수소경제 이행에 따른 경제적 파급효과 분석

배정환,조상민,조경엽 에너지경제연구원 2006 연구보고서 Vol.2006 No.12

1. 연구 배경 및 목적 지난 2005년에 ‘수소경제 국가비전 및 실행계획 수립 연구’를 통해 수소에너지가 향후 2040년까지 어떤 경로로 보급될 것인지에 대한 로드맵이 수립되었다. 이 연구결과에 의하면 최종에너지 수요 대비 수소에너지의 비중을 2040년까지 15%로 늘리기 위해서는 총 207조원의 투자가 필요할 것으로 추정되었다. 이에 따라 연관산업에 미치는 파급효과를 투입산출모형을 이용하여 분석하였으나, 투입산출모형은 투입산출계수에 기초한 경제적 파급효과만 분석할 뿐 기회비용, 최적화 행위, 부문간 균형조건 등을 고려하지 못하여 파급효과를 과다추정하는 경향이 있다. 본 연구에서는 이러한 산업연관분석기법의 한계를 극복하고자 동태 CGE(Computable General Equilibrium) 모형을 개발하여 2040년까지 수소에너지 보급에 따른 거시경제적 파급효과를 분석하고자 하였다. 본 연구는 수소기술의 차별적인 특성들을 모형에 자세히 반영하기 위해 수소 및 연료전지 기술이 프런티어 기술로서 갖는 특성들인 학습효과 (learning effect)와 에너지원간 상보성(complementarity)을 고려하였고, ‘수소경제실현을 위한 수소수요량의 산정 및 공급방안’(에너지경제연구원, 2006)에서 제시된 수소기술의 기준안상의 보급경로를 감안하였다. 또한 수소기술의 영향을 가장 많이 받는 수송부문 및 발전부문을 부각시키고자 이들 부문을 모형 내 생산함수에서 분리하여 수소, 화석에너지 및 신재생에너지원간 대체관계를 설정하였다. 또한 수소부문을 신재생에너지 부문과 별도 부문으로 취급하여 분석하였고, 에너지경제연구원에서 최종에너지 수요를 2040년까지 예측한 자료를 기준안으로 하였다. 이러한 특성들을 반영한 모형을 통해 수소기술 보급에 따라 에너지 부문 및 비에너지부문의 산출, 소비, 투자, 수출입, GNP 등에 어떤 영향을 미칠 것인지 분석하였다. 2. 주요 연구내용 프런티어 기술로서 수소생산 및 연료전지기술의 주요 경제적 특성으로는 학습효과와 에너지원간 상보성이 거론되었다. 이러한 학습효과와 상보성은 에너지 믹스 및 에너지 빈티지(공급기간) 설정에 주요한 역할을 하는 것으로, 본 연구의 주요 방법론인 동태 CGE 모형의 주요 가정으로 설정되었다. 신기술이 갖는 학습효과 및 상보성에 관한 이론적, 경험적 선행연구 결과에 따르면, 학습효과로 인해 신기술의 생산비용은 체감하지만 이러한 긍정적 외부효과(positive externality)를 향유하기 위한 목적으로 타 기업들이 무임승차(free-riding)하려는 경향으로 인해 사회 전체적으로 바람직한 수준의 신기술 보급이 이루어지지 않는다는 문제가 제기되었다. 이에 Rivers and Jaccard(2006)는 학습효과가 갖는 긍정적 외부효과를 제어하고자 정부가 개입될 필요가 있고, 가장 효과적인 개입수단이 무엇인지 연구하였다. 이들의 연구결과에 따르면 경제적 유인정책이 규제정책보다 항상 우월한 것으로 나타났으나, 재생가능의무할당제(Renewable Portfolio Standard: RPS)와 같이 경제적 유인과 규제정책이 혼합된 정책이 더 효과적일 수 있으며, 효율성 측면이 아닌 정치적 수용성과 같은 기준에 의하면 양 정책의 효과에 근소한 차이가 있는 한 오히려 규제정책이 선호될 수 있음을 주장하였다. 한편 Mulder et a1.(2003)은 신기술의 효율성이 높음에도 불구하고 기업이 도입을 지연시키고 효율성이 낮은 기존기술을 고수하는 이른바 ‘에너지효율의 역설’ 현상을 설명하기 위해 과도한 초기투자비용이 주요 요인이라는 Jaffe and Stavins (1994) 및 Jaffe et a1.(1999)의 연구에 대해 상보성과 학습효과를 주요인으로 꼽았다. 즉 기업은 다양한 빈티지를 갖는 에너지 기술을 적정하게 믹스함으로써 외부환경에 보다 유연하게 대처할 수 있다는 것이다. 또한 기술 교체로 인해 기존기술이 갖고 있던 학습효과가 상쇄됨으로 인한 생산성 저하문제를 해결하기 위해 신기술도입이 점진적으로 일어난다는 것이다. Isoar 1. Background and objective of this study In 2005, a 'study on a national vision of the hydrogen economy and the action plan' was conducted to set a roadmap on how hydrogen economy can be realized in Korea by 2040. According to the study, 207 trillion won should be invested to increase the portion of hydrogen energy in the final energy demand upto 15% by 2040. Based on the investment demand, the study analyzed the economic impact of the increase of hydrogen energy using input-output analysis. However, input-output analysis is based on simple assumptions which do not consider opportunity costs of investment, optimization behavior, or inter-sectoral equilibrium conditions. Therefore, input-output analysis is inclined to over-estimate the expected benefit from the investment on hydrogen technology. The purpose of this study is to estimate the economic impact of hydrogen economy by 2040 using a dynamic CGE (Computable General Equilibrium) model. The dynamic CGE model is expected to overcome the limit of input-output analysis, and reflect specific features of hydrogen technology such as learning effect, economy of scale (imperfect competition), and complementarity of various energy sources. Aggregation of industry in the model considers to split the industry into transportation, power generation, and all other industries, since hydrogen economy would affect transportation and power generation sectors through the application of HFCV(hydrogen fuel cell vehicle) and fuel cell for the power generation of household, commercial, and industry. As major features of this model, final energy consumption estimated by KEEI(Korea Energy Economics Institute) was applied and hydrogen supply predicted by the same approach was used as baseline scenario. Hydrogen was separated from new and renewable energy sectors in the production function, and hydrogen was assumed as substitute for fossil and new and renewable fuels in the transportation and power generation sectors. Based on the above assumption, the impact of hydrogen economy on the energy mix, energy supply and demand, household consumption, investment, GNP, and output of transportation and other industries. 2. Major Results Main economic features of hydrogen technology as a frontier technology are learning effect, energy complementarity, and economy of scale. Learning effect is observed in the introduction of new technology, which means that each stage of production including R&D, labor, capital, management has improvement through the accumulation of experience. Energy complementarity implies that a firm prefers to mix a spectrum of technology to prepare for future risk. Economy of scale occurs in the monopoly or imperfect competition. These factors are considered in the model. According to previous studies on the learning effect and complementarity between energy sources, learning effect reduces production cost of new technology, but the positive externality spreads over other companies without charge. Therefore it is not possible to obtain socially optimal level of promotion of new technology. Rivers and Jaccard (2006) claimed that government should intervene in the penetration of new technology to internalize the positive externality generated from learning effect. Their results show that economic incentive policy is always dominant, but RPS(Renewable Portfolio Standard) could be more effective. In addition, political acceptability and other principle might be more important than efficiency, which leads to make command and control policy more attractive in promoting new technology. Mulder et al. (2003) proposed 'complementarity' between energy sources and learning effect as major factors of 'paradox of energy efficiency'. More specifically, they argue that firms prefer diversified energy mix to monotonous one in order to hedge external shock. Also, firms introduce a new technology gradually for the purpose of minimizing low productivity due to the offset of learnin

미래 수소경제 실현을 위한 기반구축 연구 : 수소경제 이행의 최적경로 개발

부경진,조상민,김봉진 에너지경제연구원 2008 연구보고서 Vol.2008 No.12

1. 연구필요성 및 목적 에너지전문가들은 수소와 연료전지를 중심으로 하는 수소경제 체제가 지속가능한 미래에너지시스템의 핵심으로 대두될 것으로 예상하고 있다. 수소는 화석연료, 원자력, 바이오매스, 풍력, 태양 등의 다양한 에너지원으로부터 얻을 수 있으며 전기와 마찬가지로 2차 에너지 또는 에너지캐리어(energy carrier)로 분류된다. 지속가능한 수소경제 체제의 구축을 위해서는 신 · 재생에너지를 이용한 수소 제조의 비중이 높아야 한다. 그러나 신 · 재생에너지에 의한 수소 제조비용은 화석연료에 의한 수소 제조비용보다 비교적 비싸기 때문에 획기적인 기술개발을 통하여 화석연료에 의한 수소 제조비용과의 격차를 크게 줄이는 것이 관건이다. 수소경제 시대로의 진입을 앞당기기 위한 또 하나의 중요한 과제는 비용효과적인 수소공급 인프라의 구축이다. 수소는 제조, 저장, 운송 등의 단계를 거쳐 이용되므로 수소의 제조분야부터 이용분야에 이르기까지의 시스템적인 접근을 통하여 비용효과적인 수소경제 인프라를 구축 할 필요가 있다. 본 연구는 에너지경제연구원(2005년)의 연구보고서인 “수소경제의 국가비전 및 실행계획 수립 연구”에서 제시한 장기전략과 로드맵에 기초하여 수소운송에 대한 구체적인 방안을 마련하고자 한다. 이전의 연구에서는 수소의 공급과 수요 측면에 중점을 둔 반면, 수소의 공급과 수요를 연결하는 저장 및 운송에 대해서는 충분한 검토가 이루어지지 않았다. 본 연구는 수소의 분야별 기술특성 및 비용을 분석하고, 수소의 제조로 부터 이용에 이르기까지의 모든 단계를 시스템적인 관점에서 파악하여 최적 수소운송시스템을 구축하는 것을 연구주제로 선정하였다. 2. 주요 연구내용 및 방법론 가. 주요 연구내용 본 연구는 경제사회연구회가 기획연구과제로 발주한 3개년 연구프로젝트인 “수소경제 실현을 위한 기반구축 연구”의 3차년도 과제로서I 1차년도 연구과제“수소경제 실현을 위한 수소 수요량 산정 및 공급방안 연구 (2006)"와 2차년도 연구과제 “수소경제 도래에 대비한 수소공급의 시스템적 접근 (2007)"에 이어 1단계의 최종년도 연구과제로서 추진되었다. 1차년도 연구과제에서는 수소경제의 미래상에 입각한 장기 에너지믹스, 에너지공급 및 소비구조와 행태의 분석과, 목표지향적 전략에 기초한 수소필요량의 산정, 그리고 수소제조방법의 최적믹스 도출을 통한 수소시나리오를 설정하였다. 2차년도 연구에서는 1차년도 연구결과를 기초로 하여 중점 연구사항으로서 수소경제 이행을 위한 단계별, 분야별 목표설정 및 이의 달성을 위한 최적 시스템의 구축을 목표로 하여, 비용효과적 수소 제조와 운반, 저장 인프라 구축을 위한 시스템적 접근을 시도 하였다. 본 연구에서는 1, 2차년도 연구결과를 종합하여 수소경제로 이르기 위한 최적이행경로를 개발, 제시하고자 하였다. 더 나아가서 수소 경제로의 다양한 이행경로에 대한 비교분석뿐만 아니라 경로별 비용편익 분석을 통한 최적의 이행경로에 대한 대안제시도 필요하다. 따라서 본 연구는 다음과 같은 주요 내용으로 구성되어 있다. 우선, 수소경제에로의 다양한 이행경로에 대한 비용 · 효과 분석이다. 본 연구원에서 수행한 선행연구에서 제시한 수소수요량과 공급방안, 그리고 시스템 구축에 입각한 수소경제로의 이행경로 분석을 실시하였다. 다음으로, 효율적인 수소경제 이행체제 구축을 위한 해외 벤치마킹이다. 이 부분에서는 미국의 이행체제 구축을 위한 연구분석 방향 및 성과 분석과 함께 EU 및 회원국의 이행체제 구축 경로별 분석 결과, 그리고 캐나다, 일본 등의 수소경제 이행경로 구축 실태 분석이 실시되었다. 셋째, 시스템적 접근을 통한 수소경제 이행경로의 추적이다. 여기에서는 1) 수소경제 부문별 수소경제 이행 시스템 분석, 2) 수소경제의 다양한 이행경로 간 비교분석, 3) 수소경제 부문을 통합하는 이행경로의 시스템적 접근이 시도되었다. 넷째, 수소경제에로의 다양한 이행경로에 대한 비용/편익 분석이다. 비용편익분석을 위해서 수소제조 부문에서의 최적 믹스 도출과 함께 수소저장 1. Background and Research Questions It is a common view among energy experts that hydrogen economy based on fuel cell technologies will emerge as a core of the sustainable future energy system. Hydrogen can be extracted or produced from fossil fuel, nuclear power, biomass, wind, and solar energy and categorized as an energy carrier like electricity. Renewable energy's share in production of hydrogen should be raised in order to build a sustainable hydrogen economy. However, because production cost of hydrogen based on renewable energy is higher than those based on fossil fuels, it is a paramount concern whether hydrogen production cost of renewable energy can be greatly reduced by technological innovation. Another issue for an early advent of hydrogen economy is the building of a cost-effective infrastructure. Hydrogen is produced, transported, and stored until it is delivered to end-users. Accordingly, cost-effective infrastructure for hydrogen economy through systemic approach from production to application. This study aims at providing a specific approach to hydrogen transportation based on long-term strategies and roadmap suggested in the 2005 report, "A National Vision of a Hydrogen Economy and Action Plan." The previous two studies(2006 and 2007) focused on the aspect of supply and demand for hydrogen, but not really took into a serious consideration the stages of storage and transportation which connects supply sources and end-users. In this context, main theme in this study is to build-up an optimal hydrogen delivery system by taking a systemic approach to the multiple stages from production to end-users based on analyses of technical properties and costs in each sector of hydrogen application. 2. Methodology This study adopts three approaches: First, production system is categorized into central off-site and distributed on-site. Second, scenario approach to calculating regional fuel cell deployment as well as hydrogen supply by energy sources. Third, transportation plan (LP) to optimize the transportation system of hydrogen. Hydrogen production, if seen in terms of production location, can be categorized into a central off-site plant of large scale hydrogen production and a distributed on-site station. In addition, hydrogen transportation implies that hydrogen produced in a central off-site plant is delivered to end-users, that is, a hydrogen filling station. For a distributed on-site production of hydrogen, the object to be delivered is feedstock such as natural gas, naphtha, LPG, etc., but not hydrogen. The 2007 study constructed an optimization of hydrogen delivery system with hydrogen production location predetermined. Extending the scope of the 2007 research outcomes, this study includes the sources of feedstock for hydrogen production as variable factor, resulting in a more realistic model. The optimization model for the hydrogen supply system is formulated as an integer programming. The objective is to determine the schedule of the hydrogen supply locations and amounts that minimizes the total hydrogen production and transportation cost while satisfying supply and demand limits. The optimal hydrogen supply plan is obtained by applying the well-known LINGO optimization software. 3. Major Findings and Policy Implications Major findings of this study are as follow: First, the maximum hydrogen production from new and renewable energies in 2040 is estimated as 1,778 thousand tons if we adopt a cost effective hydrogen supply system. The previous study estimated the hydrogen production from new and renewable energies in 2040 was 4,502 thousand tons, but this hydrogen supply plan is difficult to achieve because of the lack of the potential domestic resources of new and renewable energies. Second, the average hydrogen supply cost by central off-site hydrogen production in 2040 is estimated as $2.69/㎏H₂, if nuclear power is included for hydrogen production. If we do not utilize nuclear

