한국 온실가스 배출감축 사업과 시장반응

변종국 ( Jong Cook Byun ),이희원 ( Hui Won Yi ) 아시아.유럽미래학회 2012 유라시아연구 Vol.9 No.2

환경 개선을 위한 투자와 기업가치와의 관계는 상호 상반된 견해가 있다. 환경 개선을 위한 투자는 제품의 혁신을 유도하여 기업가치를 높인다는 부가가치 자산론(value-added asset theory)과 오염물질을 배출하는 기업은 이를 개선할 자기책임이 따르기 때문에 기업의 비용을 증대시켜 수익성의 악화를 가져 온다는 이타적 자기책임론(altruistic liability theory)이다. 부가가치 자산론에 의하면 느슨한 환경기준을 원가절감과 관련시키는 것은 과장된 것이며 장기적으로 존재하지 않는다고 주장하고 있다. 본 연구에서 온실가스 배출감축 사업이 시장과 기업 특성변수에는 어떠한 반응과 영향을 미치는가를 분석하였다. 표본기업은 2007년부터 2011년 기간 동안에 주식 가격에 대한 자료가 입수 가능한 상장기업을 대상으로 온실가스 배출감축 사업 공시일인 사건일 전후 각 50일 동안 주요공시가 없는 기업만을 대상으로 구성하였다. 또한 다음의 요건을 충족시키는 기업으로 한정하여 선정하였다. 첫째, 온실가스배출감축등록 사업의 단계 중 등록 완료된 기업의 주가 반응을 분석하기 위하여 주식 가격에 대한 자료가 입수 가능한 상장기업을 선택하였다. 둘째, 시장반응을 분석하기 위하여 추정기간 동안의 일별수익률 자료가 충분히 확보되는 기업으로 한정하였다. 셋째, 사건기간 동안에 온실가스 배출감축 사업이 해당기업의 주가에 미치는 순수한 효과를 파악하기 위해 사건일 전후 각 50일 동안 주요 공시가 없는 기업만을 대상으로 선정하여, 가능한 본 연구에서 분석하려는 사건 이외의 정보가 주가에 영향을 미치지 않도록 순수 자료(clean data)를 표본으로 구성하였다. 상기의 표본 선정기준을 적용한 결과, 총 120개의 기업이 최종적으로 선정되었다. 초과수익률(AR)은 사건일 -8일, -4일, -3일, +4일, +10일, +16일에서 t값이 5%의 유의수준에서 통계적인 유의함을 보이고 있지만 전반적인 시장 반응 측면에서 온실가스 배출감축 사업이 특별히 초과수익률에 영향을 미친 것으로 보이지 않는다. 하지만 5%의 유의수준에서 사건일 전후에 일관성 있는 초과수익률에 유의성을 보여주지는 못하였지만 전체적으로 검증기간 동안 음(-)의 초과수익률을 보여주고 있어 이를 누적한 초과익률에는 영향을 미친 것으로 보여 진다. 누적 초과수익률(CAR)의 패턴을 보면 사건일전 -14일부터 -4.07%(t=-2.04)로 급격히 하락하기 시작하고, 사건일 후 +3일까지 계속적으로 하락이 있음을 볼 때 온실가스 배출감축 사업에 대하여 시장은 부정적인 인식을 가지고 있다고 판단된다. 이러한 하락세는 통계적으로 비유의하지만 사건일 후 +13일까지 계속되다 하락된 수준에서 일단 안정세를 보이고 있다. 사건일 전·후 온실가스 배출 감축 등록기업의 성장성과 기업규모는 통계적으로 변화가 없었고 수익성, 안정성, 유동성은 t-값이 각각 -1.98, 1.84, -1.64로 5% 혹은 10%의 유의수준에서 유의적인 변화를 나타내었다. 온실가스 배출 감축 등록일인 사건일 이후 영업이익률은 다소 하락하였고, 부채비율이 상승하고 유동비율은 다소 저하되었다. 이는 온실가스 배출 감축에 따른 인센티브보다 투자 지출이 상대적으로 많아 수익성과 유동성에 음(-)의 영향을 준 것으로 보인다. 부채비율이 다소 증가한 것은 부채의 증가보다는 자기자본 가치의 하락으로 인한 부채비율의 증가인 것으로 판단된다. 또한 유동비율이 사건일 이후 다소 감소한 것으로 나타났는데 이는 재고자산의 변화로 인한 것인지 현금지출로 인한 것이지를 알 수 없으므로 단정으로 결론을 내리기가 어렵다. 하지만 온실가스배출 감축사업을 하고 난 이후 유동성의 하락은 단기적인 자금의 지출로 인한 것이라는 하나의 추론을 배제하기는 힘들어 보인다. 사건일 전·후 기업특성변수에 있어서의 변화를 평균차이분석을 계절성을 고려한 평균차이 분석의 결과에서 수익성(영업이익)과 안정성(부채비율)은 공시일 전에 비하여 공시일 후에 유의적으로 악화되었다. 이를 구체적으로 살펴보기 위해 누적평균초과수익률(CAAR)을 종속변수로 회귀분석을 실시하였다. 모형 1을 제외하고 나머지 모형에서는 기업의 매출액증가율이 높은 기업이 온실가스 배출 감축 사업과 양(+)의 관계가 있는 것으로 나타났다. 성장성을 측정하는 변수로 매출액을 기준지표로 선택하였는데 매출액이 많을수록 온실가스배출이 많을 것이며, 특히 생산하는 제품이 유해물질을 많이 배출하는 기업 일수록 온실가스 배출과 매출액은 연관성이 높아지게 된다. 한편 모형 2과 3에서 온실가스 배출감축 사업 등록 기업으로 공시된 후에 누적평균초과수익률과 수익성(영업이익률)은 10%의 유의수준에서 음(-) 의 관계가 있다는 것을 알 수 있다. 또한 모형 1과 2에서 유동성(유동비율)도 5% 및 10%의 유의수준 에서 누적평균초과수익률과 음(-)의 관계가 있다는 것을 알 수 있다. 모형 1∼4에서 전반적으로 온실가스 배출감축 사업 공시로 인하여 기업의 수익성과 유동성이 누적평균초과수익률과 음(-)의 관계가 발견된 것은 앞의 평균차이 분석과 유사한 결과이다. 특히 종속변수인 누적평균초과수익률의 통계적 유의성 이 가장 높았던 모형 2에서 수익성과 유동성 변수의 회귀계수가 통계적으로 유의적이라는 것은 흥미로운 결과이다. 이는 온실가스 배출 감축 사업에 투자한 시설비용이 기업의 수익성과 유동성을 저해하는 요인으로 작용하였기 때문에 나타난 현상으로 판단된다. 물론 이러한 시설과 관련하여 국가로부터 인센티브를 지급받고 있지만 인센티브가 지출된 투자시설에 충분한 보상이 되고 있지를 못한다는 것을 간접적으로 알 수 있다. 