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논문 기본 정보
- 자료유형
- 연구보고서
- 저자정보
- 발행연도
- 2004.12
- 수록면
- 1 - 116 (116page)
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1. 연구필요성 및 목적
최근 러시아의 비준통과로 그 발효가 임박하게 된 교토의정서(Kyoto Protocol)와 국내적으로는 수도권대기질개선특별법에서 보다시피 배출권 거래제는 오염물질 규제를 위한 시장유인수단으로 가장 주목받고 있다. 배출권거래제는 환경세나 부담금 등 타 환경규제정책과 비교해서 아직 보편적으로 사용되고 있지 않는 상황이지만, 이에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 지난 수십년간 몇 차례의 제도시행을 통해 축적된 정보와 경험을 살펴보면 성공한 사례보다 실패 사례가 더욱 많아, 제도가 소기의 성과를 달성하기 위해서는 그 초기 도입단계에서부터 신중히 설계되어야 함을 알 수 있다.
배출권거래제는 그 기본 취지가 시장 메커니즘을 활용한다는 것인 만큼, 설계의 핵심은 충실한 시장기능의 확보를 통한 시장효율성의 달성에 있다. 여기서 시장효율성은 크게 정태적 효율성(static efficiency)과 동태적 효율성(dynamic efficiency)으로 나눌 수 있다. 기업들 간의 한계 저감비용이 모두 일치하는 수준까지 오염물질이 감축되고, 이 때 시장에서 배출권의 수요ㆍ공급에 의해 배출권 가격이 결정되면 배출권 시장에서 정태적 효율성이 달성되었다고 한다.
한편, 기업은 장기적인 시각에서 오염물질의 감축을 위한 환경투자를 고려할 수 있는데, 이 때 투자편익의 현재가치와 투자비용의 현재가치를 비교하여 동태적 최적화를 만족하는 수준에서 투자가 이루어지면 배출권 시장에서 동태적 효율성이 달성되었다고 한다. 특히 후자의 동태적 효율성은 배출권거래제가 환경세나 환경부담금 등 다른 경제적 수단에 비해 우월한 것임을 주장할 때마다 자주 비교되는 개념으로서, 기술개발에 대한 유인을 제공하여 미래세대를 포함한 사회전체의 후생을 증가시킬 수 있다는 점에서도 경제학적으로 중요한 연구주제다.
본 연구의 관심사 역시 배출권거래제의 동태적 효율성으로서, 특히 이를 제고시킬 수 있는 한 방안으로 배출권 예치제(banking system)를 주목하여, 그것이 동태적 효율성에 미치는 효과를 분석하고자 한다. 즉, 같은 배출권거래제라 하더라도 배출권이 예치 가능할 때에 기술개발에 대한 동태적 효율성이 더욱 제고될 수 있다는 것을 보여 주고자 한다.
최근 배출권거래제의 대부분이 배출권의 예치를 허용하고 있는 추세로 발전하고 있다. 온실가스 규제를 목표로 하는 교토의정서 역시 배출권의 예치를 금하고 있지 않으며, 우리나라에서도 배출권거래제와 관련한 많은 연구에서 예치제를 자연스럽게 받아들이고 있다. 하지만, 예치제가 기업의 환경투자에 대한 의사결정에 어떠한 영향을 미치는지, 그리고 그 효과를 극대화하기 위해 배출권 시장의 미시적 구조(micro-structure)는 어떻게 구축되어야 할지에 관한 연구는 부족한 상황이다.
배출권 예치제는 배출권의 호환성(fungibility)과 유동성을 높여 시장에서 배출권의 거래를 촉진시킬 수 있다. 그리고 이를 활용하여 기업들은 미 래의 불확실에 대한 소위 리스크 관리(디sk management) 능력을 배양할 수 있다. 본 연구는 특히 배출권 가격에 대한 전망이 불확실할 때 기업은 준수비용의 리스크를 관리하는 한 방안으로 환경투자를 증대시킬 수 있으며, 이러한 유인은 배출권이 예치가능할 때에 더욱 증가함을 보여주고자 한다.
배출권시장에서 기업의 환경투자 인센티브를 분석하기 위해서 투자모형인 실물옵션 모형을 그 접근방법으로 채택하였다. 그리고 모형에서 도출된 이론적 결과가 구체적으로 시사하는 바를 알아보기 위해 현존하는 배출권거래제 중에서 가장 성공적이었다고 평가받는 미국 『산성비프로그램』 의 데이터를 가지고 실증 분석하였다.
아울러, 배출권거래제의 설계와 관련해서 파생될 수 있는 몇 가지 문제점들을 분석한다. 배출권 시장을 통해 최적으로 투자결정이 이루어지는 경우 동태적 효율성이 제고되지만, 최적화를 통하지 않은 무리한 환경투자로 인한 자본설비의 과도화는 바람직하지 않다. 과도투자를 유발함으로써 기업의 최적의사결정을 왜곡시키는 정책이 존재할 경우 동태적 효율성이 저해될 수 있다. 이는 궁극적으로 오염방지시설을 이용한 기업의 저감비용 효율성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 대한 사례분석으로서 『산성비프로그램』하의 발전소 탈황비용의 효율성을 분석하였다. 본 배출권 프로그램에 의해 규제를 받는 상당수 발전소들은 고황탄에서 저황탄으로 연료를 자유롭게 전환할 수 없는 지역단위의 추가적인 규제를 적용받음으로써, 연료전환 대신 탈황시설을 설치하는 방식으로 준수전략을 택할 수밖에 없었으며, 그 결과 기업의 저감비용효율성이 낮아졌을 것으로 판단된다.
