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type: paper
slug: kyunam-kim-2017-renewable-policy-dynamic-impact
title: >-
  Dynamic policy impacts on a technological-change system of renewable energy:
  An empirical analysis
authors:
  - '[[kyunam-kim]]'
  - '[[eunnyeongheo]]'
  - '[[yeonbaekim]]'
year: 2017
venue: '[[environmental-and-resource-economics]]'
volume: '66'
issue: '2'
pages: 205-236
doi: 10.1007/s10640-015-9946-5
categories:
  - '[[energy-economics]]'
  - '[[innovation-policy]]'
methods:
  - '[[3sls]]'
  - '[[simultaneous-equations]]'
  - '[[panel-data-analysis]]'
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themes:
  - '[[technological-change-system]]'
  - '[[invention-innovation-diffusion]]'
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aliases: []
last_updated: '2026-05-17T20:00:00+09:00'
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# Dynamic policy impacts on a technological-change system of renewable energy: An empirical analysis

*[[kyunam-kim]], [[eunnyeongheo]], [[yeonbaekim]] (2017)* · [[environmental-and-resource-economics]] 66(2):205-236 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1007/s10640-015-9946-5)

> 재생에너지 (PV 16 국 1992-2007, Wind 13 국 1991-2006) 의 *Schumpeter 3-stage technological-change system* (invention 발명 → innovation 비용 절감 → diffusion 보급) 을 [[3sls]] simultaneous 으로 endogenous 모델링. *learning-by-searching* (R&D → cost) + *learning-by-doing* (deployment → cost) + *market opportunity* (diffusion → R&D) 의 3 feedback 으로 virtuous cycle 실증. Static — public R&D + tariff 가 invention 자극, renewables obligation + CO₂ tax 가 cost reduction 자극. Dynamic — tariff incentive 가 RPS 를 *margin 으로* outperform, CO₂ tax 의 dynamic 효과는 *기술 성숙도 (PV vs Wind)* 의존.

- **RQ**: 재생에너지 정책 (technology-push: public R&D / market-pull: tariff incentive, renewables obligation, CO₂ tax) 의 (i) static 단계별 영향, (ii) dynamic 시스템 feedback 효과 는? Solar PV vs Wind 의 maturity 차이가 정책 효과를 어떻게 조절하는가?
- **방법론**: [[3sls]] simultaneous 3-equation system (invention / innovation / diffusion), [[simultaneous-equations]] cross-stage feedback, [[panel-data-analysis]], [[dynamic-simulation]] long-run cumulative effect, domestic vs foreign knowledge spillover 분리 (Popp 2006, Dekker et al. 2012 frame)
- **데이터**: Solar PV 16 국 unbalanced panel 1992-2007, Wind Power 13 국 unbalanced panel 1991-2006. Invention 측정 = PCT patent applications, Innovation 측정 = unit cost of electricity, Diffusion 측정 = installed capacity. 정책 변수 = public R&D 지출, tariff incentive level, RPS quota 비율, CO₂ tax rate
- **주요 발견**: (i) Static — Public R&D + tariff incentive 가 invention 의 dominant driver (양 +), renewables obligation 은 invention 에 마진 효과. (ii) Static — renewables obligation + CO₂ tax 가 cost reduction 의 driver (market-pull 이 비용 절감 lever). (iii) Dynamic simulation — 3 stage virtuous cycle 통계적 식별, tariff incentive 가 RPS 보다 dynamic 효과 *small margin* 우위. (iv) CO₂ tax 의 dynamic 효과 *maturity-conditional*: Wind 같은 mature 기술 +, PV 같은 immature 기술에서 부족. (v) Foreign knowledge spillover 가 invention 에 +유의 — 국제 기술 이전의 중요성.
- **시사점**: (a) 정책 harmonization 필요 — invention 정책 (public R&D) + innovation 정책 (RPS, CO₂ tax) + diffusion 정책 (tariff) 의 동시 운영. (b) Tariff incentive 의 dynamic 우위 — Germany EEG 모델 정당화. (c) CO₂ tax 의 기술 성숙도별 설계: mature 기술엔 cost-reduction lever, immature 기술엔 direct R&D support 우선. (d) 한국 RPS 중심 정책 (2012-) 의 dynamic 효과 평가 + tariff (FIT) 의 partial 부활 정당화.