이러한 결과는 환경오염물질로 다른 사람들에게 피해를 끼치는 기업은 이러한 피해를 최소화하기 위해 자기책임(liability)을 져야 하며 이러한 책임을 준수하기 위해서는 원가상승이나 생산성의 위축 등과 같은 희생을 감수하여야 한다는 이타적 자기책임가설(altruistic liablility hypothesis)을 지지하는 것으로 보인다. 그러나 환경관련 투자가 기업가치에 미치는 영향은 일정기간이 지난 이후에 나타나고 단기적으로는 비용을 가중시키는 것으로 보이기 때문에 본 연구에서 살펴본 단기적인 시장 반응을 미루어 단정적으로 판단을 내리기에는 한계가 있다. The relationship between the investment for the improvement of environment and the value of firm is controversial. The one is the value-added asset theory that the investment for improving the environment will increase the firm value resulted from the innovation of the products. The other is the altruistic liability theory that the firms producing the emission is liable to reduce the amount of emission. The costs related to decrease emission will increase the firm`s production costs, which will lead the firm`s value to be decreased. In this study, we analyze the effect of The Korea Certified Emission Reduction (KCER) on the capital market as well as firm`s characteristic variables. The sample firms are selected from the firms that have enrolled the project of KCER from 2007 through 2011, and the firms that do not have the other major public announcement around the event time when the firm is certified in the KCER. And the selected firms are the listing companies on the KRX(Korea Exchange). For the clean data set, we impose more requirement for selecting sample firms. First, the stock price for the firm should be avaliable and acceptable for the analysis of the market response. This means that the liquidity of the trade of stock for the firm should be more than a moderate level to be able to be considered that the price of firm`s stock must reflect the meaningful information. Second, for the market response we selected the firms whose daily stock prices are available for the estimation period. Third, to capture the pure effect of KCER on the firm`s stock value in the capital market during the event period, we select the firms which do not have the other public announcement for the event period, so that we compose the clean data as the sample. Based on these selection criteria, 120 firms are finally selected. The abnormal retrun(AR) showed the statistically significant on the -8th, -4th,-3th, +4th, +10th, and 16th day of event day at the 5% of significance level, but it did not seem that the project of KCER affected the overall market. Even though the KCER did not affect the AR generally at the 5% of significance level around the event day, the AR were consistently the negative (-) during the estimation period. These movement was reflected on the cumulative abnormal return (CAR) as shown in [Figure 1]. In the [Figure 1], we could confirm that the CAR had a pattern such that the CAR abruptly dropped from the -14th day of event up to -4.07%(t==2.04), and this