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Do oil price changes have symmetric or asymmetric effects on Korea's demand for imported crude oil?

Chul Shin, Jungho Baek, 허은녕 (2017) · Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy · DOI ↗

한국 원유 수입 수요가 유가 상승·하락에 비대칭적으로 반응하는지를 Shin-Yu-Greenwood-Nimmo (2014) 의 비선형 ARDL 로 검증한다. 1991Q1-2016Q3 분기 데이터, ARDL(1,0,0,1) 사양. 장기 elasticity 는 상승 -0.177 (5% 유의), 하락 -0.070 (비유의), Wald-L 통계량 6.374 (p=0.012) 로 장기 비대칭 가설 1% 미만 유의. 단기 비대칭은 Wald-S = 1.641 (p=0.200) 으로 비기각. 한국 oil 수입 수요는 유가 상승에 더 민감하다.

  • RQ: 한국 원유 수입 수요는 유가 상승과 하락에 대칭적으로 반응하는가? 단기·장기에서 비대칭이 다르게 나타나는가?
  • 방법론: 비선형 ARDL, ARDL 한계 검정, 공적분
  • 데이터: 한국 원유 수입량 (KNOC Petronet) · 실질 유가 (EIA, 2010 USD) · 실질 GDP (BOK ECOS, 2010 KRW), 1991Q1-2016Q3 분기 (n = 103)
  • 주요 발견: 장기 elasticity P+P^+ = -0.177 (t = -3.827, 5% 유의), P−P^- = -0.070 (비유의). Wald-L = 6.374 (p = 0.012, 장기 비대칭 1% 유의). 단기 P+P^+ = -0.091 (5% 유의), P−P^- = -0.036 (비유의). Wald-S = 1.641 (p = 0.200, 단기 비대칭 비기각). ect−1ec_{t-1} = -0.510 (1% 유의 음, cointegration 확인). 1997 아시아 위기 dummy +0.104 (10%, 수입 증가), 2008 대침체 -0.044 (비유의).
  • 시사점: 유가 변동의 정책 충격 평가 시 상승·하락 대칭 가정은 elasticity 과대·과소 추정 위험. 한국 같이 원유 95%+ 수입 의존 경제는 유가 상승 위험 완화가 하락 활용보다 더 중요. 정책 시뮬레이션에서 비대칭 모형 채택 권고.

요약

이 연구는 Bentzen-Engsted (1993), Pesaran et al. (1998), Cooper (2003), Kim-Baek (2013) 등 한국·국제 원유 수요 문헌이 대부분 대칭 가정 하에 유가 elasticity 를 추정해온 한계를 비대칭 검정으로 보완한다. 한국은 2016 년 세계 11 위 경제 · 5 위 원유 수입국이고 1981-2016 년 수입량이 1.71 억 → 10.78 억 배럴로 500%+ 증가. 일차 에너지의 약 50% 가 원유로, 비대칭의 정책적 함의가 크다. 이론적 근거는 시장 참여자의 기대 형성·조정이 상승과 하락 국면에서 다를 수 있다는 관찰. Umekwe-Baek (2017) 의 미국 셰일 오일 생산 비대칭 분석이 자매 사례.

방법론은 Pesaran et al. (2001) 의 ARDL 한계 검정 를 Shin-Yu-Greenwood-Nimmo (2014) 의 비대칭으로 확장한 비선형 ARDL. 유가 변화를 positive partial sum pt+=∑max⁡(Δpj,0)p_t^+ = \sum \max(\Delta p_j, 0) 과 negative partial sum pt−=∑min⁡(Δpj,0)p_t^- = \sum \min(\Delta p_j, 0) 로 분해해 error correction form 의 ARDL 에 별도 회귀 계수로 포함. 종속변수 mtm_t = log 원유 수입량, 통제 변수 = log GDP yty_t + 1997 아시아 위기 dummy + 2008 대침체 dummy. AIC + serial correlation 진단으로 ARDL(1,0,0,1) 선정. F-statistic = 12.029 > upper critical 4.889 (5%) 로 cointegration 강하게 기각. ect−1ec_{t-1} = -0.510 (1% 유의) 도 cointegration 보완 확인.

