Investigating the Relationship between ICT Investment and Energy Use and its Impact on Productivity

Abstract

전세계적으로 에너지 소비량은 지속적으로 증가하고 있다. 미국 EIA (2011)는 2035년 전세계 에너지 소비량은 2011년 대비 53% 증가할 것이라고 예측한 바 있다. 이러한 에너지 수요의 증가는 환경 및 에너지원의 가용성을 비롯하여 발전에 필요한 1차에너지 수급에 부정적인 영향을 미칠 것이다. 특히 한국은 1차에너지 수요의 전량을 수입에 의존하고 있으므로, 전기수요 증가는 에너지자립도 악화의 주요한 요인이 된다. 본 연구는 1980년부터 2009년까지 한국 30개 산업 부분에 대하여 여러 생산요소가 에너지의 수요, 공급 및 시장에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 이 때, 정보통신기술(ICT)이 에너지 수요에 미치는 영향을 중점적으로 분석하였다. 특정 생산요소는 조정비용(adjustment cost) 없이는 단기에 투입량을 변화시키기 어려우므로, 분석에는 단기의 생산요소 투입에 대한 의사결정을 고려한 동태적요소수요모형(dynamic factor demand model)을 사용하였다. 본 학위논문의 목적은 첫째 한국 30개 산업 부문의 생산성에 미치는 생산요소들의 구조를 연구하는 것이며, 특히 ICT와 에너지 간 관계 및 ICT가 총요소생산성(TFP)에 미치는 영향을 분석하는데 중점을 두었다. 도출된 각 산업부문의 생산성은 산업 정책의 설계, 공공자원의 배분, 생산성 증진 정책의 수립 등에 대한 중요한 참고자료로 사용될 수 있을 것이라 기대된다. 본 학위논문의 주요한 결과는 다음과 같이 요약된다. 첫째, ICT자본과 비 ICT자본은 노동과 에너지의 대체재로 나타났다. 둘째, ICT자본재가 생산량 및 노동생산성 증가에 유의하게 기여하는 것으로 분석되었다. 셋째, 한국의 산업 부문에서는 높은 생산량 증가율과 규모의 경제가 관찰되었으며, 이들은 기술진보보다 총요소생산성 증가에 더 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 후속 연구에서는 각각의 에너지원이 생산에 미치는 영향을 분해하여 대체효과를 더욱 명확하게 도출할 것이며, ICT의 도입이 에너지 절약에 직접적으로 미치는 영향을 분석할 예정이다.

The overall consumption of energy worldwide is continuously increasing. According to the International Energy Outlook Report published in 2011 by the U.S. Energy Information Administration (EIA), energy consumption will increase worldwide by 53% in 2035. This steady increase in energy demand will negatively affect the environment and the availability of depletable energy sources of fuel, or more specifically, the primary energy needed to produce energy output such as electricity. South Korea imports all its primary energy leading to high dependency and vulnerability related to the energy supply. This quantitative research study investigates the impact that different input factors of production have on the market, as well as consumer and producer characteristics on energy demand in 30 industrial sectors for South Korea over the period 1980–2009, with a special emphasis on the effects of Information and Communication Technology (ICT) investment on the demand for energy. A dynamic factor demand model is applied to link inter-temporal production decisions by explicitly recognizing that the level of certain factors of production cannot be changed without incurring some costs, so called adjustment costs, and are defined in terms of forgone output from current production. The objective is to examine the structure of factors affecting productivity in these industries. In particular, the focus is on the ICT-energy relationship and their effects on the total factor productivity (TFP) growth. The results are expected to reveal the state of productivity in each individual industry, which is an important basic knowledge for policy makers in designing industrial policy and allocating public investment and supports. The results of this study are expected to give useful information to policy makers who attempt to promote productivity in the industries covered and at the national level. The findings reveal that ICT and non-ICT capital investments are substitutes for labor and energy inputs. There is a significant contribution of ICT capital in both output and labor productivity growth when considering the rate of ICT capital in the capital-investment ratio. The results demonstrate a high output growth rate and increasing returns to scale, in which its effects are higher than technological progress in the TFP component. Future studies will need to decompose the aggregated figures of the energy input by the different types of energy in order to evaluate their individual effects on industrial production, specify the substitution effects more precisely, and to consider the direct ICT effects on energy conservation more effectively.