공업용수의 기술적 효율성 분석

민동기 ( Dong Ki Min ) 한국환경정책평가연구원 2009 환경정책연구 Vol.8 No.4

90년대 이후 용수관리 정책이 공급중심에서 수요관리로 정책 전환이 되면서 공업용수 수요량이 급격히 감소하였다. 본 연구에서는 공업용수 사용의 기술적 효율성을 분석하여 이러한 공업용수 수요량 감소가 공업용수의 사용이 효율적으로 이루어진 결과인지 검토하고 향후 공업용수의 기술적 효율성 제고를 통하여 공업용수 사용량을 더 줄일수 있는지 검토하였다. 본 연구결과에 의하면 공업용수의 기술적 효율성은 1998년도 0.5183에서 2003년도에는 0.4853으로 도리어 약간 감소한 것으로 나타났다. 이는 다른 투입요소의 기술적 효율성에 비하여 낮은 수치로 앞으로 기술적 효율성 제고를 통하여 공업용수 사용량을 더 절감할 수 있음을 보여준다. While water management policies in Korea have focused on industrial water demand during the last decade, the amount of industrial water usage has decreased significantly. This paper estimates the technical efficiency of industrial water in order to test whether the reduction of industrial water usage is a result of improving the level of technical efficiency of industrial water. This paper shows that the technical efficiency of industrial water use slightly decreased from 0.5183 in 1998 to 0.4853 in 2003. In addition, these estimates are much less than those of other inputs and so, there is still much room for reducing the amount of industrial water use through improving technical efficiency even though the average productivity of industrial water has improved during this period.

생산함수 접근법에 의한 공업용수 공급편익 산정 방안

김길호(Kim Gil Ho),이충성(Yi Choong Sung),이상원(Lee Sang Won),심명필(Shim Myung Pil) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.2B

수자원사업에 의해 공급되는 공업용수는 대상 사업체에서 노동, 자본, 토지 등과 더불어 필수적인 투입재이다. 이러한 투입재의 안정적인 확보는 해당 산업이 부가가치를 창출하는데 매우 중요한 사안이다. 공업용수의 공급이 중단될 시 해당 산업에서의 피해액은 동일한 공급량 기준으로 봤을 때, 생활용수나 농업용수에 비해 매우 크다고 알려져 있다. 이처럼 공업용수의 실제 가치는 직관적으로 매우 높게 인식하고 있으나, 경제성분석을 위한 공업용수의 편익산정에 대한 구체적인 연구는 많지 않았다. 본 연구는 수자원사업으로부터 공급되는 공업용수의 가치를 확인하고, 경제성분석시 공업용수공급편익 추정을 위한 수단으로서 한계생산가치를 산정하였다. Cobb-Douglas 생산함수와 Translog 생산함수를 이용하여 실증분석한 결과, 전국 평균 한계생산가치는 각각 5,427원/㎥, 5,583원/㎥로 산정되었고, 산업분류별로 11가지 산업에 대한 한계생산가치를 산정하였다. 본 연구에서 제시한 산업별 한계생산가치는 앞으로 공업용수편익을 산정하는데 중요한 자료로 사용될 수 있으리라 판단된다. 또한, 위급상황시 용수배분에 대한 의사결정이나 수자원사업시 비용배분 등의 문제에서 본 연구의 결과는 합리적인 기준을 제공할 수 있으리라 기대된다. Industrial water supplied by water resource project is essential input materials along with labor, capital and land for companies. It is very important to stably secure these input materials in order for the industry to generate additional values. If the supply of industrial water is stopped, it is known damage for the industry is greater than domestic water or agriculture water based on same amount of supply. Like this, the actual value of industrial water has been highly acknowledged from the intuitive perspective, but study on the value and benefits of industrial water has been rarely conducted. Therefore, this study verified the value of industrial water supplied from water resource project, and used marginal production value as a measure to estimate the benefits of industrial water in the analysis of economic efficiency. As a result of empirical analysis using Cobb-Douglas production function and Translog production function, industries' average marginal production value was 5,427KRW/㎥ and 5,583KRW/㎥ respectively. The marginal production value for eleven industries were estimated by using same method. The marginal production value by industries presented by this study will be used as important data to calculate benefits of industrial water in the future. Moreover, the result of this study will provide reasonable criteria for decision making on the allocation of water in emergency situation, and problem of resource supply from water resource project.