국가 에너지절약 목표와 경제부문별 추진계획 수립

심상렬,나인강,유승직,임재규,이성근,최병렬,유정식,이태정 에너지경제연구원 2001 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2001 No.-

본 연구는 에너지절약과 국민경제의 상호관계를 살펴보고 있다. 어느 특정 부문에 대한 에너지절약 정책은 해당 부문의 에너지 소비 변화를 가져올 뿐만 아니라 에너지 가격 변화, 해당 부문의 생산 변화, 이로 인한 부문간 생산요소의 재분배를 초래하여 경제 전반에 걸쳐 그 영향을 미칠 수 있다. 에너지절약 정책이 국민경제의 다른 부문에 대하여 무시못할 파급효과를 지니고 있다면 절약정책은 국민경제와의 연관성에 대한 종합적인 효과를 고려하여 수립ㆍ집행되어야 할 것이다. 본 연구는 이러한 관점을 반영하여 연산일반균형모형을 통하여 국가 에너지절약 목표의 수준, 목표달성을 위하여 중점적으로 다루어야 할 경제부문, 그리고 효과적인 정책수단을 분석하고 있다. 분석 결과, 연구개발투자를 통한 에너지절약 정책은 소득을 증가시키고 에너지 절약을 동시에 달성할 수 있는 소위 「후회없는 정책」으로 판단되어 국가에너지 절약을 위해 우선적으로 시행될 수 있는 정책이다. 연구개발을 통한 에너지절약 정책의 효과적인 경제부문은 에너지다소비산업 및 수송부문으로 분석된다. 재정융자를 통한 에너지절약 정책도 국민소득의 증대를 가져올 수 있기 때문에 후회없는 정책으로 시행될 수 있다. 다만, 재정융자를 통한 에너지절약 정책은 무역수지를 악화시킬 가능성이 존재한다. 재원이 확보되는 한, 재정융자를 통한 절약정책은 에너지다소비 이외의 산업, 수송 및 가정부문으로 상당폭 확대될 수 있을 것으로 판단된다. 에너지세를 통한 에너지절약 정책은 석유환산 톤당 절감비용이 단위 당 편익가치 약 80,000원을 훨씬 밑도는 수준으로 비용효과적인 정책이다. 그러나 현행 에너지 관련 조세규모가 상당히 높은 수준임을 고려한다면 에너지세 정책을 통해 추가 절약목표를 높게 설정하는 것은 바람직하지 않다. 자동차의 연비기준 강화 및 가정, 상업부문의 전기효율 개선정책은 해당 에너지 사용기기의 가격 인상 여부에 따라 에너지절약 정책 효과가 달리 추정된다. 연비효율 혹은 전력효율 강화정책은 자동차, 전기사용기기의 가격에 주는 영향이 아주 적을 경우에는 고려해 볼 수 있는 정책이 될 수 있다. 에너지절약 정책의 대상 경제부문은 산업, 수송, 가정, 상업 등 경제의 전부분을 망라한다고 볼 수 있으나, 대상 에너지원은 석유에 집중되어 있다. 이는 우리나라의 현 정책이 석유에 대한 수입부과금에 크게 의존 하고 있기 때문이다. 이같은 현실과 분석 결과는 천연가스에 대한 수입 부과금의 규모를 석유수준으로 상향 조정하는 것이 의미있는 정책방향 임을 우회적으로 시사한다. 결론적으로 본 연구에 의하면 에너지절약 정책 중 연구개발, 재정융자에 의한 정책이 상대적으로 우수한 정책으로 평가되었다. 에너지세와 세수환원을 통한 에너지절약 정책은 그 목표를 낮게 설정하여야 할 것이다. 그리고 에너지 효율기준을 통해 에너지절약을 달성하고자 하는 경우 가정, 상업부문보다는 수송부문의 효율향상에 초점을 맞추어 자동차의 가격이 상승하지 않도록 하여 시행하는 것이 바람직한 것으로 판명되었다. This study investigates impacts of energy saving policies on the national economy in Korea. An energy saving policy for a specific sector causes changes in energy consumption patterns of a target sector as well as the others. In addition to its positive bearing on energy consumption, such policy can change energy prices, output, employment, consumer price levels, and resources allocation in the economy. In this context, successful analyses of energy saving policies need to consider such interactions to develop and evaluate the best policy alternatives. Thus, this study employs a Korean computable general equilibrium model to analyze optimal energy saving targets, and corresponding programs for each sector in the economy. The R&D investment policy in the energy sector is the most effective one since it is projected to increase real GNP and GDP, decreasing energy consumption. The policy is accordingly considered as one of so-called no-regret policies. And, the policy is evaluated to be appropriate for the energy intensive industries and transportation sectors. The government loan program for energy efficiency improvement is also predicted to raise GNP although it may have a negative impact on trade balance. And, the policy is observed to be suitable for the transportation and household sectors. An energy saving effort with energy taxation is found to be cost-effective since its marginal cost of energy conservation is estimated to be much lower than about 80,000 won per ton of oil equivalent, the estimated benefit of energy conservation. It is recommended, however, that an additional energy tax be implemented with care, given the high level of existing energy taxes. The effectiveness of energy efficiency standards in the transportation, household, and commercial sectors varies depending on how prices of relevant energy using equipments and appliances change in response to the standards. Energy saving policies are adequately formulated and implemented for all the sectors of the economy while oil products are the most effective saving target sources of energy. This result reflects that existing energy saving policies are mainly financed from the import fee on crude oil. This implies that the import fee on natural gas can be raised to the equivalent level of that on crude oil. In summary, this study suggests that government-sponsored R&D and loan programs are the most appropriate policy options among others. Care needs to be given to an additional energy tax increase for energy saving. This study also recommends that efficiency standard schemes can be implemented when they incur no significant price change in relevant energy using appliances.

에너지ㆍ환경ㆍ경제 통합 계량경제 시뮬레이션 모형에 의한 온실가스 저감수단의 평가

부경진,최도영 에너지경제연구원 2002 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2002 No.-

