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type: paper
slug: kyunam-kim-2015-renewable-energy-rd-trade
title: >-
  Role of policy in innovation and international trade of renewable energy
  technology: Empirical study of solar PV and wind power technology
authors:
  - '[[kyunam-kim]]'
  - '[[yeonbaekim]]'
year: 2015
venue: '[[renewable-and-sustainable-energy-reviews]]'
volume: '44'
pages: 717-727
doi: 10.1016/j.rser.2015.01.033
categories:
  - '[[energy-economics]]'
  - '[[innovation-policy]]'
methods:
  - '[[3sls]]'
  - '[[simultaneous-equations]]'
  - '[[panel-data-analysis]]'
  - '[[knowledge-stock-model]]'
themes:
  - '[[renewable-energy-policy]]'
  - '[[solar-pv]]'
  - '[[wind-power]]'
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  - '[[public-rd]]'
  - '[[tariff-incentives]]'
  - '[[virtuous-cycle]]'
aliases: []
last_updated: '2026-05-17T21:30:00+09:00'
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# Role of policy in innovation and international trade of renewable energy technology: Empirical study of solar PV and wind power technology

*[[kyunam-kim]], [[yeonbaekim]] (2015)* · [[renewable-and-sustainable-energy-reviews]] 44:717–727 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.01.033)

> 재생에너지 기술 (solar PV + wind power) 의 *국내 R&D 와 국제 무역 (export + import) 의 simultaneous interrelation* 을 [[3sls]] (3-stage least squares) 로 추정. 16 국 (PV) + 14 국 (wind) × 1991-2008 unbalanced panel. **Wind power 는 *export → R&D 의 virtuous cycle* 확립 (+0.295, p<0.01) — mature technology 의 *learning-by-exporting*. PV 는 *trade → R&D 영향 부재*. 두 기술 모두 *public R&D 와 tariff incentive 가 dominant 정책 lever***.

- **RQ**: 재생에너지 기술 (Solar PV, Wind Power) 의 *국내 R&D 와 국제 무역* 사이의 simultaneous interrelation 은? *정책 수단* (public R&D, tariff incentive, renewables obligation, environmental tax, public investment) 의 *static vs dynamic* 효과는 두 기술에서 어떻게 다른가?
- **방법론**: [[3sls]] simultaneous equations — (i) R&D equation (domestic R&D = f(export, import, knowledge stock, policy)), (ii) Export equation, (iii) Import equation 의 *joint estimation* (endogeneity correction). [[knowledge-stock-model]] (Patent applications 의 perpetual inventory)
- **데이터**: Solar PV 16 국 + Wind Power 14 국 × 1991-2008 unbalanced panel. R&D = patent applications, knowledge stock = cumulative patents (lagged). 정책 변수 5 종 (public R&D, tariff incentives, renewables obligations, environmental taxes, public investment). 통제 = population, GDP, foreign GDP, fossil fuel prices
- **주요 발견**: (i) **Wind power 의 *export → R&D* virtuous cycle**: Export 계수 +0.295 (p<0.01) — *learning-by-exporting* 강. PV 는 export 계수 비유의 (+0.093, p=0.60). (ii) **두 기술 모두 *overseas knowledge stock spillover* 유의** — international knowledge diffusion 의 evidence. (iii) **정책 lever**: Public R&D 가 R&D 증가의 +0.17 (PV), +0.16 (Wind), Tariff incentive 가 R&D 증가의 +0.37 (PV), +0.42 (Wind). (iv) **Environmental tax 의 *unintended negative effect on Wind R&D*** (−0.46, p<0.05) — *tax 가 기존 fossil 기술 R&D 로 자원 분산* 가능성. (v) **Export equation**: Domestic knowledge stock 의 +0.63 (PV), +1.25 (Wind) — *R&D 가 export 증가 lever*. Wind 의 *renewables obligation 음의 효과 (−2.13)* — 국내 demand 흡수 가 export 감소 trade-off. (vi) **Import equation**: 모든 정책 변수가 PV import 에 양의 효과 — *open trade* of renewable tech.
- **시사점**: (a) **Wind power 의 *virtuous cycle 정책 디자인*: public R&D + tariff incentive 가 export 를 자극 → export 가 R&D 를 자극 → 추가 export. (b) **PV 의 *immature technology* 단계**: trade 가 R&D 에 feedback 못 줌 — 정책이 *direct R&D + 시장 형성* 양면 필요. (c) **Environmental tax 의 *분산 risk***: 환경세 수입이 *generic R&D* 로 분산되면 *renewable-specific R&D* 감소 가능 — *earmarked tax* 권고. (d) **Renewables obligation 의 *domestic vs export trade-off***: Wind obligation 이 *국내 demand 흡수* 로 export 감소.

