한 국가의 경제 내에서 산업구조의 변화에 따라, 또는 에너지 및 환경 정책의 변화에 따라 가정부문뿐만 아니라 산업부문에서 사용되는 에너지의 소비행태는 변하기 마련이다. 이러한 소비행태의 변화를 통계자료를 통해서 살펴보면, 현재 우리나라 산업부문의 에너지원간 대체현상이 구체적으로 가시화되고 있다. 예컨대, 석유 사용의 비중이 감소하고 있는 반면에, 전력 및 천연가스의 사용 비중이 점차 증가하고 있는 추세이다. 또한, 앞으로의 기후변화협약과 관련하여 친환경적인 에너지원으로의수요 전환과 에너지 공급의 안정화를 동시에 고려해야 하는 우리나라의 현실을 고려할 때, 앞으로의 에너지 및 환경 정책에 필요한 기초 자료로써 에너지원들간의 대체 및 보완관계가 어느 정도인지를 실증적으로 분석할 필요성이 제기되고 있다. 이에 따라 본 연구는 우리나라 산업부문 가운데 제조업 부문에 한하여 사용되고 있는 대표적인 에너지원인, 석유, 전력, 가스 및 석탄을 대상으로 제조업 분야에서의 에너지원간의 대체관계를 분석하였다. 이를 위하여 translog 모형의 단점을 보완한 정태적 및 동태적 선형(linear) logit 모형을 사용하였다. 선형 logit 모형은 시차(time lag) 종속변수 대신 시차 투입수요량을 모형에 포함시켜 동적 효과를 명시적으로 파악하고 있다. 이러한, 정태적 및 동태적 logit 모형은 Zellner의 SUR(seemingly unrelated regression)를 기초로 한 2단계 추정방법을 사용하였다. 본 연구는 1981-2001년 기간에 대해 에너지원별 에너지 소비량 및 에너지 가격을 기초 자료로 사용하였다. 이를 기초로 하여 에너지 부문의 총비용과 에너지원별 비용을 구한 후 에너지원별 비용 비중을 계산하였다. 추정결과를 살펴보면, 첫째로 에너지원의 수요에 대한 가격탄력성은 모두 음(-)의 부호를 가지며 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 구체적으로 서술하면, 도시가스의 장기 가격탄력성은 -0.424로 상대적으로 가장 탄력적이었으며, 석유는 -0.052, 전력과 석탄의 가격탄력성은 각각 -0.024로 상대적으로 비탄력적인 것으로 나타났다. 둘째, 교차 가격탄력성(cross-price elasticity)은 대부분의 경우에 정(+)의 부호를 갖고 있기 때문에 에너지원간에 대체관계가 있음을 알 수 있다. 다만, 예외적으로 전력과 석탄간에 교차탄력성은 음(-)의 값을 갖는 것으로 나타나 서로 보완관계에 있는 것으로 추정되고 있다. 마지막으로 에너지원의 가격변화에 대한 에너지 수요의 장기 변동을 나타내는 동태적 적응률은 0.026으로 우리나라의 경우 빠른 적응속도를 보이고 있다. 본 연구의 추정결과가 함의하고 있는 시사점은 다음과 같다. 우선 석유와 전력의 가격탄력성이 비탄력적인 결과는 향후 제조업 부문에서 이들의 상대가격의 큰 변동에도 이들에 대한 연료용 의존도가 지속될 것이란 점이다. 그러나, 도시가스와 석유간의 대체관계가 상대적으로 가장 크게 나타나고 있기 때문에 앞으로의 친환경적 에너지 정책을 고려하는 데 있어 보다 깊이 있는 연구가 필요할 것으로 판단된다. 마지막으로 가격탄력성 및 교차탄력성의 동태적 추이를 살펴본 결과에 의하면, 도시가스의 가격이 상승하는 경우 특히 석유와 석탄으로의 대체현상이 1997년 이후 두드러지게 증가하는 추세를 보여주고 있다. 이러한 결과는 이산화탄소의 배출문제와 관련된 정책에 중요한 시사점을 암시하고 있다고 할 수 있겠다. 본 연구의 한계점을 살펴보면, 첫째도 기존연구보다 분석기간이 연장되었으나 아직도 분석기간이 짧아 다양한 모형의 실증검증이 어려웠다. 특히, 도시가스의 경우에는 실제자료가 1989년부터 존재하고 있는 실정이다. 둘째로 translog 모형이 내재하고 있는 단점 때문에 선형 logit 모형만을 추정하여 본 연구에서는 두 모형의 실증비교가 이루어지지 않았다는 점이다. 또한 본 연구는 제조업 부문의 에너지원간의 대체관계를 분석하는 데 목적을 두었기 때문에, 시사점을 제시하는 데 만족하고 구체적인 정책적 문제를 다루는 것에 미흡하였다. 따라서 본 연구의 실증결과를 기초로 하여 에너지 및 환경 정책의 변화, 예컨대, 에너지 산업부문의 규제완화정책, 기후변화협약에 따른 에너지 소비행태의 변화 등으로 야기되는 에너지원간의 대체관계의 변화에 대한 연구는 차후의 연구과제로 남겨 두고자 한다.

I. 서 론 II. 제조업부문의 에너지 소비 행태 1. 부문별 최종 에너지 소비 2. 에너지 소비 행태의 추이 III. 이론적 배경 및 실증모형 1. 투입요소에 대한 수요 방정식 체계 가. Cobb-Douglas 비용함수 나. Translog 비용함수 다. Logit 비용함수 (1) 정태적 logit 모형 (2) 동태적 logit 모형 2. 기존 실증연구 3. 실증모형설정 및 추정방법 가. 정태모형 나. 동태모형 다. 추정방법 IV. 추정결과 1. 사용자료 2. 추정결과 및 분석 가. 비용비중함수의 추정 (1) 모형 1: 기본모형의 추정결과 (2) 모형 2: 시간추세모형의 추정결과 (3) 모형 3: 비동조적 모형의 추정결과 나. 탄력성 추정 다. 에너지원별 탄력성 추이 라. 모형의 검증 3. 추정결과의 요약 V. 결론 및 시사점 <참고문헌> <부 록> 사용 자료 및 프로그램