<C1A4C3A5BFACB1B85F D303828C0CCBFECBCBA295FC3D6C1BE5B315D5F BCF6C1A42E687770>

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5 발간사 우리나라의경제성장에있어서지식기반의성장패턴이중요해지면서정부부처들은 R&D 투자와혁신이가져오는경제적인효과에주목하기시작하였다. 경제성장모형에있어서도이미 1970 년대와 1980 년대내생적성장모형에대한논의가높아지면서 R&D 투자와혁신이경제성장에있어서하나의성장동력으로서어떠한역할을하는가에대한논의가오랜기간동안진행되어왔다고할수있다. 이러한중요성에비해서기존의우리나라의거시경제예측모형과연산균형모형의경우에 R&D 투자나혁신이가지는경제에서의역할에크게주목하지않았으며 R&D 투자와혁신이다른경제변수들과어떠한메카니즘을가지고상호작용을하며이를통해서나타나는거시경제변수들에미치는영향에대한종합적인관점을갖는데한계를가지고있었다. 기존의기술경제에서의논의에서도 R&D 투자나혁신이경제활동에미치는영향이나혁신활동의결정요인에대한이론적, 실증적연구들이있어왔지만이를종합적인관점에서거시경제모형과연산균형모형이라고하는경제전체모형안에서의내생적상호작용을고려하지않음으로서한계점을가지고있었다고할수있다. 본연구는이러한기술경제연구의한계점과기존의한국에서의거시모형의 R&D 투자와혁신에대하여고려하지않았던한계점들을극복하고거시경제전체모형에서이들 R&D 투자와혁신이가지는영향을측정하고자노력하였다. 이번연구는 3차년도연구의첫해이며 R&D 투자를고려한거시경제모형과 CGE 모형구축이첫번째목적이다. 이후에는보다세부적인측면에서의모형의세분화와안정성검증, 다양한시나리오구성, 국가혁신체제관점의보강등을통해서정부의 R&D 투자나기술혁신지원제도가가지는효과들을추정하고매년차년도연구개발투자의전망을제시하고자한다. 이번연구에서는 2013 년도전체연구개발투자와민간연구개발투자규모전체에대한전망만을제시하였지만차년도부터는산업별전망을포함하게될것이다.

6 본연구를통해서제시된전망과정부의혁신정책이미치는효과에대한추정이새로이출범하는신정부의미래창조과학부의종합적인과학기술혁신정책의수립에기여하게되기를바란다. 2012년 12월과학기술정책연구원원장송종국

7 요약 1 요약 1. 서론 연구의목적 지식 R&D 투자에기반한거시계량경제모형과연산균형모형 (CGE) 의개발 - 우리나라과학기술의장 단기적경제적파급효과분석과시뮬레이션추정을제시하고거시계량모형을제안하여우리나라의미래과학기술투자예측과전망을가능하도록함 거시계량경제모형과연산균형모형 (CGE) 의장 단점비교분석을통한차별화 - 거시계량경제모형은정책파급효과분석과거시경제전망에주로활용되어왔는데거시경제들간의상호작용에대한행태방정식의설정에의해서경제변수간상호인과관계규명이명확하여정부정책파급효과를거시적으로파악하는데적합 - 이와더불어거시계량경제모형은변수간상호인과관계를바탕으로단기적인미래전망을할수있으며예측모형으로도많이활용 - CGE 모형은매우복잡한산업간연계효과를모두감안할수있고장기적인파급효과분석이용이하다는장점이있는반면, 거시경제변수간인과관계가불명확하고정부정책변수가파급되는경로를파악하기어렵다는점과거시경제전망이불가능하다는등의단점을보임 - 따라서거시경제계량모형과 CGE 모형을모두구축함으로서과학기술정책이가지는파급효과에대한단기및중장기분석, 그리고연구개발투자전망을포함한거시경제예측을모두가능하게함

8 2 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 연구의구성 2장에서우리나라의대표적인거시경제모형들을비교분석하고 3장에서거시경제모형설정과행태방정식추정, MAE(Mean absolute error) 정합성검증, 정책시나리오에따른 R&D 투자의경제적파급효과분석과 2013 년연구개발투자전망을제시 4장에서지식기반 CGE 에대한국내외문헌을분석하고 5장에서지식기반사회회계행렬과지식스톡, 지식기반생산함수추정과지식기반 CGE 모형을추정하고장기시나리오를분석함. 6장은연구의의와한계및정책적시사점을제시 < 본연구의구성및흐름도 >

9 요약 3 2. 거시경제모형의기존문헌 거시경제모형의비교 우리나라의거시경제모형을운용하고있는대표적인정부와민간연구소 ( 한국은행, KDI, KIET, KERI, STEPI) 의모형별특징과행태방정식을비교분석 행태식정의식 한국은행 KDI KIET KERI STEPI ( 장기행태식포함 : 39) 4, ( 각산업별방정식포함 ) 내생변수 , 외생변수 < 거시계량경제모형의행태식및변수비교 > 11 ( 산업별포함시 163) 자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 / 신석하 (2005), 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석 / 조경엽외 (2011), KERI 2010 한국경제거시계량모형 / 이진면외 (2007), KIET 산업경제계량모형 / 신태영 박영무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석의내용을바탕으로정리함. < 산업연구원산업거시경제계량모형 > 자료 : 이진면외 (2007), KIET 산업경제계량모형 내용을바탕으로재구성함

10 4 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 STEPI(1998) 모형의특징 - 거시경제예측을주목적으로하는다른기관들의모형과달리유일하게 R&D 투자의경제적효과를내생화한모형인 STEPI 모형 ( 신태영 박병무, 1998) 은공급부문에서잠재 GDP 가결정될수있도록구조화함으로써경제활동이모형내에서균형을찾아갈수있도록하였고, 특히연구개발활동이총요소생산성을통해서잠재 GDP 에영향을미치도록설계 - 연구개발투자가민간이나정부에서이루어지면단기적으로는수요에충격을주어실질GDP 가증가하게되나, 장기적으로연구개발투자는연구개발스톡을형성하여잠재GDP 에영향을주고 GDP 갭을확대시켜임금과물가에영향을미치고, 경제의조정과정에따라각부문에영향을주게됨 <STEPI(1998) R&D 기반거시경제계량모형 > 자료 : 신태영 박병무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석내용을바탕으로재구성함

11 요약 5 3. 거시계량모형구축 거시계량모형의구성 본모형은최종수요 재정부문, 대외거래부문, 금융부문, 고용 임금부문, 잠재GDP 및스톡부문, 물가부문등 6개부문으로구성 - 전체적으로정의방정식 28 개, 행태방정식 38 개, 총 66 개의방정식으로구성된중규모거시경제계량모형임 - 정의방정식은총 28개방정식으로최종수요부문 5개, 대외거래 8개, 고용 / 임금 10개, 잠재 GDP 및스톡 5개로구성 - 행태방정식은최종수요부문 8개, 대외거래부문 12개, 금융부문 2개, 고용 / 임금 7개, 잠재 GDP 및스톡 2개, 물가부문 7개의방정식으로구성 <STEPI (2012) 거시경제모형변수간관계및흐름도 >

12 6 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 모형의특징 기술경제이론과내생적성장모형특성을반영하여 R&D 투자가공급및수요측면전반에영향을미치도록모형을설계 - 본모형의특징은거시경제예측을주목적으로하는기존의우리나라거시경제모형들의특성을대부분반영하면서연구개발투자가공급측면과수요측면에있어서거시경제주요변수들에영향을미친다는내생적성장이론과기술경제학연구들을반영 - 공급측면에서기존의 STEPI(1998) 모형과마찬가지로잠재 GDP 에대한영향을바탕으로 GDP 갭과물가에영향을미침으로서거시경제에파급되는효과를반영할뿐만아니라연구개발투자가설비투자와대외수출물량, 수출단가에직접적인영향을미침으로서경제의수요측면에도영향을준다는기존의기술경제분야연구결과들을반영 <STEPI 거시경제모형의정의방정식 > 최종수요및재정대외거래고용 / 임금 정의방정식 새모형 GDP = 내수 ( 민간소비 + 건설투자 + 설비투자 + 정부지출 )+ 외수 ( 상품수출 + 서비스수출 )-상품수입-서비스수입 + 재고및통계불일치 국내수요 = 민간소비 + 설비투자 + 건설투자 + 정부지출 해외수요 = 상품수출 + 서비스수출 총고정투자 = 설비투자 + 건설투자 총연구개발투자 = 민간부문연구개발투자 + 정부연구개발투자 상품수출 ( 금액 ) = 상품수출 ( 통관, 물량 )x( 수출단가 /100) 상품수출 (GDP 기준 ) =( 상품수출 ( 통관 )x원달러환율)/( 상품수입디플레이터 /100)/1000 상품수입 ( 금액 ) = 상품수입 ( 통관, 물량 )x( 수입단가 /100) 상품수입 (GDP 기준 ) =( 상품수입 ( 통관 )x원달러환율)/( 상품수입디플레이터 /100)/1000 교역조건 =( 수출단가 / 수입단가 )x100 경상수지 = 상품수지 + 서비스수지 + 소득및경상이전수지 상품수지 = 수출 ( 국제수지기준 )-수입( 국제수지기준 ) 서비스수지 = 서비스수출-서비스수입 경제활동인구 = 취업자수 + 실업자수 실업률 = 실업자수 / 경제활동인구x100 시간당임금 =(1인간총임금 /1인당총근로시간 )*

13 요약 7 잠재 GDP 및스톡 정의방정식 새모형 총근로시간 =(1인당총근로시간 * 총취업자수 )/1000 노동생산성 =GDP/ 총근로시간 단위노동비용 =( 시간당임금 / 노동생산성 ) 자연실업률하취업자수 = 경제활동인구 *(1-( 자연실업률 /100)) 자연실업률하총근로시간 =(1인당근로시간 5년이동평균 * 자연실업률하취업자수 )/1000 설비투자조정압력 =GDP 증가율-고정자본형성증가율 총연구개발투자 =( 민간부문 + 공공부문 ) 연구개발스톡 연구개발스톡 =( 총연구개발투자 / (GDP 디플레이터 /100))+( )* 전기연구개발스톡 자본스톡 = 총고정투자 +(1-0.04)* 전기자본스톡 잠재 GDP = 총요소생산성 5년이동평균 + 실제노동소득분배율 * 자연실업률하총근로시간 +(1-실제노동소득분배율 )* 자본스톡 GDP 갭 =GDP- 잠재GDP <STEPI 거시경제모형의행태방정식 > 행태방정식 더미변수 최종수요및재정 대외거래 민간소비지출 f(gni, 3년만기회사채수익률, 취업자수 ) - GNI f(gdp, 교역조건 ) - 설비투자 f(gdp, 원달러환율, 총연구개발투자 ) 건설투자 f(gdp, 3 년만기회사채수익률 / 소비자물가 ) 민간연구개발투자 - 산업별 재고및통계불일치 f(gdp, 정부연구개발투자 ) step98 f(( 민간소비 + 상품수출 + 서비스수출 ), 상품수입, 소비자물가, 3 년만기회사채수익률, gdp 갭, 재고및통계불일치 (-1, -2)) trend*step98 spike98 trend*step98 spike98 정부지출 f( 작년정부지출 ) - 정부수입 f(gdp, GDP 디플레이터, 정부지출 ) period9899 원달러환율 f( 원달러환율 (-1), 경상수지 ) step97,spike98 소득및경상이전수지 f(gni, 원달러환율, 상품수출 입 ( 국제수지기준 ), 서비스수출 입 ) - step95 상품수출 ( 물량 ) f( 세계수입물량, 원 / 달러환율, 총연구개발투자 ) period9697 상품수입 ( 물량 ) f( 내수, 원 / 달러환율 ) step98 (imp_amount)

14 8 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 행태방정식 더미변수 상품수출 ( 국제수지기준 ) f( 상품수출 ( 금액 )) 상품수입 ( 국제수지기준 ) f( 상품수입 ( 금액 )) 서비스수출 f( 상품수출 ( 물량 )+ 상품수입 ( 물량 ), 총연구개발투자 (-1) step98 서비스수입 f( 상품수출 ( 물량 )+ 상품수입 ( 물량 )) step95 서비스수출 (gdp 기준 ) f( 서비스수출 * 원달러환율, 서비스수출디플레이터 ) step95,step02 서비스수입 (gdp 기준 ) f( 서비스수입 * 원달러환율, 서비스수입디플레이터 ) 수출단가 f( 수입단가, 상품수출 ( 통관, 물량 ), 원 / 달러환율, 총연구개발투자 ) - 수입단가 f( 두바이유가, 기타광물가격지수 ) step95 금융 고용 / 임금 잠재 GDP 스톡 물가 총통화 f(gdp, GDP 환가지수 ) 회사채수익률 f( 콜금리, 원 / 달러환율,libor 3 개월물 ) step98 취업자수 f(gdp, 실업률 / 물가안정실업률, 경제활동인구 ) - 실업자수 f( 제조업평균가동률, 총근로시간, 실업자수 (-1, -2, -3)) step98 임금 f( 노동생산성, 소비자물가, 실업률 / 물가안정실업률 ) - 1인당연간총근로 f(1인당총근로시간, 설비투자조정압력 ) - 시간 자연실업률하총근로시간 f(hwt 5년이동평균, 자연실업률하취업자수 ) 평균가동률 f( 설비투자조정압력, 실업률 / 물가안정실업률 ) spike98 총요소생산성 f( 연구개발스톡 (-1) 민간연구개발투자 f(gdp*gdp 디플레이터, 정부연구개발투자 (-1), 사용자비용 t(-1)) step98 총요소생산성 f( 연구개발스톡 (-1) - GDP 환가지수 f( 생산자물가, 총통화 (M3)) step(98) 소비자물가지수 f( 생산자물가, gdp갭, 임금 ) - 생산자 f( 원 / 달러환율, 기타광물가격지수, 두바이유가, 물가지수총통화 (M3)) - step95,step98, 상품수출디플레이터 f( 원 / 달러환율, 상품수입디플레이터 ) period9899 step01,spike03 서비스수출디플레이터 f( 원 / 달러환율, 상품수입디플레이터, gdp 디플레이터 ) step98 상품수입디플레이터 f( 원 / 달러환율, 수입단가 ) step95,step98 spike96,spike02 서비스수입디플레이터 f( 원 / 달러환율, gdp 디플레이터 ) step95,step02

15 요약 9 모형의추정적합도 (MAE) 본모형의추정적합도를평가하기위해 2000년 ~2009년기간을대상으로모형의 MAE(Mean absolute error, %) 를측정 - 대부분의변수들의경우 MAE(%) 가 10% 이내로나타나모형의추정적합도에큰문제는없는것으로판단되나, 실업자수나총통화등일부는오차가다소크게나타남. 전체변수들의 MAE 전체평균은 4.424% 로 5% 미만을기록하여전체적인모형의적합도가있다고판단할수있음 < 모형의추정적합도 (MAE) 결과 > 변수명 MAE(%) 변수명 MAE(%) pcp lab_unem tax 4.44 econo_ppl 0.76 gc 2.7 ur ic 3.98 hwt 7.06 ihouse 2.5 perhrwage 8.72 ime 6.82 workhr_all 5.62 gdp_all vprot 3.76 gni ulc 5.12 exp_amount 0.2 workhr_all_nairu 4.07 exp_value wage 2.23 gxc oprate 1.24 ex_bop rndinvest_all2 1.5 imp_amount rndstock_all imp_value 8.08 privaternd 2.24 gmc 5.52 lntfp im_bop 8.08 kstock_all exp_servalue 5.52 pgdp1_all gxs 9.12 gdpdefl 7.02 imp_servalue 7.76 cpi 1.06 gms ppi pxgs 3.84 exp_defl 6.4 pmgs 0.3 exp_serdefl 6.02 tot imp_defl 6.46 exr_avg 6.06 imp_serdefl 2.46 rcb 0.42 fd m dd lab_em lab_um_nairu 0.76 전체평균 4.424

16 10 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 정책파급효과시나리오분석 거시계량모형을바탕으로주요과학기술정책수단의거시경제파급효과를분석 - 정부의과학기술정책에서가장중요한 ( 세부 ) 정책수단은정부의연구개발투자와민간연구개발투자에대한조세지원이라고할수있음. 이두가지과학기술정책수단의정책시뮬레이션을수행함에있어서기준시나리오와비교하여거시경제변수의변화를분석 < 파급효과분석을위한정책시나리오 > 1 정부연구개발투자 (grnd) 를 2000 년만 10% 늘렸을때 2 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 늘렸을때 3 정부연구개발투자를 2000년만 1조원늘렸을때 4 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 1조원씩늘렸을때 5 사용자비용 (user_cost) 을 2000 년만 10% 줄였을때 6 사용자비용을매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 씩줄였을때 시나리오분석결과 - 전반적으로정부연구개발투자가지속상승하거나사용자비용이지속감소하는경우누적성장효과는단기적인상승뿐만아니라중장기적으로도높은영향을미치는것으로나타나나장기적으로그영향은특정수준에서수렴 - 시나리오2 의경우민간연구개발투자는 t+0 시점에서 3.77% 증가하며, t+9 시점에이르러서는 9.21% 증가. t+9 시점 (10 년후 ) 에서 GDP 는 2.06% 누적성장효과를보였고, 상품수출 ( 금액 ) 또한 3.21% 누적성장효과를보였으며실업률의경우 2.19% 누적하락함 - 시나리오6 의경우 GDP 는 t+2시점에 5.07% 의성장률을보이고점차효과가증대되어 t+9 시점에서는 8.47% 증가. t+9 시점을보면상품수출 ( 금액 ) 의경우 13.14% 의부적증가효과가실업률의경우 8.52% 의누적하락효과로추정

17 요약 11 [ 시나리오2 파급효과분석 ] GDP 및민간소비, 설비투자, 건설투자 GDP_ALL PCP IME IHOUSE [ 시나리오 6 파급효과분석 ] GDP 및민간소비, 설비투자, 건설투자 GDP_ALL PCP IME IHOUSE

18 12 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 정부연구개발투자가산업별민간연구개발투자에미치는파급효과분석 - 정부연구개발투자증가는산업별로민간연구개발투자의유인효과와구축효과를가져오는것으로나타남. 구축효과는건설업, 서비스업, 농업등에서나타나며유인효과는정밀기계, 비철금속제품, 일반기계산업에서나타남 - 반면정부연구개발투자가지속적으로이루어지면구축효과를보이던산업들의민간연구개발투자가장기적으로누적증가효과로전환되는것으로나타나정부의안정적이고장기적인지원이중요함을시사 < 정부연구개발투자를매년 10% 씩증가시킬경우의산업별 R&D 투자누적효과 > 농업 R&D 전산업 R&D 1차금속 R&D 화학산업 R&D 건설업 R&D 전기산업 R&D 전자산업 R&D t t t t t t t t t t 식품산업 R&D 목재산업 R&D 일반기계산업 R&D 광업 R&D 비철금속 R&D 정밀기계 R&D 서비스 R&D t t t t t t t t t t

19 요약 년연구개발투자전망 STEPI(2012) 거시계량경제모형을바탕으로민간 R&D 투자및거시경제에대한 2013 년도단기전망을시도 년도전망은기존의 2012 년도전망에대한한국은행의전망치와 2013 년도전망을위한세계교역규모와국제유가등에대한가정치를전제 - 다른전망기관들에서는연구개발투자증가율에주목하지않는반면 STEPI R&D 거시경제모형에서는국가연구개발투자의전망에중점 2013 년민간연구개발투자증가율과전체연구개발투자증가율이모두 2013 년 5.45% 일것으로전망 년국가연구개발사업예산은 2012 년대비 5.3% 증가한 16조 8,744 억원규모로예정 - STEPI R&D 거시경제모형에서외생변수에대한모형과 2013 년도정부연구개발예산증가율을반영하여민간 R&D 투자와전체연구개발투자전망 [ 연구개발투자추이및 STEPI R&D 거시모형전망 ( 년)]

20 14 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 4. CGE 모형기존문헌 지식기반 CGE 모형 연구개발과관련된연산일반균형모형은근본적으로연구개발투자자료의구축과모형화의어려움으로인해상대적으로관련연구가많지않으며대표적인해외연구사례는아래와같음 구분 연구목적 분석대상 / 자료 모형특징 결과 Romer(1990) 의내생적성장모형기반 - 성장동력 : 연구개발투자 Inter-temporal dynamic 모형 시장체제 정부연구개발 Diao et 정부연구개발 일본 - 소규모개방경제정책별거시경제 al. 정책별경제적 1992년 GTAP 및 - 최종재 : 완전경쟁지표및사회적 (1999) 효과분석국민계정 - 연구개발 : 독점효용수준변화 성장동력 : 연구개발투자 - 자체연구개발활동과해외 기술지식에서파급효과발생 - 연구개발생산기업의생산성 향상 Romer(1990) 의내생적성장모형 기반 - 연구개발투자 - 노동및여가선택 정부연구개발 정부연구개발 캐나다 Ghosh Inter-temporal dynamic 모형정책별거시경제정책별경제적 GTAP DB (2007) 시장체제지표및사회적효과분석 v5(1997) - 소규모개방경제효용수준변화 - 최종재 : 완전경쟁 - 연구개발 : 독점 민감도분석시행 이태리 Sardinia 시간반복적동태적모형 정부 지역 사회회계행렬내지식계정반영 지식의파급효과 Lecca (2008) < 지식기반연산일반균형선행연구사례요약 > 연구개발투자의 2005 년국민계정 두가지노동시장체제유무에따른 경제적효과및 OECD(2004) 분석연구개발스톡자료 - National bargaining - Regional bargaining 민감도분석시행 거시경제지표비교

21 요약 15 구분연구목적분석대상 / 자료모형특징결과 Romer(1990) 의내생적성장모형기반 - 성장동력 : 연구개발투자 정부연구개발 Bye et 정부연구개발 Inter-temporal dynamic 모형 노르웨이정책별거시경제 al. 정책별경제적 시장체제 2002년국민계정지표및사회적 (2009) 효과분석 - 소규모개방경제효용수준변화 - 최종재 : 완전경쟁 - 연구개발 : 독점 민감도분석시행 내생성장의동적모형 - 성장동력 : 교육, 연구개발투자 정부연구개발 Verbic 정부연구개발 물적자본투자와연구개발투자를정책별거시경제 et al. 정책별경제적 슬로베니아구분지표및사회적 (2009) 효과분석 생산요소 : 노동, 자본, 섹터특화효용수준변화노동, 섹터특화지식 시간반복적동태적모형 물적자본투자와연구개발투자를 정부 Bor et 구분연구개발투자의 대만 거시경제지표및 al. 연구개발투자는공공과민간으로경제적효과 2001년국민계정산업구조변화 (2010) 구분분석 사회회계행렬내지식계정반영 민감도분석시행 국내에서는연구개발투자를 CGE 모형이나 SAM 에직접적으로구축한사례들이소수에불과함 - 박재민 (2005) 의연구가연구개발투자에기반한 SAM 구축을시도하였으나일반론적인연구에그쳤으며김성태 (2010) 의연구에서는본격적으로 R&D 투자에기반한 CGE 모형구축을시도하였으나생산함수의구축에있어서 R&D 투자에의한지식생산함수의외부성효과가감안되지못한문제점 - 김성태, 조경엽 (2007) 등이후의이들연구진들의 R&D 투자의산업별효과를분석한연구들의경우연구개발투자를감안한지식생산함수의추정과 CGE 모형구축이이루어졌으나사회회계행렬구축에있어서연구개발투자부문을감안하지못함으로서본격적으로연구개발투자와과학기술에기반한사회회계행렬구축과 CGE 모형구축이라고보기어려운문제점

22 16 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 5. 지식기반연산일반균형 (CGE) 모형 지식기반사회회계행렬 (SAM) 개발 생산활동 생산요소 지식기반사회회계행렬은연구개발비를자본화하고연구개발을통해창출된지식이생산요소로서작용한다고가정할경우, CGE 모형을통해연구개발활동의경제적효과및정책을분석할수있도록하는기초자료체계 - 기본사회회계행렬에서두가지계정이추가 - 첫째, 생산요소에서 지식 계정이추가되어연구개발을자본화하고그산출물인지식이노동및자본과는별개생산요소로투입되는생산체계를고려 - 둘째, 투자계정에서고정자본형성과구분된 지식자본형성 계정이추가됨. 연구개발을자본화한다는것은연구개발을위한투자가선행되고, 투자재원을활용하여연구개발활동이진행됨을의미하며가로축의지식자본형성계정으로는제도부문의연구개발저축 ( 투자 ) 내역이수입으로반영되고, 세로축의지식자본형성계정으로는연구개발활동간지출된내역이기록 < 지식기반사회회계행렬구조 > 생산활동 생산요소 제도 투자 세금 해외 지식자본 형성 고정오총구분국내수입차계재화재화노동자본지식가계정부간접자본법인세소득세관세수출수입세형성민간정부공공 국내재화 S(1,1) S(1,5) S(1,6) S(1,7) A7 A9 S(1,12) S1 수입재화 S(2,1) S(2,5) S(2,6) S(2,7) A8 A10 S2 노동 S(3,1) S3 자본 S(4,1) S4 지식 A1 K1 제도 가계 S(5,3) S(5,4) A2 S(5,6) S5 정부 S(6,7) S6,8) S(6,9) S(6,10) S(6,11) S6 고정자본형성 S(7,5) S(7,6) S(7,13) S7 투자지식민간 A3 A5 K2 자본정부형성공공 A4 A6 K3 간접세 S(8,1) S8 세금 법인세 S(9,1) S9 소득세 S(10,1) S10 관세 S(11,2) S11 해외 수출 S(12,13) S12 수입 S(13,2) S13 오차총계 S1 S2 S3 S4 K1 S5 S6 S7 K2 K3 S8 S9 S10 S11 S12 S13

23 요약 17 지식스톡추정 지식스톡은연구개발결과생산되는지식이시간이지남에따라지속적으로축적되어진양을의미 - 지식을정량적으로표현하기어렵기때문에본연구에서는연구개발스톡을지식스톡과같다고가정. 지식스톡을민간과정부 공공부문으로나누어서추정하였고, 민간의지식스톡의경우산업별로추정 - 추정결과정부 공공부문의지식스톡은약 41 조원, 민간부문의총지식스톡은약 125 조원으로계산 (2009 년도기준 ) 지식기반생산함수추정 생산함수는생산에필요한투입요소와부가가치산출사이의관계를기술한함수로, 본연구에서는노동과물적자본, 그리고지식자본을본원적생산요소로설정한생산함수를산업별로추정 - 생산함수는연산일반균형분석의결과를좌우하는중요한결정변수로, 우리나라의산업특성을반영한생산함수들을추정하여모형에반영함으로써현실성있는분석결과를얻고자하였음 - 일반적인생산함수의형태는 CES 함수가널리쓰이고있으나, 중첩된다요소 CES 함수는현실을잘반영하기어려운측면이있음. 따라서본연구에서는노동과자본, 지식을한번에복합시키는일반화된형태의생산함수로초월대수함수를도입하였음. 산업별초월대수함수의계수를추정하기위하여, 해당함수의양변을각생산요소의로그값으로편미분한비용점유율방정식을도출하여무관회귀분석법 (Iterative SUR) 을이용함 - 생산함수의추정을위한실증데이터는한국기업데이터 (KED) 에서제공하는기업별재무자료를이용. 이를토대로 27 개산업별로각각추정한생산함수의계수는대부분높은유의수준으로추정되어경제모형상의생산함수로이용되었음

24 18 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 소비변환행렬추정 가계의소비자는각산업의중간재를소비하는것이아니라최종생산물을소비하기때문에산업연관표의 27개산업의중간재를소비재화의분류로변환 - 본연구에서는소비재화를가계동향조사의대분류기준인 12 항목에따라분류하였으며산업연관표와가계동향조사의분류기준이다르기때문에이를연계하여추정. 최종적인가계의소비지출변환결과는아래와같음. < 가계의소비지출변환결과 > 소비재화 ( 단위 : 백만원 ) 1 식료품및비주류음료 51,624,699 2 주류및담배 11,490,913 3 의류및신발 23,020,185 4 주거및수도광열 87,648,822 5 가정용품및가사서비스 12,214,278 6 보건 39,274,531 7 교통 52,927,089 8 통신 20,578,259 9 오락문화 27,666, 교육 49,459, 음식숙박 50,450, 기타상품및서비스 137,525,523 지식기반 CGE 모형구조 본 CGE 모형은매기마다정채적인균형점을반복해서설정하여이러한균형점들이연결되어동태적균형점을구성하는시간반복적동태모형을구성 - 연구개발투자가가지는외부성 (externality) 의특성으로인해부분균형이아닌거시경제균형모형을통한분석이필요하며연구개발투자효과가단기가아닌장기적인효과를가지기때문에중장기적인효과를분석이필요 모든산업의생산부문구조는동일하다고가정하였고타산업에서생산된각종중간재들은부가가치복합재와함께레온티에프함수형태로투입

25 요약 19 - 지식또는연구개발스톡은연구개발부문에서생산되며, 지식을생산하기위해서는연구개발투자가필요. 여기서다시연구개발투자는중간재와부가가치복합재로구성. 연구개발은물적자본에대한투자와마찬가지로다양한산업으로부터생산된중간재를필요로할뿐만아니라연구원들에대한임금과각종시설및장비와같은자본이필요하기때문임 - 연구개발투자부문은민간부분과정부 공공부분으로구분되는데민간부분에서생성된지식은생산투입요소의하나로간주되며정부 공공부분에서생성된지식은산업의총요소생산성을높이는데기여 - 자본스톡의경우전산업에걸쳐총량이누적되는것으로가정한반면, 연구개발스톡은산업마다개별적으로누적이된다고가정. 이는자본스톡은모든산업에서동일하게사용할수있고교환이가능한반면, 지식스톡은산업별로특화되어있다는사실을반영 - 파급효과는정부 공공부문의연구개발스톡과타산업의연구개발스톡들로부터발생. 해외의연구개발스톡으로인한영향은본연구에서는고려하지않았음. 모든산업은타산업의연구개발활동에의해간접적으로영향을받게되는데이때타산업으로부터의파급효과를측정하기위한산업간스톡은중간재거래량에비례하여설정 [ 지식자본을생산요소화한산업생산부문구조도 ]

26 20 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 시나리오구성및정책파급효과 정책파급효과시뮬레이션의흐름도 - 모형의초기화부분은사회회계행렬 (SAM) 의자료를읽어와서열과행의균형을점검. 만일열과행의합이일치하지않을경우교차엔트로피 (cross entropy) 알고리즘을사용하여일치시켜줌. - 이후소비변환행렬및지식스톡에대한추정값과사회회계행렬의자료를통합하여보정 (calibration) 과정을거침. 여기서다양한함수의모수들은기준년의자료에맞춰지게되며그후최적화연산을수행하여균형점도출 - 이후최종적으로다양한시나리오를간편하게모의실험할수있도록정책시나리오별로분리된파일에작성하며결과값을생성 [ 그림 5-12] 시뮬레이션프로그램구조도

27 요약 21 정책시나리오구성 - 본연구에서는우리나라의연구개발집약도 5% 목표를반영하여정책시나리오를구성함. 정책시나리오에서는정부 공공부문과민간부문의비율을변화시켜정책효과를분석. - 특히정책시나리오 4에서는 GDP 대비연구개발비의비중을 5% 로늘리는대신동일한비용을물적자본에투자하는경우를가정하여연구개발투자와물적자본에대한투자의효과를비교할수있도록함. <CGE 정책파급효과시나리오구성 > 분류기준시나리오 (BAU) 정책시나리오 1 (SCEN1) 정책시나리오 2 (SCEN2) 정책시나리오 3 (SCEN3) 정책시나리오 4 (SCEN4) 설명기준년도와동일하게정부공공및민간부문의 GDP 대비연구개발투자비율 ( 연구개발집약도 ) 을지속적으로유지 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비민간연구개발투자비의비율은기준년도와동일하게약 1:3을유지 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비민간연구개발투자비의비율은민간부문이높아져서약 1:4로변화 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비인간연구개발투자비의비율은정부공공부문이높아져서약 2:3로변화 년까지현재의정부 공공및민간부문모두기준년도의 GDP 대비연구개발투자비율을유지. 물적자본에대한투자비증가 년까지가장높은거시경제성장률을달성할수있는시나리오는 < 정책시나리오 3> 으로정부 공공부문의연구개발투자비율을높이는것임. - 이는정부 공공부문연구개발스톡의지식파급효과가높다는것을시사 - 현재와같은비율로연구개발집약도를점차높이는 < 정책시나리오 1> 의경우두번째로높은경제성장률을보임. 그리고 < 정책시나리오 2> 의경우다른시나리오들에비해성장률이저조함. - < 정책시나리오 4> 에서는단기적으로는높은경제성장률을보이나시간이지남에따라성장률이체감하는경향을보임. 이는장기적이고지속적인경제성장을위해서는파급효과가큰연구개발부문에대한투자가필요함을시사

28 22 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 연구개발투자스톡에미치는파급효과 - < 정책시나리오 3> 의경우, 정부 공공부문의연구개발투자를지속적으로증가시킴으로써연구개발스톡이다른시나리오에비해뚜렷하게증가. 총생산액대비연구개발투자비중이가장큰전기및전자기기산업의경우, 민간부문의연구개발투자를가장크게증가시킨 < 정책시나리오 2> 에서해당산업의스톡변화가가장컸음. - 이에반해연구개발투자대신물적자본에대한투자를증가시킨 < 정책시나리오 4> 에서는오히려연구개발스톡이줄어든것을확인할수있으며이는한정된자원이존재하는상황에서연구개발과물적자본에대한투자는서로대체관계에있기때문임. 연구개발인력고용에미치는파급효과 - < 정책시나리오 1> 의경우, 2030 년에는기준시나리오대비민간연구소의고용이약 10% 정도증가함을확인할수있었음. 그리고 < 정책시나리오 2> 에서처럼민간부문의연구개발투자비중을크게높였을경우, 민간연구소에서 2030 년에기준시나리오대비약 36% 의추가적인고용이창출. - < 정책시나리오 4> 에서는민간연구소의고용이감소. 또한 < 정책시나리오 4> 를제외한모든시나리오에서정부 공공연구소의고용은증가하였음. - 특히, < 정책시나리오 3> 에서처럼정부 공공연구개발투자를증가시킨경우, 2030 년에는기준시나리오대비 2.23 배의정부 공공연구소의고용이창출. < 정책시나리오 1> 의경우에는 2030 년까지약 2배의고용이창출 산업별연구개발투자효과 - 연구개발의비중이높은지식기반산업에서연구개발투자의효과가가장크게나타남. < 정책시나리오 1> 에서는기준시나리오와비교했을때, 연구개발비의비중이높은 5개산업모두산출량이증가. 이에반해, 물적자본의투자를증가시킨 < 정책시나리오 4> 에서는기준시나리오와비슷하거나약간의증감을보임.

29 요약 23 소비자효용에대한파급효과 - 연구개발투자와물적자본에대한투자의비교는 < 정책시나리오 1> 에서연구개발투자집약도가증가하는 2020 년까지소비자의효용은지속적으로증가하나연구개발투자집약도가 5% 에서유지되는 2020 년부터 2030 년까지의구간에서는효용이다소감소. - < 정책시나리오 4> 와같이물적자본에대한투자가증가하는경우단기적으로효용이증가하지만이러한효과는지속적이지못함을확인. [ 시나리오별국내총생산 (GDP) 추이 ] [ 시나리오별민간연구소의연구개발인력수요변화 ( 기준시나리오대비 )]

30 24 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 6. 결론 연구의의의및한계 본연구는거시경제계량모형과 CGE 모형을통해서정부의 R&D 투자와민간 R&D 투자가가지는경제파급효과를단 / 중기와장기적관점에서분석할수있는기반을구축하고전망의관점에서연구개발투자에대한단기예측이가능하도록하였다는점에서연구의의의가있음. - 거시계량경제모형은예측모형에중점을둠으로서 2013 년연구개발투자전망을제시할수있도록하였고더불어단기와중기에서정부의과학기술정책이가지는거시경제및산업별 R&D 투자에미치는파급효과를분석 - CGE 모형에서는정부의과학기술정책이가지는거시경제에의파급효과에대한장기시뮬레이션이가능하도록모형을구성하여분석 - 본연구에서는거시경제계량모형과 CGE 모형이갖는장점들을모두활용할수있도록함으로서우리나라의과학기술정책이가지는다양한함의들과효과평가를두가지모형을통해서모두검증하고자하였음. 거시경제계량모형은기존의한국의대표적인거시경제모형들이가지는단기예측의장점들을최대한반영하면서동시에우리나라가지식기반경제로전환되어가는과정에서매우중요한역할을담당하게된연구개발투자에대한기존의이론적, 실증적논의들을모형에반영하였다는점에서차별성과의의 - 이와더불어산업별 R&D 투자로모형을확장하면서정부의연구개발투자가가지는산업별유인및구축효과를반영할수있도록함으로서연구개발투자에있어서세부적인산업별정책파급효과를분석할수있도록모형을확장구성한것이본연구의중요한기여가운데하나라고할수있음. CGE 모형의경우최근의 R&D 투자함수의특성에대한연구들을기반으로지식기반 SAM 및생산함수추정과연산일반균형모형에있어서진일보한모형을개발하였다는데연구의의의

31 요약 25 - 사회회계행렬부분에서무형자산인연구개발스톡과관련된투자항목을추가함으로써이전연구들에서와같이과도추정의오류를최소화. 연구개발을새로운자본계정으로반영한자료체계를구축하고, 기존연구개발연산일반균형모형에서발견된미비점을보완시킨새롭고특화된연구개발연산일반균형모형으로서연구의결과를한층제고시켰다는의의 - 또한실제미시적인자료를바탕으로보다신뢰성있는모형을구축하였으며방정식체계에쓰이는산업별생산함수를직접기업수준의미시자료를통해추정함으로서기존의패러미터값들이가지는한계점을극복. 연구의한계는과학기술정책의다양한측면을분석하는데제한적이라는점 - 기술혁신지원제도등의다양한과학기술정책수단들을모형화하지못한단점 - 더불어혁신시스템관점에서시장경쟁정도, 노동시장의유연성, 금융시장의효율성이혁신활동과연구개발투자에미치는영향을중심으로실증분석이이루어져왔던것을거시계량모형에서반영하지못한것이본모형의한계 - 또한연구개발투자가가지는중복성효과와같은거시경제의부정적효과를모형에서반영할필요가있는데이러한중복성효과를반영하기위해서는좀더미시적인모형의구성이필요 정책적시사점 STEPI R&D 거시경제모형에의하면우리나라의정부 R&D 투자는민간 R&D 투자와설비투자, 상품수출, 취업자수등에긍정적인영향을미친것으로나타남. - 정부 R&D 투자는 10년간누적효과로서 GNI 를 2.33% 증대시킴으로서우리나라국가경제의소득증대에기여. 지난 10년간 GNI 연평균증가율은 3.2% 로서정부연구개발투자의 GNI 에대한누적효과의연평균이 0.233% 인점을감안하면정부의 R&D 투자증가율로인한기여율은 7.18% - 주요경제활동에있어서는상품수출금액은 3.21%, 민간 R&D 9.21%, 설비투자 4.15%, 취업자수 0.61% 누적효과를가져온것으로추정

32 26 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 정부 R&D 투자의거시경제증가율에대한기여율 ( )> 연평균증가율 ( ) 정부 R&D투자의연평균효과 정부 R&D 투자의기여율 GDP 증가율 4.1% 0.206%p 4.98% GNI증가율 3.2% 0.233%p 7.18% 민간R&D투자증가율 12.1% 0.921%p 7.62% 설비투자증가율 5.1% 0.415%p 8.17% 상품수출증가율 14.6% 0.321%p 2.20% 취업자수증가율 1.2% 0.061%p 5.18% 우리나라의 1981 년-2010 년까지실질경제성장률에대해서성장회계방식에의해노동과자본, 총요소생산성의기여도로분해 - 성장회계분해결과 년 TFP 기여율이연평균 1.7% 로전체성장률 3.8% 의 45.4% 의기여율을차지하는것으로나타남. 따라서정부연구개발투자는 TFP 기여율 1.7%( 기여도 45.4%) 가운데 0.206% ( 기여도 5.5%) 를기여한것으로추정 < 시기별한국경제성장률성장회계분해 > 한국 년 년 년 경제성장률 (100%) (100%) (100%) 자본스톡 (33.6%) (46.3%) (36.0%) 노동투입 (20.2%) (16.0%) (18.7%) TFP (46.2%) (37.7%) (45.4%) 종합하면정부 / 민간의연구개발투자는거시경제에대한파급효과가높은것으로나타난반면산업별민간연구개발투자구축효과등부문별로부정적효과도존재 2013 년도는장기적인경기불황으로전체연구개발투자증가율이감소되는것으로예측되는가운데정부의민간 R&D 투자촉진과 R&D 투자효율성 / 효과성증대가필요 본연구는이러한시점에서연구개발투자의미래전망을예측하고연구개발투자가가지는거시경제부문별파급효과를정량적으로진단함으로서증거기반과학기술정책에기여한다는데의의

