A general equilibrium analysis of individual choice behavior on alternative fuel vehicles

Jeongeun Lee, 구윤모 (2023) · ecological-economics · DOI ↗

한국 대체연료차 (AFV — BEV, FCEV, ICEV) 의 개인 선택 행동 을 연산일반균형 모형 (CGE) 에 내생화 한 통합 분석. 가구·차종 선택 (이산선택 모형) + 거시 일반균형 (CGE) 의 결합 으로 AFV 보급 확대가 전력 부문 배출 증가 (electricity sector emission) 를 유발할 수 있음을 정량 입증. 전력 mix 와 동시 고려 가 필수.

RQ: 개인의 차종 선택 행동 이 거시경제 + 환경 시스템 에 어떻게 파급되는가? AFV 보급 확대가 전력 부문 배출에 유발 효과 가 있는가?
방법론: 이산선택 모형 (개인 차종 선택, 혼합 로짓 + 컨조인트 분석) + 연산일반균형 모형 (CGE) 통합 모형
데이터: 한국 차량 SP 설문 + 차종 (가솔린, 디젤, BEV, FCEV) + 5 시나리오 (Baseline, Pes, Opt, SM&IL, SL&IM)
주요 발견: (1) BEV 가 hydrogen 대비 양 효과, ICEV 양 효과, 디젤 음 효과. (2) 충전 인프라 + 저가격 → AFV 선호 양 효과. (3) AFV 보급 확대가 전력 부문 CO2 배출 증가 (간접 효과) — 전력 mix 가 fossil-fuel 의존이면 BEV 보급이 총 배출 감소 효과 를 상쇄. (4) 전력 mix decarbonization 과 AFV 보급의 결합 필수성.
시사점: AFV 정책을 전력 mix 정책과 분리 분석하면 반환경 결과 가능. 한국 2050 탄소중립 경로에서 전력-교통 부문의 통합 정책 설계 가 핵심.

Fig. 1 — DCM (개인 차종 선택) + CGE (거시) 의 통합 구조와 5 시나리오의 효과.

요약

이 paper 는 구윤모 · Jeongeun Lee 의 3 기 (2022-2026) 미시-거시 통합 모형 의 대표작. The differentiated impact of emissions trading system based on company size (CGE 분리 SAM) + A hybrid energy system model to evaluate the impact of climate policy on the manufacturing sector: Adoption of energy-efficient technologies and rebound effects (hybrid 모형) 의 제 3 축 — 개인 (미시) 선택 행동의 거시 통합. 구윤모 본업 (DCM) 과 2 기 CGE 도구 의 통합 정점.

방법론적 핵심은 DCM-CGE 결합. (i) DCM — 한국 차종 SP 설문에서 개인별 효용 모수 추정 (혼합 로짓). 효용 함수 (Eq. 5): 연료 type dummy (가솔린/디젤/전기 vs hydrogen) + sedan dummy + 충전 접근성 + 연료 가격 + 차량 가격. (ii) CGE — 한국 산업연관표 + 가구 부문 분리, 차량 서비스 수요가 DCM 출력 점유율 로 driven. (iii) 통합 — 시나리오별 시뮬레이션으로 AFV 점유 변화 → 전력 부문 영향 → 거시 효과 + 환경 의 순환 효과 추출.

핵심 발견: BEV 의 보급 확대가 전력 수요 를 증가시켜 전력 부문 CO2 배출 양 효과. 한국 전력 mix 가 fossil-fuel 의존도가 높을 때 (60% 이상), BEV 보급으로 인한 교통 부문 CO2 감소 가 전력 부문 증가 로 일부 상쇄. 즉 BEV 가 “zero emission” 이 아니라 upstream emission 이 발생 — 종합 효과는 전력 mix decarbonization 수준에 의존.

시나리오 비교 (Table 3): Baseline / Pes / Opt / SM&IL / SL&IM — 각 시나리오는 AFV 보급률, 전력 mix, 인프라 가정의 조합. 가장 환경 친화적 시나리오는 높은 AFV 보급 + 빠른 전력 mix decarbonization 의 결합 — 별도 정책이 시너지 발생.

구윤모 의 연구 궤적 안에서 이 paper 는 3 기 미시-거시 통합 의 정점, A hybrid energy system model to evaluate the impact of climate policy on the manufacturing sector: Adoption of energy-efficient technologies and rebound effects (산업 hybrid) 의 교통 / 가구 영역 확장. 후속 Effects of sector coupling on the decarbonization potential of the manufacturing sector—an integration of the power, hydrogen, and manufacturing sectors (2024 섹터 커플링) 의 전력-수소-제조 통합 모형으로 발전.

핵심 결과

결정 요인 (DCM)	효과 (BEV vs hydrogen)
BEV 더미	양 (선호)
가솔린 더미	양
디젤 더미	음
SUV vs sedan	SUV 양
충전 접근성	양
연료 가격	음
차량 가격	음

시나리오	AFV 보급	전력 mix	효과
Baseline	중	fossil 의존	(기준)
Pes	낮음	fossil 의존	환경 악화
Opt	높음	renewable	최선
SM&IL / SL&IM	결합	결합	단계별

BEV 보급 → 전력 수요 ↑ → 전력 부문 CO2 ↑ (간접 효과)
전력 mix decarbonization 이 BEV 환경 효과의 결정 — 통합 정책 필요

방법론 노트

이산선택 모형 효용 (Eq. 5):

U = d_{gas}\beta_{gas} + d_{diesel}\beta_{diesel} + d_{elec}\beta_{elec} + d_{sedan}\beta_{sedan} + X_{charging}\beta_{charging} + X_{fuel}\beta_{fuel} + X_{price}\beta_{price}

mixed logit 으로 $\beta$ 의 정규분포 가정 추정.

연산일반균형 모형 integration: 가구 부문의 차량 서비스 수요 $D_{HH,t}$ 가 DCM 출력 (차종별 시장점유) 로 driven. CGE 의 생산 모듈 (전력 + 산업 + 농업 등) 이 전력 가격 + 연료 가격 결정. Feedback loop — DCM → CGE 차량 수요 → CGE 가격 → DCM 인풋 (가격) — 수렴 까지 iterate.

식별 가정: (i) SP 응답이 실제 행동 근사, (ii) CGE 의 behavioral parameters (생산함수 elasticity 등) 외생, (iii) AFV 충전 인프라 시나리오 외생.

연구 계보

이 paper 는 (i) Greene et al. (2014) 의 AFV adoption modeling 라인, (ii) Bento et al. (2009) 의 vehicle choice CGE integration 정통, (iii) The differentiated impact of emissions trading system based on company size · A hybrid energy system model to evaluate the impact of climate policy on the manufacturing sector: Adoption of energy-efficient technologies and rebound effects 직접 선행 — 의 결합. 구윤모 의 연구 궤적 3 기 미시-거시 통합 의 정점, Effects of sector coupling on the decarbonization potential of the manufacturing sector—an integration of the power, hydrogen, and manufacturing sectors 의 발전 기반.

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Comparative analysis of carbon border tax adjustment and domestic carbon tax under general equilibrium model: Focusing on the Indonesian economy

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