본 연구는 국내에서 온실가스 배출 저감을 위해 개발된 여러 가지 정책수단을 대상으로 그 실효성을 평가하고, 그 것이 국민경제에 미치는 영향을 측정 한 다음, 각각의 저감수단의 비용효과(cost -effectiveness)를 평가하고자 하였다. 그 동안 제기된 여러 가지 저감수단과 정책들에 대한 미시적인 여러 가지 분석도구를 이용하여 교토메카니즘과 기타 정책수단들에 대한 경제분석이 이루어져 왔으며, 더 나아가서 동태적 분석을 위해 CGE 등 시뮬레이션 모형이 개발되어 정책수단에 대한 다양한 분석이 시도되었다. 이러한 시뮬레이션 분석이 대부분 수학적 모델인 CGE에 집중되어 온 것에 반해 본 연구에서는 순수 거시경제이론에 입각하여 경제주체들의 행태에 주안점을 둔 계량경제 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 시뮬레이션 모형은 에너지 모듈과 환경 모듈, 경제 모듈의 3개의 모듈로 구성되었다. 이 세 가지 모듈들은 GOP와 에너지수요, 오염물질 배출량의 연결고리 변수로 상호연결된다. 또한 시뮬레이션 모형은 40개의 추정식(stochastic equations)과 36개의 항등식 (identities)로 총 76개의 연립방정식 체계를 이루고 있다. 내생변수는 76개, 외생변수는 24개로 구성되었다. 모델의 예측력과 안정성, 즉, robustness를 판별하는 기준인 의태분석(backcasting) 결과도 아주 양호하게 나타났다. 동 모델을 이용하여 외생변수에 대한 가정과 전제를 바탕으로 2002년 부터 2020년까지 전망한 결과가 〈표 1〉에 실려있다. GDP는 2001년~2020년 기간동안 3.9%의 연평균 증가율을 보일 것으로 전망된다. 이는 우리나라의 경제구조가 향후 20년간 현재의 선진국들과 같이 상당히 안정화될 것이라는 것을 의미한다. 1차에너지 수요는 2001년에 198,285천 TOE 수준에서 연평균 2.7%의 증가율로 늘어나 2020년에는 325,925천 TOE를 기록할 전망이다. 또한 에너지부문의 CO₂ 배출은 같은 기간중 123,273천 TC에서 180,953 천TC로 2.0%의 연평균 증가율을 나타낼 것으로 예상된다. 〈표 1〉 GDP, 에너지수요 및 CO₂ 배출 전망 〈표삽입〉 이와 같은 전망을 가지고 4개의 기본시나리오와 2개의 파생시나리오, 총 6개의 탄소세 시나리오를 설정하여 정책시뮬레이션을 실시하였다. 4개의 기본시나리오는 단순히 탄소세를 탄소톤 당 5, 10, 15, 20만원을 부과하는 것이고, 파생시나리오는 10만원의 탄소세를 부과하는 경우 거둬들인 탄소세 수입을 재투자, 재투자하되 효율, 환경, 신재생에너지원에 투자하는 두 가지를 상정하였다 6가지의 탄소세 시나리오를 바탕으로 실시된 정책시뮬레이션 분석으로부터 얻은 몇 가지 중요한 발견사항은 다음과 같다. 첫째, 탄소세의 에너지소비, CO₂ 배출량 저감 및 경제손실은 〈표 2〉와 같다. 〈표 2> 탄소세의 에너지소비, CO₂ 배출량 저감 및 경제 효과 〈표 삽입〉 둘째, 현재 일반적으로 인식된 것처럼 연료의 탄소함량에 비례하여 탄소배출량이 저감되기는 하나 오히려 연료가격에 반비례하여 연료별 탄소배출량이 저감되는 것으로 나타났다. 예를 들면, 석탄의 탄소함량이 다른 연료에 비해 월등히 많기는 하나 더 중요한 것은 석탄의 가격이 다른 에너지원에 비해 1/3 또는 1/4 수준에 머무르고 있다는 점이다. 동일한 탄소세를 부과하면 가격상승효과는 석탄의 경우 가격이 상대적으로 높은 타 연료에 비해 훨씬 확대되어 나타난다. 셋째, 탄소세의 인상에 따라 이산화탄소 배출량이 저감규모가 체감하는 현상을 보인다. 다시 말하면, 탄소세를 두배로 인상하여도 이산화탄소 배출량이 두 배로 줄지 않는 다는 것이다. 이는 어디까지나 모델의 구조적 특성, 즉, 추정식의 형태에 기인하는 것이다. 즉, 대부분의 에너지원별 수요를 추정하는 회귀식(regression equations)이 로그-로그(log-log) 형태를 취하고 있고, 또한 가격변수의 계수(가격탄력성)가 1이하를 취하고 있기 때문에 가격이 오를수록 수요감소폭은 체감하게 된다. 넷째, 탄소세를 부과함에 따라 에너지 원단위(energy intensity)도 장기적으로 저감되는 현상을 보인다. 이러한 현상은 에너지원단위에만 국한되지 않고 단위에너지 당 탄소배출량인 탄소배출계수도 점진적으로 감소하고 있다. 이는 본 시뮬레이션 모델 디자인에서 의도된 것은 아니나 에너지소비자의 탄소함량이 높은 연료로부터 탄소함량이 낮은 연료로의 자발적 선택으로 유인된 탄소배출계수의 감소현상으로 간주될 수 있을 것이다. 다섯째, 1997년도 교토의정서(Kyoto Protocol)의 부속서 1 국가(Annex 1 countries)에게 의무화된 1990년도 탄소배출량 안정화는 현재 우리의 국가 경제구조상 감당하기에는 너무 크기 때문에 고려대상에서 제외하였다. 그럼에도 불구하고, 머지않아 직면하게 될지 모를 제2차 의무기간(2013-2017)에 개도국에 대한 감축의무에 대응하기 위해 2000년 안정화를 가정하면, 이는 탄소톤 당 10만원 내외의 탄소세 부과를 통해 가능하다. 여섯째, 모델구조의 특성에 기인하는 것이지만 본 연구에서의 탄소세의 경제적 충격은 비교적 큰 것으로 나타났다. 특히 GDP와 관련 지표, 즉, 최종소비, 개인소득, 투자, 수출에 미치는 영향은 0.2-0.3 정도의 탄성치를 가지고 상당히 높게 나타났다. 이러한 경제적 손실은 탄소세를 재투자함으로써 상당부분(50% 이상) 회복되는 것으로 나타났다. 마지막으로, 탄소세를 에너지절약이나 효율향상, 환경개선, 더 나아가서 신ㆍ재생에너지에 투자하는 경우 추가적인 이산화탄소 배출 저감은 물론 기타 대기오염물질의 배출저감 효과가 나타났다. 탄소세의 1/10 만을 관련분야에 투자한 경우 3% 포인트의 추가 이산화탄소 배출 저감을 시현하였으며, 만약 투자비율을 늘린다면 그 효과는 더욱 높아질 것으로 기대된다. This study assesses the effectiveness of GHG mitigation measures, measures their impacts on national economy, and evaluates the cost-effectiveness of each measures. A number of modeling efforts, most of which are computable general equilibrium (CGE) techniques, have been made for dynamic analysis of policy measures to mitigate GHG emissions. CGE models, however, fails to incorporate economic behaviors into their model structure, overly relying on mathematical relations. In this study, dynamic simulation model, based on macro-economic and econometric theories, was developed. This empirical simulation model investigates the ways in which energy, environment, and economy interact as well as evaluates the impacts of GHG mitigation measures on energy consumption, environment, and macro-economic indicators. The simulation model is composed of three modules: an energy module, an environmental module and an economic module. Each module consists of identities as well as stochastic equations, totalling 76 equations (40 stochastic equations and 36 identities). To test the predictive accuracy and stability of the model which indicate a model’s robustness, mean absolute percentage error (MAPE) is employed as a back casting technique. Version 4.1 of Eviews was the modeling software program chosen for this effort. The result of backcasting, MAPEs were within an acceptable range for most of edogenous variables. Using this model and assumed values for exogenous variables, forecasting was conducted for endogenous variables. GDP was projected to increase at a relatively slow annual growth rate of 3.9% between 2001 and 2020. Total energy consumption and CO₂ emissions in 2020 are predicted to be 325.9 million TOE and 181.0 million TC, respectively. These results are comparatively consistent with those other major studies (KEEI, 1998, and 2000)These forecast provides a reference case (or baseline) for the ensuing policy simulation. 〈Table 3〉 Projected GOP, Energy Demand, and CO₂ Emissions 〈표 삽입〉 Because the model is grounded on economic structural behaviorism, the dynamic nature of the current economy is effectively depicted and simulated through manipulating exogenous policy variables. This macro-economic model is used to simulate six major policy interventions. This study considers only carbon tax for scenario analysis. Four basic scenarios and two derived scenarios were constructed: namely, 1) 50,000Won/TC, 2) 100,000Won/TC, 3) 150,000 Won/TC, 4) 200,000Won/TC, 5) 100,000/TC with reinvestment of tax revenue, 6) 100,000Won/TC with reinvestment of tax revenue in energy efficiency, conservation, environmental improvement, and renewable energy R&DD. 〈Table 4〉 Impact of Carbon Tax on Energy, CO₂ Emissions, and Economy 〈표 삽입〉 Major findings from this policy simulation are: 1) impact of carbon taxes in proportion with the relative price of each fuel as well as the carbon content of each fuel.; 2) reduction rate in CO₂ emissions is shriking as carbon tax increases; 3) carbon tax reduces the energy intensity as well as carbon intensity (carbon coefficients); 4) CO₂ emissions stabilization of 2000 (the most likely CO₂ emissions reduction requirement for Korea in Kyoto Protocol) could be achieved with 10,000Won/TC; 5) economic loss by carbon tax could be partially made up for through reinvestment of carbon taxes into energy efficiency and renewable energy programs.

新 고유가 대응전략 연구

이달석,최성희,오세신,김영덕 에너지경제연구원 2007 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2007 No.-