![Endogenous technological change system framework — invention (R&D) ↔ innovation (cost reduction) ↔ diffusion (deployment) 의 3-stage feedback + technology-push (public R&D) + market-pull (tariff, RPS, CO₂ tax) 정책 instrument 의 시스템 진입점.](/papers/201702_KimK_Dynamic_Policy_Impacts_on_a_Technological_Change_System_of_Renewable_Energy_An_Empirical_Analysis/fig1.cropped.png)

## 요약

본 paper 는 [[yeonbaekim]] 의 *제2기 SNU-TEMEP 확장기* 재생에너지 정책 라인의 dynamic 차원 작업. [[kyunam-kim-2015-renewable-energy-rd-trade]] 의 *R&D-trade simultaneous* 모형을 *invention-innovation-diffusion 3-stage system* 으로 확장 + dynamic simulation 추가. 기존 *renewable policy* 문헌의 두 한계 극복: (i) Menanteau et al. (2003), Lauber (2004), Sagar-Zwaan (2006), Butler-Neuhoff (2008), Fischer-Newell (2008) 등 *qualitative comparison* 의 정량 evidence 부재, (ii) Klaassen (2005), Söderholm-Klaassen (2007), Popp et al. (2011), Johnstone et al. (2010), Peters et al. (2012) 등 *single-stage empirical* 의 전체 시스템 feedback 미식별. 본 paper 의 conceptual move 는 Schumpeter (1934) 의 invention-innovation-diffusion triad 의 endogenous simultaneous 측정 + dynamic feedback 시뮬레이션.

방법론은 [[3sls]] 기반 3-stage simultaneous system. (i) Invention: $R\&D = f(K_{t-1}, K^{\text{spill}}_{t-1}, \text{policy}^{\text{push}}_t, \Delta D_t)$ where $K$=domestic knowledge stock, $K^{\text{spill}}$=foreign spillover (Popp 2006 frame), $\Delta D$=market opportunity from diffusion. (ii) Innovation: $C = g(K, D^{\text{cum}}, \text{policy}^{\text{pull}})$ — learning-by-searching (R&D 누적 → know-why) + learning-by-doing (deployment 누적 → know-how) 결합. (iii) Diffusion: $D = h(C, \text{policy}^{\text{deploy}}, X)$. 3 equation 의 cross-stage feedback 의 simultaneous 해법. Dynamic simulation 은 $t=0$ 정책 충격 → 향후 10-20 년 cumulative cascading effect 추적.

핵심 발견은 정책의 *static vs dynamic ranking 변화*. RPS 가 static cost-reduction lever 지만 dynamic 시스템에선 tariff incentive 가 *margin 으로* 우위 — 이유는 tariff 의 short-loop feedback (R&D → patent → cost ↓ → diffusion → market opportunity → 추가 R&D) 가 RPS 의 direct cost-pressure 보다 *전 시스템 가속*. CO₂ tax 의 dynamic 효과가 Wind 에서 +, PV 에서 부족한 이유는 Wind 의 cost curve 가 더 평탄 (mature), PV 는 가파른 학습 곡선 위라 CO₂ tax 의 cost-pressure 가 invention 으로 충분히 전이되지 않음. 정책 함의: invention 정책 (public R&D) + innovation 정책 (RPS, CO₂ tax) + diffusion 정책 (tariff) 의 *3 단계 동시 운영* 이 필수, 단일 정책 처방의 부적합. [[eunnyeongheo]] 의 2 기 정책 평가 라인 + [[yeonbaekim]] 그룹의 재생에너지 R&D 라인 결합. 한계: (i) 1992-2007 의 pre-PV mass production — 2010s China-led PV cost drop 미반영, (ii) 16+13 국 small panel, (iii) Dynamic simulation 의 external shock (예: 2008 financial crisis) 미반영.

