Balancing the scales of renewable energy 100%: Addressing disparities in sectoral electricity consumption

Jonghun Park, 황준석, Dohyoung Kim (2025) · Renewable Energy 252:123372 · DOI ↗

RE100 이니셔티브의 단일 100% 목표가 산업·국가별 구조적 격차 (Renewable Energy Divide, RED) 를 가린다는 진단에서 출발해, 전력 소비량을 정규화·반영한 Adjusted Renewable Energy (ARE) 지표를 제안한다. 2022 년 RE100 참여 402 개 기업 중 382 개 disclosure 데이터를 generalized-least-squares 와 2단계 최소제곱법 (firm size 도구변수) 로 회귀하고, 4 분면 (Strugglers / Advancers / Leaders / Laggards) 으로 분류된 대표 기업 (Samsung Electronics, TSMC, Goldman Sachs, Meta, Alphabet, Cigna, SK Holdings) 의 사례연구 와 Scenario Modeling 으로 ARE 의 평가 재배열 효과를 보인다.

• RQ: 전력 소비량이 RE100 달성도를 어떻게 제약하는가? 어떤 구조적 요인이 산업·지역간 RE100 격차를 설명하는가? ARE 가 RE100 평가의 형평성을 어떻게 개선할 수 있는가?
• 방법론: generalized-least-squares, 2단계 최소제곱법, 사례연구, Scenario Modeling
• 데이터: RE100 참여 402 개 기업 중 2022 년 데이터 disclosure 한 382 개 (95% response rate), CDP Climate Change (2023) + Compustat (2024) + IRENA (2023) + Ember (2024) + World Bank (2023) 결합, 261~310 사례 회귀
• 주요 발견: GLS adjusted R² = 0.427. National renewable share 1%p ↑ → RE2022 +1.3%p; Min LCOE 1 cent/kWh ↓ → +3.4%p; log 전력 소비 1 단위 ↑ → -8.0%p. RE-Constrained 지역 평균 RE2022 = 0.269 vs RE-Advanced = 0.765. 2SLS 에서도 전력 소비 계수 -0.183*** 유지 (Hansen J p = 0.709 으로 도구변수 외생성 통과)
• 시사점: 단일 RE100 평가는 에너지 집약 제조업·아시아 기업을 구조적으로 불리하게 한다. ARE 는 vertical equity 원칙을 평가에 반영해 SME 참여, 공급망 RE 계약의 상한 (cap) 설정, 그리고 4 분류별 맞춤형 정책 (Strugglers 공동 PPA 입찰, Laggards stepwise 진입) 을 가능케 함

요약

본 연구는 2014 년 The Climate Group 과 CDP 가 출범한 Re100 이니셔티브의 구조적 형평성 문제를 다룬다. RE100 참여 기업은 2024 년 400 개를 돌파했으나 회원 기업의 총 재생에너지 수요는 전세계 전력 소비의 1% 미만이며 (Egli et al. 2023), 2020 년 유럽 기업 평균 81% vs 아시아 태평양 기업 평균 16% 라는 극단적 지역 격차가 존재한다. 저자들은 이 비대칭을 Renewable Energy Divide (RED) 라는 새 개념으로 정식화하고, 시장 개방성·PPA 접근성·규제 안정성·grid infrastructure·참여 격차의 5 차원으로 분해한다.

분석은 3 단계 사슬로 구성된다. 첫째, generalized-least-squares 회귀에서 RE2022 (=2022 년 RE 조달 비율, 0~1) 를 종속변수로 두고 national RE share, min LCOE, log 전력 소비를 핵심 explanatory 로 한 모형이 adjusted R² = 0.427 을 달성한다. 핵심 계수: RE share +1.346***, Min LCOE -3.433***, Electricity -0.080***. 즉 전력 소비 1 log-MWh 가 RE 달성을 8.0%p 깎는다. Breusch-Pagan p = 0.011 으로 이분산이 확인되어 OLS HC3 와 비교 후 GLS 채택. 강건성 검사로 RE2021/RE2020 대체, WindSolar share/Wind LCOE/Electricity per Sales 대체, 산업·지역 sub-group, 그리고 firm size 를 도구변수로 한 2단계 최소제곱법 (1단계 F = 40.81, Hansen J p = 0.709) 모두 결과 일관.

