1.연구의 필요성 및 목적
○ 에너지 및 온실가스 관련 국가 목표나 정책은 국가 발전부터 국민 삶의 질에 이르기까지 광범위한 영향을 미침.
○ 하지만 탄소중립 추진으로 사회 경제의 변화가 얼마나 발생할 지에 대해서는 우리의 이해가 아직 파편적이거나 부족한 부분이 많음
○ 따라서 탄소중립 추진과 같은 에너지 및 온실가스 정책이 우리나라 경제의 변화를 통해 국민 삶의 질과 국가 발전에 미치는 영향을 일관되게 분석할 수 있는 경제 모형의 구축과 모형 운용이 필요함.
○ 하지만 이론과 모형은 복잡한 현실을 단순화한 구조이기 때문에 모형을 이용하여 분석할 때 모형의 목적과 한계를 분명히 이해해야 함.

2. 연구내용 및 주요 결과
■ 모형의 구축 목적과 특징
○ 본 연구와 후속 연구는 에너지경제연구원의 장기 에너지 전망 시스템인 KEEI-EGMS와 연계된 경제 모형의 구축을 목적으로 하고 있으며, 다음과 같은 목적과 대상을 염두에 두고 모형을 설계함.
○ 모형에서 도출하는 삶의 질과 국가 발전 지표는 국가지표체계에서 제시하고 있는 ‘국민 삶의 질 지표’와 ‘국가 발전 지표’ (대한민국정부, 2021)에서 에너지-경제 모형에 적합한 지표를 선정함.

■ 모형의 구조
○ 모형은 크게 총량 변수를 이용하여 경제 변수간의 관계를 표현하는 거시 모듈과 산업 구조 변화를 분석하는 산업 모듈로 구분됨.
○ 시스템의 운용은 다음과 같은 과정을 거쳐 수행함.
- 첫 번째 작업은 전제를 설정하는 단계로, KEEI-EGMS는 한국개발연구원에서 전망하는 장기 잠재경제성장률과 이를 바탕으로 산업연구원에서 전망하는 업종별 산출액과 부가가치를 기초 경제 전제로 사용함
- 두 번째 작업은 에너지 전망으로, 에너지 모형은 기초 전제를 이용하여 에너지 설비 및 기기의 수요, 에너지 효율 기술 발전 그리고 에너지 수요와 공급을 전망함.
- 에너지 모형의 전망 작업이 완료되면 세 번째 단계에서 경제 모형이 에너지 모형의 결과를 받아 경제 전망을 수행하는데, 거시 모듈에서는 거시계량 분석 방법을 이용하여 총량 변수를 전망하고, 산업 모듈은 투입산출 분석 방법을 이용하여 상품별 산출과 부가가치를 전망함.
- 에너지 모형과 경제 모형은 일정 수렴 조건이 만족할 때까지 전망 결과를 주고받는 작업을 반복함으로써 최종적인 경제성장 및 산업구조 그리고 에너지 수요 전망 결과를 도출함.
○ 경제 모형은 에너지 모형의 방대한 세부 결과들을 몇 개의 그룹으로 묶어 사용함.
- 에너지 모형에서 경제 모형으로 환류되는 변수들은 기술, 설비/기기, 에너지 소비로 구분함.
- 에너지 효율 기술 지수는 제조업 용도별 최신 기술의 에너지 효율을 의미하며, 에너지 모형에서는 광업과 건설업을 포함하여 16개 업종에 대해 건물관리와 공정 등 5개 용도의 최신 기술을 전망함.
- 신규 설비 용량은 늘어나는 생산에 필요한 공장의 추가 건설뿐만 아니라 최신 에너지 효율 기술 적용을 위한 기존 설비 개보수를 포함함.
- 부문별 에너지 소비는 석탄, 석유 등 세부 에너지 상품에 대한 소비이며 열량 단위로 전망된 결과를 경제 모형에서 소비자 물가지수나 생산자 물가지수 그리고 수송 연료 가격을 이용하여 에너지의 중간투입과 에너지에 대한 지출로 변환함.

