Renewable electricity as a differentiated good? The case of the Republic of Korea

Jihyo Kim, 박주영, Jinsoo Kim, 허은녕 (2013) · Energy Policy 54:327-334 · DOI ↗

2012년 한국이 FIT 에서 RPS 로 전환하며 정부 보조 (2011년 3.42억 USD) 에서 소비자 부담 으로 비용 회수 메커니즘이 바뀌었다. Caves-Williamson (1985) 의 differentiated good framework 로 두 가설 검정: (i) 재생전력 vs 일반전력의 차별성, (ii) 재생기술 (풍력·태양광·수력) 끼리의 차별성. 495 가구 face-to-face 설문 (2010.9.29~10.21) + DBDC + spike model. 결과: (i) 재생전력 mean WTP = 월 1456 KRW (USD 1.26, 전기요금의 2.8%) → 차별재. (ii) 단 Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 3 source 별 WTP 합 (4683 KRW) 이 종합 WTP (1456) 보다 훨씬 큼 → Hoehn-Loomis (1993) 검정에서 완전 대체 관계. 소비자는 재생기술 mix 에는 무관심, 비용 최소화 portfolio 선호.

RQ: (i) 한국 소비자가 재생전력을 화석·원자력 발전 전력과 차별적 재화로 인식하는가? (ii) 다양한 재생기술 (풍력·태양광·수력) 끼리는 어떤 대체관계로 인식하는가 — 완전 대체 (cost-min portfolio 선호) vs 부분 대체 (preference-reflecting portfolio 선호)?
방법론: 조건부 가치 평가법 (CVM) + 이중 양분 선택 (Hanemann-Loomis-Kanninen 1991) + spike-model (zero WTP 처리, 32.2% protest 응답). hicksian-compensating-measure (Hoehn 1991, Hoehn-Loomis 1993) 의 multi-dimensional 가치평가 framework 로 대체관계 검정. Between-subjects test (Carson-Mitchell 1995) 로 본 paper 의 종합 WTP 와 Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 source 별 WTP 비교.
데이터: 한국 전국 가구 face-to-face 설문 (2010.9.29~~10.21), 전문 polling firm, 가구주·주부 (20~~65세). 495명 응답 (100%) → 490명 유효. 3 bid 수준 (high USD 5.2/2.6/1.3, mid 3.5/1.7/0.9, low 1.7/0.9/0.4) × DBDC. 158명 (32.2%) zero WTP 중 56.4% “정부 책임”, 33.7% “정부 정책 불신”, 10% 미만 “경제력·선호 없음”. 16개 covariate (effort, experience, knowledge, strength, weakness, gender, age, family size, PCs, education, residence, housing, householder, early adopter, income, bid).
주요 발견: (i) 재생전력 mean WTP = 1456 KRW/월/가구 (USD 1.26) = 전기요금의 2.8%, 95% CI [1315, 1619]. Spike = 0.3070 (zero WTP 확률). (ii) 유의 covariates (5% 수준 7개): Effort (β=0.319*, 환경노력 높을수록 ↑), Strength (β=0.388*, 재생E 장점 인식 ↑), Family size (β=-0.251**, 가족 수 ↓), No. of PCs (β=0.459*, 전기 사용 lifestyle ↑), Residence (β=-0.287*, 대도시 ↑), Income (β=0.132*, 소득 ↑), Bid (β=-0.812**, 가격 감소). (iii) 연 환산 WTP × 가구 수 = USD 2.09억 = 정부 재생E 예산의 43.5%, FIT 예산의 72.8%, RPS 1년차 예상 비용 (USD 2.5억) 의 84% — 부족 . (iv) 대체관계 검정 (Table 4): HC1 풍력 1592 + HC2 PV 1557 + HC3 수력 1534 = 4683 KRW vs HC 재생전력 종합 1456 KRW. Hoehn-Loomis 부등식 $HC < \sum HC_i$ 충족 → 대체관계, 더욱 WTP 가 거의 동일이라 완전 대체. (v) 의사결정 기준 (Fig. 2): 경제적 타당성 > 지속가능성 > 자원 가용성 — 응답자 자신·정부 양쪽 모두 동일 순위.
시사점: RPS 의 비용 소비자 전가는 원칙적으로 수용 가능 하나, 1년차 비용 부담 능력은 부족. 한국 소비자가 재생전력의 차별성은 인식 하지만 재생기술 mix 에는 무관심 하므로, RPS 의 cost-minimizing portfolio 메커니즘이 소비자 효용을 손상시키지 않는다. PV set-aside 같은 특정 기술 promotion 은 공급자 측 정책 목적 으로만 정당화 가능. 한국 소비자 WTP 가 미국·일본보다 낮은 이유는 electricity universal service + 정부 보조의 가격 왜곡 — 향후 가격 정상화 + 정보 제공이 WTP 상승 조건.

