--- type: paper slug: jongroul-woo-2017-cafe-fuel-economy title: >- Ex-ante Impact Evaluation of Corporate Average Fuel Economy Standards on Energy Consumption and the Environment in South Korea authors: - '[[jongroul-woo]]' - '[[hyungbin-moon]]' - '[[misuk-lee]]' - '[[manseok-jo]]' - '[[jongsulee]]' year: 2017 venue: '[[transportation-research-part-d]]' volume: '53' pages: 321-333 doi: 10.1016/j.trd.2017.04.004 categories: - '[[energy-economics]]' - '[[consumer-choice-research]]' - '[[environmental-economics]]' methods: - '[[two-stage-model]]' - '[[multinomial-logit]]' - '[[instrumental-variable]]' - '[[scenario-analysis]]' - '[[rebound-effect-modeling]]' themes: - '[[cafe-standards]]' - '[[fuel-economy]]' - '[[co2-emissions]]' - '[[rebound-effect]]' - '[[ex-ante-evaluation]]' aliases: [] last_updated: '2026-05-20T02:07:35+09:00' --- # Ex-ante Impact Evaluation of Corporate Average Fuel Economy Standards on Energy Consumption and the Environment in South Korea *[[jongroul-woo]], [[hyungbin-moon]], [[misuk-lee]], [[manseok-jo]], [[jongsulee]] (2017)* · [[transportation-research-part-d]] 53:321-333 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.trd.2017.04.004) > 한국 [[cafe-standards]] (Corporate Average Fuel Economy, 2006 도입) 의 효과성을 *two-stage 자동차 구매·사용 모형* + *rebound effect* 결합으로 정량 평가. Short-term scenario (소형/경차 상대가격 -20%): 연료 소비 -0.381% / CO2 배출 -0.408% (2012 대비). Long-term scenario (디젤·가솔린 연비 +20%): 각 ≈ -2.83% 감소. Rebound effect 고려 시 단순 fuel efficiency 개선 효과의 약 30% 가 sales/usage 증가로 상쇄. 한국 CAFE 의 효과 부재 논쟁에 대한 정량 답. - **RQ**: 한국 CAFE 의 단기·장기 시나리오별 연료 소비 + CO2 배출 효과는 얼마인가? Rebound effect 를 무시하면 효과 추정이 얼마나 과대평가되는가? - **방법론**: [[two-stage-model]], [[multinomial-logit]], [[instrumental-variable]], [[scenario-analysis]], [[rebound-effect-modeling]] - **데이터**: 한국 자동차 보유 19+ 세 N=2,090 중 분석 표본 692 (Korea Environment Institute 2012-08-30~09-10 온라인 설문, purposive quota sampling); 차종 분류 (Economy <1000cc · Subcompact 1000-1300 · Compact 1300-1600 · Mid-size 1600-2000 · Full-size >2000 · SUV); 6 specification (price · fuel efficiency · displacement · SUV dummy · gasoline dummy · 4 manufacturer dummies) - **주요 발견**: Short-term (소형/경차 상대가격 -20%) — 연료 -0.381% / CO2 -0.408%; Long-term (디젤·가솔린 연비 +20% each) — 연료·CO2 각 ≈ -2.83%; rebound elasticity (driving distance vs fuel efficiency) 추정값 약 0.05~0.50 (선행 합치); rebound 무시 시 long-term 효과를 약 30% 과대평가 - **시사점**: CAFE 의 환경 효과는 *short-term 가격 조정* 으론 미미하고 *long-term 기술 개선* 이 결정적. 정책 평가 시 rebound effect 필수 — 단순 fuel efficiency 개선 → driving distance 증가 → 효과 일부 상쇄 ![Fig. 1. 