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type: paper
slug: jinsoo-kim-2016-energy-sda-korea
title: 'Sources of structural change in energy use: A decomposition analysis for Korea'
authors:
  - '[[jinsoo-kim]]'
  - '[[eunnyeongheo]]'
year: 2016
venue: '[[energy-sources-part-b-economics-planning-and-policy]]'
volume: '11'
issue: '4'
pages: 309-313
doi: 10.1080/15567249.2011.626014
categories:
  - '[[energy-economics]]'
methods:
  - '[[structural-decomposition-analysis]]'
  - '[[input-output-analysis]]'
themes:
  - '[[energy-intensity-change]]'
  - '[[industrial-structure-change]]'
aliases: []
last_updated: '2026-05-17T20:00:00+09:00'
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# Sources of structural change in energy use: A decomposition analysis for Korea

*[[jinsoo-kim]], [[eunnyeongheo]] (2016)* · [[energy-sources-part-b-economics-planning-and-policy]] 11(4):309-313 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1080/15567249.2011.626014)

> 한국 산업의 중간재 에너지 사용 변화를 *4 요인* [[structural-decomposition-analysis]] (intensity DI + Leontief DL + structure DS + final demand DF) 로 분해. 기존 3 요인 모형이 Leontief 효과 안에 묶어버린 *direct input structure 변화* 를 분리. 한국 1985-2005 IO 표 (5 시점, 155 부문) 적용. 1990-95: structure 효과 +8,289 kTOE (중간재 input 구조 변화로 에너지 소비 증가). 1995-2000: Leontief 효과가 total output 분해 (-5,161) 와 중간재 분해 (+3,118) 에서 *반대 부호* — 중간재 분해의 필요성 입증.

- **RQ**: 한국 산업의 중간재 에너지 사용 변화에서 industrial structure 변화의 *직접 효과* (DS) 를 어떻게 Leontief 효과와 분리·측정할 수 있는가? 분해 대상이 total output 인지 intermediate 인지에 따라 결과가 달라지는가?
- **방법론**: [[structural-decomposition-analysis]] (4 요인 모형, Montgomery decomposition: completeness + time reversal + zero-value robustness 3 조건 충족), [[input-output-analysis]] (Bank of Korea IO 표, 155 부문)
- **데이터**: 한국 IO 표 1985, 1990, 1995, 2000, 2005 (5 시점, 155 부문, 불변가격), 에너지 데이터 KEEI Yearbook (석탄·석유·가스·전력 등 에너지원별), Park-Heo (2007) 방식으로 energy IO 표 구축
- **주요 발견**: 1985-90: DS -3,121 kTOE / DI +3,449 / DL +1,994 / DF +28,023 (intermediate). **1990-95: DS +8,289 kTOE (구조 변화로 에너지 증가)**, DL -222 (작음). **1995-2000: Leontief 효과 3 요인 -5,161 vs 4 요인 +3,118 (반대 부호)** — 중간재 분해가 필수. 2000-05: DS -6,164 (구조 변화로 에너지 감소).
- **시사점**: 산업 에너지 정책 평가 시 (i) 중간재 단계와 total output 을 *별도로* 분해, (ii) 1990-95 같은 시점엔 산업 구조 변화 자체가 에너지 소비 증가 원인 — *기술 효과 (intensity) 와 구조 효과 (DS) 의 명확한 분리* 가 정책 진단의 전제. 선행 연구 (Park 2001 -9.6%, Lim 2005 +1.8%, Lee et al. 2007 -45.5%) 의 structure 효과 추정이 -45% ~ +2% 로 오락가락한 이유가 *간접 효과 미식별*.

## 요약

한국은 1985-2005 사이 에너지 소비가 4.06 배 (56,296 → 228,622 kTOE), GDP 가 3.85 배 (224,932 → 865,241 십억 원) 증가. 철강·시멘트·석유화학 같은 에너지 집약 산업 비중이 큰 만큼 산업 구조 변화가 에너지 소비에 미치는 영향이 결정적. 그러나 기존 [[structural-decomposition-analysis]] 가 intensity (DI) / Leontief (DL) / final demand (DF) 3 요인 분해에 그쳐, 산업 input 구조 변화의 *직접* 효과 (DS) 가 Leontief 효과 안에 묻혀 식별 불가. 선행 한국 연구 (Park 2001, Oh et al. 2003, Lim 2005, Lee et al. 2007) 의 structure 효과 추정이 -45.5% ~ +1.8% 로 일관성 없는 이유가 이 모호성.

방법론적 기여는 분해 대상을 total energy $E^t = B \cdot G \cdot Y$ 대신 중간재 에너지 $IE^t = B \cdot A \cdot G \cdot Y$ 로 바꾸는 것. 그러면 IO direct coefficient 행렬 $A$ 의 변화가 자연스럽게 *별도 항 (DS)* 으로 떨어진다. Rose-Casler (1996), Dietzenbacher-Los (1998) 의 polar decomposition 위에 Hoekstra-van den Bergh (2003) 의 3 조건 (completeness + time reversal + zero-value robustness) 을 만족하는 Montgomery decomposition (de Boer 2008) 으로 weighting — *ad hoc* polar decomposition 의 부정확성 회피.

