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type: paper
slug: jaehoon-jeong-2011-household-heating-electricity-gas
title: Household Electricity and Gas Consumption for Heating Homes
authors:
  - '[[jaehoon-jeong]]'
  - '[[chang-seob-kim]]'
  - '[[jongsulee]]'
year: 2011
venue: '[[energy-policy]]'
volume: '39'
issue: '5'
pages: 2679-2687
doi: 10.1016/j.enpol.2011.02.037
categories:
  - '[[energy-economics]]'
methods:
  - '[[mdcev-model]]'
  - '[[conditional-demand-analysis]]'
  - '[[discrete-continuous-choice]]'
themes:
  - '[[household-energy-consumption]]'
  - '[[heating-energy]]'
  - '[[fuel-substitution]]'
  - '[[electricity-gas-substitution]]'
  - '[[korean-household-energy]]'
aliases: []
last_updated: '2026-05-17T21:30:00+09:00'
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# Household Electricity and Gas Consumption for Heating Homes

*[[jaehoon-jeong]], [[chang-seob-kim]], [[jongsulee]] (2011)* · [[energy-policy]] 39(5):2679-2687 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.enpol.2011.02.037)

> 한국 가구의 *난방 에너지 source 선택 + 사용량* 의 결합 결정을 [[mdcev-model]] (Bhat 2008) + [[conditional-demand-analysis]] (Larsen & Nesbakken 2004) 의 *2-step framework* 으로 분석. TEMEP THIES (Seoul 1,000 가구 × 3 년, 2006-2008, 12,690 obs). 3 alternative: 전기히터, 전기장판, 가스보일러. **가스 baseline preference constant +5.60, electric heater 0, 전기장판 -1.32 — 가스 압도적 선호**. Satiation γ: 가스 25,254 > 전기장판 13,568 > 전기히터 12,082. 가격탄력성: 전기히터 0.16, 전기장판 0.78 — *모두 inelastic*. 소득·HDD·주거면적·가스 소비량 4 sub-sample 비교에서 정책 함의 분기.

- **RQ**: 한국 가구의 *난방 source 선택 (전기 vs 가스)* + *사용량 결정* 의 동시 결정 구조는? 가격·소득·기후·주거특성 별로 어떻게 다른가? 전기와 가스의 substitution 패턴은?
- **방법론**: [[conditional-demand-analysis]] (Step 1, Larsen-Nesbakken 2004 — 전체 전기 소비량을 end-use 별 분해), [[mdcev-model]] (Step 2, Bhat 2008 — multiple discrete-continuous extreme value, $\gamma$-profile + $\alpha=0$ 고정), 4 sub-sample 분할 분석 (income, HDD, dwelling size, gas usage)
- **데이터**: TEMEP THIES (Household ICT/Energy Survey) Seoul 1,000 가구 × 2006-2008, purposive quota sampling. 12,690 valid obs (1 이상 난방 기기 보유 가구). 평균 전력 1,010K won/toe, 가스 622K won/toe (1.6× 전기 expensive per toe), 가족 3.58 명, 월소득 3.91M won, 주거 84.3 m², HDD 300.8
- **주요 발견**: (1) **Baseline preference constant (BPC)**: 가스 +5.60*** > 전기히터 0 (ref) > 전기장판 -1.32*** — 가스 압도적 선호. (2) **Satiation γ**: 가스 25,254*** > 전기장판 13,568*** > 전기히터 12,082*** — *가스는 적게 satiation, 더 많이 사용*. (3) **Price elasticity**: 전기히터 0.16, 전기장판 0.78 — 모두 inelastic (|ε|<1). (4) **Sub-sample 분기**: 저소득 가구의 BPC for 전기장판 -7.62 (매우 강한 비선호), 고소득 -2.52 (보다 약함). High HDD (겨울) 에서 가스 satiation 50,757 (극단적으로 강한 선호), Low HDD (봄·가을) 14,028 (저하). 대형 주택 (≥82.6 m²) 의 전기장판 satiation 16,477 (높음). (5) **전기와 가스의 substitution**: CDA 에서 가스 가격 상승 시 전기 소비 증가 — substitution 확인.
- **시사점**: (a) 난방 수요는 *가격 inelastic* — 가격 정책 비효율. (b) **가스 supply 망 확장 + 가스 난방 기기 개발**: 가스의 highest utility + 저렴 가격으로 social welfare 증가. (c) **저소득 가구의 가스 강한 의존** — 가스 가격 안정 정책 우선. (d) 태양열·풍력 같은 *renewable 난방 source* 의 *가스 보완재* (whole-dwelling coverage) 로 개발 권고. (e) Customized 정책 — 소득·주거규모·기후 sub-sample 별 차별화.