배출권과 관련하여 자주 제기되는 또 다른 문제는 배출권의 초기분배 방식이다. 배출원 기업들이 초기에 배출권을 어떻게 분배받느냐에 따라서도 기엽의 환경투자 인센티브가 달라질 수 있으며, 이는 종국적으로 배출권 시장에서의 동태적 효율성에도 영향을 미친다. 직관적으로 당연하겠지만, 무상으로 분배받는 배출권의 양이 많을수록 기업의 환경투자 동기는 줄 것이다. 새로운 제도시행에 따른 마찰과 규제대상 기업의 부담을 줄인다는 차원에서 대부분의 배출권거래제는 어느 정도 초기 무상분배를 허용하고 있기 때문에, 무상분배 문제를 도외시할 수는 없다. 따라서 환경규제 당국의 입장에서는 최소의 비용으로 최대의 저감노력을 달성할 수 있는 방향으로 무상분배가 이루어질 필요가 있다.
배출권 초기분배를 위한 다양한 유형의 경매방식 중에서 특히 국내에서는 이른 바 인센티브 경매 방식이 대안으로 자주 제기되어 왔다. 하지만 인센티브 경매는 참여자의 수가 충분히 적을 때에 담합의 소지가 있다는 단점이 있을 수 있다. 즉, 가능하다면 경매 참여자들은 톤당 감축 인센티브는 많이 받되 감축량은 되도록 줄이는 방향으로 담합을 할 가능성이 높기 때문에, 사회적으로도 바람직하지 않은 결과가 초래될 위험이 있다. 이에 본 연구에서는 배출권의 초기 분배가 동태적 효율성에 미치는 영향을 살펴보는 동시에, 인센티브 경매를 중심으로 참여자간의 담합 효과를 분석하였다. 인센티브 경매와 관련해서는 실증데이터가 없는 관계로 실험경제학의 방법론을 따라 모의경매를 실시하는 방법을 택하였다.
2. 내용 요약
연구의 주요 내용을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 배출권 예치제와 동태적 효율성을 분석한 모형을 개발하여, 환경투자와 예치배출권이 대체전략이 아닌 상호 보완관계로서의 전략이 될 수 있음을 보여 주었다. 따라서 환경투자를 통한 동태적 효율성을 제고시킨다는 측면에서도 배출권 예치의 허용이 타당하다고 본다.
이를 보여주기 위해 기업의 환경투자를 촉발시킬 수 있는 배출권의 적정분기점을 산출하는 모형을 개발하였다. 즉, 오염물질 톤당 배출권가격이 적정분기점보다 낮으면 환경투자를 증대시키기 보다는 시장에서 배출권을 구입하는 것이 비용 면에서 유리하다. 하지만, 배출권 가격이 이 분기점을 초과하면 비싼 배출권을 사기 보다는 오염방지시설에 대한 투자를 증대시키는 것이 더 비용 효과적인 준수전략이라는 것이다.
미국 『산성비프로그램』 데이터를 이용하여 적정 투자분기점을 계산한 결과, 배출권 예치가 허용되지 않을 경우 아황산가스 톤당 배출권의 적정분기점 1,300 달러 이상인 것으로 나타났다. 즉, 배출권의 가격이 이 수준 미만이면 환경투자를 증대하기 보다는 배출권의 매입전략을 택한다. 반면, 배출권 가격이 1,300달러 이상 상회하게 되면 배출권을 통한 기업의 준수비용부담이 과도하여 기업은 환경투자를 증대시키는 전략을 택하는 것이 바람직하다. 이 때 배출권의 예치가 허용될 경우 투자분기점이 500달러 미만으로 하향 조정되었다. 이처럼 투자분기점이 감소한 것은 기업이 예치가능 배출권거래제에서는 환경투자를 증대시켜 그만큼 남은 잉여배출권을 미래에 활용할 수 있기 때문이다.
이러한 결과는 배출권의 예치와 환경투자를 대체적 관계로 인식한 Phaneuf and Requate (2002)와는 상반된 견해다. 즉, 그들은 예치가 허용되면 기업들은 환경오염방지시설에 대한 투자를 늘리기보다는 배출권을 행사하지 않고 예치하는 전략을 택할 것이라고 주장하였다. 하지만 본 연구가 보여 준 바처럼 배출권의 예치전략과 환경자본에 대한 투자전략은 상호 대체적인 관계가 아니라, 보완적이다. 즉, 후자가 증가하였을 때 잉여배출권이 확보되는 것이며 이에 따라 나중에 사용하기 위해 배출권을 예치할 수 있는 것이다.
둘째, 시장유인제도 방식인 배출권거래제와 직접규제가 동시에 존재할 때에는 환경투자 결정에 미칠 수 있는 왜곡을 최소화할 수 있는 방향으로 설계되어야 한다. 기업이 자율적으로 투자의 수준을 결정할 수 있도록 유도하는 배출권거래제에 반해, 연료사용에 대한 규제 등 직접 규제 방식을 따를 경우 기업은 환경투자를 과대 투자할 수 있다. 이는 궁극적으로 동태적 효율성을 저해시킬 뿐만 아니라, 기업의 감축비용 효율성에도 영향을 미친다.
