 높기 때문인 것으로

판단된다.16) 즉, 고효율 승용차를 구매할 경우 상대적으로 총 주행거

리가 더 많이 늘어나기 때문에 대체효과가 높게 도출된 것이다.

에너지나 온실가스 측면에서 리바운드 효과의 크기는 큰 차이를 보

이지는 않았다. 온실가스 측면에서는 특히 대체효과가 크게 도출되었

는데 고연비 차량을 도입하였을 때 차량운행 거리의 증가로 인한 온

실가스 배출에 리바운드 효과가 크게 발생한 것으로 사료된다. 고연비

차량의 보급과 함께 차량의 운행을 늘리지 않을 수 있는 정책적 접근

이 필요한 부분으로 여겨진다.

본 보고서의 분석 결과는 리바운드 효과에 대한 기존의 연구과 다

소 차이를 보이는 것으로 판단된다. 우선 리바운드 효과의 크기가 기

존의 연구에 비하여 작게 도출되었다. 기존의 연구는 리바운드 효과의

크기를 크게는 50% 이상이 될 것으로 예측한 경우가 있으나 본 연구

에서는 이런 연구보다 상당히 작은 리바운드 효과의 크기가 도출되었

다. 일부 연구는 본 연구와 유사한 크기를 추정하기도 하였으나 기존

의 연구에서는 소득효과와 대체효과 등 본 연구에서 제기한 리바운드

16) 이에 대한 자세한 결과는 이후에 제시될 민감도 분석 결과를 참고하길 바란다.

48

효과의 채널이 모두 고려되어 분석된 결과가 아니라는 점에 본 연구

의 수치가 이들 연구보다는 낮은 수준의 리바운드 효과를 가질 것으

로 예측되었다고 해석하는 것이 맞는 것으로 여겨진다.

그러나 본 연구의 분석결과는 리바운드 효과가 무시할 정도의 크기

는 아니라는 점을 보여주고 있다. 본 연구의 분석결과는 리바운드 효

과가 정책의 효과를 무력화할 정도의 크기는 아니나 정책의 분석과

시행에서 무시되어서는 안 된다는 점을 지시하고 있다고 하겠다.

구분 에너지(toe, %) 온실가스(톤, %)

직접절감 2.39 6.80

소득효과(A) 0.32 (13.3)

0.66 (9.7)

대체효과(B) 0.41 (17.1)

1.34 (19.7)

리바운드효과(A+B) 0.73 (30.4)

2.00(29.4)

순 절감효과1.66

(69.6) 4.81

(70.6)

<표 4-2> 리바운드 효과 분석결과

리바운드 효과의 크기 변화를 추적하기 위해서 본 연구에서는 민감

도 분석을 실시하였다. 민감도 분석결과를 간단히 살펴보자. 우선 연

비기준을 변경하였을 경우 연비기준이 낮을 때보다 높을 때 리바운드

효과가 증가하는 점을 확인할 수 있다. 연비기준이 개선의 효과가 클


수록 고연비 차량을 구매하여 발생할 수 있는 수익이 높으므로 소득

효과가 빠르게 증가한다. 한편 대체효과는 오히려 하락하는 추세를 보

이는 데 이것은 연비개선에 따른 대체로 인해 다른 상품의 소비를 감

소하는 효과가 크기 때문으로 사료된다.

구분 소득효과(%) 대체효과(%) 리바운드 효과(%)

에너지

17km/l 1.7 18.2 19.9

18km/l 7.6 17.8 25.4

19km/l 11.0 17.5 28.5

20km/l 13.3 17.1 30.4

21km/l 14.9 16.8 31.7

온실가스

17km/l 1.2 20.9 22.1

18km/l 5.5 20.5 26.0

19km/l 8.0 20.1 28.1

20km/l 9.7 19.7 29.4

21km/l 10.8 19.3 30.2

<표 4-3> 민감도 분석결과: 연비개선 변화

둘째로 연간 주행거리를 변화시키면서 민감도 분석을 시행할 경우

연간 주행거리가 길수록 소득효과가 높아져 리바운드 효과의 크기가

50

증가하는 것이 확인된다. 탄성치 수치는 고정되어 있으므로 대체효과

의 크기는 동일하게 나타나지만 평균 주행거리가 많은 소비자일수록

연비개선으로 인한 직접절감분이 많으므로 소득 증가의 효과가 크게

나타날 것이기 때문이다.