공업용수의 수종별 경제적 가치 추정

이주석,박선영,류문현,유승훈,Lee, Joo-Suk,Park, Sun-Young,Ryu, Mun-Hyun,Yoo, Seung-Hoon 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.4

공업용수의 경제적 가치에 대한 정보는 학술적 연구 분야뿐만 아니라 정책평가 영역에서도 광범위하게 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 경제이론에 근거하여 수종별 공업용수의 경제적 가치를 추정하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 전국 국가산업단지 및 지방산업단지 등에 위치한제조업체 1,017개를 대상으로 한 설문조사를 통해 수집한 자료를 이용하여 공업용수의 경제적 가치를 추정을 시도하되 원수 침전수 정수 등 수종별로 구분된 경제적 가치를 도출하고자 하였다. 분석결과, 2010년 말 기준 공업용수의 수종별 한계생산가치는 정수가 1,861.95(원/$m^3$), 침전수가 896.76(원/$m^3$), 원수가 769.24(원/$m^3$)로 추정되었다. 이러한 분석결과는 한국개발연구원이 수자원부문사업의 예비타당성조사 표준지침 수정 보완 연구(제4판)의 보완을 위한 공업용수 공급편익 산정요령 가이드라인(2011)에서 2003년 산업총조사 자료를 이용하여 분석한 결과로 제시한 공업용수 침전수의 한계생산가치885.1원/$m^3$(침전수, 2010년 말기준)과 비교할 때 별 차이가 없다. 이러한 점은 현재 한국개발연구원에서 현재 적용하고 있는 공업용수 침전수의 공급편익 원단위가 적절함을 시사한다. The information on the economic value of industrial water use is widely demanded in policy analysis area as well as academic research area. Therefore, this study attempts to obtain more accurate economic value of industrial water use using the economic theory. To this end, we conducted a survey of 1,017 manufacturing firms and estimated the economic value of industrial water use based on the concept of value of marginal product (VMP). Moreover, this study tried to estimate the VMP of three industrial water types, river water, precipitated water, and purified water. The results show that the VMPs of river water, precipitated water and purified water are estimated to be 769.24 won/$m^3$, 896.76 won/$m^3$ and 1,861.95 won/$m^3$, respectively. The value for the precipitated water found in this study is not significantly different from that (885.1 won/$m^3$) used in the pre-feasibility test implemented by Korea Development Institute (KDI). These imply that the latter is appropriate for evaluating the economic benefit of supplying industrial water, though it is based on 2003 Industry Survey.