한국 자동차 부문 CO2 배출량 증가 추이 (1990-2012, 연 평균 +4.68%) 와 CAFE 도입 (2006) 후 증가율 둔화. 그러나 *총 배출* 은 감소하지 않은 controversy 가 본 연구의 motivation.](/papers/201706_WooJR_Ex_ante_impact_evaluation_of_Corporate_Average_Fuel_Economy_standards_on_energy_consumption_and_the_environment_in_South_Korea/fig1.jpeg) ## 요약 한국의 자동차 부문 final energy consumption 은 1990-2012 년 +162%, CO2 배출은 연 +4.68% 로 급증했고, 도로교통이 부문 배출의 94.2% 를 차지한다. 한국 정부는 2006 년 [[cafe-standards]] 를 도입했지만 *총 배출은 감소하지 않고 증가율만 둔화* 라 효과 논쟁이 계속됐다. 기존 ex-ante 연구는 두 한계 — (i) consumer 의 *현실적 구매 행동 (예: 차급 segment 내 선택)* 을 무시하고 모든 차종을 동질로 가정, (ii) [[rebound-effect]] (연비 개선 → 운전 거리 증가 → 절약 일부 상쇄) 미반영. 본 논문은 [[jongsulee]] 연구진의 transportation policy 라인에서 *2-stage 차량 구매-사용 모형* + IV 로 endogeneity 해결 + rebound 명시 반영한 첫 한국 CAFE 정량 ex-ante 분석이다. [[two-stage-model]]: Stage 1 — [[multinomial-logit]] 으로 reconstructed choice set 에서 차량 선택 (consumer 가 *실제 구매 차종 ± 인접 displacement* 만 고려한다고 가정해 choice set 재구성). Utility: $$ U_{nj} = \beta_{price} X_{nj,price} + \beta_{eff} X_{nj,eff} + \beta_{disp} X_{nj,disp} + \beta_{SUV} d_{nj,SUV} + \beta_{gas} d_{nj,gas} + \sum_c \beta_c d_{nj,c} + \varepsilon_{nj} $$ 5 manufacturer dummies (Kia base). Stage 2 — 차량 mileage (연간 주행 거리) 의 linear 함수. Stage 1 의 unobserved factor 가 Stage 2 의 residual 과 상관 → endogeneity. [[instrumental-variable]] (Dubin-McFadden 1984) 로 stage 1 의 추정 choice probability $\hat{P}_j$ 를 stage 2 의 choice dummy $\psi_{nj}$ 의 instrument 로 사용: $$ m_n = \sum_{j \in S_n} \left( \alpha + \sum_k b_k X_{jk} + \sum_l \delta_l Z_{nl} \right) \hat{P}_j + \varepsilon_n $$ Stage 1 결과: 응답자는 (i) 낮은 가격 선호 (계수 음수), (ii) 높은 연비 선호 (양수), (iii) 큰 displacement 선호 (양수), (iv) 가솔린 선호, (v) SUV 비선호. Stage 2 결과: 연비가 높을수록 mileage 증가 (rebound), 가솔린 차량은 mileage 적음, 고소득 가구 mileage 큼. Scenario 분석 — Short-term (자동차 제조사가 가격만 조정): 소형·경차 상대가격 -20% → 연료 소비 -0.381% / CO2 -0.408% (2012 대비). Long-term (제조사가 fuel efficiency 개선 + 가격 조정): 디젤·가솔린 fuel efficiency +20% 시 각 ≈ -2.83% 감소. *Rebound effect 무시 시* long-term 효과를 약 30% 과대평가. 즉, naive 한 fuel efficiency × VMT 계산은 정책 비용 편익을 잘못 추정. 정책 함의 — short-term 가격 조정만으로는 CAFE 가 환경에 미미한 영향, long-term 기술 개선이 결정적이지만 그조차 rebound 로 효과가 일부 상쇄. 정부는 *연비 개선 + 통행 거리 관리 (대중교통·도시계획)* 의 정책 패키지 필요. ## 핵심 결과 **시나리오별 효과 (2012 대비)** | Scenario | 연료 소비 변화 | CO2 배출 변화 | |---|---:|---:| | Short-term (소형·경차 가격 -20%) | **−0.381%** | **−0.408%** | | Long-term (디젤·가솔린 연비 +20%) | **≈ −2.83%** | **≈ −2.83%** | **Stage 1 (MNL) 추정 부호** | Variable | 부호 | |---|---| | Sales price | − | | Fuel efficiency | + | | Engine displacement | + | | SUV dummy | − | | Gasoline dummy | + | | Manufacturer dummies | (제조사별 상이) | **Rebound effect** — 연비 1% 개선 → driving distance +0.05~0.50% 증가 (선행 Greening et al. 2000 · Sorrell et al. 2009 범위 합치). 