에너지

10,000 5.6 17.1 22.8

15,000 13.3 17.1 30.4

20,000 17.1 17.1 34.3

온실가스

10,000 4.1 19.7 23.8

15,000 9.7 19.7 29.4

20,000 12.5 19.7 32.1

<표 4-4> 민감도 분석결과: 연간 주행거리 변화

셋째로 탄성치 수치를 변화시켜 보면 대체효과의 크기가 빠르게 증

가한다. 연비가 높아질수록 고연비차량의 운행을 빠르게 증가시키므

로 대체효과에 의한 연료소비가 빠르게 증가하는 것이 당연하다고 생

각된다. 대체효과의 크기가 탄성치의 크기에 크게 영향을 받는다는 점

은 리바운드 효과의 크기를 정확하게 계측하기 위해서는 연료비용에

대한 주행거리의 탄성치를 정확하게 추정할 수 있어야 한다는 점을


의미한다. 향후 이 부문에서 연구가 폭넓게 진행되어야 함을 짐작할

수 있다.


에너지

0.1 13.3 5.5 18.8

0.2 13.3 11.2 24.5

0.3 13.3 17.1 30.4

0.4 13.3 23.2 36.5

0.5 13.3 29.6 42.9

온실가스

0.1 9.7 6.3 16.0

0.2 9.7 12.9 22.6

0.3 9.7 19.7 29.4

0.4 9.7 26.7 36.4

0.5 9.7 34.0 43.7

<표 4-5> 민감도 분석결과: 탄성치 변화

넷째로 연비개선을 위한 추가 비용을 증가시키며 민감도 분석을 행

할 경우 소득효과는 점차 감소하는 경향을 보이게 된다. 고연비 차량

을 구매하기 위해서는 많은 추가 비용을 감수하여야하기 때문에 소득

52

이 상쇄되는 효과가 발생하기 때문이다. 그러나 추가비용이 높을 경우

소비자가 고연비 차량으로 전환을 꺼릴 우려가 발생할 수 있다. 이 점

에 대해서는 뒤에 더 자세히 다루겠으나 고연비 차량의 보급을 촉진

하기 위해 고연비차의 가격에 대한 보조는 소비자의 소득을 높이는

효과가 있기 때문에 리바운드 효과의 여지도 그만큼 높다는 점을 감

안할 필요가 있다는 점을 유추할 수 있다.


에너지

1,000천 21.0 17.1 38.1

1,500천 17.1 17.1 34.3

2,000천 13.3 17.1 30.4

2,500천 9.5 17.1 26.6

3,000천 5.6 17.1 22.8

온실가스

1,000천 15.2 19.7 34.9

1,500천 12.5 19.7 32.1

2,000천 9.7 19.7 29.4

2,500천 6.9 19.7 26.6

3,000천 4.1 19.7 23.8

<표 4-6> 민감도 분석결과: 추가비용 변화


할인율을 변화시켰을 경우에는 소득효과의 크기가 감소하게 된다.

미래에 발생하는 연비개선의 효과로 인한 소득이 낮게 평가되기 때문

이다.


에너지

4% 14.5 17.1 31.6

5% 13.3 17.1 30.4

6% 12.2 17.1 29.4

온실가스

4% 10.5 19.7 30.2

5% 9.7 19.7 29.4

6% 8.9 19.7 28.6

<표 4-7> 민감도 분석결과: 할인율 변화

54

2. 소비자의 선택행위 분석

가. 고연비 차량에 대한 소비자의 선택

앞 장에서 제시된 소비자 선택 모형을 분석하기 위하여 에너지 서

비스 가격에 대한 확률과정을 추정하여야 한다. 앞의 절과 일치성을

위해서 여기서도 고연비 차량을 구매하는 경우를 분석한다. 여기서 에

너지 서비스 가격은 연료가격이 될 것이다. 연료가격은 한국석유공사

석유정보망(www.petronet.co.kr)에서 구한 2000년 1월부터 2015년 8

월까지의 주유소 단위 월별 휘발유 소비자 가격을 이용하였다. 휘발유

가격은 2000년대 초반에는 안정적으로 상승하는 추세를 보이다 경제

위기 이후 변동성이 강화된 것으로 나타나고 있다.