33 목차 요약 1 제 1 장서론 33 제 1 절연구의필요성및목적 33 제 2 절연구내용 35 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 41 제 1 절개요 41 제 2 절한국의거시경제모형 43 제3장거시경제모형개발 73 제1절데이터 ( 실증자료 ) 73 제2절모형의구조 77 제3절모형의추정적합도평가 99 제4절정책파급효과분석 ( 전체 R&D 투자, 산업별 R&D 투자 ) 101 제5절거시계량모형예측 123 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 128 제 1 절개요 128 제 2 절지식기반연산일반균형모형에대한선행연구 132

34 제5장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 148 제1절지식기반사회회계행렬 (SAM) 의작성 148 제2절지식기반연산일반균형모형구축 182 제3절연구개발투자의시나리오설정및분석 199 제 6 장결론 212 제 1 절연구의의의및한계 212 제 2 절정책시사점 218 부록 225 부록 1. STEPI 모형과각기관별모형비교 225 부록 2. 정책시뮬레이션결과물 243 부록 3. 생산함수추정데이터의기초통계 261 부록 4. 지식기반사회회계행렬 263 참고문헌 283 SUMMARY 288 CONTENTS 290

35 표목차 < 표 2-1> 거시계량경제모형의행태식및변수비교 42 < 표 2-2> 한국은행정의방정식 47 < 표 2-3> 한국은행행태방정식 49 < 표 2-4> KDI 행태방정식 56 < 표 2-5> KERI 행태방정식 62 < 표 2-6> 신태영 박명무 (1998) 모형의행태방정식 72 < 표 3-1> 변수일람표 73 < 표 3-2> STEPI(2012) 거시경제모형의정의방정식 78 < 표 3-3> STEPI(2012) 거시경제모형의행태방정식 79 < 표 3-4> 모형의추정적합도 (MAE) 결과 ( 전체 R&D 투자모형 ) 99 < 표 3-5> 모형의추정적합도 (MAE) 결과 ( 산업별 R&D 투자모형 ) 100 < 표 3-6> 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 102 < 표 3-7> 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 104 < 표 3-8> 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 105 < 표 3-9> 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 107 < 표 3-10> 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 108 < 표 3-11> 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 110 < 표 3-12> 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 112 < 표 3-13> 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 114 < 표 3-14> 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 116 < 표 3-15> 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 117 < 표 3-16> 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 119 < 표 3-17> 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 121 < 표 3-18> STEPI R&D 거시모형에의한거시경제전망 ( 년 ) 125

36 < 표 3-19> 주요전망기관들의거시경제전망 ( 년 ) 125 < 표 3-20> 산업기술진흥협회 2013 년도 R&D 투자계획설문조사결과 127 < 표 4-1> 지식기반연산일반균형선행연구사례요약 144 < 표 5-1> 기본사회회계행렬구조 149 < 표 5-2> 지식기반사회회계행렬구조 154 < 표 5-3> 지식부가가치창출 157 < 표 5-4> 경상적지출의지식자본형성처리 159 < 표 5-5> 기계장치비목의지식자본형성처리 161 < 표 5-6> 토지건물및컴퓨터소프트웨어비목의지식자본형성처리 162 < 표 5-7> 산업별민간및정부 공공지식스톡추정결과 168 < 표 5-8> 생산함수계수추정치 176 < 표 5-9> 가계동향조사와산업연관표의연계 180 < 표 5-10> 가계의소비지출변환결과 181 < 표 5-11> CGE 모형의모수 189 < 표 5-12> 시뮬레이션프로그램파일 197 < 표 5-13> 장기경제성장및인구추이 200 < 표 5-14> CGE 정책파급효과시나리오구성 203 < 표 5-15> 시나리오별국내총생산 204 < 표 6-1> 시기별한국경제성장률성장회계분해 219 < 표 6-2> 정부 R&D 투자의거시경제증가율에대한기여율 ( ) 220 < 표 6-3> 정부 R&D 투자의산업별 R&D 투자증가율에대한기여율 ( ) 221

37 그림목차 [ 그림 1-1] 정책연구연차별로드맵 (1-3 차년도 ) 38 [ 그림 2-1] KDI 모형의관계도 53 [ 그림 2-2] KERI 장기거시경제모형도의관계도 59 [ 그림 2-3] KIET(2007) 모형의관계도 64 [ 그림 2-4] STEPI(1998) 모형의관계도 68 [ 그림 3-1] STEPI(2012) 거시경제모형변수간관계및흐름도 77 [ 그림 3-2] 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 103 [ 그림 3-3] 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 104 [ 그림 3-4] 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 106 [ 그림 3-5] 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 107 [ 그림 3-6] 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 109 [ 그림 3-7] 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) 110 [ 그림 3-8] 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 113 [ 그림 3-9] 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 115 [ 그림 3-10] 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 117 [ 그림 3-11] 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 118 [ 그림 3-12] 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 120 [ 그림 3-13] 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 122 [ 그림 3-14] 2013 년전망전제치 123 [ 그림 3-15] 한국은행 2012~2013 년도경제성장전망 124 [ 그림 3-16] 연구개발투자추이및 STEPI R&D 거시모형전망 ( 년 ) 127 [ 그림 5-1] 지식기반 SAM 구조 155 [ 그림 5-2] 지식요소소득분배 163

38 [ 그림 5-3] 생산함수의중첩구조 172 [ 그림 5-4] 정태적모형과동태적모형의비교 183 [ 그림 5-5] 산업생산부문구조도 186 [ 그림 5-6] 시뮬레이션프로그램구조도 198 [ 그림 5-7] 국내총생산 (GDP) 201 [ 그림 5-8] 자본, 노동과연구개발스톡의시간적추이 201 [ 그림 5-9] 시나리오별국내총생산 (GDP) 추이 204 [ 그림 5-10] 정부 공공연구개발스톡의변화 205 [ 그림 5-11] 전기및전자기기산업의연구개발스톡변화 206 [ 그림 5-12] 전력 가스및수도산업의물적자본스톡변화 206 [ 그림 5-13] 민간연구소의연구개발인력수요 ( 기준시나리오대비 ) 208 [ 그림 5-14] 정부공공연구소의연구개발인력수요 ( 기준시나리오대비 ) 208 [ 그림 5-15] 소비재화의양비교 ( 기준시나리오대비, 2030 년 ) 209 [ 그림 5-16] 연구개발비중이높은산업들의산출량비교 210 [ 그림 5-17] 소비자효용 (utility) 의변화 ( 기준시나리오 1) 211

39 제 1 장서론 33 제 1 장 서론 제 1 절연구의필요성및목적 창의성에기반한창조경제를이끌어갈미래창조과학부가출범하면서우리나라의과학기술 R&D 투자의효과성제고와과학기술투자의경제적연계를확대할필요성이높아지고있다. 이에따라우리나라정부의 R&D 투자와과학기술지원제도들이가져오는산업적 경제적파급효과측정의필요성이높아지고있다. 이러한경제적효과추정은과학기술정책의종합조정과중장기전략수립을위한기초적이고핵심적인분석자료로활용될수있을것이다. 과학기술투자규모가 10여조원을상회하는상황에서대규모 R&D 투자가가져오는경제적 산업적효과에대한분석을바탕으로우리나라과학기술혁신시스템의문제점파악및개선을위한정책의사결정의중요한정책판단근거로서연구결과가활용될수있을것이다. 이와더불어우리나라가지식기반경제성장으로전환되고있는과정에서과학기술과혁신, 지식이우리나라경제에미치는효과성과효율성을측정하기위한기초적인연구가필요한상황이다. 본연구의목적은국가과학기술정책의평가를위해지식기반, R&D 투자에기반한거시계량경제모형과연산균형모형 (CGE: Computable General Equilibrium) 을개발함으로써우리나라의과학기술정책이가지는경제적파급효과에대한단기적, 중장기적분석과시뮬레이션추정을하고거시계량경제모형을통해우리나라의미래과학기술투자에대한예측과전망을가능하도록하는데있다. R&D 기반거시계량경제모형과 CGE 모형의구축을통해서정부의과학기술정책과국민경제전반의상호작용을과학적으로규명하고이를통해서과학기술정책의성과지향성을높이는데기여하고자한다. 실증에근거한과학기술정책수립에대한요구와필요성이높아지는가운데거시경제전체를모형화하고여기에연구개발투자와과학기술정책이가지는경제상호작용을구체화할수있는 R&D 에특화된거시계량모형과연산

40 34 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 균형모형을개발함으로서기존의거시경제분석과는차별화된정책분석을가능하게할것이다.

41 제 1 장서론 35 제 2 절연구내용 본연구에서는과학기술정책이거시경제에미치는파급효과를분석하고연구개발투자의미래투자에대한전망을예측할수있도록하는경제모형을구축하는것을목표로하고있다. 거시경제파급효과와예측뿐만아니라산업별 R&D 투자의정책파급효과도궁극적인분석대상이기때문에다양한관점에서의정책분석이가능하도록모형을구축하는것이필요하며이를위해서정책효과를분석할수있는대표적인모형인거시계량모형과연산균형모형을구축하는것을주목표로하였다. 즉거시계량모형이과학기술정책의거시경제적인파급효과분석을실시하여주로연구개발투자의단기적인미래전망과예측을주목적으로하는반면 CGE 모형은정부의정책효과가거시경제에미치는미래파급효과를중장기적으로분석하는데목적을두고있다. 거시경제분석모형은산업연관분석 (input-output analysis) 과연산일반균형 (Computational General Equilibrium; CGE), 거시계량경제모형이대표적이라할수있다. 산업연관분석은 1년동안의산업부문간생산물의거래내역을조사한자료에소비와투자, 수출 / 입거래액에대한회계자료를추가하여작성한산업연관표 (input-output table) 를바탕으로한다. 산업연관표를기준으로하여한부문의거래액변화가다른부문의산출량에파급되는승수효과를분석할수있다. 그러나산업연관분석은기본적으로많은설명변수들이외생화된부분균형분석 (partial equilibrium analysis) 이라는한계가있을뿐아니라, 모형내에서최종수요에대한변화를설명하지못하기때문에경제전반의영향을파악하기에는한계가있다. 더구나산업연관분석은산업간생산과소비관계에초점이맞추어져있으므로정부정책변화를분석에반영하기에도어려움이존재한다. 이에비해연산일반균형모형은산업연관표의확장된형태의거래표인사회회계행렬 (Social Accounting Matrix; SAM) 을구성하고, 사회회계행렬의거래관계가일반균형점이라는가정하에경제주체별행태를모사한거시방정식체계를명시한다. 방정식체계가확정되면외생변수의변화를통해새로운균형점이계산될수있다. 이러한비교정태분석 (comparative static analysis) 의특징을가지고있기때

42 36 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 문에일반균형모형은정책평가의주요한도구로사용되어왔다. 반면거시계량경제모형은정책파급효과분석과거시경제전망에주로활용되어왔는데산업파급효과등복잡한정부정책의파급효과분석에적합한 CGE 모형과달리거시경제변수간의상호작용에대한행태방정식의설정에의한경제변수간상호인과관계규명이명확하여정부정책파급효과를거시적으로파악하는데보다적합하다고할수있다. 이와더불어거시계량경제모형은변수간상호인과관계를바탕으로단기적인미래전망을할수있으며예측모형으로도많이활용되고있다. 거시계량경제모형은파급효과분석과예측을목적으로하고그목적의주안점에따라서설명력이높은변수들을활용하고있다. CGE 모형은매우복잡한산업간연계효과를모두감안할수있고장기적인파급효과분석이용이하다는장점이있는반면거시경제변수간인과관계가불명확하고정부정책변수가파급되는경로를파악하기어렵다는점, 그리고거시경제전망이불가능하다는점등의단점을가지고있다. 따라서거시경제계량모형과 CGE 모형을모두구축함으로서과학기술정책이가지는파급효과에대한단기및중장기분석, 그리고연구개발투자전망을포함한거시경제예측을모두가능하게할수있다. 1차년도에는기존의거시계량예측모형과연산균형모형에대한분석, R&D 투자의 GDP 국민계정체계편입관련연구, 과학기술정책요소를포함한국가경제구조의세부모듈구성, 이를바탕으로한거시경제예측모형과연산일반균형 (CGE) 모형구축및정책시뮬레이션수행, 정책시뮬레이션결과분석, 거시경제계량모형을바탕으로한연구개발투자전망등을다루게된다. 세부적으로는기존의주요거시경제전망기관인한국은행, KDI, KERI, 산업연구원등의전망모형등을점검하고이를바탕으로 STEPI 가제시할수있는거시계량모형을 R&D 에기반한새로운모형으로구축하고자하였다. 특별히거시모형파트는한국은행의모형부분을간소화하는방향으로모형체계를구축하였고여기에기존에연구개발투자가실물경제에미치는영향에대한기존이론들과실증분석결과들, 그리고연구개발투자의행태식에대한기존의연구들을바탕으로 R&D 기반의거시경제계량모형을구축하고자하였다. 이러한거시경제계량모형을부문별행태식과정의식에대한검증을통해서행태방정식을결정하고정의방정식과함께

43 제 1 장서론 37 거시경제계량모형을최종확정하였다. 이러한거시경제계량모형을바탕으로정부 R&D 투자의증대와 R&D 조세지원제도를통한사용자비용감소가가져오는 R&D 투자효과를정량적으로반영하여경제적파급효과를추정하였다. 이와더불어거시경제전망을바탕으로우리나라 R&D 투자의 2013 년도전망을포함하였다. R&D 투자의 GDP 국민계정체계편입관련연구에서는우리나라의 R&D 투자의 GDP 계정의비용부문이아닌투자부문으로전환하기위한연구개발활동조사변환에대한연구에대한내용을다루었다. 과학기술정책요소를포함한국가경제구조의세부모듈구성에서는기존연산균형모형분석을바탕으로우리나라에서 R&D 투자및과학기술혁신정책요소를포함한사회회계행렬 (SAM) 모형구축 운용하였으며연산일반균형 (CGE) 모형구축및정책시뮬레이션수행에서는부문별세부모듈을연계한통합모형을구축하고과학기술혁신정책도구분야별정책시뮬레이션을수행하였다. 정책시뮬레이션결과분석에서는과학기술정책별자원배분시나리오구성하였다. 2차년도에서는거시계량모형과연산균형모형안정성검증에대한연구와확장에대한연구, 거시계량모형과연산균형모형을통한정책시뮬레이션및과학기술정책효과평가업데이트, 거시계량예측모형의현실정합성검증에대한연구를진행한다. 거시계량모형및연산균형모형안정성검증에대한연구에서는 1) 거시계량모형및연산균형모형에신규데이터도입이가져오는문제점이도출되는지에대하여검증과개선방안연구, 2) 거시계량모형및연산균형모형의모수 ( 패러미터 ) 추정치가민감도테스트 (sensitivity test) 에안정적인지에대한검증, 3) 해외거시계량모형및연산균형모형에서의패러미터및기존의한국의거시계량모형및연산균형모형에서의패러미터추정치와의정합성에대한검증을다룬다. 2차년도의세부적연구내용으로는거시계량모형및연산균형모형확장에대한연구에서는 1) R&D 투자부문에대한기존 1차년도연구에이어서 R&D 부문을기업및대학, 공공연구소의 3개부문으로세분화하여확장하는방안에대한연구, 2) R&D 조세지원제도부문에있어서 R&D 지원이대기업과중소기업부문으로나누어서조세지원제도가가지는효과에대하여확장적으로포함하는방안에대한연구를다룬다. 정책시뮬레이션및과학기술정책효과평가업데이트에서는 1) 확장된모

44 38 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 형하에서의과학기술정책별자원배분시나리오구성, 2) 시나리오별국민경제적파급효과비교분석을다룬다. 3차년도에서는거시경제계량모형및연산균형모형안정성검증에대한연구 (1) 와거시계량모형및연산균형모형확장에대한연구 (2), 연산균형모형을통한정책시뮬레이션및과학기술정책효과평가업데이트에대한연구를진행한다. 세부적으로는모형확장에대한연구 (1) 에서는 1) R&D 투자부문에대한기존 1차년도, 2차년도연구에이어서국제 R&D 투자부문을세분화하여확장하는방안에대한연구, 2) R&D 투자, 조세지원제도에이어서과학기술인프라투자가가져오는효과에대해서모형확장의내용이며, 모형을통한정책시뮬레이션및과학기술정책효과평가업데이트에서는 1) 확장된모형하에서의과학기술정책별자원배분시나리오구성, 2) 시나리오별국민경제적파급효과비교분석한다. [ 그림 1-1] 정책연구연차별로드맵 (1-3 차년도 )

45 제 1 장서론 39 본연구의구성내용은다음과같다. 1장에서는연구의필요성과목적, 거시계량모형및 CGE 모형구축의배경에대해서설명하고이번 1차연도연구에이어서이어질 2차, 3차년도연구에대하여설명한다. 2장에서는우리나라의대표적인거시계량경제모형들에대해서살펴보는데주로전망에중점을두고활용되고있는대표적인거시계량경제모형들인한국은행의대규모모형과경제및산업관련연구기관들인 KDI, KIET, KERI 등의공공및민간연구기관들의거시경제모형의특징들과모형구성, 행태방정식들을구체적으로살펴본다. 그리고기존에과학기술정책연구원에서 1990 년대에파급효과분석을목적으로개발한거시계량모형에대해서도함께비교하여분석한다. 3장에서는이러한기존의대표적인우리나라거시경제모형에대한비교분석을통해 R&D 투자에대한기존의기술경제이론들을바탕으로 R&D 투자가가지는거시경제파급효과에대한인과관계를설정하고행태방정식을구성한다. 예측모형을염두에두고있기때문에거시경제모형부분은기존의예측모형들의특성들을상당부분반영하면서내생적성장모형에서말하고있는 R&D 투자의총요소생산성파급효과와설비투자및수출과의관계등기존의기술경제학적이론들과실증결과를반영하여 R&D 기반의행태방정식을구성한다. 추정한거시경제모형에대하여 MAE(Mean absolute error) 정합도분석을통해모형의정합성을검증하고이어서정부 R&D 투자가가지는거시경제적파급효과를전체거시경제변수들과산업별 R&D 투자의관점에서분석한다. 마지막으로이러한분석들을바탕으로 2013 년도거시경제및연구개발투자에대한전망을제시한다. 4장에서는연산일반균형모형에대한이론적배경과관련된선행연구를정리한다. 먼저연산일반균형의정의와연혁, 그리고구조와특징에대해서알아보며, 이후연구개발분야에응용된연산일반균형모형에대한문헌고찰이이어진다. 5장에서는본연구에서제안하는지식기반연산일반균형모형을구체적으로설명한다. 먼저지식기반사회회계행렬을구성안이제시된다. 본연구에서는일반적인형태의사회회계행렬과는달리, 지식계정을따로분리한독자적인형태의사회회계행렬이제안되었다. 또한분석시나리오상의필요에의해연구개발투자계정이민간과정부부문으로나뉘었다. 사회회계행렬의구성원칙과이용된자료들에

46 40 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 대해서도상세히기술한다. 이와더불어지식스톡을추정하는방법을다룬다. 본연구의방정식체계상산업별지식스톡의계산이필수적이다. 산업연관표상의 28 개산업분류에따라새로부여한가정과그결과물을설명한다. 이어서지식기반생산함수의추정을다룬다. 지식의산출과그파급효과를방정식상에설명변수로반영하기위해서는지식을새로운생산요소로가정한생산함수가필요하다. 본연구에서는실증데이터를이용하여생산함수를직접추정하였으며, 그과정에대한설명이다루어진다. 마지막으로지식기반거시방정식체계에대한설명이제시된다. 연구개발이라는새로운요소가반영된방정식체계가생산과소비부문에서어떻게표현되었는지설명될것이며, 소비변환행렬에대한논의도함께제시한다. 마지막으로구성된연산일반균형모형에실제관심의대상이되는정책시나리오를적용한결과를비교하여분석한다. 우선기준시나리오, 즉정책변화없이현상태가유지될경우를가정한경제의동적변화를분석한다. 이후 2020 년까지연구개발집약도를 5% 까지늘렸을경우, 그리고연구개발집약도는유지한채대신물적투자비를증가시켰을경우등에대한결과를기준시나리오와비교함으로써그상대적영향력을분석한다. 분석결과를통해제안된연구방법의유용성을확인한다. 마지막으로 6장에서는전체내용에대한요약과함께정책적시사점을거시경제분석과관련하여제시함으로서결론을맺는다.

47 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 41 제 2 장 거시경제모형에대한기존문헌분석 제 1 절개요 거시계량경제모형은경제예측을중점으로하는모형과정책변수의거시경제파급효과를중점적으로분석하는모형으로나누어지게된다. 거시경제예측에서거시경제의부문별변수들을예측하기위해서는단기간의변동성이높기때문에장기간의경제주체간행태를설명하는경제이론의변수들만으로는거시경제변동의예측력을제고하기어렵다. 때문에현실적으로예측모형에서는거시경제의단기간의변동을잘설명할수있는단기변동에대한설명변수들을추가적으로설명변수에포함하여모형을구성하게된다. 반면정부의정책변수가미치는중장기적인효과를보기위한목적으로구성되며따라서경제이론을검증하고중장기적인효과를파악하기위한경제이론에서도출되는설명변수들을가지고주로거시경제모형을구성하게된다. 이러한차이점으로인해거시경제예측을중점적으로하는모형과정책파급효과를파악하는데중점을두는거시계량모형간에차이점을갖게된다. 본연구에서는연구개발투자의예측을주목적으로하기때문에거시경제이론과기술경제학이론에충실한설명변수구성을도모하면서도단기적인경기변동을설명할수있는예측모형중심의설명변수들도반영하여모형을구성하고자하였다. 이종원 (2006) 의 경제예측론 에서는거시계량경제모형의기존문헌에대해서분석하면서우리나라의경우 1970 년대초반의한국은행의거시계량모형이효시이며이후에 KDI, KIET 등의정부출연연구소를중심으로거시계량모형이발전하여왔다고지적하였으며반면이들거시계량모형들의문제점으로단일추정방정식의적합도나예측력을제고하는것에중점을두어서모형전체의동태적안정성이나적합도의제고에는한계를지니고있는점을지적하였다. 그러므로이러한모형들이거시경제의구조변화나정책환경변화, 정책적효과를반영하는데문제점을지니고있다고평가하고있다.

48 42 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 다음절에서는우리나라의대표적인거시경제모형을운용하고있는정부와민간연구소총 5개기관 ( 한국은행, KDI, KIET, KERI, STEPI) 에서만든거시계량경제모형을살펴보고비교하였다. 각모형별특징이무엇이고방정식체계는어떻게되어있고, 모형의변수들간의관계는어떤지를모형별로살펴보고자한다. 다음의 < 표 2-1> 은각모형에사용된정의식과행태식의수를보여준다. 한국은행 (2005) 의분기거시계량경제모형의경우내생변수가 81개로최대한예측력을높이려고노력했음을볼수있다. < 표 2-1> 거시계량경제모형의행태식및변수비교 한국은행 KDI KIET KERI STEPI 행태식정의식 ( 장기행태식포함 : 39) 4, ( 각산업별방정식포함 ) 내생변수 , 외생변수 ( 산업별포함시 163) 자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 / 신석하 (2005), 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석 / 조경엽외 (2011), KERI 2010 한국경제거시계량모형 / 이진면외 (2007), KIET 산업경제계량모형 / 신태영 박영무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석의내용을바탕으로정리함.

49 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 43 제 2 절한국의거시경제모형 1. 한국은행분기거시계량경제모형 (BOK04 모형 ) 1) 한국은행은한가지모형에의존하기보다는다양한형태의모형을구축하여분석목적에따라달리사용하는다모형접근방식을따르고있다. 세부적으로살펴보면전망의시계에따라월별지표를이용하여당분기및 1분기후의경제성장률등을예측하는초단기모형, 향후 2년정도까지의시계를전망하는분기거시계량경제모형, 향후수년간을전망하는연간거시계량경제모형등으로구성되어있다. 이중에서는분기거시계량경제모형인 BOK04 모형을선택하여분석하였다. < 핵심모형 > 금융모형 초단기예측모형 ( 월별경제지표이용 ) 재정모형 B O K0 B O K0 물가모형 4 모형 4 S A 모형 경기분석모형 (Neftci, 마코프전환모형등 ) 대외거래모형 VAR 모형 거시계량투입산출모형 ( 연간자료,I-O 자료 ) 동태적최적화모형 Bayesian 접근방법을이용한 DSGE 모형 주 : 점선내는향후개발해나갈예정인모형들임자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 1) 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축

50 44 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 다음그림은 BOK04 모형의내생변수및외생변수간의상관관계와영향의방향성을보여주는관계도이다. 자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축

51 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 45 한국은행의 BOK04 모형은케인즈체계에바탕을둔일반균형개념의모형으로서 5개의수요부문 ( 최종수요, 대외거래, 금융시장, 부동산시장, 재정 ) 과 4개의공급부문 ( 임금및물가, 노동, 잠재 GDP, 자본스톡 ) 등총 9개의블록으로구성되어있으며, 48 개의행태식과 33개의정의식을포함하는 81개의연립방정식체계로구성되어있다. 최종수요블록에서소비함수는항상소득가설을바탕으로하여 GNI 를사용하였고, 가계부채와신용불량자증가율등을설명변수로포함함으로써최근의경제행태변화를반영하였다. 설비투자는신축적가속도원리에따라 GDP 를설명변수로하며, 기업의미래수익과투자간의관계를설명하는 Tobin 의 q이론에근거하여주가를설명변수로갖는다. 또한외환위기이후높은투자의변동성을반영하기위해외평채해외유통가산금리와제조업업황 BSI( 기업경기실사지수 ) 을포함하며, 수요압력에의한투자변동효과반영을위해제조업가동률을설명변수로포함하였다. 건설투자는주거용건설, 비주거용건설, 기타구축물건설로각각추정한뒤각부문별합으로설정하였다. 재고투자는변동성이크고생산과수요 ( 지출 ) 의차이를반영한다는점을고려하여통계상불일치항목과합산하여추정하였고, 신축적가속도원리에따라산출량갭 (GDP gap) 을포함하고기회비용의대용변수로실질금리를사용하였다. 대외거래블록에서는상품수출입, 서비스수입및지급, 소득및경상이전수지, 투자수지, 기타자본수지로나누어추정하였고, 한국이소규모개방경제국임을감안하여세계교역량, 엔 / 달러환율등을주요설명변수로고려하였다. 상품수출함수는세계교역량, 달러표시수출단가, 세계수입단가, 원화및엔화의대미달러환율등이설명변수로사용되었으며, 상품수입함수에는내수와세계수요효과를구분할수있도록설명변수를지출항목별로구분하여포함하였다. 서비스지급의경우여행경비지급이큰비중을차지하는점을고려하여수출입금액외에 GNI, 환율등을설명변수로포함시켰으며, 서비스수지에포함되지않는경상이전거래는증여성자금유출입이대부분인점을고려, GNI, 환율, 내외금리차를설명변수로포함하였다. 국제수지 ( 금액기준 ) 와국민계정 ( 물량기준 ) 의통계산정기준의상이점을해소하기위해환가식을만들어국제수지기준상품및서비스수출입함수와국민소득기준

52 46 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 상품및서비스수출입함수를연결했다는점이특징이며, 자본거래는투자거래및기타자본거래로재분류하여추정하였고외환보유액결정과정을모형에내생화하였다. 원달러명목환율은자본수지외에대내금리등가격변수를포함하며, 수출입단가함수는세계화의영향을고려하여환율, 국제원자재가격, 유가등을설명변수로갖는다. 한국은행모형의특징은금융블록이상세하게설계되어있고부동산시장블록을구성하고있다는점인데금융블록에서통화량의경우화폐수요의거래적동기에입각한재고이론적접근방법에따라 GDP 와시장금리 ( 회사채유통수익률 ) 을설명변수로갖고, 시장금리는콜금리와국제금래, 원달러환율, 소비자물가등을설명변수로포함하였다. 주가지수는 M3, 국내금리, 국내수요, 증권투자수지등에의해설명하였다. 한국은행모형에서는자산가격변동이거시경제에미치는영향을분석하기위해부동산시장을별도의블록으로구분하였다. 주택시장의가격급변동이실물경제에영향을끼치는점을고려하여, 주택가격과전세가격을구분하여변수로포함하였고, 주택가격은주택자산, 전세가격, 주거용건물스톡등을, 전세가격은주택자산, 국내금리등을설명변수로갖는다. 노동블록은취업자수, 실업자수, 경제활동인구, 총근로시간및평균가동률등으로구성된다. 취업자수는노동의공급상황을반영하는경제활동인구와수요상황을반영하는 GDP 를설명변수로갖고실업률과물가안정실업률비율도포함한다. 실업자수는국내수요와제조업가동률, 총근로시간등을포함하며, 경제활동인구및실업률은추정된취업자수및실업자수를이용한정의식으로계산하였다. 임금및물가블록에서는임금과물가간의동학적상승현상을반영하였다. 임금은자연실업률가설을바탕으로물가, 실업률, 노동생산성등을포함하고, 생산자물가는해외충격의영향을고려하여환율, 국제원자재가격, 유가등과총유동성 (M3) 의간접적인영향력을고려하여설명변수로포함하였다. 소비자물가는비용측요인으로단위노동비용, 생산자물가를포함하고, 수요측요인으로 GDP 갭, 경상수지등을포함한다. 물가안정목표제하에서중요한근원소비자물가는 GDP 디플레이터, 임금등을사용하였다. 한국은행모형에서는형태별투자및자본스톡을내생변수로설정하였으며, 감가상각률은국부통계조사의스톡데이터와국민계정상의고정투자계열에다항식기

53 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 47 준년접속법을사용하여추정하였다. 재정블록에서정부소비지출은정부의경상지출에의해결정되도록설정했으며, 조세함수는정부지출을설명변수로포함하여정부예산제약을반영하였다. 잠재GDP 는생산함수접근법에바탕을두고추정한것으로나타나며생산함수는가장일반적인콥더글라스함수를이용하였고, 설명변수로는노동, 자본등을사용하여가장단순한형태로모형화하였다. 노동계수 α는일반화적률법으로추정하여잠재 GDP 가자본스톡에의해내생적으로결정되도록모형을구성하고있다. 구체 적으로 식에서 에추세총요소생산성을, 에 15 세이상인 구 * 추세경제활동참가율 *(1- 물가안정실업률 ) 을, 에자본스톡 * 물가안정가동률을대입하여계산하였다. 다음은한국은행 (2005) 의 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 을바탕으로정의식과행태식을표로정리한것이다. < 표 2-2> 한국은행정의방정식 정의방정식 GDP = 내수 + 외수 - 상품수입 - 서비스수입 한국은행 (BOK04) 최종수요 재정공급 국내수요해외수요일반투자자본생산성 GDP 갭자본스톡 = 민간소비 + 설비투자 + 건설투자 + 정부소비지출 = 재화수출 + 서비스수출 총고정자본형성 = 건설투자 + 설비투자 * 건설투자 = 건물건설투자중 ( 주거용건물 + 비주거용건물 )+ 건설투자중 SOC 투자 =(GDP/144,666.1x100)/{( 제조업평균가동률 /100x 자본스톡 )/954,870.2x100)x100 =GDP- 잠재 GDP = 비거주용건물스톡 + 구축물스톡 + 설비자산스톡 주거용건물스톡 = 건물건설투자중주거용건물 +(1-주거용건물감가상각률 )x비주거용건물스톡 비주거용건물스톡 = 건물건설투자중비주거용건물 +(1-비주거용건물감가상각률 )x비주거용건물스톡

54 48 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 정의방정식 한국은행 (BOK04) 구축물스톡설비자산스톡 = 건설투자중구축물스톡투자 +(1-구축물감가상각률 )x구축물스톡 = 설비투자 +(1-설비자산감가상각률 )x설비자산스톡 고용 / 임금부동산시장 / 가계 실업률경제활동인구경제활동참가율시간당임금단위노동비용가계총자산가계주택자산주택매매가격 = 실업자수 / 경제활동인구 x100 = 취업자수 + 실업자수 = 경제활동인구 /15 세이상인구 = 임금 / 총근로시간 =( 시간당임금 / 노동생산성 )/83.8x100 = 가계주택자산 + 가계주식자산 = 주거용건물스톡 x2000 년기준주택매매가격지수 2000 년기준주택매매가격지수 = 주택매매가격 /74.2 교역조건 = 수출단가 / 수입단가 x100 = 상품수지 + 서비스수지 + 소득및경상이전수지 경상수지 상품수지서비스수지 = 수출-수입 = 서비스수출-서비스수입 대외거래 자본수지 = 투자수지 + 기타자본수지 투자수지 = 직접투자수지 + 증권투자수지 + 기타투자수지 상품수출상품수입 ( 금액 ) = 상품수출x( 수출단가 /100) (GDP 기준 ) = 상품수출x원 / 달러환율 /( 상품수출환가지수 /10) ( 금액 ) = 상품수입x( 수입단가 /100) (GDP 기준 ) = 상품수입x원 / 달러환율 /( 상품수입환가지수 /10) 자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 내용을바탕으로정리함

55 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 49 < 표 2-3> 한국은행행태방정식 행태방정식 한국은행 (BOK04) 장기 f(gni, 3 년만기회사채수익률, 취업자수 ) 민간소비지출 단기 f( 민간소비, GNI, 3년만기회사채수익률, 주택매매가격지수, 취업자수, 소비자물가, 가계대출 ) GNI f(gdp, 교역조건 ) 수요 건설투자 주거용 f( 건물건설투자중주거용건물, 비주거용건물, 주택매매가격지수, 정부세입, 3년만기회사채수익률, 소비자물가, GDP) 비주거용 f( 전세매매가격지수, KOSPI, GDP, 제조업평균가동률 ) 기타구축물 f( 정부자본지출 ) 물가공급고용 / 임 설비투자 GDP 환가지수소비자물가지수근원소비자물가지수생산자물가지수총고정자본형성환가지수잠재 GDP 설비투자조정압력평균가동률취업자수 장기 단기 f( 제조업평균가동률, 외평채가산금리, 3년만기회사채수익률, 소비자물가, 기업경기실사지수, 원 / 달러환율 ) f( 내수, 재화수출, 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, KOSPI, 3년말기회사채수익률, 소비자물가, 기업경기실사지수 ) f( 생산자물가, 원 / 달러환율, 소비자물가, 총통화 (M3)) 장기 f(gdp, 단위노동비용, 생산자물가 ) 단기 f(gdp, 단위노동비용, 원 / 달러환율, 3년만기회사채수익률, 엔 / 달러환율, 소비자물가, 생산자물가, 산출량갭, 경상수지 ) 장기 f( 임금, M3, 원 / 달러환율, GDP 환가지수 ) 단기 f( 작년근원인플레이션율, 임금, M3, 원 / 달러환율, GDP 환가지수 ) 장기 f(m3, 원 / 달러환율, 기타원자재가격, 두바이유가 ) 단기 f( 작년생산자물가, 원 / 달러환율, 기타원자재가격, 두바이유가, 세계수입단가, 총통화 (M3)) f( 원 / 달러환율, 수입단가, GDP 환가지수 ) f( 추세총요소생산성, 15세이상인구, 추세경제활동참가율, 물가안정실업율, 물가안정가동률, 자본스톡 ) f(gdp, 자본스톡 ) 장기 f( 설비투자조정압력, 취업자수, 실업률, 물가안정실업률 ) 단기 f( 설비투자조정압력, 취업자수, 실업률, 물가안정실업률, GDP) ( 장기 ) f( 경제활동인구, GDP, 실업률 / 물가안정실업률, 총근로시간 ) 단기 f(gdp, 실업률, 물가안정실업률, 총근로시간 )

56 50 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 행태방정식 한국은행 (BOK04) 실업자수 장기 f( 내수, 단위노동비용, 제조업평균가동률, 총근로시간 ) 단기 f(gdp, 제조업평균가동률, 총근로시간 ) 금 전산업장기 f( 노동생산성, 소비자물가, 실업률, 물가안정실업률 ) 임금단기 f( 노동생산성, 소비자물가, 실업률, 물가안정실업률 ) 노동생산성 f(gdp, 취업자수, 총근로시간 ) 총근로시간 f( 작년총근로시간, 설비투자조정압력 ) 금융 부동산시장 / 가계 대외거래 총통화 M3: f( 본원통화, GDP, GDP 환가지수, 3 년만기회사채수익률 ) 본원통화 장기 f( 실질 GDP, 외환보유액, 정부세입 ) 단기 f( 본원통화, 실질GDP, 3년만기회사채수익률, 정부세출및순융자, 정부세입 ) ( 장기 ) f( 설비투자, 콜금리, 원 / 달러환율, LIBOR 3 개월물 ) 회사채수익률 f(3년만기회사채수익률, 설비투자, 콜금리, 원 / 달러환율, 단기 KOSPI, 총통화 (M3), 소비자물가 ) 종합주가지수 f( 총통화, 3년만기회사채수익률, 증권투자수지, 내수 ) 주식시가총액 f( 작년주식시가총액, KOSPI, 원 / 달러환율, 투자수지 ) 주택매매가격 주택전세가격 가계주식자산 상품수출 상품수입 f( 작년주택매매가격, 전세매매가격지수, 가계주택자산, 취업자수, 주거용건물스톡, 작년 3년만기회사채수익률 ) f( 작년전세매매가격지수, 작년취업자수, 작년주거용건물스톡, 가계주택자산, 3년만기회사채수익률 ) 장기 f( 주식시가총액 ) 단기 f( 주식시가총액, GDP) 장기 ( 물량 ) 단기 ( 물량 ) ( 국제수지기준 ) f( 세계수입물량, 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 수출단가, 세계수입단가, 수입단가 ) f( 상품수출, 세계수입물량, 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 수출단가, 세계수입단가, 수입단가 ) f( 상품수출 ) 장기 ( 물량 ) f( 외수, 내수, 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 생산자물가지수 ) 단기 ( 물량 ) f( 외수, 내수, 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 수입단가 ) ( 국제수지기준 ) f( 상품수입 ) ( 장기 ) f( 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 상품수출, 상품수입, 3년만기회사채수익률, 소비자물가, LIBOR 3개월물, KOSPI, 두바이유가 ) 서비스수출 f( 원 / 달러환율, 엔 / 달러환율, 상품수출, 상품수입, 3년만기 ( 단기 ) 회사채수익률, 소비자물가, LIBOR 3개월물, KOSPI, 두바이유가 ) (GDP기준) f( 원 / 달러환율, 상품수출환가지수 ) 서비스수입 ( 장기 ) f(gni, 상품수출, 상품수입, 3년만기회사채수익률, LIBOR

57 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 51 행태방정식 소득및경상이전수지 자본수지 수출단가 한국은행 (BOK04) 3개월물, 원 / 달러환율 ) ( 단기 ) f( 상품수출, 상품수입, 3년만기회사채수익률, GNI, LIBOR 3개월물 ) (GDP기준) f( 원 / 달러환율, 서비스수입 ) f( 소득및경상이전수지, GNI, 서비스수입, 원 / 달러환율, 3년만기회사채수익률, LIBOR 3개월물 ) 직접투자수지증권투자수지기타투자수지기타자본수지 ( 장기 ) ( 단기 ) f( 직접투자수지, 설비투자, 건설투자, 원 / 달러환율, KOSPI, 중국경제성장률, 일본경제성장률 ) f( 증권투자수지, LIBOR 3개월물, KOSPI, 경기선행종합지수, 기업경기실사지수 ) 기타투자수지, 상품수출, 상품수입, 3년만기회사채수익률, LIBOR 3개월물, 원 / 달러환율, 기업경기실사지수, GDP, KOSPI) f( 기타자본수지, GNI) f( 수입단가, 단위노동비용, 엔 / 달러환율, 원 / 달러환율, 생산자물가, 상품수출 ) f( 수출단가, 엔 / 달러환율, 두바이유가, 상품수출, 원 / 달러환율, 생산자물가, 단위노동비용 ) ( 장기 ) f( 기타원자재가격, 두바이유가 ) 수입단가 f( 수입단가, 두바이유가, 기타원자재가격, 원 / 달러환율, ( 단기 ) 엔 / 달러환율, 세계수입단가 ) 외환보유액 f( 작년외환보유액, 경상수지, 자본수지 ) 원 / 달러 f( 작년원 / 달러환율, 경상수지, 자본수지, 외환보유액, 3년만기회사채수익률, 환율 소비자물가 ) 상품수출 환가지수 f( 원 / 달러환율, 상품수입환가지수 ) 서비스수출 환가지수 f( 상품수입환가지수, GDP 환가지수 ) 상품수입환가지수서비스수입환가지수 f( 원 / 달러환율, 수입단가 ) f( 원 / 달러환율, 수입단가, GDP 환가지수 ) 재정 장기 : f(gdp, GDP 환가지수, 정부지출및순융자 ) 조세수입단기 : f( 내수 ( 민간소비, 설비투자, 건설투자, 정부소비지출 ) 재정지출 f( 작년정부소비지출, 정부경상지출 ) 자료 : 한국은행 (2005), 한국은행분기거시계량경제모형의재구축 내용을바탕으로정리함

58 52 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 2. KDI 거시계량모형 ( 신석하, 2005) 2) 신석하 (2005) 의 거시계량모향을이용한외생적요인의경제파급효과분석 에따르면, KDI 모형은현재정기적으로수행중인분기별경제전망및국가재정운용계획등에서다루어지고있는변수를중심으로한정하였다고밝히고있다. 또한이는모형의운용에따른편익및비용을감안한것이며, 국제모형기관에서모형의범위를과거에비해많이축소하고있는추세를반영한것이며, 대규모모형의유지및개선을위해서는많은인적 물적비용이소모될뿐아니라모형의신축적인운용이어렵다는문제점을고려하여, 모형의기본구조구축에초점을두었다고밝히고있다. KDI 모형은총공급, 총수요, 국제수지, 노동, 물가, 금융의 6개부문으로구성되었으며, 14개정의식및 27개행태식 ( 장기행태식을포함하는경우 39개 ) 으로이루어져있다. 총공급은잠재GDP 에의해결정되며, 총수요부문은민간소비, 설비투자, 건설투자, 상품수출 ( 물량 ), 서비스수출 ( 물량 ), 상품수입 ( 물량 ), 총수입 ( 물량 ) 등의변수를포함하고있다. 국제수지부문은상품수출 ( 금액 ), 서비스수출 ( 금액 ), 상품수입 ( 금액 ), 서비스수입 ( 금액 ), 소득수지, 경상이전수지, 수출단가, 수입단가등으로구성되어있으며, 노동부문은고용률, 실업률, 근로시간, 임금으로구성되어있다. 물가부문에는생산자물가, 근원소비자물가, 소비자물가, GDP 디플레이터등의변수가포함되었으며, 금융부문은회사채금리, 통화량, 원 / 달러환율등으로구성되었다. 정부소비는외생변수로다루어지고있으며해외부문 ( 해외GDP, 해외물가, 국제유가등 ) 도외생변수로설정되어있다다음그림은신석하 (2005) 의 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석 내용을바탕으로그린모형의관계도이다. 2) 신석하 (2005), 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석, 한국개발연구원

59 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 53 [ 그림 2-1] KDI 모형의관계도 자료 : 신석하 (2005), 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석, 한국개발연구원자료를바탕으로재구성함. KDI 모형은총수요, 총공급, 국제수지, 노동, 물가, 금융의 6개부문으로구성되었으며, 해외 GDP 및해외물가는외생적으로산출하였다. 총수요부문에서민간소비는장기적으로 GDP, 실질실효환율에의해결정되며단기적으로는취업자수, 총통화량, 금리등의설명변수가추가되었고, 특히민간소비에서수입재화의비중이점차높아지고있는상황을반영하기위해실질실효환율이포함되었다. 본모형에서자산가격의모형화가어려워민간소비행태식에자산변수가포함되지않았으며, 세율또한소비에대한행태식의설명력을저하시켜제외되었다. 정부소비행태식은중앙정부의경상지출을이용하였다. 설비투자의경우민간소비, 정부소비, 상품수출 ( 물량 ), 자본스톡의추세, 한계자본생산성등을설명변수로갖는다. 여기서한계생산성은콥더글라스생산함수를이용하여산출했으며, 외환위기이후자본축적속도가낮아짐을볼수있다.