이러한 점을 실증적으로 알아보기 위해 앞서 언급된 것처럼 『산성비프로그램』의 화력발전소 데이터를 활용하여 발전소의 비용효율성을 추정하였다. 본 프로그램 하에서 상당수 발전소들은 지역규정에 의해 탈황시설의 설치를 요구받거나 또는 저황탄으로의 연료전환을 임의로 택할 수 없는 상황이었다. 이와 같은 규제를 받는 발전소와 그렇지 않은 발전소간의 비용효율성을 추정하였는데, 그 결과 규제지역과 비규제 지역 간의 효율성 차이가 존재하는 것으로 나타났다. 즉, 규제지역의 효율성이 약 3% 정도 비규제 지역에 비해 낮은 것으로 나타났다. 그러나 이 같은 결과는 직접규제 방식이 탈황시설의 과도설치를 유발하여 비효율을 초래했다는 식의 주장을 뒷받침하기에는 약한 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서의 결론은 실증분석의 속성 상 본 연구에 국한되며 일반화할 수는 없으며, 규제지역과 비규제 지역간의 비용효율성 차이를 유발하는 원인에 대해서는 향후 보다 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
셋째, 배출권의 초기 분배가 동태적 효율성에 미치는 영향과 참여자 간의 담합 효과를 살펴보았다. 초기 무상분배되는 배출권의 양은 기업의 기술개발 동기를 저하시킬 수 있다는 점에서 그 규모가 어느 수준을 넘지 않도록 유의할 필요가 있다. 만일 정책적 판단에서 무상분배가 어느 정도 필요하다면 무상분배를 받은 기업들이 사후적으로 배출권 거래에 활발히 참여할 수 있도록 집행되어야 한다. 이 때 중요한 과제는 어떠한 시스템을 통해 무상분배를 할 것인가 하는 점이다.
본 연구에서는 국내에서 최근 자주 논의되는 소위 인센티브 경매를 통한 배출권의 무상분배 효과를 알아보되, 참여기업간의 담합이 가능할 경우 그 분배 효율성이 어떻게 저해되는지 모의경매를 통해 분석하였다. 그 결과, 인센티브 경매에서 참가자들이 담합을 시도해서 성공할 경우, 정부의 인센티브 재정은 거의 소진되되 사회적으로는 기대 미만의 감축에 그칠 가능성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 참여자의 수가 적어 담합 가능성이 높은 경우 인센티브 경매의 대안으로 밀봉호가(sealed-bid) 경매를 제시하였다. 아울러, 모의경매 실험 결과, 인센티브 경매를 굳이 시행해야 하는 경우, 담합 가능성을 사전에 예방하기 위해서는 입찰까지의 시간폭을 줄이고, 인센티브 제시금액을 확률화시키며, 경매는 오프라인이 아닌 온라인에서 시행하고, 아울러 기업간의 내부거래를 금지하는 조치 등이 필요한 것으로 나타났다.
3. 연구결과 및 정책적 제언
배출권 예치제는 기업의 환경투자 인센티브를 높이는 동시에 투자 순편익의 현재가치를 극대화하면서 배출권시장의 동태적 효율성도 제고시킬 수 있는 것을 위에서 살펴보았다. 이는 배출권 가격에 대한 전망이 불확실할 때 기업은 환경투자 증대를 통해 잉여배출권을 예치함으로써 미래에 발생할 수 있는 위험을 헷징할 수 있기 때문이다. 따라서 환경투자와 배출권은 상호 배타적인 전략이 아니라, 보완관계로서의 전략이 될 수 있다는 점을 시사한다.
국내에서는 배출권거래제가 시행될 경우 예치제를 허용하는 것으로 이미 방향을 잡아 나가고 있지만, 예치제가 기업의 의사결정에 어떠한 영향을 미칠 것인지에 대한 연구가 부족한 상황이다. 이에 대한 이해기반이 견고할 때 향후 배출권 시장이 효율적으로 기능하기 위한 추가적인 방안들이 제시될 수 있을 것이다.
한편 향후 연구과제는 다음과 같이 제시될 수 있다. 본 연구에서는 거래비용이나 시장지배력을 행사하는 기업의 존재를 배제하였다. 이러한 경우 배출권 예치제가 허용된다고 하더라도 배출권을 통한 시장에서의 조작적 제외(exclusionary manipulation)가 가능할 것이며, 그 장벽으로 말미암아 시장에서 제외된 기업들의 투자행동은 본 모형에서와는 다른 양상을 보일 수 있다. 한편 국내 배출원들을 대상으로 적정 투자 분기점을 도출해 볼 필요가 있는데, 이는 향후 연구과제로 삼기로 한다. 마지막으로 본 보고서에서 다루어지지 않았지만, 배출권거래제의 시장설계와 관련해서 매우 중요한 과제들을 언급할 필요가 있다. 효율적인 등기시스템의 구축, 장외거래를 포함한 참여자의 범위설정 여부, 정보공개원칙의 설정 등으로서 이들에 대한 심층적인 연구가 향후 마련되어야 할 것이다.
1. Research Purpose
Performance of tradable emission permit (TEP) system critically depends on underlying permit market efficiency because the basic motivation of TEP is to rely on economic incentive mechanism to control environmental pollutants. Here market efficiency can be in large distinguished into static efficiency and dynamic efficiency.