[그림 4-2] 주유소 휘발유 가격 추이

(단위: 원)

자료: 한국석유공사 석유정보망(www.petronet.co.kr)의 통계를 이용하여 직접 작성


휘발유 가격자료에 대한 기초통계량은 다음과 같이 정리된다. 총

803개의 관측치의 평균값은 1,572원이며 표준편차는 255원이다. 최저

가격은 1,187원이고 최고가격은 2,062원으로 나타났다.

구분 내용

관측수 803

관측주기 주

기간 2000년 1월 1주 ~ 2015년 8월 4주

평균 1,572

표준편차 255

최소값 1,187

최대값 2,062

<표 4-8> 휘발유 가격 기초 통계량

앞서 연료가격에 대한 확률과정을 로그가격이 추세를 포함한 브라

운운동을 따를 것임을 가정하였기 때문에 계수에 대한 추정은 상대적

으로 단순하다. 우선 연속인 확률과정을 다음과 같이 이산화하여 표시

할 수 있다.

ln ln (식 4-1)

여기서 는 표준정규분포를 따른다. 즉, ∼이다. 여기

서 계수인 와 는 좌변의 표본평균과 표본분산으로부터 즉각적으로

추정될 수 있다. , 로 추정되었다. 이 정보를 활

56

용하여 앞서 제시한 최적 임계값을 구할 수 있다.

특성방정식 을 풀면 단순한 2차 방정식으로 전환된다.

이 방정식을 풀면 음의 해를 도출 한 뒤 앞서 제시한 최적 임계값에

관한 식에 대입하여 최적의 구매조건을 도출할 경우 1,957.1원으로 추

정된다. 기타 사용된 값들은 앞의 절에서 사용한 변수들을 동일하게

사용하였다. 이 값들은 아래의 표와 같이 정리할 수 있다.

구분 내용

0.0003

0.0079

할인율(r) 0.05

1.41

200만 원

<표 4-9> 최적 구매 임계값을 설정하기 위한 가정 및 추정치

위 임계값은 다음과 같이 해석이 가능하다. 설명의 편의를 위해 현

재 차량을 고연비 차량으로 교체하고자 하는 대표적인 소비자를 생각

하자. 이 소비자는 고연비 차량을 구매할 경우 연간 연료비를 절감하

여 편익을 창출할 수 있다. 이 소비자는 고연비에 대한 프리미엄 가격

(예, 200만 원)을 지불하여야 한다. 여기서 이 프리미엄 가격은 비가

역적이며 고연비 차량을 구매할 경우 발생하는 편익도 연료 가격의

변동성에 영향을 받으므로 불확실하다. 이러한 상황을 가정하여 분석

할 경우 이 소비자가 고연비 차량을 구매하여야 하는 최저 연료가격

은 1,957.1원이다.

고연비 차량으로 교체가 이득이 되는 가격수준은 이 가격수준은 현


재의 휘발유 가격 수준 약 1,500원에 대비하여 보면 상당히 높다는 것

을 알 수 있다. 또한 앞의 절에서 도출한 바에 따르면 재무성 분석의

관점에서 1,500원의 가격하에서 소비자에게 이미 순편익이 존재하는

상황이었다. 그러나 실물옵션 모형에서는 불확실성과 비가역성 등의

요소를 고려할 때 소비자는 좀 더 보수적인 의사결정을 내려야 한다

는 점을 지시하고 있다.