60 54 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 투자의장기행태식을국내총생산등의함수로구성하고추정한결과, 추정된투자수준이외환위기이후기간에서실제수준보다크게나타났는데, 이는외환위기이전의높은투자증가율이외환위기이후에도반영되었기때문이다. 이러한점을반영하여본모형에서는잠재 GDP 수준에서외환위기이후추세를유지하는자본스톡및자본한계생산성을추정한뒤이를만족시키는자본스톡을산출하였다. 여기서발생하는장기자본스톡수준과실제자본스톡의차이는설비투자의단기행태식에서일종의오차수정항으로작용한다. 건설투자의장기행태식은국내총생산, 실질실효환율, 교역조건의영향을받으며, 설비투자처럼장기자본스톡과실제자본스톡의차이에의해조정받도록설정되었다. 단기적으로는실질금리의변화등이설명변수로추가되었다. 장기상품수출 ( 물량 ) 은해외 GDP, 외국재화대비수출재화의상대가격, 실질실효환율을, 단기상품수출 ( 물량 ) 은해외 GDP 와실질실효환율을설명변수로갖는다. 장기상품수입 ( 물량 ) 은국내총생산과실질실효환율에의해, 단기상품수입 ( 물량 ) 은소비, 투자, 수출및실질실효환율의변화에의해영향받도록설정하였다. 서비스수출 ( 물량 ) 은장기행태식이통계적으로유의하지않아단기행태식만설정하여국내소비자물가, 실질실효환율, 해외물가, 해외 GDP 등으로구성하였다. 서비스수입 ( 물량 ) 의경우장기는국내총생산과실질실효환율, 단기는상품수입 ( 물량 ), 민간소비, 해외물가를설명변수로갖는다. 본모형에서공급은잠재 GDP 에의해결정되며잠재 GDP 추정에활용된생산함 수는콥더글러스방정식으로산출된다. 식에서 는총요소생산성, 는자본스톡, 는취업자의평균인적자본지수, 는취 업자, 는취업시간, a 는산출물의자본탄력성을나타낸다. 자본스톡은영구 재고법을이용하여 식을통해추정하였다. 여기서 는 해당분기의총투자이며, 감가상각률 ( ) 는국민계정중고정자본소모를이용하여산출하였다.

61 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 55 잠재 GDP 는자본스톡을제외한나머지구성요소에 HP(Hodrick-Prescott) 필터를적용하여추세를추출한후생산함수를이용하여산출하였다. 자본스톡은모형내의투자에의해변화하고잠재 GDP 는그에따라내생적으로결정된다. 수출단가는수입단가, 달러로환산된국내생산자물가로구성되었으며, 수입단가는해외생산자물가, 원유도입단가, 달러로환산된국내생산자물가, 로이터지수등을설명변수로갖는다. 상품수출 ( 금액 ) 과상품수입 ( 금액 ) 은상품수출 ( 물량 ), 수입 ( 물량 ) 과수출단가, 수입단가를이용하여산출하였다. 단기상품수입 ( 금액 ) 의경우원유가상품수입금액을단기적으로크게증가시킬가능성을감안하여원유단가변수가추가되었다. 서비스수출입의경우단가지수대신서비스수출 수입 ( 물량 ) 과원 / 달러환율을통해서비스수출 수입금액을산출하였고, 서비스수출금액은외국통화의대미달러환율도추가로설명변수로갖는다. 소득수지와경상이전수지행태식은달러로환산한국내명목총생산에대한비율로구성되며, 전기시차변수를포함한다. 경상이전수지의경우해외송금이큰비중을차지하는특성을고려하여환율과교역조건을추가로설명변수로갖는다. 본모형은노동부문에서는자연실업률의추정오차가크기때문에자연실업률등장기균형수준에대한개념도입없이고용율과실업률의단기행태식으로만구성하였다. 취업자는전기국내총생산증가율을설명변수로갖고생산가능인구는외생적으로가져와취업률을산출했으며, 실업률또한전기국내총생산의변화, 취업시간의경우해당기간의국내총생산변화의영향을받는것으로구성하였다. 본모형은국내총생산이취업자, 실업, 취업시간에영향을미치는시차가다르게나타나는점을반영하였다. 명목임금의장기행태식은한계노동생산성과소비자물가로, 단기행태식은한계노동생산성만을포함하는데, 이는소비자물가의변화가명목임금에반영되기까지의시간차이가있음을시사한다고볼수있다. 생산자물가의장기행태식은임금, 명목실효환율, 원유단가로구성되며단기행태식은수입단가및회사채수익률등을추가설명변수로갖는다. 근원소비자물가는장기적으로총통화량, 임금, 명목실효환율, 수입단가, 원유단가을설명변수로갖

62 56 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 고, 단기식의경우총통화량, 명목실효환율, 임금, 전기근원소비자물가의영향을받도록설정하였다. 소비자물가의경우장기행태식과단기행태식모두생산자물가와근원소비자물가를설명변수로갖는다. 국내총생산디플레이터는소비자물가, 수출단가, 명목실효환율로구성되었으며, 단기행태식의경우추가로 GDP 갭을설명변수로갖는다. 회사채수익률은콜금리, GDP 증가율, 자본의한계생산성, 해외금리 ( 리보3개월물 ) 등으로구성되었다. 총통화는명목GDP, 회사채금리로구성되었고, 원 / 달러환율은경상수지, 상품수출 수입 ( 금액 ) 등을설명변수로갖는다. 다음은신석하 (2005) 의 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석 을바탕으로 KDI 모형의행태식을표로정리한것이다. < 표 2-4> KDI 행태방정식 행태방정식 KDI 장기 f(gdp, 실질실효환율 ) 민간소비지출 단기 f(gdp, 실질실효환율, 취업자수, 총통화량 ( 평잔 ), 소비자물가, 회사채수익률, 전기소비자지수, 전기수출단가, 전기수입단가, 전기민간소비 ) 수요 물가 건설투자설비투자 GDP 환가지수소비자물가지수근원소비자물가지수 장기 f( 국내총생산, 수출단가, 수입단가, 실질실효환율 ) 단기 f( 수출단가, 수입단가, 회사채수익률, 전기소비자물가, 전기자본스톡, 전기추세자본스톡, 전기건설투자 ) f( 민간소비 + 정부소비, 상품수출 ( 물량 ), 실질실효환율, 전기자본스톡, 전기추세자본스톡, 회사채수익률, GDP 디플레이터, 한계자본생산성 ) 장기 f( 소비자물가, 수출단가, 환율, 해외환율 ) 단기 f( 소비자물가, 수출단가, 환율, 해외환율, GDP, 잠재 GDP, GDP 디플레이터,) ( 장기 ) f( 근원소비자물가, 생산자물가 ) 단기 f( 근원소비자물가, 생산자물가, 전기소비자물가 ) ( 장기 ) f( 총통화량 ( 평잔 ), 임금, 환율, 외국환율, 수입단가, 원유단가 ) ( 단기 ) f( 전기근원소비자물가, 총통화량 ( 평잔 ), 환율, 외국환율, 임금 ) 생산자 ( 장기 ) f( 임금, 환율, 해외환율, 원유단가 )

63 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 57 행태방정식 물가지수 ( 단기 ) KDI f( 임금, 환율, 해외환율, 원유단가, 전기생산자물가, 수입단가, 회사채수익률 ) 공급 잠재 GDP 고용률실업률 f( 총요소생산성, 자본스톡, 취업자의평균인적자본지수, 취업자, 취업시간, 산출물의자본탄력성, 해당분기의총투자 ) f((t-2)gdp, (t-3)gdp, (t-4)gdp) f( 전기실업률, (t-4)gdp) 고용 / 임금 금융 광공업근로자월평균실질임금월평균근로시간총통화 (M3) 회사채수익률원달러환율 ( 장기 ) f( 한계노동생산성, 소비자물가 ) ( 단기 ) f( 한계노동생산성, 전기임금 ) f( 전기근로시간, GDP) f( 전기총통화량 ( 평잔 ), 전기 GDP, 회사채수익률 ) f( 전기회사채수익률, CALL, GDP, 한계자본생산성, GDP 디플레이터, 리보금리 ( 달러 3개월 )) f( 전기환율, 경상수지, 상품수출 ( 금액 ), 상품수입 ( 금액 ), GDP, GDP 디플레이터 ) 수출단가 f( 수입단가, 생산자물가, 환율 ) 수입단가 f( 전기수입단가, 해외생산자물가, 원유도입단가, 생산자물가, 환율, 로이터지수 ) 장기 ( 물량 ) f( 해외 GDP, 해외생산자물가, 수출단가, 실질실효환율 ) 대외거래 상품수출 단기 ( 물량 ) 장기 ( 금액 ) f(gdp 디플레이터, 실질실효환율, 전기상품수출 ( 물량 ) f( 상품수출 ( 물량 ), 수출단가 ) 단기 ( 금액 ) f( 상품수출 ( 물량 ), 수출단가 ), 전기상품수출 ( 금액 )) 상품수입 장기 ( 물량 ) 단기 ( 물량 ) f(gdp, 실질실효환율 ) f( 민간소비, 정부소비, 건설투자, 설비투자, 상품수출 ( 물량 ), 실질실효환율, 전기상품수입 ( 물량 ))

64 58 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 행태방정식 KDI 장기 ( 금액 ) 단기 ( 금액 ) f( 상품수입 ( 물량 ), 수입단가 ) f( 상품수입 ( 물량 ), 수입단가, 원유단가, 전기상품수입 ( 금액 )) 서비스수출 ( 물량 ) f( 소비자물가, 실질실효환율, 해외생산자물가, 해외 GDP, 전기서비스수출 ( 물량 )) ( 금액 ) f( 서비스수출 ( 물량 ), 환율, 해외환율 ) 서비스수입 장기 ( 물량 ) 단기 ( 물량 ) f(gdp, 실질실효환율 ) f( 상품수입 ( 물량 ), 전기서비스수입 ( 물량 ), 민간소비, 전기해외생산자물가, 전기서비스수입 ( 물량 )) ( 금액 ) f( 서비스수입 ( 물량 ), 환율 ) 재정정부소비 f(( 정부경상지출, GDP 디플레이터 ) 자료 : 신석하 (2005), 거시계량모형을이용한외생적요인의경제파급효과분석, 한국개발연구원자료를바탕으로정리함 3. KERI 거시계량모형 ( 조경엽외, 2011) 3) KERI 모형은최종수요부문, 노동및공급부문, 물가및임금부문, 통화및금융부문, 대외거래부문등 5개부문으로구성되어있다. KERI 모형의구조는 31개의행태방정식과 32개의정의식으로구성된연립방정식시스템으로되어있으며내생변수 63개와외생변수 20개가포함되었다. 본모형은장기구조방정식과단기변동방정식을두어모형을정교화하고하였고, 기존의모형에서외생처리했던무형고정자산투자와재고투자를행태방정식으로추정하였다. 소비에서는내구재와비내구재를구분하였고, 중국의경제가한국경제에미치는영향을고려해중국과관련된변수및미국, 일본의경제성장과같은개별경제변수를포함하여대외여건을보다정확히반영하고자했다. 다음은 KERI 장기거시경제모형의관계도이다. 3) 조경엽외 (2011), KERI 2010 한국경제거시계량모형, 한국경제연구원 (KERI)

65 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 59 [ 그림 2-2] KERI 장기거시경제모형도의관계도 자료 : 조경엽외 (2011), KERI 2010 한국경제거시계량모형, 한국경제연구원 (KERI) 본모형은최종수요, 노동및공급, 물가및임금, 통화및금융, 대외거래부문총 5개부문으로구성되었다. 최종수요부문은국민소득계정상의각지출부문이포함된다. 최종소비지출, 총자본형성, 재화와용역의수출입등은모형에서내생적으로결정되며통계상불일치는외생변수로처리하였으며, 지출의개별부문에의해실질 GDP 가결정된다. 본모형에서최종소비지출은민간소비와정부소비로나뉘고, 민간소비의경우내구재와비내구재를구분하여추정하였다는특징을갖는다. 비내구재소비함수는기본적으로케인스소비함수에기초를두어가처분소득과실질임금과고용을곱한금액을설명변수로갖는다. 단기행태식에는환율변동에따른수입소비재의구매력변화반영을위해환율을추가설명변수로갖는다. 내구재소비함수의경우동일하게가처분소득의영향을받지만, 자산의변동에더크게반응한다는점을고려하여종합주가지수, 총통화, 금리로구성하였다. 단기식의경우환율이소비구매력에미치는영향을감안하여추가로설명변수로포함하였다. 정부소비는실질 GDP, 정부의실질경상지출의함수로구성하였다.

66 60 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 총자본형성은총고정자본형성 ( 설비투자, 건설투자, 무형고정자산투자 ) 과재고투자혹은재고증감으로구성된다. 설비투자의장기행태식은총수출, 총소비, 자본스톡와 GDP 비율, 환율을설명변수로갖고단기식의경우투자결정에중요한영향을미친다고보이는회사채수익률과환율, 종합주가지수를포함한다. 건설투자의장기추정식은주택의수요를반영하는주택가격과투자결정에영향을미치는실질금리, 정부의사회간접시설확충을반영하는자본적지출을설명변수로갖는다. 건설투자단기식은소득확대의영향을반영하기위해 GDP 를추가하였다. 본모형의특징중하나는그동안설비투자에포함하거나재고및통계상불일치로처리해오던무형고정자산투자를구분하여추정한것이다. 무형고정자산투자가경제규모와함께증가하는추세를반영해실질 GDP 의함수로추정하였다. 재고투자는소비, 고정투자, 수출을합한국내지출과상품수입을설명변수로구성하였다. 최종수요부문에서재화와서비스의수출입은실질원화이기때문에대외거래부문의달러표시수출입을원화로전환시키는교량식을설정하였다. 구체적으로달러표시상품수출 수입, 서비스수출 수입을수출입단가로디플레이트한후기준연도환율을곱하여원화표시로전환하였다. 노동및공급부문에서는잠재 GDP 를추정하는데중점을두었다. 자본스톡은고정자본소모로조정한총고정자본형성의누적분으로결정되며초기자본스톡은통계청의국부통계자료를이용하였다. 그리고잠재 GDP 는취업자수와자본스톡을통해추정하고, 추정된잠재 GDP 는 GDP 와의차이 ( 초과수요압력 ) 로물가부문에연계된다. 추정된자본스톡은설비투자추정식에포함되어최종수요부문과연계된다. 취업자는전기실질 GDP 를, 경제활동인구는총인구와실질 GDP 를설명변수로갖는다. 본모형은물가와디플레이터를모두독립적으로추정하는방식을채택하였다. 물가방정식은기본적으로총수요압력을수요요인으로반영하였다. 소비자물가의장기행태식은원화표시수입물가 ( 수입단가 * 환율 ) 를비용요인으로서, 단기행태식은국제유가와환율등을설명변수로포함하였다. 생산자물가장기행태식은환율로조정한수입단가, 단위노동비용을, 단기행태식은두바이유가를설명변수로포함한

67 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 61 다. GDP 디플레이터는전기시차변수와수입단가, 환율등의영향을받는것으로설정하였다. 수출단가는수출업자의비용측면반영을위해생산자물가지수를환율로조정하였고전세계소비자물가지수또한설명변수로구성하였으며, 수입단가는국제유가와전세계소비자물가지수로구성하였다. 통화및금융부문은회사채수익률, 총통화, 원 / 달러환율행태식으로구성되었으며, 회사채수익률은주로실물부문에대한파급영향을추정하는데사용된다. 회사채수익률장기식의경우국내총생산증가율과콜금리를, 단기식은국내총생산증가율과환율, 실질통화량을설명변수로갖는다. 통화수요는거래적화폐수요이론에기초하여, 총통화 (M2) 는실질총통화, 실질국내총생산, 회사채수익률의영향을받는것으로구성하였다. 원 / 달러환율장기식은미국과의성장률, 소비자물가상승률, 실질금리격차, 경상수지를설명변수로도입하고, 단기식은환율과종합주가지수가자본수지의대리변수에대한성격을지닌다는판단하에설명변수로반영하였다. 본모형은대외거래부문에서대중국수출비중의급증을반영하기위해수출함수를대중국수출과중국외지역에대한수출로분리하였다. 중국에대한상품수출행태식은중국 GDP 와미국 GDP 를포함함으로써중국을통한우회수출을반영하고자하였고, 원화의위안화에대한상대환율도설명변수로추가하였다. 중국외지역에대한상품수출의경우수요를반영하기위해수출비중이높은미국과일본의 GDP 를설명변수로포함하였고, 수출단가와원 / 엔환율, 원 / 위안환율도추가하였다. 상품수입은장기적으로소득과상대가격에의해결정된다고보아실질 GDP, 해외물가, 수입단가로구성하였다. 단기추정식은장기식의변수들의차분변수를사용하였다. 서비스수출장기식은주요국 ( 미국, 일본, 중국 ) 의 GDP 와해외물가로설명하였고, 단기식은교역량이늘어날수록서비스의대외거래가증가하는현실을반영하기위해한국의수출량으로설명하였다. 서비스수입장기식은소득변수로국내총생산을, 가격변수로달러표시국내물가를, 단기식은환율, 총교역량을설명변수로갖는다. 다음은 KERI 모형의행태식을표로정리한것이다.

68 62 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 행태방정식 KERI 비내구 ( 장기 ) f( 가처분소득 (GDP-실질조세(CT/CPI)), 실질임금 * 고용 ) 민간 재 ( 단기 ) f(gdp, 원 / 달러환율, 전기비내구재소비 ) 소비 ( 장기 ) f( 가처분소득 (GDP- 실질조세 (CT/CPI)), KOSPI, 총통화 ( 평잔, M2)) 내구재 ( 단기 ) f(gdp, 실질조세 (CT/CPI), KOSPI) 정부소비 ( 장기 ) f( 전기정부소비, GDP, 실질경상지출 ) ( 단기 ) f(gdp, 실질경상지출 ) 설비투자 ( 장기 ) f( 총수출 + 총소비, 자본스톡 /GDP, 원 / 달러환율 ) ( 단기 ) f( 총수출 + 총소비, 원달러환율 / 엔달러환율, 회사채수익률, KOSPI) 최종 ( 장기 ) f( 전국주택가격지수, 회사채수익률, 실질자본지출 ) 건설투자수요 ( 단기 ) f(gdp, 자본지출 / 생산자물가지수 ) 무형고정자산 ( 장기 ) f(gdp) 투자 ( 단기 ) f(gdp) 재고투자 ( 장기 ) f( 재화수입, 민간소비 + 설비투자 + 재화수출 ) ( 단기 ) f( 재화수입, 민간소비 + 설비투자 + 재화수출 ) 재화수출 f( 재화수출 ( 실질 ), 수출단가지수 ) 재화수입 f( 재화수입 ( 실질 ), 수입단가지수 ) 서비스수출 f( 서비스수출 ( 실질 ), 수출단가지수 ) 서비스수입 f( 서비스수입 ( 실질 ), 수입단가지수 ) 취업자수 f( 전기 GDP) 노동경제활동인구 f( 인구, GDP) 및자본스톡 f( 총고정자본형성의누적분 ) 공급 잠재GDP f( 전기잠재 GDP, 총취업자수, 자본스톡 ) 소비자물가 ( 장기 ) f( 총수요압력 (GDP/ 잠재GDP), 원화표시수입물가 ) ( 단기 ) f( 총수요압력 (GDP/ 잠재GDP), 환율, 두바이유가, 콜금리, 명목임금 ) ( 장기 ) f( 총수요압력 (GDP/ 잠재GDP), 수입단가 * 환율, 단위노동비용 ) 물가생산자물가 ( 단기 ) f( 총수요압력 (GDP/ 잠재GDP), 두바이유가 ) 및임 금 GDP 환가지수 f( 전기 GDP 디플레이터, 수입단가, 환율 ) 수출단가 f( 전기수출단가, 생산자물가 / 환율, 전세계소비자물가지수 ) 수입단가 f( 전기수입물가, 두바이유가, 전세계소비자물가지수 ) 통화및금융 < 표 2-5> KERI 행태방정식 회사채수익률 ( 장기 ) f( 콜금리 / 소비자물가, GDP) ( 단기 ) f(gdp, 환율, 총통화 ) 총통화 (M2) f( 전기실질총통화, 실질 GDP, 회사채수익률 ) 원 / 달러환율 ( 장기 ) f( 미국 GDP/GDP, 소비자물가 / 미국소비자물가, 미국실질금리 ( 콜금리

69 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 63 행태방정식중국에상품수출중국외상품수출대외상품수입거래서비스수출서비스수입 KERI -소비자물가)-한국실질금리, 경상수지 ) ( 단기 ) f( 전기원 / 달러환율, 전기경상수지, KOSPI) f( 중국GDP, 미국GDP, 국제유가, 원달러환율 / 엔달러환율, 원달러환율 / 위안달러환율 ) f( 일본GDP, 미국GDP, 원달러환율 / 위안달러환율, 원달러환율 / 엔달러환율, 수출단가 ) ( 장기 ) f(gdp, 해외물가 ( 수입단가 * 원달러환율 ), 수입단가 ) ( 단기 ) f(gdp, 해외물가 ( 수입단가 * 원달러환율 ), 수입단가 ) ( 장기 ) f( 미국GDP, 일본GDP, 중국GDP, 수출단가 * 원달러환율 ) ( 단기 ) f( 미국GDP, 수출량 ( 수출금액 / 수출단가 ), 수출단가 * 원달러환율 ) ( 장기 ) f(gdp, 달러표시국내물가 ) ( 단기 ) f( 달러표시국내물가, 총교역량 ( 상품수출 + 상품수입 )) 자료 : 조경엽외 (2011), KERI 2010 한국경제거시계량모형내용을바탕으로재정리함 4. 산업연구원 (KIET) 모형 (KIET-DIMM07) 4) KIET-DIMM07은소규모개방경제의가정하에서구성한것으로, 미시경제적으로는왈라스의일반균형이론을산업연관표체계에적용하여산업별수요와공급간에균형을유도하고, 거시경제적으로는소득 소비승수원리, 필립스곡선가설, 가격조정원리등에기초하여총수요와총공급간에도균형으로수렴하도록설계된모형이다. KIET - DIMM07 의기본구조는크게수요 공급블록가격 기술블록대외블록거시블록등 4개블록으로구성된다. 우선수요 공급블록에서는산업별소비, 투자등의최종수요와함께산업간의존관계에의한산업별중간수요가유도되어총산출이결정하며, 이에따라수요측면에서산업별국내총생산이도출된다. 이와더불어생산에투입되는노동과자본이결정된다. 가격 기술블록에서는수요 공급블록에서유도된산업별노동생산성과거시블록에서결정된전산업임금을매개로산업별임금, 자본재가격, 중간투입재가격, 생산가격, 수출가격등이결정되며, 또한산업별중간투입계수, 자본계수, 노동계수등이유도된다. 이들산업별가격및기술계수는수요 공급블록에투입되어산업별최종수요와생산및생산요소의결정에사용된다. 4) 이진면외 (2007), KIET 산업경제계량모형, 산업연구원

70 64 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 한편대외블록에서는소규모개방경제하에서외생적으로주어지는해외의산업별생산및가격, 산업별수출가격등이주요설명변수로작용하여산업별수출과수입이결정되며, 이것은수요 공급블록에서최종수요를산출하는데투입된다. 거시블록에서는주요거시경제변수로서국내총생산과총소득및총소비, 조세수입이결정되며, 경제전체의평균물가로서국내총생산디플레이터, 전산업임금및실업률이결정된다. 이러한거시경제변수의결정에는수요 공급블록에서도출되는국내총생산의수요와공급간에갭, 산업별생산및노동등이작용하며, 반대로거시블록에서결정된총민간소비는수요 공급블록의산업별민간소비를결정하는데설명변수로작용한다. KIET - DIMM07 은이상과같은 4개의블록간상호작용과각블록내에포함된개별변수간에설정된인과관계에의한상호작용과시차구조등에의해서경제전체가균형상태로수렴해가는조정과정을묘사하도록설계되어있다. 다음그림은이진면외 (2007) 의 KIET 산업경제계량모형 을바탕으로그린모형의관계도이다. [ 그림 2-3] KIET(2007) 모형의관계도 자료 : 이진면외 (2007), KIET 산업경제계량모형 내용을바탕으로재구성함

71 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 65 산업연구원은전망과단기예측보다는국내외의경제적환경변화가산업에미치는영향을분석하는데주안점을두고정책파급효과분석에초점을맞추어모형을개발하였으며, 수요측면과공급측면을모두내생화함으로서 생산요소 도시장원리에따라수급이조절되도록구성한특징을가지고있다. 이는산업별로매우세분화된인과관계를중심으로함수를설정하고있다는것을보여준다. 특별히산업분석에서중요한 산업간생산기술구조의차이 와 산업간상호연관관계의변화 를고려하였다는특징을가지고있다. 본모형에서수요측면은비목별로소비비율함수를추정한다음, 이를총민간소비에적용하여비목별소비수준을결정하고, 여기에통계DB 의구축시추정한민간소비의 비목별-산업별전환행렬 을이용하여산업별로배분하는방식으로수요측면을설계하였다. 비목별소비비율함수는준이상수요체계 (Almost Ideal Demand System; AIDS) 형태로설정하였다. 투자수요함수는자본의실질사용자비용과투자의가속도이론으로부터도출되었으며자본에대한수요는실질사용자비용과같은수준으로설정하였고, 실질사용자비용 (C) 은자본 1단위를사용하기위하여지불해야하는비용을산출량수량으로나타낸것으로, 명목이자율, 감가상각률, 고정자산의가격상승에의한자본이득, 자본재가격, 자본재의총물가수준에대한상대가격, 기업i 의소망자본스톤을사용한식으로표현되었다. 따라서산업별투자수요함수는실질사용자비용, 실질임금, 기대산출량, 전기의자본스톡의함수로표현하였다. 산업의자본스톡은감가상각률과투자지출에의한항등식으로결정되었다. 고용자및자영업자에대한노동수요함수는산업i의총산출, 상대가격, 전기의노동수요의함수로나타내었다. 생산자가격은중간재투입가격과생산요소가격의함수로추정하였으며, 이때중간재투입가격은투입물의원산지에따라수입비중을이용하여국내와국외로구분하고, 각각국내생산가격과수입물가를곱하여중간재투입비중으로가중합한값으로정의하였다. 생산요소가격은총투입에서노동과자본이차지하는비중인노동계수와자본계수에개별생산요소의가격을곱하고이를합하여산출하였다. 반면산업별중간투입계수, 노동계수및자본계수를외생변수로처리하였다. 산업별임금은평균임금수준에부문별상대적생산성격차를반영하여추정한다. 평균

72 66 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 임금은노동의동질성과완전이동가능성을전제로한것인반면, 산업별임금은노동의차별성과불완전이동성을감안한것이다. 산업별임금의실제추정은전산업평균임금을기초로하여각산업의상대노동생산성에의해조정된다고가정하였다. 비목별소비재의가격은산출물의생산가격에앞서전술한해당비목의산업별구성비를가중합한가격과교량방정식 (bridge equation) 으로연결하여추정하였으며, 투자재가격도자본재의생산가격에 j산업의총투자수요중해당자본재의구성비를가중합한가격과교량방정식 (bridge equation) 으로연결하여추정하였다. 수출가격은산출물의생산가격, 수입가격은원달러명목환율에산출물의해외물가를곱한값에각각교량방정식 (bridge equation) 과항등식으로연결하여추정하였다. 대외블록에서는산업별수출과수입이결정되는데, 소규모개방경제에서주로도입되고있는산업별생산수준과상대가격을설명변수로설정하여수출과수입함수를추정하였다. 산업별수출은국산재에대한해외의수입수요라는관점에서환율을고려한해당산업별상대가격및해당산업별생산수준을설명변수로하여함수를설정한다. 즉, 수출은원화가치로환산된국내수출가격과해외의생산가격간의상대가격, 그리고해외의산업별총산출의함수로추정된다. 수입함수또한수출함수와마찬가지로산업별국내외의상대가격과국내생산수준을기본설명변수로설정하나, 산업별수입은국내수요에비례하여증가한다는가정하에수입비율함수을도입하였다. 즉, 산업별총수요에서수입이차지하는비율을산업별수입물가, 생산가격등을설명변수로추정한다. 거시블록에서총량변수들을결정하는블록으로국내총생산, 국내총소득 (GNI) 및총민간소비, 조세수입등과, 평균물가로서국내총생산디플레이터, 전산업임금, 실업률등이결정된다. 우선총민간소비는전기의총민간소비, 실질가처분소득, 실질이자율의함수라고가정한다. 투자는산업모형에서추정한산업별투자를집계함으로써구해지며, 재화와서비스수출과수입은산업별수출방정식과수입비중방정식을통해추정한산업별수출입의합계를통해집계된다. GDP 는기초가격산업별부가가치기준 GDP 의합계에순생산물세를합하여계산된다. 정부부문은대부분외생화하여가능한한모형을단순화시켰다. 조세는전기의조세, 명목국내총생산을설명변수로추정하였다.

73 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 67 금융부분에서는이자율이결정되는데통화공급, 통화정책및대외여건등공급측요인과외부요인에의해결정되는것으로가정하였다. 금리는회사채유통수익률을실세금리로하고, 통화량, 콜금리, 해외금리등을설명변수로하여다음과같이추정하였다. GDP 디플레이터는전산업평균임금상승률과같은비용측요인뿐만아니라통화증가율및수입물가와같은수요측요인, 그리고총공급과총수요와의갭을비율로포함하였다. 노동시장에서전산업평균임금은개별산업의임금에영향을미쳐비용상승을유발하고생산자물가에영향을미치게된다. 전산업평균임금의결정에는실업률과임금상승률간의상충관계를설명하는필립스곡선가설을원용하여실업률과노동생산성이설명변수로이용되었으며, 종속변수는물가상승에따른임금상승을고려하기위해평균임금수준을물가로나눈형태로설정하였다. 이상에서와같은설명한 KIET 산업 거시계량모형의규모는 4개의블록에걸쳐행위방정식 388 개와이들을연결하는정의식 4,177 개등총 4,565 개의방정식으로이루어진대규모모형이다. 블록별로행위방정식의규모를살펴보면거시블록에 5 개, 수요 공급블록에 123 개, 대외블록에 59개및가격 기술블록에 201 개가각각포함된다. 5. STEPI 거시계량경제모형 ( 신태영 박병무, 1998) 5) STEPI 의 1998 년거시계량경제모형은 24개의행태방정식, 24개의정의식을포함한 48개의내생방정식, 13개의외생변수로구성되어있고, 크게실물부문, 공급부문, 통화, 대외거래, 재정, 물가부문으로구성된다. STEPI 모형의큰특징으로는모형에연구개발투자를포함시켜, 연구개발투자가경제에어떤영향을미치는지알아보고이를바탕으로정책효과를분석하였다. 또한연구개발투자이외에건설투자, 실업기금, 시설자금충당금등다른정책대안에대해서도모의실험을할수있게끔모형을설계하였다. 5) 신태영 박병무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석, STEPI

74 68 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 연구개발부문이추가되었기때문에, 실물부문은연구개발부문과비연구개발부문으로나눠지고, 건설자본스톡, 설비자본스톡외에연구개발스톡, 공공부문 / 민간부문연구개발스톡이변수로포함되었다. 또한임금부문도비연구개발부문과연구개발부문으로나눠졌다. 다음은신태영 박병무 (1998) 의 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석 을바탕으로그린 STEPI 모형의관계도이다. [ 그림 2-4] STEPI(1998) 모형의관계도 자료 : 신태영 박병무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석내용을바탕으로재구성함 STEPI(1998) 모형은공급부문을포함한모형을설계하기위하여먼저잠재GDP 를추정는데, 잠재 GDP 를구하기앞서자연실업률을추정하였다. 모형에서는물가방정식을가정한후과거의물가상승률의가중평균이 t시점의물가상승률과같다는

75 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 69 가정을통해, 물가상승압력을주지않는잠재실업률을구하였다. 잠재 GDP 추정은생산함수를 Cobb-Douglas 생산함수를가정하되자본과노동에대해서는규모에대한보수불변을, 그리고연구개발스톡에규모에대한보수증가가있다고가정하였다. 잠재 GDP 는자연실업률하에서의취업자수를구하여경제활동인구와경제활동참가율을구한뒤제조업가동률지수는표본기간의평균가동률을, 연간근로일수는연간평균근로일수로대체하여구하였다. STEPI 모형 ( 신태영 박병무, 1998) 은공급부문에서잠재 GDP 가결정될수있도록구조화함으로써경제활동이모형내에서균형을찾아갈수있도록하였고, 특히연구개발활동이어떤영향을미치는지분석할수있도록설계했다. 공급부문에서는자본스톡, 연구개발스톡, 잠재GDP 를결정하며, 그밖에총취업자수, 임금을결정한다. 총수요부문에서는소비, 일반투자 ( 설비투자 + 건설투자 ), 연구개발투자, 수출입, 재고등실질 GDP 의구성요소들을결정한다. 물가부문에서는소비자물가, 생산자물가, GDP 환가지수등을결정한다. 국제수지부문에서는국제수지기준수출입과수출물가 ( 달러표시 ), 수입물가 ( 달러표시 ) 및무역수지 / 경상수지를결정한다. 통화부문에서는총통화 (M2) 공급과회사채수익률을결정하고, 마지막으로재정부문에서는재정수지를결정한다. 본모형에서연구개발활동의역할은기본적으로공급충격 (supply shock) 이라고할수있으며잠재GDP 에영향을미침으로서 GDP 갭을통해물가수준에영향을줌으로서국민경제에대해장기적인영향을미치는것으로모형이설계되었다. 연구개발투자가민간이나정부에서이루어지면단기적으로는수요에충격을주어실질 GDP 가증가하게되나, 장기적으로연구개발투자는연구개발스톡을형성하여잠재 GDP 에영향을주고 GDP 갭을확대시켜임금과물가에영향을미치고, 경제의조정과정에따라각부문에영향을주게된다. 국민경제의수요측면은국민계정상지출국민소득으로집계되는데, 이는비연구개발부문의민간소비, 정부소비, 총고정자본형성, 순수출등과연구개발부문의민간연구개발투자, 정부연구개발투자등으로구성되어있다. 비연구개발의구성요소중소비는민간소비지출과정부소비지출로구성되는데, 정부소비지출은외생변수로처리하였으며, 소비함수추정에있어서민간소비는가처분소득의소득의함수로

76 70 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 가정하고동태변수를추가하였다. 투자는건설투자와설비투자로나누어행태방정식을추정하였다. 투자이론에따르면, 투자는이자율의감소함수이며소득의증가함수라할수있는데, 건설투자는국내총생산과건축허가면적과소득의함수로가정하였으며, 설비투자는실질이자율과시설자금대출금, GDP 의함수로가정하였다. 설비투자의경우정책변수로서시설자금대출금을설명변수로채택하였다. 국민계정상수출입은대외거래부문에서추계된국제수지상의수출입을교량방정식을이용하여환산하였다. 연구개발부문에있어서, 민간연구개발투자는이자율과국내총생산, 연구개발스톡, 정부연구개발투자를설명변수로채택하였다. 연구개발투자행태는일반투자행태와같을것으로가정하고실질이자율, GDP, 연구개발스톡그리고정부연구개발투자를설명변수로간주하였다. 정부연구개발투자는정책적으로민간연구개발을유인하는방향으로이루어지는경우가흔하므로이에포함하였다. 정부연구개발투자는정책변수로서외생변수로처리하였다. 국민계정상각구성요소가모두집계되면이를합산함으로써국내총생산을구할수있는데 GDP 는국민총생산 (GNP) 에서해외순수취요소소득을뺀것이다. 그리고재고증가와통계상불일치는외생처리하였다. 본모형에서물가의인과관계는 GDP 환가지수를총량수요를반영하는물가로간주하고이것을소비자물가생산자물가등의설명변수로이용함으로써물가간의관계를설정하였다. GDP 환가지수에영향을주는요인으로써임금, 수입물가, 통화량, 환율등을고려할수있다. 임금상승은노동비용의증가를초래하여제품가격이상승하게되고결국물가상승의요인이된다. 수입물가는국내물가에영향을미치는주요요인으로써주어진환율에대해수입물가가상승하면에너지, 수입원자재및소비재의가격상승이초래되어물가상승으로이어진다. 마찬가지로주어진수입물가에대해환율이상승하게되면수입가격의상승으로물가에영향을미치게된다. 통화량의증가는총수요를증가시키고이는결국물가상승에압박을가하게될것이다. 본모형에서임금은초과수요에의해서결정되는것으로본다. 이는실질GDP 와잠재GDP 간의 GDP 갭이국민경제의초과수요를반영하는것으로 GDP 갭이작아져초과수요에대한압박이커지면노동서비스에대한선호가상대적으로낮아지고여가에대한선호가높아져단위당임금은상승하게되며, 이러한임금상승은다시

77 제 2 장거시경제모형에대한기존문헌분석 71 물가에영향을미친다고보았다. 고용부문은연구개발부문과비연구개발부문으로나누어져있다. 연구개발부문에종사하는연구원과연구원인건비 ( 연구원임금 ) 에대한행태방정식을설정하였다. 경제활동참가율은연구원수와비연구개발부문취업자수를합한것과경제활동인구의비율로서나타낸다. 통화부문에서는이자율과총통화량 (M2) 이결정되는데, 통화수요함수는종속변수로실질총통화 (RM2) 를사용하였고, 이는실질이자율과 GDP, 재정수지의함수로가정하였다. 화폐이론에는통화론자의이론과케인즈의유동성선호이론이있는데, 이들에따르면통화량에대한수요는이자율의감소함수이고소득의증가함수이다. 그리고이자율은회사채수익률을대용변수로채택하였고, 이는인플레 (INFR), 총통화량 (M2) 의함수로가정하였다. 대외거래부문에서는자본수지를제외한경상수지만을포함하였다. 경상수지는무역수지 + 무역외수지 + 이전수지로구성되는데여기에서이전수지는외생변수로처리하였다. 대외거래부문에서수 / 출입, 수출물가, 수입물가는모두달러표시가격이다. 상품수출은 OECD 국가의수입수요와수출가격, 그리고대미달러엔화환율의함수로가정하였다. 상품수입은상품수입의수입물가의감소함수이며, GDP 의증가함수이다. 여기에서 GDP 를달러표시로바꾸는대신수입물가를원화로표시해주고환율을별도의변수로삼아환율이수입에미치는효과를직접적으로추정하였다. 비요소용역의수 / 출입은각각상품수 / 출입의함수로가정하였다. 수출물가는국내생산자물가, 환율, 수입물가의함수로가정하고, 수입물가는원유가격과대미달러엔화의함수로가정하였다. 수입물가는모두외생변수에의해서결정되며따라서외생적으로결정되는해외물가에대한국내물가의상대가격의변동에따라수출입도영향을받게될것이다. 대미달러원화환율은불변가격 ( 무역수지 + 무역외수지 ) 의함수로가정하고상대가격효과를보기위해해외물가에대한국내생산자물가의상대가격 (WPI/ P WW) 을변수로채택하였고, 대미달러엔화환율을추가하였다. 재정은중앙정부의세입세출을반영하고있는데, 세입은조세수입, 정부기업수입 ( 純 ) 및기타수입으로되어있다. 정부기업수입과기타수입은외생변수로처리하였다. 조세수입과세출은경상GDP 의함수로간주하였다.