The first requires the regulated polluting firms to achieve the equalization of marginal abatement cost under which permit price is competitively determined by demand and supply of emission permits. On the other hand, dynamic efficiency can be achieved when the adoption of environmentally advanced technology is facilitated by increasing investment of firms which consider the marginal present value of benefit and cost of the investment. In particular, dynamic efficiency has been one of important research subjects in a field of environmental economics since it would improve social welfare of current as well as future generations by reducing social costs caused from pollutants and increasing social benefit from advanced technology development.
A purpose of this research is to investigate dynamic efficiency of TEP by comparing non-bankable TEP and bankable TEP when permit market exhibits uncertainty associated with permit price. More precisely, it shows that dynamic efficiency increases under bankable TEP since the banking system may provide more capability for firms to adjust their environmental capital in presence of uncertainty.
Considering many of current TEP schemes including the Kyoto Protocol, an international effort to control global warming, and others, being maintained domestically to control SO₂ or NOx, allow banking system as one of their major features, it would be substantially important to analyze how permit banking affects firms' investment decision.
To do this, a real option approach is employed as a basic model SInce it enables one to analyze a firm's environmental investment decision under stochastic environment and to capture the value of managerial flexibility of the decision. Uncertainty is incorporated into the model as a form of permit price uncertainty and environmental investment is restricted to the expansion of environmental capital for end-of-pipe technology. After presenting a real option model to accomodate these features, numerical illustration is provided using an empirical data of the U.S. Acid Rain Program which has been known so far as the most successful TEP program.
In addition, the research analyzes additional issues related to design of TEP system. First, the effect of some regulatory policy which may distort investment decision by inducing over-capitalization is examined. Although the facilitation of environmental investment is an important task to accomplish, it could be inappropriate if the over-capitalization causes cost inefficiency for the pollution abatement. Hence, using the U.S. Acid Rain Program data, the research furthermore analyzes the cost efficiency of regulated firms with and without such distortionary policies.
Finally, the research studies the effect of initially free allocated permits on investment incentives and then analyzes how auctions for the intial allocation of permits can change distributional efficiency of permits among auction participants. Especially, the so-called incentive auction is examined by undertaking class experiments since it the incentive auction is widely accredited as one of possible auction mechanisms to be introduced.
2. Summary
Research results are summarized as follows. Firstly, it shows that environmental investment and banking can be complementary strategies for the regulated firms since firms, after expanding their environmental capital, can save residual permits to trade them in some future whenever they think it is optimal. The employed real option model specifically calculates an optimal trigger price above which it is optimal to undertake an investment to expand the environmental capital. As a result for the calculation, the optimal trigger price is turned out to be over $1,300 per ton of SO₂ under a non-bankable TEP while it is below $500 per ton of SO₂ under a bankable TEP. Consequently, it implies that investment is more facilitated when banking is allowed.
It should be noted that this result is not consistent with Phaneuf and Requate (2002) who argue that banking system discourages environmental investment because firms can rather rely on saved permits instead of expanding environmental investment for future compliance. The reason for such discrepancy between their result and this research is because the current research takes into account an option value of investment in presence of uncertainty. When there is uncertainty, the value of managerial flexibility to decide investment increases and thereby investment hysteresis is also increased. But under a bankable TEP, the hysteresis is not too much increased compared to a non-bankable TEP since the saved permits can be utilized for future compliance while hedging future uncertainty.
Secondly, the research shows that distortionary policy that can cause the over-capacity of environmental capital increases inefficiency of pollution abatement cost. An empirical estimation of the cost efficiency of firms being regulated by the U.S. Acid Rain Program exhibits statistically significant differences between firms located in the regions without distortionary policy and firms in the regions with some distortionary policy. However, it turns out that there were slight level of differences, accounting for only 3% gap in cost efficiency which may not be sufficient to support our proposition. Hence, notably, the research suggests that further research be undertaken for more valid argument whether the existence of distortionary policy could give rise to cost efficiency changes substantially.
Thirdly, the research reveals that the intial allocation of free emission permits has the adverse effect on environmental investment. And particularly, the result of experiments shows that the incentive auction coupled with features of dynamic descending clock auction incurs distributional inefficiency among participating firms in presence of either explicit collusion or tacit collusion. The research suggests a sealed-bid auction for better alternative to the incentive auction. In addition, several lessons obtained from this experimental economic approach provides valuable information on desirable micro-structure for the on-line auction mechanism.
3. Research Results & Policy Suggestions
The basic motivation of TEP system lies on permit market efficiency for the performance of the system critically depends on well-functioning permit market. The research focuses on dynamic efficiency by examining how the incentive to environmental investment is changed when the permit banking is a feasible option for a firm. The result implies that banking system is more superior to non-banking system in terms of environmental investment when uncertainty prevails.
However, the facilitation of investment is not the only issue since the performance of TEP can be evaluated from various perspectives. In that regard, the research suggests that the use of distortionary policy that may induce over-capitalization be restrained to efficiently accomplish the underlying goal of TEP. Furthermore, the result strongly suggests the importance of the adoption of appropriate auction mechanism for intial permit allocation, since distributional efficiency as well as investment incentive could not be otherwise accomplished.
Considering that many of TEP systems, currently being implemented or expected to be introduced, allow banking of permits, it is important to understand various characteristics of banking system along with the market power, and the behavior of exclusionary manipulation. Also, a research on permit registry system is one of significant issues to be clarified in order to achieve permit market efficiency. These issues are rendered to future research.