아래의 그림은 여기서 도출한 의사결정의 기준에 따라 소비자의 선

택의 시점에 따라 도식화한 것이다. 가로축은 지정된 시점을 의미하는

데 본 연구에서는 연속적 모형을 이용하고 있기 때문에 정확한 해석

이 용이하지는 않은 점이 있다. 다만 계수의 추정에 주간 가격자료를

활용하였기 때문에 의태분석의 결과도 주간 시점으로 해석하는 것이

일치성이 있다고 판단된다.

[그림 4-3] 소비자 구매결정 의태분석

주: 의태분석을 위한 시작점의 가격은 1,500원을 적용하여 산출한 결과임.

58

위의 그림에서 도식화한 것과 같이 현재의 가격 수준(1,500 원)을

시작점이라고 할 때 향후 30기 동안 소비자가 실제 차량을 구매할 확

률은 약 25% 정도라는 것이다. 이것은 실제 연료가격이 고연비 차량

을 구매하는 임계값인 1957.1원에 도달할 가능성이 약 25%라는 점을

의미한다.

이러한 확률의 의미를 앞 절에서 분석한 리바운드 효과와 결합하여

논의할 수 있다. 고연비 차량을 보급하여 에너지 효율을 개선하고 온

실가스를 감축하려는 목적을 가진 정책담당자를 상상하자. 대표적으

로 평균에너지소비효율제도를 생각할 수 있을 것이다. 통상적으로 계

측되는 직접적인 정책의 효과는 두 가지 방향에서 제한적이게 된다.

첫째는 고연비 차량의 보급이 부진할 수 있다는 점이다. 실물옵션 모

형 분석은 소비자는 고연비로 인한 충분한 수익을 보장할 수 있을 때

구매행위가 일어날 것이라는 점을 지지하고 있다. 이것은 통상적인 재

무성의 관점에서 소비자에게 이득이 될 상황이라도 그렇다는 점을 강

조할 수 있다. 즉, 소비자의 내구재 구매 결정은 매우 느린 속도로 일

어날 수 있으며 정책의 효과가 느리게 실현될 가능성이 있다. 한편 소

비자가 구매한 이후에는 리바운드 효과가 발생하게 된다. 이 경우 보

급된 차량에서 직접적으로 예상할 수 있는 효율 개선이나 온실가스

감축 효과는 예상보다 작게 실현될 것이 자명하다.

나. 비교정태 분석

소비자의 구매를 위한 최적 조건을 의미하는 임계값은 다양한 비교

정태분석이 가능하다. 일반적인 실물옵션 모형에서 다루는 비교정태

분석은 잘 알려진 결과의 반복에 불과하므로 본 연구에서는 생략하기


로 한다. 앞선 논의에서는 소비자의 구매결정이 매우 보수적이어야 한

다는 의사결정 기준을 제시하였다. 만약 합리적인 소비자가 이러한 의

사결정 기준에 따라 행동한다면 고연비 차량의 보급은 지연될 수밖에

없다는 점이 유추될 수 있다. 여기서 영향을 미치는 요소 중 가장 중

요한 계수는 이다. 이 계수의 값에 따라 연비 개선에 따른 수익과 비

용이 모두 결정되기 때문이다. 앞서 도출하였던 의사결정 기준을 다시

쓰면 다음과 같다.

(식 4-2)

위 식을 임계가격 수준을 에 대해서 미분하면 다음과 같이 표현된

다.

′ (식 4-3)

여기서 이고 ′ 이므로 위식의 부호는 가장 오

른 편 항인 ′ 에 의해서 결정된다. 이 항은 다음

의 (식 4-4)와 같이 표현이 가능하다.

′

(식 4-4)

60

여기서 는 비용 탄력치로 ′이다. 즉 이를 통

해서 다음의 결론을 얻을 수 있다.

⇔

⇔

(식 4-5)

효율 개선으로 인한 비용탄력성이 높으면 소비자는 오히려 보수적

인 의사결정 기준을 선택하게 된다. 반대로 효율 개선에 따른 비용탄

력성이 충분히 낮을 경우 고효율 제품 구매의 임계점을 낮추게 될 것

이다. 즉, 이러한 영향을 고려하면 효율 개선으로 인한 효과가 얼마나

비용에 전가되는 지가 중요하다는 결론에 이르게 된다. 만약 효율 개

선 제품의 프리미엄 다시 말해 고효율 제품에 붙게 되는 추가 비용이

높고 이 부분이 소비자 가격에 전가될 경우 고효율 제품의 보급은 더

딜 것이라는 것이다.

