--- type: paper slug: jeongdonglee-2004-ng-market-welfare title: >- Ex-ante analysis of welfare change for a liberalization of the natural gas market authors: - '[[jeongdonglee]]' - '[[jongsulee]]' - '[[tai-yoo-kim]]' year: 2004 venue: '[[energy-economics]]' volume: '26' pages: 447-461 doi: 10.1016/j.eneco.2004.04.008 categories: - '[[energy-economics]]' - '[[industrial-organization]]' methods: - '[[cournot-competition]]' - '[[bertrand-nash-equilibrium]]' - '[[conjectural-variation]]' - '[[marginal-cost-pricing]]' - '[[engineering-economics-cost-function]]' - '[[industry-wide-equilibrium-model]]' - '[[ex-ante-market-simulation]]' themes: - '[[natural-gas-industry]]' - '[[market-liberalization]]' - '[[welfare-analysis]]' - '[[kogas-divestiture]]' - '[[lng-storage]]' - '[[korean-natural-gas-industry]]' aliases: [] last_updated: '2026-05-17T21:30:00+09:00' --- # Ex-ante analysis of welfare change for a liberalization of the natural gas market *[[jeongdonglee]], [[jongsulee]], [[tai-yoo-kim]] (2004)* · [[energy-economics]] 26:447–461 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.eneco.2004.04.008) > 2002 년 예정된 KOGAS 분할·민영화를 앞두고, 한국 천연가스 도매시장에서 세 가지 행위 가정 (현행 규제·MC pricing·Cournot 경쟁) × 두 가지 산업구조 (Model I: 사업자별 터미널 보유, Model II: 터미널 공동 이용) 가 만들 수 있는 후생 변화를 ex-ante 시뮬레이션한다. 자체 개발 [[industry-wide-equilibrium-model]] SNUGPS 와 LNG 저장 수요를 내재화한 비용함수를 결합해, 가정·산업·발전 세 segment 의 균형 가격·수량·잉여를 동시에 푼다. 무제약 [[cournot-competition]] 도입 시 총후생이 [[marginal-cost-pricing]] 대비 5.5–11.0% 감소하고 가정·상업 소비자잉여 비중이 39.1% → 23.7% 로 떨어지는 *역진적 재분배* 가 발생함을 보여, 시장 규모·수요탄력성·기업 수 등 *선결조건* 없이 분할만 추진하는 정책의 위험을 정량화한다. - **RQ**: KOGAS 의 horizontal/vertical divestiture 가 가정·산업·발전 세 segment 의 가격·공급량·후생에 미치는 영향은 무엇이며, 산업구조 (Model I vs II) 와 행위가정 (MC pricing vs [[cournot-competition]]) 에 따라 결과가 어떻게 달라지는가? - **방법론**: [[cournot-competition]], [[bertrand-nash-equilibrium]], [[conjectural-variation]], [[marginal-cost-pricing]], [[engineering-economics-cost-function]], [[industry-wide-equilibrium-model]] (SNUGPS), [[ex-ante-market-simulation]] - **데이터**: 한국 천연가스 도매시장 (가정·상업 / 산업 / 발전 3 segment), Type A·B·C LNG 터미널 engineering cost data 1491·2311·7065 obs, 기준연도 2002, RGISS 50.0/52.5/58.3% 시나리오 - **주요 발견**: Model I 에서 [[cournot-competition]] 은 [[marginal-cost-pricing]] 대비 총공급량 −31.0%, 평균가격 +43.4%, 기업이윤 +2.5 배; 가정·상업 소비자잉여 비중은 39.1% → 23.7%. Model II (터미널 공유) 가 Model I 보다 후생 손실이 작고, 9 개 대칭기업이면 Cournot 도 MC pricing 의 1% 이내로 수렴 - **시사점**: 분할 자체가 후생을 보장하지 않음. 분할 *이전에* (i) 수요탄력성을 높이는 정책 (이중연료 세제·요금구조), (ii) 충분한 기업 수를 확보할 시장 성장, (iii) 터미널 공유형 Model II 구조 채택이 필요하다는 단계적 자유화론 ![Fig. 4. RGISS=50% 시 Model I 후생 분포. CURRENT → MC pricing → Cournot 으로 갈수록 가정·상업 소비자잉여 비중이 무너지고 기업이윤이 50% 까지 팽창 — 무제약 [[cournot-competition]] 도입의 역진적 재분배 효과를 한 장으로 가시화.](/papers/200405_LeeJ_Ex_ante_analysis_of_welfare_change_for_a_liberalization_of_the_natural_gas_market/fig4.png) ## 요약 1980 년대 후반 이후 영·미·뉴질랜드·호주의 에너지 산업 자유화 흐름은 한국에도 유사 압력을 만들어, 1987 년 도입 이래 [[kogas-divestiture|KOGAS]] 가 독점해온 천연가스 도매시장을 2002 년 분할·민영화한다는 정부 계획이 확정됐다. 