최근 러시아의 비준통과로 그 발효가 임박하게 된 교토의정서(Kyoto Protocol)와 국내적으로는 수도권대기질개선특별법에서 보다시피 배출권 거래제는 오염물질 규제를 위한 시장유인수단으로 가장 주목받고 있다. 배출권거래제는 환경세나 부담금 등 타 환경규제정책과 비교해서 아직 보편적으로 사용되고 있지 않는 상황이지만, 이에 대한 관심은 지속적으로 증가하고 있다. 하지만 지난 수십년간 몇 차례의 제도시행을 통해 축적된 정보와 경험을 살펴보면 성공한 사례보다 실패 사례가 더욱 많아, 제도가 소기의 성과를 달성하기 위해서는 그 초기 도입단계에서부터 신중히 설계되어야 함을 알 수 있다.
배출권거래제는 그 기본 취지가 시장 메커니즘을 활용한다는 것인 만큼, 설계의 핵심은 충실한 시장기능의 확보를 통한 시장효율성의 달성에 있다. 여기서 시장효율성은 크게 정태적 효율성(static efficiency)과 동태적 효율성(dynamic efficiency)으로 나눌 수 있다. 기업들 간의 한계 저감비용이 모두 일치하는 수준까지 오염물질이 감축되고, 이 때 시장에서 배출권의 수요ㆍ공급에 의해 배출권 가격이 결정되면 배출권 시장에서 정태적 효율성이 달성되었다고 한다.
한편, 기업은 장기적인 시각에서 오염물질의 감축을 위한 환경투자를 고려할 수 있는데, 이 때 투자편익의 현재가치와 투자비용의 현재가치를 비교하여 동태적 최적화를 만족하는 수준에서 투자가 이루어지면 배출권 시장에서 동태적 효율성이 달성되었다고 한다. 특히 후자의 동태적 효율성은 배출권거래제가 환경세나 환경부담금 등 다른 경제적 수단에 비해 우월한 것임을 주장할 때마다 자주 비교되는 개념으로서, 기술개발에 대한 유인을 제공하여 미래세대를 포함한 사회전체의 후생을 증가시킬 수 있다는 점에서도 경제학적으로 중요한 연구주제다.
본 연구의 관심사 역시 배출권거래제의 동태적 효율성으로서, 특히 이를 제고시킬 수 있는 한 방안으로 배출권 예치제(banking system)를 주목하여, 그것이 동태적 효율성에 미치는 효과를 분석하고자 한다. 즉, 같은 배출권거래제라 하더라도 배출권이 예치 가능할 때에 기술개발에 대한 동태적 효율성이 더욱 제고될 수 있다는 것을 보여 주고자 한다.
최근 배출권거래제의 대부분이 배출권의 예치를 허용하고 있는 추세로 발전하고 있다. 온실가스 규제를 목표로 하는 교토의정서 역시 배출권의 예치를 금하고 있지 않으며, 우리나라에서도 배출권거래제와 관련한 많은 연구에서 예치제를 자연스럽게 받아들이고 있다. 하지만, 예치제가 기업의 환경투자에 대한 의사결정에 어떠한 영향을 미치는지, 그리고 그 효과를 극대화하기 위해 배출권 시장의 미시적 구조(micro-structure)는 어떻게 구축되어야 할지에 관한 연구는 부족한 상황이다.
배출권 예치제는 배출권의 호환성(fungibility)과 유동성을 높여 시장에서 배출권의 거래를 촉진시킬 수 있다. 그리고 이를 활용하여 기업들은 미 래의 불확실에 대한 소위 리스크 관리(디sk management) 능력을 배양할 수 있다. 본 연구는 특히 배출권 가격에 대한 전망이 불확실할 때 기업은 준수비용의 리스크를 관리하는 한 방안으로 환경투자를 증대시킬 수 있으며, 이러한 유인은 배출권이 예치가능할 때에 더욱 증가함을 보여주고자 한다.
배출권시장에서 기업의 환경투자 인센티브를 분석하기 위해서 투자모형인 실물옵션 모형을 그 접근방법으로 채택하였다. 그리고 모형에서 도출된 이론적 결과가 구체적으로 시사하는 바를 알아보기 위해 현존하는 배출권거래제 중에서 가장 성공적이었다고 평가받는 미국 『산성비프로그램』 의 데이터를 가지고 실증 분석하였다.
아울러, 배출권거래제의 설계와 관련해서 파생될 수 있는 몇 가지 문제점들을 분석한다. 배출권 시장을 통해 최적으로 투자결정이 이루어지는 경우 동태적 효율성이 제고되지만, 최적화를 통하지 않은 무리한 환경투자로 인한 자본설비의 과도화는 바람직하지 않다. 과도투자를 유발함으로써 기업의 최적의사결정을 왜곡시키는 정책이 존재할 경우 동태적 효율성이 저해될 수 있다. 이는 궁극적으로 오염방지시설을 이용한 기업의 저감비용 효율성에도 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이에 대한 사례분석으로서 『산성비프로그램』하의 발전소 탈황비용의 효율성을 분석하였다. 본 배출권 프로그램에 의해 규제를 받는 상당수 발전소들은 고황탄에서 저황탄으로 연료를 자유롭게 전환할 수 없는 지역단위의 추가적인 규제를 적용받음으로써, 연료전환 대신 탈황시설을 설치하는 방식으로 준수전략을 택할 수밖에 없었으며, 그 결과 기업의 저감비용효율성이 낮아졌을 것으로 판단된다.