decrease in the CAR continued until the 3rd day of the event. From this result, we could think that the investors had the negative perception for the project of KCER. This implies that the investors were recognizing the firm value would be decreasing because the firms paid more costs for the improvement of emission required by the KCER. The size and the growth of the firms were not significantly changed before and after the event day, but the profitability, stability, and liquidity were decreased significantly. The t-value of these were -1.98, 1.84, and -1.64, respectively. This implies that the certified emission reduction project would cause the rate of EBIT and the current ratio to be dropped and the debt ratio was increased after the event day. It was because the certified firms in the KCER made investments for the improvement of emission reduction, which was more than the incentives for the reduction of emission provided by the government. We could imagine that the reason why debt ratio was increased was that the market value of firm`s shares decreased. When we consider the seasonal effect on the firm`s characteristic variables, the above results of the mean difference were not significantly changed. To see more detail, we ran the regression by using the cumulative average abnormal return(CAAR) as the dependent variable. Except model 1, we found that the firms with higher sales growth rate were related positively to the KCER in the most of regression models. Whereas, in the model 2 and 3, the CAAR and profitability (The rate of EBIT) had the negative relationship at the 10%of significance level. And in the model 1 and 2, the liquidity was negatively related with the CAAR at the 5% and 10% of level of significance, respectively. Generally speaking, the effect of the announcement of the firm`s certified emission reduction on the firm`s characteristic variables did not be different significantly from the results of mean difference analysis. From the above results shown in the <Table 5>, <Table 6>, and <Table 8>, we can think that the investors in the market think that the firm with higher costs for facilities improvement of emission reduction should face the increases in the production costs, which sill cause the firm`s value to decrease. Regardless to say, the effect of the certified emission reduction on the stock price and firm`s characteristic variables in this study is the short-term point of view. If we expand this analysis for long period, we may have a different result. Because effect of the investment in the emission improvement facilities will take a time. But we can conclude that the effect of the certified emission reduction on the market and firm value is negative impact around the event day, and our results are consistent with the altruistic liability theory.