공업용수의 소비자 잉여와 경제적 가치 추정

어승섭,유승훈 국토연구원 2010 국토연구 Vol.65 No.-

Industrial water used in the production process as a productive factor raises the economic value. That is, Industrial water is essential element. Therefore, in order to smooth industrial activity investment for water supply must be proceeded effectively. In terms of decision-making related to this, the economic value of the industrial water is used essentially. This study attempts to estimate the consumer surplus and economic value of industrial water for eleven sectors. In this process, information for the price elasticity of demand is based on industry survey data and demand function approach. As a result, the price elasticity of industrial water are all significant at 1% level or 5% level and the price elasticity of industrial water were all negative. Using this result, the consumer surplus in 2009 is estimated as 262 to 385 won per ㎥. Meanwhile, the economic value in 2009 is computed as 985 to 1,241 won per ㎥. The result of this study is containing more reasonable results than the other cases. Also, the economic value of industrial water that is still lacked in the case of the domestic study is identified specifically. That is, through this study, the fact that industrial water supply provide consumer with the considerable economic value and the consumer surplus is confirmed. 공업용수는 생산과정에서 쓰이는 용수로서 생산요소로서의 역할을 통해 경제적 가치를 발생시키는 필수적인 투입요소다. 따라서 원활한 산업활동을 위해서는 용수공급을 위한 투자가 효율적으로 이루어지지 않으면 안 되며, 이와 관련된 의사결정에 있어서 공업용수의 경제적 가치는 필수적으로 이용된다. 이에 본 연구에서는 우리나라 공업용수 공급의 산업별 소비자 잉여 및 경제적 가치를 추정하였다. 이 과정에서 요구되는 가격탄력성에 대한 정보는 산업총조사 자료를 활용하여 직접 수요함수를 추정함으로써 해결하였다. 그 결과 공업용수의 가격탄력성은 모두 1% 및 5% 수준에서 유의한 값이 도출되었으며, 모두 음의 값을 나타내었다. 이를 활용하여 추정된 2009년의 소비자 잉여는 ㎥당 262원에서 385원에 달하였다. 한편 2009년의 경제적 가치는 ㎥당 985원에서 1,241원에 달하는 것으로 분석되었다. 이 결과는 타 연구사례보다 합리적인 결과를 담고 있는 것으로 확인되었다. 또한 국내 연구사례에서는 아직 부족한 공업용수의 산업별 경제적 가치를 구체적으로 확인하였다. 정리하자면, 본 연구를 통해 공업용수 공급이 수용가들에게 적지 않은 소비자 잉여와 경제적 가치를 제공하고 있음을 확인하였다.

공업용수의 수종별 경제적 가치 추정

이주석,박선영,류문현,유승훈 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.4

공업용수의 경제적 가치에 대한 정보는 학술적 연구 분야뿐만 아니라 정책평가 영역에서도 광범위하게 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 경제이론에 근거하여 수종별 공업용수의 경제적 가치를 추정하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 전국 국가산업단지 및 지방산업단지 등에 위치한 제조업체 1,017개를 대상으로 한 설문조사를 통해 수집한 자료를 이용하여 공업용수의 경제적 가치를 추정을 시도하되 원수·침전수·정수 등 수종별로 구분된 경제적 가치를 도출하고자 하였다. 분석결과, 2010년 말 기준 공업용수의 수종별 한계생산가치는 정수가 1,861.95(원/m3), 침전수가 896.76(원/m3), 원수가 769.24(원/m3)로 추정되었다. 이러한 분석결과는 한국개발연구원이 수자원부문사업의 예비타당성조사 표준지침 수정·보완연구(제4판)의 보완을 위한 공업용수 공급편익 산정요령 가이드라인(2011)에서 2003년 산업총조사 자료를 이용하여 분석한 결과로 제시한 공업용수 침전수의 한계생산가치 885.1원/m3(침전수, 2010년 말 기준)과 비교할 때 별 차이가 없다. 이러한 점은 현재 한국개발연구원에서 현재 적용하고 있는 공업용수 침전수의 공급편익 원단위가 적절함을 시사한다. The information on the economic value of industrial water use is widely demanded in policy analysis area as well as academic research area. Therefore, this study attempts to obtain more accurate economic value of industrial water use using the economic theory. To this end, we conducted a survey of 1,017 manufacturing firms and estimated the economic value of industrial water use based on the concept of value of marginal product (VMP). Moreover, this study tried to estimate the VMP of three industrial water types, river water, precipitated water, and purified water. The results show that the VMPs of river water, precipitated water and purified water are estimated to be 769.24 won/m3, 896.76 won/m3 and 1,861.95 won/m3, respectively. The value for the precipitated water found in this study is not significantly different from that (885.1 won/m3) used in the pre-feasibility test implemented by Korea Development Institute (KDI). These imply that the latter is appropriate for evaluating the economic benefit of supplying industrial water, though it is based on 2003 Industry Survey.