![본 paper 의 conceptual research framework — export · import · domestic knowledge stock · R&D · technology-push (public R&D) · market-pull (tariff, RPS) policy 의 simultaneous 상호 작용 path. *learning-by-exporting* + *spillover* + *R&D-trade endogeneity* 의 통합 모형.](/papers/201504_KimK_Role_of_policy_in_innovation_and_international_trade_of_renewable_energy_technology_Empirical_study_of_solar_PV_and_wind_power_technology/fig1.cropped.png)

## 요약

본 paper 는 [[yeonbaekim]] author page 의 *제2기 (SNU-TEMEP 확장기) 의 재생에너지 정책 라인의 핵심 작업* (author page 분류, 112회 인용). [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]] 의 *industrial CO₂ decomposition* 후속작으로 *국제 산업 CO₂ 패턴* → *renewable technology 정책 simultaneous 분석* 으로 라인 진화. [[kyunam-kim-2017-renewable-policy-dynamic-impact]] (ERE) 의 *dynamic policy impact* 분석의 직접 predecessor. 기존 *renewable energy policy* 문헌 (Johnstone et al. 2010, Popp 2002, 2010, Greaker 2009 등) 은 *R&D → trade* 또는 *trade → R&D* 의 *one-way* 분석에 머물러, *simultaneous endogeneity* 미식별. 본 paper 의 conceptual move 는 — *R&D-export-import* 3-equation simultaneous + 5 policy instrument 의 *static + dynamic* 효과 식별, *mature (wind) vs immature (PV) technology* 의 정책 효과 differential 명시.

방법론은 [[3sls]] — (i) R&D equation: $R\&D_t = f(\text{Export}_t, \text{Import}_t, K_{t-1}^{dom}, K_{t-1}^{for}, \text{policy}_t)$, (ii) Export equation: $\text{Export}_t = g(K_t^{dom}, \text{policy}_t, GDP, GDP^{for})$, (iii) Import equation: $\text{Import}_t = h(K_t^{dom}, \text{policy}_t, \text{fossil price})$. 3SLS 가 *equation-specific endogeneity correction* + *cross-equation error correlation* 활용. [[knowledge-stock-model]] 은 Hall-Jaffe (1989) perpetual inventory: $K_t = (1-\delta) K_{t-1} + \text{patents}_t$, $\delta \approx 0.15$.

발견의 정책 함의는 *기술 성숙도-specific policy design*. (a) **Wind 의 mature technology 단계**: 1990s 후반 이후 global market share 36.5% (vs PV 10.6%) — *export 경험 의 학습 효과 활성*. *Public R&D + tariff incentive* 의 dual policy 가 *virtuous cycle ignition*. (b) **PV 의 immature 단계 (2008 까지)**: 시장이 충분히 형성 안 됨 → *export 경험 의 학습 효과 부재* → *direct R&D 정책 + 시장 형성 (FIT, RPS)* 의 dual 필요. (c) **Renewables obligation 의 *국내-export trade-off***: Wind 의 RPS-like policy 가 *국내 demand 흡수* → *export 감소* (−2.13) — 국제 경쟁력 약화 risk. (d) **Public R&D 의 *Pre-condition* 성격**: 두 기술 모두 *공공 R&D 가 가장 robust 정책 instrument* — *시장 실패 (knowledge spillover, network externality) 의 직접 보정*. 한계: (i) 1991-2008 단면 — *post-Paris (2015) 의 정책 강화 미반영*, (ii) Patent 만 R&D output — *non-patentable innovation 누락*, (iii) 16+14 국가의 *small panel*, (iv) Endogeneity 의 *3SLS 식별 가정* (instrument 의 외생성 검증 부재).