## 핵심 결과

**3-stage system static impact**

| Policy | Invention (R&D) | Innovation (Cost) | Diffusion |
|---|---|---|---|
| Public R&D | + 유의 (둘 다) | (간접) | (간접) |
| Tariff incentives | + 유의 (둘 다) | (간접) | + |
| Renewables obligation | margin | **+ 유의 (cost ↓)** | + |
| CO₂ tax | margin | **+ 유의 (cost ↓)** | margin |
| Domestic knowledge stock | + (lag) | (input) | — |
| Foreign knowledge spillover | **+ 유의** | (input) | — |

**Dynamic impact (long-run simulation ranking)**

| Policy | Dynamic 효과 | maturity 의존성 |
|---|---|---|
| Tariff incentive | highest | 둘 다 효과적 |
| Renewables obligation | high | Wind 더 강 |
| Public R&D | high | PV 더 강 |
| CO₂ tax | medium | Wind 효과적, PV 약 |

결론. (i) 정책의 static vs dynamic ranking 변화 (RPS=static cost-reduction lever, tariff=dynamic invention-feedback lever). (ii) CO₂ tax 의 maturity-specific 효과. (iii) Public R&D 가 다른 정책의 prerequisite 성격.

## 방법론 노트

[[3sls]] simultaneous 3-equation system:

$$
\begin{cases}
R\&D_t = f(K_{t-1}, K_{t-1}^{spill}, \text{policy}_t^{push}, \Delta D_t) + \varepsilon_R \\
C_t = g(K_t, D_t^{cum}, \text{policy}_t^{pull}) + \varepsilon_I \\
D_t = h(C_t, \text{policy}_t^{deploy}, X_t) + \varepsilon_D
\end{cases}
$$

여기서 $K$=domestic knowledge stock (lagged patent), $K^{\text{spill}}$=foreign knowledge spillover, $D^{\text{cum}}$=cumulative deployment (learning-by-doing source), $C$=unit cost of electricity. Identification 은 (i) [[3sls]] 의 cross-equation instrument (invention 식의 $K^{spill}$, innovation 식의 $D^{\text{cum}}$, diffusion 식의 $C$), (ii) 16+13 국가 panel 의 within-country variation, (iii) PCT patent (invention metric) vs unit cost (innovation metric) 의 distinction. Dynamic simulation 은 정책 충격 → 3 stage cascading 의 결과를 단순 사후 차분이 아니라 모형의 endogenous feedback 으로 추적.

## 연구 계보

본 paper 는 (a) Schumpeter (1934) invention-innovation-diffusion triad, (b) Klaassen et al. (2005), Söderholm-Klaassen (2007), Ek-Söderholm (2010), Hoppmann et al. (2013) 의 renewable cost reduction + learning-by-doing 라인, (c) Lanjouw-Mody (1996), Popp (2002), Popp et al. (2011), Johnstone et al. (2010), Peters et al. (2012), Nemet (2009) 의 renewable policy + invention/diffusion 라인, (d) Foxon et al. (2005), Fischer-Newell (2008) 의 policy comparison 이론 라인을 통합. 3-stage simultaneous + dynamic feedback 의 실증이 distinctive contribution. 직접 선행: [[kyunam-kim-2015-renewable-energy-rd-trade]] (RSER) 의 R&D-trade simultaneous 모형 — 본 paper 의 직접 후속작. Foreign knowledge spillover 측정은 Bosetti et al. (2008), Kneller (2005), Popp (2006), Dekker et al. (2012) 의 invention model 라인. [[eunnyeongheo]] 의 2 기 정책 평가 라인 + [[yeonbaekim]] 의 재생에너지 R&D 라인 협업의 정점 작업.

## See also

- [[eunnyeongheo]]
- [[yeonbaekim]]
- [[kyunam-kim]]
- [[environmental-and-resource-economics]]
- [[3sls]]
- [[simultaneous-equations]]
- [[panel-data-analysis]]
- [[dynamic-simulation]]
- [[technological-change-system]]
- [[invention-innovation-diffusion]]
- [[learning-by-doing]]
- [[learning-by-searching]]
- [[renewable-energy-policy]]
- [[kyunam-kim-2015-renewable-energy-rd-trade]]