78 72 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 다음은신태영 박병무 (1998) 의 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석 의내용을바탕으로모형의행태방정식을표로정리한것이다. < 표 2-6> 신태영 박명무 (1998) 모형의행태방정식 수요물가공급고용 / 임금금융대외거래재정 행태방정식 STEPI 민간소비지출 ( 비연구개발부문 ): f( 가처분소득 (= 소득-중앙정부의조세수입 ), 총통화량, 작년비연구개발부문민간소비지출 ) 건설투자 ( 비연구개발부문 ): f( 건축허가면적, GDP) 설비투자 ( 비연구개발부문 ): f( 실질이자율, 시설자금대출금, GDP, 작년설비투자 ) 민간부문 연구개발투자 f( 이자율, GDP, 연구개발스톡, 정부연구개발투자 ) 연구개발투자 f( 실질이자율, GDP, 연구개발스톡, 정부연구개발투자 ) GDP 환가지수 f( 임금, 수입물가, 통화량, 환율 ) 소비자물가지수 f(gdp 환가지수, 작년소비자물가지수 ) 생산자물가지수 f(gdp 환가지수, 작년생산자물가지수, 수입물가지수x환율 ) 잠재 GDP f( 비연구개발자본스톡, 평균제조업연간가동률지수, 연구개발스톡, 자연실업률하에서의취업자수, 평균근로일수 ) 경제활동참가율 f(gdp, 잠재GDP, 작년경제활동참가율 ) 비연구개발부문취업자수 f( 평균임금, 소비자물가지수, GDP, ( 작년, 현재 ) 비연구개발부문취업자수 ) 연구원수 f( 연구원일인당인건비, 광공업근로자월평균임금, 연구개발투자, 작년연구원수 ) 광공업근로자 월평균실질임금 f(gdp, 잠재GDP, 광공업근로자월평균임금, GDP 환가지수 ) 일인당연구원인건비 f( 연구원일인당인건비, 작년일인당연구원인건비 ) 총통화 f(gdp, GDP 환가지수, 인플레이션율, 최사채수익률, 중앙정부세출 입, 작년총통화 ) 회사채수익률 f( 인플레이션율, 총통화, 작년최사채수익률 ) 상품수출 f( 수출물가, 선진국의수입요소, 수출가격, 대미달러엔화환율 ) 상품수입 f( 수입물가, GDP, 대미달러원화환율, 상품의수입 ) 비요소용역의수출 f( 상품의수출 ) 비요소용역의수입 f( 상품의수입, 비요소용역의수입 ) 수출물가 f( 국내생산자물가, 환율, 수입물가 ) 수입물가 f( 원유가격 ( 외생 ), 대미달러엔화환율, 선진국전체 GDP 환가지수 ) 원 / 달러환율 f( 불변가격 ( 무역수지 + 무역외수지 ), 해외물가에대한국내생산자물가의상대가격, 대미달러엔화환율 조세수입 f(gdp, GDP 환가지수 ) 재정지출 f(gdp, GDP 환가지수, 작년재정지출 ) 자료 : 신태영 박병무 (1998), 거시계량경제모형을이용한연구개발투자의정책효과분석 내용을바탕으로정리함

79 제 3 장거시경제모형개발 73 제 3 장 거시경제모형개발 제 1 절데이터 ( 실증자료 ) STEPI(2012) 거시계량모형을추정하기위해사용된변수들과통계출처및통계자료기간은 < 표 3-1> 에정리되어있다. 데이터의대부분은한국은행과통계청에서가져왔으며, 근로시간및자본스톡등잠재 GDP 추정에사용된자료는한국생산성본부의자료를활용하였다. 국제수지 ( 경상수지, 상품수지, 서비스수지 ) 나수출입단가의경우 1980 년부터자료를이용하였다. 사용자비용의경우 R&D 투자촉진을위한재정지원정책의효과분석 ( 송종국, 2007) 에서추정한값을사용하였다. 자연실업률은 년을대상으로우리나라의실업률에대해서은닉인자모형을활용하여추정한값을활용하였다. < 표 3-1> 변수일람표 변수 변수명 통계자료출처및설명 통계자료기간 비고 adj 설비투자조정압력 정의식 1971년 ~2009년 내생 cb 경상수지 한국은행경제통계국국제수지팀 ( 단위백만달러 ) 1980 년 ~2011 년 내생 cb_g 상품수지 한국은행경제통계국국제수지팀 ( 단위백만달러 ) 1980 년 ~2011 년 내생 cb_s 서비스수자 한국은행경제통계국국제수지팀 ( 단위백만달러 ) 1980 년 ~2011 년 내생 cpi 소비자물가 통계청경제통계국물가동향과, 원자료 (2010=100) 1970년 ~2011년 내생 ct 소득및경상이전수지 한국은행경제통계국국제수지팀 ( 단위백만달러 ) 1980 년 ~2011 년 내생 dd 내수 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 ) ( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 distribute 실제노동소득분배율 한국생산성본부 1970 년 ~2009 년 외생 econo_ppl 경제활동인구 통계청사회통계국고용통계과 ( 단위천명 ) 1970 년 ~2011 년 내생 ex_bop 상품수출 ( 국제한국은행경제통계국국제수지팀, 원자료수지기준 ) ( 단위백만달러 ) 1980년 ~2011년 내생

80 74 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 변수 변수명 통계자료출처및설명 통계자료기간 비고 exp_amount 상품수출 ( 물량 ) 정의식 1988년 ~2011년 내생 exp_servalue 서비스수출한국은행경제통계국국제수지팀, 원자료 ( 금액 ) ( 단위백만달러 ) 1980년 ~2011년 내생 exp_value 한국무역협회 e-biz 지원본부 IT 전략실상품수출 ( 단위천달러 ) ( 금액 ) *1991 년이전은관세청 무역통계연보 자료임 1971년 ~2011년 내생 exr_avg 원 / 달러환율 원 / 미국달러 ( 기준환율 ), 평균자료, 원자료 ( 단위원 ) 1970년 ~2011년 내생 fd 외수 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 gap GDP 갭 정의식 1970년 ~2009년내생 gc 정부지출 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 gdp 실질 GDP 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 gdpdefl GDP 디플레이터 국민계정 ( 원계열 ) (2005=100) 1970년 ~2011년 내생 gmc 상품수입 (GD 상품수입 ( 국민계정 ( 원계열, 명목, 연간 )) 을 P 기준 ) 실질로전환함 1970년 ~2011년 내생 gms 서비스수입 (G 서비스수입 ( 국민계정 ( 원계열, 명목, 연간 )) 을 DP 기준 ) 실질로전환함 1970년 ~2011년 내생 gni gni 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 grnd 정부연구개발활동조사, KISTEP, 경상가격기준, 연구개발투자 NTIS 1970년 ~2012년 외생 gxc 상품수출 (GD 상품수출 ( 국민계정 ( 원계열, 명목, 연간 )) 을 P기준 ) 실질로전환함 1970년 ~2011년 내생 gxs 서비스수출 (G 서비스수출 ( 국민계정 ( 원계열, 명목, 연간 )) 을 DP기준 ) 실질로전환함 1970년 ~2011년 내생 hwt 1인당연간총근로시간 정의식 1970년 ~2009년 내생 ihouse 건설투자 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 iisr 재고및국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 통계불일치연간 )( 단위십억원 ) im_bop 상품수입 ( 국제한국은행경제통계국국제수지팀, 원자료 ( 단위수지기준 ) 백만달러 ) 1970년 ~2011년 내생 1980년 ~2011년 내생

81 제 3 장거시경제모형개발 75 변수변수명통계자료출처및설명통계자료기간비고 ime 설비투자 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970 년 ~2011 년내생 imp_amount imp_servalue imp_value kstock 상품수입정의식 1988년 ~2011년내생 ( 물량 ) 서비스수입 ( 금액 ) 상품수입 ( 금액 ) 자본스톡 ( 전체, 산업별 ) 한국은행경제통계국국제수지팀, 원자료 ( 단위백만달러 ) 1980년 ~2011년 내생 한국무역협회 e-biz 지원본부 IT 전략실 ( 단위 천달러 )*1991 년이전은관세청 무역통계연보 1971년 ~2011년 내생 자료임 한국생산성본부, 총요소생산성 DB 이용 1970 년 ~2009 년 내생 lab_em 취업자수 통계청사회통계국고용통계과 ( 단위천명 ) 1970 년 ~2011 년 내생 lab_em_nairu 자연실업률하 취업자수 정의식 1975년 ~2011년 내생 lab_unem 실업자수 통계청사회통계국고용통계과 ( 단위천명 ) 1970 년 ~2011 년 내생 libor_3 libor 3개월물 London Interbank Offer Rates on USD(3 개월 )( 단위연리 %) 1970년 ~2011년 외생 m3 총통화 (m3) Lf( 말잔 ), 원자료 ( 단위십억원 ) 1971 년 ~2011 년 내생 nairu 물가안정실업률 자연실업률추정치 1975 년 ~2011 년 외생 nonfuel 기타원자재가한국은행경제통계국물가통계팀, 원자료격 ( 기타광물가 (2005=100) 격지수 ) 1971년 ~2011년 외생 oil_dubai 두바이유가 BP Statistical Review of World Energy ( 단위 USD/bbl) 1972년 ~2011년 외생 oprate 제조업평균가동률 한국은행경제통계국통계조사팀 1980 년 ~2011 년 내생 pcp 민간소비지출 국민계정 ( 원계열, 실질 (2005 년기준 ), 연간 )( 단위십억원 ) 1970년 ~2011년 내생 perhrwage 시간당임금 한국생산성본부 1970년 ~2009년 내생 period9697 더미 더미변수 - 외생 period9899 더미 더미변수 - 외생 pmgs 수입단가지수 한국은행경제통계국국제수지팀 (2005=100) 1988 년 ~2011 년 내생 ppi 생산자물가 ( 기본품목 ) 원자료 (2005=100) 1970년 ~2011년 내생 privaternd 민간연구개발연구개발활동조사, KISTEP, 경상가격기준, 투자 NTIS 1970년 ~2010년 내생

82 76 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 변수 변수명 통계자료출처및설명 통계자료기간 비고 pxgs 수출단가지수 한국은행경제통계국국제수지팀 (2005=100) 1988 년 ~2011 년 내생 rcall 콜금리 IFS자료 ( 무담보콜금리 1일물중개거래 ) 1977 년 ~2011 년 외생 rcb 3년만기회사채수익률 rndinvest 총연구개발투자 rndstock 연구개발스톡 ( 전체, 산업별 ) 회사채 ( 장외3 년, AA- 등급 ), 원자료 ( 단위연리 %) 1987년 ~2011년 내생 연구개발활동조사, KISTEP, 경상가격기준, NTIS 1970년 ~2010년 내생 정의식 1970년 ~2010년 내생 spike98 더미 더미변수 - 외생 step95 더미 더미변수 - 외생 step97 더미 더미변수 - 외생 step98 더미 더미변수 - 외생 tax 정부세입 기획재정부 ( 원자료 )( 단위억원 ) 1970 년 ~2011 년 내생 tot1 교역조건 한국은행경제통계국국제수지팀 (2005=100) 1988 년 ~2011 년 내생 trend 더미 더미변수 - 외생 ulc 단위노동비용 한국생산성본부 1970 년 ~2009 년 내생 user_cost 사용자비용 R&D 투자촉진을위한재정지원정책의효과분석 ( 송종국,2007) 에서가져옴 1981년 ~2011년 외생 ur 실업률 통계청 1970년 ~2011년 내생 vprot 노동생산성 한국생산성본부 1970 년 ~2009 년 내생 wage 광업및제조업일인당 통계청경제통계국산업통계과 1970 년 ~2009 년 내생 연간급여액 wm_amount 세계수입물량 정의식 1970 년 ~2011 년 외생 workhr_all 전체취업자의연간총근로시간 한국생산성본부, 총요소생산성 DB 이용 1970 년 ~2009 년내생

83 제 3 장거시경제모형개발 77 제 2 절모형의구조 본모형은최종수요 재정부문, 대외거래부문, 금융부문, 고용 임금부문, 잠재 GDP 및스톡부문, 물가부문등 6개부문으로구성되어있다. 본모형의특징은연구개발투자가공급측면과수요측면에있어서거시경제주요변수들에영향을미친다는기술경제이론적연구들을반영하고있다는점이다. 이는공급측면에서기존의 STEPI(1998) 모형과마찬가지로잠재 GDP 에대한영향을바탕으로 GDP 갭과물가에영향을미침으로서거시경제에파급이되는효과를반영할뿐만아니라연구개발투자가설비투자와대외수출에직접적인영향을미침으로서경제의수요측면에도영향을준다는기존의기술경제분야연구결과들을반영하고있다. [ 그림 3-1] STEPI(2012) 거시경제모형변수간관계및흐름도

84 78 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 아래의표는 STEPI(2012) 거시경제모형의정의방정식및행태방정식구조를설명한다. < 표 3-2> STEPI(2012) 거시경제모형의정의방정식 최종수요및재정대외거래고용 / 임금잠재 GDP 및스톡 정의방정식 새모형 GDP = 내수 ( 민간소비 + 건설투자 + 설비투자 + 정부지출 )+ 외수 ( 상품수출 + 서비스수출 )-상품수입-서비스수입 + 재고및통계불일치 국내수요 = 민간소비 + 설비투자 + 건설투자 + 정부지출 해외수요 = 상품수출 + 서비스수출 총고정투자 = 설비투자 + 건설투자 총연구개발투자 = 민간부문연구개발투자 + 정부연구개발투자 상품수출 ( 금액 ) = 상품수출 ( 통관, 물량 )x( 수출단가 /100) 상품수출 (GDP 기준 ) =( 상품수출 ( 통관 )x원달러환율)/( 상품수입디플레이터 /100)/1000 상품수입 ( 금액 ) = 상품수입 ( 통관, 물량 )x( 수입단가 /100) 상품수입 (GDP 기준 ) =( 상품수입 ( 통관 )x원달러환율)/( 상품수입디플레이터 /100)/1000 교역조건 =( 수출단가 / 수입단가 )x100 경상수지 = 상품수지 + 서비스수지 + 소득및경상이전수지 상품수지 = 수출 ( 국제수지기준 )-수입( 국제수지기준 ) 서비스수지 = 서비스수출-서비스수입 경제활동인구 = 취업자수 + 실업자수 실업률 = 실업자수 / 경제활동인구x100 시간당임금 =(1인간총임금 /1인당총근로시간 )* 총근로시간 =(1인당총근로시간 * 총취업자수 )/1000 노동생산성 =GDP/ 총근로시간 단위노동비용 =( 시간당임금 / 노동생산성 ) 자연실업률하취업자수 = 경제활동인구 *(1-( 자연실업률 /100)) 자연실업률하총근로시간 =(1인당근로시간 5년이동평균 * 자연실업률하취업자수 )/1000 설비투자조정압력 =GDP 증가율-고정자본형성증가율 총연구개발투자 =( 민간부문 + 공공부문 ) 연구개발스톡 연구개발스톡 =( 총연구개발투자 / (GDP 디플레이터 /100))+( )* 전기연구개발스톡 자본스톡 = 총고정투자 +(1-0.04)* 전기자본스톡 잠재 GDP = 총요소생산성 5년이동평균 + 실제노동소득분배율 * 자연실업률하총근로시간 +(1-실제노동소득분배율 )* 자본스톡 GDP 갭 =GDP- 잠재GDP

85 제 3 장거시경제모형개발 79 < 표 3-3> STEPI(2012) 거시경제모형의행태방정식 최종수요및재정대외거래금융고용 / 임금 행태방정식 step 민간소비지출 f(gni, 3년만기회사채수익률, 취업자수 ) - GNI f(gdp, 교역조건 ) - 설비투자 f(gdp, 원달러환율, 총연구개발투자 ) trend*step98 spike98 건설투자 f(gdp, 3년만기회사채수익률 / 소비자물가 ) trend*step98 spike98 f(( 민간소비 + 상품수출 + 서비스수출 ), 상품수입 ( 금액 ), 재고및소비자물가, 3년만기회사채수익률, GDP, 재고및통계불일치통계불일치 (-1, -2)) - 정부지출 f( 작년정부지출 ) - 정부수입 f(gdp, GDP 디플레이터, 정부지출 ) period9899 원달러환율 f( 원달러환율 (-1), 경상수지 ) step97,spike98 소득및 f(gni, 원달러환율, 상품수출 입 ( 국제수지기준 ), 경상이전수지서비스수출 입 ) step95 상품수출 ( 물량 ) f( 세계수입물량, 원 / 달러환율, 총연구개발투자 ) period9697 상품수입 ( 물량 ) (imp_amount) f( 내수, 원 / 달러환율 ) step98 상품수출 f( 상품수출 ( 금액 )) ( 국제수지기준 ) 상품수입 ( 국제수지기준 ) f( 상품수입 ( 금액 )) 서비스수출 f( 상품수출 ( 물량 )+ 상품수입 ( 물량 ), 총연구개발투자 (-1) step98 서비스수입 f( 상품수출 ( 물량 )+ 상품수입 ( 물량 )) step95 서비스수출 (gdp 기준 ) f( 서비스수출 * 원달러환율, 서비스수출디플레이터 ) step95,step02 서비스수입 (gdp 기준 ) f( 서비스수입 * 원달러환율, 서비스수입디플레이터 ) 수출단가 f( 수입단가, 상품수출 ( 통관, 물량 ), 원 / 달러환율, 총연구개발투자 ) - 수입단가 f( 두바이유가, 기타광물가격지수 ) step95 총통화 f(gdp, GDP 환가지수 ) 회사채수익률 f( 콜금리, 원 / 달러환율,libor 3개월물 ) step98 취업자수 f(gdp, 실업률 / 물가안정실업률, 경제활동인구 ) - 실업자수 f( 제조업평균가동률, 총근로시간, 실업자수 (-1, -2, -3)) step98 임금 f( 노동생산성, 소비자물가, 실업률 / 물가안정실업률 ) - 1인당 f(1인당총근로시간, 설비투자조정압력 ) -

86 80 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 잠재 GDP 스톡물가 행태방정식 step 연간총근로 시간 자연실업률하총근로시간 f(1인당연간총근로시간의 5년이동평균, 자연실업률하취업자수 ) 평균가동률 f( 설비투자조정압력, 실업률 / 물가안정실업률 ) spike98 총요소생산성 f( 연구개발스톡 (-1) 민간연구개발 f(gdp*gdp 디플레이터, 정부연구개발투자 (-1), 투자사용자비용t(-1)) step98 총요소생산성 f( 연구개발스톡 (-1) - GDP 환가지수 f( 생산자물가, 총통화 (M3)) step(98) 소비자물가지수 f( 생산자물가, gdp갭, 임금 ) - 생산자 f( 원 / 달러환율, 기타광물가격지수, 두바이유가, 물가지수총통화 (M3)) - step95,step98, 상품수출 f( 원 / 달러환율, 상품수입디플레이터 ) period9899 디플레이터 step01,spike03 서비스수출 디플레이터 f( 원 / 달러환율, 상품수입디플레이터, gdp 디플레이터 ) step98 상품수입 step95,step98 디플레이터 f( 원 / 달러환율, 수입단가 ) spike96,spike02 서비스수입 디플레이터 f( 원 / 달러환율, gdp 디플레이터 ) step95,step02

87 제 3 장거시경제모형개발 최종수요 재정부문최종수요부문은지출부문에서국민소득이결정되는부문으로서국민소득계정상의각지출부문이포함된다. 최종소비지출, 총고정투자 ( 건설투자, 설비투자 ), 상품과서비스의수출입, 재고및통계상불일치등은내생적으로결정된다. 민간소비행태식은기존의항상소득가설의소비이론을반영하면서예측의설명력을높이기위한단기적인변수들을포함하여 GNI, 회사채수익률, 취업자수에의해영향받도록구성하였다. 총고정투자의경우건설투자와설비투자를나누어행태방정식을추정하였다. 설비투자는 GDP 와연구개발투자, 환율의함수로가정하였고, 건설투자는 GDP 와실질금리 ( 회사채수익률 / 소비자물가 ) 로구성하였다. 재고투자는변동성이크고국민소득추계방법상생산과수요의차이를반영한다는점을감안하여통계상불일치항목과합산하여추정하였으며, 산출량갭과실질금리등을설명으로갖는다. 여기서기존의거시경제모형들과의차이점은민간의설비투자가연구개발투자에의해서직접적인영향을받도록설계한점이며이는김병우 (2007) 의연구에서와같이민간의연구개발투자가설비투자등의물적자본투자로이어진다는이론적, 실증적기존연구결과들을반영한것이다. 국내총생산 (GDP) 의경우내수와외수, 재고및통계불일치의합에서상품 서비스수입 (GDP 기준 ) 을빼준항등식으로설정하였다. [Box 1] 민간소비지출행태방정식 og(pcp) = * log(gni) * log(rcb) * log(lab_em) ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.998, D.W. = [Box 2] 정부소비지출행태방정식 olog(gc) = * log(gc(-1)) ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = 1.360

88 82 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [Box 3] 정부수입행태방정식 log(tax) = * log(gdp_all) * log(gdpdefl) * log(gc) ( ) ( ) ( ) * period ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = [Box 4] 총고정자본형성행태방정식총고정자본형성정의방정식 ic = ime + ihouse 1) 설비투자 log(ime) = * log(gdp_all) * log(rndinvest_all2(-1)) ( ) ( ) ( ) * log(exr_avg) * trend * step * spike ( ) ( ) ( ) R² = 0.988, D.W. = ) 건설투자 log(ihouse) = * log(gdp_all) * (rcb / cpi) ( ) ( ) ( ) * step98 * trend * spike ( ) ( ) R² = 0.919, D.W. = [Box 5] 재고및통계불일치행태방정식 iisr = * (pcp + exp_value + exp_servalue) * gap1_all ( ) ( ) * imp_value(-1) * (rcb / cpi) ( ) ( ) ( ) * iisr(-1) * iisr(-2) ( ) ( ) R² = 0.713, D.W. = 2.068

89 제 3 장거시경제모형개발 83 [Box 6] 국내총생산 (GDP) 행태방정식국내총생산 (GDP) 정의방정식 gdp_all = dd + fd - gmc - gms + iisr 1) dd = pcp + ime + ihouse + gc 2) fd = gxc + gxs [Box 7] 국민총소득 (GNI) 행태방정식 log(gni) = * log(gdp_all) * log(tot1) ( ) ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = 대외거래부문대외거래부문에서는상품 서비스수출입, 수출입단가, 환율등을포함하며, 한국이대외경제여건에큰영향을받는점을감안하여세계교역량또한설명변수로포함하였다. 상품과서비스의수출입의경우통관기준과국제수지기준이상이하여통관기준수출입함수를추정한뒤이를국제수지기준과국민소득기준상품과서비스의수출입으로연결하였다. 즉, 달러표시상품수출, 상품수입, 서비스수출, 서비스수입을수출입디플레이터와원달러환율로계산하여최종수요부문의원화표시상품수출, 상품수입, 서비스수출, 서비스수입으로전환하였다. 상품수출 ( 물량 ) 의경우세계무역량과원달러환율, 총연구개발투자로구성하였으며, 세계무역량의경우세계수입액을세계수입단가로나누어산출하였다. 서비스수출과수입의경우상품수출량과상품수입량, 즉상품무역량의영향을받는것으로설정하였고, 특히서비스수출의경우전기의총연구개발투자를설명으로갖는데, 이는국가에서의총연구개발투자가서비스수출에긍정적인영향을미친다는가정하에포함하였으며, 추정결과서비스수출에대한총연구개발투자승수는 로나타났다.

90 84 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 수출입단가는대외거래에서환율과더불어중요한변수이다. 수출단가의경우수입단가, 원달러환율, 상품수출량, 총연구개발투자의함수로가정하였고, 수입물가는두바이유가와기타원자재가격 ( 기타광물가격지수 ) 의함수로설정하였다. 추정결과수입단가의경우두바이유가와기타원자재가격이상승할때같이상승하는것으로나타났다. 상품수지와서비스수지는앞서구한상품과서비스의수출입으로계산하며, 경상수지또한상품수지, 서비스수지, 소득및경상이전수지의항등식으로설정하였다. 본모형에서는소득및경상이전수지는따로행태식을만들어예측하였는데, GNI, 환율증가량, 상품수출입 ( 국제수지기준 ), 서비스수출입 ( 달러기준 ) 을설명변수로갖는다. 대외거래부문에서의특징도연구개발투자가직접적으로상품수출 ( 물량 ) 과서비스수출에실질적으로영향을미치는구조를설정하였다는점이다. 기존의이재억, 이우성외 (2008) 의연구에서와같이우리나라의수출활동이연구개발투자에의해서영향을받는다는기존의이론적, 실증적연구결과들을반영하여상품수출 ( 물량 ) 과서비스수출에있어서연구개발투자가직접적으로영향을미칠수있도록모형을구조화하였다. 이와더불어중장기적으로연구개발투자는제품의단가를낮춤으로서수출에영향을미치기때문에연구개발투자가수출단가에영향을미치도록모형을구조화하였다. [Box 8] 상품수출 ( 물량 ) 행태방정식 llog(exp_amount) = * log(wm_amount) * log(exr_avg) ( ) ( ) ( ) * log(rndinvest_all2(-1)) * period ( ) ( ) R² = 0.995, D.W. = ) 상품수출 ( 금액 exp_value = exp_amount * (pxgs / 100) 2) 상품수출 (GDP 기준 gxc = ((exp_value * exr_avg) / (exp_defl / 100)) / ) 상품수출 ( 국제수지기준 ) ex_bop = * exp_value ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = 0.706

91 제 3 장거시경제모형개발 85 [Box 9] 상품수입 ( 물량 ) 행태방정식 log(imp_amount) = * log(dd) * log(exr_avg) * step98 ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.974, D.W. = ) 상품수입 ( 금액 ) 상품수입 ( 금액 ) 정의방정식 imp_value = imp_amount * (pmgs / 100) 2) 상품수입 (GDP 기준 ) 상품수입 (GDP 기준 ) 정의방정식 = ((imp_value * exr_avg) / (imp_defl / 100)) / ) 상품수입 ( 국제수지기술 ) im_bop = * imp_value ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = [Box 10] 서비스수출행태방정식 log(exp_servalue) = * log(exp_amount + imp_amount) ( ) ( ) * log(rndinvest_all2(-1)) * step ( ) ( ) R² = 0.980, D.W. = ) 서비스수출 (GDP 기준 ) gxs = * (exp_servalue * exr_avg) / (exp_serdefl / 100) ( ) ( ) * step * step02 ( ) ( ) R² = 0.994, D.W. = 1.401

92 86 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [Box 11] 서비스수입행태방정식 log(imp_servalue) = * log(exp_amount + imp_amount) ( ) ( ) R² = 0.973, D.W. = ) 서비스수입 (GDP 기준 ) gms = * (imp_servalue * exr_avg) / (imp_serdefl / 100) ( ) ( ) R² = 0.995, D.W. = [Box 12] 수출단가행태방정식 log(pxgs) = * log(pmgs) * log(exr_avg) * log(exp_amount) ( ) ( ) ( ) * log(rndinvest_all2(-1)) ( ) ( ) R² = 0.981, D.W. = [Box 13] 수입단가행태방정식 log(pmgs) = * log(oil_dubai) * log(nonfuel) * step95 ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.727, D.W. = [Box 14] 교역조건정의방정식 교역조건정의방정식 tot1 = (pxgs / pmgs) * 100

93 제 3 장거시경제모형개발 87 [Box 15] 경상수지행태방정식경상수지정의방정식 cb = cb_g + cb_s + ct 1) 상품수지상품수지정의방정식 cb_g = ex_bop - im_bop 2) 서비스수지서비스수지정의방정식 cb_s = exp_servalue - imp_servalue 3) 소득및경상이전수지 ct = * (gni) * ((exr_avg / exr_avg(-1)) - 1) * ex_bop ( ) ( ) ( ) * im_bop * exp_servalue * imp_servalue ( ) ( ) ( ) * step ( ) ( ) R² = 0.821, D.W. = [Box 16] 원 / 달러환율행태방정식 log(exr_avg) = * log(exr_avg(-1)) * cb * step97 ( ) ( ) ( ) * spike ( ) ( ) R² = 0.928, D.W. = 1.323

94 88 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 3. 금융부문금융부문에서는회사채수익률과총통화 (M3) 행태식으로구성된다. 회사채수익률은국내시장금리인콜금리와해외금리반영을위해원 / 달러환율과리보금리 (3개월물 ) 로구성되며, 총통화는 GDP 와 GDP 디플레이터를설명으로갖는다. [Box 17] 회사채수익률행태방정식 log(rcb) = * log(rcall) * log(exr_avg) * log(libor_3) ( ) ( ) ( ) * step ( ) ( ) R² = 0.916, D.W. = [Box 18] M3 행태방정식 log(m3) = * log(gdp_all) * log(gdpdefl) ( ) ( ) ( ) R² = 0.998, D.W. = 고용 임금부문고용및임금부문에서는취업자수, 실업자수및평균가동률과임금등으로구성되었다. 먼저취업자수의경우 GDP 와실업률및자연실업률, 경제활동인구로구성되었고, 실업자수는평균가동률, 1인당총근로시간, 전기실업자수를설명으로갖는다. 경제활동인구와실업률은추정된취업자수와실업자수를정의식에대입하는방식으로계산하였다. 1인당임금은노동생산성과소비자물가, 실업률 / 자연실업률의비율로설정하였고, 추정결과노동생산성이높아짐에따라 1인당임금이상승함을볼수있었다. 추정한 1인당임금과취업자수로이루어진정의식을통해총근로시간, 노동생산성, 단위노동비용을계산하였다.

95 제 3 장거시경제모형개발 89 [Box 19] 취업자수행태방정식 log(lab_em) = * log(gdp_all) * log(ur / nairu) ( ) ( ) ( ) * log(econo_ppl) ( ) R² = 0.999, D.W. = [Box 20] 실업자수행태방정식 log(lab_unem) = * log(oprate) * log(hwt) * log(lab_unem(-1)) ( ) ( ) ( ) * log(lab_unem(-2)) * log(lab_unem(-3)) ( ) ( ) * step ( ) ( ) R² = 0.922, D.W. = [Box 21] 경제활동인구정의방정식 경제활동인구정의방정식 econo_ppl = lab_em + lab_unem [Box 22] 실업률정의방정식 실업률정의방정식 ur = ( lab_unem / econo_ppl ) * 100 [Box 23] 1인당총근로시간행태방정식 log(hwt) = * log(hwt(-1)) * adj(-1) ( ) ( ) ( ) R² = 0.813, D.W. = [Box 24] 시간당임금정의방정식 시간당임금정의방정식 perhrwage = (wage / (hwt )) *

96 90 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [Box 25] 총근로시간정의방정식 총근로시간정의방정식 workhr_all = (hwt * lab_em) / 1000 [Box 26] 노동생산성정의방정식 노동생산성정의방정식 vprot = (gdp_all / workhr_all) * 1000 [Box 27] 단위노동비용정의방정식 단위노동비용정의방정식 ulc = perhrwage / vprot [Box 28] 자연실업률하취업자수정의방정식 자연실업률하취업자수정의방정식 lab_em_nairu = econo_ppl * (1 - (nairu / 100)) [Box 29] 자연실업률하총근로시간행태방정식 workhr_all_nairu = ( ( ( hwt + hwt(-1) + hwt(-2) + hwt(-3) + hwt(-4) ) / 5) * lab_em_nairu ) / 1000 [Box 30] 1인당임금행태방정식 log(wage) = * log(vprot) * log(cpi) * log(ur / nairu) ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.996, D.W. = [Box 31] 설비투자조정압력정의방정식 설비투자조정압력정의방정식 adj = ((gdp_all / gdp_all(-1)) - 1) - ((kstock_all / kstock_all(-1)) - 1)

97 제 3 장거시경제모형개발 91 [Box 32] 평균가동률행태방정식 log(oprate) = * log(ur / nairu) * adj * spike98 ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.700, D.W. = 잠재GDP 및스톡부문잠재 GDP 및스톡부분에서는연구개발투자및스톡, 잠재GDP 등의행태식으로이루어졌다. 총연구개발투자는민간연구개발투자와정부연구개발투자의합으로이루어졌으며, 민간연구개발투자는 GDP 와정부연구개발투자, 사용자비용을설명변수로갖고정부연구개발투자는외생변수로처리하였다. 이는민간의연구개발투자가경기변동과부가가치변화에가장큰영향을받기때문에 GDP 변수를활용하였으며동시에정부의과학기술정책의파급효과를감안하기위하여정부연구개발투자와조세지원제도를통해서영향을미치게되는사용자비용변수를설명변수로포함하였다. 연구개발스톡은 STEPI( 신태영 박병무, 1998) 의연구와마찬가지로영구재고법을활용하여추정하였으며이때활용된연구개발투자의진부화율은 를활용하였다. 자본스톡의진부화율은일반적으로적용되고있는 0.04 를활용하였다. 사용자비용변수는송종국 (2007) 의연구에서추정한사용자비용값을활용하였다. 송종국 (2007) 은사용자비용이자본서비스에대한지대 (rent) 비용이며, 균형에서사용자비용은사회적실질수익률과경제적감가상각률의합에자본의취득가를곱한것과같게된다고설명하고있다. 잠재GDP 는콥더글라스생산함수를기본적으로이용하였다. 구체적으로총요소생산성의 5년이동평균과노동소득분배율과자연실업률하총근로시간의곱, (1- 노동소득분배율 ) 과자본스톡의곱의항등식으로설정하였다. 총요소생산성은본모형에서연구개발투자스톡에의해서영향을받도록설정하였다. 따라서정부의연구개

98 92 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 발투자확대는민간연구개발투자의확대를촉진하고전체연구개발투자를늘리는효과를가져오며이는다시연구개발투자스톡을확대함으로서총요소생산성에영향을미치게되고이는다시잠재 GDP 에영향을미치는구조를가지고있다. 연구개발투자확대를통한잠재 GDP 의상승은결국 GDP 갭에영향을줌으로서이를통해서물가에영향을미치게되고이는전반적인거시경제로파급효과를미치게되는기존의 STEPI(1998) 등의모형구조를반영하게된다. [Box 33] 총연구개발투자정의방정식 총연구개발투자정의방정식 rndinvest_all2 = (privaternd + grnd) [Box 34] 민간연구개발투자행태방정식 log(privaternd) = * log(gdp_all(-1)*gdpdefl(-1)/100) * log(grnd) ( ) ( ) * user_cost(-1) * step ( ) ( ) ( ) R² = 0.995, D.W. = [Box 35] 연구개발스톡정의방정식 연구개발스톡정의방정식 rndstock_all2 = (rndinvest_all2 / (gdpdefl / 100)) + ( ) * rndstock_all2(-1) [Box 36] 자본스톡정의방정식 자본스톡정의방정식 kstock_all = ic + (1-0.04) * kstock_all(-1) [Box 37] 총요소생산성행태방정식 lntfp_all = * log(rndstock_all2(-1)) ( ) ( ) R² = 0.914, D.W. = 1.639

99 제 3 장거시경제모형개발 93 [Box 38] 잠재 GDP 정의방정식잠재 GDP 정의방정식 pgdp1_all = exp(((lntfp_all + lntfp_all(-1) + lntfp_all(-2) + lntfp_all(-3) + lntfp_all(-4)) / 5) + distribute_all* log(workhr_all_nairu) + (1 - distribute_all) * log(kstock_all)) [Box 39] GDP 갭정의방정식 GDP 갭정의방정식 gap1_all = gdp_all - pgdp1_all 6. 물가부문물가부문은생산자물가, 소비자물가및 GDP 와수출입관련디플레이터로구성되었다. 생산자물가는총통화와기타원자재가격, 두바이유가, 원 / 달러환율의행태식으로구성하였으며, 소비자물가는생산자물가와임금, GDP 갭을설명변수로구성하고있다. GDP 갭은소비자물가상승을통해서거시경제전체에영향을미치게된다. [Box 40] 생산자물가지수행태방정식 log(ppi) = * log(exr_avg) * log(nonfuel) * log(oil_dubai) ( ) ( ) ( ) * log(m3) ( ) ( ) R² = 0.995, D.W. = [Box 41] 소비자물가지수행태방정식 log(cpi) = * log(ppi) * log(wage) * gap1_all ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = 1.819

100 94 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [Box 42] 소비자물가지수행태방정식 log(gdpdefl) = * log(ppi) * log(m3) * step ( ) ( ) ( ) ( ) R² = 0.998, D.W. = [Box 43] 상품수출디플레이터행태방정식 log(exp_defl) = * log(exr_avg) * log(imp_defl) ( ) ( ) ( ) * step * step * period9899 ( ) ( ) ( ) * step * spike03 ( ) ( ) R² = 0.985, D.W. = [Box 44] 상품수입디플레이터행태방정식 log(imp_defl) = * log(exr_avg) * log(pmgs) ( ) ( ) ( ) * step * step * spike96 ( ) ( ) ( ) * spike * step02 ( ) ( ) R² = 0.993, D.W. = [Box 45] 서비스수출디플레이터행태방정식 log(exp_serdefl) = * log(exp_defl) * log(imp_defl) ( ) ( ) ( ) * log(gdpdefl) * step98 ( ) ( ) R² = 0.999, D.W. = 0.720

101 제 3 장거시경제모형개발 95 [Box 46] 서비스수출디플레이터행태방정식 log(imp_serdefl) = * log(exr_avg) * log(gdpdefl) ( ) ( ) ( ) * step * step02 ( ) ( ) R² = 0.974, D.W. = 산업별 R&D 투자부문산업별 R&D 투자모형은앞에서설명한전체 R&D 투자를포함하는거시경제모형에서 R&D 투자부문을산업별로세분화하여확장한부분이다. 여기서는다른부문들은모두동일하며민간연구개발투자를산업별로세분화하고이를행태식으로추정한이후에이산업별연구개발투자들을합산하여민간연구개발투자를정의하는추정방식을택하였다. 이에전체민간연구개발투자 (privaternd) 의행태방정식대신각산업별행태방정식을추가하였으며, 산업별행태방정식은전체민간연구개발투자와동일한설명변수로구성하였다. 산업별연구개발투자자료는연도별 연구개발활동조사 에서데이터를활용하였으며 GDP 기준의산업분류와상이하기때문에 GDP 기준에따라연구개발투자를그룹별로묶어가공하였다. 또한서비스업같은경우과거자료가충분하지않고세부항목별기준이지속적으로바뀌어서세부항목별산업연구개발투자의행태식을구성하기어려웠다. 따라서제조업의경우 11 개부문으로나눠추정한반면서비스업은하나의산업변수로추정하였다. [Box 47] 민간연구개발투자정의방정식민간연구개발투자정의방정식 privaternd = (rndinvest_agri + rndinvest_basicmetal + rndinvest_chemi + rndinvest_construct + rndinvest_electricity + rndinvest_electronics + rndinvest_food + rndinvest_furniture + rndinvest_generalmach + rndinvest_nonmetal + rndinvest_mining + rndinvest_precision + rndinvest_service + rndinvest_textile + rndinvest_transport + rndinvest_wood)

102 96 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [Box 48] 농립어업연구개발투자행태방정식 log(rndinvest_agri ) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.483, D.W. = [Box 49] 광업연구개발투자행태방정식 log(rndinvest_mining) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.484, D.W. = [Box 50] 제조업부문행태방정식 1) 음식료품및담배제조업 log(rndinvest_food) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.880, D.W. = ) 섬유, 가죽제품제조업 log(rndinvest_textile) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.506, D.W. = ) 목재, 종이, 인쇄및복제업 log(rndinvest_wood) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.752, D.W. = 0.857