1. 연구의 필요성 및 목적 1970년대 두 차례 석유위기 이후 1980~90년대 비교적 안정되어 있던 국제 원유가격은 2003년 이후 지속적인 상승세를 보였다. 우리나라를 비롯한 아시아지역 원유 판매가격의 기준인 중동산 두바이유의 연평균 가격은 2002년 $24/배럴에서 2006년 $62/배럴로 2.6배나 상승하였고 2007년 들어서도 상승세를 이어가고 있다. 그런데 최근 수년간의 원유가격 상승의 양태는 1970년대의 석유위기 때나 1990년 걸프전쟁 때의 그것과는 큰 차이를 보이고 있다. 즉, 과거의 급격한 유가 상승은 세계적으로 석유의 소비를 위축시키면서 일정 기간 이후 가격이 하락하였으나, 최근의 유가 상승은 소비 둔화를 유발하지 못하면서 장기간 지속되고 있다. 한편, 최근의 유가 상승은 경제에 미치는 영향이 과거에 비해 현저히 감소한 것으로 보인다. 1970년대 두 차례의 석유위기를 경험한 이후 유가 상승은 인플레이션의 주요 원인으로 인식되어 왔고, 유가 상승으로 인한 에너지비용의 증가는 경제성장을 위협하는 가장 큰 원인으로 인식되어 왔다. 그러나 계속되는 유가 상승에도 불구하고 최근의 세계 경제지표는 매우 안정되어 있다. 이처럼 1980~90년대의 저유가를 거쳐 다시 도래한 ‘新고유가’는 그 양태와 경제에 미치는 영향이 과거의 고유가와는 다르게 나타나고 있다. 따라서 이러한 신고유가에 대한 효과적인 대응전략을 마련하기 위해서는 우선 그 특성에 대한 면밀한 검토가 필요하다. 본 연구는 「新고유가 대응전략」의 제 1차년도 연구로서 신고유가의 원인을 분석하고 유가 상승의 국민경제적 파급효과를 분석하는데 중점을 두었다. 신고유가의 원인 분석을 위해서는 유가에 영향을 주는 각종 요인별 검토를 행하였다. 유가 상승의 파급효과 분석을 위해서는 유가-경제 관계에 관한 이론적 검토를 토대로 신고 유가의 세계경제에 대한 영향과 우리 경제에 대한 영향을 각종 경제지표를 통해 분석하였다. 이어서 거시계량경제모형을 이용한 모의실험을 실시하여 유가 상승의 주요 거시경제변수에 대한 영향과 업종별 산업생산, 에너지원별 소비에 대한 영향을 정량적으로 계측 하였다. 또한 이러한 분석결과를 바탕으로 신고유가에 대한 정부의 정책대응 방향을 제시하였다. 2. 주요 연구내용 및 결과 먼저 최근 수년간의 유가 상승, 즉 신고유가의 원인은 과거의 고유가와는 다른 특성을 가지고 있다. 과거의 고유가 상황은 대부분 산유국에서의 정치적 불안, 군사적 충돌 및 에너지 공급시설에서의 사고로 인한 석유의 공급교란과 그로 인한 일시ㆍ단기적인 가격의 상승이었다. 이와 같은 공급교란에 의한 급격한 유가 상승은 소비감소를 유발하고 공급이 정상적으로 돌아오면 가격이 곧바로 하락하였다. 그러나 신고유가 상황은 기본적으로 중국을 비롯한 개도국의 높은 경제성장과 세계 경기회복으로 인한 수요의 급증에 기인한 것이어서 유가 상승이 장기간 지속되고 있다. 물론 세계 석유수요 급증의 이면에는 석유수출국기구(OPEC)의 여유생산능력 부족이라는 공급측면의 불안이 유가 상승의 주요한 원인이 되고 있다. 즉, OPEC의 여유생산능력이 부족하다는 것은 공급차질이 발생했을 때 이를 대체할 여력이 없다는 것이어서 원유구매자들의 우려가 가격을 상승시키는 요인으로 작용한다. 여기에 더해 2000년 이후 발생한 일련의 지정학적 사건과 기후 여건도 시기에 따라 유가 상승의 주요 원인이 되었다. 원유가격 상승의 요인으로서 논란의 대상이 되어온 정제시설 부족과 투기자금의 역할에 대한 본 연구의 검토 결과는 다음과 같다. 우선 정제시설 병목 현상이 원유가 상승에 미치는 영향은 매우 제한적이라고 판단된다. 국제 선물시장에서 정제시설 병목 현상으로 석유제품가격이 상승할 경우 석유제품가격과 원유가격 사이의 가격 스프레드가 급격히 벌어진다. 이와 같은 상황에서 투기세력은 고평가된 석유제품을 매도하고 저평가된 원유를 매수하는 투기적 수요가 발생하며, 이 과정에서 원유 선물가격도 상승할 수 있다는 것이다. 하지만 이러한 투기적 요인은 제한적이거나 일시적이다. 또한 공급카르텔인 OPEC이 독점적 영향력을 행사한다면 OPEC은 정제능력 부족에 의한 제품가격 인상을 곧바로 원유가격에 반영할 수 있을 것이다. 그러나 현재 OPEC이 국제 석유시장에서 원유가격 결정에 독점적 영향력을 행사한다고 볼 수는 없다. 투기자금의 역할에 대해서는 선물시장의 구조상 투기자금이 독립적으로 가격상승을 유발할 여지는 미약하다고 판단된다. 현물시장이 불안하면 헷져들이 위험을 회피하기 위해 선물시장에서의 매도를 늘리고, 투기자들은 헷져들의 이러한 위험을 기꺼이 인수하기 위해 매입이 늘어나는 상황에서 가격상승이 반영되는 것일 뿐, 선물시장의 투기자가 독자적인 행동으로 매입을 늘리고 가격상승을 선도하는 것은 아니기 때문이다. 실증적 분석에서도 투기자본이 가격을 선도하는 가설은 검정결과 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났다. 다음으로 신고유가의 경제적 영향은 과거 고유가의 경제적 영향에 비해서는 상대적으로 감소하였다. 세계경제가 과거에 비해 유가 충격의 영향을 적게 받게 된 이유는 몇 가지로 구분해 볼 수 있다. 첫째, 최근의 유가 상승은 1970년대 석유위기 때에 비교하여 완만하게 상승함으로써 가계와 기업이 고유가에 적응할 수 있는 시간적 여유를 갖게 하여 경제활동에 대한 피해가 감소하도록 하였다. 둘째, 실질 원유가격은 아직 2차 석유위기 때의 가격수준에 미치지 못하였다. 셋째, 산업구조가 에너지 저소비형으로 이행되고 에너지 효율이 향상됨에 따라 세계경제의 에너지 및 석유집약도가 낮아졌다. 넷째, 세계화의 진전으로 제조업 관련 기업이 중국의 저임금 노동력을 활용하여 임금인상 압박이 줄었고 중국이 저렴한 상품을 세계시장에 공급하면서 세계적으로 인플레이션 압력이 완화되었다. 그러나 유가 충격의 경제적 영향을 과소평가하기에는 위험요소가 많다. 그것은 지속적인 유가 상승이 소비심리나 투자심리를 악화시키는 경우 불황으로 급격하게 전환될 수 있다는 점I 미국 등에서 가계의 채무부담이 커지고 있어 유가 상승의 소비지출에 대한 영향을 심화시킬 수 있다는 점, 그리고 중국경제가 위축되면 유가 상승을 초래한 석유수요의 둔화로 석유가격은 하락하겠지만 세계 경제성장의 동력이 제거될 수 있다는 점 등이다. 우리 경제도 세계경제가 유가 충격의 영향을 적게 받게 된 것과 같은 이유로 신고유가의 경제적 영향이 아직은 크게 나타나지 않고 있다. 그렇지만 에너지집약도나 석유집약도의 감소로 인한 유가 영향의 둔화라는 측면에서는 선진국의 상황과 다소 차이가 있다. 즉, 1970년대의 석유집약도와 2000년대의 석유집약도는 그 크기 면에서 크게 줄지 않았다는 것이다. 다만, 그 추세가 1970년대에는 상승 추세였으나, 2000년대에는 하락 추세라는 점이다. 따라서 유가 영향의 둔화가 석유집약도의 변화에 기인한다면, 그것은 석유집 약도의 크기에 의한 것이라기보다는 석유집약도의 변화 추세에 의한 것이라고 할 수 있다. 우리나라 에너지집약도는 2000년대가 1970년대에 비하여 높다. 이는 유가 영향의 둔화가 에너지집약도와는 무관할 수 있음을 의미한다. 그리고 석유집약도는 최근 들어 낮아지고 있지만 타 에너지원의 집약도는 오히려 증가하고 있음을 의미한다. 다시 말해서 GDP 백만원을 생산하기 위하여 석유는 적게 사용하고 있지만 전체 에너지 사용이 줄어들지 않았다는 것이다. 결국 2000년대 유가 충격의 영향 축소는 에너지 이용효율의 향상이 아닌 석유에서 석탄, 가스, 원자력 등 다른 에너지원으로의 대체에 의한 것이라고 볼 수 있다. 거시계량경제모형을 이용한 유가 상승의 경제적 파급효과를 계측한 결과는 다음과 같다. 원유가 상승이 주요 거시경제변수에 미치는 영향은 원유가 10% 상승 시 GDP는 0.25%p 감소하고 소비자물가와 생산자물가는 각각 0.03%p, 0.17%p 상승하는 것으로 나타났다. GDP에 미치는 영향은 내수부문 보다는 대외부문의 영향이 상대적으로 커서, 내수가 0.21%p 감소하고 순수출이 0.70%p 감소하는 것으로 나타났다. 또한 내수부문 1. Research Purpose After the two oil crises that occurred in the 1970s, the international price of crude oil was relatively stable in the 1980s and 1990s. Since 2003, however, it has begun to increase consistently. The yearly average price of Dubai oil from the Middle East, which is marker price of crude oil in Asian market, including Korea, increased 2.6 times, from US$24/barrel in 2002 to US$62/barrel in 2006, and it has continued to increase in 2007. The trend of the skyrocketing price of crude oil in the last several years has a huge difference, however, from the circumstances of the oil crises in the 1970s and the Gulf War in 1990. The rapid rise of the price of oil in the past caused global oil consumption to shrink, and the price of oil fell after some time. The recent rise of the price of oil, however, is not affecting global oil consumption at all and may thus persist for a longer time. Meanwhile, the impact on the economy of the recent rise of the price of oil appears to be considerably weaker than that in the past. In the two oil crises that occurred in the 19705, the rise of the price of oil was considered a major factor in inflation, and the increase of energy expenses due to the rise of the price of oil was also recognized as the biggest threat to continued economic growth. At present, however, despite the continually rising price of oil, the global economic index is very stable. As such, the new high-oil-price era, which emerged after the low-oil-price periods in the 1980s and 1990s, is very different from the past high-oil-price period. Their effects on the global economy are likewise different. Therefore, the characteristics of this new era should be examined closely so that effective countermeasure strategies could be proposed. In its first year, this study on the countermeasure strategies in the new high-oil-price era concentrated on an analysis of the causes of the rise of the price of oil and its far-reaching effects on the Korean economy. Towards that end, the study investigated various elements that affect the price of oil. Moreover, the effects of the new high-oil-price era on the global and Korean economies were identified based on theoretical literature on the oil price-economy relationship and various economic indices. This was followed by a shock simulation, using the macroeconometric model, where the effects of the rising price of oil on the major macroeconomic variables, on industrial production by business, and on energy consumption were quantitatively measured. Based on the results of such analyses, a policy direction was proposed for Korea to allow it to cope with the continuing rise of the price of oil. 2. Major Contents and Results The causes of the rise of the price of oil in the recent several years, or of the new high-ail-price era, are different from those of the past high-ail-price era. The rise of the price of oil in the past was caused mainly by political instability and limited oil supply due to accidents or military conflicts in and around the energy supply facilities of the oil-producing countries. The resulting rise in the price of oil then was thus temporary and short-term. Furthermore, the rapid rise of the price of oil then led to a global oil consumption reduction, and when the supply reverted to its normal state, the price of oil almost immediately fell. The persistent rise of the oil price during the recent years, however, is fundamentally due to the rapid economic growth in developing countries such as China, and to the soaring demand for oil due to the recovery of the global economy. As such, the rise of the oil price may continue for a long time. The current soaring global demand for oil is accompanied by global anxiety on account of OPEC's inability to produce enough oil to meet such global demand. This means that when the amount of oil that is available does not meet the demand, OPEC does not have the ability to provide an alter

저탄소 경제시스템 구축 전략 연구

김수이,유승직,오인하,조경엽 에너지경제연구원 2008 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2008 No.-