배출권과 관련하여 자주 제기되는 또 다른 문제는 배출권의 초기분배 방식이다. 배출원 기업들이 초기에 배출권을 어떻게 분배받느냐에 따라서도 기엽의 환경투자 인센티브가 달라질 수 있으며, 이는 종국적으로 배출권 시장에서의 동태적 효율성에도 영향을 미친다. 직관적으로 당연하겠지만, 무상으로 분배받는 배출권의 양이 많을수록 기업의 환경투자 동기는 줄 것이다. 새로운 제도시행에 따른 마찰과 규제대상 기업의 부담을 줄인다는 차원에서 대부분의 배출권거래제는 어느 정도 초기 무상분배를 허용하고 있기 때문에, 무상분배 문제를 도외시할 수는 없다. 따라서 환경규제 당국의 입장에서는 최소의 비용으로 최대의 저감노력을 달성할 수 있는 방향으로 무상분배가 이루어질 필요가 있다.
배출권 초기분배를 위한 다양한 유형의 경매방식 중에서 특히 국내에서는 이른 바 인센티브 경매 방식이 대안으로 자주 제기되어 왔다. 하지만 인센티브 경매는 참여자의 수가 충분히 적을 때에 담합의 소지가 있다는 단점이 있을 수 있다. 즉, 가능하다면 경매 참여자들은 톤당 감축 인센티브는 많이 받되 감축량은 되도록 줄이는 방향으로 담합을 할 가능성이 높기 때문에, 사회적으로도 바람직하지 않은 결과가 초래될 위험이 있다. 이에 본 연구에서는 배출권의 초기 분배가 동태적 효율성에 미치는 영향을 살펴보는 동시에, 인센티브 경매를 중심으로 참여자간의 담합 효과를 분석하였다. 인센티브 경매와 관련해서는 실증데이터가 없는 관계로 실험경제학의 방법론을 따라 모의경매를 실시하는 방법을 택하였다.
2. 내용 요약
연구의 주요 내용을 요약하면 다음과 같다. 첫째, 배출권 예치제와 동태적 효율성을 분석한 모형을 개발하여, 환경투자와 예치배출권이 대체전략이 아닌 상호 보완관계로서의 전략이 될 수 있음을 보여 주었다. 따라서 환경투자를 통한 동태적 효율성을 제고시킨다는 측면에서도 배출권 예치의 허용이 타당하다고 본다.
이를 보여주기 위해 기업의 환경투자를 촉발시킬 수 있는 배출권의 적정분기점을 산출하는 모형을 개발하였다. 즉, 오염물질 톤당 배출권가격이 적정분기점보다 낮으면 환경투자를 증대시키기 보다는 시장에서 배출권을 구입하는 것이 비용 면에서 유리하다. 하지만, 배출권 가격이 이 분기점을 초과하면 비싼 배출권을 사기 보다는 오염방지시설에 대한 투자를 증대시키는 것이 더 비용 효과적인 준수전략이라는 것이다.
미국 『산성비프로그램』 데이터를 이용하여 적정 투자분기점을 계산한 결과, 배출권 예치가 허용되지 않을 경우 아황산가스 톤당 배출권의 적정분기점 1,300 달러 이상인 것으로 나타났다. 즉, 배출권의 가격이 이 수준 미만이면 환경투자를 증대하기 보다는 배출권의 매입전략을 택한다. 반면, 배출권 가격이 1,300달러 이상 상회하게 되면 배출권을 통한 기업의 준수비용부담이 과도하여 기업은 환경투자를 증대시키는 전략을 택하는 것이 바람직하다. 이 때 배출권의 예치가 허용될 경우 투자분기점이 500달러 미만으로 하향 조정되었다. 이처럼 투자분기점이 감소한 것은 기업이 예치가능 배출권거래제에서는 환경투자를 증대시켜 그만큼 남은 잉여배출권을 미래에 활용할 수 있기 때문이다.
이러한 결과는 배출권의 예치와 환경투자를 대체적 관계로 인식한 Phaneuf and Requate (2002)와는 상반된 견해다. 즉, 그들은 예치가 허용되면 기업들은 환경오염방지시설에 대한 투자를 늘리기보다는 배출권을 행사하지 않고 예치하는 전략을 택할 것이라고 주장하였다. 하지만 본 연구가 보여 준 바처럼 배출권의 예치전략과 환경자본에 대한 투자전략은 상호 대체적인 관계가 아니라, 보완적이다. 즉, 후자가 증가하였을 때 잉여배출권이 확보되는 것이며 이에 따라 나중에 사용하기 위해 배출권을 예치할 수 있는 것이다.
둘째, 시장유인제도 방식인 배출권거래제와 직접규제가 동시에 존재할 때에는 환경투자 결정에 미칠 수 있는 왜곡을 최소화할 수 있는 방향으로 설계되어야 한다. 기업이 자율적으로 투자의 수준을 결정할 수 있도록 유도하는 배출권거래제에 반해, 연료사용에 대한 규제 등 직접 규제 방식을 따를 경우 기업은 환경투자를 과대 투자할 수 있다. 이는 궁극적으로 동태적 효율성을 저해시킬 뿐만 아니라, 기업의 감축비용 효율성에도 영향을 미친다.