103 제 3 장거시경제모형개발 97 4) 석유및석탄및화학제품제조업 log(rndinvest_chemi) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.985, D.W. = ) 비금속광물제품제조업 log(rndinvest_nonmetal) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.934, D.W. = ) 금속제품제조업 log(rndinvest_basicmetal) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.927, D.W. = ) 일반기계제조업 log(rndinvest_generalmach) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.929, D.W. = ) 전기및전자기기제조업 log(rndinvest_electronics) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.995, D.W. = ) 정밀기기제조업 log(rndinvest_precision) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.948, D.W. = 1.699

104 98 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 10) 운송장비제조업 log(rndinvest_transport) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.993, D.W. = ) 가구및기타제품제조업 log(rndinvest_furniture) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.895, D.W. = [Box 51] 전기, 가스수도사업행태방정식 log(rndinvest_electricity) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.969, D.W. = [Box 52] 건설업행태방정식 log(rndinvest_construct) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = 0.960, D.W. = [Box 53] 서비스업행태방정식 log(rndinvest_service) = * log(gdp_all(-1) * gdpdefl(-1) / 100) ( ) ( ) * log(grnd) * user_cost(-1) * step98 ( ) ( ) ( ) R² = , D.W. = 1.072

105 제 3 장거시경제모형개발 99 제 3 절모형의추정적합도평가 1. 전체 R&D 거시계량모형의적합도본모형의추정적합도를평가하기위해 2000~2009년기간을대상으로모형의 MAE(Mean absolute error, %) 를측정하였으며, 중요한들의측정결과는다음표에나와있다. 대부분의들의경우 MAE(%) 가 10% 이내로나타나모형의추정적합도에큰문제는없는것으로판단되나, 실업자수나총통화등일부항목은오차가다소크게나타났다. 전체변수들의 MAE 전체평균은 4.424% 로나타났다. < 표 3-4> 모형의추정적합도 (MAE) 결과 ( 전체 R&D 투자모형 ) 명 MAE(%) 명 MAE(%) pcp lab_unem tax 4.44 econo_ppl 0.76 gc 2.7 ur ic 3.98 hwt 7.06 ihouse 2.5 perhrwage 8.72 ime 6.82 workhr_all 5.62 gdp_all vprot 3.76 gni ulc 5.12 exp_amount 0.2 workhr_all_nairu 4.07 exp_value wage 2.23 gxc oprate 1.24 ex_bop rndinvest_all2 1.5 imp_amount rndstock_all imp_value 8.08 privaternd 2.24 gmc 5.52 lntfp im_bop 8.08 kstock_all exp_servalue 5.52 pgdp1_all gxs 9.12 gdpdefl 7.02 imp_servalue 7.76 cpi 1.06 gms ppi pxgs 3.84 exp_defl 6.4 pmgs 0.3 exp_serdefl 6.02 tot imp_defl 6.46 exr_avg 6.06 imp_serdefl 2.46 rcb 0.42 fd m dd lab_em lab_um_nairu 0.76 전체평균 4.424

106 100 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 2. 산업별 R&D 거시계량모형의적합도다음은산업별 R&D 투자모형의추정적합도를평가하기위해 2005~2009 년기간을대상으로모형의 MAE(Mean absolute error, %) 를측정하였으며, 중요한변수들의측정결과는다음표에나와있다. 대부분의변수들의경우 MAE(%) 가 10% 이내로나타나모형의추정적합도에큰문제는없는것으로판단되나, 설비투자, 총연구개발투자, 실업률, 총통화등일부변수는오차가다소크게나타났다. 주요변수들의 MAE 전체평균은 5.24% 이다. < 표 3-5> 모형의추정적합도 (MAE) 결과 ( 산업별 R&D 투자모형 ) 변수명 MAE(%) 변수명 MAE(%) pcp lab_unem tax 9.03 econo_ppl 0.09 gc ur ic 7.54 hwt 8.18 ihouse 5.36 perhrwage 8.1 ime workhr_all 7.48 gdp_all vprot gni ulc 5.14 exp_amount 0.42 workhr_all_nairu 6.48 exp_value 5.54 wage 0.56 gxc oprate ex_bop 4.42 rndinvest_all imp_amount 0.47 rndstock_all imp_value 3.56 privaternd 5.6 gmc 0.64 lntfp_all im_bop 3.48 kstock_all exp_servalue 2.12 pgdp1_all gxs 5.98 gdpdefl 8.56 imp_servalue 5.44 cpi 0.23 gms 9.32 ppi pxgs 6.06 exp_defl 8.9 pmgs 0.3 exp_serdefl 8.26 tot imp_defl 8.74 exr_avg 8.12 imp_serdefl 3 rcb 1.16 fd 4.02 m dd lab_em lab_um_nairu 0.09 전체평균 5.24

107 제 3 장거시경제모형개발 101 제 4 절정책파급효과분석 ( 전체 R&D 투자, 산업별 R&D 투자 ) 1. 전체 R&D투자구축된거시계량모형을바탕으로정부의정책효과가가지는거시경제에대한파급효과를분석하였다. 정부의과학기술정책에있어서가장중요한정책은정부의연구개발투자와민간연구개발투자에대한조세지원제도라고할수있다. 이두가지과학기술정책수단에대해서정책시뮬레이션을수행했을때기준시나리오에대비해서어떠한거시경제변수들의변화가있는지를살펴보게된다. 여기서는정부연구개발투자의변화와사용자비용의변화의두가지정책수단에의한시나리오를 6가지로구성하여정책시뮬레이션을통한거시경제변수파급효과를분석하였다. 이와같은정책시뮬레이션의결과로얻어진내생들의값 ( ) 과정책변화가있기전역사적시뮬레이션의결과로얻어진최초의추정치 ( ) 를구하여, 충격에대한누적효과를계산하였다. 누적효과를구하는식은 ( - )/ 이며, 단, % 를단위로하는실업률, 회사채수익률등에대해서는 ( - ) 에의해 % 포인트누적효과를구하였다. 정책시나리오는아래의 6가지시나리오로구성하였다. [Box 54] 정책시나리오- 전체 R&D투자 1 정부연구개발투자 (grnd) 를 2000년만 10% 늘렸을때 2 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 늘렸을때 3 정부연구개발투자를 2000년만 1조원늘렸을때 4 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 1조원씩늘렸을때 5 사용자비용 (user_cost) 을 2000년만 10% 줄였을때 6 사용자비용을매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 씩줄였을때

108 102 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 가. 시나리오 1) 정부연구개발투자 2000 년만 10% 증가정부가정부연구개발투자를 2000 년만 10% 증가시킬경우국민경제에미치는파급효과를모의분석하였다. 그결과는다음표와같으며모의실험결과내생변수들에미치는파급효과들은부록에자세하게수록하였다. 정부연구개발투자는당해에바로민간연구개발투자에영향을끼치고, 정부연구개발투자와민간연구개발투자는총연구개발투자로합산되어, 이는다음해에수출단가, 설비투자, 상품수출 ( 물량 ), 서비스수출에영향을주도록설정되었다. 전반적으로정부의한해연구개발투자증가는당해민간연구개발투자와이듬해거시경제변수에모두높은영향을미치는것으로나타나지만중장기적인효과가작은것으로나타난다. 정부가정부연구개발투자를증가시켰을때, t+0 시점에민간연구개발투자가 3.77% 증가하였으나, 이는시간이갈수록그효과가줄어들어단기적인효과만끼침을볼수있다. GDP 도마찬가지로 t+1 시점에 1.76% 누적성장효과를보였으나 t+9 시점에가서는그효과가 0이됨을알수있다. GDP 나민간연구개발투자, 실업률, 상품수출 ( 금액 ) 등주요들에대한누적효과가 (+) 와 (-) 로번갈아나타나는것을통해단발적인정부연구개발투자는단발적인효과에그친다고볼수있다. < 표 3-6> 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t

109 제 3 장거시경제모형개발 103 [ 그림 3-2] 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IME IHOUSE 나. 시나리오 2) 정부연구개발투자를매년 10% 씩증가정부가정부연구개발투자를매년 10% 증가시킬경우국민경제에미치는파급효과를모의분석하였다. 그결과는다음표와같으며내생변수들에미치는파급효과들은별도로부록에자세하게수록하였다. 전반적으로정부연구개발투자가매년지속적으로상승하는경우누적성장효과는단기적인상승뿐만아니라중장기적으로도높은영향을미치는것으로나타난다. 그렇지만장기적으로그영향은특정수준에서수렴하는것으로나타난다. 정부가정부연구개발투자를증가시켰을때, 민간연구개발투자는 t+0 시점에서 3.77% 증가하며, t+9 시점에이르러서는 9.21% 증가한다. 정부연구개발투자증가로인해 t+9 시점 (10 년후 ) 에서 GDP 는 2.06% 누적성장효과를보였고, 상품수출 ( 금액 ) 또한 3.21% 누적성장효과를보였다. 반면실업률의경우 2.19% 누적하락하였다.

110 104 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 3-7> 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t [ 그림 3-3] 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IME IHOUSE

111 제 3 장거시경제모형개발 105 다. 시나리오 3) 정부연구개발투자 2000 년만 1조원증가정부가정부연구개발투자를 2000 년만 1조원증가시킬경우국민경제에미치는파급효과를모의분석하였다. 그결과는다음표와같으며모의실험결과내생변수들에미치는파급효과들은부록에자세하게수록하였다. 정부연구개발투자를 2000 년만 1조원증가시킬경우는 2000년만 10% 증가시킨경우와마찬가지로해당년도와이듬해에만민간연구개발투자와거시경제변수들에높은영향을주는것으로나타나며주요변수들인 GDP, 민간연구개발투자, 상품수출 ( 금액 ), 실업률등의주요변수들에대한중장기적인누적효과는크게감소하는것으로나타난다. < 표 3-8> 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t

112 106 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [ 그림 3-4] 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IME IHOUSE 라. 시나리오 4) 정부연구개발투자매년 1조원씩증가정부가정부연구개발투자를매년 1조원씩증가시킬경우국민경제에미치는파급효과를모의분석하였으며그결과는다음 < 표 3-9> 와같다. 모의실험결과내생변수들에미치는파급효과들은부록에자세하게수록하였다. 지속적인연구개발투자의증가는거시경제변수들에있어서단기뿐만아니라중장기적으로지속적인효과를미치는것으로나타난다. GDP 의경우 t+1시점에 3.99% 의누적성장효과를보였으며시간이지날수록효과의크기가다소감소하는것을볼수있다. 실업률의경우 t+1 시점에서 7.47% 의누적하락효과를가져왔다.

113 제 3 장거시경제모형개발 107 < 표 3-9> 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t [ 그림 3-5] 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IHOUSE IME

114 108 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 마. 시나리오 5) 사용자비용을 2000 년만 10% 절감사용자비용이낮아졌다는것은기업이 R&D 투자를하는데점점더매력적인환경이조성되고있다는것을보여준다. 예를들어조세지원제도혜택이늘었거나사용자비용을결정하는이자율과감가상각률및기업의 R&D 투자비목의변화등으로인해기업의 R&D 투자비용이낮아졌다고할수있다. 사용자비용의감소가국민경제에미치는파급효과를모의분석한결과는다음표와같으며, 기타내생변수들에미치는파급효과들은부록에자세하게수록하였다. 모형에서사용자비용은다음해에민간연구개발투자에영향을끼치며, 민간연구개발투자는그다음해에수출단가, 설비투자, 상품수출 ( 물량 ), 서비스수출에영향을끼치게끔설정되었다. 따라서민간연구개발투자와연구개발스톡의경우 t+1 시점부터증가하는모습을보이지만, 그외다른들은 t+2 시점부터증가혹은감소함을알수있다. GDP 는 t+2 시점에 5.08% 의누적성장효과를보였고, 상품수출 ( 금액 ) 또한 5.62% 의누적증가효과를보였다. 실업률은 9.33% 라는상대적으로큰누적하락효과를보였다. 그러나시간이지날수록점차그효과가감소하는것을볼수있다. < 표 3-10> 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t

115 제 3 장거시경제모형개발 109 [ 그림 3-6] 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IME IHOUSE 바. 시나리오 6) 사용자비용을매년 10% 씩절감사용자비용의감소가국민경제에미치는파급효과를모의분석한결과는다음표와같으며, 기타내생변수들에미치는파급효과들은부록에자세하게수록하였다. 사용자비용의매년지속적인감소는거시경제변수들에매우긍정적인효과를중장기적으로가져오는것으로나타난다. 사용자비용을매년 10% 씩절감했을경우 GDP 는 t+2 시점에 5.07% 의성장률을갖고, 점차효과가증대되어 t+9 시점에서는 8.47% 증가하는효과가있다는결과가나왔다. t+9 시점을보면상품수출 ( 금액 ) 의경우 13.14% 의누적증가효과를, 실업률의경우 8.52% 의누적하락효과가있음을볼수있다. 그외설비투자는 17.16% 의누적증가효과를, 수출단가는 8.31% 의누적상승효과를보였다.

116 110 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 3-11> 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP PRIVATERND RNDSTOCK EXP_VALUE UR CPI RCB t t t t t t t t t t [ 그림 3-7] 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 전체 R&D) GDP_ALL PCP IME IHOUSE

117 제 3 장거시경제모형개발 산업별 R&D 투자앞서전체 R&D 투자모형을모의실험한것과마찬가지로산업별 R&D 투자모형도동일한 6가지정책수단의변화시나리오하에각산업별 R&D 투자가어떻게변화하는지추정하였다. 정책시나리오는전체 R&D 투자에대한정책파급효과분서과마찬가지로 6가지동일한시나리오를사용하였다. 반면정책파급효과는민간의산업별 R&D 투자에미치는영향에대해서살펴보았다. 이번에도앞서설명한것처럼정책시뮬레이션의결과로얻어진내생변수들의값 ( ) 과정책변화가있기전역사적시뮬레이션의결과로얻어진최초의추정치 ( ) 를구하여, 충격에대한누적효과 ( - )/ 를계산하였다. [Box 55] 정책시나리오- 산업별 R&D투자 1 정부연구개발투자 (grnd) 를 2000년만 10% 늘렸을때 2 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 늘렸을때 3 정부연구개발투자를 2000년만 1조원늘렸을때 4 정부연구개발투자를매년 (2000년 ~2009년 ) 1조원씩늘렸을때 5 사용자비용 (user_cost) 을 2000년만 10% 줄였을때 6 사용자비용을매년 (2000년 ~2009년 ) 10% 씩줄였을때 가. 시나리오 1) 정부연구개발투자 2000 년만 10% 증가산업별 R&D 투자모형에서정부연구개발투자증가가민간연구개발투자에미치는파급효과가다음표에나타나있다. 정부의연구개발투자는민간연구개발투자를구축하거나유인하는효과를가지게되는데시기별로산업별로그방향성이나정도에차이를가질수있기때문에모형구축이정기적으로업데이트될필요가있다. 정부연구개발투자의증가는일부산업에있어민간기업이자신의연구개발투자를줄이는구축효과를야기하는데, 대표적으로건설업과전기및전자기기제조업, 운송장비제조업이꾸준히 (-) 를보인다. 반면금속제품제조업의민간연구개발투자

118 112 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 는 t+0 시점에 21.13% 의누적증가를보인다. 전반적으로시간이지날수록효과가줄어듦을알수있다. < 표 3-12> 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 전자산업 R&D투자 음식산업 R&D투자 가구산업 R&D 투자 일반기계산업 R&D 투자 광업산업 R&D투자 비철금속산업 R&D 투자 t t t t t t t t t t 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

119 제 3 장거시경제모형개발 113 [ 그림 3-8] 시나리오 1 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS -0.4 나. 시나리오 2) 정부연구개발투자를매년 10% 씩증가정부연구개발투자를매년 10% 씩증가시킬경우민간연구개발투자에미치는파급효과를분석하였다. 시나리오 1과마찬가지로시나리오 2에서도정부연구개발투자증가로인한구축효과를농업이나건설업, 서비스업등에서볼수있지만, 그러한 (-) 효과크기는상대적으로작거나장기로갈수록오히려 (+) 효과를보이기도한다. 대표적으로음식료품및담배제조업이나비금속광물제품제조업, 섬유, 가죽제품제조업의경우민간연구개발투자가시나리오 1에서는누적감소효과를보였으나시나리오 2에서는오히려누적증가효과를보이고있다. 이는정부연구개발투자가장기적으로안정적인지원이이루어질경우민간연구개발투자가유인되는효과를가져올수있다는것을보여주고있다.

120 114 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 3-13> 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 전자산업 R&D투자 음식산업 R&D 투자 가구산업 R&D 투자 일반기계산업 R&D투자 광업산업 R&D투자 비철금속산업 R&D 투자 t t t t t t t t t t 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

121 제 3 장거시경제모형개발 115 [ 그림 3-9] 시나리오 2 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS 다. 시나리오 3) 정부연구개발투자 2000 년만 1조원증가정부연구개발투자를 2000 년만 1조원증가시킬경우의변화를예측한것이다. 시나리오 1과마찬가지로석유및석탄및화학제품제조업이나가구및기타제품제조업, 운송장비제조업에서꾸준히구축효과로인해 (-) 영향을끼침을볼수있다. 또한정부연구개발투자가일회성에그치므로시간이지날수록효과가사라진다.

122 116 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 3-14> 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 전자산업 R&D투자 음식산업 R&D투자 가구산업 R&D투자 일반기계산업 R&D투자 광업산업 R&D 투자 비철금속산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

123 제 3 장거시경제모형개발 117 [ 그림 3-10] 시나리오 3 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS 라. 시나리오 4) 정부연구개발투자매년 1조원씩증가정부연구개발투자를매년 1조원씩증가시켰을때의민간연구개발투자에대한분석결과이다. 정부연구개발투자의증가로인해음식료품및담배제조업과일반기계제조업의민간연구개발투자가누적증가효과를보임을알수있다. 일부산업의경우오히려민간연구개발투자를줄이는구축효과가보이기도하지만시나리오 3 에비해구축효과가적은것으로나타난다. < 표 3-15> 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

124 118 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 전자산업 R&D투자 음식산업 R&D 투자 가구산업 R&D 투자 일반기계산업 R&D 투자 광업산업 R&D 투자 비철금속산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t [ 그림 3-11] 시나리오 4 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS

125 제 3 장거시경제모형개발 119 마. 시나리오 5) 사용자비용을 2000 년만 10% 절감조세지원을통한사용자비용을절감했을때의민간연구개발투자에대한파급효과를분석하였다. 시나리오 1과마찬가지로정부정책수단이미치는효과는구축효과가있는것으로나타나며초기에큰영향을끼치다가점차영향이감소함을볼수있다. 사용자비용감소의시나리오에있어서도정부의정책수단이산업별 R&D 투자에미치는영향은정부연구개발투자에서의산업별구축및유인효과와동일한방향성을갖는것으로나타난다. 즉정부연구개발투자로인한구축효과가있는산업과유인효과가있는산업이사용자비용감소효과로인한구축효과가있는산업과유인효과가있는산업들과동일한형태로나타나정부정책수단의문제가아니라산업별민간 R&D 투자행태에이해서구축효과와유인효과가있음을보여주고있다. < 표 3-16> 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 전자산업 R&D투자 음식산업 R&D투자 가구산업 R&D투자 일반기계산업 R&D투자 광업산업 R&D투자 비철금속산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

126 120 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t [ 그림 3-12] 시나리오 5 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS 바. 시나리오 6) 사용자비용을매년 10% 씩절감시나리오 6은사용자비용을매년 10% 씩절감했을때의민간 R&D 투자파급효과를분석한것이다. 시나리오 2( 매년정부연구개발투자 10% 씩증가 ) 와비교했을때, 초반보다장기적으로갈수록사용자비용감소에의한민간연구개발촉진효과가더커짐을볼수있다. 예를들어농업이나섬유, 가죽제품제조업은 t+0 시점에서는둘다동일한효과를보이지만, t+9 시점으로갈수록누적효과의차이가커진다. 광업의경우누적효과가가장컸다. 시나리오 2의장기적인지원에서의효과와마

127 제 3 장거시경제모형개발 121 찬가지로지속적인사용자비용감소는중장기적으로기업의민간연구개발투자에대한누적효과를구축효과에서유인효과로전환시키는것으로나타났다. 이는중장기적으로지속적인연구개발투자촉진정책의시행이중요함을보여주고있다. < 표 3-17> 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D) 농림 어업산업 R&D투자 전체 R&D투자 1차금속산업 R&D투자 화학산업 R&D투자 건설산업 R&D투자 전기산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 전자산업 R&D 투자 음식산업 R&D 투자 가구산업 R&D투자 일반기계산업 R&D 투자 광업산업 R&D투자 비철금속산업 R&D투자 t t t t t t t t t t 정밀기계산업 R&D투자 서비스산업 R&D투자 섬유산업 R&D투자 운송기계산업 R&D투자 목재산업 R&D투자 t t t t t t t t t t

128 122 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 1.2 [ 그림 3-13] 시나리오 6 거시경제파급누적효과 ( 산업별 R&D)- 제조업 RNDINVEST_NONMETAL RNDINVEST_BASICMETA L RNDINVEST_GENERALM ACH RNDINVEST_ELECTRONI CS

129 제 3 장거시경제모형개발 123 제 5 절거시계량모형예측 본절에서는 STEPI(2012) 거시계량경제모형을바탕으로민간 R&D 투자및거시경제에대한 2013 년도단기전망을시도하였다 년도전망은기존의 2012 년도한국은행의전망치와 2013 년도전망을위한세계교역규모와국제유가등에대한가정치를바탕으로전망하였으며현재거시계량모형에서 2009 년이후 년까지의데이터가존재하지않는변수들에대해서는 2009 년과동일한값을갖는다는가정하에거시계량모형으로서만전망치를작성하였다. 따라서대부분의자료들은 2011 년까지의데이터만존재하고일부는 2009 년까지의자료만있는상황에서일부거시데이터의경우 2012 년한국은행의전망자료를활용하였고외생변수들은세계경제에대한 2013 년가정치를활용하였다. 한국은행은 2012~2013 년경제전망에서세계교역신장률은 3.1%(3.6%) 로 2013 년은 4.8%(5.7%) 로증가할것을예상했다. 또한원유도입단가 ( 기간평균 ) 는 2012 년배럴당 113 달러 (107 달러 ) 로전제하고 2013 년은 106 달러 (109 달러 ) 로약 7달러정도하락할것으로예상했다. 기타원자재가격상승률에대해 2012 년에는 -6% 를전제하지만 2013 년에는 9%p 상승한 3% 로예상했다. 6) [ 그림 3-14] 2013년전망전제치 주 : 세계교역신장율, 기타원자재가격상승률은전년동기대비기준이며, 원유도입비중은중동산 80%, 여타 20%, 기간평균 CIF 기준임. 6) 한국은행 ( ), 한국은행경제전망

130 124 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 한국은행에서는내년도경제성장전망에서 2012 년에 GDP 는 2.4%, 2013 년에는 3.2% 성장할것으로예상했다. 구체적으로민간소비는 1.7%, 설비투자는 1.5% 증가하고, 상품수출은 3.4% 로가장큰폭으로증가할것으로전망하였다 년은 2012 년에비해경제성장이더활발할것이라고예상하였다. [ 그림 3-15] 한국은행 2012~2013 년도경제성장전망 GDP 민간소비건설투자설비투자상품수출상품수입 STEPI R&D 거시모형을바탕으로최근거시동향에대한자료들을참조하여 2012 년과 2013 년거시경제전망을추정하였다. 경제성장률은 2012 년 2% 대초반으로둔화되었던것이 2013 년 3.5% 다소회복될것으로전망된다. 민간소비지출증가율과건설투자증가율이각각 3.0%, 3.5% 로부진을다소회복하는반면설비투자증가율은 3.6% 에그칠것으로전망되었다. 수출물량증가율은세계경기의회복세에따라 5.7% 로일부확대된반면수입물량증가율은국내경기회복세가뒤쳐져다소낮은 2.3% 전망되었다. 소비자물가상승률은경기부진에따라올해와동일한 2.3% 에머물것으로전망되며실업률은올해보다다소높은 3.2% 를기록할것으로전망되었다. 2000년대이후큰폭확대되어온정부및민간의 R&D 투자로인하여세계경기의지속적인부진에도불구하고수출및실질 GDP 증가율이경기침체로이어지지않고 2013 년도완만한회복세가기대된다.

131 제 3 장거시경제모형개발 125 < 표 3-18> STEPI R&D 거시모형에의한거시경제전망 ( 년 ) 증가율 (%) 2011( 실측치 ) 실질 GDP 증가율 소비증가율 설비투자증가율 건설투자증가율 수출물량 ( 증가율 ) 수입물량 ( 증가율 ) 소비자물가상승률 실업률 기존의전망기관들인한국은행, KDI 등의경제전망기관들은 2013 년경제성장률을 3% 대초반으로 2012 년의 2% 대초반에비해서다소회복되지만여전히저상장기조로보고있다. KDI(2012) 에서는우리나라의잠재성장률을 년 4.2% 로추정한것을감안하면 2011 년부터 2013 년까지잠재성장률을밑도는저성장기조가계속이어지고있는것으로전망하였다. 전망기관들의평균을살펴보면민간소비는평균 2.7%, 설비투자는 4.6%, 건설투자는 2.3%, 상품수출은 6.7% 의증대될것으로전망하였다. 한국은행에서의경제성장전망을위한외생변수에대한전제로서세계교육규모증가율은 2011 년 6% 에이어 2012 년 3.1%, 2013 년 4.8% 로이어질것으로전망하였다. < 표 3-19> 주요전망기관들의거시경제전망 ( 년 ) 개기관 6개기관한은 KDI KERI 한은 KDI KERI 평균값평균값 경제성장률 (GDP) 민간소비 설비투자 건설투자 상품수출 상품수입 실업률 (S.A./%) 소비자물가 * KERI 상품수출입은재화 + 서비스의수출입을의미함. 자료 : 한국은행, KDI, KERI, 현대경제연, 산업연, LG경제연 2013년각경제전망자료 (2012 년 10-12월 )

132 126 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 다른전망기관들에서는연구개발투자증가율에주목하지않는반면 STEPI R&D 거시경제모형에서는국가연구개발투자의역할에주목하여내생적성장모형을기반으로모형을설계하였으며이를바탕으로 2013 년민간연구개발투자증가율과전체연구개발투자증가율이모두 2013 년 5.45% 인것으로전망하였다 년국가연구개발사업예산은 2012 년대비 5.3% 증가한 16조 8,744 억원규모로기획재정부가계획하고있다. STEPI R&D 거시경제모형에서외생변수에대한모형과 2013 년도정부연구개발예산증가율을반영하여 2013 년도민간 R&D 투자와전체연구개발투자증가율을전망한결과, 민간연구개발투자와전체연구개발투자증가율이 2013 년 5.45% 인것으로전망되었다. 민간연구개발투자는 2012 년도그증가율이 12.1% 로 2011 년 16.4% 의높은증가율에비해서다소둔화된이후에 2013 년도 5.45% 로크게그증가율이둔화될것으로전망되었다. 민간연구개발투자의부진한증가율은기존에 2010 년과 2011 년민간연구개발투자가 16% 대의높은증가율을기록한데따른반작용과더불어 2011 년과 2012 년이후의지속적인경기부진이영향을미친것으로추정된다. 이와더불어정부연구개발예산이 2011 년이후 10% 미만으로 2011 년 8.7%, 2012 년 7.6%, 2013 년 5.3% 등으로지속적으로감소하면서민간연구개발투자유인효과가감소한데기인한것으로추정된다. 이에따라전체연구개발투자증가율도 2010 년 15.6% 의높은증가율에서점차적으로감소하여 2011 년 13.8%, 2012 년 10.8%, 2013 년 5.5% 로증가율이축소될것으로전망된다. 반면실질적으로총요소생산성과잠재성장률에영향을미치는연구개발투자스톡증가율은이전의높은연구개발투자에의한지식축적의영향으로 2013 년도 8.0% 의연구개발투자스톡증가율을기록할것으로전망된다. 이에따라우리나라전체연구개발집약도는 2013 년도 4% 중반대를기록할것으로전망된다.

133 제 3 장거시경제모형개발 127 [ 그림 3-16] 연구개발투자추이및 STEPI R&D 거시모형전망 ( 년 ) 산업기술진흥협회 (2012) 도동일하게기업부설연구소를가진 550 개기업에대한 2013 년도 R&D 투자계획을설문조사한결과 2013 년도연구개발투자를증대기업비율은 26.0% 에불과, 동결 51.6%, 축소 12.7% 로 2013 년도민간연구개발투자증가율이부진할것으로예상하고있다. 조사자료에의하면 10% 이상확대를답한기업들의비율은 6.2% 에불과하며 1-10% 수준은 19.8% 로나타난반면올해수준유지는 51.6%, 1-10% 축소 6.0%, 10% 이상축소기업도 6.7% 에달할것으로조사되었다. < 표 3-20> 산업기술진흥협회 2013년도 R&D 투자계획설문조사결과 구분 10% 이상확대 1-10% 확대 올해수준유지 1-10% 축소 10% 이상축소 불확실 합계 일반대기업 * 8.5% 25.5% 48.9% 6.4% 6.4% 4.3% 100% 중견기업 ** 4.2% 14.7% 58.9% 9.5% 5.3% 7.4% 100% 중소기업 6.4% 20.3% 50.2% 5.1% 7.1% 10.8% 100% 전체 6.2% 19.8% 51.6% 6.0% 6.7% 9.6% 100% * 매출액 1조원이상대기업 / ** 매출액 1조원미만대기업자료 : 산업기술진흥협회 ( )

134 128 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 제 1 절개요 1. CGE 의정의및연혁복잡다단한국민경제의전체적인흐름을체계적으로이해하고, 다양한형태의경제정책혹은경제제도의변화가경제들에미치는영향을파악하기위해서는국민경제전반에걸친구조방정식체계가요구되는데, 이러한방정식체계를일반균형모형이라고한다. 만약일반균형모형에해가존재한다면이를초기균형점으로잡고, 경제정책혹은경제제도를변화시키면새로운균형점을도출할수있다. 이때초기균형점과새로운균형점을비교함으로써경제정책혹은경제제도의효과를파악할수있게된다. 하지만중요한점은일반균형모형의현실문제에대한적용가능성이다. 이에연산일반균형 (Computable General Equilibrium; CGE) 모형은추상적인일반균형모형에생산기술, 선호관계, 생산요소부존량, 정부의경제정책등에관한구체적인가정을도입하여경제의일반균형을묘사하는방정식체계로써경제정책혹은제도변화에따른경제적효과를분석할수있는유용한도구이다 ( 최환, 2002). 일반균형은중농주의자의경제이론체계에서처음으로소개되었는데, 특히케네 (Quesnay) 는경제표 (Tableau conomique, 1758) 에서산업간거래를분석하였다. 이후왈라스는일반균형모형을연립방정식체계를통해정식화하였고, 왈드는미적분학을이용하여일정한가정하에연립방정식체계에유일한해가존재함을증명하였으며, 쿤 (Kuhn) 과도프만 (Dorfman), 사뮤엘슨 (Samuelson), 그리고솔로우 (Solow) 는쌍대성정리를이용하여균형해의존재를증명하였다 년대에이르러, 경쟁균형의존재를규명하는일반균형이론은고정점정리 (fixed point theorem) 를이용하기시작하였다.

135 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 129 한편레온티에프는일반균형이론을현실경제에적용하기위해서투입산출표를이용한산업연관모형을처음으로개발하였다. 국민경제전체를대상으로한최초의연산일반균형모형은요한슨 (Johansen, 1960) 에의해개발되었는데, 그는선형화된연립방정식체계의해를역행렬을이용하여근사치로계산하는방법을사용하였다. 이후 1960 년대중반이후스카프 (Scarf, 1967; 1973) 에의해본격적으로일반균형모형의연산방법이연구되면서일반균형이론이연산일반균형모형으로발전하게되었다. 이렇게일반균형이론이발전하면서연산일반균형모형도점차진화되었다. 초기에는조세와관세같은분야에서많이이용되었지만, 최근에는환경문제가중요해지면서환경과에너지분야에서도널리사용되고있다. 이렇듯연산일반균형은다양한분야로그범위를확장시켜나가고있으며이론및분석모형의체계에있어서도발전해나가고있다 ( 김충실, 2005). 2. CGE 모형의구성요소및특징최환 (2002) 는연산일반균형모형의기본구조를결정하기위해서경제주체들과행위규칙, 적정화문제, 상호작용의규칙이설정되어야하며수요와공급의불일치를해소시킬수있는균형조건을설정해야한다고지적한다. 연산일반균형모형은시장청산조건과거시마감방식에따라그특징이구별된다고할수있다. 최환 (2002) 는총소득과총지출이일치하지않는문제점을해결하기위한모형의거시마감방식에따라서신고전학파거시마감, 요한슨거시마감, 케이지안거시마감, 피셔리안거시마감방식등으로구분하고있다. 일반적으로연산일반균형모형을구성하는단계는다음과같이세단계로이루어진다. 첫째는사회회계행렬의작성이고, 둘째는행태모수의보정이며, 마지막은연립방정식체계의확립이다. 사회회계행렬은국가경제를종합적으로나타내는통계자료체계로써, 기본적으로각경제주체의수취와지불관계를행과열로나타내는정방행렬이다. 사회회계행렬은각경제단위간에이루어지는상호거래관계를나타낸것으로각부문의투입과산출계정이다. 이는모형의각방정식에포함되는

136 130 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 모수값을결정하는데중요한참고자료가된다. 사회회계행렬의작성이완료되면행태모수를정하는작업을수행해야한다. 행태모수는초기균형점에서경제정책또는경제제도의변화로인해새로운균형점으로이동할때그이동의정도를결정하게된다. 연산일반균형모형에서행태모수는다양한탄력성으로표현된다. 대표적인탄력성으로는수입재와국산재사이의대체탄력성, 국내공급과수출공급간의전환탄력성, 노동과자본간의대체탄력성등이있다. 이러한탄력성은시계열데이터가충분할경우직접계량적방법을통해추정하는것이바람직한방법이나데이터가부족한경우가많기때문에기존의문헌에서그값을차용하는경우가많다. 따라서이러한문제점을최대한으로피하기위해연산일반균형모형을사용하는분석에서는일반적으로행태모수의수를최소화하기위한노력을많이기울이고있다. 마지막으로연립방정식체계는생산기술, 노동시장의수급관계, 거래관계, 중간재및최종재의수급등을수량과가격의함수로나타내는일련의방정식으로구성되게된다. 이러한연립방정식체계는분석목적에따른효용함수와생산함수로부터도출된행태방정식을포함하며, 사회회계행렬에내포되어있는경제적관계를나타내는방정식과항등식등을포함한다 ( 박형진, 2001). 박형준외 (2007) 은 CGE 모형의강점과단점에대해서설명하면서 CGE 모형은경제이론에기초하여상대적으로복잡한모형을설정하고다양한내생의변화를추정함으로서경제활동의거의모든부분을모형화하기때문에이를표현하는등식이매우많고이에따라내생간의복잡한상호작용을허용하는장점을갖고있지만, 분석결과가통계적으로검증될수없고경제적충격이파급되는경로를세부적으로파악하기어렵고여러가지충격이중첩되는효과의경우개별요인들을분리하여파악할수없다는단점을가진다고지적한다. CGE 모형의해를구하는데사용할수있는편리한소프트웨어패키지로는 GAMS(General Algebraic Modeling System) 와 GEMPACK(General Equilibrium Modeling Package) 이대표적이다. 이외에도 GAUSS 나 MATLAB 등도사용된다. GAUSS 나 MATLAB 의경우 GAMS나 GEMPACK 보다범용성이큰반면프로그램작성이상대적으로어렵다. GAMS나 GEMPACK 을이용하여프로그램을작성하면초보자라도프로그램코드를보고쉽게모형의윤곽을짐작할수있다. GEMPACK 은

137 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 131 Jorgenson 방식의연산법을사용하는일반균형또는부분균형의해를구하는데에초점을둔소프트웨어패키지로써 CGE 모형사용자에게는가장사용자친화적인프로그램이다. 특히모형의크기가커질수록 GEMPACK 을사용하는것이편리하다. GAMS는기본적으로일반적인선형및비선형최적화문제를풀기위해만들어진소프트웨어패키지이고, CGE 모형만을전문으로하는소프트웨어가아니기때문에 GEMPACK 에비해대형모형의프로그램작성이상대적으로더어렵지만많은사람들에의해사용되어지고있으며응용프로그램이개발되는등이러한단점을극복하려는노력이이루어지고있다.

138 132 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 제 2 절지식기반연산일반균형모형에대한선행연구 연산일반균형모형은다양한분야에서유용한분석도구로서인식되어활용되고있다. 대표적으로국제무역분야와환경및에너지분야등에서활용되었으며, 1990 년대들어연구개발분야에도적용되어왔다. 그러나연구개발과관련된연산일반균형모형은근본적으로연구개발투자자료의구축과모형화의어려움으로인해관련연구결과가많지않은실정이다. 이번절에서는지식기반연산일반균형모형을활용한대표적연구사례를제시한다. 1. 국외가. Diao et al.(1999) 의연구 Diao et al.(1999) 의연구는내생적성장이론에기반하여국가의장기성장률에영향을미치는여러정책대안들의중요성과메커니즘을계량적으로조사하기위해연산일반균형모형을통한정책시뮬레이션을실시하였다. Diao et al.(1999) 의연구에서정부정책이장기경제성장에영향을미치는메카니즘은 Coe and Helpman(1995) 의연구를토대로설정되었다. Coe and Helpman (1995) 에의하면정부정책이경제에미치는영향은다음의두가지로요약된다. 첫째로, 성장의주요원천을자체연구개발로인식하는것이다. 이경우, 정부는새로운기술지식 ( 특허 ) 을창출시키는상업적연구개발투자에대한인센티브를제공함으로써장기경제성장에영향을미칠수있다. 두번째는국가를전세계의연구개발스톡에접근할수있는정도를결정하는개체로서인식하는것이다. 이경우, 정부의무역개방장려정책은국가간무역과함께기술지식의국내유입을활성화시키는메커니즘을제공하여성장에상당한영향을미칠수있다. 따라서 Diao et al.(1999) 은정부정책이국내연구개발활동을촉진시키거나해외기술지식의파급효과를적극활용할수있는환경을조성시키는정책들에초점을맞춘다. 즉, 연구개발활동에대한직접적지원과연구개발이집약된재화의활

139 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 133 용을보조하는간접적지원책을통해국내자체연구개발활동을장려하는정책과해외로부터의기술파급효과를흡수하고활용하도록유도하는정책으로나누어모의실험한다. 그들의모형은 Romer(1990) 와 Grossman and Helpman(1991) 의성장모형을기본으로제안되었다. 생산부문은연구개발부문과최종재생산부문으로나뉘며, 연구개발부문은지식 ( 특허 ) 을생산하는기업과연구개발자본재를생산하는기업으로다시구분된다. 여기서, 한개의특허는한개의자본재를생산하는데활용하며그수는동일하다. 지식의파급효과는자체연구개발활동과해외로부터발생하며, 이것은연구개발생산기업의생산성을향상시킨다. 따라서모형내경제는연구개발활동의수준에따라내생적으로결정된다. Diao et al.(1999) 은일본경제를대상으로분석을하였으며, 1992 GTAP(Global Trade Analysis Project) 과일본의주요경제자료를활용하였다. 일본은성공적인산업선진국으로서해외기술지식을잘활용하는대표적국가이며자체연구개발을통해해외연구개발스톡으로부터의파급효과를활용한다는측면에서적합한분석대상이라할수있다. 분석결과무역자유화정책을통해서국내연구개발활동으로의자원재할당에미치는효과는미미하였지만이러한정책은해외기술지식의파급효과에상당한영향을주고결국기업의생산성을증가시켰다. 한편, 사회적효용은동등변화 (equivalent variation index) 관점에서평가되었는데, 모든관세보호가경제의모든섹터에서제거되는무역자유화전략을적용할경우사회적효용은처음에는상승하지만장기로갈수록점차감소하는경향을보였다. 그러나투자재의무역에전략적시장인센티브를제공하는비중립적 (non-neutral) 무역촉진정책은경제성장을이끄는보다우수한환경을조성해주었다. 연구개발촉진정책은연구개발활동의비용을직접지원하는정책과최종재생산자의연구개발자본재의지대비용을지원하는간접적방법등두가지경우로평가되었다. 두가지정책모두경제에미치는영향이그다지크지않았지만, 더많은자원들이국내연구개발활동에투입되도록유도하여국내연구개발스톡이증가되었다. 이러한정책들은국내연구개발활동을촉진시키는것과함께투자재

140 134 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 수입을유발시킴으로써국가가보다많은해외연구개발을활용할수있도록만들어주었다. 한편, 무역개방압박을받고있는상황에서높은관세율을유지해야하는전략적무역정책에의지하는것이현실적으로어려움을고려할때, 연구개발에대한직접적지원이전략적무역정책의현실적인보완책으로서작용할수있음을시사하였다. 나. Ghosh (1999) 의연구 Ghosh(2007) 는캐나다를대상으로내생적성장이론을적용한다부문소규모개방경제를모형화한후대안적인정책들이생산성과경제성장에미치는효과를분석하였다. 분석결과정부정책들이시장유인체계 (market incentives) 를통해민간연구개발투자를촉진시킴으로써장기경제성장에영향을끼칠수있음을보여주었다. Ghosh (2007) 의모형에서생산주체는연구개발부문과최종재화생산부문으로구성되었다. 연구개발부문은새로운기술지식 ( 특허 ) 을생산하는기업과기술특허를이용하여새로운연구개발자본재 (capital variety) 를생산하는기업으로구분된다. 연구개발생산기업은독점적지위아래본원적생산요소를투입하여기술지식 ( 특허 ) 를생산하게되며, 산출물은생산된새로운기술지식의수로서측정된다. 특허를생산하는과정에서는노동과자본등투입요소별한계생산체감효과를보인다. 그러나생산된특허의수가규모수익불변 (Constant Return to Scale; CRS) 으로기업의생산에영향을미치게됨에따라본원적생산요소에대한한계생산체감효과가완화된다. 이러한모형구조에서각기업은국내지식스톡으로부터혜택을받게된다. 한편, 해외기업들이수행한연구개발로부터의파급효과는연구개발기업의생산성을증가시킨다. 단, 해외지식의파급효과는기술이체화된자본재의수입을통해서이루어진다고보았으며, 자본재수입이증가할수록지식파급효과도증가한다.