이런 영향이 있기 때문에 보통 정책적으로 효율 기준을 수립하여

전반적인 제품의 효율 수준을 높이려는 노력을 하는 것과 동시에 소

비자의 구매를 확대하기 위해 가격에 대한 보조 등을 하여 고효율 제

품의 구매 장벽을 낮추기 위한 노력을 하는 것이 일반적이다. 앞의 소

비자의 구매선택을 위한 임계점에서

임을 확인하는 것은

어렵지 않다. 따라서 소비자가 부담하는 추가비용 를 낮출 경우 소

비자는 제품구매를 위한 최적 임계점을 낮추게 된다. 이에 따라 소비

자가 구매할 확률이 높아지게 되는 것은 자명하다. 다음의 그림에서는


정부가 정책수단을 동원하여 추가 비용부담을 낮추었을 경우를 의태

분석한 결과를 보여준다.

[그림 4-4] 소비자 구매결정 민감도 분석

주: 의태분석을 위한 시작점의 가격은 1,500원을 적용하여 산출한 결과임.

원래의 경우에 비해서 소비자가 고효율 제품을 선택할 확률이 높아

졌다는 사실이 확인된다. 이러한 경우의 대표적인 예로 고연비 차량

특히 하이브리드나 전기차 등의 구매를 촉진하기 위하여 정부가 일정

금액을 지원하는 정책을 들 수 있다. 우리나라에서도 친환경차 보조금

을 활용하여 온실가스 배출량이 낮은 차량에 보조금을 지급하고 있다.

그런데 이 지점에서 보급 확대와 리바운드 효과 간에 긴장이 발생

한다는 문제가 발생한다. 앞서 특정 정책의 종합적인 효과를 보기 위

해서는 보급 확대와 리바운드 효과를 동시에 고려해야 한다는 점을

지적한 바가 있다. 또한 추가 비용의 장벽이 낮아질수록 리바운드 효

62

과는 커진다는 점을 지적하였다. 보급의 확대를 위해 보조금과 같은

정책을 사용할 경우 보급은 확대되나 리바운드 효과가 커지는 효과가

발생할 수 있다. 반대로 리바운드 효과를 낮추기 위해 효율 기준만을

높일 경우 동 비용이 소비자에게 전가되면 보급이 지체될 우려가 발

생한다. 보급 확대와 리바운드 효과 사이에 긴장이 존재하는 것이다.

이 긴장을 해소하기 위해서는 양 부문에서 적절한 조화를 이룰 수 있

는 정책 믹스를 고려해야 할 것으로 판단된다. 이에 따라 보급 확대와

리바운드 효과 상이의 상호작용을 고려하여 정책효과를 분석한 연구

가 중요할 것으로 보인다.

제5장 결론 및 시사점 63

제5장 결론 및 시사점

1. 결론 및 정책적 시사점

新기후체제 합의를 앞두고 우리나라의 2030년 온실가스 감축목표가

설정되었다. 新기후체제가 지지하는 경제발전의 패러다임은 “저탄소

경제”라는 데 이견의 여지는 없을 듯하다. 여기에 우리나라의 위기와

기회가 동시에 존재한다. 저탄소 경제는 그동안 에너지 산업과 시장에

혁명적인 변화를 가져올 것이며 새로운 시장과 산업이 출현하게 될

것으로 예측된다. 에너지 다소비 업종 등 제조업을 주력으로 하는 우

리 경제에 분명한 도전이 될 것이다.

그간 우리나라는 에너지를 대부분 수입에 의존하였기 때문에 그간

우리나라의 에너지 정책은 지속적으로 화석연료 사용 절감과 에너지

효율 개선에 중점을 두어왔다. 우리나라 산업부문의 에너지 효율이 세

계적인 수준에 있는 이유라고 할 것이다. 전경련(2012)의 보고서는 우

리나라 주력 업종의 에너지 효율은 세계 최고 수준을 가지고 있다는

점을 지적하고 있고, BNEF(2015)의 보고서에서도 이러한 우리나라의

여건을 재확인하고 있다.