1. 연구필요성 및 목적 기후변화협상과 교토의정서를 통해 전세계는 당면한 지구 온난화를 극복하기 위해 노력하고 있다. 특히 2012년 이후 선진국의 의무부담에 대한 협상이 UNFCCC(United Nations Convention on Climate Change) 차원의 특별작업반(Ad hoc Working Group)을 통하여 진행 되고 있으며, 2012년 이후 기후변화 대응 체제 구축을 위한 선진국과 개도국 등 모든 당사국들이 참여하는 '기후변화협약 이행 증진을 위한 기후변화에 대응한 장기협력 대화 채널'(Dialogue on long-term cooperative action to address climate change by enhancing implementation of the Convention)이 가동 중에 있다. 지금까지의 기후변화협상에 의하면 우리나라는 non-Annex Ⅰ 국가로서 현재 온실가스배출량 감축의 의무부담국(Annex Ⅰ 국가)에 속해 있지 않지만, 향후 협상 여하에 따라 의무부담국에 편입되거나 자발적 감축량을 설정하는 등 실질적인 온실가스 감축 정책을 추진해야 할 것으로 보인다. 한편 세계 10위의 온실가스 배출국인 우리나라도 온실가스 배출을 줄일 수 있는 경제시스템으로의 전환이 필요하다. 유럽 수출자동차, 항공운항 등에서는 직접적인 규제가 가시화되고, 국제회의 등에서는 자축 수출제품의 국제경쟁력을 고려하여 비 온실가스 감축의무부담국으로부터 수입하는 제품에 대한 규제의 펼요성 및 방안이 논의되고 있다. 이에 따라서 저탄소 경제시스템 구축을 통하여 지속적인 경제성장을 유지하고, 에너지 비용을 낮춤으로써 산업의 경쟁력을 제고하고 삶의 질을 높일 수 있는 경제-사회-환경 구축이 필요하다. 그리고 국내경제에 미치는 영향을 최소화하는 동시에 삶의 질을 높이는 효과를 극대화하기 위해서는 사전에 중장기적 저탄소 경제로의 이행에 관한 목표와 전략을 수립하여 이를 지속적으로 평가하며 이행해야 한다. 저탄소형 경제시스템으로의 이행에 따른 기회비용 최소화를 위해서는 선진국들의 저탄소 경제로의 전환을 위한 정책목표, 추진전략, 기술개발 등을 분석하여 우리나라의 현실에 적합한 합리적인 정책대안을 발굴해야 한다. 또한 저탄소형 경제시스템으로의 전환에 따른 소득, 고용, 물가, 국제수지의 변화 등과 같은 경제적 파급효과를 분석하여 효율적이고 경제적 비용을 최소화할 수 있는 정책대안도 발굴해야 한다. 본 연구는 우리나라 경제시스템을 반영한 상향식, 하향식 경제모형에 적용 가능한 우리나라의 저탄소 경제시스템 전환목표, 이행정책 등에 관한 시나리오를 설정하여 이를 반영한 에너지 정책의 기본 방향을 설정하고자 한다. 우리나라 산업구조의 특성, 에너지의 높은 해외의존도, 국내 에너지자원 개발계획, 국내의 오염물질 저감을 위한 환경규제정책, 에너지자원기술개발 및 투자 정책 그리고 이러한 산업 구조, 정책의 변화에 대한 예측치를 반영하여 우리나라의 특성에 부합할 수 있는 저탄소경제시스템에 대한 실체를 규명한다. 한편 해외 선진국들의 저탄소 경제로의 이행을 위한 목표설정, 추진전략 등에 대한 사례분석을 통하여 우리나라에 적용 가능한 목표 및 정책에 대한 시사점을 도출한다. 그리고 지속적인 경제성장과 비용효과적인 저탄소 경제로의 이행을 위한 에너지효율 개선기술, 온실가스와 오염물질 감축기술 등의 개발, 보급에 대한 실증 분석을 통하여 향후 예상되는 기술개발에 대한 효과를 분석한다. 이와 더불어 국내외 온실가스 감축, 에너지효율 개선 등의 기술개발에 대한 국제 동향 및 전망자료 둥을 활용하여 기술개발의 방향 및 이로 인한 저탄소 경제로의 전환비용 저감효과 등을 추론한다. 저탄소 경제시스템의 목표, 이를 달성하기 위한 정책대안에 관한 시나리오를 설정하여 상향식-하향식 경제모형에 적용할 수 있는 기반을 구축한다. 이를 위해서 저탄소 경제시스템 구축 관련 기술의 개발 동학을 설정하고 이를 하향식 및 상향식 모형에 적용할 수 있도록 구체적인 저탄소 시나리오를 산출한다. 내생적 경제성장모형에서의 기술의 역할에 대한 이론적ㆍ실증적 자료를 검토하고 기술개발의 내생화에 대한 실증적 관계를 규명한다. 즉 기술진보을 반영한 일반균형 모형을 구축하며, 이에 따른 경제적ㆍ사회적 비용효과를 추정한다. 2. 주요 연구내용 우리나라의 저탄소 정책은 배출구조에서 보듯이 에너지, 산업공정, 농업, 폐기물 등 부문별로 이루어진다. 그러나 에너지 연소에서 나오는 배출량이 전체 배출량의 84.3%를 차지하고 있어 실질적인 온실가스 배출량 저감 정책은 에너지 정책에 초점을 맞추어야 한다. 이는 EU와 일본의 사례에서도 마찬가지이다. 에너지 부문에 대한 대책은 크게 에너지공급에 대한 대책과 에너지수요에 대한 대책으로 나누어질 수 있다. 에너지공급은 발전부문의 에너지 믹스 구조를 향후에 어떻게 저탄소 구조로 가져가느냐가 관건이다. 이를 위해서 ED와 일본은 재생에너지의 비율을 목표연도까지 향상시키는 정책을 취하고 있다. ED는 2020년까지 20%로 확대하며, 일본은 향후 핵발전, 신재생에너지, 바이오매스 등을 확대할 계획이다. 에너지수요에 대한 대책은 부문별로 이루어질 수 있다. 에너지수요는 산업부문, 수송부문, 가정 및 상업부문 등으로 나누어진다. 산업부문은 EU의 경우에는 배출권거래제를 통해서 배출량을 규제하고 있으며, 일본의 경우에는 직접적인 배출량 규제보다는, 에너지수요구조 변화(석탄, 석유 등 고탄소 연료에서 가스, 전력, 바이오매스 등 저탄소 연료로의 전환), 에너지 효율 향상, 산업구조조정(에너지 다소비 산업에서 에너지 저소비 산업으로의 전환, 즉 서비스 산업의 확대) 등의 정책을 취할 계획이다. 수송부문은 EU의 경우에는 승용차에 대한 배출량 규제, 연료에 대한 세제 등 저탄소 정책을 추진 중이거나 계획 중에 있다. 일본의 경우에는 에너지수요의 다변화(수소자동차, 바이오연료, 전기자동차 등의 확대), 에너지 효율 향상, 이동처리축소(압축 도시 등 주거환경 개선을 통한 에너지 소비의 감소) 등의 정책을 추진할 계획이다. 가정 및 상업부문에서는 EU는 빌딩의 에너지 효율 향상 및 절약 등의 정책을 통해서 에너지수요를 줄일 계획이다. 일본도 이 부문에서는 고단열 건축 및 재건축, BEMS(Building Energy Management System) 등 에너지효율 향상 및 절약 정책을 통해서 배출량을 줄일 계획이다. 한편 저탄소 경제시스템을 구현하기 위해서는 에너지 수급에 대한 다양한 정책 및 조치뿐만 아니라 관련 기술개발에 의해서도 온실가스를 저감할 수 있다. IEA가 전망한 바에 의하면, BLUE Map시나리오에서는 2050년까지 현재 전 세계 온실가스 배출수준의 절반으로 온실가스 배출량을 감축시킬 수 있다. [그림 Ⅲ-21]에 의하면 BlUE Map시나리오에서의 온실가스 감축에서는 최종 연료 효율이 24%, 최종 전력 효율이 12%, 연료전환이 11%, 발전효율과 연료전환이 7%, 신재생에 21%, 핵연료 6%, CCS 관련기술 적용이 19% 기여한다. 그러나 이러한 기술이 실현되기 위해서는 전 세계적으로 13조 2,000억에 서 15조 8,100억 원의 RDD&D(Research Development & Diffusion)의 기술개발자금이 필요하다. 한편 본 연구에서는 우리나라의 에너지효율에 대한 투자와 에너지 효율과의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과에 의하면 합리화 투자액이 1% 증가하면 에너지원단위는 약 0.233% 개선되는 것으로 추정 되었다. 그리고 감가상각률 10% 기준으로 합리화 자본스톡이 1% 증가하면 에너지원단위는 약 0.131% 감소하는 것으로 나타나며, 감가 상각률 15% 기준으로 합리화 자본 스톡이 1% 증가하면 에너지원단위는 약 0.155% 감소하는 것으로 나타났다. 향후 연구에서는 이러한 분석결과를 토대로 기술개발 효과성이 온실가스 저감 정책과 결합할 때 경제에 미치는 영향을 분석할 것이다. 기술진보가 얼마나 온실가스 감축 정책의 경제적 비용을 감소시킬 수 있는가에 대해서는 일반균형분석을 통해서 살펴보았다. 기 1. Research Purpose Through a series of climate change negotiations and the Kyoto protocol, great efforts have been made worldwide to address the issue of global warming. In particular, The negotiations on post 2012 further commitments for developed countries has been continued through the Ad Hoc Working Group on Further Commitments for Annex Ⅰ Parties under the Kyoto Protocol(AWG-KP). In addition, Ad Hoc Working Group on Long-term Cooperative Action under the Convention(AWG-LCA) by enhancing the implementation of the Convention attended by all the nations concerned including developed countries and developing countries to establish the scheme for addressing climate change by 2012 is now in operation. Based on the climate change negotiations to date, Korea is currently exempted from the obligation to reduce greenhouse gas(GHG) emission as a non-Annex Ⅰ party. Sooner or later, Korea is expected to promote a substantial greenhouse gas reduction policy since it is likely to be classified as an Annex Ⅰ nation depending on the negotiations in the future or obliged to take a preparatory step toward cutting down its emission volume voluntarily. On the other hand, as the 10th largest producer of greenhouse gas, Korea needs to adopt an appropriate economic system that can reduce the emission of greenhouse gas. In this situation, for the automobiles exported to Europe, air transportation, etc., direct control is visualized. Furthermore, in international conferences, etc., the necessity and method of regulation of goods imported from non-Annex Ⅰ parties are discussed considering the international competitiveness of their own exported products. Therefore, there is a need to maintain continued economic growth through the low-carbon economic system and establish an economy-society-environment system that can improve the competitiveness of the industry and enhance the quality of life by lowering the energy cost. To minimize the influence on the domestic economy as well as maximize the effect of raising the quality of life, establishing the objective and strategy related to the shift to the mid-/long-term low-carbon economy and assessing/ implementing it successively are inevitable. Minimizing the opportunity cost in accordance with the shift to the low-carbon economic system requires exploring an alternative policy that is appropriate and reasonable for the reality of Korea by analyzing the status of advanced nations in terms of their policy objective, strategy promoted, technical strategy, etc., vis-a-vis the low-carbon economy. Furthermore, exploring an alternative policy that can minimize the economic cost by analyzing the economic ripple effects such as changes in income, employment, price, international balance of payments, etc., is essential. Therefore, this study sought to establish a scenario concerning the objective and implementation policy of Korea to shift to the low-carbon economic system applicable to the Bottom-up & Top-down Economic Models reflecting the economic system of Korea as well as the basic direction of the energy policy reflecting such. Furthermore, it aimed at exploring the substance of the low-carbon economic system that can adapt itself to the characteristics of Korea by reflecting the nature of the nation's industrial structure, high energy dependence on foreign sources, nation's plan to develop energy resources, policy of environment control to reduce domestic pollutants, policy for development and investment related to energy resource technology, and prediction of changes in these industrial structures and policies. In addition, this study intended to draw implications related to the objective and policy applicable to Korea through an exemplary analysis of the objective setting, strategy promotion, etc., of advanced nations vis-a-vis their low-carbon economy and analyze further the effect on the expected technical development in the future through an actual analysis of energy

수소경제 이행에 따른 경제적 파급효과 분석

배정환,조상민,조경엽 에너지경제연구원 2006 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2006 No.-