141 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 135 최종재화생산부문은완전경쟁시장체제하에있으며농업, 제조업, 서비스업으로구성된다. 각산업에서는하나의재화를생산한다. 이때최종재는규모수익불변기술의다층구조 (nested structure) 로생산되는데, 최종적으로복합중간재와부가가치가투입된콥-더글러스 (Cobb-Douglas) 기술로생산된다. 복합중간재는레온티에프 (Leontief) 기술로생산된다. 특히, 부가가치는노동, 자본, 연구개발자본재를투입요소로하는규모수익불변기술로생산되며, 각생산요소에대해서는한계생산체감의법칙을보인다. 그러나연구개발자본재의수 ( 즉, 특허의수 ) 가증가하는만큼부가가치의생산은동일하게증가하는규모수익불변으로인해부가가치생산성은증가하고, 그것이경제성장의원천으로서작용하게된다. 요약하면, Ghosh (2007) 가제안한모형에서자체연구개발활동은연구개발부문의기업들과최종재생산기업의생산성을향상시키며, 해외로부터의지식파급효과는연구개발기업의생산성에만영향을준다. 모형의자료로서 GTAP DB version 5(1997) 를활용하였다. 그러나 Ghosh (2007) 는캐나다의연구개발총지출액외에연구개발의산업별지출액을획득할수없었기때문에연구개발비가물적자본투자와같은비율로지출되었다고가정하여산업별연구개발지출액을추정하는근본적한계를보여주었다. 모의분석에도입된세개의연구개발촉진정책은첫째, 연구개발활동에대한직접적인보조금지원, 둘째, 최종재생산부문의연구개발자본재사용에대한보조금지원, 셋째, 국제적연구개발확산을위한무역자유화정책이다. 각지원정책은관련세율을인하시킴으로써구현되었다. 분석결과연구개발활동에대한직접적인보조금지원방식이캐나다경제의생산성을가장많이향상시키는효과를발생시켰다. 연구개발자본의사용자들에대한지원금은긍정적효과를발휘했지만상대적으로크지않았으며, 무역자유화정책은생산성향상에가장적은효과를보여주었다. 구체적으로각지원정책별결과를살펴보면다음과같다. 연구개발기업에지원율을인상하는정책을수행하는경우생산성수준은기준연도의 0.70% 에서 2년후에는 0.86% 로상승하며, 10년후 0.89%, 150 년후 0.71% 증가한다. 생산성은기준년보다높지만기간이경과함에따라서그상승의정도는둔화됨을보여준다. 그

142 136 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 이유는매년지원금이 10 억달러로정해져있는반면, 새로운기업의진입으로수혜를받는기업들의수는증가하기때문에기업에대한실질적지원율은기간이경과함에따라낮아지기때문이다. 한편, 동등변화지표 (Hicksian equivalent variation) 로분석된사회적효용은전기간에걸쳐 2.79% 상승하였다. 연구개발자본재사용자에대한지원정책을시행하는경우생산성증가율은최초 0.70% 에서 2년후 0.82%, 10년후 0.78% 증가하지만 150 년후에는 0.69% 로떨어진다. 사회적효용의경우전기간에걸쳐평균 0.86% 상승하는것으로나타났다. 즉, 연구개발부문으로의직접적지원정책보다는기술지식의증가율과생산성향상의정도가작게나타났다. 이것은기존연구개발자본의투입을증가하는것에따른생산량증가는규모수익체감 (Decreasing Return to Scale; DRS) 을보이지만새로운자본의증가에대해서는규모수익불변을보이기때문이다. 그러므로연구개발활동에대한직접적지원정책이간접적지원정책보다효과적이다. 끝으로, 해외기술지식의파급효과를촉진시킬목적으로무역자유화를추구하며관세를감축시키는경우생산성은최초 0.700% 에서 2년후 0.701%, 10년후 0.703%, 150 년후에는 0.702% 로변화한다. 사회적효용의경우전기간에걸쳐평균 0.179% 로서감소하는것으로나타났다. 다. Lecca(2008) 의연구 Lecca(2008) 는 2005 년이탈리아의 Sardinia 지역의경제자료를이용한연산일반균형모형을구축하여연구개발지원금의경제적효과를지식의파급효과유 무에따라비교분석하였다. 그의모형에서지역산업은경공업, 중공업, 에너지및서비스산업등 4개로통합하여구분되었으며, 지식을노동, 자본과함께생산활동을위한본원적생산요소로서반영하였다. 이것은연구개발로창출된자산즉, 지식을부가가치의부분으로간주하는 SNA 2008 과부합되는관점이다. 제시된모형에서유형자산인노동과자본, 무형자산인지식간의상호대체를허용하며, 그대체의크기는생산요소의상대가격의변화와대체성정도 (degree of substitutability) 에따라달라진다. 한

143 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 137 편, 배제적 (excludable) 속성의지식을하나의생산요소로서반영하는것과함께비배제적 (non-excludable) 지식의속성은지역간, 국가간무역활동에서야기되는지식의파급효과를통해서반영되며, 파급된지식은총요소생산성의변화를통해서생산량을변화시킨다. 여기서외부지식의파급효과는대외거래가증가하고, 해외연구개발스톡대비국내연구개발스톡비중 ( 즉, 지역경제시스템이기술수준을내재화할수있는능력 ) 이증가할수록크게작용한다고간주하였다. 모형을구축하는데필요한자료는 2005 년국민계정과 OECD (2004) 의연구개발스톡자료를활용하였다. 그러나지역의연구개발투자에관한정보를산업연관표및다른관련자료에서직접적으로추출할수없기때문에, 지식의거래가재화간거래에체화되어있다고가정하고예일기술연계표 (Yale technology matrix) 를활용하여간접적으로연구개발투자지출정보를구축하였다. 한편, Lecca (2008) 는무형자본요소로부터발생한부가가치는이미사회회계행렬내에반영되어있다고가정하여별도계정을통해사회회계행렬내반영한연구개발자본에의한부가가치만큼을기존의부가가치에서차감하였다. 즉, 연구개발을자본화함에따라부가가치가새로이발생한다는것을고려하지않았다. 또한, 연구개발투자는기존의물적자본투자내역에포함되어있다고가정하여별도의계정으로반영한연구개발을위한저축 ( 투자 ) 만큼기존의저축 ( 투자 ) 계정값을차감하였다. 그러나기존국민계정체계에서연구개발비는중간소비로서생산과정에서소모되어없어지므로기존부가가치에반영되지않으며, 연구개발비는투자로서인식되지않기때문에기존저축내역에반영되지않게된다. 따라서, 기존의국민계정체계내에서연구개발과관련된부가가치와저축 ( 투자 ) 이이미반영되어있다고가정하는것은적절치못한것으로개선시킬필요가있다. Lecca(2008) 의연구를통해서정부정책은기업으로하여금더많은자원을연구개발투자에활용하도록장려함으로써경제성장에긍정적으로영향을미친다는사실을확인하였다. 한편, 분석은두가지노동시장조건즉, 국가임금시장체계 (National wage Bargaining regime; NB) 과지역임금시장체계 (Regional wage Bargaining regime; RB) 을상정하여실시하였다. NB 에서는지역의명목임금이 National Bargaining 체제로인해서기준연의전국적명목임금의가치로고정되어

144 138 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 있다고간주한다. 그리고 RB 에서는노동시장이임금곡선 (Blanchflower and Oswald, 1994) 으로정의되어임금과실업률간의음의관계를반영한다. 분석결과, 지역경제성장률 1.44% 를향상시키기위해서는연구개발투자 ( 지원금 ) 수준을 RB 에서 2.22%, NB에서는 4.49% 를증가시켜야한다고보고하였다. 한편, 기술지식의파급효과를반영할경우, 노동시장이 NB 일때지역의경제성장률은 % 더향상되었고, 노동시장이 RB 일때는 % 더향상되는것을발견하였다. 이것은해외로부터의지식파급으로인해발생하는내생적생산성효과는긍정적인영향을미치지만그다지크지않음을의미한다. 결론적으로 Lecca(2008) 는지역의지식스톡을증가시킴으로써장기적경제성장을향상시키려는정책은기대수준만큼크지는않으며, 해외기술지식을활용하는능력을크게향상시키지도못했다고분석하였다. 그러나해외로부터의기술지식의파급효과가긍정적영향을미치는만큼수입재화에체화된지식을활용할수있는능력이있다면지역은개방경제로부터혜택을받을수있다는것을확인하였다. 그리고연구개발정책의비용 ( 기준연도대비연구개발투자의 % 증가로서정의됨 ) 은지역의노동시장조건에따라달라진다는것을확인하였다. 라. Bye et al.(2009) 의연구 Bye et al.(2009) 은노르웨이를대상으로한소규모개방경제에서경제성장과사회적효용을향상시키기위해서혁신유인체계가어떻게설계되어야하는지를분석하였다. Bye et al.(2009) 의연구에앞서 Diao et al.(1999) 이먼저개방경제로서일본을대상으로분석하였지만, 일본은외부경제와의거래가경제상황을좌우하는정도가노르웨이만큼크지않다는점에서다른연구시사점을제공해준다. 그리고무엇보다, 해외의지식파급효과를다루는점에서 Diao et al.(1999) 의연구와큰차이를보인다. Diao et al.(1999) 에서해외기술의영향은국내연구개발생산을통해서발휘되며, 해외로부터의파급효과는규모수익비체감 (non-decreasing returns to scale) 으로연구개발생산의생산성을향상시킨다. 따라서, 해당모형에서는자체

145 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 139 연구개발이경제성장에매우결정적인역할을하게된다. 그러나 Bye et al. (2009) 에서는해외로부터의지식파급효과가경제에가장큰영향을미치게되는데, 기준년을기준으로해외로부터의기술파급효과는노르웨이기술변화의 95% 를차지하는것으로설정되었다. 이러한모형상세는노르웨이의기업들이자체국내연구개발을통한해외지식의파급효과의흡수가미미하다는분석결과에따른것이다. Bye et al.(2009) 모형에서산업은 Romer(1990) 모형과같이특허를개발하는연구개발산업, 특허를이용한자본재를생산하는산업 (variety-capital industry), 최종재화산업으로구성된다. Romer(1990), Jones and Williams(2000) 와다른후속연구자에의한폐쇄경제모형연구들과같이기술향상은이익을극대화하는연구개발기업들의산출물로서인식된다. 그러나소규모개방경제를가정한다는점에서는 Romer(1990) 의모형과차이가나며, 따라서해외시장가격대비국내시장가격수준이수출과수입의양을결정한다. 구체적으로모형내에는 1개의연구개발산업, 1개의연구개발자본재생산산업과 16개의최종재화산업이존재한다. 이때연구개발자본재생산기업은매몰비용으로서연구개발생산기업으로부터 1개의특허를구매하여생산활동에투입한다. 각기업은완전경쟁체제에놓여있으나, 연구개발자본재생산기업은독점하에서시장에대한통제력이존재한다고가정하였다. 모형내에서경제성장은기업의생산성과다양성의선호효과를통해내생적으로이루어진다. 축적된국내지식스톡에의한파급효과를통해연구개발생산기업의생산성은향상되며, 증가된지식스톡은다양성의선호효과 (love-of-variety effects) 를통해서최종재화기업의생산성을증대시킨다. 한편, 해외로부터의지식파급효과는요소생산성을증대시키며, 모든생산기업에게동일한요소생산성의값을외생적으로부여하였다. 정책모의실험을위해다음과같이생산성에영향을주는세가지정책시나리오를설정하였다. 첫째, 연구개발생산부문에대한지원둘째, 연구개발자본재의생산부문에대한지원셋째, 최종재화생산자의연구개발자본재구매지원등이다. 3가지정책들은모두정액세 (lump sum taxes) 에의해재원이충당되었다.

146 140 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 세가지의정책대안들은시뮬레이션의첫기에시행되며그이후기간동안유지되었다. 기준연도로부터 70년이경과된시점의장기효과로서분석된결과는다음과같다. 우선, 연구개발생산부문에직접적지원정책 (R&D subsidy) 을시행한결과연구개발자본재의수가증가하여생산성이향상되었음에도불구하고최종재화를생산하는부문의성장률은저하되었다. 그러나장기적관점에서 GDP 는 1.9% 증가하였으며성장률은 0.07% 포인트높아졌다. 연구개발과연구개발자본재생산부문의확대가경제전체의성과를좌우했기때문이다. 다음으로연구개발자본재생산자에대한지원정책 (capital subsidy) 을시행한결과연구개발자본재의모든생산자에게제공된지원금으로인해생산비용은저하되었다. 이러한비용의하락은장기특허생산을촉진하였다. 그러나그러한상승은연구개발생산부문의직접지원정책에서나타난수준의 60% 에불과한것이다. 또한, 민간기업의 GDP 대비연구개발비투자비중은 1.6% 로서이것은이전연구개발직접지원정책의 85% 수준을보여주었다. 한편, GDP 는경제의연구개발부문에서의부가가치상승으로인해 1.2% 상승하였다. GDP 성장률은 0.04% 포인트더높아졌지만역시연구개발생산의직접지원정책보다는낮은수준이다. 그러나비록경제성장에미치는효과는연구개발부문에대한직접지원정책보다는낮았지만사회적효용수준보다높았다. 기준시나리오에비해 0.33% 사회적효용수준이향상되었는데이것은처음의정책결과보다도높은수준으로이는장기소비수준이더높아졌기때문이다. 마지막으로연구개발자본재를구매하는최종재화생산자에대한지원정책을시행한결과경제성장및사회적효용에미미한효과를보이는데그쳤다. 무엇보다경제성장은연구개발스톡의증가에기인하는데이정책에서그러한변화는적게나타났다. 상대적으로적은지식의파급효과와다양성에대한선호효과로인해사회적효용역시거의증가하지않았다. 요약하면, 대체적으로연구개발자본재구매에대한지원정책은최종재화생산부문에서연구개발자본재에대한국내의수요가비탄력적이기때문에경제성장및사회적효용에큰효과를주지못했다. 따라서연구개발에대한직접지원또는연구개발자본재에생산에대한지원정책의긍정적효과가부각되었다. 이는연구

147 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 141 개발이경제성장과사회적효용을증가시킨다는대다수의계량적분석의결과와일치하였다. 한편, 경제성장을촉진하는것이반드시사회적효용을향상시키지는않는다는시사점을제시하였다. 마. Verbic et al.(2009) 의연구 Verbic et al.(2009) 은슬로베니아 (Slovenia) 경제를대상으로교육과연구개발투자가경제성장의요소로서고려된내생적성장이론기반의동적연산일반균형모형을통해국가연구개발정책의효과를분석하였다. 모형의경제주체는 20개의생산섹터, 소득수준으로구분된 5개의가계그룹과, 정부, 투자및해외부문으로구성되었다. 섹터별각기업은 1개의재화를생산하며생산요소로서 3개의기술 ( 교육 ) 수준에따라차별화된인적자본스톡, 섹터에특화된인적자본스톡, 물적자본과연구개발스톡등 6개의생산요소를투입하여콥-더글러스생산기술 (Cobb-Douglas production function) 을통해재화를생산한다. 이때, 경제의연구개발활동은섹터에특화되어있으며, 기업들은이익을극대화하기위해노동력외에물적자본, 인적자본및연구개발투자등을선택하게된다. 이때, 투자는가계와정부저축, 기업의보유중인이익 ( 생산잉여 ), 해외저축에의해이루어진다. 가계는예산제약하에서시점간효용을극대화시키는의사결정을한다. 가계는매기마다얼마의시간과돈을통해특정유형의인적자본에투자할지를결정하며, 시간과돈에관한지출의결정은서로독립적인것으로간주하였다. 이와같이구축된모형에서경제성장은시간이경과되면서총요소생산성이증가하는것외에가계의인적자본스톡, 섹터특화된인적자본스톡과연구개발스톡의발전에의해내생적으로결정된다. 총요소생산성은 GDP 대비연구개발재화및서비스의생산비율과경제의개방정도 ( 무역거래비중 ) 에비례하여증가한다. 이때, 총요소생산성은모든생산섹터에반영되므로기업의연구개발투자는총요소생산성의증가를통해서국가수준의파급효과를갖는다고볼수있다.

148 142 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 모의실험을통해네가지의시나리오를설정하여분석하였다. 첫째, 법인세의 25% 감소 (SC1), 둘째, 법인세감소분만큼의연구개발투자증가 (SC2), 셋째, 정부의연구개발투자 10% 증가 (SC3), 넷째, 정부의연구개발투자 20% 증가 (SC4) 등이다. 정책시나리오별기업의연구개발지출에미치는영향을분석한결과 SC2 가기업의연구개발지출을 % 증가시켜가장큰효과를발휘하였다. 나머지정책들에서는기업의연구개발지출이평균 0.45% 상승하는데그쳤다. 한편, 연구개발투자는교육투자를수반시킨다. 교육은생산과정에서추가적인연구개발서비스를효율적으로소화시키는데필요한것으로서생산요소인연구개발서비스의보완적요소로서작용한다. 분석결과 SC1 은평균적으로가계의교육지출을 0.3% 증가시키며, SC2 는 1.4%, SC3 1.3% 그리고 SC4 는 2.5% 상승시켰다. 각정책이실질 GDP 에미치는영향에있어서는장기기준으로 SC2 와 SC3 가약 1.4% 의상승을유발시키는한편, SC4 는 2.6% 를증가시켜경제성장의관점에서는매년 20% 씩정부의연구개발지출을늘리는방안이가장효과적인것으로나타났다. 사회적효용지표변화를보면, 장기기준으로 SC4 를적용할경우 1.6% 상승하였고, 나머지시나리오에서는 0.5%~0.6% 증가하였다. 바. Bor et al. (2010) 의연구 Bor et al. (2010) 은시간반복적연산일반균형 (recursive dynamic CGE) 모형을통해서공공연구개발투자가경제에미치는영향을시뮬레이션하였다. 사회회계행렬은대만경제의 2001 년경제자료를기반으로구축되었다. 한개의산업이같은생산과정에서여러제품을생산하는것을허용한결과총 16개의산업과 27개의재화를반영하였다. 한편, 노동력을 8개속성군즉, 매니저및감독관, 전문직업인, 기술인및전문적보조, 점원, 서비스업종사자, 판매원, 기술및기계운용자, 비기술인력, 육체노동자로분류하였다. Bor et al. (2010) 의모형에서는토지, 노동, 자본등세가지생산요소가복합된본원적생산요소가생산되며, 이것은다시중간재와함께최종재화를생산하는데활용된다. 자본투자는물적자본투자와연구개발투자로구분되며, 연구개발투자

149 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 143 는다시공공연구개발과민간연구개발로구분되었다. 정책시뮬레이션은정부가연구개발투자를 1% 상승시켰을경우 (1회로국한 ) 로설정하였는데, 시뮬레이션결과전반적으로공공연구개발투자의단점보다는경제적혜택을유발하는효과가더크게나타났다. 공공연구개발투자의효과는단기와중기로구분되는데, 중기효과는산업별로 3년또는 4년의시차 (time lag) 를두고발휘되었다. 공공연구개발투입은단기관점에서실질 GDP 에약 0.02% 긍정적효과를발휘하며, 중기관점에서는 0.04% 긍정적효과를발휘하였다. 그러나장기적으로는연구개발투자상승의효과가상실되고국내사업간구축효과 (crowding-out effect) 로인해시간에경과됨에따라서 GDP 성장은감소한다. 고용및실질임금에대한영향역시단기와중기및장기적관점에서차이가발생하였는데, 장기적으로수출과하이테크산업의성장및실질임금의꾸준한성장을유도하였다. 이와같은결과를통해연구개발투자에의한기술진보는인적자본또는노동생산성의향상을통해장기적경제성장을지속시키도록해준다는시사점을제시하였다. 그러나중기및장기에서기술의진보로인해실업률이상승하여정부가노동력품질을향상시키기위한직업및기술훈련을증대하여산업구조의변화에대응해야한다고주장하였다. 또한, 산업수준의분석을통해서농업및식음료등 1차산업 (primary industries) 은과학및기술분야의공공연구개발투자에의해서야기되는구축효과를피하기위해보다고도의복합산업으로산업구조개혁을추구할것을권고하였다. 상대적으로낮은수준의연구개발투자를하는전통적산업 (traditional industries) 들은단기성장을경험하지만, 장기에서는산업구조의변화로인해서부정적효과를얻게된다고보고하였다. 지금까지살펴본기존의선행연구사례를통해서연구개발계정이정확히반영된사회회계행렬을구축해야할필요성을발견하였다. 기존연구에서는연구개발계정을정확히반영하지못해임의의가정을통해해당계정이구축되었다. 한편, 연구개발스톡의효과를기존의물적자본과구분하기위해서자료및모형화체계에서물적자본과연구개발자본을구분시킬필요가있다. 또한, 주체별연구개발투자의효과를구분하기위해서는연구개발계정을정부와민간으로구분해야한다.

150 144 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 지식 ( 연구개발스톡 ) 이경제성장에미치는방식은연구모형별관점의차이로인해상이했다. 자체연구개발과해외로부터의연구개발파급효과를합리적으로반영하는것이관련모형의신뢰성을제고시킬것으로판단된다. < 표 4-1> 지식기반연산일반균형선행연구사례요약 구분연구목적분석대상 / 자료모형특징결과 Diao et 정부연구개발 al. 정책별경제적 (1999) 효과분석 일본 1992 년 GTAP 및 Romer(1990) 의내생적성장모형기반 - 성장동력 : 연구개발투자 Inter-temporal dynamic 모형 시장체제 - 소규모개방경제 - 최종재 : 완전경쟁 국민계정 - 연구개발 : 독점 성장동력 : 연구개발투자 - 자체연구개발활동과해외기술지식에서파급효과발생 - 연구개발생산기업의생산성향상 정부연구개발정책별거시경제지표및사회적효용수준변화 정부연구개발 Ghosh 정책별경제적 (2007) 효과분석 캐나다 GTAP DB v5(1997) Romer(1990) 의내생적성장모형기반 - 연구개발투자 - 노동및여가선택 정부연구개발 Inter-temporal dynamic 모형정책별거시경제 시장체제지표및사회적 - 소규모개방경제효용수준변화 - 최종재 : 완전경쟁 - 연구개발 : 독점 민감도분석시행 Lecca (2008) 이태리 Sardinia 시간반복적동태적모형 정부 지역 사회회계행렬내지식계정반영 연구개발투자의 2005 년국민계정 두가지노동시장체제 경제적효과및 OECD(2004) 분석연구개발스톡자료 - National bargaining - Regional bargaining 민감도분석시행 지식의파급효과유무에따른거시경제지표비교 Bye et 정부연구개발 al. 정책별경제적 (2009) 효과분석 Romer(1990) 의내생적성장모형 정부연구개발 노르웨이기반 2002년국민계정 - 성장동력 : 연구개발투자 Inter-temporal dynamic 모형 정책별거시경제지표및사회적효용수준변화

151 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 145 구분연구목적분석대상 / 자료모형특징결과 시장체제 - 소규모개방경제 - 최종재 : 완전경쟁 - 연구개발 : 독점 민감도분석시행 Verbic 정부연구개발 et al. 정책별경제적 (2009) 효과분석 슬로베니아 내생성장의동적모형 - 성장동력 : 교육, 연구개발투자 정부연구개발 물적자본투자와연구개발투자를정책별거시경제구분지표및사회적 생산요소 : 노동, 자본, 섹터특화효용수준변화노동, 섹터특화지식 시간반복적동태적모형 물적자본투자와연구개발투자를 정부 Bor et 구분연구개발투자의 대만 거시경제지표및 al. 연구개발투자는공공과민간으로경제적효과 2001년국민계정산업구조변화 (2010) 구분분석 사회회계행렬내지식계정반영 민감도분석시행 2. 국내 국내에서의 CGE 모형관련연구에서는연구개발투자를 CGE 모형이나 SAM 에직접적으로구축한사례들이많지않다. 박재민 (2005) 의연구가연구개발투자에기바한 SAM 구축을시도하였으나일반론적인연구에그쳤으며김성태 (2010) 의연구에서는본격적으로 R&D 투자에기반한 CGE 모형구축을시도하였으나생산함수의구축에있어서 R&D 투자에의한지식생산함수의외부성효과가감안되지못한문제점을안고있고실제연구개발투자스톡추정이외부적으로결정되는형태를가지게되었다. 김성태, 조경엽 (2007) 의연구의경우연구개발투자를감안한지식생산함수의추정과 CGE 모형구축이이루어졌으나사회회계행렬구축에있어서연구개발투자부문을감안하지못함으로서본격적으로연구개발투자와과학기술에기반한사회회계행렬구축과 CGE 모형구축이라고보기어려운문제점을안고있다.

152 146 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 박재민 (2005) 의연구에서는연구개발투자의혁신효과분석을위한계량모형의개발을위한사전연구로서이를위한 CGE 모형을탐색하고, 이러한모형의개발을위한첫번째단계로서 CGE 모형의통계기반이되는 SAM 에대한소개, 우리나라의 2000 년 SAM 의추정, 그리고이를바탕으로 SAM 승수분석을실시하였다. 이연구에서는 CGE 모형을가격, 생산, 수입및수출, 소득, 지출및소비수요, 그리고시장균형조건으로나누어서각각의부문에대해설명하고있다. 그리고사회계정행렬 (SAM) 에대한소개와함께 SAM 의구조와 SAM 모형의해석, SAM 승수의분해에대해설명하고있다. 그러나박재민 (2009) 의연구는본격적인연구개발투자를통한 SAM 과 CGE 모형구축이라고보기어려우며사전적인탐색연구라고할수있다. 김성태 (2010) 의연구는과학기술기획평가원 (KISTEP) 에서연구개발투자기반의 CGE 모형구축을위해서위탁연구로진행되었다. 본모형에서의 R&D 투자를특성화한부분을살펴보면 KISTEP 의 1차 CGE 모형에서의지식자본스톡의누적형태는지식확산계수라는산업별계수를추정해임의로생산이확대되는것을가정하였다. 그러나일반적으로지식스톡은자본스톡과차별화된특성을가지고있으며이러한자본확대 (Capital-augmenting) 기술진보의경우노동편향적 (Labor-biased) 경제성장을보이기때문에지속적인성장을나타낼수없다. 7) 대신 Hicks-neutral 또는 Harrod-neutral 기술진보형태가사용되어야할것이다. 김성태, 조경엽 (2008) 의연구에서는 R&D 투자가가져오는파급효과를 CGE 모형을통해서구축하여그파급효과를분석하였다. 분석대상산업은정보 전자 (IT) 산업, 생명 (BT) 산업, 환경 (ET) 산업및소재 나노 (NT) 산업을포함하여 35개부문으로세분화하였다. 4T 산업 (IT, BT, ET, NT) 과함께우리정부의연구개발투자에서중요한위치를차지하고있는기계 제조공정산업, 에너지 자원산업, 우주 항공 해양산업, 건설 교통 안전산업및기초과학도별개의산업으로취급하여산업을총 35개부문으로재분류하였다. 본모형에서는 Goulder and Schneider(1999) 과같이기술을경합적인기술진보와비경합적인기술진보로나누고비경합적인기술진보는공공재와같이외부효과를유발한다고가정하였으며 R&D 투자로인한기술진보는지적자본스톡의증가 7) Acemoglu(2009) chap 2, 15

153 제 4 장 CGE 모형에대한기존문헌분석 147 를가져오고이는물적자본과대체될수있다고가정하였다. 지적자본에대한소유권은모두정부가가지고있으며정부는이를산업에대여함으로써수익을얻는다고가정하였다. 저자들은기술의외부성또는이전효과 (spillover effect) 를감안하기위해아무런보상없이누구나사용할수있는사회전체의기술을모형에감안하였다. 지적자본의축적은 Goulder and Schneider(1999) 에서와같이배제성을가지는지적자본의축적이이루어지며외부성을가지는기술진보가추가되면생산함수는규모에대한수학체증의함수를가정하게된다. 그러나사회회계행렬의구성은연구개발투자를반영하고있지못하는데이는연구개발투자가아직우리나라의산업연관표상에서연구개발투자가투자수요로표현되어있지않기때문이다. 김성태, 조경엽 (2007) 의연구에서는부품소재산업을중심으로 CGE 모형을통해서정부 R&D 투자보조금의정책적파급효과를분석하고있다. 여기서는정책파급효과분석을법인세인하, 보조금지급, R&D 투자확대등으로구분하여대안간부품소재산업에대한파급효과를비교하였으며효율성측면에서 R&D 투자지원이세제지원이나보조금지급정책보다경제적파급효과가높은것으로나타난다. 김성태외 (2011) 의연구에서도 R&D 투자의경제적성과분석을 CGE 모형을통해서분석하고있다. 본연구의 CGE 모형구성도김성태, 조경엽 (2008) 연구와동일한구조와특성을가지고있다. 본연구에서는 2007 년산업연관표를바탕으로 CGE 모형을구축하였으며녹색성장을위한시나리오구성을통해서산업별 R&D 투자의경제적성과를추정하였다. 시나리오구성에는신기술도입유무, 정부의 R&D 투자지원유무, 생산단가변화등에따라 5가지시나리오로구성하여분석하였으며결과적으로정부의 R&D 투자지원과신기술도입은온실가스감축이행에따른 GDP 손실을상쇄하는역할을하는것으로나타났다.

154 148 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 제 5 장 지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 제 1 절지식기반사회회계행렬 (SAM) 의작성 본절에서는우리나라의 2009 년지식기반사회회계행렬을작성한다. 지식기반사회회계행렬은연구개발지출을중간소비가아닌자본화로처리하고, 연구개발투자를기존의물적자본투자와구분하여연구개발의성과인지식을독자적생산요소로서반영함으로써지식을포함하여경제흐름을묘사한사회회계행렬로정의될수있다. 지식기반사회회계행렬의작성은 2단계로구분하여먼저생산요소로서노동과자본을반영한기본사회회계행렬을구축한후, 이를토대로지식기반사회회계행렬로확장하고자한다. 기본및지식기반사회회계행렬구축을위한기본자료로서 2009 년산업연관표 8) 를포함한국민계정과연구개발활동조사보고서를활용하고, 국세통계연보등을보조자료로서참조한다. 본보고서에서제시된가격평가는경상가격으로표시된생산자가격으로평가하였다. 1. 기본사회회계행렬가. 기본사회회계행렬구축기본사회회계행렬을구축하는방법은비조사법을통해우리나라사회회계행렬을추정한바있는김신균 (1998) 과박재민 (2005) 의연구방법론을바탕으로한다. 사회회계행렬은 < 표 5-1> 에서보는것과같이정방행렬로성립된다. 행렬에서각열은지출을나타내며열의합 Sj는 j계정의총지출액을의미한다. 그리고행은수입을나타내며행의합 Si는총수입액을의미한다. 따라서개별원소 S(i, j) 는 j계정에서 i계정으로의지출을의미하며, 동시에 i계정이 j계정으로부터수취한수 8) 한국은행 (2011), 2009 년산업연관표

155 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 149 입내역을나타낸다. 사회회계행렬은경제주체들의수입과지출이항상일치된다는원칙을준수하여작성되어야한다. 따라서개별계정은복식부기의원칙에따라열과행합의값이반드시동일하도록기록한다. 개별계정의수입과지출이같으면전체경제구조내의수입과지출또한일치하게됨으로써왈라스법칙 (Walras law) 이성립하게된다. 사회회계행렬은특정기간동안한국가경제의생산, 소비, 축적활동의흐름을보여주는표이다. 이러한세가지활동을묘사하기위해서본연구에서는 < 표 5-1> 과같이기본사회회계행렬을크게생산활동, 생산요소, 제도, 투자, 세금, 해외등 6개의부문으로구성하였다. 생산활동부문은생산측면에서상품을생산하기위해국내및수입재화등의중간재와노동및자본의생산요소를투입하고산출물에대한세금을지출하는구조를보여준다. 반면, 수요측면에서는생산된상품이다른상품의생산과정에투입되는중간소비와가계및정부, 고정자본형성그리고해외수출등의최종수요에활용되는흐름을보여준다. < 표 5-1> 기본사회회계행렬구조 생산활동생산요소제도투자세금해외 구분 국내재화 수입재화 노동자본가계정부 고정 자본간접세법인세소득세 관세 수출 수입 형성 오차 총계 생산국내재화 S(1,1) S(1,5) S(1,6) S(1,7) S(1,12) S1 활동수입재화 S(2,1) S(2,5) S(2,6) S(2,7) S2 생산요소 노동 S(3,1) S3 자본 S(4,1) S4 제도 가계 S(5,3) S(5,4) S(5,6) S5 정부 S(6,7) S6,8) S(6,9) S(6,10)S(6,11) S6 투자고정자본형성 S(7,5) S(7,6) S(7,13) S7 간접세 S(8,1) S8 세금 법인세 S(9,1) S9 소득세 S(10,1) S10 관세 S(11,2) S11 해외 수출 S(12,13) S12 수입 S(13,2) S13 오차총계 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13

156 150 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 생산요소는노동과자본으로구성된다. 생산요소계정에서는생산활동에제공된노동과자본의대가로창출된부가가치와해당소득이제도부문에분배되는흐름을보여준다. 제도부문은가계와정부로구성된다. 가계는생산활동부문에노동과자본의생산요소를제공하여소득을얻고, 그일부를정부에세금으로납부하고나머지를소비와저축에활용한다. 정부는간접세, 법인세, 소득세, 관세등의세금수취 9) 를통해형성된예산을재화소비, 가계이전, 저축활동에사용하는주체이다. 고정자본형성을위한재원은가계및정부저축을통해형성된다. 생산활동의산업은상품생산을위한재화를수입하고, 생산된상품의일부를수출하는데이러한활동은해외부문의계정을통해반영된다. 우리나라의 2009년기본사회회계행렬은다음과같은절차를통해추계될수있다. 생산활동계정에서중간재투입을나타내는 S(1,1), S(2,1) 은산업연관표의국산거래표에서의중간거래내역 (D) 과수입거래표에서의중간거래내역 (M) 을활용한다. 본연구에서생산활동은산업연관표대분류기준을따라 28개산업으로구분하였으며이에따라 S(1,1) 과 S(2,1) 은각각 행렬을나타낸다. S(1,1) = D S(2,1) = M 생산활동계정에서노동생산요소를투입한대가를보여주는 S(3,1) 은산업연관표의총거래표에서부문별피용자보수를나타내는 1 28 행벡터 (W) 를활용한다. 또한자본생산요소에대한대가인 S(4,1) 은각각 1 28 행벡터인산업연관표의부문별영업잉여 (E) 와고정자본소모 (DE) 의합계를반영한다. S(3,1) = W S(4,1) = E + DE 9) 본연구의사회회계행렬에서세금은간접세, 법인세, 소득세, 관세로구성된다. 그러나개별연구자의분석목적과자료의가용성에근거하여세금계정을변경할수있다.

157 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 151 생산활동계정에서정부에납부하는세금으로는간접세 S(8,1) 와법인세 S(9,1) 가있다. 간접세 S(8,1) 은산업연관표의생산세 ( 보조금공제 ) 1 28 행벡터 (PT) 를활용한다. 법인세 S(9,1) 의값을반영하기위해서는산업연관표의산업부문별영업잉여와김학수 (2009) 10) 가추계한산업별법인세율을곱한결과인 1 28 행백터 (CT) 를활용한다. S(8,1) = PT S(9,1) = CT 생산활동계정에서해외재화의수입은관세 ( 수입상품세포함 ) S(11,2) 와순수입 S(13,2) 로기술된다. 관세 S(11,2) 은산업연관표의산업부문별관세와수입상품세의합인 28 1 열벡터를전치하여구해진 1 28 행벡터 (T) 의값을활용한다. 순수입 S(13,2) 는산업연관표의산업부문별수입의 28*1 열벡터를전치하여구한 1 28 행벡터 (NM) 을활용한다. S(11,2) = T S(13,2) = NM 한편, 소득분배를나타내는 S(5,3), S(5,4) 는복식부기의원리에따라 S3, S4 의값을반영한다. S(5,3) = S3 S(5,4) = S4 제도부문중가계는주어진소득에서소득세를납부한나머지를소비지출과저축에활용한다. 가계가납부한소득세 S(10,5) 는 2009년국세통계연보의소득세값 (IT) 을활용한다. 소비지출은국내재화소비 S(1,5) 와수입재화소비 S(2,5) 로구분된다. 이중 S(1,5) 는산업연관표내국산거래표의부문별민간소비지출 28 1 열벡터 (DPC) 를활용하며, S(2,5) 는수입거래표의부문별민간소비 10) 김학수 (2009), 법인세한계유효세율의추정및시사점, 한국경제연구원, 연구 09-11

158 152 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 지출 28 1 열벡터 (MPC) 를활용한다. 가계저축을보여주는 S(7,5) 는국민계정의제도부문별소득계정중 가계및비영리단체 와법인의순저축합계 (CS) 를반영한다. S(10,5) = IT S(1,5) = DPC S(2,5) = MPC S(7,5) = CS 제도부문중정부는세금으로걷어들인수입을재화소비, 가계이전및저축에지출한다. 소비지출은국내재화소비 S(1,6) 과수입재화소비 S(2,6) 으로구분된다. S(1,6) 은산업연관표내국산거래표의부문별정부소비지출 28 1 열벡터 (DGC) 를활용하며, S(2,6) 은수입거래표의부문별정부소비지출 28 1 열벡터 (MGC) 를활용한다. 정부저축 S(7,6) 은국민계정의제도부문별소득계정중정부부문의순저축 (GS) 를활용한다. S(1,6) = DGC S(2,6) = MGC S(7,6) = GS 고정자본형성 S(1,7) 과 S(2,7) 은가계및정부의물적자본투자재원이각산업에어떻게사용되는지를보여준다. S(1,7) 은산업연관표내국산거래표의부문별민간고정자본형성, 정부고정자본형성, 재고증감의합인 28 1 열벡터 (DFC) 를반영하며, S(2,7) 은산업연관표내수입거래표의 28 1 열벡터 (MFC) 를활용한다. S(1,7) = DFC S(2,7) = MFC

159 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 153 정부의주소득원으로서세수입을나타내는간접세 S(6,8), 법인세 S(6,9), 소득세 S(6,10), 관세 S(6,11) 는복식부기의원칙에따라각각 S8, S9, S10, S11 의값을반영한다. S(6,8) = S8 S(6,9) = S9 S(6,10) = S10 S(6,11) = S11 최종수요중생산된재화의해외수출을보여주는 S(1,12) 는산업연관표수출의 28 1 열벡터 X를활용하고, S(12,13) 은수출의합인 S12를반영한다. S(1,12) = X S(12,13) = S12 마지막으로가계이전 S(5,6), 정부부채 S(6,7), 무역수지 S(7,13) 의값은균형항목으로서, 지식기반사회회계행렬작성의마지막단계에서값을반영한다. 나. 지식기반사회회계행렬구축기본사회회계행렬에서확장된지식기반사회회계행렬의구조는 < 표 5-2> 와같다. 지식기반사회회계행렬의작성목적은궁극적으로연구개발비를자본화하고연구개발을통해창출된지식이생산요소로서작용한다고가정할때, 연산일반균형모형을통해연구개발활동의경제적효과및관련정책을분석할수있는자료체계를구축하는것이다. 이러한목적을충족시키기위해기본사회회계행렬에서크게두가지계정이추가되었다. 첫째, 생산요소부문에서 지식 계정이추가되었다. 연구개발을자본화하고그산출물인지식이노동및자본과는별개의생산요소로투입되는생산체계를고

160 154 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 려하여사회회계행렬의독립된계정으로반영하였다. 둘째, 투자계정에서고정자본형성과구분된 지식자본형성 계정이추가되었다. 연구개발을자본화한다는것은연구개발을위한투자가선행되고, 투자재원을활용하여연구개발활동이진행됨을의미한다. 따라서가로축의지식자본형성계정으로는제도부문의연구개발저축 ( 투자 ) 내역이수입으로반영되고, 세로축의지식자본형성계정으로는연구개발활동간지출된내역이기록된다. 그리고지식자본형성계정은다시 민간 과 정부 공공 으로세분화하였다. 11) < 표 5-2> 지식기반사회회계행렬구조 생산활동 생산요소 제도 투자 세금 해외 지식자본 고정오총구분국내수입형성간접노동자본지식가계정부자본법인세소득세관세수출수입차계재화재화세형성민간정부공공 생산국내재화 S(1,1) S(1,5)S(1,6)S(1,7) A7 A9 S(1,12) S1 활동수입재화 S(2,1) S(2,5)S(2,6)S(2,7) A8 A10 S2 생산요소 제도 노동 S(3,1) S3 자본 S(4,1) S4 지식 A1 K1 가계 S(5,3)S(5,4) A2 S(5,6) S5 정부 S(6,7) S6,8)S(6,9)S(6,10)S(6,11) S6 고정자본형성 S(7,5)S(7,6) S(7,13) S7 투자지식민간 A3 A5 K2 자본정부형성공공 A4 A6 K3 세금 간접세 S(8,1) S8 법인세 S(9,1) S9 소득세 S(10,1) S10 관세 S(11,2) S11 해외 수출 S(12,13) S12 수입 S(13,2) S13 오차총계 S1 S2 S3 S4 K1 S5 S6 S7 K2 K3 S8 S9 S10 S11 S12 S13 11) 연구개발수행주체별연구개발활동의경제적효과를분석할수있도록지식자본형성계정을민간및정부공공부문으로세분화하였다. 분석목적에의해따라서는구분하지않아도사회회계행렬을구축하는데아무런제약사항이없다.