산업단지 방류수를 공업용수로 재이용하기 위한 공정 비교 연구

김광덕,김홍태,이태룡,강현성,남태영,서승우,정경호,조영탁 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 추계학술발표논문집 Vol.2014 No.-

산업단지에서 발생되는 폐수는 자체 처리 후 하수처리장으로 연계하거나 산업폐수처리장을 통해 처리 후 방류된다. 산업단지 내 공급되는 공업용수는 인근 정수장에서 1차 처리 된 용수를 공급받고 있으며 세정용, 냉각용, 온ㆍ습도 조절용수 등으로 이용될 정도의 수질을 나타낸다. 제품생산용이나 공정용수의 경우 수질기준이 공업마다 다르기 때문에 일괄적으로 처리하기에는 다소 무리가 있으며 비경제적이다. 따라서 현재 공업용수의 공급 수질기준에 맞추어 효율적이고 경제적인 다양한 처리 방안이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 산업단지에서 발생하는 방류수를 공업용수로 재이용하기 위하여 방류수 수질을 현재 공급되고 있는 공업용수의 수질기준과 비교 분석하고 재이용 방안으로 멤브레인공정과 이온교환공정을 적용하여 처리 수질 및 효율을 비교하였다. 먼저 pH, 총 증발잔류물, 총 경도, 철, 망간, 알칼리도, 염소이온, 탁도의 항목에 대한 산업단지 방류수 수질을 분석한 결과 pH, 철, 망간, 탁도의 경우 공업용수 공급기준과 유사하게 나타났지만 총 증발잔류물, 총 경도, 알칼리도, 염소이온의 경우 높은 농도로 분석되어 처리되어야 할 항목으로 나타났으므로 실험실 규모의 반응조를 설치하여 위 항목에 대한 멤브레인공정과 이온교환공정 실험을 진행하였다. 멤브레인 실험 결과 UF막 실험에서는 전반적으로 제거효율이 낮게 나타나 단독공정으로 적용하기에는 부적합하다고 판단되었고 NF막 실험에서는 총 경도, 총 증발잔류물, 알칼리도, 염소이온 항목에서 모두 좋은 제거 효율을 보였으나 염소이온의 경우 37.9mg/l로 다소 높게 유출되었다. 이온교환수지 실험 결과 양이온교환수지의 경우 총 증발잔류물 556mg/l, 염소이온 238.1mg/l, pH 2.9로 나타나 기준을 만족하지 못하였다. 음이온교환 수지의 경우 염소이온은 8.0mg/l로 처리가 잘 된 반면 pH 12.2, 알칼리도 598mg/l로 높게 나타났으며 총 증발 잔류물과 총 경도제거에도 좋은 효율을 보이지 못하였다. 두 이온교환수지를 2단으로 구성하여 순차적으로 접촉시켜본 결과 모든 항목에 걸쳐 만족스럽게 나타났으며 특히 두 공정 모두 문제가 되었던 pH의 변화도 기준 범위를 벗어나지 않았다.

