CSW-DEA 모형 기반의 중앙집중식 배출권 할당에 관한 연구 :Centralized CO2 emissions allocation model using DEA

조나래

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 조나래 (이화여자대학교, 이화여자대학교 대학원)

지도교수: 민대기

발행연도: 2018

저작권: 이화여자대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수0

이 논문의 연구 히스토리 (5)

2018

CSW-DEA 모형 기반의 중앙집중식 배출권 할당에 관한 연구

조나래 경영 2018.01 학위논문

2017

DEA를 활용한 중앙집중식 온실가스 감축 할당 모형

조나래 , 민대기 대한산업공학회지 2017.06 학술저널

회귀분석을 이용한 DEA-AR 기반의 중앙집중식 배출권 할당에 관한 연구

조나래 , 민대기 한국경영과학회 학술대회논문집 2017.04 학술대회자료

회귀분석을 이용한 DEA-AR 기반의 중앙집중식 배출권 할당에 관한 연구

조나래 , 민대기 대한산업공학회 춘계공동학술대회 논문집 2017.04 학술대회자료

2016

DEA를 활용한 중앙집중식 배출권 할당 모형

조나래 , 민대기 한국경영학회 융합학술대회 2016.08 학술대회자료

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

전 세계적으로 온실가스 감축을 위하여 온실가스 배출권거래제도를 채택 및 시행하고 있으며 이런 변화에 발맞춰 우리나라 또한 2015년부터 온실가스 배출권 거래제를 시행하고 있다. 일반적으로 온실가스 배출권 초기 배분·할당을 위해 그랜드파더링과 벤치마킹 방식을 사용하는데 두 방법론은 적용이 편리하지만 과거 실적을 기준으로 배출량 할당과 감축 목표를 결정하여 기업의 기술적 특성이나 기업 간 형평성을 반영하지 못한다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 CSW DEA 방식을 활용한 2단계 할당 모형을 통해 배출량 감축에 따른 기업별 효율성 개선을 담보하는 온실가스 감축량 할당을 도출하였다.
본 연구에서는 효율성을 기준으로 기업들에 온실가스 감축량을 할당하기 위하여 DEA 방식을 활용하였는데, 표준 DEA 모형은 의사결정단위에 따라 가중치를 변화시킬 수 있다. 따라서 모든 의사결정단위를 함께 고려하는 중앙집중식 자원 할당 문제를 해결하기 위하여 모든 의사결정단위를 동시에 고려하여 효율성을 평가하고 자원할당을 결정하는 CSW DEA 기반의 2단계 연구모형을 확장하여 중앙집중식 온실가스 감축량 할당 모형을 제안하였다. 첫 번째 단계에서는 동일 산업 내 모든 기업들에게 공통의 가중치를 적용하여 에너지 효율성을 평가한다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 평가한 현재 에너지 효율성을 개선하는 동시에 온실가스 감축량을 의사결정변수로 정의함으로써 온실가스 감축량을 각 업체에 배분한다.
연구모형의 적정성을 검토하기 위하여 우리나라 철강 산업의 36개 기업을 대상으로 온실가스 감축량을 할당하는 실증연구를 진행하였으며 그에 따른 결과는 다음과 같다. 첫째, 효율적인 기업일수록 그랜드파더링 방식보다 제안 모형을 기준으로 온실가스 감축량을 할당했을 때 적은 온실가스 감축량을 할당 받는 반면에 효율성이 낮은 기업들에게 더 많은 온실가스 감축량이 할당되었다. 제안 모형은 효율성을 기준으로 온실가스 감축량을 배분하였기 때문에 보다 형평성 있는 할당이 가능하다는 것을 시사한다. 둘째, 이상치를 제외한 회귀 분석 결과 기업의 효율성에 상응하여 에너지 감축량이 변화됨을 알 수 있다. 온실가스 배출량과 에너지 사용량 간에 높은 상관관계가 존재하며 이를 통해 에너지 감축 역시 추후 연구의 고려사항이 될 수 있음을 보여준다.
또한 경제학의 협조적 게임 이론에서는 하나의 조직이 파산한 이후 남아 있는 자원을 내부자들에게 할당하기 위하여 파산 문제를 제안하였다. 파산 문제에서의 자원 할당을 위해 proportional, CEA 및 CEL 규칙이 고안되었으며 이들의 활용을 위해 공통적으로 고려되어야 하는 특성들을 제시하였다. 본 연구에서는 효율성을 기준으로 온실가스 감축량을 할당하는 경우 CEA 및 CEL 규칙과는 다르게 equal treatment of equals, composition과 consistency의 특성을 만족하지 못함을 증명하였다. 이를 통해 CEA 및 CEL 규칙이 기존의 온실가스 배출 실적을 기준으로 기업의 요구량을 산출하여 온실가스 감축량을 할당하기 때문에 본 연구에서 제안한 모형이 CEA 및 CEL 규칙에 비해 기업 간 형평성을 담보할 수 있음을 보여준다.