## 요약

이 paper 는 [[jongsulee]] 의 *2 기 (도메인 심화 — 에너지 정책 + 소비자 선호)* 의 *에너지 라인 본격 진입* — [[jongsulee]] author page anchor 의 *가구 에너지 소비 라인* 의 출발점. 기존 가구 난방 연구 (Nesbakken 1999, 2001; Vaage 2000) 는 *heating equipment 구매 결정 + heating energy 소비량* 을 *separately* 추정 — 두 결정의 *동시성* 무시. 본 paper 의 conceptual move 는 — *durable equipment 구매* 와 *연속 사용량* 의 결합을 [[mdcev-model]] (Bhat 2008) 로 단일 framework 추정. 또한 한국 데이터의 *전체 전력 사용량만 측정* 한계를 [[conditional-demand-analysis]] (Parti & Parti 1980, Larsen & Nesbakken 2004) 로 end-use 분해 해결.

방법론 2-step: (Step 1) CDA 로 *전체 전력 사용량* 을 가전 별 end-use 로 분해. 가전 보유 dummy ($D_{ij}$) + 가구 특성 ($C_{im}$) 의 cross product 로 *appliance-specific 소비 추정*. 본 paper 는 *가전 개수* ($N_{ij}$, dummy 보다 정보 많음) + log transformation 적용. (Step 2) MDCEV 로 *가스/전기히터/전기장판 의 3 alternative* 의 동시 선택 + 사용량. 가격 단위 통일 (TOE, ton of oil equivalent — 전기 1 kWh = 0.00022 toe, 가스 1 m³ = 0.00096 toe). MDCEV utility:

$$
U(x) = \sum_{k=1}^{K} \frac{\gamma_k}{\alpha_k} \psi_k \left\{ \left( \frac{x_k}{\gamma_k} + 1 \right)^{\alpha_k} - 1 \right\}
$$

$\gamma_k$-profile (즉 $\alpha_k = 0$ 고정) 가 본 paper data 에 우월 — 가스 소비 의 satiation 실증. Maximum likelihood 로 추정.

핵심 발견 layer: (1) **Aggregate 선호**: BPC 가 가스 5.60 / 전기히터 0 (ref) / 전기장판 -1.32 — *가스 압도적 선호*. 소득·주거 변수가 영향 — but 평균 한국 가구 ($17M/월 미만, 면적 397 m² 미만) 에서는 *preference order 불변*. (2) **Satiation**: γ 가 가스 25,254 (가장 약함) > 전기장판 13,568 > 전기히터 12,082 — 가스는 *오래 / 많이 사용*, 전기는 *limited 사용 후 효용 감소*. (3) **Price elasticity**: 전기히터 0.16, 전기장판 0.78 모두 |ε|<1 — *가격 정책으로 난방 수요 통제 불가*. (4) **Sub-sample**: 저소득 (≤3.58M won, n=6552) 은 전기장판 BPC -7.62 (구매력 부족), 고소득 (n=6138) -2.52. High HDD (>330) 가구의 가스 γ=50,757 (극단), Low HDD (<330) 14,028 — 추위가 가스 의존 강화. 대형 주택의 전기장판 satiation 16,477 — *대형 주거의 partial heating* 패턴 (특정 방만 데우기). (5) **CDA evidence**: 가스 가격 상승 시 전기 소비 증가 — *substitution 확인*. 전기히터 가격 -10.85 / 전기장판 가격 -0.26 — 가격 효과 negative. 시사점: 가스 supply 망 확장 + renewable 난방 (태양열 = 가스의 *whole-dwelling 보완재*) 개발. 저소득 가구의 가스 의존성 → 가스 가격 안정 정책 우선.

## 핵심 결과

**MDCEV 추정 결과 (Table 7, 전체 12,690 obs)**:

| Parameter | All | High income | Low income | High HDD | Low HDD | Large dwelling | Small dwelling |
|---|---:|---:|---:|---:|---:|---:|---:|
| BPC 전기장판 | -1.32*** | -2.52*** | **-7.62*** | -0.20 | -1.08* | -1.69*** | +0.76 |
| BPC 가스 | **+5.60*** | +4.05*** | +5.99*** | +4.85*** | +6.20*** | +4.48*** | +7.93*** |
| γ 전기히터 | 12,082*** | 18,417*** | 7,520*** | 12,002*** | 13,574*** | 14,501*** | 8,144*** |
| γ 전기장판 | 13,568*** | 12,992*** | 15,305*** | 14,318*** | 13,123*** | 16,478*** | 7,855*** |
| γ 가스 | **25,254*** | 23,573*** | 29,453*** | **50,758*** | 14,029*** | 16,093*** | **113,397*** |
| Scale | 1.36*** | 1.38*** | 1.22*** | 1.27*** | 1.38*** | 1.31*** | 1.41*** |

**Price elasticity (전기 난방, CDA 기반)**: 전기히터 +0.16, 전기장판 +0.78 — 모두 inelastic.

**가스 vs 전기 only (2-alternative MDCEV)**: BPC 가스 +5.31 (highest), γ 가스 24,596 (largest), Scale 1.37.

\*\*\* p<0.01, \*\* p<0.05, \* p<0.10. 환율: 1,165 won = \$1 (조사 시점 기준).