1. 연구 배경 및 목적 지난 2005년에 ‘수소경제 국가비전 및 실행계획 수립 연구’를 통해 수소에너지가 향후 2040년까지 어떤 경로로 보급될 것인지에 대한 로드맵이 수립되었다. 이 연구결과에 의하면 최종에너지 수요 대비 수소에너지의 비중을 2040년까지 15%로 늘리기 위해서는 총 207조원의 투자가 필요할 것으로 추정되었다. 이에 따라 연관산업에 미치는 파급효과를 투입산출모형을 이용하여 분석하였으나, 투입산출모형은 투입산출계수에 기초한 경제적 파급효과만 분석할 뿐 기회비용, 최적화 행위, 부문간 균형조건 등을 고려하지 못하여 파급효과를 과다추정하는 경향이 있다. 본 연구에서는 이러한 산업연관분석기법의 한계를 극복하고자 동태 CGE(Computable General Equilibrium) 모형을 개발하여 2040년까지 수소에너지 보급에 따른 거시경제적 파급효과를 분석하고자 하였다. 본 연구는 수소기술의 차별적인 특성들을 모형에 자세히 반영하기 위해 수소 및 연료전지 기술이 프런티어 기술로서 갖는 특성들인 학습효과 (learning effect)와 에너지원간 상보성(complementarity)을 고려하였고, ‘수소경제실현을 위한 수소수요량의 산정 및 공급방안’(에너지경제연구원, 2006)에서 제시된 수소기술의 기준안상의 보급경로를 감안하였다. 또한 수소기술의 영향을 가장 많이 받는 수송부문 및 발전부문을 부각시키고자 이들 부문을 모형 내 생산함수에서 분리하여 수소, 화석에너지 및 신재생에너지원간 대체관계를 설정하였다. 또한 수소부문을 신재생에너지 부문과 별도 부문으로 취급하여 분석하였고, 에너지경제연구원에서 최종에너지 수요를 2040년까지 예측한 자료를 기준안으로 하였다. 이러한 특성들을 반영한 모형을 통해 수소기술 보급에 따라 에너지 부문 및 비에너지부문의 산출, 소비, 투자, 수출입, GNP 등에 어떤 영향을 미칠 것인지 분석하였다. 2. 주요 연구내용 프런티어 기술로서 수소생산 및 연료전지기술의 주요 경제적 특성으로는 학습효과와 에너지원간 상보성이 거론되었다. 이러한 학습효과와 상보성은 에너지 믹스 및 에너지 빈티지(공급기간) 설정에 주요한 역할을 하는 것으로, 본 연구의 주요 방법론인 동태 CGE 모형의 주요 가정으로 설정되었다. 신기술이 갖는 학습효과 및 상보성에 관한 이론적, 경험적 선행연구 결과에 따르면, 학습효과로 인해 신기술의 생산비용은 체감하지만 이러한 긍정적 외부효과(positive externality)를 향유하기 위한 목적으로 타 기업들이 무임승차(free-riding)하려는 경향으로 인해 사회 전체적으로 바람직한 수준의 신기술 보급이 이루어지지 않는다는 문제가 제기되었다. 이에 Rivers and Jaccard(2006)는 학습효과가 갖는 긍정적 외부효과를 제어하고자 정부가 개입될 필요가 있고, 가장 효과적인 개입수단이 무엇인지 연구하였다. 이들의 연구결과에 따르면 경제적 유인정책이 규제정책보다 항상 우월한 것으로 나타났으나, 재생가능의무할당제(Renewable Portfolio Standard: RPS)와 같이 경제적 유인과 규제정책이 혼합된 정책이 더 효과적일 수 있으며, 효율성 측면이 아닌 정치적 수용성과 같은 기준에 의하면 양 정책의 효과에 근소한 차이가 있는 한 오히려 규제정책이 선호될 수 있음을 주장하였다. 한편 Mulder et a1.(2003)은 신기술의 효율성이 높음에도 불구하고 기업이 도입을 지연시키고 효율성이 낮은 기존기술을 고수하는 이른바 ‘에너지효율의 역설’ 현상을 설명하기 위해 과도한 초기투자비용이 주요 요인이라는 Jaffe and Stavins (1994) 및 Jaffe et a1.(1999)의 연구에 대해 상보성과 학습효과를 주요인으로 꼽았다. 즉 기업은 다양한 빈티지를 갖는 에너지 기술을 적정하게 믹스함으로써 외부환경에 보다 유연하게 대처할 수 있다는 것이다. 또한 기술 교체로 인해 기존기술이 갖고 있던 학습효과가 상쇄됨으로 인한 생산성 저하문제를 해결하기 위해 신기술도입이 점진적으로 일어난다는 것이다. Isoard and Soria(2001)의 연구는 규모의 경제와 학습효과가 상호작용하여 신기술 시장 확산 정도를 결정함을 보여준다. 규모의 경제효과는 장기생산비용곡선 상에서 움직이고, 학습효과는 장기생산비용곡선 자체를 하방 이동시킨다. 이러한 전제에 기초하여 태양광과 풍력에너지기술의 학습효과를 계량적으로 추정하였다. 그 결과 신기술은 규모의 불경제효과가 학습효과를 상쇄하기 때문에 신기술 시장 확산이 지연되는 것으로 추정되었다. 따라서 시장 확산을 촉진하기 위해서는 정부의 신기술지원정책을 통해 ‘공표효과’를 유발시킴으로써 시장 확산을 유도해야함을 주장하였다. 다음으로 이상과 같은 상보성 및 학습효과를 감안한 동태 CGE 모형을 구축하여 수소경제 이행에 따른 국민경제적 파급효과를 분석하였다. 분석에 사용된 동태 CGE 모형은 ‘Ramsey type’으로서 의사결정주체는 미래에 대해 완전한 예측을 할 수 있고, 미래에 불확실성이 존재하지 않는다고 가정하였다. 따라서 불확실성의 문제가 개입될 경우 모형을 수정하여야 한다. 본 모형은 다음과 같은 특징들을 갖고 있다. 우선 내생적 성장모형을 가정하고, 불완전 경쟁시장에 기반한 기술 투자가 경제 성장을 견인하고, 그 과정에서 에너지는 생산요소로서 다양한 종류가 수요되는 모형구조이다. 이러한 특성과 더불어 빈티지 모형을 에너지부문에 적용하여 에너지 전환 시점이 내생적으로 결정된다는 특성을 갖고 있다. 또한 에너지원 간 수평적 보완관계(상보성)를 가정하여, 다양한 에너지가 동시에 사용될 경우 생산성이 높아지도록 설계되었다. 더욱이 학습효과로 인해 사용되어 왔던 기간이 길수록 에너지에 대한 생산성은 증가한다고 가정하였다. 주요 데이터로는 2000년 기준 산업연관표에 기초하여 만들어진 사회 계정행렬을 이용하였다. 또한 에너지원별 최종에너지 수요 및 부문별 수소 공급비중에 대한 기준안 자료를 에너지경제연구원(2006)에서 인용하였다. 기준년도는 2005년으로 2040년까지를 시간적 범위로 하였다. 수소 및 연료전지산업이 수송 및 전력산업에 미치는 영향이 크므로 전체 산업구조를 석탄, 석유, 도시가스, 열, 신재생에너지, 수송, 전력, 기타산업으로 총 8개 산업으로 통합하였다. 정책 시나리오로서 수소 및 연료전지산업에 가격보조제도를 적용하여 각각 10%, 20%, 30%의 가격보조를 할 경우 수소에너지, 화석에너지 및 신재생에너지, 전력, 수송 및 기타 산업의 수급에 미치는 영향, 소비 및 GDP 변화량, 투자와 무역에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 분석결과 첫째 수소에너지의 빈티지 (공급기간)는 가격보조가 증가함에 따라 기준시나리오에 비해 40%, 120%, 350%로 기준균형 수준보다 늘어난다. 둘째 가격보조로 인한 수소에너지의 최종에너지 수요 대비 공급 비중은 2040년에 10% 보조 시 수소에너지 비중이 9.2%, 20% 보조시 15.2%, 30% 보조시 37.7%에 달할 전망이다 (BAU 기준으로는 수소에너지의 최종에너지 대비 공급비중이 6.5%). 셋째 석유와 전력의 최종에너지수요 대비 비중은 2015년부터 2022년까지는 에너지원간 상보성으로 거의 변화가 없다가 대체효과가 커지는 2040년에는 기준균형에 비해 석유는 0.6%~3.4% 하락하고 전력은 0.3%~1.5% 하락할 것으로 분석되었다. 넷째 수소에너지에 대한 가격보조에 필요한 재원은 가계소득에서 충당한다고 가정하였기 때문에 소비는 가계의 소득감소로 인해 기준균형대비 0.05%~0.18% 정도 감소할 것으로 전망되었다. 다섯째 가격보조에 따라 전반적으로 생산이 증가하고, 축적된 자본으로 투자가 2040년 기준 0.1%~0.45% 증가할 것이며 수출도 0.1%~0.8% 늘어날 것으로 분석되었다. 여섯째 전반적인 소비위축에도 불구하고 생산, 투자, 수출 증가에 힘입어 GDP는 2033년 최대 0.03%~0.13%까지 증가하다가 이후 2040년까지 다소 감소할 것으로 보인다. 일곱째 수송부문의 생산량 증가는 큰 폭으로 증 1. Background and objective of this study In 2005, a 'study on a national vision of the hydrogen economy and the action plan' was conducted to set a roadmap on how hydrogen economy can be realized in Korea by 2040. According to the study, 207 trillion won should be invested to increase the portion of hydrogen energy in the final energy demand upto 15% by 2040. Based on the investment demand, the study analyzed the economic impact of the increase of hydrogen energy using input-output analysis. However, input-output analysis is based on simple assumptions which do not consider opportunity costs of investment, optimization behavior, or inter-sectoral equilibrium conditions. Therefore, input-output analysis is inclined to over-estimate the expected benefit from the investment on hydrogen technology. The purpose of this study is to estimate the economic impact of hydrogen economy by 2040 using a dynamic CGE (Computable General Equilibrium) model. The dynamic CGE model is expected to overcome the limit of input-output analysis, and reflect specific features of hydrogen technology such as learning effect, economy of scale (imperfect competition), and complementarity of various energy sources. Aggregation of industry in the model considers to split the industry into transportation, power generation, and all other industries, since hydrogen economy would affect transportation and power generation sectors through the application of HFCV(hydrogen fuel cell vehicle) and fuel cell for the power generation of household, commercial, and industry. As major features of this model, final energy consumption estimated by KEEI(Korea Energy Economics Institute) was applied and hydrogen supply predicted by the same approach was used as baseline scenario. Hydrogen was separated from new and renewable energy sectors in the production function, and hydrogen was assumed as substitute for fossil and new and renewable fuels in the transportation and power generation sectors. Based on the above assumption, the impact of hydrogen economy on the energy mix, energy supply and demand, household consumption, investment, GNP, and output of transportation and other industries. 2. Major Results Main economic features of hydrogen technology as a frontier technology are learning effect, energy complementarity, and economy of scale. Learning effect is observed in the introduction of new technology, which means that each stage of production including R&D, labor, capital, management has improvement through the accumulation of experience. Energy complementarity implies that a firm prefers to mix a spectrum of technology to prepare for future risk. Economy of scale occurs in the monopoly or imperfect competition. These factors are considered in the model. According to previous studies on the learning effect and complementarity between energy sources, learning effect reduces production cost of new technology, but the positive externality spreads over other companies without charge. Therefore it is not possible to obtain socially optimal level of promotion of new technology. Rivers and Jaccard (2006) claimed that government should intervene in the penetration of new technology to internalize the positive externality generated from learning effect. Their results show that economic incentive policy is always dominant, but RPS(Renewable Portfolio Standard) could be more effective. In addition, political acceptability and other principle might be more important than efficiency, which leads to make command and control policy more attractive in promoting new technology. Mulder et al. (2003) proposed 'complementarity' between energy sources and learning effect as major factors of 'paradox of energy efficiency'. More specifically, they argue that firms prefer diversified energy mix to monotonous one in order to hedge external shock. Also, firms introduce a new technology gradually for the purpose of minimizing low productivity due to the off

중국의 원유 확보전략이 원유시장에 미치는 영향과 시사점

이은명,도현재 에너지경제연구원 2004 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2004 No.-