■ 거시 모듈
○ 경제 모형의 거시 모듈은 고용 및 소득 부문, 소비지출 부문, 총자본형성 부문, 생산 부문으로 블록이 구분되고, 총 9개의 행태식으로 구성되어 있음.
○ 소득 모듈은 소득의 규모와 분배를 결정하는 모듈로서, 투자 및 지출에 영향을 미침.
○ 노동시장 모듈은 평균 노동 시간과 경제활동참여율은 고정된 것으로 가정하고 취업인구와 실질 임금을 행태식으로 구성함.
○ 소비 모듈은 민간소비지출과 정부소비지출을 결정함.
○ 총자본형성 모듈은 재고투자, 건설투자, 설비투자 그리고 지식재산생산물투자로 구분함.
○ 생산 모듈은 기술 진보를 고려한 국내총생산을 결정함.

■ 산업 모듈
○ 산업 모듈은 거시 모듈에서 전망한 최종수요와 전제로 제공된 총투입 및 부가가치의 관계를 이용하여 상품별 중간수요 및 중간투입, 총산출을 계산하며, 다음과 같은 특징이 있음.
- 첫째, 다른 모형과 달리 본 모형은 거시 모형에서 총량 변수를 전망하며 산업 모듈에서 재화별 수요로 배분함.
- 둘째, 본 모형은 투입산출계수를 이용한 총산출 계산 방식을 사용하지 않고 전제로 제공된 산업 구조, 즉 업종별 총산출과 부가가치에 반영되어 있는 미래의 투입-산출 구조를 최대한 이용함.
- 셋째, 에너지 모형에서 도출한 에너지 및 기기, 설비의 전망을 미래 투입-산출 관계에 반영함.
- 이러한 특징으로 인해 미래의 투입-산출 관계는 계수를 명시적으로 제시하지는 않지만 현재의 계수가 고정된 것이 아니라 변하게 됨.
○ 거시 모듈과 에너지 모듈에서 전망한 최종수요는 산업 모듈에서 재화별 지출과 상품별 지출로 배분됨.
○ 상품별 중간수요/투입 계산은 에너지 모듈의 전망 결과와 기초 전제를 반영하여 변화하는 투입산출 관계가 적용됨.
○ 상품별 총투입은 총산출과 항등식의 관계를 유지하며, 앞서 구한 상품별 총산출과 중간투입을 이용하여 업종별 부가가치와 생산물세를 계산함.
○ 산업 모듈에서 계산한 부가가치와 총산출(총투입)은 다시 거시 모듈로 환류되어 거시 모듈에서 계산한 부가가치와 총산출을 산업 모듈에서 계산한 수치와 비교함.


■ 모형의 적합성 평가
○ 모형의 적합도는 세 가지 측면으로 평가함.
○ 거시 모듈의 행태식을 개별적으로 추정하고 Gauss-Siedel 방법을 이용해 내생변수의 해를 구한 결과, 대부분의 변수들은 RMSPE(Root Mean Squared Percentage Error) 기준 5% 이내의 오차를 보여 추정 적합도가 매우 높은 것으로 나타남.
○ 두 번째는 에너지 모형과 경제 모형을 연동했을 때 기존 전망 시나리오에 사용된 경제 전제가 어떻게 바뀌는지를 살펴봄.
○ 마지막으로 가상의 정책효과 분석을 수행하고 주요 경제 변수의 변화가 경제 이론에 부합하며 설명 가능한지를 검토함.


3. 향후 계획
○ 1차년도 연구는 기초 모형을 구축하고 전체 시스템이 정상적으로 작동하는지 평가하는 것을 중점으로 진행됨.
○ 모형 확장은 크게 거시 모듈과 산업 모듈로 구분하여 목표를 설정함.
○ 하지만, 거시 모듈의 부문 확장이나 산업 모듈의 업종 세분화는 경제 모형의 복잡성 및 전체 시스템의 안정성을 고려한 균형이 필요함.
○ 에너지 모형의 개선을 동반한 경제 모형의 확대를 통해 국민 삶의 질과 국가 발전 지표 외에도 미래 사회에 대한 다양한 지표를 도출할 수 있으며, 이는 유용한 정책적 시사점을 제공할 것임.
○ 해외 주요국은 지속가능한 국가 에너지효율 개선과 산업경쟁력 향상을 위해 산업부문의 에너지효율 네트워크, 벤치마크, 자발적 협약 등의 자발적 에너지효율 정책수단들을 적극 활용 중임