요약

이 paper 는 허은녕 의 2기 (2009-2017) 재생에너지 정책 라인의 consumer 측 정책 평가 갈래에서 Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 직접 후속·확장작. 2012년 한국의 FIT → RPS 전환은 단순한 정책 도구 변경이 아니라 비용 회수 책임의 정부→소비자 이전 이라는 구조 변화. FIT 보조금이 2003 USD 5M → 2011 USD 342M (총 정부 재생E 예산의 56%) 로 폭증해 정부 부담이 임계점에 도달한 것이 직접 동기. RPS 하에서 가격은 시장 (REC 거래) 으로 결정되며 전력 사용자가 전기요금 상승을 통해 부담한다. 그러나 한국 전기는 universal service 로 인식되며 평균 소매가가 SMP 의 73.2% 에 불과 — 가격 인상이 정치적 의제. 따라서 소비자 WTP 가 RPS 의 실효 한계.

본 paper 의 핵심 방법론적 기여 는 Caves-Williamson (1985) 의 differentiated good framework 와 Hoehn-Loomis (1993) 의 multi-dimensional Hicksian compensating measure 를 결합해 두 단계의 차별성을 동시에 검정한 점. (a) 재생전력 전체 가 화석·원자력 발전 전력의 차별재인지 — yes 면 WTP > 0, no 면 WTP = 0. (b) 재생기술끼리 (풍력·PV·수력) 가 차별재인지 — Hoehn-Loomis 부등식 $HC < \sum_i HC_i$ 의 성립 여부로 판정 (부등식 strict 면 대체, 동일 가까우면 완전 대체, 역방향이면 보완). 자료는 동일 target population (가구주·주부 20-65세) 에 random sampling 한 Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 source 별 WTP (720명) + 본 paper 의 종합 WTP (490명) 의 between-subjects 비교 (Carson-Mitchell 1995). DBDC + spike 결합으로 logistic 분포 $F_C(B) = [1 + \exp(\alpha - \beta B)]^{-1}$ 추정.

결과는 두 핵심 답. 첫째, 재생전력 종합 mean WTP = 1456 KRW/월/가구 (USD 1.26) — 양의 차별 가치 입증, 그러나 전기요금의 2.8% 에 불과해 낮은 수준. 인구 환산 USD 2.09억/년은 정부 재생E 예산의 43.5%, RPS 1년차 예상 비용의 84% 로 RPS 의무 비용을 100% 충당 못함. 32.2% 의 zero WTP 응답자 중 절반 이상 (56.4%) 이 “정부 책임” 명분, 33.7% 가 “정부 정책 불신” — universal service 인식 의 잔영. 둘째, 재생기술 간 대체관계: Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 풍력 1592 + PV 1557 + 수력 1534 = 합 4683 KRW vs 본 paper 의 종합 1456 KRW. 부등식 $1456 < 4683$ strict 충족 → 대체관계. 게다가 source 별 WTP 가 거의 동일 (분산 60 KRW) → 완전 대체. 응답자 자신의 의사결정 기준 1순위가 경제적 타당성 인 점이 이를 보강. 정책 함의: RPS 의 cost-minimizing portfolio 메커니즘이 소비자 효용 손상 없이 작동. PV set-aside 같은 기술 특정 promotion 은 공급자 측 (산업 육성·기술 학습) 명분으로만 정당화 가능, 소비자 명분은 약함.

본 paper 는 허은녕 그룹의 FIT→RPS 정책 전환 분석 4부작 — Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS (source 별 WTP) → 본 paper (differentiated good 검정) → The Economic Value of South Korea's Renewable Energy Policies (RPS, RFS, and RHO): A Contingent Valuation Study (RPS·RFS·RHO 비교) → 후속 RPS 평가 — 중 두 번째이자 이론 framework 의 정점. Hoehn-Loomis 의 multi-dimensional 가치평가가 energy policy 에 적용된 한국 사례의 표준 reference.

