Estimating the price premium of LNG in Korea and Japan: The price formula approach

Gobong Choi, 허은녕 (2017) · Energy Policy 109:676-684 · DOI ↗

한국·일본 LNG 수입 가격 공식 $P_{LNG} = A' \cdot P_{crude} + C + FR + PR$ 에서 관찰 불가능한 시변 premium $PR_t$ 를 상태공간 모형 + 칼만 필터 로 분리 추정한다. 카타르·오만·인도네시아·말레이시아 4 수출국 × 한·일 = 8 trade route, 2006.9-2015.6 월별 106 관측. JCC 연동 slope 는 0.047 ~ 0.137 USD/MMBtu per USD/bbl 범위. 러시아 신규 공급 (2009.4) 은 premium 감소를 일관 보장하지 않으며, 후쿠시마 (2011.3) 는 인도네시아·말레이시아 route 에서 일본 premium 을 통계 유의하게 끌어올렸다.

• RQ: 동북아 LNG 가격 공식의 long-run slope·constant 와 협상력 변화에 따른 시변 premium 은 어떻게 추정되며, 러시아 신규 공급과 후쿠시마는 trade route 별로 premium 을 어떻게 움직였는가?
• 방법론: 상태공간 모형, 칼만 필터, 최대우도추정
• 데이터: 한·일 LNG 수입 가격 (4 수출국별), JCC 원유 가격, 운임, 2006.9-2015.6 (n = 106 월별)
• 주요 발견: JCC slope $A'$ 추정치 0.124 (카타르→한국) / 0.105 (카타르→일본) / 0.137 (오만→한국) / 0.074 (오만→일본) / 0.070 (인니→한국) / 0.047 (인니→일본) / 0.067 (말레→한국) / 0.134 (말레→일본). 러시아 진입 (Period 1→2) 은 카타르→일본 premium 을 +2.20 USD/MMBtu, 말레→일본 +2.11 인상시켰으나 오만·인니 route 에선 감소. 후쿠시마 (Period 2→3) 는 인니→일본 premium 을 +5.73 USD/MMBtu (1% 유의) 급등시킴.
• 시사점: 신규 공급자 등장이 premium 감소를 자동 보장하지 않음. 동북아 LNG 수입국은 유럽 수요·중동 공급의 글로벌 dynamic 도 모니터링해야 함. 한·일·기타 동북아 공동 협상력 강화 필요. 한국의 KOGAS 단일 buyer 구조가 일본의 분산 buyer 구조보다 premium 변동성 억제에 유리.

요약

동북아 LNG 시장은 (1) 장기 계약 중심 take-or-pay·destination 조항의 경직 구조 (Doh 2005 ; Jensen 2004 ; Namikawa 2003), (2) Henry Hub 같은 지역 hub 부재로 인한 원유가 연동 가격 공식의 지속이라는 구조적 특수성을 가진다. Asche et al. (2006), Ji et al. (2014), Agerton (2012, 2014) 의 long-run 가격 공식 추정 라인이 직접 선행하지만, 협상력 변화에 따른 시변 premium 을 분리 추정한 연구는 거의 없었다. 이 paper 의 핵심 기여는 가격 공식 안의 관찰 가능 변수 ($P_{LNG}$, $P_{crude}$, $FR$) 와 관찰 불가능한 $PR$ 을 상태공간 모형 로 결합해 칼만 필터 의 prediction-update recursion 으로 시변 premium 을 추출한 점.

방법론은 관찰 방정식 + 상태 방정식. 4 개 수출국 × 2 개 수입국 = 8 trade route 별로 별도 추정. JCC 와의 연동 시차도 route 별로 다름 (한국 카타르·오만·말레이시아 = $JCC_{t-3}$, 한국 인도네시아 = $JCC_{t-1}$, 일본 카타르·오만·말레이시아 = 직전 3 개월 평균, 일본 인도네시아 = $JCC_{t-1}$) — correlation coefficient 최대화로 선정. Coefficient of $FR_t$ 와 $PR_t$ 는 1 로 제약. S-curve 조항은 분석 기간 (2006-2015) 의 가격 공식이 대부분 straight line 이라 무시. 두 사건 — 러시아 신규 공급 (2009.4, Sakhalin-II), 후쿠시마 (2011.3) — 기준으로 Period 1 (2006.9 - 2009.3), Period 2 (2009.4 - 2011.2), Period 3 (2011.3 - 2015.6) 으로 분할해 평균 premium 의 차이 t-test 수행.