Many countries, including the Republic of Korea, utilize the Emissions Trading System (ETS) as a policy to abate carbon emissions. To apply the ETS, an initial allocation of emissions permits must take place. There are currently two common methods used for allocating permits: the Grandfathering (GF) model and the Benchmarking (BM) model. The GF model has been used in Korea and is based on historical emissions. The disadvantage of this method is that the initial emissions cap is set by historical emissions levels. The BM model, on the other hand, is based on the number of final products a company produces; thus, it is a fairer way to allocate permits than the GF rule. Nevertheless, Korea is not prepared to use the BM rule, because of a lack of information. That being said, it is difficult to reflect fairness or technical traits among companies in either model, despite their ease of use.
To compensate for the drawbacks of the GF method, the Data Envelopment Analysis (DEA) model can be applied. The DEA considers inputs and outputs, including carbon emissions for production. The DEA model is a non-parametric frontier analysis used to measure the efficiency of all Decision Making Units (DMUs). The DEA model calculates the efficiency through historical data, without the process of a parametric estimation. Unlike other models, the standard DEA model measures efficiency, even though DMUs have distinct outputs or are in a different environmental situation. If non-economic factors are not changed into economic factors or factors with different units are not integrated into a particular unit, the standard DEA model can still estimate the efficiency.
The standard DEA model has the disadvantage of providing excessive coefficient flexibility to maximize the efficiency. To make up for the weakness of the standard DEA model, this study uses the Common Set of Weights (CSW)-DEA model. The CSW-DEA model is the modified DEA model that provides equal weight to each input and output for every DMU.
This study suggests the two-stage centralized allocation model of an emissions reduction, based on the CSW-DEA model. During the first stage of the model, the current energy efficiency level for every company in the same industry is evaluated. In particular, the proposed model maximizes the efficiency of all corporations, using the multi-objective optimization function. In the next step, the proposed model guarantees the current energy efficiency measured during the beginning stage. At the same time, the proposed model distributes a Carbon Emissions Abatement (CEA) to all of the firms by defining the emissions reduction as a decision-making variable.
An empirical study was conducted for a sample of 36 firms in the Korean steel industry. The number of permits in the steel industry have been allotting using the GF method. Thus, this study illustrates the results of the proposed model, compared to that of the GF method. Following the recommendations in the existing studies, this study determines the input and output variables needed to measure the energy efficiency. More specifically, the inputs include: labor force, capital stock and energy consumption. The outputs include desirable inputs (i.e., sales) and undesirable outputs (i.e., GHG emissions).
This study compared the results between the proposed model and the GF rule. The results reveal different CEA standard deviations for each company. This suggests that the proposed model would be a fairer method to use to distribute CEA, than the GF rule. In addition, the proposed model allocated less CEA to efficient firms than the GF rule. On the other hand, the proposed model allotted more CEA to inefficient companies than the GF, since the remaining CEA would move from an efficient to an inefficient enterprise.
Data was analyzed for 33 out of the 36 firms, disregarding data for three companies that were evaluated as outliers. The analysis involved determining the change in the GHG emissions influence on inputs and outputs. The inputs and the desirable output were considered the independent variables. The undesirable output, GHG emissions, was the dependent variable. The results of a correlation analysis reveal that energy consumption and GHG emissions have a high correlation. Thus, this study formulated a stable regression model, regarding energy consumption as an independent variable. Through the estimation of the change in energy consumption, based on the regression model, the results revealed that efficient corporates experienced a value of 0 or a decrease in the reduction of energy consumption. This is because the proposed model distributed more of a decrease in the CEA than the GF. On the contrary, inefficient firms acquired more of a reduction in energy consumption, since the proposed model allocated less of a reduction of CEA than the GF method.
Furthermore, cooperative game theory in Economics suggested the bankruptcy problems to divide remaining resource to agents after a group of agents go bankrupt. Proportional and CEA, CEL rules were designed to allot resource in the bankruptcy issues and several properties considered commonly were presented to make use of those rules. This study proved that the proposed model cannot gratify equal treatment and equals and composition, consistency properties unlike CEA or CEL rules. Accordingly, it is shown that, compared to CEA and CEL rules, the proposed model in this study can guarantee the fairness between companies since the rules allocate emissions abatement after calculating demands of all agents on the basis of historic emissions.
Concern is being voiced about the significant decline in firm efficiency (or yield), since the GF model might allocate an excessive reduction to enterprises. This study involved constructing the proposed model and guaranteeing current efficiency for every firm to consider the backlash against the GF rule. Furthermore, few studies have conducted empirical research on CEA allocation models for Korean companies. Therefore, this study makes a significant contribution to the field by improving CEA allocation models through the CSW-DEA and providing a new perspective for researchers to explore and consider in their experiments.

Ⅰ. 서론 1
A. 연구의 배경 1
B. 연구의 목적 2
C. 연구의 구성 3
Ⅱ. 선행연구 고찰 4
A. 온실가스 배출권 거래제 4
1. 온실가스 배출권 거래제 할당 현황 4
2. 온실가스 배출권 거래제 할당 방식 6
B. 온실가스, 에너지 정책 관련 선행 연구 9
C. 온실가스 배출권 할당 관련 선행 연구 10
1. DEA 활용 자원 할당 10
2. DEA 활용 온실가스 감축량 할당 12
D. 효율성의 개념 14
1. 효율성의 정의 14
2. 에너지, 환경 효율성의 정의 14
3. 기존 측정 방법의 한계 15
Ⅲ. 연구 모형의 정립 16
A. DEA(Data Envelopment Analysis) 모형 16
1. DEA 모형의 개념 및 원리 16
2. 기존 DEA 모형 18
3. CSW(Common set of weights) DEA 모형 22
B. 제안 모형 25
1. 연구 분석 틀 25
2. 제안 모형 분석 26
Ⅳ. 실증분석 결과 및 해석 32
A. 표본의 선정 32
B. 투입 및 산출요소 선정 34
C. 데이터 36
D. 감축량 할당 결과 37
E. 온실가스 감축과 에너지 사용량 감소 42
Ⅴ. 제안 모형의 특성 분석 46
A. 게임 이론에서의 자원 할당 규칙 46
B. 자원 할당 규칙의 특성 만족 여부 50
1. Equal treatment of equals 51
2. Composition 52
3. Path independence 55
4. Consistency 56
Ⅶ. 결론 59
A. 연구의 결과 및 의의 59
B. 연구의 한계점 및 향후 연구 방향 60
참고문헌 61
ABSTRACT 68

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (5)

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)