이러한 점을 실증적으로 알아보기 위해 앞서 언급된 것처럼 『산성비프로그램』의 화력발전소 데이터를 활용하여 발전소의 비용효율성을 추정하였다. 본 프로그램 하에서 상당수 발전소들은 지역규정에 의해 탈황시설의 설치를 요구받거나 또는 저황탄으로의 연료전환을 임의로 택할 수 없는 상황이었다. 이와 같은 규제를 받는 발전소와 그렇지 않은 발전소간의 비용효율성을 추정하였는데, 그 결과 규제지역과 비규제 지역 간의 효율성 차이가 존재하는 것으로 나타났다. 즉, 규제지역의 효율성이 약 3% 정도 비규제 지역에 비해 낮은 것으로 나타났다. 그러나 이 같은 결과는 직접규제 방식이 탈황시설의 과도설치를 유발하여 비효율을 초래했다는 식의 주장을 뒷받침하기에는 약한 것으로 보인다. 따라서 본 연구에서의 결론은 실증분석의 속성 상 본 연구에 국한되며 일반화할 수는 없으며, 규제지역과 비규제 지역간의 비용효율성 차이를 유발하는 원인에 대해서는 향후 보다 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.
셋째, 배출권의 초기 분배가 동태적 효율성에 미치는 영향과 참여자 간의 담합 효과를 살펴보았다. 초기 무상분배되는 배출권의 양은 기업의 기술개발 동기를 저하시킬 수 있다는 점에서 그 규모가 어느 수준을 넘지 않도록 유의할 필요가 있다. 만일 정책적 판단에서 무상분배가 어느 정도 필요하다면 무상분배를 받은 기업들이 사후적으로 배출권 거래에 활발히 참여할 수 있도록 집행되어야 한다. 이 때 중요한 과제는 어떠한 시스템을 통해 무상분배를 할 것인가 하는 점이다.
본 연구에서는 국내에서 최근 자주 논의되는 소위 인센티브 경매를 통한 배출권의 무상분배 효과를 알아보되, 참여기업간의 담합이 가능할 경우 그 분배 효율성이 어떻게 저해되는지 모의경매를 통해 분석하였다. 그 결과, 인센티브 경매에서 참가자들이 담합을 시도해서 성공할 경우, 정부의 인센티브 재정은 거의 소진되되 사회적으로는 기대 미만의 감축에 그칠 가능성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 참여자의 수가 적어 담합 가능성이 높은 경우 인센티브 경매의 대안으로 밀봉호가(sealed-bid) 경매를 제시하였다. 아울러, 모의경매 실험 결과, 인센티브 경매를 굳이 시행해야 하는 경우, 담합 가능성을 사전에 예방하기 위해서는 입찰까지의 시간폭을 줄이고, 인센티브 제시금액을 확률화시키며, 경매는 오프라인이 아닌 온라인에서 시행하고, 아울러 기업간의 내부거래를 금지하는 조치 등이 필요한 것으로 나타났다.
3. 연구결과 및 정책적 제언
배출권 예치제는 기업의 환경투자 인센티브를 높이는 동시에 투자 순편익의 현재가치를 극대화하면서 배출권시장의 동태적 효율성도 제고시킬 수 있는 것을 위에서 살펴보았다. 이는 배출권 가격에 대한 전망이 불확실할 때 기업은 환경투자 증대를 통해 잉여배출권을 예치함으로써 미래에 발생할 수 있는 위험을 헷징할 수 있기 때문이다. 따라서 환경투자와 배출권은 상호 배타적인 전략이 아니라, 보완관계로서의 전략이 될 수 있다는 점을 시사한다.
국내에서는 배출권거래제가 시행될 경우 예치제를 허용하는 것으로 이미 방향을 잡아 나가고 있지만, 예치제가 기업의 의사결정에 어떠한 영향을 미칠 것인지에 대한 연구가 부족한 상황이다. 이에 대한 이해기반이 견고할 때 향후 배출권 시장이 효율적으로 기능하기 위한 추가적인 방안들이 제시될 수 있을 것이다.
한편 향후 연구과제는 다음과 같이 제시될 수 있다. 본 연구에서는 거래비용이나 시장지배력을 행사하는 기업의 존재를 배제하였다. 이러한 경우 배출권 예치제가 허용된다고 하더라도 배출권을 통한 시장에서의 조작적 제외(exclusionary manipulation)가 가능할 것이며, 그 장벽으로 말미암아 시장에서 제외된 기업들의 투자행동은 본 모형에서와는 다른 양상을 보일 수 있다. 한편 국내 배출원들을 대상으로 적정 투자 분기점을 도출해 볼 필요가 있는데, 이는 향후 연구과제로 삼기로 한다. 마지막으로 본 보고서에서 다루어지지 않았지만, 배출권거래제의 시장설계와 관련해서 매우 중요한 과제들을 언급할 필요가 있다. 효율적인 등기시스템의 구축, 장외거래를 포함한 참여자의 범위설정 여부, 정보공개원칙의 설정 등으로서 이들에 대한 심층적인 연구가 향후 마련되어야 할 것이다.
1. Research Purpose
Performance of tradable emission permit (TEP) system critically depends on underlying permit market efficiency because the basic motivation of TEP is to rely on economic incentive mechanism to control environmental pollutants. Here market efficiency can be in large distinguished into static efficiency and dynamic efficiency.