둘째, 4 분면 사례연구: 고소비·저달성 Strugglers (Samsung Electronics RE31, TSMC RE10), 저소비·고달성 Advancers (Goldman Sachs RE100, Elevance RE100), 고소비·고달성 Leaders (Alphabet RE100 since 2017, Meta RE100 since 2020), 저소비·저달성 Laggards (Cigna RE37, SK Holdings RE10). 셋째, Scenario Modeling 으로 both-end 와 low-end 조정 시나리오를 시뮬레이션해 ARE 가 firm ranking 을 재배열함을 보이고, Reference Phase → Voluntary Adoption → Expanded Institutionalization → Selective Low-End Adjustment 의 4 단계 도입 경로 제안. 황준석 의 author page anchor 기준 제 5 기 (글로벌·정책 지향) 의 에너지 정책 확장 라인.

핵심 결과

회귀 모형 (Table 4)	RE Share	Min LCOE	Electricity (log)	Assets	RE Policy	R²
GLS baseline (M1, N=261)	+1.346***	-3.433***	-0.080***	+0.059**	-0.003	0.427
2SLS second-stage (Appendix A3-4)	+0.693***	-4.651***	-0.183*** (instr)	+0.114***	+0.003	0.331
High-Intensity sub-group (M8)	+1.141***	-4.000***	-0.131**	+0.119**	-0.002	0.445
RE-Constrained 국가 (M11)	+1.241***	+0.248***	-0.05	+0.022	-0.007**	0.162

지역 비교 (Appendix A3-1, N RE-Constrained=136 vs RE-Advanced=184): RE2022 평균 0.269 vs 0.765, Min LCOE 0.090 vs 0.035 USD/kWh, Manufacturing 평균 전력 소비 2.44M vs 1.62M MWh. Strugglers 사례 — Samsung 의 한국 사업장이 전체 전력의 75% 차지, TSMC 의 대만 사업장이 89% 차지하며 RE 조달의 지리적 집중이 구조적 병목.

방법론 노트

ARE 는 RE100 점수에 log 전력 소비량을 0~1 로 정규화한 항을 가중 합산해 vertical equity 원칙 (Anthoff & Tol 2010) 을 RE 평가에 도입한다.

핵심 식:

$$ARE_i = a \cdot RE_i + b \cdot \mathrm{Norm}(\log(EC_i))$$ $$\mathrm{Norm}(\log(EC_i)) = \frac{\log(EC_i) - \min(\log(EC))}{\max(\log(EC)) - \min(\log(EC))}$$

여기서 $RE_i$ 는 기업 $i$ 의 RE100 달성 비율, $EC_i$ 는 총 전력 소비량 (MWh), $a, b$ 는 두 항의 상대 가중치. Low-end 조정 변형은 $RE_i \le ARE_i$ 일 때만 ARE 를 적용하고 그 외엔 원 $RE_i$ 유지 (Equation 4). 식별 전략: 전력 소비의 잠재 내생성 (환경 의식이 강한 기업은 전력 소비도 줄임) 을 firm size (log employee count) 를 도구변수로 한 2단계 최소제곱법 로 처리. Electricity Price 와 GDP per Capita 를 보조 도구변수로 추가, Hansen J test p = 0.709 으로 과식별 제약 통과.

연구 계보

본 연구는 RE100 / 기업 RE 조달 문헌에서 implementation strategy (Lee et al. 2022 Energy Reports), resource optimization (Hulshof & Mulder 2020 Energy Economics), 그리고 financial impact (Issa & Hanaysha 2023, Jalalov & Bae 2025 Energy Policy) 라인의 구조적 평가 격차 공백을 메운다. ARE 의 설계 논리는 환경 경제학의 emissions-intensity 지표 (Wagner 2005, King & Lenox 2002) 와 vertical equity (Anthoff & Tol 2010) 에서, 24/7 CFE 의 비교 framing 은 Hung (2024) Recessary 분석에서 따왔다. 도구변수 전략은 Steinbrunner (2024) 의 firm size proxy 사용을 따른다. Praene et al. (2021), Batouta et al. (2023) 의 제조업 에너지 집약도 연구가 sectoral disparity 의 핵심 선행 evidence.

황준석 author page anchor 의 제 5 기 (글로벌 스마트시티와 AI, 2024~2026) 의 “사회기술적 전환” 실타래에 새로 더해지는 에너지 정책 응용. 한국의 monopolized electricity market 진단은 황준석 그룹의 한국 ICT/에너지 산업 제도 분석 라인과 직접 연결.

See also

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• Renewable Energy
• Re100
• Renewable Energy Divide
• Corporate Sustainability
• Energy Policy
• generalized-least-squares
• 2단계 최소제곱법
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