그러나 2장에서 이미 언급한 바와 같이 우리나라의 경제 전반의 에

너지 효율 수준은 선진국에 비하여 개선해야 할 여지가 많다. 특히 최

종 소비단계에서 에너지 효율은 개선해야 할 여지가 많은 부분으로

여겨진다. 최종 소비단계에서 에너지 효율을 높이는 방안은 고효율 제

품의 보급 확대가 핵심이다. 이를 달성하기 위한 정책적 방안은 크게

규제와 지원의 두 가지의 방안이 있다. 규제는 효율 기준 등을 설정하

64

여 시장에 공급되는 제품의 효율 수준을 전체적 높이도록 강제하는

방식이고 지원은 소비자가 고효율 제품을 선택할 수 있도록 정책을

통해 지원하는 것이다. 일반적으로 두 가지 형태의 정책을 모두 활용

하는 것이 대부분의 국가에서 나타나는 현상이다. 우리나라도 마찬가

지이다. 고연비 및 친환경차를 예로 들면 우리나라는 에너지소비효율

제도를 통해 시장에 보급되는 승용차의 연비수준을 규제하고 있다. 동

시에 친환경차의 보급을 확대하기 위해 보조금 및 세제혜택 등을 통

해 친환경차와 기타 차종 간에 가격 격차를 낮추어 소비자의 선택을

촉진하는 정책을 활용하고 있다.

본 연구가 제시하는 모형은 크게 두 구성 요소를 가지고 있다. 에너

지 효율 개선의 관점에서 고효율 제품을 구매하는 소비자의 선택 행

위를 분석하였고 에너지 효율 개선이 이루어졌을 경우 그에 따른 리

바운드 효과의 채널에 관한 미시적 분석을 행하였다. 우선 리바운드

효과의 측면에서 본 연구는 리바운드 효과의 채널을 미시경제이론에

서 폭넓게 활용되는 개념인 소득효과와 대체효과로 구별하여 명확한

이해를 도모하였다. 본 연구의 분석결과 기존의 연구에 비해 리바운드

효과는 크지는 않을 수 있다는 점을 제시하였다. 이 점에서 에너지 효

율 개선을 위한 정책이 필요하며 리바운드 효과의 우려로 인해 정책

효과가 무력화되기는 힘들 것이라는 점을 지적할 수 있다. 그러나 리

바운드 효과가 정책 효과의 분석에서 충분히 고려될 필요가 있다. 기

존의 연구에 비해서 다소 낮다고 평가되었으나 여전히 상당한 크기의

리바운드 효과가 존재한다고 분석되었다는 점을 주지하여야 한다.

다음으로 본 연구의 분석결과 에너지 서비스 가격의 불확실성, 고효

율 내구재 구매의 비가역성을 고려하면 소비자의 고효율 제품 구매가


보수적으로 이루어져 동 제품 보급이 원활하지 않을 수 있다는 분석

을 제시하였다. 특히 규제를 통한 효율 수준 향상에 따른 비용이 소비

자에게 전가되는 경우 고효율 제품의 보급을 한층 더 지연될 수 있다

는 점을 지적하였다. 따라서 고효율 제품 확산을 위해 고효율 제품의

프리미엄을 낮추어 소비자의 선택을 촉진할 수 있는 지원 정책이 필

요한 부분이 있음을 언급하였다. 그러나 보급 확대를 위한 지원정책은

리바운드 효과를 증폭시킬 위험도 있다는 점도 지적되었다.

본 연구의 결과는 규제와 지원의 에너지 효율 개선 정책의 양대 조

류가 모두 효용성이 있으나 보급 지연과 리바운드 효과 확대의 양면

성이 있다는 점을 보여 준다. 그러므로 고효율 제품의 보급을 확대하

면서 리바운드 효과를 적절히 제어할 수 있는 규제와 지원 정책의 적

절한 조합을 찾는 것이 중요할 것으로 판단된다.