산업단지 방류수를 공업용수로 재이용하기 위한 공정 비교 연구

김광덕,김홍태,이태룡,강현성,남태영,서승우,정경호,조영탁 한국폐기물자원순환학회 2014 한국폐기물자원순환학회 학술대회 Vol.2014 No.11

산업단지에서 발생되는 폐수는 자체 처리 후 하수처리장으로 연계하거나 산업폐수처리장을 통해 처리 후 방류된다. 산업단지 내 공급되는 공업용수는 인근 정수장에서 1차 처리 된 용수를 공급받고 있으며 세정용, 냉각용, 온・습도 조절용수 등으로 이용될 정도의 수질을 나타낸다. 제품생산용이나 공정용수의 경우 수질기준이 공업마다 다르기 때문에 일괄적으로 처리하기에는 다소 무리가 있으며 비경제적이다. 따라서 현재 공업용수의 공급 수질기준에 맞추어 효율적이고 경제적인 다양한 처리 방안이 필요하다고 할 수 있다. 본 연구는 산업단지에서 발생하는 방류수를 공업용수로 재이용하기 위하여 방류수 수질을 현재 공급되고 있는 공업용수의 수질기준과 비교 분석하고 재이용 방안으로 멤브레인공정과 이온교환공정을 적용하여 처리 수질 및 효율을 비교하였다. 먼저 pH, 총 증발잔류물, 총 경도, 철, 망간, 알칼리도, 염소이온, 탁도의 항목에 대한 산업단지 방류수 수질을 분석한 결과 pH, 철, 망간, 탁도의 경우 공업용수 공급기준과 유사하게 나타났지만 총 증발잔류물, 총 경도, 알칼리도, 염소이온의 경우 높은 농도로 분석되어 처리되어야 할 항목으로 나타났으므로 실험실 규모의 반응조를 설치하여 위 항목에 대한 멤브레인공정과 이온교환공정 실험을 진행하였다. 멤브레인 실험 결과 UF막 실험에서는 전반적으로 제거효율이 낮게 나타나 단독공정으로 적용하기에는 부적합하다고 판단되었고 NF막 실험에서는 총 경도, 총 증발잔류물, 알칼리도, 염소이온 항목에서 모두 좋은 제거 효율을 보였으나 염소이온의 경우 37.9mg/l로 다소 높게 유출되었다. 이온교환수지 실험 결과 양이온교환수지의 경우 총 증발잔류물 556mg/l, 염소이온 238.1mg/l, pH 2.9로 나타나 기준을 만족하지 못하였다. 음이온교환수지의 경우 염소이온은 8.0mg/l로 처리가 잘 된 반면 pH 12.2, 알칼리도 598mg/l로 높게 나타났으며 총 증발 잔류물과 총 경도제거에도 좋은 효율을 보이지 못하였다. 두 이온교환수지를 2단으로 구성하여 순차적으로 접촉시켜본 결과 모든 항목에 걸쳐 만족스럽게 나타났으며 특히 두 공정 모두 문제가 되었던 pH의 변화도 기준 범위를 벗어나지 않았다.

공업용수 수요량 추정과 가격현실화 정책효과 분석

민동기 한국환경경제학회 2005 자원·환경경제연구 Vol.14 No.2

This study reviews various problems associated with the method of estimating the demand for industrial water that was employed in the Water Vision 2020 and it suggests an alternative econometric method. Comparing with the data cited in the Report on Industrial Census, estimates obtained by employing the concept of demand function are more exact compared to those offered by the Water Vision 2020. The amount of industrial water in 1998 was estimated at 2.8 billion tons decreasing by 2003. By employing the concept of demand function, this study shows that the amount of industrial water was 2.1 billion tons in 2003 while according to the Water Vision 2020 it amounted to 3.3 billion tons in 2001. Thus, it appears that the amount of industrial water in the Water Vision 2020 has been overestimated. This study also shows that the industrial water demand can be controlled by means of certain pricing policies. Finally, we argue that the demand for industrial water should be estimated by taking account of economic variables such as water price and output. 공업용수 수요량 예측방법으로 현재 사용되고 있는 부지면적원단위법의 문제점을 분석하고 이에 대한 대안으로 수요함수를 이용하는 방법을 분석한다. 실제 조사 자료인 산업총조사보고서의 자료와 비교하면 최근의 공업용수 수요량은 부지면적 원단법의 수요량 예측치보다는 본 연구에서 사용한 수요함수를 이용하여 추정한 수요량 예측치가 훨씬 더 정확하게 추정되었음을 보여준다. 그리고 가격 변화에 따른 수요량 변화 효과가 상당함을 보이고 있으므로 공업용수 수요량 관리를 위한 가격정책의 유효성을 보여준다. 따라서 향후 공업용수 수요량 추정에서는 부지면적원단위법보다는 용수 가격 및 산출량 등 경제적인 변수를 고려한 수요함수를 이용하는 것이 바람직하다.