161 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 155 [ 그림 5-1] 지식기반 SAM 구조 개정된국민계정체계에서연구개발을자본화하는것은중간소비로처리하던연구개발비를무형고정자산 ( 지식재산생산물 ) 으로처리하는것을의미한다. 즉, 연구개발비는고정자본형성계정에반영된다. 그러나 < 표 5-2> 에서보듯본연구에서제시된사회회계행렬에서연구개발비는고정자본형성과구분된별도의지식자본형성계정에반영하였다. 이것은앞에서언급했듯이기존물적자본투자와구분된연구개발투자에의한경제적효과를분석할수있는자료체계를작성하기위한목적이다. 따라서기존연구개발의자본화와구별하기위해본연구에서적용하는자본화처리를 지식자본화 로지칭하기로한다. 이제새로추가된계정에적절한값을반영하고, 그에따라다른계정에서의기존값을조정해야하는절차가요구된다. 이를위해우선적으로사회회계행렬작성의기본자료체계인산업연관표에서연구개발비가어떻게처리되어있는지를확인해야한다. 만약연구개발비자체가산업연관표에반영되지않았다면산업별연구개발비지출내역과연구개발수행간지출내역등을별도로추정하고, 추정된내용을근거로사회회계행렬에반영하는절차가요구된다. 그러나우리나라는산업연관표추계시자가계정연구개발을포함한연구개발을부수적활동이아닌별도생산활동으로간주하고있다. 또한, 연구개발비중경상비지출에대해서는중간소비

162 156 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 되는것으로처리하고있으며, 자본적지출에대해서는고정자본형성에반영하고있다. 따라서지식기반사회회계행렬을작성하는관건은현재산업연관표에서중간소비와고정자본형성으로반영된연구개발비의구체적내역을식별하여그값을자본화하는한편, 사전에반영된계정과의중복계상을방지하는것으로귀결된다. 1) 지식부가가치생성 지식기반사회회계행렬에구체적값을적용하는첫번째단계로서연구개발의경상적지출 12) 을지식자본화한다. 경상비지출내역은산업연관표의중간거래내역에반영되어있는데, < 표 5-2> 에서볼때중간거래내역은 S(1,1) 과 S(2,1) 에해당되는부분행렬을의미한다. 이두개의행렬에서중간소비로처리된연구개발비지출내역을식별해야한다. 그런데, 산업연관표의산업분류중에는 연구개발 상품을생산하는산업이다른산업과구분되어존재한다. 즉, 산업연관표의소분류기준으로볼때 13) 연구기관 (148 번 ) 과 기업내연구개발 (149 번 ) 산업이 연구개발 상품을생산하는산업으로분류되어있다. 따라서각산업에서연구개발비로지출한내역은각산업과이두산업간의거래에서확인될수있다. 즉, 산업연관표소분류기준으로국내재화의중간투입을보여주는 S(1,1) 의 행렬에서각 j 산업이연구개발비로지출한비용은 연구기관 과 기업내연구개발 산업으로지출한비용의합이된다. 각산업에서연구개발비로지출한비용 ( 중간소비 ) 을식별하였으므로, 이를바탕으로지식에의해창출되는부가가치 1 28 행벡터 A1을계상할수있다. 연구개발비를중간소비로처리하던것을자본화함으로써연구개발비는더이상중간소비가아니므로사회회계행렬에서중간소비로기록되던내역은제거되고, 그값의전부또는일부를지식자본에의해서생성된부가가치로반영한다. 12) 연구개발활동조사보고서에서는비목별연구개발비를발표하고있다. 연구개발비목은크게경상비와자본적지출로구분된다. 경상비는인건비와기타경상비로재구분되며, 자본적지출은기계장치, 토지건물, 컴퓨터소프트웨어로재구분된다. 13) 우리나라산업연관표산업분류는대분류 28개산업, 중분류 78개산업, 소분류 168개산업, 기본부문 403 개산업으로분류하고있다.

163 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 157 새로창출된부가가치의처리는연구개발비지출의주체가시장생산자또는비시장생산자여부에따라다르게적용된다. 14) 시장생산자의경우중간투입되었던연구개발비지출액을중간거래내역에서제거하고동일한금액을부가가치 ( 지식자본소모 + 영업잉여 ) 로서반영한다. 반면, 비시장생산자의경우연구개발과관련된중간소비가제거되고, 연구개발비를자산으로처리함에따라증가된자본서비스의가치를부가가치로서반영한다. 자본서비스는생산과정에서사용된자산활용의가치를나타내는것으로서지식자본소모와영업잉여의값으로추계되지만우리나라의국민계정체계에서비시장생산자의영업잉여는없는것으로간주하므로증가된지식자본소모의가치만을부가가치로산정할수있다. 예를들어, < 표 5-3> 에서 1번과 2번산업을시장생산자로가정하고 3번산업을비시장생산자로가정한다면 1번과 2번의연구개발비용은그대로지식부가가치로반영되지만, 3번산업은지식자본소모분 (e+f) 만반영된다. < 표 5-3> 지식부가가치창출 생산활동생산요소생산활동생산요소 구분 국내재화 구분 국내재화 생산활동국내재화 1번산업 2번산업 3번산업 148번산업 A C E 149번산업 B D F 지식 ( 처리전 ) 생산활동국내재화 1번산업 2번산업 3번산업 148번산업 번산업 지식 A + B C + D e + f ( 처리후 ) 14) 경제적으로의미있는가격 으로판매되거나처분되는산출물 ( 재화와서비스 ) 을시장산출물이라하며, 이러한산출물의생산자를시장생산자라고정의한다. 반대로, 경제적으로의미있는가격 보다낮은가격또는무상으로공급되는산출물을비시장산출물이라하며, 이러한산출물의생산자를비시장생산자라한다. ( 한국은행, 2010)

164 158 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 그러므로연구개발의지식자본화에따라생성된부가가치를반영하기위해서는생산자를시장생산자및비시장생산자로구분할필요가있다. 산업을시장생산자또는비시장생산자로구분하기위해서는 403 개의기본부문으로세분화된산업연관표를참조해야한다 년산업연관표기본부문기준으로국공립연구기관 (357 번 ), 비영리연구기관 (358 번 ), 중앙정부 (372 번 ), 지방정부 (373 번 ), 국공립교육기관 (374 번 ), 비영리교육기관 (375 번 ), 국공립의료및보건 (377 번 ), 비영리의료및보건 (378 번 ), 국공립사회복지사업 (380 번 ), 비영리사회복지사업 (381 번 ), 국공립위생서비스 (382 번 ), 국공립문화서비스 (386 번 ), 비영리기타사회단체 (394 번 ) 등 13개의산업이비시장생산자로구분되어있으며, 해당산업에서영업잉여가발생하지않고있음을확인할수있다. 2) 경상적지출의지식자본형성처리세로축의지식자본형성계정은가계및정부로부터투자된연구개발비가연구개발활동간각산업에지출한내역을보여준다. 그런데연구개발을수행하는산업은 연구기관 및 기업내연구개발 산업이므로해당두산업의지출내역이연구개발활동간의지출을의미한다. 따라서이계정의값들을중간거래내역에서제거하고투자내지식자본형성계정에반영한다. 그러나모든연구개발비가자본화대상으로간주되지않는다. UN 의 SNA 2008 과 OECD(2009) 에따르면판매및이윤을목적으로하는생산자의모든지출 ( 연구개발포함 ) 은중간소비로처리하도록권고하고있다. 따라서 연구개발 상품을생산하는 연구기관 및 기업내연구개발 산업의모든지출을지식자본화해서는안되며시장생산자의지출에대해서는중간소비로서계속유지시켜야한다. 연구기관 및 기업내연구개발 산업중시장생산자를구분하기위해서는다시 403 개의기본부문으로세분화된산업연관표를참조해야한다. 산업연관표소분류기준에서연구기관 (148 번 ) 산업은기본부문기준의국공립연구기관 (357 번 ), 비영리연구기관 (358 번 ), 산업연구기관 (359 번 ) 으로세분화되며, 소분류기준의기업내연구개발 (149 번 ) 산업은기본부문기준의기업내연구개발 (360 번 ) 로재분류된다.

165 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 159 이들네개의기본부문중 산업연구기관 (359 번 ) 은영리를목적으로연구개발활동을하는산업으로서해당산업의모든지출내역은기존과같이중간소비로유지시킨다. 따라서기본부문기준의산업연구기관을제외한 3개산업의지출열을지식자본형성계정으로옮긴다. 이때, 국공립연구기관 (357 번 ) 과비영리연구기관 (358 번 ) 의내역은 정부공공연구개발 계정에기록하고, 기업내연구개발 (360 번 ) 의내역은 민간연구개발 계정에기록한다. < 표 5-4> 경상적지출의지식자본형성처리 구분 생산활동생산요소제도투자세금해외오차총계 생산활동 투자 국내재화 고정 지식자본형성 자본정부민간산업산업산업산업형성공공 A B C 0 0 ( 처리전 ) 구분 생산활동생산요소제도투자세금해외오차총계 생산활동 투자 국내재화 고정 지식자본형성 자본정부민간산업산업산업산업형성공공 C A + B ( 처리후 )

166 160 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 3) 자본적지출의지식자본형성처리 연구개발비의자본적지출은기계장치, 토지건물, 컴퓨터소프트웨어로세분화되며, 2009 년기준으로자본적지출은전체연구개발비에서 9.5% 를차지하였다. 산업연관표에서기계장치, 토지건물에대한연구개발비는유형고정자산으로반영되어있으며컴퓨터소프트웨어는무형고정자산으로반영되어있다. 따라서중복계상을방지하기위해서는연구개발비중자본적지출에해당하는금액만큼을고정자본형성에서차감하고, 동일한금액을지식자본형성계정에반영해야한다. 15) 고정자본형성에반영되어있는자본적지출중 기계장치 비목을지식자본형성계정으로조정한다. 기계장치비목에관한지출액은연구개발활동조사보고서에총액으로기록되어있지만, 해당투자금이어떤산업에지출되었는지는정확히알수없다. 따라서기계장치투자활동은산업연관표의대분류기준으로일반기계, 전기및전자기기, 정밀기기, 수송장비, 기타제조업제품등 5개산업을대상으로지출되었다고가정한다. 연구개발의기계장치투자를위해 5개의각산업에지출된금액을추정하기위해서고정자본형성의지출구조를고려한다. 즉, 5개산업의고정자본형성비율을적용하면다음과같이기계장치투자를위해 5개산업에지출한내역 (KCi) 를추계할수있다. KCi = i 산업에지출한연구개발비의자본적지출금액 FCi = i 산업의고정자본형성 KCi = 기계장치비목 {FCi / (FC12 + FC13 + FC14 + FC15 + FC16)}, i {12, 13, 14, 15, 16} 또한, 지식자본형성은민간과정부공공으로세분화되었으므로위에서추계한 KCi 를민간 (CKCi) 와정부공공 (GKCi) 계정으로분할한다. 지식자본형성을분할하는기준은전체연구개발비에서민간과정부공공부문이수행하는비중 ( 각각 CRD, GRD) 을고려한다. 15) 본연구는고정자본형성과구분된지식자본형성계정을별도로생성하므로연구개발비의자본적지출에해당되는고정자본형성을지식자본형성계정으로조정한다.

167 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 161 CKCi = KCi CRD GKCi = KCi GRD 단, CRD + GRD = 1 < 표 5-5> 기계장치비목의지식자본형성처리 생산활동 구분국내재화 투자 지식자본형성 고정자본형성정부민간공공 일반기계 A 0 0 전기전자 B 0 0 정밀기기 C 0 0 수송장비 D 0 0 기타제조 E 0 0 ( 처리전 ) 생산활동 구분국내재화 투자 지식자본형성 고정자본형성정부민간공공 일반기계 A-KC12 KC12*CRD KC12*GRD 전기전자 B-KC13 KC13*CRD KC13*GRD 정밀기기 C-KC14 KC14*CRD KC14*GRD 수송장비 D-KC15 KC15*CRD KC15*GRD 기타제조 E-KC16 KC16*CRD KC16*GRD ( 처리후 ) 다음으로자본적지출중 토지건물 비목에대한고정자본형성을지식자본형성으로조정한다. 토지건물에관한지출은주로산업연관표대분류기준의 건설 산업과연관되므로, 건설산업의고정자본형성값에서토지건물비목에해당하는금액 (KC18) 을차감하고, 동일한금액을지식자본형성계정에반영한다. 마지막으로자본적지출중컴퓨터소프트웨어에관련된지출액을조정해야한다. 한가지유의해야할사항으로연구개발활동조사보고서에서추계된컴퓨터소프트웨어금액은자가계정소프트웨어를해당지출비에서제외시킨반면 16), 산업연관표추계시컴퓨터소프트웨어지출액에는자가계정소프트웨어를포함하고있 16) 연구개발활동조사보고서에서자가계정소프트웨어에대한비용은인건비로처리되었다.

168 162 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 다. 따라서고정자본형성에서제거할컴퓨터소프트웨어지출액은연구개발활동조사보고서에서보고된컴퓨터소프트웨어의금액에자가계정소프트웨어지출액을더한값이되어야한다. 컴퓨터소프트웨어산출액중자가계정소프트웨어가차지하는비중에대해서는박성빈 (2003) 이보고한 14.4% 를반영하였다. 따라서컴퓨터소프트웨어산업을포괄하는 부동산및사업서비스 산업의고정자본형성값에서연구개발의컴퓨터소프트웨어지출금액으로도출된값 (KC24) 을차감하고, 동일한금액을지식자본형성에반영한다. < 표 5-6> 토지건물및컴퓨터소프트웨어비목의지식자본형성처리 생산활동 구분 국내재화 투자 지식자본형성 고정자본형성정부민간공공 건설 A 0 0 사업서비스 B 0 0 ( 처리전 ) 생산활동 구분 국내재화 투자 지식자본형성 고정자본형성정부민간공공 건설 A-KC18 KC18*CRD KC18*GRD 사업서비스 B-KC24 KC24*CRD KC24*GRD ( 처리후 ) 위와같이연구개발비의자본적지출에관한내역을지식자본형성계정으로옮기면지식자본형성계정을구성하는 A7 A10 의원소에특정값을반영할수있다. 4) 저축및소득분배연구개발을자본화한다는것은곧저축 ( 투자 ) 이수반됨을의미한다. 기본사회회계행렬에서고정자본형성이경제주체의저축 ( 투자 ) 을통해형성되는것과마찬가지로지식자본형성은연구개발을위한저축 ( 투자 ) 을통해형성된다. 연구개발을위

169 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 163 한투자는가계및정부부문에서모두실시하고있으며, 제도부문별연구개발투자규모 A3 A6 은연구개발활동조사보고서의값을활용할수있다. A3 = 가계부문이민간연구개발수행자에게투자한금액 A4 = 가계부문이정부공공연구개발수행자에게투자한금액 A5 = 정부가민간연구개발수행자에게투자한금액 A6 = 정부가정부공공연구개발수행자에게투자한금액 연구개발투자에따른경제적편익으로서지식에의해창출된부가가치 K1 은경제주체인제도부문에분배되어야한다. 그러나정부의지식스톡은공공재로서모든경제부문에게비배제적 (non-exclusive) 자산으로간주한다. 따라서지식으로부터창출된부가가치 A2 는가계에할당한다. A2 = K1 [ 그림 5-2] 지식요소소득분배

170 164 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 5) 균형항목행렬내에서특정값을반영하지못한 S(5,6), S(6,7), S(7,13) 은가계이전, 정부부채, 무역수지를의미하며, 이세항목은복식부기의원칙에따라해당행과열의값을일치시키는균형항목역할을한다. 즉, 무역수지 S(7,13) 은수출과수입의불균형을조정하는값이기입된다. 정부부채 S(6,7) 에는고정자본형성과저축과의차이를보전하는값을반영하며, 가계이전 S(5,6) 에는정부의지출액과소득과의차이를보전하는값이반영된다. S(7,13) = S13 S12 S(6,7) = S7 S(1,7) S(2,7) S(5,6) = S6 S(1,6) - S(2,6) - S(7,6) - A6 - A7 끝으로연구개발을중간재소비에서자본화하는과정에서일부계정의열과행합의차이가발생하게된다. 행와열의합이일치하지않는계정에대해서는교차엔트로피방법 (cross-entropy method) 을적용하여그차이를보정해주었다. 6) 작성결과본연구에서제시한방법을통해지시기반사회회계행렬을작성한결과한국과학기술기획평가원의 연구개발활동조사보고서 에서보고된연구개발비와지식기반사회회계행렬에반영된연구개발비의금액에는다소차이가발생하였다 년기준연구개발활동조사보고서에보고된우리나라의총연구개발비 37 조 9,285 억원대비사회회계행렬에연구개발비로반영된금액은 35 조 4,379 억원으로서사회회계행렬에는금액상으로 2조 4,906 억원 ( 약 6.6%) 의연구개발비가낮게반영되었다. 이와같은차이가발생한주요원인은다음과같다. 우선, 산업연관표에반영된경상적지출규모가 연구개발활동조사보고서 에서보고된것보다다소작게반영되어있다. 둘째, Frascati Manual 에기반한 연구개발활동조사보고서 와는달리 2008 국민계정체계에서는영리를목적으로하는연구개발지출을투자로보지않

171 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 165 고중간소비로인식하기때문에해당연구기관의지출내역은연구개발투자로서반영되지않았다. 이러한이유등으로인해 연구개발활동조사보고서 에서보고된지출규모보다사회회계행렬내연구개발비는다소작게반영되었다. 본연구에서는인위적으로그차이를보전시키는것은나머지사회회계행렬내계정간의구조를왜곡시킬여지가있다고판단하여수치를보전하지않았다. 2. 자본스톡과지식스톡 가. 자본스톡 총고정자본스톡이란어떠한시점에생산자가보유한모든자산을그시점에서다시구입하는데소요되는비용으로평가한것을말한다. 생산자가소유한자본스톡과임대한자본스톡을모두포함하며, 생산과정에투입되지않는유휴자본스톡도포함한다. 한편순자본스톡이란어떤시점의총고정자본스톡으로부터그시점까지누적된총고정자본소모를차감한것을뜻하며결과적으로순자본스톡은어떤시점의경제전체고정자산의시장가치라고말할수있다 ( 표학길외, 2007) 17). 본연구에서는생산성본부가매년추계하는순자본스톡데이터를사용하였다. 자본스톡의측정을위해서통계청의 국부통계조사 자료를이용하는데, 국부통계조사자료는 1968 년, 1977 년, 1987 년, 1997 년에전산업을대상으로산업별, 자산별자본스톡자료를포함하고있다. 하지만 1997 년이후로는더이상국부조사가실시되지않아서영구재고법을이용하여추계하고있다 년의 72개산업별국부총액을총고정자본형성디플레이터를이용하여 2000 년불변가격으로변환한다음, 1998 년부터총고정자본형성을감가상각하면서더해주는영구재고법으로순자본스톡을추계하였다. 추계결과 2009 년도우리나라의총자본스톡은약 3,224 조원정도되었다. 17) 표학길, 정선영, 조장삼 (2007), 한국의총고정자본형성, 순자본스톡및자본계수추계 : 11개자산-72 부문 (1970~2005), 한국경제의분석, 제 13권제3호,

172 166 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 나. 지식스톡지식스톡은연구개발결과생산되는지식이시간이지남에따라지속적으로축적된양을의미한다. 하지만지식을정량적으로표현하기어렵기때문에여기서는연구개발스톡을지식스톡과같다고가정하였다. 이에연구개발결과새로운지식이형성되고새로이공급되는지식이지식스톡에편입되고축적된지식이일정비율로진부화된다면, 지식스톡은다음과같은수식으로나타낼수있다 ( 신태영, 2004). (5-1) 기의지식스톡 기의연구개발투자 진부화율 연구개발시차 한편지식스톡을추정하기위해서는기준이되는초기년도의지식스톡을알아야한다. 초기년도의지식스톡을예전부터매년새로운지식이누적되어왔다고정의하면다음과같은식으로나타낼수있다. RDS t 0 = RDI t i = o 0 -i(1-δ) i (5-2) 초기년도의이전의지식증가율이초기년도이후의평균적인지식증가율과같다고가정하면식 (5-2) 는다음의식과같이변형할수있다. RDS t 0 =RDI t 0 [ 1+g g+δ ] (5-3)

173 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 167 본연구에서는연구개발시차를 1년으로가정하였고, 지식진부화율은 0.15 로가정하고지식스톡을추정하였다. 또한지식스톡을민간과정부 공공부문으로나누어서추정하였고, 민간지식스톡의경우산업별로추정하였다. 정부 공공부문의지식스톡은한국과학기술기획평가원 (KISTEP) 에서매년발표하는 과학기술연구활동조사보고서 의데이터를이용하여 1991 년을초기년도로하여추계하였다. 그결과정부 공공부문의지식스톡은 2009 년도기준약 41조원으로추계되었다. 한편민간부문의산업별지식스톡의경우한국과학기술기획평가원의산업분류와산업연관표상의산업분류가다르기때문에한국과학기술기획평가원의데이터를이용하지않았다. 그대신 2005 년도부터 2009 년도까지지식기반사회회계행렬을만들어서 2005 년을초기년도로하여추계하였다. 각산업별지식데이터는지식기반사회회계행렬의 지식 행의값을이용하였다. 그결과 2009 년도민간부문의총지식스톡은약 125 조원이었다. 다음은 2009 년기준민간과정부 공공부문의지식스톡추정결과이다.

174 168 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 5-7> 산업별민간및정부 공공지식스톡추정결과 산업별민간지식스톡 ( 단위 : 백만원 ) S1 농림수산품 70,136 S2 광산품 10,305 S3 음식료품 631,489 S4 섬유및가죽제품 270,328 S5 목재및종이제품 197,906 S6 인쇄및복제 153,254 S7 석유및석탄제품 733,742 S8 화학제품 10,387,155 S9 비금속광물제품 822,210 S10 제1차금속제품 5,250,870 S11 금속제품 1,102,760 S12 일반기계 7,503,038 S13 전기및전자기기 47,897,362 S14 정밀기기 4,112,275 S15 수송장비 16,927,802 S16 기타제조업제품 408,404 S17 전력, 가스및수도 3,793,245 S18 건설 4,793,245 S19 도소매 644,571 S20 음식점및숙박 29,503 S21 운수및보관 796,373 S22 통신및방송 6,132,775 S23 금융및보험 709,548 S24 부동산및사업서비스 7,043,026 S25 공공행정및국방 3,041,158 S26 교육및보건 997,679 S27 사회및기타서비스 124,689 민간지식스톡총합 124,584,692 정부 공공지식스톡총합 41,251,426

175 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 지식기반생산함수추정지식기반연산일반균형모형에적용될생산함수의추정에대해논의한다. 보통생산함수에서는전통적으로자본 (K) 과노동 (L) 을대표적인생산요소로파악하였으나, 최근에는에너지 (E) 와원재료 (M) 및서비스 (S) 도생산요소의하나로파악하고있다. 생산요소의범위는연구의목적에따라상이하게설정할수있으나, 지식을주요한생산요소의하나로간주한연구또한광범위하게이루어지고있다 (Griliches 1984, Verspagen 1995, Los 2000). 본연구에서는산업부문별로지식기반의생산함수를추정하여연산일반균형방정식체계에적용한다. 가. 생산함수추정의필요성생산함수는생산에필요한투입요소와산출물사이의관계를기술하며, 연산일반균형방정식체계를구성하는주요설명식중하나이다. 일반적인연산일반균형모형에서는노동과자본을본원적생산요소로하여부가가치를산출하고, 이부가가치가국내재와수입재의복합중간재와함께최종생산물을산출하는구조를도입한다. 18) 본절에서다루는생산함수는본원적생산요소를통해부가가치를생성하는부분을지칭한다. 보통연산일반균형분석에서는이부분의생산함수로콥-더글러스함수나 CES(Constant Elasticity of Substitution) 함수를가정한다. 각함수의형태는식 (5-4) 에서보는바와같다. 콥 - 더글러스생산함수 : VA i = AD i [L b i i K (1-b i) i ], 0<b i <1 (5-4) CES 생산함수 : VA i = AD i [ β i L - b i i +(1-β i )K - b i i ] -1/b i, - b i >-1 부가가치 노동 자본 산업구분 요소생산성 분배파라미터 대체파라미터 18) 생산체계에대한자세한내용은 4 절에서기술함

176 170 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 이생산함수는산업부문별로다른생산기술 (technology) 을나타낸다. 만약 CES 함수를도입한다면, 산업별로대체탄력성이다르다는가정하에산업마다각각다른대체탄력성값을부여한다. 예를들어, 한국은행이집계하는산업연관표체계와같이생산부문을 28 개산업으로분류한경우, 산업별로서로다른생산특성을대표하는 28개의대체탄력성값을선정해주어야하는것이다. 이러한산업별생산함수는연산일반균형분석의결과를좌우하는중요한결정이다. 분석결과의신뢰성또한얼마나현실성있는생산기술을함수에반영했는가에달려있다. 그럼에도불구하고, 많은연산일반균형연구에서생산기술에대한설정은생산함수를추정한타연구의추정치결과를가져오는데그치고있다. 우리나라의연산일반균형연구에서도외국의산업을대상으로한대체탄력성추정결과를그대로적용하거나, 우리나라의산업을대상으로한연구결과를가져오더라도산업분류가동일하지않은경우동일한대체탄력성을가정하여모형을구축하였다 ( 손양훈외 1996, 김성태 조경엽 2007). 이러한방법들은우리나라의산업별생산기술을정확하게반영하지못한생산함수를이용하게함으로써결과적으로왜곡된분석결과를가져올위험이있다. 따라서보다현실성있는분석결과를위해우리나라의산업데이터를이용한생산함수를정확히추정하여모형에반영해야할필요가있다. 본연구에서생산함수를새로추정하는또다른이유는, 지식을새로운생산요소로도입해야할필요때문이다. 물론지식을독립된생산요소로구분하지않고, 총요소생산성을증가시키는요인으로서함수체계에반영하는방법도있을수있다. 그러나지식을직접적인생산요소의하나로구성하지않으면온전한의미의지식기반생산함수체계를구성했다고보기어렵다. 왜냐하면, 연산일반균형모형의분석시나리오에서연구개발투자를통해형성된지식스톡의경제적파급효과를보기위해서는, 연구개발투자, 즉지식형성의정도가가변독립으로지정되어야하기때문이다. 생산자가통제할수있는, 경제적가치를지닌요소로서지식은생산요소로서의경제적의미를가져야하는것이다. 이것이본연구에서지식요소를사회회계행렬상에서독립된계정으로따로구분해내고또한생산함수의한요소로상정하는중요한이유이다.

177 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 171 결국지식기반연산일반균형모형에서는노동과자본, 지식을각기다른생산요소로구분한생산함수가필요하다. 투자행위를통해형성된물적고정자본과지식자본이노동과함께부가가치를생산하는것으로가정하면, 우리는다음의식 (5-5) 와같은생산함수를추정해야한다. 부가가치생산함수 : VA i = f(l i,k i, H i ) (5-5) VA : 부가가치, L: 노동,K: 자본,H: 지식 i: 산업구분,f: 생산함수 나. 초월대수생산함수의개요식 (5-5) 에서볼수있는바와같이, 본연구에서는노동과, 자본, 지식의세가지생산요소로구성된생산함수가필요하다. 연산일반균형모형에서의생산함수는 CES 함수가가장일반적으로쓰이고있는데, CES 함수는수식이간단하면서도동차성과동조성등의특성을갖추고있어적용상편리하기때문이다. 그러나세개이상의요소를결합할때는 CES 함수사용에제약이생기게된다. 우선 CES 는요소간대체탄력성이동일함을가정한함수형태이다. 따라서 3요소 CES 함수에서는세요소중어느두요소사이의편대체탄력성이모두동일하게된다. 즉, 노동과자본, 자본과지식, 그리고지식과노동사이의대체탄력성이모두같은값을가지게되는것이다. 이는현실적으로받아들이기어려운가정이다. 이러한점을극복하기위해, 다요소 CES 함수를쓸경우에는 [ 그림 5-3] 에서와같이중첩된 (nested) 형태로표현한다.

178 172 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [ 그림 5-3] 생산함수의중첩구조 VA VA VA KH KL K H L K L H K L H (a) (b) (c) 그러나중첩된 CES 함수를쓸때에도여전히현실상의어려움이존재한다. [ 그림 5-3] 의 (a) 에서와같이자본과지식을먼저중첩시켰을경우, 자본과노동사이의대체탄력성을 CES 함수에그대로적용할수없다. 왜냐하면 2차중첩은자본- 지식복합재와노동을매개한것이므로, 엄밀한의미에서는자본- 지식복합재와노동사이의대체탄력성이적용되어야한다. 따라서자본과노동사이의순수한대체탄력성이아닌새로운대체탄력성이추정되어야하는데, 자본-지식복합재라는것이추상적인개념이므로이에대한적절한통계량이없어현실을잘반영하는대체탄력성을추정하기어렵다. 한편, [ 그림 5-3] 의 (b) 에서와같이자본과노동을먼저중첩시켰을경우에는구조적으로자본과노동이한복합재요소에서분리될수있음을가정한것이다. 그러나이렇게자본과노동을한요소로통합하는것은일반적인분리성 (separability) 의개념에비추어볼때비현실적인가정이라고하겠다. 결과적으로지식이포함된 3요소생산함수를선정할때 CES 함수는현실성을갖추기가어렵다. 따라서우리는 [ 그림 5-3] 의 (c) 에서와같이자본, 노동, 지식을여러번의중첩없이한번에복합시키는다른형태의생산함수가필요하다. 이렇게다요소를받아들이면서도편대체탄력성에대한사전적제약 (a priori restrictions) 을두지않는일반화된생산함수는신축적함수 (flexible functional form) 중에서찾을수있다. 신축적함수는일반함수를함수확장수열 (series expansion) 을적용해 2차근사화

179 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 173 (second order approximation) 하여표현한것으로, 1970 년대이래생산경제학분야에서여러가지형태의함수로제시되어왔다. 대표적인것으로는 Generalized Leontief, Transcendental logarithm, Generalized Box-Cox 등이있다. 그중하나인초월대수함수 (transcendental logarithmic function, Translog) 는신축적함수이면서도그구조가로그선형 (linear) 형태로간단하기때문에가장널리알려져있다. 3요소초월대수생산함수는식 (5-6) 과같은형태를가진다. 초월대수생산함수 : ln ln ln ln (5-6) ln ln ln ln ln ln ln ln ln 위의생산함수를직접추정할수도있지만, 위식을각생산요소의로그값으로편미분한비용점유율방정식 (cost share equations) 를추정하면효율성을증가시킬수있음이알려져있다. 따라서식 (5-6) 을편미분한식 (5-7) 를추정의대상으로삼는다. 식 (5-7) 는자본, 노동지식의세요소에대한세개의비용점유율방정식체계로구성된다. S K = b K +b KK ln K+b KL ln L + b KH ln H 비용점유율방정식 : S L = b L +b LK ln K+b LL ln L + b LH ln H S H = b H +b HK ln K+b HL ln L + b HH ln H (5-7) ln where ln 식 (5-7) 에서계수 b j (j = K, L, H) 를추정해내면식 (5-6) 의생산함수를얻 을수있다. 그러나이때초월대수생산함수를연산일반균형모형에의적용하기

180 174 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 위해서는계수에대한몇가지가정이추가로필요하다. 즉, 연산일반균형모형에서는생산함수의 1차동차성 (homogeneity), 규모에대한보수불변 (constant return to scale), 그리고대칭성 (symmetry) 을가정하고있기때문에, 이에대한제약조건을부여해야하며각조건은식 (5-8) 에표현된바와같다. 제약조건 : i b i =1 (5-8) j b ij =0 b ij b ji (i j) 식 (5-5) 와같은제약조건이부여되면식 (5-7) 의추정은보다간단해진다. 세요소의비용점유율 S j (j = K, L, H) 의합은 1이며, 추가로계수들사이의관계가식 (5-8) 로정해짐으로써세비용점유율방정식중두개의방정식만이선형독립이된다. 그러므로식 (5-7) 의두방정식 S L 및 S K 에대한방정식만추정하면생산함수의모든계수를알수있다. 방정식의추정은무관회귀분석 (Seemingly Unrelated Regression, SUR) 을이용하는것이일반적이다. 두방정식의오차항이독립적이지않은경우이방법을통해높은효율성으로추정할수있음이알려졌기때문이다. 한편무관회귀추정을반복적 (iterative) 으로적용하면그추정치가최우추정치 (Maximum Likelihood estimation) 와동일하다. 그러므로세방정식중에서어느두방정식을선택하는가에따라계수의추정치는변하지않는다. 따라서본연구에서는반복적무관회귀분석 (iterative SUR) 을이용하여식 (5-7) 의두방정식을추정하도록한다.

181 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 175 다. 데이터수집현실과부합하는생산함수의추정을위해, 본연구에서는기업단위의실증데이터를수집하여계량적으로분석한다. 데이터는한국기업데이터 (KED) 에서제공하는기업별기초재무자료를이용하였다. 데이터가수집된기간은 2005 년부터 2009 년까지총 5년이며, 모든데이터는한국은행의 GDP 디플레이터를이용하여 2009 년기준가격으로변환하였다. 결측치를제외하고수집된해당기간동안의데이터개체수는 164,015 개 ( 중복포함 ) 이다. 데이터에대한기초통계량은 < 부록 1> 에정리하여제시하였다. 생산요소인노동은임금지출액을이용하였으며, 물적자본스톡은재무항목중 유형자산 으로, 지식스톡은 무형자산 항목으로대리하였다. 유형자산은토지, 건물, 기계장치등기업이장기간에걸쳐영업활동에사용할목적으로보유하고있는자산을의미한다. 또한무형자산은장기간에걸쳐기업에경제적이익을가져올것으로기대하는무형의자산을의미하며, 특허권과상표권을포함한산업재산권, 라이선스, 저작권, 컴퓨터소프트웨어, 개발비등을포함한다. 이에따라노동에대한분배율은총부가가치중임금급여액이차지하는비율로계산된다. 자본에대한분배율은총부가가치에서임금을제외한나머지에총자산 ( 유형자산과무형자산의합 ) 대비유형자산의비율을곱하여계산하였다. 이는유형자산과무형자산의수익률이동일하다는가정에따른것이다. KED 데이터베이스의각기업은한국의표준산업분류 (KSIC) 에따라 5자리코드로구분되어있다. 산업연관표에서는산업을 28개로구분하므로, 사회회계행렬을구성할때와같은기준으로각기업들을 28개산업에포함되도록분류하였다. 다만, 28번산업 ( 기타산업 ) 에해당하는코드를가진기업데이터는존재하지않았으므로, 실제로는 28번산업을제외한 27개산업에대해각각비용점유율방정식의계수를추정하였다.

182 176 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 라. 추정결과 반복적인무관회귀분석을이용하여비용점유율방정식의계수를추정한결과는 < 표 5-8> 에제시하였다. 추정결과는대부분의산업에서높은유의수준을보여주었다. 다만일부산업에서지식요소에대한계수가통계적으로유의하지않았다. 5% 유의수준에서볼때유의하지않은산업은광산품 (2번 ), 인쇄및복제 (6번 ), 전력 가스및수도 (17 번 ), 금융및보험 (23 번 ) 으로, 해당산업에서의생산활동은지식스톡을포함한초월대수생산함수로완전히대표되기어려웠다. 원칙적으로는이들산업에대한초월대수생산함수는 2요소초월대수함수의형태로재추정이필요하지만, 사회회계행렬과방정식체계의구성상동일한형태의생산함수가필요하므로, 유의하지않은계수도일단방정식체계의모수로받아들였다. 유의도가낮은계수가적용된산업의생산함수는분석결과를왜곡할위험이있으나, 그추정값이매우작을 (0.002 이하 ) 뿐아니라연구개발투자비중이크지않은산업들이므로, 연구개발투자시나리오를적용한결과분석시고려대상에서제외하였다. < 표 5-8> 생산함수계수추정치 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 b K 0.557** (0.013) 0.528** (0.013) 0.594** (0.004) 0.602** (0.003) 0.661** (0.006) 0.607** (0.007) 0.764** (0.017) b KK 0.067** (0.003) 0.092** (0.004) 0.069** (0.001) 0.061** (0.001) 0.051** (0.001) 0.064** (0.002) 0.039** (0.006) b KL ** (0.003) ** (0.003) ** (0.001) ** (0.000) ** (0.001) ** (0.001) ** (0.005) b KH ** (0.002) ** (0.002) ** (0.001) ** (0.001) ** (0.001) ** (0.001) ** (0.002) b L 0.146** (0.009) 0.162** (0.009) 0.148** (0.003) 0.076** (0.002) 0.081** (0.003) 0.103** (0.003) 0.101** (0.014) b LK ** (0.003) ** (0.003) ** (0.001) ** (0.000) ** (0.001) ** (0.001) ** (0.005) b LL 0.014** (0.003) 0.037** (0.003) 0.018** (0.001) 0.007** (0.001) 0.009** (0.001) 0.017** (0.001) 0.013** (0.006)

183 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 177 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 b LH ** (0.002) (0.002) 0.007** (0.001) 0.001** (0.000) 0.002** (0.001) (0.001) 0.004** (0.002) b H b HK b HL b HH R S8 S9 S10 S11 S12 S13 S ** 0.625** 0.712** 0.656** 0.567** 0.479** 0.466** b K (0.002) (0.005) (0.005) (0.003) (0.002) (0.001) (0.003) 0.076** 0.063** 0.044** 0.056** 0.074** 0.100** 0.107** b KK (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) ** ** ** ** ** ** ** b KL (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.000) (0.000) (0.001) ** ** ** ** ** ** ** b KH (0.000) (0.001) (0.001) (0.001) (0.000) (0.000) (0.001) 0.135** 0.116** 0.075** 0.093** 0.098** 0.113** 0.132** b L (0.002) (0.003) (0.003) (0.001) (0.001) (0.001) (0.002) ** ** ** ** ** ** ** b LK (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.000) (0.000) (0.001) 0.020** 0.013** 0.008** 0.012** 0.013** 0.016** 0.023** b LL (0.001) (0.001) (0.001) (0.001) (0.000) (0.001) (0.001) 0.006** 0.006** 0.003** 0.003** 0.002** 0.004** 0.003** b LH (0.000) (0.001) (0.000) (0.000) (0.000) (0.000) (0.001) b H b HK b HL b HH R

184 178 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S ** 0.570** 0.554** 0.565** 0.536** 0.598** 0.565** b K (0.003) (0.004) (0.018) (0.002) (0.001) (0.010) (0.004) 0.062** 0.075** 0.070** 0.075** 0.074** 0.045** 0.067** b KK (0.001) (0.001) (0.004) (0.001) (0.000) (0.003) (0.001) ** ** ** ** ** ** ** b KL (0.001) (0.001) (0.002) (0.000) (0.000) (0.002) (0.001) ** ** ** ** ** ** ** b KH (0.001) (0.001) (0.003) (0.000) (0.000) (0.001) (0.001) 0.102** 0.102** 0.094** 0.078** 0.090** 0.161** 0.107** b L (0.002) (0.002) (0.010) (0.001) (0.001) (0.007) (0.003) ** ** ** ** ** ** ** b LK (0.001) (0.001) (0.002) (0.000) (0.000) (0.002) (0.001) 0.018** 0.015** 0.010** 0.010** 0.006** 0.018** 0.019** b LL (0.001) (0.001) (0.003) (0.000) (0.000) (0.002) (0.001) 0.003** 0.002** ** 0.001** ** ** b LH (0.000) (0.001) (0.002) (0.000) (0.000) (0.001) (0.001) b H b HK b HL b HH R S22 S23 S24 S25 S26 S27 S28 ( 계속 ) b K 0.452** (0.006) 0.518** (0.021) 0.460** (0.002) 0.556** (0.105) 0.480** (0.004) 0.389** (0.009) - b KK 0.110** (0.002) 0.122** (0.009) 0.089** (0.001) 0.056** (0.009) 0.084** (0.002) 0.099** (0.001) - b KL ** (0.002) ** (0.008) ** (0.001) ** (0.007) ** (0.002) ** (0.001) - b KH ** (0.002) ** (0.005) ** (0.000) ** (0.006) ** (0.001) ** (0.001) - b L 0.156** (0.005) 0.175** (0.023) 0.193** (0.002) 0.160** (0.128) 0.238** (0.004) 0.196** (0.013) - b LK ** (0.002) ** (0.008) ** (0.001) ** (0.007) ** (0.002) ** (0.001) - b LL 0.038** (0.003) 0.061** (0.008) 0.052** (0.001) 0.038** (0.011) 0.054** (0.002) 0.037** (0.001) -

185 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 179 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 b LH ** (0.002) (0.005) ** (0.000) ** (0.004) ** (0.001) ** (0.001) - b H b HK b HL b HH R 주 : 괄호안은 standard error 를나타냄 (** 는 5% 유의수준에서, * 는 10% 유의수준에서유의함을나타냄 ) 4. 소비변환행렬 가계의소비자는각산업의중간재를소비하는것이아니라최종생산물을소비하기때문에산업연관표의 28 개산업의중간재를소비재화의분류로변환해줄필요가있다. 본연구에서는소비재화를가계동향조사의대분류인 12분류에따라식료품및비주류음료 / 주류및담배 / 의류및신발 / 주거및수도광열 / 가정용품및가사서비스 / 보건 / 교통 / 통신 / 오락문화 / 교육 / 음식숙박 / 기타상품및서비스로분류하였다. 한편산업연관표의분류와가계동향조사의분류기준이다르기때문에이를연계할필요가있다. 가계동향조사와산업연관표의연계기준은다음과같다.

