Exploring factors influencing air quality performance

Abstract

현대 사회에서 대기오염은 단순히 환경문제로 국한되는 것이 아니라 정치경제 등 사회의 다양한 측면에서 심각한 문제로 대두되며 특히 인간의 생존과 건강에 큰 위협을 주고 있다. 이와 관련하여 본 연구의 목적은 환경성과지표(EPI) 중 대기 질 성과에 영향을 미치는 요인을 사회경제적요인과 공간효과를 중심으로 분석하는 것이다. 본 연구는 확장된 STIRPAT(Stochastic Impacts by Regression on Population, Affluence, and Technology) 모형을 분석의 틀로 설정하여 100개 국가에 대한 2007년부터 2014년까지의 패널 데이터를 활용한다.

본 연구의 실증 분석은 크게 두 부분으로 구성된다. 첫 번째 절에서는 분석에 포함된 100개국, 34개 OECD 국가 및 66개 비-OECD 국가에 대한 공간효과를 고려하지 않은 패널 분석을 실시한다. 분석 결과, 국가의 개발 정도에 따라 대기 질 성과에 미치는 사회경제적요인이 상이하다고 나타난다. 한편 두 번째 절에서는 공간가중행렬을 구축한 후 공간자기회귀모형(spatial autoregressive model: SAR)과 공간오차모형(spatial error model: SEM)을 사용하여 공간 효과가 고려되었을 때 사회경제적요인과 대기 질 성과 간의 관계를 파악한다.

전역적 모란지수와 국지적 모란지수 값이 통계적으로 유의하게 나타나 본 연구는 대기 질 성과에 공간자기상관이 존재함을 확인한다. 공간패널분석 결과, 도시화, 제조업 및 서비스 산업, 화석 연료 사용률, 인구밀도 및 자동차 수가 통계적으로 유의한 변수로 나타났으나 이 중 두 공간 모형에서 공통적으로 유의한 변수는 도시화, 제조업 및 화석 연료 사용률로 밝혀진다.

한편 보다 상세한 분석을 위해 대기 질 성과의 하위 지표인 초미세먼지 노출도에 대한 별도의 분석을 수행한다. 분석 결과 초미세먼지 노출도에도 공간자기상관이 통계적으로 유의한 수준에서 존재하고 있으며 제조업과 화석 연료 사용률이 초미세먼지 노출도에 가장 중요한 영향을 미치는 사회경제적요인으로 나타난다.

따라서 본 연구는 대기 질 성과를 개선하고 초미세먼지 노출도를 감소하기 위해 국가 간 협력을 도모하고 국제 환경 협약의 법적 권한을 보다 강화할 필요가 있다는 시사점을 제시한다. 또한 에너지 효율성 및 대기 오염 배출 감축 기술에 대한 R&D 투자가 보다 확장되어야 하며 재생에너지로의 전환이 필요하다는 결론을 내린다.

Given its profound impacts in the modern era, air pollution is no longer merely an environmental issue

it has become a serious problem in diverse aspects of society such as politics and economy and has particularly become a risk to human survival and health. In this regard, this study aims to examine factors influencing air quality performance, which is drawn from the Environmental Performance Index, by focusing on socio-economic factors and spatial effects. The extended STIRPAT model is employed as an analytical framework and a panel data set of 100 countries from 2007 to 2014 is used.

The empirical analysis of the study is broadly composed of two sections. The first section examines the panel data without spatial effects for all 100 observed countries, 34 OECD countries and 66 non-OECD countries. Results suggest that socio-economic factors of air quality performance are different according to the countrys level of development. The second section, in contrast, constructs a spatial weight matrix and further investigates the relationship between socio-economic factors and air quality performance with spatial effects by conducting a spatial autoregressive model (SAR) and a spatial error model (SEM).

The global Morans I and the LISA tests confirm the presence of spatial autocorrelation in air quality performance. Results of the spatial panel analyses indicate that urbanization, manufacturing and service industry, fossil fuel consumption, population density and the number of cars are statistically significant variables of air quality performance. Among these, however, only urbanization, manufacturing and fossil fuel are found to be constant in both spatial models. To better understand a complex relationship between human activities and environmental impacts, a separate analysis for exposure to PM2.5, which is an indicator under the air quality performance, is conducted as well. Findings show that manufacturing and fossil fuel are the most decisive factors of exposure to PM2.5.

These findings imply that cooperation among neighboring countries and strengthening the legal rights of international environmental agreements are essential in order to improve the air quality performance and to reduce the level of exposure to PM2.5. In addition, investments in R&D for technologies to enhance energy efficiency and to reduce pollutant emissions should be expanded and a transition to renewable energy is also necessary.