Estimating Reduction Potential by Scenario for Target Setting for Greenhouse Gas Emissions Reduction - Focused on Cheongju City -

Yong Un Ban,Jong In Baek,Ji Hyeong Jeong,Yu Mi Kim,Na Eun Hong 위기관리 이론과 실천 2017 Crisisonomy Vol.13 No.11

본 연구의 목적은 실행 가능한 온실가스 감축목표를 설정하기 위해 가능한 온실가스의 감축잠재량을 산정하기 위한 것이다. 2020년 BAU 대비 온실가스 감축목표가 30%로 설정되어있기 때문에 우리나라는 온실가스 의무감축국이 아니다. 그러나 온실가스 총 배출량 세계 9위(2009년 기준)로 높고, 세계 15위 경제규모를 갖추고 있어 2020년 온실가스 의무감축국에 편입될 가능성이 커지고 있다. 이를 대비한 각 지자체의 역할이 중요해지고 있으며, 지자체는 현실적으로 온실가스 감축목표 설정을 하는 데 노력해야 한다. 이를 위해 본 연구는 총 3단계로 진행되었다. 첫째, 온실가스 감축목표와 감축잠재량, 온실가스 감축목표 설정 방법에 대한 이론적 고찰을 하였다. 둘째, 시나리오 기법을 이용하여 시나리오 별로 감축목표를 설정하였다. 셋째, 각 시나리오의 감축목표별로 감축기법의 적용비율을 설정하여 감축잠재량을 산정하였다. 이러한 결과로 본 연구는 각 시나리오에 따른 감축기법의 적용비율을 적용하여 감축잠재량을 산정하였다. This study intends to estimate reduction potential using scenarios to set a practical target for greenhouse gas (GHG) emission reduction. Since South Korea does not have a mandatory obligation to reduce GHG emissions, its target for GHG reduction is set at 30% of that of BAU in 2020. However, South Korea is increasingly likely to be obliged to reduce its emissions according to 2020 GHG emission target, and thus the local governments should make efforts to set its own realistic reduction target as their roles become more important. This study has proceeded in three stages as follows. First, it reviewed the literature about GHG reduction target, GHG reduction potential, and the relevant methodology for setting GHG emission reduction target. Second, reduction targets were set up by scenario. Third, reduction potential was estimated by setting the application rate of reduction technique for each of the scenarios on a practical target for GHG emission reduction.

온실가스 감축 관련 국가 계획 현황 및 개선방향 연구

김이진,이수철 한국환경연구원 2013 수시연구보고서 Vol.2013 No.-

우리나라는 2009년 말에 2020년까지 온실가스를 BAU 배출량 대비 30% 감축하겠다는 국가 중기 온실가스 감축목표를 확정·발표하였다. 이어 「저탄소 녹색성장 기본법」 및 동법 시행령의 제정을 통해 감축목표를 법제화함으로써 목표에 구속력을 부여하였다. 이처럼 목표의 실현을 위해서 관련 법제의 정비작업을 실시함과 더불어 다수의 계획들을 수립·조정하는 등 온실가스 감축을 위한 적극적인 노력을 기울여왔다. 하지만 온실가스 감축과 밀접한 연관성을 지닌 계획임에도 불구하고, 일부 계획들의 경우 감축목표와의 부정합, 계획들 간의 상충성 등이 문제로 제기되었다. 온실가스 감축과 관련된 계획들이 감축목표 달성과의 유기적 연계에 대한 고민 없이 수립되는 경우 감축목표의 달성에 어려움을 초래할 가능성이 존재한다. 