핵심 실증 결과 세 가지. 첫째, 1990-95 의 *DS +8,289 kTOE* — 산업 input 구조 변화가 에너지 소비 8.3 백만 TOE 증가에 기여, 같은 시기 Leontief 효과는 -222 로 작음 (기술적 IO 구조 변화 자체는 미미). 둘째, 1995-2000 에서 Leontief 효과 추정이 *모형에 따라 반대 부호* — 3 요인 -5,161, 4 요인 +3,118. 원인은 1995-2000 사이 석유 중간재가 -8,607 kTOE 급감 (total output 에선 -105) + 석탄 total output 이 -3,876. 셋째, 1995-2005 에서 DS 가 음 (-) 으로 전환 — 산업 input 구조가 에너지 절감 방향. 정책 함의: 산업 에너지 정책 평가는 total output 만 보면 *구조 변화 효과를 마스킹* 함, 중간재 단계 별도 분석 필수. [[eunnyeongheo]] 의 1 기 (1998-2008) 한국 에너지 분해 라인의 방법론 정련 + 2 기 (2009-2017) [[jinsoo-kim]] 그룹과의 productivity·에너지 라인 결합. Park-Heo (2007) 의 가정 부문 IO 분석을 산업 부문 SDA 로 확장.

## 핵심 결과

| 기간 | 분해 대상 | DI | DL | DS | DF |
|---|---|---|---|---|---|
| 1985-1990 | Intermediate | 3,449 | 1,994 | -3,121 | 28,023 |
| | Total output | 3,534 | -3,378 | — | 30,149 |
| 1990-1995 | Intermediate | -11,217 | -222 | **+8,289** | 44,280 |
| | Total output | -10,832 | -355 | — | 53,071 |
| 1995-2000 | Intermediate | -8,984 | **+3,118** | -5,533 | 33,146 |
| | Total output | -10,557 | **-5,161** | — | 48,925 |
| 2000-2005 | Intermediate | 7,160 | -5,267 | -6,164 | 41,141 |
| | Total output | 5,807 | -5,307 | — | 28,733 |

단위 kTOE. 1995-2000 의 Leontief 효과 부호 반전 (-5,161 vs +3,118) 이 중간재 분해 필수성의 결정적 증거.

## 방법론 노트

총 에너지 변화의 polar 분해 (3 요인):

$$
\Delta E = \underbrace{(B^t - B^{t-1}) G^t Y^t}_{DI} + \underbrace{B^{t-1} (G^t - G^{t-1}) Y^t}_{DL} + \underbrace{B^{t-1} G^{t-1} (Y^t - Y^{t-1})}_{DF}
$$

중간재 에너지 $IE = B \cdot A \cdot G \cdot Y$ 로 바꾸면 $A$ 의 변화가 별도 항 (DS) 으로 분리:

$$
\Delta IE = \underbrace{\Delta B \cdot A^{t-1} \cdot G^{t-1} \cdot Y^{t-1}}_{DI} + \underbrace{B^t \cdot \Delta A \cdot G^{t-1} \cdot Y^{t-1}}_{DS} + \underbrace{B^t \cdot A^t \cdot \Delta G \cdot Y^{t-1}}_{DL} + \underbrace{B^t \cdot A^t \cdot G^t \cdot \Delta Y}_{DF}
$$

여기서 $B$=physical energy coefficient (에너지/output), $A$=IO direct coefficient, $G = (I-A)^{-1}$=Leontief inverse, $Y$=final demand. Montgomery weighting: $DI = \sum L(e^t, e^0) \ln(b^t/b^0)$ where $L(\cdot)$=logarithmic mean. Identification: $\Delta B$ 만 변하는 가상 시점과의 차이가 DI, $\Delta A$ 만 변하는 가상 시점과의 차이가 DS — Montgomery 의 path-independence 가 결과의 unique decomposition 보장.

## 연구 계보

직접 선행: Park-Heo (2007) [[hi-chun-park-2007-direct-indirect-household-energy]] — 가정 부문 IO 분석 frame 의 산업 부문 SDA 확장. 한국 SDA 라인: Park (2001), Oh et al. (2003), Lim (2005), Lee et al. (2007) 의 structure 효과 추정이 -45.5% ~ +1.8% 로 흩어진 이유를 *간접 효과 미식별* 로 진단. 국제 방법론 선행: Chen-Rose (1990) Taiwan SDA, Rose-Casler (1996) polar decomposition critical appraisal, Hoekstra-van den Bergh (2002, 2003) physical flows + index 비교, Ang (2004) decomposition method 선택, Dietzenbacher-Los (1998) sense and sensitivity, de Boer (2008) Montgomery method. [[eunnyeongheo]] 의 1 기 (1998-2008) "분석 도구의 확립" 시기의 에너지 분해 라인 — [[heekyung-kim-2005-energy-intensity-decomposition]] 와 자매 작업. 중간재 에너지 분해 자체는 본 연구의 새 기여.

## See also

- [[eunnyeongheo]]
- [[jinsoo-kim]]
- [[energy-sources-part-b-economics-planning-and-policy]]
- [[structural-decomposition-analysis]]
- [[input-output-analysis]]
- [[energy-intensity-change]]
- [[industrial-structure-change]]
- [[hi-chun-park-2007-direct-indirect-household-energy]]
- [[heekyung-kim-2005-energy-intensity-decomposition]]