그러나 자유화 성공이 국가별 *기술·시장 조건* 에 결정적으로 의존한다는 점, 특히 한국처럼 *전량 LNG 수입·take-or-pay 계약·심한 계절 수요 편차* 를 가진 시장에서는 단순 외국 사례 차용이 위험하다는 점이 본 paper 의 출발점이다. 기존 자유화 ex-ante 연구 (Green-Newbery 1992 영국 전력, Andersson-Bergman 1995 스웨덴 전력, Golombek et al. 1995 서유럽 가스, Kunneke-Voogt 1997 네덜란드 전력) 가 단일 demand 시장만 다룬 한계를 넘어, *세 segment 동시* + *수입계약 유연성 (RGISS)* + *터미널 engineering cost* 를 한 모형에 통합한다. 핵심 도구는 세 층위의 결합이다. 첫째, 저자들이 직접 개발한 [[industry-wide-equilibrium-model]] SNUGPS (Seoul National University-Gas Policy Simulator, Kim-Lee-Lee 1999) 가 현행 규제 균형 (CURRENT) 을 산출한다. 둘째, Type A·B·C LNG 터미널의 engineering cost data 로부터 *수요·저장요구* 의 quadratic 함수로 비용함수 $C_{Qi}, C_{Si}$ 를 OLS 추정 — 저장비용을 별도 분리한 것이 핵심 명세 선택이다. 셋째, 세 segment 의 동시 이윤극대화 1 계 조건에 [[conjectural-variation]] $\partial q_{-i}/\partial q_i$ 를 0 (Cournot) 또는 −1 ([[bertrand-nash-equilibrium]] MC pricing) 로 두어 균형을 푼다. 결과 (Table 4–5) 는 분명하다 — Model I 에서 무제약 Cournot 진입 시 총후생은 9,547 → 9,021 billion won 으로 감소하고, 가정·상업 소비자잉여는 3,732 → 2,142 billion won (−42.6%) 으로 무너지며 기업이윤만 1,783 → 4,511 (+153%) 로 폭증한다. RGISS 가 50%→58.3% 로 악화되면 MC-Cournot 후생 격차가 5.5%→11.0% 로 *확대* — 국제 LNG 시장이 불리해질수록 자유화의 부작용이 커진다. 본 paper 는 [[jeongdonglee]] 의 *제 1 기 측정의 도구 (1998-2005)* 에서 [[natural-gas-industry|천연가스]] 시리즈의 ex-ante 정책 시뮬레이션 응용에 해당한다 — [[jeongdonglee-1999-natural-gas-tfpg]] · [[jeongdonglee-1999-natural-gas-profit-productivity]] 가 *과거 productivity* 의 국제 비교였다면, 본 paper 는 *미래 자유화* 의 후생 시나리오를 묻는다. [[jongsulee]] 의 첫 공저 작품으로, 이 연구에서 다듬어진 oligopoly 균형·소비자잉여 측정 기법이 곧 [[jongsulee-2003-color-display-conjoint]] 의 conjoint-DCM 라인으로 분화된다. 한계는 본문에 명시 — 사업자 *대칭성* 가정, RGISS 의 외생 처리, 1991 시점 기준 cost data 가 분할 직후 동학을 fully 포착하기는 어렵다. 그럼에도 "분할 *전에* 어떤 선결조건이 필요한가" 라는 정책 질문에 정량 답을 준 점이 본 paper 가 한국 가스 정책 논쟁에 남긴 핵심 기여다. ## 핵심 결과 **Model I — 사업자별 터미널 보유 (RGISS=50%, 3 firms)** | 시나리오 | 총공급 (천 톤) | 평균가격 (won/lube) | 가정·상업 CS | 산업 CS | 발전 CS | 기업이윤 | 총후생 | |---|---:|---:|---:|---:|---:|---:|---:| | CURRENT (현행 규제) | 15,544 | 381 | 4,316 | 489 | 1,457 | 2,194 | 8,456 | | MC pricing | 18,528 | 209 | 3,732 | 777 | 3,255 | 1,783 | **9,547** | | Cournot | 14,142 | 369 | 2,142 | 460 | 1,908 | **4,511** | 9,021 | (후생은 billion won, 2002 기준) **Model II — 터미널 공유 (RGISS=50%, $\eta_{R\&C}=0.4$)** | 시나리오 | $n$ | 총공급 | 평균가격 | 기업이윤 | 총후생 | |---|---:|---:|---:|---:|---:| | MC pricing | 1 | 16,942 | 268 | 1,991 | 8,657 | | Cournot | 3 | 13,117 | 410 | 4,302 | 8,263 | | Cournot | 6 | 14,783 | 349 | 3,481 | 8,531 | | Cournot | 9 | 15,437 | 324 | 3,081 | 8,595 | 기업 수 $n=9$ 면 Cournot 후생이 MC pricing 의 1% 이내로 수렴. 