2. 연구의 한계 및 향후 연구 과제

우선 향후 연구가 활발하게 이루어져야 할 부분은 리바운드 효과에

소비자의 고효율 제품 선택 행위에 대한 실증분석이다. 현재 다양한

에너지 효율 개선 정책에 대해 많은 실증연구가 이미 진행되었고 진

행 중이나 향후에도 더욱 많은 실증연구가 계속되어야 한다. 이러한

연구결과를 통해 정책을 내실화하고 새로운 정책을 발굴하는 계기로

삼을 수 있기 때문이다. 특히 본 보고서에서 연구한 부분은 상대적으

로 실증연구가 많이 이루어지지 않은 부분으로 향후 많은 실증연구가

이루어질 필요가 있다고 여겨진다.

본 보고서에서는 대표적인 소비자의 경우를 가정하고 단일 재화의

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효율개선에 따른 리바운드 효과 계측하는 모형을 제시하였으며 소비

자의 선택모형도 동일한 가정 하에서 단일 고효율 제품을 구매하는

상황을 가정하여 분석하였다. 이에 따라 소비자의 선택행위가 전체 경

제에서 또는 시장에서 어떻게 영향을 받는지에 대한 정보를 제공하는

데에는 한계가 있을 수밖에 없다. 결국 리바운드 효과의 결과를 집계

하였을 경우 사회적 효과로 직접적으로 반영되지 않을 수 있다는 것

이다. 본 연구의 결과를 집계효과를 반영한 연구로 확장해볼 필요성이

있다고 하겠다.

가격이 한계비용과 일치하지 않는 에너지 시장의 일반적 특성을 고

려해 볼 필요가 있다. 대부분의 에너지 시장에서 가격은 한계비용을

초과하여 설정되는 것이 통상적이다. 예를 들어 전력이나 천연가스 가

격은 고정비용(fixed cost)를 반영하여야하기 때문에 일반적으로 한계

비용보다 높은 가격으로 책정된다. 또한 유류가격은 세금이나 보조금

등의 다양한 요인으로 한계비용과 일치하지 않는다고 보는 것이 합리

적일 것이다. 만약 가격이 한계비용보다 높을 경우 에너지 효율 개선

으로 인한 소비감소 효과가 소득의 상승으로 직결되지 않는다고 볼

수 있는 바, 리바운드 효과의 크기를 감소하는 요인이 될 것이라고 추

정할 수 있다.

우리나라는 특히 에너지가격(특히 전기요금)이 환경비용, 원자력 안

전비용, 갈등비용 등 사회적 비용이 적절하게 반영되어 있지 못한 것

으로 알려져 있다. 적절한 에너지가격 신호는 에너지 효율 투자를 촉

진시키고 에너지 소비·관리 행태를 합리적으로 유도하여 에너지 효율

성 제고하는 핵심 요인이라고 할 수 있다. 또한 적절한 에너지가격 신

호는 친환경 에너지믹스 전환을 통한 온실가스 감축에도 기여하는 방


안이다. 본 연구에서는 에너지 가격을 기준으로 소비자의 에너지 효율

투자에 대한 모형을 제시하였다. 모형을 확장하여 현행의 에너지 가격

체계에서 기업의 에너지 효율 투자를 분석하여 보는 것도 향후 연구

가 필요한 부분으로 판단된다.

마지막으로 학술적인 측면에서 최근 에너지 효율에 대한 연구는 에

너지 효율 투자의 공백이 발생하는 원인에 대하여 폭넓은 연구결과를

내놓고 있다. 사회적으로 바람직하거나 개별 경제주체의 측면에서 수

익성이 높은 투자일 경우에도 실제 에너지 효율 투자는 저투자 경향

이 나타나는 공백(gap)이 발생한다는 것이다. 본 보고서에서는 이미

이러한 공백의 요인에 관하여 제시한 바가 있다. 불확실성이나 비가역

성의 요인이 에너지 효율에 대한 투자 결정을 보수적이게 만드는 요

인이 된다는 것이다. 향후 에너지 효율 공백에 대한 더욱 폭넓은 연구

가 필요할 것으로 사료된다.

