에너지 취약성 지수 산출에 관한 연구 : 석유에너지를 중심으로
A Study on the Computation of Energy Vulnerability Index : Focusing on the Oil Energy
- 주제(키워드) 에너지 취약성 지수 , 석유에너지 , Energy Vulnerability Index
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 최기련
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 8
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 일반대학원 에너지학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 연구의 목적은 에너지안보와 관련하여 에너지 취약성의 개념을 정립하고, 거 시경제적 차원에서 에너지 취약성 측정지수를 개발하고 이를 토대로 에너지 취약성 문제를 해결하기 위한 정책수단 논리를 개발하는데 있다. 본 연구에서는 주요 에너지원인 석유를 대상으로, 1982년부터 2006년까지의 기 간 동안 OECD 19개 순수입국가에 대해서 에너지 관련 개별지표를 사용하여 에너 지 취약성 지수(Energy Vulnerability Index)를 산출하였다. 개별지표는 공급위험과 시장위험으로 구분하였으며, 공급위험은 지정학적 원유시장 집중위험(GG), 시장 유 동성(ML) 등을 사용하였으며, 시장위험으로는 시장환율로 평가된 일인당 GDP(GP), 석유원단위(OI), 국민소득에서 원유도입액이 차지하는 비중(VG), 총 1차에너지 소비 에서 석유소비 비율(OS) 등을 사용하였다. 에너지 취약성 지수를 산출하기 위한 개별 지표의 표준화 방법으로는 “최우위, 최열위 성과로부터의 거리방식”을 사용하였으며, 개별 지표간의 가중치 산정 시에 는 주성분분석(Principal Component Analysis;PCA) 방식을 사용하였다. 또한 PCA 방식의 가중치 산정의 적합성을 검토하기 위하여 단순종합방식도 사용하였다. 에너지 취약성 지수를 산출한 결과 한국은 2006년에 에너지 취약성 지수(EVI)가 1.10으로 OECD 국가 중 가장 높은 것으로 나타났으며, 가장 낮은 나라는 호주 (0.28)와 스웨덴(0.28)이다. 1982년부터 2006년까지 24년 동안 한국의 에너지 취약성 은 19개 국가 중에서 지속적으로 높은 수준을 유지하였으며, 에너지 취약성과 유가 를 회귀분석한 결과 유가가 1달러 증가할 경우 에너지 취약성이 0.034정도 증가하 는 것으로 나타났다. 에너지 취약성 지수에 대한 개별지표의 기여도를 분석한 결과 한국의 경우 국 민소득에서 원유도입액이 차지하는 비중이 30%로 가장 많은 영향을 미쳤고, 다음으 로 석유원단위(24%), 지정학적 원유 시장 집중 위험(18%), 시장유동성(17.7%), 일인 당 GDP(10.6%), 1차에너지 소비에서 석유소비가 차지하는 비중(0.08%)의 순서로 영 향을 미치는 것으로 나타났다. 에너지 취약성 지수에 대한 개별지표의 기여도를 시장위험과 공급위험으로 구 분하여 나타낼 경우 각 국가의 상황에 따라 상당한 차이가 있으며, 시장위험지표가 공급위험지표보다 더 중요한 요소로 나타났다. 시장위험을 개선하기 위한 정책이 공급위험을 관리하는 정책보다 에너지취약성 문제를 더욱 효과적으로 해결할 것이 다. 한국의 경우 에너지 취약성 수준을 개선하기 위해서는 두 가지 방법이 있는데 첫째는 우선적으로 시장위험을 줄이고 나중에 공급위험을 줄이는 방법이고, 둘째는 우선적으로 공급위험을 줄이고 나중에 시장위험을 줄이는 방법이 있다. 시장위험은 에너지원단위와 지불능력과 같은 내부적인 요인들에 의해 더 관리되는 경향이 있기 때문에 시장유동성이나 지정학적 위험과 비교하여 상대적으로 해결하기가 더 쉽다. 따라서 시장위험부터 개선하고 공급위험을 개선하도록 하는 것이 필요하다. 시장위험을 개선하기 위해서는 석유원단위, 1차에너지 소비에서 석유소비가 차 지하는 비중, GDP에서 원유도입액이 차지하는 비중 등을 개선하여야 한다. 일본의 경우 80년대 후반부터 1차에너지 소비에서 석유소비가 차지하는 비중의 기여도가 0.182→0.154 →0.122로 감소하였고, GDP에서 원유도입액이 차지하는 비중의 기여도 가 0.087→0.056 →0.047로 감소하여 에너지취약성은 점차적으로 개선되었다. 반면에 한국은 80년대 후반에 비해 90년대 후반에 시장위험이 악화되었는데 이는 석유원단 위, 1차에너지 소비에서 석유소비가 차지하는 비중, GDP에서 원유도입액 비중 등이 개선되지 않았기 때문이다. 한국은 1차에너지 소비에서 석유소비가 차지하는 비중 의 기여도가 0.18→0.18→0.14로 감소하였지만 아주 적은 수준이고, GDP에서 원유도 입액 비중도 0.26→0.29→0.28의 높은 수준을 유지하고 있고, 석유원단위도 0.10→ 0.21 →0.23으로 지속적으로 증가하여 시장위험에 의한 에너지 취약성은 더욱 악화 되어 왔다. 공급위험을 개선하기 위해서는 시장유동성과 지정학적 위험도를 개선하여야 한 다. 일본은 80년대 후반부터 시장유동성이 0.276→0.221→0.188로 개선되어 왔고, 지 정학적 위험도도 0.253→0.215→0.186으로 지속적으로 개선되어 와서 공급위험도가 상당히 개선되었다. 반면에 한국은 시장유동성은 개선되어 왔지만(0.25→0.30→0.18), 지정학적 위험도는 아직도 개선되지 않고 있어(0.17→0.10 →0.14) 공급위험이 높게 나타나고 있다. 본 연구에서는 전략적 석유 비축량, 각 국가 특유의 에너지정책, 국내 보유자원 으로 석유를 유지하려는 국가의 능력, 설비들을 재정비하는 활동, 그리고 외환보유 고, 환경위험 관련 지표 등을 고려하지 못한 점이 분석의 한계로 제시될 수 있다. 그럼에도 불구하고 이 분석은 19개의 OECD 순수입국가에 대해서 1982년부터 2006년 까지의 방대한 자료를 수집하여 장기적 에너지취약성지수를 산출하고 각 국가간의 에 너지 취약성의 차이에 영향을 미치는 요인에 대해서 분석하였다는데 큰 기여를 했다 고 본다. 더하여 향후에는 모든 에너지(가스, 석탄, 등)에 대한 지표뿐만 아니라 환경적 위험을 구체화하고 국가 적용범위를 확대하여 분석을 하는 것이 필요할 것이다.
more초록/요약