The first requires the regulated polluting firms to achieve the equalization of marginal abatement cost under which permit price is competitively determined by demand and supply of emission permits. On the other hand, dynamic efficiency can be achieved when the adoption of environmentally advanced technology is facilitated by increasing investment of firms which consider the marginal present value of benefit and cost of the investment. In particular, dynamic efficiency has been one of important research subjects in a field of environmental economics since it would improve social welfare of current as well as future generations by reducing social costs caused from pollutants and increasing social benefit from advanced technology development.
A purpose of this research is to investigate dynamic efficiency of TEP by comparing non-bankable TEP and bankable TEP when permit market exhibits uncertainty associated with permit price. More precisely, it shows that dynamic efficiency increases under bankable TEP since the banking system may provide more capability for firms to adjust their environmental capital in presence of uncertainty.
Considering many of current TEP schemes including the Kyoto Protocol, an international effort to control global warming, and others, being maintained domestically to control SO₂ or NOx, allow banking system as one of their major features, it would be substantially important to analyze how permit banking affects firms' investment decision.
To do this, a real option approach is employed as a basic model SInce it enables one to analyze a firm's environmental investment decision under stochastic environment and to capture the value of managerial flexibility of the decision. Uncertainty is incorporated into the model as a form of permit price uncertainty and environmental investment is restricted to the expansion of environmental capital for end-of-pipe technology. After presenting a real option model to accomodate these features, numerical illustration is provided using an empirical data of the U.S. Acid Rain Program which has been known so far as the most successful TEP program.
In addition, the research analyzes additional issues related to design of TEP system. First, the effect of some regulatory policy which may distort investment decision by inducing over-capitalization is examined. Although the facilitation of environmental investment is an important task to accomplish, it could be inappropriate if the over-capitalization causes cost inefficiency for the pollution abatement. Hence, using the U.S. Acid Rain Program data, the research furthermore analyzes the cost efficiency of regulated firms with and without such distortionary policies.
Finally, the research studies the effect of initially free allocated permits on investment incentives and then analyzes how auctions for the intial allocation of permits can change distributional efficiency of permits among auction participants. Especially, the so-called incentive auction is examined by undertaking class experiments since it the incentive auction is widely accredited as one of possible auction mechanisms to be introduced.
2. Summary
Research results are summarized as follows. Firstly, it shows that environmental investment and banking can be complementary strategies for the regulated firms since firms, after expanding their environmental capital, can save residual permits to trade them in some future whenever they think it is optimal. The employed real option model specifically calculates an optimal trigger price above which it is optimal to undertake an investment to expand the environmental capital. As a result for the calculation, the optimal trigger price is turned out to be over $1,300 per ton of SO₂ under a non-bankable TEP while it is below $500 per ton of SO₂ under a bankable TEP. Consequently, it implies that investment is more facilitated when banking is allowed.
It should be noted that this result is not consistent with Phaneuf and Requate (2002) who argue that banking system discourages environmental investment because firms can rather rely on saved permits instead of expanding environmental investment for future compliance. The reason for such discrepancy between their result and this research is because the current research takes into account an option value of investment in presence of uncertainty. When there is uncertainty, the value of managerial flexibility to decide investment increases and thereby investment hysteresis is also increased. But under a bankable TEP, the hysteresis is not too much increased compared to a non-bankable TEP since the saved permits can be utilized for future compliance while hedging future uncertainty.
Secondly, the research shows that distortionary policy that can cause the over-capacity of environmental capital increases inefficiency of pollution abatement cost. An empirical estimation of the cost efficiency of firms being regulated by the U.S. Acid Rain Program exhibits statistically significant differences between firms located in the regions without distortionary policy and firms in the regions with some distortionary policy. However, it turns out that there were slight level of differences, accounting for only 3% gap in cost efficiency which may not be sufficient to support our proposition. Hence, notably, the research suggests that further research be undertaken for more valid argument whether the existence of distortionary policy could give rise to cost efficiency changes substantially.
Thirdly, the research reveals that the intial allocation of free emission permits has the adverse effect on environmental investment. And particularly, the result of experiments shows that the incentive auction coupled with features of dynamic descending clock auction incurs distributional inefficiency among participating firms in presence of either explicit collusion or tacit collusion. The research suggests a sealed-bid auction for better alternative to the incentive auction. In addition, several lessons obtained from this experimental economic approach provides valuable information on desirable micro-structure for the on-line auction mechanism.
3. Research Results & Policy Suggestions
The basic motivation of TEP system lies on permit market efficiency for the performance of the system critically depends on well-functioning permit market. The research focuses on dynamic efficiency by examining how the incentive to environmental investment is changed when the permit banking is a feasible option for a firm. The result implies that banking system is more superior to non-banking system in terms of environmental investment when uncertainty prevails.
However, the facilitation of investment is not the only issue since the performance of TEP can be evaluated from various perspectives. In that regard, the research suggests that the use of distortionary policy that may induce over-capitalization be restrained to efficiently accomplish the underlying goal of TEP. Furthermore, the result strongly suggests the importance of the adoption of appropriate auction mechanism for intial permit allocation, since distributional efficiency as well as investment incentive could not be otherwise accomplished.
Considering that many of TEP systems, currently being implemented or expected to be introduced, allow banking of permits, it is important to understand various characteristics of banking system along with the market power, and the behavior of exclusionary manipulation. Also, a research on permit registry system is one of significant issues to be clarified in order to achieve permit market efficiency. These issues are rendered to future research.
목차
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 배출권 거래의 동태적 효율성 분석
Ⅲ. 요약 및 결론
참고문헌
부록
요약
ABSTRACT
참고문헌 (0)
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