참고문헌 69

참 고 문 헌

<국내 문헌>

관계부처 합동, 국가 온실가스 감축목표 달성을 위한 로드맵 , 2014.

관계부처 합동, 2030년 우리나라 온실가스 감축목표 BAU(851백만

톤) 대비 37%으로 확정 , 2015.

김대욱·김종호, 에너지 소비효율 개선과 리바운드 효과: 수송부문을

중심으로 , 자원·환경경제연구, 21(2), 2010, pp.321-341.

에너지관리공단, 2013 자동차 에너지소비효율 분석집, 2013.

온실가스종합정보센터, 2014년 국가 온실가스 인벤토리 보고서(NIR),

2014.

이지연, 수송부문 연료소비의 리바운드 효과 , 에너지포커스 2014

여름호, 에너지경제연구원, 2014.

전국경제인연합회, 우리나라 주요 업종의 에너지 효율 국제비교,

2012.

<국외 문헌>

Berkhout, P.H.G., J.C. Muskens, and J. W. Velthuijsen, “Defining

the rebound effect”, Energy Policy, 28(6-7), 2000, pp.425-432.

Bloomberg New Energy Finance (BNEF), “How Ambitious are the

Post-2020 Targets?”, 2015.

Borenstein, S., “A microeconomic framework for evaluating energy

efficiency rebound and some implications”, Energy Journal,

70

36(1), 2015. pp.1-21.

Boyarchenko, S, and S. Levendorskii Irreversible Decisions under

Uncertainty, Berlin, Germany: Springer, 2007.

Gavankar, S. and R. Geyer, “The rebound effects: state of the

debate and implications for energy efficiency research”, Bren

School of Environmental Science and Management, University

of California at Santa Barbara, 2010.

Gillingham, K., M.J. Kotchen, D.S. Rapson and G. Wagner, “The

rebound effect is overplayed”, Nature, 493, 2013, pp.475-476.

Gillingham, K., D. Rapson, and G. Wagner, “The Rebound Effect

and Energy Efficiency Policy”, Discussion Paper no. 14-39,

Resources for the Future, 2014.

Hunt, L.C. and D.L. Ryan, “Catching on the rebound: Why price

elasticities are generally inappropriate measures of rebound

effects”, Working Paper no. 148, Surrey Energy Economics

Discussion Papers, 2014.

Peskir, G, and A. Shiryaev, Optimal Stopping and Free-Boundary

Problems, Basel, Switzerland: Birkhäuser, 2006.

Sarkar, S., “On the Investment–uncertainty Relationship in a Real

Options Model”, Journal of Economic Dynamics and Control,

24(2), 2000, pp.219-25.

Saunders, H. and J. Tsao, “Rebound effects for lighting”, Energy

Policy, 49, 2012, pp.477-478.

참고문헌 71

<웹사이트>

한국석유공사 석유정보망: www.petronet.co.kr

한국에너지공단 수송에너지: http://bpms.kemco.or.kr

한국은행경제통계시스템: ecos.bok.or.kr

OECD statisticse: stats.oecd.org

이 상 준

現 에너지경제연구원 부연구위원

<주요저서 및 논문>이상준, 온실가스 배출통계 업종 세분화 방법론 고도화 연구, 산업통상자

원부, 2014.이상준·김성균, 산업·에너지부문 온실가스 인벤토리 작성 및 품질 개선, 산

업통상자원부, 2014.이상준, 비상용 자가발전기를 이용한 전력수요관리 방안 연구, 에너지경제

연구원 수시연구, 2014.

기본연구보고서 2015-11


2015년 12월 30일 인쇄

2015년 12월 31일 발행

저 자 이 상 준

발행인 박 주 헌

발행처 에너지경제연구원

울산광역시 종가로 405-11 전화: (052)714-2114(代) 팩시밀리: (052)-714-2028

등 록 1992년 12월 7일 제7호인 쇄 우공이산 070-7787-6976

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93320

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이 상 준


기본연구 보고서

15-11

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바운

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