실시간 공업용수 추세패턴 모형개발 및 GIS 연계방안

김성훈(Kim, Seong Hoon) 대한공간정보학회 2011 대한공간정보학회지 Vol.19 No.3

본 논문의 목적은 공업용수 사용 추세패턴 모형을 개발하고 개발된 모형이 GIS시스템내에서 활용될 수 있는 청사진을 제시하는데 있다. 연구내용은, 사용데이터의 수집을 위해 실시간 모니터링 테크닉이 도입되었고 실시간 데이터는 5분단위로 센서 및 현장서버로부터 관리서버로 전송되었다. 취득된 데이터는 선택된 다항식에 대입되었고 결과로 요일별, 각 월의 일평균 수요모형들이 개발되었다. 도출된 모형들은 일련의 검증과정을 거쳐 최종 모형으로 압축선택되며 평균모형으로 변환되었다. 변환된 평균모형의 도식화를 통해 공업용수 수요패턴분석이 이루어졌다. 연구결과로, 수요패턴은 상당한 일관성을 보이고 있어 확률높은 요일별, 또는 계절별 수요예측이 가능하다는 결론이 도출되었다. 또한 이러한 예측모형을 활용할 정보화도구로서 GIS의 활용방안이 제시된다. The purpose of this study is to develop a series of trend analysis models for industrial water consumption and to propose a blueprint for the integration of the developed models with GIS. For the consumption data acquisition, a real-time sensing technique was adopted. Data were transformed from the field equipments to the management server in every 5 minutes. The data acquired were substituted to a polynomial formula selected. As a result, a series of models were developed for the consumption of each day. A series of validation processes were applied to the developed models and the models were finalized. Then the finalized models were transformed to the average models representing a day’s average consumption or an average daily consumption of each month. Demand pattern analyses were fulfilled through the visualization of the finally derived models. It has founded out that the demand patterns show great consistency and, therefore, it is concluded that high probability of demand forecasting for a day or for a season is available. Also proposed is the integration with GIS as an IT tool by which the developed forecasting models are utilized.

연구 논문 : 공업용수 수요량 추정과 가격현실화 정책 효과 분석

민동기 ( Dong Ki Min ) 한국환경경제학회 한국자원경제학회 2005 자원·환경경제연구 Vol.14 No.2

공업용수 수요량 예측방법으로 현재 사용되고 있는 부지면적원단위법의 문제점을 분석하고 이에 대한 대안으로 수요함수를 이용하는 방법을 분석한다. 실제 조사 자료인 산업 총조사보고서의 자료와 비교하면 최근의 공업용수 수요량은 부지면적 원단법의 수요량 예측치보다는 본 연구에서 사용한 수요함수를 이용하여 추정한 수요량 예측치가 훨씬 더 정확하게 추정되었음을 보여준다. 그리고 가격 변화에 따른 수요량 변화 효과가 상당함을 보이고 있으므로 공업용수 수요량 관리를 위한 가격정책의 유효성을 보여준다. 따라서 향후 공업용수 수요량 추정에서는 부지면적원단위법보다는 용수 가격 및 산출량 등 경제적인 변수를 고려한 수요함수를 이용하는 것이 바람직하다. This study reviews various problems associated with the method of estimating the demand for industrial water that was employed in the Water Vision 2020 and it suggests an alternative econometric method. Comparing with the data cited in the Report on Industrial Census, estimates obtained by employing the concept of demand function are more exact compared to those offered by the Water Vision 2020. The amount of industrial water in 1998 was estimated at 2.8 billion tons decreasing by 2003. By employing the concept of demand function, this study shows that the amount of industrial water was 2.1 billion tons in 2003 while according to the Water Vision 2020 it amounted to 3.3 billion tons in 2001. Thus, it appears that the amount of industrial water in the Water Vision 2020 has been overestimated. This study also shows that the industrial water demand can be controlled by means of certain pricing policies. Finally, we argue that the demand for industrial water should be estimated by taking account of economic variables such as water price and output.