결과는 단순 가설을 거부한다. 러시아 진입 후 (Period 1→2) 오만·인니 premium 은 통계 유의하게 감소 (오만→일본 -1.26, 인니→한국 -2.20, 1% 유의) 하나 카타르·말레이시아 는 오히려 증가 (카타르→일본 +2.20, 말레→일본 +2.11, 말레→한국 +0.75, 모두 1%). “신규 공급자 = premium 감소” 가설은 부분적으로만 성립. 후쿠시마 후 (Period 2→3) 효과는 인니·말레 route 에 집중 — 인니→일본 +5.73 (1%) 가 압도적, 인니→한국 +0.52, 말레→한·일 +1.80, +0.71 (모두 유의). 중동 카타르·오만 route 는 비유의. 이유는 유럽 LNG 수입 감소 (144.26 → 71.93 million m³, 2011 → 2014) 로 중동 공급이 아시아로 redirection 되어 일본의 추가 수요 (2011 +19.12 million m³) 를 흡수해 premium 압력이 분산된 반면, 동남아 공급은 이미 아시아 중심이라 premium 이 직접 흡수되었다. 한·일 차이는 buying power 구조 (한국 KOGAS 단일 vs 일본 7 power + 8 gas + 산업 여러 importer) 로 일본 premium 변동성이 한국보다 크다. 이는 허은녕 의 2 기 LNG 가격 결정 라인의 핵심 작업이며 후속 Long-term natural gas contracts evolution in the changing industry environment 의 계약 기간 분석으로 확장.

핵심 결과

Route	JCC slope $A'$	$C$	Period 1→2 Δ premium	Period 2→3 Δ premium
카타르→한국	0.124***	2.158**	+0.175 (n.s.)	-0.208 (n.s.)
카타르→일본	0.105***	2.183	+2.198***	-0.183 (n.s.)
오만→한국	0.137***	0.992**	-0.044 (n.s.)	-0.029 (n.s.)
오만→일본	0.074***	1.585	-1.260***	+0.126 (n.s.)
인니→한국	0.070***	5.391***	-2.199***	+0.519***
인니→일본	0.047***	7.010***	-0.070 (n.s.)	+5.727***
말레→한국	0.067***	3.681***	+0.753***	+1.801***
말레→일본	0.134***	0.103 (n.s.)	+2.106***	+0.705***

단위: slope = USD/MMBtu per USD/bbl, Δ premium = USD/MMBtu. n = 106 (2006.9-2015.6 월별). Period 1: 2006.9-2009.3, Period 2: 2009.4-2011.2, Period 3: 2011.3-2015.6.

방법론 노트

관찰 방정식과 상태 방정식으로 구성된 상태공간 모형:

$$P_{LNG,t} = A' \cdot P_{crude,t} + C + FR_t + PR_t + \varepsilon_t$$ $$PR_t = \gamma \cdot PR_{t-1} + \upsilon_t$$

$\varepsilon_t \sim N(0, \sigma_\varepsilon^2)$, $\upsilon_t \sim N(0, \sigma_\upsilon^2)$, 독립·무자기상관. 칼만 필터 의 prediction-update recursion 으로 매 시점 $PR_t$ 의 conditional mean·variance 산출. 추정된 $\gamma$ (premium persistence) 는 route 별 0.357 (오만→한국) ~ 0.971 (인니→일본) 범위. 최대우도추정 로 hyperparameter $(A', C, \gamma, \sigma_\varepsilon^2, \sigma_\upsilon^2)$ 추정. $FR_t$, $PR_t$ 계수를 1 로 제약하는 것이 freight rate 와 premium 의 “전액 포함” 가정을 명시.

연구 계보

허은녕 의 2 기 LNG 가격 결정 라인의 핵심 작업. Agerton (2012, 2014) 의 trade route 별 가격 공식 추정과 structural break 분석이 가장 직접 선행 — 단 시변 premium 분리는 본 연구의 신규 기여. Ji et al. (2014) 의 일본 LNG-Brent cointegration 분석도 가까운 선행. Doh (2005) 의 동북아 LNG 계약 협상력 분석, Stern (2012, 2014), Flower-Liao (2012) 의 LNG 가격 메커니즘·S-curve 분석이 정성적 기반. Hartley-Medlock-Rosthal (2008), Asche et al. (2002, 2006, 2012) 의 가스-원유 관계 long-run cointegration 라인이 방법론적 뿌리. 후속으로 Long-term natural gas contracts evolution in the changing industry environment 가 동일 허은녕 그룹에서 LNG 시장 연구를 계약 기간 차원으로 확장한다.

See also

• 허은녕 · Gobong Choi
• 상태공간 모형 · 칼만 필터 · 최대우도추정
• LNG 가격 결정 · 동북아 가스 시장 · take-or-pay-contracts
• Long-term natural gas contracts evolution in the changing industry environment · Energy Policy

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• Do oil price changes have symmetric or asymmetric effects on Korea's demand for imported crude oil?
• Long-term natural gas contracts evolution in the changing industry environment