핵심 결과

대체관계 검정 (Table 4, Hoehn-Loomis 1993 framework):

항목	WTP (KRW/월)	USD
HC1 풍력 (Kim et al. 2012)	1592	1.38
HC2 PV (Kim et al. 2012)	1557	1.34
HC3 수력 (Kim et al. 2012)	1534	1.33
합 ( $\sum HC_i$ )	4683	4.21
HC 재생전력 종합 (본 paper)	1456	1.26

부등식 $HC = 1456 < \sum HC_i = 4683$ → 대체관계 확인. WTP 의 source 간 차이가 미미 → 완전 대체.

종합 WTP 추정 (Table 3, n=490, log-likelihood = -720.8):

항목	추정값	t-stat
Mean WTP	1456 KRW (USD 1.26)	18.43**
95% CI	[1315, 1619] KRW	—
Spike (zero WTP 확률)	0.3070	14.86**

유의 covariates (5% 수준): Effort +, Strength +, Family size -, No. of PCs +, Residence - (대도시 우호적), Income +, Bid -.

방법론 노트

hicksian-compensating-measure (Hoehn 1991): 효용 수준 $u^0$ 에서 single good $q_i$ 의 보상측도:

HC_i = m^0 - e(q_i^1, q_{-i}^0, u^0)

Composite good $q = (q_1, \ldots, q_n)$ 의 보상측도:

HC = \sum_{i=1}^n \int_{q_i^0}^{q_i^1} \frac{\partial e(q_i^1, q_{-i}^0, u^0)}{\partial q_i} dq_i

대체관계의 식별:

HC < \sum_{i=1}^n HC_i \quad \Rightarrow \quad \text{substitutes}

(완전 대체면 $HC \approx \max_i HC_i$ , 보완재면 부등식 역방향, 독립이면 등호.)

이중 양분 선택 + spike-model (zero WTP 처리):

F_C(B) = \begin{cases} 0 & B < 0 \\ [1 + \exp(\alpha)]^{-1} & B = 0 \\ [1 + \exp(\alpha - \beta B)]^{-1} & B > 0 \end{cases}

Mean WTP:

C^+ = \frac{1}{\beta} \ln\left[1 + \exp\left(\sum_{j=1}^k \gamma_j X_j\right)\right]

Identification: between-subjects test (Carson-Mitchell 1995) — 동일 target population + 동일 scenario + 동일 payment vehicle (월 전기요금) 의 sub-sample 간 WTP 비교가 정당화 조건. Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS 의 720명 + 본 paper 의 490명이 이를 충족.

연구 계보

CVM 직계: Mitchell-Carson (1989) standard manual + Hanemann (1984) random utility welfare + Hanemann-Loomis-Kanninen (1991) DBDC + Kriström (1997) spike + Krinsky-Robb (1986) bootstrap CI + Greene (2002) delta method. Hicksian compensating + multi-dimensional 가치평가: Hoehn (1991) JAEA, Hoehn-Loomis (1993) JEEM, Brown-Duffield (1995) WRR perfect substitution test. Differentiated good: Caves-Williamson (1985) JIE. 한국·국제 RE WTP 응용: Wiser (2007) collective vs voluntary, Ek (2005) Sweden wind, Nomura-Akai (2004) Japan, Zografakis et al. (2010) Crete, Mozumder et al. (2011) US southwest, Ku-Yoo (2010) 한국 choice experiment, Lee-Hwang (2009) · Yoo-Kwak (2009) 한국 CVM, Abdullah-Jeanty (2011) Kenya. RPS 정책 라인: Berry-Jaccard (2001) RPS design, Chandler (2009) state adoption, Wiser et al. (2007) US experience, Connor (2003) UK review, Cremer et al. (2001) universal service. 허은녕 그룹의 직접 선행 Assessment of Korean customers' willingness to pay with RPS (3 source 별 WTP) 의 differentiated good 가설 명시적 검정 으로의 확장. 후속 The Economic Value of South Korea's Renewable Energy Policies (RPS, RFS, and RHO): A Contingent Valuation Study 가 RPS·RFS·RHO 3정책 비교로 framework 일반화.

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