The objective of this study is to discuss and establish the concept of energy vulnerability relating to energy security, to develop energy vulnerability measuring index in terms of macroeconomic effects and to develop a theory for policy measures in order to resolve energy vulnerability issues based on the designed index. To compute energy vulnerability index, this study chose oil as a major energy source and used energy-related indicators of 19 OECD net oil-importing countries for the period of 1982 to 2006. As for the individual indicators, this study considered supply risk with two indicators - (1) geopolitical oil market concentration risk (GG), and (2) market liquidity (ML); and market risk with four indicators - (1) GDP per capita at market exchange rate (GP), (2) energy intensity at market exchange rate (OI), (3) the ratio of value of net oil imports to GDP (VG), and (4) the ratio of oil consumption in total primary energy consumption. For a method to standardize the individual indicators to compute energy vulnerability index, max-min method with the rankings from the uppermost and the lowest performances were used. For deriving the weights of each indicator, it used principal component analysis (PCA) which was used by Gupta (2008). Moreover, a single process method was used in order to examine whether PCA is appropriate for the weights. As a result of computing energy vulnerability index (EVI), it shows that Korea has the EVI of 1.10 in 2006 which is the highest among the OECD countries and Australia and Sweden have the lowest EVI at 0.28. For twenty four years from 1982 to 2006, Korea has continuously maintained the high level of energy vulnerability among 19 countries. Regression analysis of energy vulnerability and oil price shows that energy vulnerability is increased by 0.034 for $1 increase of the oil price. As for Korea, the results from the analysis on the contribution of individual indicators for energy vulnerability show that the ratio of value of net oil imports to GDP has impacted most with 30%, followed by energy intensity (24%), geopolitical oil market concentration risk (18%), market liquidity (17.7%), GDP per capita (10.6%), and the ratio of oil consumption in total primary energy consumption (0.08%). The contribution of individual indicators for energy vulnerability shows significant differences among the countries depending on each country's situation when it is divided into market risk and supply risk. It also shows that market risk is more important factor than supply risk. Thus, it represents that a policy for improving market risk would be more efficient to resolve energy vulnerability issues than a policy for managing supply risk. In order to improve the energy vulnerability index, there are two methods for Korea: (1) give priority to reduce market risk and then reduce supply risk, and (2) give priority to reduce supply risk and then reduce market risk. Market risk tends to be managed by internal factors, such as energy intensity and ability to pay, and with this tendency it is relatively easier to resolve the issues than domestic reserves or geopolitical risk. Therefore, it is recommended to improve market risk first and then supply risk. To improve market risk, it should