올해는 새로운 정부로 정권교체가 이루어졌으며 온실가스 감축 로드맵의 수립이 진행되는 시기로 감축목표와의 정합성, 계획별 실효성, 계획 간 연계성 관점에서 관련 계획들에 대한 총체적인 현황 진단을 통해 개선대책 마련이 필요한 시점인 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 온실가스 감축 관련 계획의 수립 근간이 되는 법제에 대한 분석을 바탕으로 온실가스 감축 관련 국가 계획들의 수립 현황을 파악하고, 계획의 주요내용과 추진체계를 면밀히 검토함으로써 정부의 온실가스 감축 관련 국가 계획의 수립 및 개선방향 설정에 있어서의 정책적 시사점을 제시하고자 하였다. 수립·시행되는 계획들이 형식적인 수준에 머무는 것이 아니라, 온실가스 감축이라는 국가 목표의 달성을 위한 연동하는 계획으로서 효력을 발휘하도록 하기 위해 국가 차원에서 다음과 같은 개선을 검토할 것을 제안하였다. 첫째, 계획들 간의 상호·상하관계를 고려하여 계획들이 순차적으로 수립·시행될 수 있도록 계획들의 수립시기를 조정할 것을 제안하였다. 둘째, 온실가스 감축 관련 계획의 수립·관리를 포함해 기후변화 관련 업무의 추진에 있어 우선적으로는 국무총리의 행정각 부처에 대한 조정·통할권을 적극 활용하고, 장기적으로는 전담 조직/부처의 신설을 모색할 것을 제안하였다. 셋째, 이행결과보고서의 작성 등 계획의 이행을 관리 및 평가할 수 있는 체계의 구축과 함께 실적을 토대로 한 개선 및 환류가 이루어질 수 있는 방안을 마련할 것을 제안하였다. 넷째, 얼마 전 새롭게 출범한 녹색성장위원회를 정부 자문기구로서 적극 활용하는 동시에 장기적으로는 국무총리 혹은 국회를 보필할 수 있는 민간전문가들로 구성된 기후변화 자문기구의 설치와 활용을 검토할 것을 제안하였다. 다섯째, 기후변화라는 것이 지속적인 대응이 요구되는 장기적인 사안이라는 점에서 장기 감축목표를 설정하고, 중장기 목표의 달성을 위해 부문별·단계별 목표와 대책을 수립하여 이를 해당 기본계획상에 적시할 것을 제안하였다. 일곱째, 에너지기본계획 및 전력수급기본계획상에 수요 전망 및 목표에 따른 온실가스 배출량을 추산하여 명기할 것을 제안하였다. 올해는 특히 온실가스 감축 로드맵의 수립과 함께 제2차 기후변화대응 기본계획, 제2 차 에너지기본계획 그리고 제2차 저탄소 녹색성장 국가전략 5개년 계획의 수립이 진행되는 시기라는 점에서 본 연구에서 제안한 개선안들을 참고·반영할 수 있는 적기라고 여겨진다. 이들 국가 계획들에 대한 개선을 통해 온실가스 국가 감축목표의 실현에 일조할 수 있는 계획들 간의 체계적이고 일관적인 수립·시행을 기대해본다. In 2010 Korea adopted Framework Act on Low Carbon Green Growth. The act defines Korea`s policy approach to climate change and binds Korea`s mid-term greenhouse-gas(GHG) reduction target which was internationally announced in 2009. It also stipulates that national plans directly or indirectly related to GHG mitigation are established. Accordingly, several national plans related to mitigation have been newly established or adjusted to meet the objectives of the act. However, the issue of inconsistency among such plans has been raised, and some of the plans appear to go against achieving the reduction target. In this context, this study reviews the national plans relevant to GHG emission and their reduction including Comprehensive Plan on Combating Climate Change, National Basic Energy Plan, and National Strategy and Five Year Plan for Green Growth. Based on the overall examination of such plans, this study identifies major problems of the plans and draws up key policy implications for their improvement so that they can contribute to the achievement of the national GHG reduction target.