단 firm size ≈ 1.7 million tons → 국제 LNG 표준 계약 단위 대비 과소. **행위가정 효과 (Model I, RGISS=50%):** Cournot 도입 시 가정·상업 소비자잉여 비중 39.1% → 23.7%, 기업이윤 비중 18.7% → 50.0% — 후생 재분배가 *총량 변화보다* 더 dramatic 한 정책 신호. ## 방법론 노트 LNG 수입 산업의 후생 분석은 *세 가지 특수성* 을 함께 다뤄야 한다 — (i) take-or-pay 계약의 정상 수입 vs 계절적 수요 변동이 만드는 *저장 요구*, (ii) 가정·상업 / 산업 / 발전이라는 *수요 segment 의 가격탄력성 비대칭* (각 −0.4, −0.8, −0.58), (iii) 분할 후 *제한된 기업 수* 가 만드는 oligopoly 게임. 본 paper 는 이 세 층을 비용함수 + 수요함수 + 균형조건으로 통합한다. LNG 터미널의 비용은 *수요량* 과 *저장요구* 두 변수의 비분리형 quadratic: $$ C_{Si}(\text{RGISS}) = \beta_{Ci} + \beta_{Qi} q_i + \beta_{Si} S_i + \beta_{QQi} q_i^2 + \beta_{QSi} q_i S_i + \beta_{SSi} S_i^2 $$ $$ S_i = 0.1622\, q_{Ci} - 0.03927\, q_{Ii} - 0.1569\, q_{Gi} $$ 여기서 $q_i = q_{Ci} + q_{Ii} + q_{Gi}$ 는 사업자 $i$ 의 총공급, $S_i$ 는 저장요구 (가정 수요가 저장요구를 *증가*, 산업·발전은 *감소* — 계절 패턴 차이 때문), $\text{RGISS}$ 는 연 총수입 대비 여름 (4–10월) 수입 비율 (수입계약 유연성의 proxy). 균형은 세 segment 의 [[conjectural-variation]] 1 계 조건을 동시에 푼다: $$ P_C + \frac{\partial P_C}{\partial q_C}\left(1 + \frac{\partial q_{-Ci}}{\partial q_{Ci}}\right) = \frac{\partial C_i}{\partial q_i}\frac{\partial q_i}{\partial q_{Ci}} + \frac{\partial C_i}{\partial S_i}\frac{\partial S_i}{\partial q_{Ci}} $$ (산업·발전에 대해 대칭 조건). $\partial q_{-i}/\partial q_i = 0$ 이면 [[cournot-competition]], $= -1$ 이면 [[bertrand-nash-equilibrium]] MC pricing. 식별 전략의 핵심은 (i) 비용함수는 engineering cost simulator 가 만든 *외생 grid data* 로 OLS — 시장 endogeneity 회피, (ii) [[industry-wide-equilibrium-model]] SNUGPS 가 현행 규제 균형의 baseline 을 제공해 분할 시나리오와 *직접 비교 가능*, (iii) RGISS·기업수·수요탄력성에 대한 sensitivity analysis 로 ex-ante 결과의 *조건부 robustness* 를 명시한다는 점이다. ## 연구 계보 본 paper 는 [[jeongdonglee]] 의 [[natural-gas-industry|천연가스]] 시리즈의 ex-ante 정책 응용편으로, ex-post productivity 측정인 [[jeongdonglee-1999-natural-gas-tfpg]] · [[jeongdonglee-1999-natural-gas-profit-productivity]] 의 자매작이다 — 같은 LNG cost-structure 지식을 *과거 분해* 가 아닌 *미래 시뮬레이션* 으로 전환했다. 방법론 계보로는 Green-Newbery (1992 *JPE* 영국 전력 spot 시장), Klemperer-Meyer (1989 *Econometrica* supply function equilibrium), Andersson-Bergman (1995 스웨덴 전력), Golombek-Gjelsvik-Rosendahl (1995 서유럽 가스 [[cournot-competition]]), Kunneke-Voogt (1997 네덜란드 전력 NEDMOD) 의 자유화 ex-ante 시뮬레이션 전통을 잇는다. Labys-Weyant (1990) 의 industry-wide equilibrium 개념을 SNUGPS (Kim-Lee-Lee 1999) 로 한국 가스 산업에 구현한 것이 자체 도구 기반이다. TEMEP 내 후속 연결로는 본 paper 가 [[jongsulee]] 의 첫 외부 학술지 공저로, 여기서 다듬어진 *소비자잉여 측정 + 시장 시뮬레이션* 기법이 곧 [[jongsulee-2003-color-display-conjoint]] 등 conjoint-DCM 라인으로 분화한다. [[eunnyeongheo]] 의 에너지 정책 분석 라인과 자연스러운 인접 관계. ## See also - [[cournot-competition]] - [[bertrand-nash-equilibrium]] - [[conjectural-variation]] - [[marginal-cost-pricing]] - [[industry-wide-equilibrium-model]] - [[natural-gas-industry]] - [[market-liberalization]] - [[welfare-analysis]] - [[kogas-divestiture]] - [[lng-storage]] - [[jeongdonglee-1999-natural-gas-tfpg]] - [[jeongdonglee-1999-natural-gas-profit-productivity]] - [[jeongdonglee]] - [[jongsulee]] - [[tai-yoo-kim]]