무시 시 long-term 효과 약 30% 과대평가. ## 방법론 노트 [[two-stage-model]] 은 차량 *구매* (discrete) 와 *사용* (continuous) 의 sequential decision 을 분리 추정. Stage 1 의 [[multinomial-logit]] 은 consumer 효용 최대화 가정 — McFadden (1974) random utility framework. Choice probability: $$ P_{nj} = \frac{e^{V_{nj}}}{\sum_{i \in S_n} e^{V_{ni}}}, \quad V_{nj} = \sum_k \beta_k X_{jk} $$ 핵심 *innovation* 는 *reconstructed choice set* — 응답자가 실제 구매 차종의 *인접 displacement 차종만* 대안으로 고려했다고 가정 (예: economy 구매자 choice set = {economy, subcompact}; compact 구매자 = {compact, mid-size, SUV}). 미국 시장 (수많은 make-model) 과 달리 한국 시장은 소수 brand 가 지배하므로 *현실적 segment-level choice set* 재구성 가능 → bias 감소. Stage 2 의 endogeneity (unobserved factor 가 choice 와 usage 동시 영향) 는 [[instrumental-variable]] Dubin-McFadden (1984) 방식 — Stage 1 의 fitted $\hat{P}_j$ 를 Stage 2 choice dummy 의 instrument 로 사용. Long-term scenario 는 제조사가 fuel efficiency 개선 + price 조정 동시 대응. Rebound 는 Stage 2 의 *연비 → mileage* 양의 elasticity 로 자동 반영. 식별은 (i) 차종간 specification variation, (ii) consumer 인구학적 covariate, (iii) IV 의 exogeneity (choice set 외 차종의 specification 변화는 usage 에 직접 영향 안 함) 에서 온다. ## 연구 계보 본 paper 의 직접 method 조상은 Dubin and McFadden (1984, *Econometrica*) 의 two-stage IV framework + Bento, Goulder, Jacobsen, von Haefen (2009, *AER*) 의 미국 gasoline tax welfare 분석. CAFE ex-ante 라인은 Kleit (1990, 2004), Thorpe (1997), Jacobsen (2013, *AEJ: Economic Policy*), Ferrara (2007). Rebound effect 라인은 Greene (1992, 2012), Greene et al. (1999), Small and Van Dender (2007), Stapleton et al. (2016). 한국 CAFE 선행은 Korea Energy Economics Institute (2008, 2010). [[jongsulee]] author page 의 *제2기 demand-side econometrics* 라인에서, 본 paper 는 sibling [[jongroul-woo-2017-public-attitudes-power-plants]] · [[jongroul-woo-2017-spent-nuclear-fuel-latent-class]] 와 함께 [[jongroul-woo]] 의 2017 년 *에너지·환경 정책 4 부작* 의 자동차 부문 표지작. ## See also - [[two-stage-model]] - [[multinomial-logit]] - [[instrumental-variable]] - [[scenario-analysis]] - [[rebound-effect-modeling]] - [[cafe-standards]] - [[fuel-economy]] - [[co2-emissions]] - [[ex-ante-evaluation]] - [[jongroul-woo]] - [[hyungbin-moon]] - [[misuk-lee]] - [[manseok-jo]] - [[jongsulee]] - [[jongroul-woo-2017-public-attitudes-power-plants]] - [[jongroul-woo-2017-spent-nuclear-fuel-latent-class]]