186 180 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 5-9> 가계동향조사와산업연관표의연계 19) 소비재 12 분류 식료품및비주류음료 주류및담배 의류및신발 주거및수도광열 가정용품및가사서비스 산업연관표중분류농산물 (1), 축산물 (2), 수산물 (4), 농림어업서비스 (5), 육류및낙농품 (9), 수산가공품 (10) 정곡및제분 (11), 기타식료품 (12), 음료품 (13-32) 주류 (13-31), 담배 (15) 섬유사및직물 (16), 의복및섬유제품 (17), 가죽제품 (18), 화학섬유 (26) 석탄및원유 (6), 석탄제품 (22), 무기화학기초제품 (24-58), 전력 (53), 도시가스및수도 (54), 건출건설 (55), 부동산 (65) 목재및목제품 (19), 기타화학제품 (29), 플라스틱제품 (30), 유리제품 (32), 도자기및점토제품 (33), 금속제품 (39), 전기기계및장치 (42), 영상, 음향및통신기기 (44-101), 가정용전기기기 (46), 가구 (51), 기타제조업제품 (52) 6 보건의약품및화장품 (28), 정밀기기 (47-106,107), 의료및보건 (71) 7 교통 석유제품 (23), 고무제품 (31), 자동차 (48), 선박 (49), 기타수송장비 (50), 토목및특수건설 (56), 육상운송 (59), 수상및항공운송 (60), 운수관련서비스 (61) 8 통신영상, 음향및통신기기 (44-102), 통신 (62) 9 오락문화 컴퓨터및사무기기 (45), 방송 (63), 출판및문화서비스 (74), 오락서비스 (75) 10 교육펄프및종이제품 (20), 인쇄및복제 (21), 연구기관 (66), 교육서비스 (70) 음식숙박기타상품서비스 음식점및숙박 (58) 임산물 (3), 금속광석 (7), 비금속광물 (8), 사료 (14), 기초화학제품 (24-56,57), 합성수지및합성고무 (25), 비료및농약 (27), 시멘트및콘크리트제품 (34), 기타비금속광물제품 (35), 선철및조강 (36), 철강1차제품 (37), 비철금속괴및1차제품 (38), 일반목적용기계및장비 (40), 특수목적용기계 (41), 전자기기부분품 (43), 시계 (47-108), 도소매 (57), 금융및보험 (64), 사업관련전문서비스 (67), 기타사업서비스 (68), 공공행정및국방 (69), 사회복지사업 (72), 위생서비스 (73), 사회단체 (76), 기타서비스 (77), 기타 (78) 19) 괄호안의앞숫자는산업연관표의중분류코드번호이며, 뒤숫자는소분류코드번호임. 예를들어음료품 (13-32) 는중분류 13번중대분류 32번에해당하는것을의미함.

187 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 181 < 표 5-10> 을이용하여가계동향조사와산업연관표를연계하여얻은 2009 년기준가계의항목별소비지출결과는다음과같다. < 표 5-10> 가계의소비지출변환결과 소비재화 ( 단위 : 백만원 ) 1 식료품및비주류음료 51,624,699 2 주류및담배 11,490,913 3 의류및신발 23,020,185 4 주거및수도광열 87,648,822 5 가정용품및가사서비스 12,214,278 6 보건 39,274,531 7 교통 52,927,089 8 통신 20,578,259 9 오락문화 27,666, 교육 49,459, 음식숙박 50,450, 기타상품및서비스 137,525,523

188 182 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 제 2 절지식기반연산일반균형모형구축 지금까지는연산일반균형모형을구축하기위해모형의데이터베이스인사회회계행렬을구축하고실제자본및지식스톡, 그리고산업별생산함수를추정하였다. 본절에서는이러한사전작업의결과를바탕으로실제연산일반균형모형을구축한다. 1. 동태적연산일반균형모형연구개발과관련된경제적효과를분석하기위해서는현재까지연산일반균형모형이가장최적의방법론이라고할수있다 ( 임병인외, 2011). 여기에는두가지이유가있다. 첫째, 연구개발효과는경제적인외부성 (externality) 을가지게되는데이러한특성은부분균형만을고려한계량적인접근방법으로는정확한분석이불가능하다. 예를들어, 전자산업의연구개발투자를증가시켰을경우에파급효과는전자산업뿐만아니라타산업에영향을미치고다양한제품들의가격에도영향을준다. 연산일반균형모형은이러한종합적인영향을국민경제수준에서정량적으로측정할수있다. 둘째, 연구개발투자효과는단기간에나타나기보다는시간을두고점진적으로나타나게된다. 즉, 연구개발투자의가시적인영향은시간적인측면에서불확실성을가진다. 이러한중장기적인효과를확인하기위해서는정태적이아닌동태적인모형을통해연구개발의파급효과를분석해야한다. 이러한특성을반영하기위해서는적어도향후 10년이상의중장기적인시점을분석대상으로동태적연산일반균형모형을구축할필요가있다. 연산일반균형모형은특정한한해를기준으로삼아해당연도의사회회계행렬을이용하여균형점을도출한다. 이는기본적으로모형이정태적분석에적합함을의미한다. 그러나 Hudson 과 Jorgenson (1974) 의연구이후에모형을동태적으로만들기위한다양한접근이이루어지고있다. [ 그림 5-4] 는정태적인모형과동태적인연산일반균형의비교를도시하고있다. 정태적모형은시간간격은중요하지않고단지정책을수행한전과후의상태를분석하기위한목적으로사용된다. 이럴경우, 새로운일반균형상태에도달하기까지어느정도의시간이걸릴지에대해서

189 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 183 는알수없다. 이에반해동태적일반균형모형은시간의추이에따른경제상태의변화를분석할수있다는장점이있다. 정책이시행되기이전시점에도자본스톡과지식스톡, 그리고인구의변화등을고려할수있으므로좀더정교하게현실을묘사할수있다. [ 그림 5-4] 정태적모형과동태적모형의비교 < 일반균형상태 ( 기준년 )> < 새로운일반균형상태 > 정책시행전 정책시행후 ( 가 ) 정태적모형 (static model) < 일반균형 ( 기준년 )> <T년경과 > <2T년경과 > 정책시행전 정책시행전 정책시행후 ( 나 ) 동태적모형 (time-recursive dynamic model)

190 184 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 동태적모형을구축하기위한접근방법은크게두가지로나뉘는데, 시간반복적 (time recursive) 모형과최적화 (inter-temporal optimization 또는 forward looking) 모형으로구분된다. 20) 전자는매기마다정태적인균형점을새로구하며, 이러한균형점들이연결되어동태적균형점을구성한다. 이러한모형에서는경제주체들의현재의의사결정이미래의들에영향을받지않는다. 21) 시간반복적연산일반균형모형의정태적균형에서결정되는내생들중에는다음기의외생변수로사용되는것들이있으면이들이여러기간의균형들을연결하는역할을하게된다 ( 신동천, 1999). 한편, 후자는현재와미래의균형점을최적화방법을통해구한다. 즉, 경제주체가경제의미래상태에대한완전한지식을가지고있다는가정하에효용의최대화를목적으로최적화된방법으로행동한다고가정한다. 따라서이러한모형에서경제주체들은특정기에국한하여극대화문제를연산하는것이아니라전기간의최적화해를동시에해결하기때문에한시점의정책효과가과거에도영향을미치게되고이를 정책예시효과 라고도부른다. 그러나향후일을완전히알수있다는가정은현실적으로많은비판을받고있다 년대까지대부분의동태적모형은시간반복적모형의형태를가졌으나 GEMPACK 과 GAMS 등의소프트웨어의발전과더불어이러한방식으로구축된최적화모형도다수개발되고있다. 요컨대, 두모형모두현실을정확하게반영하는데에는한계가존재한다. 본연구에서는안정적인해를도출할수있는시간반복적모형을사용하여향후연구개발효과를분석한다. 여기서중요한점은 t기의투자가 (t+1) 기의스톡형성으로연결된다는점이다. 즉, t기에내생적으로결정된자본스톡에대한투자는다음기의자본스톡을형성하는외생변수로사용된다. 마찬가지로연구개발에대한투자역시다음기의지식스톡을형성하게된다. 또한본연구에서는산업별생산함수를기업수준의데이터를통해계량적으로추정하여보다현실에근접한모형을지향하였다. 20) 일부문헌에서는시간반복적모형을순차적동태모형 (sequential dynamic models) 이락하고최적화모형을완전동태모형 (truly dynamic models) 라고한다. 21) 이러한시점을완전예측능력 (perfect foresight) 과구분하여근시안적예측능력 (myoptic expectation) 이라고한다.

191 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 부문별세부방정식체계모든산업의생산부문구조는동일하다고가정하였다. 타산업에서생산된각종중간재들은부가가치복합재와함께레온티에프함수형태로투입된다. 이를수식으로표현하면다음식과같다. min (5-9) 여기서, 는산업의최종산출물을의미하고, 와 는각각중간재와노동, 자본, 지식으로이루어진부가가치복합재를나타낸다. 또한, 와 는이들의투입계수를의미한다. 부가가치복합재는노동, 자본, 지식의초월대수함수로만들어진다. 지식또는연구개발스톡은연구개발부문에서생산되며, 지식을생산하기위해서는연구개발투자가필요하다. 여기서다시연구개발투자는중간재와부가가치복합재로구성된다. 연구개발은물적자본에대한투자와마찬가지로다양한산업으로부터생산된중간재를필요로할뿐만아니라연구원들에대한임금과각종시설및장비와같은자본이필요하기때문이다. 앞에서언급하였듯이연구개발투자부문은민간부분과정부 공공부분으로구분되는데민간부분에서생성된지식은생산투입요소의하나로간주되며정부공공부분에서생성된지식은산업의총요소생산성을높이는데기여하게된다.

192 186 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [ 그림 5-5] 산업생산부문구조도 생산부문에서초월대수함수를사용할경우특정생산투입요소의한계생산은다음과같다. ln (5-10) 여기서, 는 산업의부가가치 를생산하기위한본원적투입요소 의한계생산을나타낸다. 생산물과투입요소시장이완전경쟁이고기업이이윤극대화를추구한다고가정하면한계생산은요소의가격과동일하다고할수있 다. 즉, 의조건이성립한다. 여기서 은본원적투입요 소의가격, 는단위부가가치복합재의가격을의미한다. 이조건을이용하면본원적투입요소의가격은다음과같은관계를가진다. ln ln (5-11)

193 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 187 한편, 동태적연산일반균형모형을구축하는방법은앞서설명한것처럼최적화방법과시간반복적방법이존재한다. 시간반복적모형에서자본및지식스톡에대한투자액은매시점마다새로결정된다. 투자를결정하는방법은크게선형적투자할당 (linear investment allocation) 방식과 Tobin's Q를이용한투자할당방식이주로사용된다. 본연구에서는자본스톡뿐만아니라연구개발스톡에대한투자수요를결정하기위해 Tobins' Q를이용한투자할당방식을사용하였다. 22) Tobin's Q 이론은투자행위를결정하는데자주사용되며연구개발투자에대하여다음과같은공식이적용된다. (5-12) 여기서 는 시점에서 산업의연구개발스톡을나타내고 는연구개발투자를나타낸다. 또, 는연구개발스톡에대한수익률, 는연구개발스톡의사용자가격 (user cost) 을의미한다. 자본스톡과연구개발스톡은명백한차이점이존재한다. 본연구에서는자본스톡의경우전산업에걸쳐총량이누적되는것으로가정한반면, 연구개발스톡은산업마다개별적으로누적이된다고가정한다. 이는자본스톡은모든산업에서동일하게사용할수있고교환이가능한반면, 지식스톡은산업별로특화되어있다는사실을반영한것이다. (5-13) 파급효과는정부공공부문의연구개발스톡과타산업의연구개발스톡들로부터발생한다. 해외의연구개발스톡으로인한영향은본연구에서는고려하지않는다. 모든산업은타산업의연구개발활동에의해간접적으로영향을받게되는데이때 22) 이에대한더자세한설명은 Lorenzoni 와 Walentin(2007) 의연구를참고하기바란다.

194 188 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 타산업으로부터의파급효과를측정하기위한산업간스톡은 Terleckyj(1980) 의방법에따라산업연관표의중간재거래량에비례하여설정하였다. 파급효과의계수는레온티에프생산함수에서다음과같이반영된다. (5-14) (5-15) 여기서, 는타산업과정부공공부문의연구개발스톡으로인한파급효과를나타내는계수이다. 이러한파급효과는생산함수에서총요소생산성의역할을하는투입계수 에영향을미치게된다. 23) 즉, 생산성이향상되면서, 한산업에서한단위의최종재를생산하기위해투입되는부가가치의총합이줄어들게된다. 다시말하면, 노동, 자본, 그리고지식이기존과동일한양만큼생산에사용하더라도더많은최종재를생산할수있다는의미이다. 파급효과계수는다음식과같다. (5-16) 여기서, 와 는타산업의연구개발스톡과생산성에영향을미치는탄력성을의미한다. 는정부 공공부문의연구개발스톡이생산성에미치는탄력성을나타낸다. 해당타산업의연구개발스톡의탄력성값들은산업마다차별을두어조윤애 (2004) 의연구결과를참고하였다. 또한정부공공부문의연구개발스톡의탄력성값들은황석원외 (2008) 의연구를참고하여산업마다동일하게 0.25 를적용하였다. 모형을구성하는전체모수들및내생및외생들을정리하면다음과같다. 23) 이러한방식으로파급효과를모형과결합한다른연구로는 Das et al (2001), Cian and Parrado (2012) 등의연산일반균형모형을참고하기바란다.

195 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 189 i,j INDUSTRY l,m INPUT FACTOR com COMMODITY t TIME < 표 5-11> CGE 모형의모수 집합 (sets) 27개의산업들의원소를의미본원적생산요소를의미 12개의소비재화를의미 2009년부터해당시기를의미민간 (RDC) 또는정부공공 (RDG) 연구개발 모수들 (parameters) ax(i,j) j산업에서생산재한단위를만들기위한 i산업중간재비율 연구개발투자함수계수 ava( i) i산업에서생산재한단위를만들기위한부가가치비율 연구개발투자탄력성 μ(t) 정부의소비재비율 ω(i) λ(i) 산업별투자재비율 χ(i) 민간연구개발투자가격가중치정부연구개발투자가격가중치 rdg(i) 정부의연구개발투자재비율 α(i) 가계의소비재비율 rdp(i) 민간의연구개발투자재비율 cs(com,i) 소비재화한단위를구성하는 i 산업생산재의비율 ν( t) Armington 복합재구성율 ξ( i) CET 함수구성율 η( i) Armington 복합재대체탄력성 φ(i) CET 함수대체탄력성 γ(i) Armington 복합재계수 CET 함수계수 물적자본투자함수계수 물적자본투자탄력성 연구개발부문부가가치복합재생산함수의계수 연구개발부문부가가치복합재의노동비율 연구개발부문중간복합재생산함수의계수 연구개발부문중간복합재구성비율 민간또는정부공공부문의연구개발투자집약도 연구개발산출물중에부가가치복합재비율 연구개발투자함수의계수 연구개발투자중민간저축비율 소비재 (12분류) 비율 타산업으로부터파급효과계수 파급효과함수의계수

196 190 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 외생 (Exogenous variables) pwe( i, t) 수출품의국제가격 ( 달러 ) ir 이자율 pwm(i,t) 수입품의국제가격 ( 달러 ) 지식스톡진부화율 ti( i) 수입세율 ( 관세율 ) kdep 자본스톡감가상각율 tl( i) 노동소득세율 gt 정부의가계이전비율 tk( i) 자본소득세율 gl( t) 인구증가율 th(i) 지식소득세율 타산업의연구개발스톡탄력성 tz(i) 간접세율 정부공공연구개발스톡탄력성 연구개발부문세율 내생 (Endogenous variables) ex( t) 환율 ( 달러 / 원 ) D( i, t) 국내재 pe(i,t) 수출재의가격 E(i,t) 수출재 pm( i, t) 수입재의가격 M( i,t) 수입재 pva(i,t) 부가가치복합재가격 VA(i,t) 부가가치복합재 rk(t) 자본스톡의렌탈비용 K(i,t) 산업별자본수요 w(t) 임금 L(i,t) 산업별노동수요 rh(i,t) 지식스톡의렌탈비용 H(i,t) 지식스톡 pz( i,t) 생산재의가격 X( i,j,t) j 산업에서사용하는 i 산업중간재 pq(i,t) Armington 복합재가격 Z(i,t) i산업의총생산재 연구개발산출물의가격 Q(i,t) Armington 복합재 TL(i,t) 노동소득세 LI(t) 가계의노동수입 TK(i,t) 자본소득세 KI(t) 가계의자본수입 TH(i,t) 지식소득세 가계의지식수입 TZ(i,t) 간접세 HI(t) 가계의총수입 TM( i,t) 수입세 ( 관세 ) INVRES( t) 투자재원 XG(i,t) 정부소비 SP(t) 가계저축 GI(t) 정부수입 XV(i,t) 투자로사용되는재화 HG(t) 공공지식스톡 pinvk(t) 자본투자재의가격 SG(t) 정부저축 자본투자재 XP(i,t) 가계소비재 pinvrd(t) 언구개발투자재의가격 pcm( com) 가계소비재의가격 (12 분류 ) INVRD( i, t) 연구개발투자비율 CM(com) 가계소비재 (12분류) 연구개발산출물 파급효과계수 pd(i,t) 국내재가격 U( t) 소비자효용 LS( t) 총노동공급 ( 계속 )

197 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 191 총자본스톡 산업별연구개발투자 정부의저축율 국내총생산 가계의저축율 SF(t) 해외저축 ( 무역수지 ) 자본스톡의감가상각 연구개발세금 지식스톡의감가상각 연구개발부문부가가치복합재 BG(t) 정부부채 연구개발부문노동수요 총저축 연구개발부문자본수요 연구개발부가가치복합재가격연구개발부문중간복합재가격타산업의연구개발스톡 연구개발부문중간복합재연구개발투자로사용되는중간재 1) 초월대수생산함수 ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln ln 2) 초월대수생산함수의이윤극대화조건 ( 임금과자본비용 ) ln ln ln ln ln ln 3) 초월대수생산함수의이윤극대화조건 ( 연구개발과자본비용 ) ln ln ln ln ln ln 4) 부가가치복합재생산의규모수익불변 (CRS) 조건 pva(i,t)va(i,t)=rk(t)ks(i,t)+w(t)l(i,t)+rh(t)hs(i,t) 5) 최종생산재의중간투입물수요 X(i,j)=ax(i,j)Z(j,t) [Box 56] CGE 모형 : 생산부문

198 192 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 6) 최종생산재의부가가치복합재수요 7) 최종생산자의영이윤조건 8) 지식스톡파급효과 9) 임금소득 [Box 57] CGE 모형 : 가계부문 LI(t)= i w(t)l(i,t) 12) 자본소득 13) 연구개발스톡으로인한소득 14) 가계총소득 15) 가계의최종소비 16) 소비재 (12 분류 ) 변환 CM(com,t)= i cs(com,i)xp(i,t) 17) 소비재가치 pcm(com)cm(com,t)= i cs(com,i)pq(i,t)xp(i,t) 18) 가계효용 U(t)= com CM(com,t) ζ(com)

199 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 193 [Box 58] CGE 모형 : 정부부문 19) 노동소득에대한세금 TL(i,t)=tl(i)pl(t)L(i,t) 20) 자본소득에대한세금 21) 지식부가가치소득에대한세금 TH(i,t)=th(i)rh(i,t)H(i,t) 22) 간접세 TZ(i,t)=tz(i)pz(i,t)Z(i,t) 19) 관세 TM( i,t) =ti( i)pm( i)m( i,t) 20) 연구개발세금 21) 정부의최종소비 22) 정부이전 TG(t)=gtGI(t) 23) 정부수입 [Box 59] CGE 모형 : 투자및저축부문 24) 총투자재원 25) 총저축 26) 자본스톡투자의구성 27) 물적자본투자수요

200 194 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 28) 물적자본투자재가격 29) 연구개발투자수요 30) 산업별연구개발투자량 31) 연구개발부문부가가치복합재생산함수 32) 연구개발투자의부가가치복합재중자본 33) 연구개발투자의부가가치복합재중노동 34) 연구개발부문중간복합재생산함수 35) 연구개발투자로사용되는중간재비중 36) 연구개발투자중에중간복합재비율 37) 연구개발투자중에부가가치복합재비율 38) 연구개발투자규모수익불변 (CRS) 조건 39) 연구개발투자집약도 40) 가계저축 41) 정부저축

201 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 ) 정부부채 43) 저축과연구개발투자관계 [Box 60] CGE 모형 : 해외부문 44) 수출품가격 pe(i,t)=ex(t)pwe(i,t) 45) 수입품가격 pm(i,t)=(1+ti(i))ex(t)pwm(i,t) 46) 무역수지 i pwe(i,t)e(i,t)+sf(t)= pwm(i,t)m(i,t) i 47) Armington 복합재화 Q(i,t)=γ(i) [ν(i)m(i,t) η(i) +(1-ν(i))D(i,t) η(i) ] 1/η(i) 48) Armington 복합재화중수입재 M(i,t)=Q( i,t) [ 49) Armington 복합재화중국내재 γ(i)ν(i)pq(i,t) (1+tm(i))pm(i,t) ] 1/( 1 -η(i)) D(i,t)=Q( i,t) [ γ(i)(1-ν(t))pq(i,t) pd(i,t) 50) 최종생산재 ] 1/( 1 -η(i)) 51) 최종생산재중수출재 52) 최종생산재중국내재 [Box 61] CGE 모형 : 수입재및수출재

202 196 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 53) 생산재의수요 공급 54) 물적자본의수요 공급 55) 노동의수요 공급 56) 자본스톡감가상각 57) 연구개발감가상각 58) 국내총생산 ( 부가가치의합 ) 59) 소비자물가지수 (CPI) [Box 62] CGE 모형 : 시장청산조건 [Box 63] CGE 모형 : 연구개발스톡파급효과 60) 타산업의연구개발스톡 61) 파급효과계수 [Box 64] CGE 모형 : 동적과정 62) 물적자본스톡의누적 63) 노동공급의변화 64) 산업별연구개발스톡의누적 65) 정부공공연구개발스톡의누적

203 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 GAMS 프로그램구조도 실제시뮬레이션프로그램을작성하기위해서는 GAMS 또는 GEMPACK 과같은상용소프트웨어가주로사용된다. 그중에서도좀더범용성을가진프로그램인 GAMS를사용하여연산일반균형모형을구축하였다. 24) 프로그램은기본적으로확장가능하고향후관리의편의를고려하여기능별로파일을나누었다. 전체프로그램소스파일들의역할은다음표와같다. 25) < 표 5-12> 시뮬레이션프로그램파일 소스파일 설명 temepset.gms CGE 에서사용하는집합 (set) 및전역정의 초기화 samdata.gms 사회회계행렬을 text 파일로변환한데이터 balsam.gms 교차엔트로피 (cross entropy) 를사용하여행과열밸런싱조정 최적해도출 readdata.gms consump.gms Kstock.gms 전체데이터취합부분 소비변환행렬 자본스톡추정데이터 Nstock,gms 지식스톡추정데이터 최적해도출 calibration.gms prodfunc.gms 벤치마크기준년데이터검증및모형모수보정 생산함수추정데이터 temepcore.gms 최적해연산부분 결과보고 scenario.gms report.gms 기준시나리오 (BAU) 및정책시나리오설정 연산결과보고및엑셀형태로생성 24) 연산일반균형의해를구하기위해 CONOPT sovler 를사용하였다. 25) (****).gms 는 GAMS 프로그램파일의확장자명이다.

204 198 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 모형의초기화부분은사회회계행렬 (SAM) 의자료를읽어와서열과행의균형을점검한다. 만일열과행의합이일치하지않을경우교차엔트로피 (cross entropy) 알고리즘을사용하여일치시켜준다. 그다음. 소비변환행렬및각종스톡에대한추정값과사회회계행렬의자료를통합하여보정 (calibration) 과정을거친다. 여기서다양한함수의모수들은기준년의자료에맞춰지게되며그후최적화연산을수행하여균형점을도출하게된다. 다양한시나리오를간편하게모의실험할수있도록정책시나리오별로분리된파일에작성하며결과는엑셀파일로도출된다. [ 그림 5-6] 시뮬레이션프로그램구조도

205 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 199 제 3 절연구개발투자의시나리오설정및분석 1. 연구개발투자의시나리오설정 가. 기준시나리오 26) 연산일반균형모형에서기준시나리오는연구개발에대한특별한정책이시행되는않았을경우, 즉기준년도의투자정도를지속적으로유지하였을경우를의미한다. 이는정책시나리오와비교해정책의효과를판별할수있게된다. 기간은 2009 년기준년부터 2030 년까지일년을주기로연산을수행하였다. 외생적으로인구증가율은통계청의우리나라인구예측값을사용하였다. 지식스톡의진부화율은모든산업이동일하게매년 15% 로설정하였고물적자본스톡의감가상각율은기준년인 2009 년산업연관표의감가상각자료를사용하여 4.6% 로하였다. 일반적으로기준시나리오라함은여타의정책적수단을동원하지않고향후에예상치못한경제적인충격이없다는가정하에기준년의경제적인상황이지속적으로유지되는가상의시나리오를의미한다. 기준시나리오에서는 2009 년의연구개발집약도를그대로유지하도록가정하였다. 따라서, 국가의총연구개발집약도는 3.6~3.7% 로 2030 년까지변화가없으며, 민간및정부공공의연구비율도마찬가지로동일하다고가정하였다. 여기서민간및정부공공비율은재원별구분이아니라민간연구소와국공립연구소의지출을기준으로비율을나눴다는것이중요하다. 이는앞에서언급하였듯이연구개발관련된자료의부족으로재원별구분은불가능하기때문이다. 기준시나리오에서국내총생산의증가율은 < 표 5-13> 에서와같이국회예산정책처 (2012) 의 2012~2060 년장기재정전망및분석 을참고하여외생적으로결정되며이를위해노동생산성을조정해주었다, 국내총생산의계산방법은여러가지가있으나본연구에서는부가가치의총합을디플레이터로나눈실질국내총생산값을사용한다. 27) 26) 기준시나리오는영어로 Reference scenario 혹은 Business-As-Usual(BAU) scenario 를의미한다. 27) 지식기반 SAM의경우부가가치에새로운항목인지식이새로이생성되므로노동, 자본, 지식으로인한부가가치의단순총합은기본국내총생산값보다조금커지게된다.

206 200 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 < 표 5-13> 장기경제성장및인구추이 연도 실질 GDP 장래인구추계연도 ( 조원 ) 성장률 (%) 총인구 ( 천명 ) 성장룰 (%) 2011~2015 1, , ~2020 1, , ~2025 1, , ~2030 1, 자료 : 국회예산정책처및통계청 연산일반균형모형을이용해 2030 년까지기준시나리오에서국내총생산은 [ 그림 5-7] 과같다 년에 957 조원정도였던국내총생산은모의실험결과 2030 년에는 1,880 조원에도달하는것으로추정되었다. 성장률은 2015 년까지 3.7% 정도를유지하다가 2020 년까지 3.4% 정도로약간줄어들게된다 년을넘어가면서성장률은 3.0% 대로떨어지고 2025 년이후에는 2.5% 정도를유지하게된다. 우리나라의인구증가율은매우느린추세이므로실질 GDP 와이를총인구수로나눈실질 1인당 GDP 값의추이는거의일치하게된다. 장래인구수로실질 GDP 를나누어 1인당 GDP 로표현하면 2010 년에는약 2,248 만원, 2020 년에는 3,215 만원, 2030 년에는 4,280 만원에이른다. 시간경과에따른노동, 자본및연구개발스톡의변화는 [ 그림 5-8] 에도시하였다 년과같은연구개발집약도를그대로유지하였을경우에, 2009 년도의값을기준으로 2030 년까지물적자본스톡은 1.51 배, 노동의공급은 2.67 배증가하게된다. 여기서노동이란단순히인구의증가뿐만이아니라노동생산성의증가를포함한다. 28) 민간연구개발스톡은 1.42 배, 그리고정부공공연구개발스톡은 1.40 배까지증가하는것을확인할수있다. 28) 보다정확한계산을위해서는단순인구증가가아니라경제활동을하는경제인구로추산을해야한다. 본모형에서는편의상인구증가추이와경제활동의증가추이가동일하다고가정한다.

207 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 201 [ 그림 5-7] 국내총생산 (GDP) [ 그림 5-8] 자본, 노동과연구개발스톡의시간적추이

208 202 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 나. 정책시나리오 현정부의과학기술기본계획 (577 전략 ) 29) 에따르면국가의총연구개발투자액은 GDP 대비 5% 를목표로하고있다. 그리고장기적으로향후 2040 년까지국가의연구개발집약도를 2040 까지 5% 로계속유지하여세계 5위의글로벌과학기술선도국을실현하는것을목표로하고있다. 30) 이는정부도연구개발이경제성장과밀접한관계를가짐을인식하고있다는것을의미한다. 또한국가과학기술위원회의발표에따르면 2011 년도우리나라의총연구개발비는전년대비 13.8%(6 조 356 억원 ) 증가한 49 조 8,904 억원으로 50조원에근접하고있다. 이로써 GDP 대비연구개발비비중은 0.29% 포인트상승한 4.03% 에도달하여이스라엘에이어세계 2위수준인것으로나타났다. 31) 본연구에서는우리나라의연구개발집약도 5% 목표를반영하여정책시나리오를정하였다. 이미우리나라의경우 GDP 대비연구개발비의비중이 4.00% 를넘어섰지만, 2009 년을기준으로연구개발비의비중을그대로유지하였을경우와지속적으로증가시켰을경우에대한정책시나리오의비교연구를시행하였다. 연구개발비집약도는 2009 년부터 2020 년 5% 가될때까지선형적으로증가시켰다. 또한, 정책시나리오에서는정부 공공부문과민간부문의비율을변화시켜정책효과를분석하였다. 특히, 정책시나리오 4에서는 GDP 대비연구개발비의비중을 5% 로늘리는대신동일한비용을물적자본에투자하는경우를가정하였다. 이러한가상의시나리오로부터연구개발투자와물적자본에대한투자의효과를비교할수있다. 29) 과학기술부 (2008), 이명박정부의과학기술기본계획 ( ) 30) 교육과학기술부 (2010), 2040 년을향한대한민국꿈과도전 - 과학기술미래비전 31) 2010 년기준으로이스라엘의 GDP 대비연구개발비비중은 4.40%, 핀란드 3.38%, 스웨덴 3.40%, 일본 3.26%, 덴마크 3.06% 등으로나타났다.

209 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 203 < 표 5-14> CGE 정책파급효과시나리오구성 분류기준시나리오 (BAU) 정책시나리오 1 (SCEN1) 정책시나리오 2 (SCEN2) 정책시나리오 3 (SCEN3) 정책시나리오 4 (SCEN4) 설명기준년도와동일하게정부공공및민간부문의 GDP 대비연구개발투자비율 ( 연구개발집약도 ) 을지속적으로유지 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비민간연구개발투자비의비율은기준년도와동일하게약 1:3을유지 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비민간연구개발투자비의비율은민간부문이높아져서약 1:4로변화 년까지 5% 의연구개발집약도달성. 단, 정부 공공대비인간연구개발투자비의비율은정부공공부문이높아져서약 2:3로변화 년까지현재의정부 공공및민간부문모두기준년도의 GDP 대비연구개발투자비율을유지. 물적자본에대한투자비증가. 2. R&D 파급효과분석 가. 국내총생산에대한파급효과 2030 년까지시나리오별 GDP 의변화를살펴보면 [ 그림 5-9] 과같다 년까지가장높은성장률을달성할수있는시나리오는 < 정책시나리오 3> 으로정부 공공부문의연구개발투자비율을높이는것이다. 이시나리오에서 2030 년국내총생산은 2,096 조원에도달하여다른시나리오들과비교했을때시간이흐름에따라더욱높은차이를보이게된다. 이는정부 공공부문연구개발스톡의지식파급효과에따른것으로민간부문보다우리나라의경우정부 공공부문의연구에서기초연구비중이높다는점을감안하면시사하는바가크다고할수있다. 현재와같은비율로연구개발집약도를점차높이는 < 정책시나리오 1> 의경우두번째로높은경제성장률을보였으며, < 정책시나리오 3> 과비교했을때, 2030 년에약 125 조원정도의차이를보였다.

210 204 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 기준시나리오의경우와민간부문의연구개발비중을높인 < 정책시나리오 2> 의경우비슷한추이를보였으며다른시나리오들에비해성장률이저조하였다. 한편, 물적자본에대한투자를증가시킨 < 정책시나리오 4> 에서는단기적으로는높은경제성장률을보이나시간이지남에따라성장률이체감하는경향을보였다. 이는장기적이고지속적인경제성장을위해서는파급효과가큰연구개발부문에대한투자가필요하다는점을나타내고있다. [ 그림 5-9] 시나리오별국내총생산 (GDP) 추이 < 표 5-15> 시나리오별국내총생산 ( 단위 : 조원 ) 시나리오 BAU SCEN SCEN SCEN SCEN

211 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 205 나. 스톡의변화시나리오별정부 공공연구개발스톡의변화는 [ 그림 5-10] 과같다. < 정책시나리오 3> 의경우, 정부 공공부문의연구개발투자를지속적으로증가시켜연구개발스톡이다른시나리오에비해뚜렷하게증가한것을볼수있다. 이시나리오에서 2030 년정부 공공부문의연구개발스톡은 2010 년에비해 4배이상증가하여 137 조원에이르며이렇게증가한지식의파급효과가경제성장을이끌었음을확인할수있었다. [ 그림 5-10] 정부 공공연구개발스톡의변화 산업별연구개발스톡의변화추이를보면정책시나리오에따른차이를나타내준다. [ 그림 5-11] 은전산업중에서총생산액대비연구개발투자비중이가장큰전기및전자기기산업의연구개발스톡의시간에따른추이를보여준다. 예상했던바와같이민간부문의연구개발투자를가장크게증가시킨 < 정책시나리오 2> 에서해당산업의스톡변화가가장컸다. 이에반해연구개발투자대신물적자본에대한투자를증가시킨 < 정책시나리오 4> 에서는오히려연구개발스톡이줄어든것을확인할수있었다. 이는한정된자원이존재하는상황에서연구개발과물적자본에대한투자는서로대체관계에있다. 연구개발대신물적자본에대한투자가증가함으로써물적자본은증가하지만대신연구개발스톡은감소하게됨을알수있다.

212 206 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 한편, [ 그림 5-12] 를보면물적자본이생산에큰비중을차지하는전력 가스및수도산업의경우 < 정책시나리오 4> 에서산업의물적자본의양이크게증가하는것을확인할수있었다. 그러나이렇게특정산업에물적자본투자가몰릴경우, 전체국민경제의관점에서보면한계생산체감의법칙에의해투자의효율이떨어지게된다. [ 그림 5-11] 전기및전자기기산업의연구개발스톡변화 [ 그림 5-12] 전력 가스및수도산업의물적자본스톡변화

213 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 207 다. 연구개발인력의수요변화시나리오에따라산업별노동수요 ( 고용 ) 가달라지게된다. 즉, 연구개발투자가증가할경우, 지식기반산업이활성화되며이에따라해당산업의노동수요가증가하게된다. 이와더불어민간의연구개발투자비중을증가시킬지혹은정부 공공부문의연구개발투자를증가시킬지에따라부문별연구개발인력수요는차이가나게된다. 본연구에서개발한모형을바탕으로부문별연구개발집약도의변화에따른부문별연구원들의수요를대략적으로예측할수있다. [ 그림 5-13] 은시나리오별민간연구소의연구원수요의변화를보여준다. < 정책시나리오 1> 과같이민간과정부공공부문의연구개발비중을동일하게유지한채, 연구개발투자비를증가시킬경우 2030 년에는기준시나리오대비약 10% 정도의민간연구소의고용이증가함을확인할수있었다. 특이할점은 < 정책시나리오 2> 에서처럼민간부문의연구개발투자비중을크게높였을경우, 민간연구소에서 2030 년에기준시나리오대비약 36% 의추가적인고용이창출되었다. 그에반해, 연구개발투자대신물적자본투자를증가시킨 < 정책시나리오 4> 에서는오히려민간연구소의고용이감소하였다. [ 그림 5-14] 는시나리오별정부 공공연구소의연구원수요의변화를보여준다. < 정책시나리오 4> 를제외한모든시나리오에서정부 공공연구소의고용은증가하였다. 특히, < 정책시나리오 3> 에서처럼정부 공공연구개발투자를증가시킨경우, 2030 년에는기준시나리오대비 2.23 배의정부 공공연구소의고용이창출되었다. 한편, < 정책시나리오 1> 의경우에는대략적으로 2030 년까지 2배의고용이창출되는것을확인할수있었다.

214 208 연구개발투자의경제적효과평가및예측모형개발 [ 그림 5-13] 민간연구소의연구개발인력수요 ( 기준시나리오대비 ) [ 그림 5-14] 정부공공연구소의연구개발인력수요 ( 기준시나리오대비 )

215 제 5 장지식기반연산일반균형 (CGE) 모형개발 209 라. 소비재화의변화연구개발투자의변화는소비패턴의변화로연결된다. [ 그림 5-15] 는 < 정책시나리오 1> 의경우기준시나리오와비교해볼때, 소비재화의양에어떤변화가발생하였는지를보여준다. 연구개발투자가증가하면서통신산업이발전하고이에따라통신관련소비량이증가하게되며, 컴퓨터와방송관련소비재화를포함하고있는오락 문화분야의소비가증가하게된다. 그외에지식의파급효과로인해각종서비스업관련소비재화의양도증가하게된다. [ 그림 5-15] 소비재화의양비교 ( 기준시나리오대비, 2030 년 ) 마. 연구개발투자와물적자본투자비교산업별로연구개발투자의효과는상이하게나타난다. 특히, 연구개발의비중이높은지식기반산업에서연구개발투자의효과는뚜렷하게나타난다. 산업연관표 28 개산업중총생산액대비연구개발비중이높은상위 5개의산업은전기및전자기기 (S13), 정밀기기 (S14), 통신및방송 (S22), 일반기계 (S12), 화학제품 (S08) 순이다. [ 그림 5-16] 은 2009 년의자료를바탕으로연구개발비의비중이높은산업제품