## 핵심 결과

**R&D model (Solar PV vs Wind Power)**

| 변수 | Solar PV | Wind Power |
|---|---:|---:|
| Export | +0.093 (n.s.) | **+0.295*** (p<0.01) |
| Import | +0.074 (n.s.) | −0.168 (n.s.) |
| Domestic knowledge stock(t−1) | +0.098 (n.s.) | −0.058 (n.s.) |
| **Overseas knowledge stock(t−1)** | **+0.293*** | **+0.382*** |
| **Public R&D** | **+0.167*** | **+0.162*** |
| **Tariff incentives** | **+0.365*** | **+0.423*** |
| Renewables obligations | +0.027 (n.s.) | +0.041 (n.s.) |
| Environmental taxes | −0.158 (n.s.) | **−0.462*** |
| R² | 0.575 | 0.413 |

> **정량 결론.** (i) **Export → R&D feedback 의 wind-only 효과**: *learning-by-exporting* 의 maturity-conditional. (ii) Public R&D + tariff incentive 는 *technology-agnostic* — 두 기술 모두 효과적. (iii) Environmental tax 의 *wind R&D 에 negative* 효과는 *unintended distortion* 의 evidence.

## 방법론 노트

[[3sls]] (Three-Stage Least Squares, Zellner-Theil 1962) 의 *simultaneous equation system* 추정. (Stage 1) 각 endogenous variable 에 대해 모든 exogenous variable 기반 reduced-form 추정 (instrument 구성). (Stage 2) 2SLS 적용 — 각 equation 의 endogenous regressor 를 fitted value 로 대체. (Stage 3) Error covariance matrix $\Sigma$ 기반 *GLS-like* re-estimation — *cross-equation efficiency gain*.

핵심 식. 3-equation system:

$$
\begin{cases}
R\&D_t = \alpha_0 + \alpha_X X_t + \alpha_M M_t + \alpha_K K_{t-1}^{dom} + \alpha_{K^*} K_{t-1}^{for} + \alpha_P P_t + \varepsilon_R \\
X_t = \beta_0 + \beta_K K_t^{dom} + \beta_P P_t + \beta_G GDP_t + \beta_{G^*} GDP_t^{for} + \varepsilon_X \\
M_t = \gamma_0 + \gamma_K K_t^{dom} + \gamma_P P_t + \gamma_F \text{fossil price}_t + \varepsilon_M
\end{cases}
$$

여기서 $K_t = (1-\delta) K_{t-1} + \text{patents}_t$ knowledge stock의 perpetual inventory. 식별은 (i) Reduced-form rank condition, (ii) Exclusion restriction: GDP·foreign GDP 가 R&D equation 에 없음 (export equation 의 instrument), fossil fuel price 가 R&D·export 에 없음 (import equation 의 instrument), (iii) Cross-equation residual correlation 의 GLS weighting.

## 연구 계보

본 paper 는 (a) Jaffe-Stavins (1994), Popp (2002, 2010), Johnstone-Hascic-Popp (2010), Greaker (2009) 의 *renewable energy R&D 정책* literature, (b) Romer (1990), Eaton-Kortum (1996, 1999) 의 *R&D + international knowledge spillover* literature, (c) De Loecker (2007), Ito-Lechevalier (2010), Love-Ganotakis (2013), Aw-Roberts-Xu (2011) 의 *learning-by-exporting* literature 의 통합. [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]] 의 *국제 CO₂ trends* 분석 의 *renewable 기술 정책 차원 으로 진화*. [[yeonbaekim]] author page 의 *제2기 재생에너지 정책 라인 의 핵심 작업* (author page 분류). 이후 [[kyunam-kim-2017-renewable-policy-dynamic-impact]] (Environmental and Resource Economics) 의 *dynamic policy 효과 system-dynamics 분석* 으로 라인 확장 — 본 paper 가 *static + dynamic* 효과 식별의 출발점. [[temep]] 의 *재생에너지 정책 + 국제 무역* 연구 의 mid-stage milestone.

## See also

- [[3sls]]
- [[simultaneous-equations]]
- [[knowledge-stock-model]]
- [[renewable-energy-policy]]
- [[solar-pv]]
- [[wind-power]]
- [[learning-by-exporting]]
- [[virtuous-cycle]]
- [[kyunam-kim]]
- [[yeonbaekim]]
- [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]]
- [[kyunam-kim-2017-renewable-policy-dynamic-impact]]
- [[renewable-and-sustainable-energy-reviews]]