1. 연구필요성 및 목적 중국은 급속한 경제성장에 따른 석유수요의 증가로 1996년 원유 순수입국가로 전환된 이래 매년 원유의 수입규모를 확대하여 왔으며, 향후에도 석유수요의 지속적인 증가와 국내 원유공급의 정체로 인해 외국으로부터의 원유확보 소요량이 빠르게 확대될 전망이다. 소요 원유를 확보하기 위한 중국의 전략은 세계원유시장의 구조에 큰 변화를 가져올 것으로 예상되며, 또한 중국의 원유확보전략은 동아시아 국가들의 에너지안보는 물론 경제적ㆍ국가적 안보 문제와도 밀접하게 연계되어 있다고 볼 수 있다. 본 연구는 중국의 원유수요 증가와 원유확보 전략이 원유시장에 미치는 영향을 분석하는 한편, 동아시아 지역의 에너지 안보에 주는 시사점을 제시하는데 그 목적이 있다. 2. 내용 요약 중국의 석유ㆍ가스 부문 정책은 석유수요 충족을 위한 안정적인 공급기반 구축, 천연가스의 생산ㆍ이용 확대를 위한 인프라 확충, 석유비축제도 도입 및 WTO 가입에 대비한 대외경쟁력 확보로 요약할 수 있다. 중국의 석유 확인매장량은 2003년 말 현재 237억 배럴이며, 석유생산의 약 90% 가까이는 육상 유전에서 생산되고 있다. 동북부의 대형유전들은 유전 성숙화로 생산량이 감소세를 보이고 있는 반면, 서부지역 및 해양 유전의 생산량은 증가세를 보이고 있다. 중국의 원유 생산은 1990년대 후반 이후 완만한 증가세 및 정체 상태를 보이고 있으며, 최근 10년간 연평균증가율은 1.6%에 그쳤다. 반면, 석유수요는 산업발전과 개인소득수준의 향상으로 높은 성장세를 보이며 2002년에는 미국에 이어 세계 2위의 석유 소비국으로 부상하였다. 최근 10년간 연평균증가율은 7.5%에 달했으며 2003년에는 높은 경제성장으로 전년 대비 11.2%의 증가율을 기록하였다. 이와 같은 석유 생산량 증가세의 둔화와 소비량의 높은 증가세에 따라, 중국은 1993년에 석유 순수입국으로 바뀌었다. 원유수입의 중동의존도는 1995년 이전까지는 40% 내외의 수준을 유지하다가, 1996년에 62%로서 최고 수준을 기록한 이후 50%를 약간 웃도는 수준을 유지하고 있다. 세계 주요 연구기관들은 물론 중국도 2020년까지 중국 경제는 고도성장을 구가할 것으로 전망하고 있다. 이는 중국이 고도성장을 통하여 세계 최대의 경제대국이 될 수 있음을 시사하는 것이다. 주요연구기관의 전망치를 종합하면, 세계 전체의 석유 수요는 2000~2020년 기간 중 연평균 1.5%~1.9%의 증가율을 보여, 2000년의 75.5백만 b/d에서 2010년에는 83~91백만b/d, 2020년에는 102~110백만b/d에 이를 것으로 전망하고 있다. 중국의 석유 수요는 전망기간 중 연평균 3.8%~4.4%씩 증가하여 2020년에는 10.6~11.9백만b/d에 이르고, 수요점유율도 10%를 상회하게 될 것으로 전망된다. 세계 전체의 석유 생산량은 2000~2020년 기간 중 연평균 1.4%~1.7%의 증가율을 보여, 2000년의 74.7백만b/d에서 2020년에는 98~105백만b/d에 이를 것으로 전망하고 있다. OPEC의 생산량은 2010년 이후 크게 증가하여, 점유율이 2010년의 40%에서 2020년에는 50% 가까운 수준으로 상승할 것이다. 중국의 석유 생산량은 정체 내지는 하락하여, 2020년에는 2.7~3.5백만b/d에 달하고, 이에 따라 석유 순수입 소요량은 7.5~7.9백만b/d로 크게 높아져 원유시장에 미치는 영향이 크게 확대될 것으로 판단된다. 향후 지속적인 경제성장에 따른 석유 수입의존도의 증대는 중국의 에너지안보 상의 가장 큰 문제점으로 지적되고 이다. 이에 따라 중국은 석유자원의 안정적 확보를 위한 다각적인 전략을 마련하여 추진하고 있다. 중국이 추진하고 정책은, △국내 석유자원의 적극적인 개발 △해외석유자원의 개발을 위한 투자 확대 △공급의 안정성 확보 △석유비축능력의 증대 ☆자원외교의 강화 등으로 요약할 수 있다. 원유확보를 위한 중국의 공격적인 행보는 세계 원유시장의 물리적 수급상황을 압박하여 유가의 장기적인 상승추세를 유지시키는 주요 요인이 될 뿐 아니라, 국제정치적 갈등을 불러일으킬 수 있는 불안요인으로 작용할 우려가 제기되고 있는 바, 이에 따른 우리의 에너지안보 측면의 파급 영향은 다음과 같이 요약할 수 있다. 우선 에너지 공급안보 측면에서 보면, 중국이 공격적으로 유전개발과 원유공급 확보에 치중함으로써 우리나라의 유전개발 참여와 안정적인 석유공급선 구축에 곤란을 겪을 우려가 있다. 다음으로 에너지 경제안보 측면에서는, 중국의 수요증가로 국제 석유시장에서의 수급압박에 따른 시장기능에 의한 가격상승과 중국의 높은 가격의 유전매입 등 비경제적 투자로 인한 가격 상승을 예상할 수 있다. 마지막으로 에너지 국가안보 측면에서는, 중국이 원유확보에 대한 강박감과 필요성이 더해질수록, 주변국과의 영유권 분쟁이 첨예해질 것이며, 여기에는 우리나라도 예외일 수 없다. 이렇듯 중국의 원유확보 문제는 우리에게 비단 원유공급 차질에 대한 가능성만이 아닌, 유가 불안정 및 상승 압박의 지속 등 경제적 측면의 파급효과와 에너지를 둘러싼 국제관계의 악화 요인으로 작용할 가능성이 있으므로 이에 대한 대응책을 시급히 강구하여야 한다. 3. 연구결과 및 정책제언 향후 지속적인 경제성장을 위해 필요한 중국의 원유 수요는, 예측기관에 따라 차이가 있기는 하지만, 2020년에 현재의 2배 정도에 이를 것으로 예상되는 반면, 중국 국내생산은 정체 내지는 감소할 것으로 전망된다. 이는 해외유전개발을 감안하더라도 중국은 원유 수요의 2/3 이상을 수입에 의존해야 함을 의미한다. 원유의 안정적 확보를 위한 중국의 다방면의 정책 추진은 우리나라에도 직ㆍ간접적으로 많은 영향을 미칠 것으로 판단된다. 중국의 WTO 가입에 따른 개방 확대로 중국과 우리나라의 경제 관계는 더욱 밀접해지고 있으며, 중국의 원유수급 애로 및 이로 인한 국제유가의 변동이 미치는 경제적 영향 또한 매우 클 것으로 예상된다. 따라서 우리나라도 중국과 마찬가지로 석유자원의 안정적 공급선 확보 여부가 국가의 사활적 이해관계에 직결된다는 점을 인식하고 이에 전략적으로 대응하는 체제 구축이 시급하다. 대내적으로는 향후 에너지위기 발생시 야기될 경제적 충격을 흡수할 수 있는 에너지수급체계를 구축할 수 있도록 정책을 수립ㆍ시행하고, 공급차질에 대비한 비상대책을 강구하여야 한다. 유가 상승의 파급효과를 최소화하기 위해 에너지 저소비형 사회구조로의 전환노력이 요구되며, 석유를 대체할 신ㆍ재생에너지의 개발ㆍ보급 확대에 주력하는 한편, 해외자원개발에도 박차를 가하여 원유도입가격의 상승 충격을 완충하고 안정적인 원유 공급선을 확보할 필요가 있다. 그리고 공급차질의 위기상황에 대응하여 비축유 및 비축시설의 확충이 바람직하다. 대외적으로는 동시베리아 자원의 개발ㆍ도입이나 '아시아 프리미엄' 문제와 같은 동아시아 국가들의 공통의 관심사에 대해 서로 협력하고 논의하기 위해 러시아와 한ㆍ중ㆍ일이 참가하는 동북아 에너지협력체를 구성할 필요가 있다. 또한 역내 국가들이 보유한 석유제품 수요의 상호보완성을 활용하여 석유제품 교역을 활성화할 수 있도록 시장 개설 및 제도개선 등을 위해 국가간 협력을 추진할 필요가 있다. 1. Research Purpose Since China has been transformed into a net crude oil importer in 1996 due to the rapid increase in its demand for oil on account of its rapid economic growth, its crude oil imports have been expanding every year. China's oil production will remain relatively stagnant in the future, while its domestic oil demand will increase substantially, rendering it more heavily dependant on foreign oil. The Chinese strategy to secure its oil requirements is expected to bring significant changes in the structure of the world's oil market. Its oil security strategy is closely related to the energy security of East Asian countries and to their economic and national security. This study aims to analyze the effects of the increase in Chinese oil demand and of China's oil security strategy on the oil market and to propose suggestions for improving the energy security of East Asian countries. 2. Summary The oil and gas policy in China can be summarized as follows. - Construction of consistent supply base for meeting oil demand, - Expansion of infrastructure to produce and utilize natural gas, - Introduction of oil stockpiling system, - Strengthening of competitiveness in preparation for China's membership in the World Trade Organization(WTO) The proved reserves of oil in China was 23.7 billion barrels at the end of 2003, and about 90% of the country's oil reserves is being produced from onshore oil fields. While oil production in a large oil field in the northeastern area appears to be decreasing due to the oil field's maturity, oil production in the western area and in offshore fields is adversely increasing. Oil production in China has been slowly increasing and stabilizing since the late 1990's, and, in the past 10 years, has increased at an annual average rate of 1.6%. Meanwhile, the country's oil demand is increasing due to industrial development and rise in individual incomes. In fact, China ranked second in oil consumption worldwide in 2002, after the U.S. The annual average rate of increase in its oil consumption for the past 10 years was 7.5%, and in 2003, was recorded at 11.2% due to the country's strong economic growth. Since its oil production is sluggish and its oil consumption is rapidly increasing, it became a net oil importer in 1993. Before 1995, China was dependent on the Middle East for 40% or so of its oil imports and reached its highest level at 62% in 1996, after which it has kept its oil imports from the Middle East at above 50%. Chinese government and other major research institutions are expecting that the Chinese economy will achieve a high growth rate by 2020. This means that China's economy is expected to be the strongest in the world by then. Considering the expectation from the major research institutions, world oil demand appears to be increasing by an annual average of 1.5 to 1.9% from 2000 to 2020, from 75.5 million b/d in 2000 to an expected 83 to 91 million b/d in 2010 and an expected 102 to 110 million b/d in 2020. Likewise, Chinese oil demand appears to be increasing by an annual average of 3.8 to 4.4% from 2000 to 2020, to an expected 10.6 to 11.9 million b/d (more than 10% demand share) in 2020. Worldwide oil production appears to be increasing by an annual average of 1.4 to1.7% from 2000 to 2020, from 74.7 million b/d in 2000 to an expected 98 to 105 million b/d in 2020. The oil production of OPEC is expected to significantly increase from 2010, from a 40% share of the global market in 2010 to an almost 50% share in 2020. Likewise, Chinese oil production appears to be constant or decreasing, to 2.7 to 3.5 million b/d in 2020. Thereby, China's impact on the oil market is expected to be stronger due to the increase in the quantity of its oil imports by up to 7.5 to 7.9 million b/d. With China's consistent economic growth, the increase in its dependence on foreign oil is said to pose a significant problem to the cou

에너지수요 관리체계 확립 방안

김종덕,최병렬,이상원,박종배 에너지경제연구원 2001 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2001 No.-

에너지(전력, 가스, 열)산업의 구조개편과 규제완화는 에너지수요관리 체계의 변화를 요구하고 있다. 기존의 에너지 공급사가 자체 예산으로 시행하던 수요관리 사업이 향후에는 전력 및 가스사용에 대한 부담금에 의해 조성된 기금으로 시행될 것이다. 따라서 기존 수요관리의 패러다임이 바뀌어야 하며 이를 위한 체계적인 접근방법이 개발되어야 한다. 본 연구에서는 기존의 에너지 소비형태에 대한 분석을 통해 에너지소비에 영향을 주는 지표를 설정하고 주요 지표관리를 위한 D/B구축방안을 도출하였다. 해외의 수요관리 D/B에 대한 조사를 통해 수요관리관련 통계 및 정보시스템의 구축방안을 제시하고 에너지정책수립 및 추진에 필요한 양질의 정보전달체계방안을 강구하였다. 또한 에너지의 효율적 사용과 관련한 수요관리사업에 대한 사전ㆍ사후평가가 객관적이고 체계적으로 이루어질 수 있도록 해외의 여러 가지 분석 tool에 대한 조사를 수행하였고 건물 부문에는 특별히 활용 가능한 tool을 개발하였다. 그리고 국가경제와 환경의 균형발전을 위한 에너지수요관리 추진 주체의 역할과 기능을 정립하였으며 추진체계의 효율성 제고 방안을 제시하였다. 기후변화 대응방안이나 에너지이용효율화 시책 및 이의 평가방법은 매우 다양하며, 이에 요구되는 자료들 또한 여러 가지이다. 그러므로 개발의 초기부터 완벽한 DB를 구축하기 위해 데이터 수집에 필요이상의 노력을 기울이는 것이 아니라, 선진국의 관련 DB 포맷을 바탕으로 하되 우리의 현실적으로 가능한 자료들을 기본적으로 우선 취합한 다음, 정책의 개발이나 분석 및 평가에 요구되는 프로젝트를 통하여 관련자료를 구축할 수 있을 것이다. 우리나라가 향후 IEA와의 에너지와 관련한 정보 교류가 활발히 진행될 것으로 전망됨에 따라 수요관리관련 D/B 구축은 IEA의 INDEEP의 체계를 적용하는 것이 바람직하다. 이를 위해 Input data를 지속적으로 관리하고 수요자의 요청에 맞는 Output format을 설계하고 INDEEP Program을 운영할 수 있는 기관이 지정되어야 한다. 수요관리사업의 경제성평가는 사전ㆍ사후적으로 이루어져야 하는 매우 중요한 사안이므로 평가기관의 전문성이 요구될 뿐만이 아니라 평가를 위한 Tool을 분야별로 선정해야 한다. 경제성평가기법은 매우 다양하나 에너지 수요관리 사업관련 경제성평가의 기본체계 구축을 위해 IEA에서 추진하고 있는 Task Force Team에 우리나라도 참여하는 것이 바람직하다. 에너지 수요관리체계는 기획, 집행, 평가의 통합체계에서 기능별 전담 체계로의 전환이 요구되며, 특히 독립적인 평가기능을 수행할 수 있는 기구의 설립이 필요하다. 따라서 에너지 위원회가 이를 총괄하되 수요관리를 관장하는 전담 부서가 필요하며 에너지 공급사의 수요관리 부서는 세부분야별 수요관리사업에 대한 계획과 시행방법 그리고 자체 평가 및 보고업무에 대한 기능을 재정립하여야 한다. As we know well, the energy sector is in the early stages of a lengthy restructuring, privatization and liberalization process. The government released in January 1999 the Basic Plan for Restructuring the Electricity Industry in Korea. The plan proposed to restructure the electricity sector and gradually introduce competition in generation and retail supply of electricity. Restructuring and liberalization process in the energy industry is required to change the mechanism of the energy DSM structure. Demand side management programs were carried out with the budget of the energy suppliers, which will be carried out with assisting fund raised by users of the electricity, gas and heat. Therefore paradigm of traditional demand side management should be changed and we are required to develop new systemic approach. In this research, we established the standard index which are affecting energy consumption through analysis of traditional energy consumption pattern and derived the data base building method for main criteria.' We proposed some measures to construct statistics and information system and to develop delivery system for designing and implementing the energy policies. We also we developed an analysis tools specially that can be used for building sector while we investigate the several foreign analysis tool for ex anti! ex post evaluation of DSM programs. The roles and functions of DSM carrying entity, and proposed a scheme to enhance efficiency of DSM implementation. Action plan for climate change or the energy use rationalization policy, and the methods for the evaluation are very diverse and require a variety of data. Therefore we can gather related data through projects required to develop, analyse, and evaluate the energy policies with D/B format of the developed countries after collecting the present available data rather than striving to collect the data for complete D/B construction from an early development stage. In the future, Korea is expected to exchange energy related data more frequently with the IEA, therefore it seems reasonable to take the INDEEP of the IEA as a D/B program. To do so, it is necessary to assign an organization to maintain input data and design output format tailored for users needs. The evaluation organization should have expertise and select appropriate tools for each sector since evaluation process which should be taken ex ante/ ex post is very important. Economic evaluation measures are very various, so it is recommended to participate in the Task Force Team to construct basic system for economic evaluation of DSM. Energy DSM system is required to change from unity system of planning, performing and evaluation to functional responsible system, specially it is necessary that an organization should be established to treat the evaluation process independently. Accordingly it is desired to assign a task team for the DSM in the Energy Committee and the DSM division of energy suppliers should reconfirm the functions for their planning, implementing, evaluating and reporting process of the DSM activities by detailed sectors.