improve energy intensity, the ratio of oil consumption in total primary energy consumption, the ratio of value of net oil imports to GDP, and etc. For instance, since the late 1980s Japan has improved energy vulnerability gradually by reducing the contribution of the ratio of oil consumption in total primary energy consumption from 0.182 to 0.154 to 0.122 and the contribution of the ratio of value of net oil imports to GDP from 0.087 to 0.056 to 0047. On the other hand, Korea has experienced of worsening market risk in the late 1990s than in the late 1980s due to the increase of OI. Although the contribution of the ratio of oil consumption in total primary energy consumption has been reduced from 0.18 to 0.18 to 0.14 and the contribution of the ratio of value of net oil imports to GDP has been steady from 0.26 to 0.29 to 0.28, energy vulnerability has been worsened due to the continued increase of energy intensity from 0.10 to 0.21 to 0.23. As for improving supply risk, it should improve market liquidity and geopolitical risks. Japan's supply risk has been improved substantially by improving market liquidity from 0.276 to 0.221 to 0.188 and geopolitical risks from 0.253 to 0.215 to 0.186 since the late 1980s. On the other hand, Korea shows still high level of supply risk because of geopolitical risks (0.17 →0.10 → 0.14) although market liquidity has been improved from 0.25 to 0.30 to 0.18. This study has the following limitations. First, this study has found out the inter-relationship between six observed indicators of energy vulnerability. However, due to data limitations, it has not considered some factors such as strategic petroleum reserves, country-specific energy policies, ability of the countries to substitute oil by domestic fuels, availability of refining facilities, and foreign exchange reserves. Apart from these factors, it has also not considered environmental risks. Nevertheless, it can be seen that this study has contributed to come up with long-term energy vulnerability index with huge data of 19 OECD net oil-importing countries from 1982 to 2006 and to analyze the factors impacting intercountry variations in energy vulnerability. In addition, further work would be needed to incorporate environmental risks and increasing country coverage in the analysis as well as to extend the current index of oil vulnerability to the total energy (gas, coal, etc) vulnerability.
more목차
제1장 서론 = 1
제1절 연구의 배경 및 목적 = 1
제2절 연구 범위 및 방법 = 3
제2장 에너지 취약성의 개념 = 7
제1절 에너지 취약성의 정의 = 7
제2절 에너지 취약성에 영향을 미치는 요인 = 11
1. 거시경제적 요인 = 11
2. 미시경제적 요인: 소비자 관점 = 16
3. 미시경제적 요인: 공급자 관점 = 18
제3절 에너지 취약성의 경제적 의미 = 19
1. 석유가격의 경제적 영향 = 19
2. 에너지취약성의 외부성 = 24
제3장 에너지 취약성 지수 산출에 관한 이론적 검토 = 27
제1절 지표의 정의 = 27
제2절 복합지표 산출을 위한 이론체계 = 29
제3절 에너지 취약성 지수에 대한 선행연구 = 43
제4장 에너지 취약성 지수 산출 및 분석 = 49
제1절 에너지 취약성 지수 산출에 사용되는 개별지표 = 49
1. 개별지표의 선정근거 = 49
2. 공급위험 지표(supply risk) = 50
3. 시장위험지표(market risk) = 58
제2절 PCA를 이용한 에너지 취약성지수의 산출 = 63
1. 개별변수의 표준화 = 63
2. 가중치 산정 및 지표 산출 = 64
3. 기존연구와의 비교 = 70
4. 에너지 취약성 지수 산출 결과 및 분석 = 71
제3절 단순종합방식에 의한 에너지취약성 지수 산출 = 97
1. 산정방식 = 98
2. PCA와 단순종합방식의 비교 = 99
제4절 PCA방식의 적합성 검증 = 103
제5장 정책적 시사점 및 결론 = 106
참고문헌 = 109
Abstract = 113