## 방법론 노트

[[mdcev-model]] (Bhat 2008) 은 *복수 재화의 동시 선택 + 연속 사용량 결정* 을 통합 — discrete choice 의 *equipment 보유* + continuous choice 의 *energy 사용량* 의 결합. Utility function:

$$
U(x) = \sum_{k=1}^{K} \frac{\gamma_k}{\alpha_k} \psi_k \left\{ \left( \frac{x_k}{\gamma_k} + 1 \right)^{\alpha_k} - 1 \right\}
$$

여기서 $\psi_k = \exp(\beta' z_k + \varepsilon_k)$ = baseline marginal utility, $\gamma_k$ = satiation parameter (translation), $\alpha_k$ = satiation exponent. $\gamma_k$ 와 $\alpha_k$ 가 *separately identified* 안 되므로 *profile fixing* — $\gamma_k$-profile ($\alpha_k = 0$ 고정) 또는 $\alpha_k$-profile ($\gamma_k = 1$ 고정). 본 paper 는 log-likelihood 비교로 $\gamma_k$-profile 선택. Corner solution (zero consumption) 허용 — 일부 가구가 전기장판 미보유 등.

[[conditional-demand-analysis]] (Larsen-Nesbakken 2004 econometric, Parti-Parti 1980):

$$
x_i = \sum_{j=1}^{J} \gamma_j N_{ij} + \sum_{j=1}^{J} \sum_{m=1}^{M} \rho_{jm} (C_{im} - \bar{C}_{jm}) N_{ij} + \beta + \mu_i
$$

여기서 $x_i$ = 가구 $i$ 의 전체 전력 사용량, $N_{ij}$ = 가전 $j$ 개수, $C_{im}$ = 가구 특성, $\bar{C}_{jm}$ = 가전 $j$ 보유 가구의 평균. 식별: *가전 보유 + 가구 특성* 의 cross product 로 end-use 분해 (직접 측정 없이). OLS 추정. Average price 사용 (marginal price 의 endogeneity 회피 — Hewitt & Hanemann 1995).

선택의 핵심: 가스 가격이 전기히터 소비에 positive effect (substitution evidence). 전기 가격 negative effect.

## 연구 계보

본 paper 는 (i) Parti & Parti (1980) *Bell Journal of Economics* 의 CDA, (ii) Dubin & McFadden (1984) *Econometrica* 의 durable equipment + electricity demand 결합 모형, (iii) Vaage (2000) *Energy Economics* + Nesbakken (1999, 2001) 의 노르웨이 난방 분석, (iv) Bhat (2005, 2008) *Transportation Research B* 의 MDCEV 정통, (v) Larsen & Nesbakken (2004) *Energy Economics* 의 CDA econometric 확장, (vi) Kim, Allenby, Rossi (2002) *Marketing Science* 의 variety demand model — 6 갈래의 합류. [[jongsulee]] author page anchor *2 기 (도메인 심화 — 에너지 라인의 출발점)*. 이후 [[jongsulee]] 의 에너지 라인 — [[jungwoo-shin-2012-ev-existing-car-usage-mdcev]] (EV + 기존 차량 MDCEV 확장), [[inyoung-kim-2020-well-to-wheel-ev-hydrogen]] (well-to-wheel × power mix), [[jaeho-choi-2023-zeb-latent-class]] (ZEB latent class), [[jaeho-choi-2024-renewable-conflict-cvm]] (재생 갈등 CVM) 등으로 확장.

## See also

- [[jongsulee]]
- [[jaehoon-jeong]]
- [[chang-seob-kim]]
- [[mdcev-model]]
- [[conditional-demand-analysis]]
- [[discrete-continuous-choice]]
- [[household-energy-consumption]]
- [[heating-energy]]
- [[fuel-substitution]]
- [[energy-policy]]
- [[jungwoo-shin-2012-ev-existing-car-usage-mdcev]]
- [[inyoung-kim-2020-well-to-wheel-ev-hydrogen]]
- [[jaeho-choi-2023-zeb-latent-class]]