Three Essays on Energy and Environmental Economics and Policy in Korea: Public Preference for a Fuel-cell Electric Vehicle, Public Acceptance of Offshore Wind Power, and Public Value of Designating a Marine Protected Area : 에너지환경 경제 및 정책에 대한 3개의 소논문 : 수소연료전지 자동차에 대한 선호, 해상풍력의 대중 수용성, 해양보호구역 지정의 공익적 가치

국문 초록 (Abstract)

전 세계적으로 기후위기에 대응하기 위한 정책이 활발하게 수행되고 있으며 한국도 예외가 아니다. 국내에서는 에너지, 환경, 해양 등 다양한 분야에서 기후 변화 대응을 위한 탄소배출 저감 및 환경 보호 정책이 수립되고 있다. 수립된 정책이 성공적으로 수행되기 위해서는 대중의 지지가 필수적이다. 그렇기 때문에 정책결정자들에게는 공공 정책이 제공하는 편익과 대중의 수용성에 대한 정보가 필요하다. 본 논문은 에너지환경 경제 및 정책에 대한 정량적인 정보를 제공하는 3개의 소논문으로 구성되어 있다.
첫번째 소논문에서는 연료전지 자동차에 대한 대중의 선호를 선택실험법(CE, Choice Experiment)을 적용하여 도출하였다. 연료전지 자동차의 세부 속성으로는 연비 향상, 수소 충전소 접근성 향상, 대기오염물질 및 이산화탄소 배출량 저감, 차량의 형태가 고려되었다. 각 속성과 차량 구입에 대한 가격 프리미엄의 상충관계를 평가하기 위해 전국 1,000명을 대상으로 CE 조사를 일대일 개별면접 조사 방식으로 수행하였고 혼합로짓(ML, Mixed Logit)모형을 적용하였다.
분석결과 각각의 속성에 대한 한계지불의사액(MWTP, Marginal Willingness to Pay)은 다음과 같이 도출되었다. 연비 1㎞/L 상승, 수소 충전소 접근성 1%p 개선, 대기오염물질 및 이산화탄소 배출량 1%p 감소, 차량 형태가 세단이 아닌 SUV인 경우에 대한 MWTP는 각각 133만원, 28만원, 298만원, 1,047만원으로 도출되었다. 이러한 결과는 연료전지 자동차 보급 확대를 위한 보조금 지급 정책 등 세부 정책을 수립하고 시행할 때 유용한 정보로 활용될 수 있다.
두번째 소논문에서는 대규모 해상풍력단지 건설사업에 대한 대중의 수용성을 조사하고 서열프로빗 모형을 적용하여 개인별 특성이 그 수용성에 미치는 영향을 분석하였다. 정부는 2016년 2.2%에 불과한 재생에너지 발전량 비중을 2030년까지 20%로 늘리는 재생에너지 3020 이행계획을 추진하고 있으며 이에 따라 전라북도 위도 남동쪽 해상에 총 2.46GW 규모의 해상풍력발전기를 설치하는 서남해 해상풍력 개발사업이 현재 진행되고 있다. 그러나 2020년 완공을 목표로 하였던 서남해 해상풍력 개발사업은 토론회가 시작된 2011년부터 주민들의 반대로 인해 수차례 사업이 중단되는 난항을 겪었다. 해당 사업에 대한 대중 수용성은 사업의 원활한 추진을 위해 매우 중요한 요소이며 이에 대한 정보가 필요하다. 따라서 본 소논문에서는 서남해 해상풍력 개발사업에 대한 대중 수용성을 조사하고 영향요인을 분석하였다.
이를 위해 무작위로 선정된 1000명을 대상으로 서남해 해상풍력 개발사업에 대한 수용성을 묻는 전국조사를 시행하고, 서열 프로빗(ordered probit) 모형을 적용하여 응답자의 개별 특성과 서남해 해상풍력 개발사업에 대한 수용성 사이의 관계를 분석하였다. 분석 결과 전체 응답자 중 43.3%는 서남해 해상풍력 개발사업에 대해 찬성하였고 23.8%는 반대의견을 나타냈다. 응답자들의 개별 특성 중 서남해 해상풍력 개발사업에 대한 수용성에 영향을 미치는 요인을 분석한 결과 가구 소득이 높을수록, 수도권에 거주할수록, 가정용 태양광을 설치한 경우, 전력사용량이 적을수록, 천연가스 발전량의 적정 비중을 높게 생각할수록, 정치적인 성향이 진보에 가까울수록 서남해 해상풍력 개발사업에 찬성하는 것으로 나타났다. 또한 성별, 교육, 연령은 개인의 서남해 해상풍력 개발사업에 대한 수용성에 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 서남해 해상풍력 개발사업에 찬성하는 사람이 반대하는 사람보다 더 많기에 해당 사업을 추진하는 것이 바람직하다고 결론지을 수 있지만 반대하는 국민들을 효과적으로 설득하는 조치가 필요할 것이다.
세번째 소논문에서는 자란만을 해양보호구역으로 지정하는 것에 대한 공익적 가치를 조건부 가치측정법(CV, Contingent Valuation)을 통해 추정하였다. 생물다양성은 지구 기후변화에 대응하고 지속 가능한 에너지 자원을 확보하는 핵심 요소다. 멸종의 주요 원인은 서식지 파괴이므로, 보호 구역을 지정하는 것은 종의 서식지를 보호하는 가장 효과적인 방법이다. 따라서 해양수산부는 매년 해양보호구역을 지정하고 있으며 최근에는 보호대상해양생물인 상괭이가 자주 발견된 경상남도 고성군 자란만 해역 2000ha를 해양보호구역으로 지정하는 것을 고려하고 있다. 해양보호구역의 지정 및 관리를 위해서는 많은 재원의 투입이 필요하므로 해당 정책의 필요성 및 중요성을 평가하기 위해서는 자란만의 해양보호구역 지정에 대한 편익의 정량적 정보가 필요하다.
자란만 2000ha 면적을 해양보호구역으로 지정하는 것에 대한 편익을 추정하기 위해 2019년 7월 한 달간 전국 1,000가구를 대상으로 일대일 대면조사를 실시하였다. 연간 소득세 추가금액을 통한 지불의사액을 1.5경계 양분선택형 질문방식을 사용하여 조사하고, 0의 지불의사를 다루기 위해 스파이크 모형을 적용하였다. 자란만 2000ha 면적을 해양보호구역으로 지정하는 것에 대한 평균 지불의사액은 가구당 연간 2,665원(2.27달러)으로 추정되었으며, 이는 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하다. 이를 국민 전체로 확대하면 자란만의 해양보호구역 지정에 대한 가치는 연간 532억원에 달한다. 즉 우리나라 국민들이 자란만의 해양보호구역 지정 및 관리에 상당한 가치를 부여하고 있다고 할 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This dissertation contains three essays: first, public preference of a fuel-cell electric vehicle is investigated by using choice experiment (CE); second, public acceptance of offshore wind power is assessed by using data from a nationwide survey of 1,000 individuals; third, a contingent valuation (CV) is applied to investigating economic benefits of designating Jaran Bay as a marine protected area in Korea.
The first essay tries to look into the willingness to pay for a fuel-cell electric vehicle (FCEV). Four attributes chosen in this essay are improvement in fuel efficiency, improvement in hydrogen station accessibility, decrease in air pollutants and carbon dioxide emissions, and vehicle type. The potential consumers’ trade-offs amidst each of the attributes and price were evaluated in the CE survey of 1,000 people during May 2017 using a random utility maximization model. The CE data were examined through a Bayesian approach to the mixed logit model. The marginal values for a 1 km/L increase in fuel efficiency, a 1%p improvement in hydrogen station accessibility, a 1%p decrease in air pollutants and carbon dioxide emissions, and the shift from sedan to sport utility vehicle are computed to be KRW 1.33 million (USD 1,182), 0.28 (249), 2.98 (2,649), and 10.47 (9,307), respectively. These results can be useful for policy-making and decision-making regarding the FCEVs. For example, they can provide information on how much value potential consumers place on a new FCEV.
The second essay reports on the public acceptance of a large-scale offshore wind power project using data from a nationwide survey of 1,000 individuals asking their opinion about the project through a Likert five-point scale. To this end, an ordered probit model is applied to analyze the determinants of pros and cons of the project. Of the respondents, 43.3% agreed to the project and 23.8% disagreed to that. Overall, South Koreans are supportive of the project. The results show that people who live in the Seoul Metropolitan area, those who are richer than others, those who has installed solar power facility for family use, those who consider the level of proper ratio of natural gas generation to be high, and/or those who are politically progressive are more supportive of the project than others. On the other hand, the respondents using more electricity tend to oppose the project than others. These findings could be used as an important reference in the government’s push for the project.
The third essay attempts to apply a CV to invest economic benefit for designating Jaran Bay, the habitat of the endangered marine species, Neophocaena asiaeorientalis, as a marine protected area. The Government needs information about public acceptance and the economic benefits of the designation. To unveil the information, this article aims to examine the public willingness to pay (WTP) using a contingent valuation based on a nationwide survey of 1,000 households. As a WTP elicitation method, the one-and-one-half-bounded question format of asking an interviewee whether she/he has the intention of paying a presented bid through annual income tax was adopted. The WTP for the designation was statistically significantly estimated to be KRW 2,665 (USD 2.27) per year per household. The estimate of the annual national value amounted to KRW 53 billion (USD 45.30 million). This value is by no means small, but it would take a huge amount of effort to elicit public consensus on the designation considering that a significant proportion of respondents (64.4%) revealed zero WTP.