지속가능발전을 위한 에너지부문 전략 연구(제3차년도)

오진규 에너지경제연구원 2005 에너지경제연구원 연구보고서 Vol.2005 No.-

1. 연구필요성 및 목적 '지속가능발전에 관한 세계정상회의'(WSSD: World Summit on Sustainable Development, 20021건)를 계기로 에너지가 지속가능한 발전을 위한 핵심 부문으로 대두되고 있다. 유엔의 지속가능발전위원회(CSD)는 2006년과 2007년 2년에 걸쳐 에너지를 주제로 국제적 논의를 주도할 계획이다. 최근 교토의정서의 발효로 에너지부문의 지속가능성은 그 중요성이 더해가고 있다. 우리나라의 에너지부문은 지속가능한 발전에 대한 우려와 기대가 동시에 고조되고 있는 부문이다. 지난 30년 동안 경제성장을 지원하는 과정에서 양적 팽창을 거듭하였으며 동시에 질적 변화를 경험하고 있다. 이 과정에서 에너지 소비의 환경성 제고가 주요 과제로 대두되고 다. 최근에는, 에너지 공급 시설에 대한 사회적 수용성 제고가 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 연구는 우리나라의 지속가능한 발전을 위한 에너지부문의 전략 도출을 목표로 연차적으로 수행되고 있는 연구사업의 '제 3 차' 년도 연구이다. 금년도 연구는 첫째로, IEA, CSD, WSSD의 논의사항을 분석하여 지속가능한 에너지의 요건을 도출한다. 둘째로, 우리나라 에너지시스템에 대한 지속가능성 검토의 일환으로 에너지소비의 절반을 차지하고 있는 제조업 부문에 대한 요인분해를 수행한다. 이 과정에서 최근의 저탄소 정책논의와 연계하여 탄소집약도에 대한 요인분해를 수행한다. 세째로, 지속가능한 에너지 시스템 전략을 검토한다. 2. 내용 요약 지속가능한 발전이란 미래세대의 필요를 충족시키기 위한 잠재력을 훼손하지 않으면서 현재의 필요를 충족시키는 발전을 의미하는 것으로 정의되고 있다. 지속가능한 발전은 경제성, 환경성, 사회성의 3가지 요소를 포괄하는 개념이다. 우리나라의 지속가능한 에너지시스템은 에너지 공급의 안정성 확보, 에너지효율의 제고, 신재생에너지의 경제성 확보, 신에너지 기술의 개발이 균형적으로 상호보완적으로 추진되는 시스템을 의미한다. 이중에서 에너지 효율은 경제적 지속가능성과 환경적 지속가능성을 동시에 제고시키는 중요한 전략이다. 우리나라의 지속가능한 발전은 경제적 이슈, 환경적 이슈, 그리고 사회적 이슈를 통합적이며 균형적으로, 그리고 상호보완적으로 추진될 때 달성될 수 있다. 본 연구는 우리나라 에너지시스템의 지속가능성 검토의 일환으로 과거 23년간의 에너지소비와 부가가치, 그리고 이산화탄소 배출에 대하여 그 요인을 분석하였다. 요인분석 방식은 가장 발전된 디비지아 방식을 활용하였다. 우리나라 제조업 부문의 에너지소비가 최종에너지에서 차지하는 비중은 '81년의 41.0%에서 2004년 50.3%로 점증해 왔다. 따라서, 제조업이 에너지소비에 미치는 영향은 지대하다. ’97년의 외환위기 전과 후의 큰 변화로서 에너지소비의 부가가치 탄성치가 크게 떨어 졌다. 외환위기 이전에는 0.97을 기록하였으며, 외환위기 이후에는 0.32로서 정비례 관계가 크게 약화되었다. 이러한 상황을 야기시키고 있는 요인을 분석하기 위해, 1981년~2004년 까지의 23년에 걸친 제조업부문의 에너지 소비 변화를 로그디비지아 요인분해 방식으로 분석하였다. 다양한 분석 구간중, ①'81~'85년, ②'85~'90년, ③'90~'97년, ④'97~2001년, ⑤'2001~2004년으로 5개 구간으로 나누어 요인분해를 수행한 결과를 보면, 첫째로, 전구간에 걸쳐 생산효과가 에너지소비 증가에 결정적인 영향을 주고 있다. 생산효과의 기여도는 '90-'97년, '97-'01년, '01-'04년에 각기 7.6%, 7.4%, 7.9%의 높은 수준을 보였다. 둘째로, '90-'97년의 경우에만 에너지효율 악화가 에너지소비를 증가시키는 요인으로 작용하고 있다. 세째로, 최근 '01-'04년의 경우, 산업구조효과가 에너지소비를 둔화시키는 방향으로 작용하고 있다. 산업구조효과의 에너지 소비에 대한 기여도는 (-4.4)%로서 에너지소비를 감소시키는 역할을 하고 있다. 따라서, 최근의 에너지소비 둔화 현상은 에너지효율의 개선에 기인하기 보다는 산업구조의 에너지저소비형으로의 급속한 변화에 의한 것으로 분석되었다. 이산화탄소의 집약도의 변화에 대한 요인분해 결과를 보면, '81-'85년간에 이산화탄소 집약도는 29% 개선되었으며, 에너지효율 개선이 가장 큰 역할을 하였다. '85-'90년의 경우 탄소집약도는 7% 개선되었다. '90-'97년의 경우 탄소집약도가 31% 악화되었으며, 에너지효율의 악화가 이에 가장 크게 기여한 것으로 나타났다. '97-'01년의 경우, 탄소집약도는 약 20% 개선되었으며, 에너지효율 개선효과가 탄소집약도 개선에 가장 크게 작용한 것으로 나타났다. '01-'04년의 경우, 탄소집약도는 약 14% 개선되었으며, 이러한 탄소집약도 개선에 대하여 산업구조효과가 가장 크게 작용한 것으로 분석되었다. 이에 따라, 에너지소비 분석과 이산화탄소 집약도 분석은 공히 에너지원단위 효과와 산업구조 효과에 대해 동일한 결론을 제시하고 있다. 즉, 최근의 에너지원단위 감소와 탄소 집약도 개선은 산업구조의 에너지저소비형으로의 전환에 기인한 것이다. 이는 역으로, 에너지효율 정책의 강화가 필요함을 보여 주고 있다. 3. 연구결과 및 정책제언 에너지의 거의 전량을 해외에서 수입하고 있는 우리나라의 경우, 지속 가능한 에너지 전략의 핵심은, ① 안정적이며 신뢰성있는 에너지공급 체제를 구축하여 경제적 지속가능성을 달성하고, ② 환경친화적인 에너지 수급 체제를 구축하여 환경적 지속가능성을 달성하고, ③ 사회적 수용성이 높은 에너지 시스템을 구축하여 사회적 지속가능성을 달성하는 데 있다. 이를 위해 에너지 공급의 안정성 확보, 에너지효율의 제고, 신재생 에너지의 경제성 확보, 신에너지 기술의 개발이 요구된다. 선진국들은 지속가능한 에너지시스템 구축을 위해 기후변화에 대한 대응전략과 적극 연계시키고 있다. 영국은 2050년을 대상으로 초장기 탄소감축 정책을 추진하고 있다. 일본은 최고의 효율과 신에너지에 대한 관심을 강화하고 있다. 미국은 신기술에 대한 투자를 강화하고 있다. 지속가능한 발전을 위해 우리나라의 에너지효율 정책은 한층 강화되어야 한다. 이를 위해 현재의 에너지효율 정책을 저탄소 정책과 연계하여 정책강화의 새로운 전기로 삼아야 한다. 에너지시스템의 전환이 필요하다. 현재의 에너지시스템은 대형중심, 공급중심, 집중형 시스템이다. 이를 중소형 고려, 수요관리, 분산형 시스템으로 전환해야 한다. 에너지 관련 의사결정시스템의 전환도 필요하다. 현재의 시스템은 하향식, 정보독점적 시스템이다. 이를 상향식, 정보공유형, 참여형, 갈등해소형 시스템으로 전환해야 한다. 에너지 정책의 유효성을 확보하기 위해, 정책에 대한 상시 모니터링과 분석의 강화 및 재순환 시스템이 구축되어야 한다. 이를 위한 제도적 장치가 마련되어야 한다. 에너지의 가격기능을 강화하고 에너지가격체계를 재검토할 필요가 있다. 생애총비용을 반영하는 에너지가격체계가 구축되어야 하며, 동시에 에너지소비에 따른 외부효과를 내부화시키는 가격체계가 수립되어야 한다. 현재 많은 에너지효율 정책들이 행정규제적 접근방식을 취하고 있다. 이를 시장활용적 정책으로 전환할 필요가 있다. 이 경우, 비용효과적 정책추진이 가능해진다. 규제완화 차원에서 완화된 여러 가지 에너지효율 정책들을 재검토하여 필요한 규제는 부활시킬 필요가 있다. 일본의 경우 상당히 강력한 규제정책을 유지하고 있다는 점을 참고할 필요가 있다. 에너지효율 정책은 수송 부문과 국토이용 부문과 연계되어 추진되어야 한다. 수송 구조와 국토이용 구조는 비가역적이며 초장기적 성격을 가지고 있기 때문에, 사전에 에너지에 대한 영향을 충분히 고려하여 구축되어야 한다. 에너지안보의 강화를 위해서도 시장기능이 강화되어야 한다. 고유가에 대하여 경제체제의 유연성을 확보해야 한다. 해외자원개발의 경우 민간 기업의 참여를 강화할 수 있는 제도가 마련되어야 한다. 한편, 신재생에너지 확산 및 수소경제로의 전환은 친환경적 에너지시스템 구축과 1. Research Purpose Energy has become an essential element in attaining sustainable development especially since the World Summit on Sustainable Development(WSSD) held in South Africa in 2002. Commision on Sustainable Development(CSD) of U.N. plans to lead the global discussion on the role of energy in the year of 2006 and 2007. The Kyoto protocol, which became effective in February this year, also signify the importance of energy in the sustainable development. The energy sector in Korea expanded greatly in supporting economic development over the last four decades. Recently, the energy sector is experiencing drastic qualitative change. The development of environmentally sound energy system becomes one of the major tasks in the energy sector. In addition, ensuring public acceptance for energy facility is now an challenging task. This is the third year study of the multi-year study for deriving strategies for the sustainable energy future in Korea. In doing so, firstly, this study analyses implication of the discussions of the IEA, CSD, and WSSD. Secondly, this study performs the decomposition analysis on the major elements of energy consumption in order to investigate the sustainability of Korean energy system. In particular, the decomposition analysis focuses the energy consumption of the manufacturing sector, which represent more than half of the energy consumption. In addition, decomposition analysis on carbon intensity is also performed reflecting the importance of lower carbon energy system toward sustainable development. Thirdly, based on the previous analysis and the experiences of major other countries, such as U.K, Japan, and U.S.A., strategies and major elements toward sustainable energy future in Korea will be discussed. 2. Summary The concept of sustainable development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs now includes three pillar of economic, environmental, social sustainability. In translating these concept into energy sector, main elements of the sustainable energy future are energy supply security, energy efficiency, renewable energy, and new energy technology. Among these, energy efficiency is the element to enhance both economic and environmental sustainability. This study analyses energy consumption and carbon intensity over the last 23 years, as part of investigating sustainability of manufacturing sector, by employing the most advanced Divisia decomposition methodology. The share of manufacture sector in the final energy consumption increased from 41.0% in 1981 to 50.3% in 2004. This indicates the importance of manufacture sector in devising sustainable energy strategies. The elasticity of energy consumption with respect to the value added decreased drastically to 0.32 from 0.97 since the financial crisis in 1997. To analyse factors for these decrease, energy consumption between 1981 to 2004 was decomposed into three factors by employing 'log divisia' methodology, over five periods of '81-'85, '85-'90, '90-'97, '97-'01, and '01-'04. Three factors are the production effect, energy intensity effect, and industry structural effect. Firstly, production effect was the most influential for the increase in energy consumption over the entire period. The production effects was 7.6%, 7.4%, and 7.9% respectively over the year of '90-'97, '97-'01, and '01-'04. Secondly, the worsening of energy intensity contributed to the increase in the energy consumption only over the year '90-'97. Thirdly, over the year '01-'04, the industry structural effect contributed to the drastic decrease in the growth of energy consumption, with (-)4.4%. These factor decomposition analysis revealed that the recent slow-down of energy consumption is mainly due not to the efficiency intensity effect but to the industry structural effect. This confirms the strong need for active role of energy efficiency measures. Sim