결과는 (1) 단기 — 유가 상승 elasticity -0.091 (5% 유의), 하락 -0.036 (비유의). 부호·통계 유의는 다르지만 Wald-S = 1.641 (p = 0.200) 로 단기 비대칭 가설 기각 못함. (2) 장기 — 상승 -0.177 (5% 유의), 하락 -0.070 (비유의). Wald-L = 6.374 (p = 0.012) 로 장기 비대칭 1% 미만 유의 지지. (3) 장기 GDP elasticity = +1.086 (1% 유의), 1997 dummy = +0.104 (10% 유의) — 아시아 위기 동안 수출 중심 중공업 정책이 오히려 oil 수입을 증가시킨 kim-baek-2013 결과 재확인. 2008 대침체 효과 비유의. (4) LM serial correlation p = 0.913, Ramsey RESET p = 0.576 으로 model 사양 적합. CUSUM·CUSUMSQ 안정성 확인. 이는 허은녕 의 2 기 후반 한국 에너지 정책 라인의 비대칭 응답 분석으로, 정책 시뮬레이션 표준 가정의 한계를 정량적으로 입증.

핵심 결과

변수단기 elasticity장기 elasticity
P+P^+ (유가 상승)-0.091**-0.177**
P−P^- (유가 하락)-0.036 (n.s.)-0.070 (n.s.)
yy (GDP)-0.023 (n.s.)+1.086***
1997 아시아 위기+0.053*+0.104*
2008 대침체-0.023 (n.s.)-0.044 (n.s.)
ect−1ec_{t-1}-0.510***—

비대칭 검정: Wald-S = 1.641 (p = 0.200, 단기 비대칭 비기각), Wald-L = 6.374 (p = 0.012, 장기 비대칭 5% 유의 기각). F-bounds = 12.029 > 4.889 (1% 유의, cointegration 기각). Adj R2R^2 = 0.351. ARDL(1,0,0,1) 사양, n = 103 분기.

방법론 노트

유가 변화를 양·음 partial sum 으로 분해:

pt+=∑j=1tmax⁡(Δpj,0),pt−=∑j=1tmin⁡(Δpj,0)p_t^+ = \sum_{j=1}^{t} \max(\Delta p_j, 0), \quad p_t^- = \sum_{j=1}^{t} \min(\Delta p_j, 0)

비선형 ARDL error correction form:

Δmt=β0′+∑k=1pβk1′Δmt−k+∑k=0pβk2′Δpt−k++∑k=0pβk3′Δpt−k−+∑k=0pβk4′Δyt−k+σ0mt−1+σ1pt−1++σ2pt−1−+σ3yt−1+ξt\Delta m_t = \beta_0' + \sum_{k=1}^{p} \beta_{k1}' \Delta m_{t-k} + \sum_{k=0}^{p} \beta_{k2}' \Delta p_{t-k}^+ + \sum_{k=0}^{p} \beta_{k3}' \Delta p_{t-k}^- + \sum_{k=0}^{p} \beta_{k4}' \Delta y_{t-k} + \sigma_0 m_{t-1} + \sigma_1 p_{t-1}^+ + \sigma_2 p_{t-1}^- + \sigma_3 y_{t-1} + \xi_t

단기 비대칭 = H0:∑βk2′=∑βk3′H_0: \sum \beta_{k2}' = \sum \beta_{k3}' 의 Wald 검정 (Wald-S), 장기 비대칭 = H0:σ1/σ0=σ2/σ0H_0: \sigma_1/\sigma_0 = \sigma_2/\sigma_0 의 Wald 검정 (Wald-L). ARDL 한계 검정 의 F-statistic 으로 cointegration 검정 — I(0)·I(1) 혼합 가능, unit-root pretest 불필요.

연구 계보

허은녕 의 2 기 후반 한국 에너지 정책 라인의 비대칭 응답 분석. Kim-Baek (2013) 의 한국 원유 수요 ARDL 작업이 가장 직접 선행 (공저자 Jungho Baek 동일, 이 paper 가 그 대칭 가정 한계를 비대칭으로 확장). Pesaran et al. (2001) 의 ARDL 한계 검정 와 Shin-Yu-Greenwood-Nimmo (2014) 의 비선형 ARDL 이 방법론 기반. Umekwe-Baek (2017) 의 미국 셰일 오일 생산 비대칭 분석이 직접 자매 (역시 Jungho Baek 공저). Bentzen-Engsted (1993, 덴마크), Pesaran-Smith-Akiyama (1998, 아시아 개도국), Cooper (2003, 23 국), Altinay (2007), Ghouri (2001), Ghosh (2009), Narayan-Wong (2009), Ziramba (2010), Tsirimokos (2011), Stambuli (2013), Javan-Zahran (2015), Yaprakli-Kaplan (2015), Ozturk-Arisoy (2016) 의 oil demand elasticity 라인이 대칭 가정 background. Estimating the price premium of LNG in Korea and Japan: The price formula approach 와 자매 — 같은 시기 허은녕 그룹의 에너지 가격·수요 dynamics 분석 작업.

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