목차 (Table of Contents)

• SUMMARY iv
• LIST OF TABLES vii
• LIST OF FIGURES viii
• OVERALL INTRODUCTION 1
• Volume I Willingness to pay for fuel-cell electric vehicles in South Korea 4
• 1. Introduction 4
• 2. Literature review 7
• 3. Methodologies 9
• 3.1. Methodology 9
• 3.2. CE approach 10
• 3.3. Attributes 11
• 3.4. Survey instrument and method 14
• 3.5. Utility function 15
• 3.6. Model of obtaining utility function 16
• 4. Results and discussion 18
• 4.1. Results 18
• 4.2. Discussion 20
• 5. Conclusions 24
• Volume II Public acceptance of a large-scale offshore wind power project in South Korea 26
• 1. Introduction 26
• 2. Methodology 30
• 2.1. Gathering opinions about the project pros and cons 30
• 2.2. Factors affecting pros and cons about the project 31
• 2.3. Ordered probit model 35
• 3. Results and Discussion 38
• 3.1. Data 38
• 3.2. Pros and cons about the project 39
• 3.3. Results of estimating the ordered probit model 40
• 3.4. Discussion of the results 42
• 4. Conclusions 45
• Volume III What do we know about public acceptance of designating marine protected area The case of Jaran Bay in South Korea 47
• 1. Introduction 47
• 2. Methodology 50
• 2.1. Method: Contingent valuation technique 50
• 2.2. Survey questionnaire and field survey 53
• 2.3. How to elicit williningness to pay responses 55
• 2.4. Econometric model for analyzing the willingness to pay responses 58
• 3. Results 60
• 3.1. Data 60
• 3.2. Estimation results 64
• 3.3. Discussion of the results 67
• 4. Conclusions 71
• OVERALL CONCLUSION 74
• References 77
• 국문초록 91