온실가스 배출량 시계열 분석과 전망 배출량 및 감축 감재량 추정 - 충북을 중심으로 -

정옥진,문윤섭,윤대옥,송형규 한국지구과학회 2022 한국지구과학회지 Vol.43 No.1

In accordance with the enactment of ‘the Paris Agreement’ in 2015 and ‘the Framework Act on Carbon Neutrality and Green Growth for Response to the Climate Crisis’ in 2021, each local government has set appropriate reduction target of greenhouse gas to achieve the nationally determined contribution (NDC, the reduction target of 40% compared to 2018) of greenhouse gas (GHG) emissions in 2030. In this study, the current distribution of GHG emissions was analyzed in a time series centered on the Chungbuk region for the period from 1990 to 2018, with the aim of reducing GHG emissions in Chungbuk by 2030 based on the 2030 NDC and scenario. In addition, the prospected reduction by 2030 was estimated considering the projected emissions according to Busines As Usual in order to achieve the target reduction of GHG emissions. Our results showed that GHG emissions in Chungbuk and Korea have been increasing since 1990 owing to population and economic growth. GHG emissions in 2018 in Chungbuk were very low (3.9 %) relative to the national value. Moreover, emissions from fuel combustion, such as cement and lime production, manufacturing and construction industries, and transportation industries, were the main sources. Furthermore, the 2030 target of GHG emission reduction in Chungbuk was set at 40.2% relative to the 2018 value, in accordance with the 2030 NDC and 2050 carbon-zero national scenario. Therefore, when projected emissions were considered, the prospected reduction to achieve the target reduction of GHG emissions was estimated to be 46.8% relative to 2018. The above results highlight the importance of meeting the prospected reduction of GHG emissions through reduction means in each sector to achieve the national and local GHG reduction target. In addition, to achieve the 2030 NDC and 2050 carbon zero, the country and each local government, including Chungbuk, need to estimate projected emissions by year, determine reduction targets and prospect reductions every year, and prepare specific means to reduce GHG emissions. 2015년 ‘파리협정’ 및 2021년 ‘기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법’ 제정에 따라 2030년 국가 온실가스 감축목표(NDC, 2018년 대비 40% 감축) 달성을 위해서는 지자체별 적절한 온실가스 감축 목표 설정과 이행 노력이 필수적이다. 이에 이 연구에서는 충청북도 지역을 중심으로 1990-2018년 까지 온실가스 배출 현황을 시계열로 분석하였고, 2030년 국가 온실가스 감축목표와 시나리오를 바탕으로 충청북도의 2030년 온실가스 감축 목표를 제안하였다. 또한 감축 목표 달성을 위해 BAU 대비 장래 배출량을 고려한 2030년까지의 감축 잠재량을 추정하였다. 그 결과, 첫째, 우리나라와 충북의 온실가스 배출량은 1990년 이래 인구 및 경제 성장에 따라 증가해온 것으로 나타났으며, 2018년 국가 대비 충북의 온실가스 배출량은 3.9%로 매우 낮은 편이였고, 시멘트 및 석회 생산, 제조업 및 건설업, 수송업 등 연료연소에 의한 배출이 주를 이루는 것으로 나타났다. 둘째, 2030년 NDC 및 2050 탄소중립 시나리오를 반영한 2030년 충청북도 온실가스 감축 목표는 2018년 대비 40.2%로 설정하였다. 이에 장래 배출량을 고려할 경우 목표달성을 위한 감축 잠재량은 2018년 대비 46.8%인 것으로 추정되었다. 상기 결과는 국가 및 지자체의 온실가스 감축목표 달성을 위해서는 분야별 온실가스 감축 수단을 통한 감축 잠재량을 충족하는 것이 중요하다는 것을 의미한다. 또한 2030년 NDC 및 2050 탄소중립 시나리오 달성을 위해 충북을 포함한 국가 및 각 지자체는 온실가스 장래 배출량을 연도별로 추정하여 매년 감축 목표와 감축 잠재량을 구하고 이를 삭감할 수 있는 구체적인 감축 수단을 마련할 필요가 있음을 말해준다.

청주시 폐기물 재활용에 따른 온실가스 저감 산정 연구

김홍경 ( Hong-kyoung Kim ),장용철 ( Yong-chul Jang ),이가인 ( Gain Lee ) 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2020 한국폐기물자원순환학회 춘계학술발표논문집 Vol.2020 No.-

우리나라에서 전체 온실가스 발생량 중 폐기물 분야는 약 16.8% 정도(17년 기준)에 불과하지만, 폐기물의 에너지화, 매립가스 회수, 소각열 회수 등을 통한 천연자원 대체효과를 고려하면 온실가스의 누적 감축이 가능하므로 큰 감축 잠재량을 가졌다고 할 수 있다. 미국에서는 폐기물 분야의 온실가스 감축량 산정을 위하여 2000년대 초반 US EPA WARM 개발을 통해 온실가스 산정방법론을 개발하여 활용하고 있다. 본 연구에서는 EPA WARM 모델을 활용하여 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’ 자료를 바탕으로 한국 청주시의 생활폐기물의 재활용으로 인한 온실가스 감축량을 산정하고자 한다. 재활용으로부터 얻어지는 온실가스 감축량을 계산하기 위해 현재 재활용되는 양의 일부를 매립 또는 소각한다고 가정하여 값을 설정하고, 그 차이를 통해 감축량을 산정하였다. 또한, 현재 청주시에서 매립가스 발전사업을 진행 중인 것을 고려하여, 에너지 회수로 인한 온실가스 감축량이 포함된 감축량을 산정하였다. 본 연구의 목적은 ‘전국 폐기물 발생 및 처리현황’ 자료를 바탕으로 미국 EPA WARM 모델을 사용하여 한국 청주시의 폐기물 물질흐름도를 기반으로 한 재활용(alternative scenario)으로 인한 온실가스 감축량을 산정하는 데 있다. 연구결과에 따르면, WARM 모델에 의해 계산된 충북 청주시의 온실가스 감축량은 2017년 자료 기준 연간 대략 41만MTCO2eq 만큼의 온실가스가 감축되었으며, 274만MBTU 만큼의 에너지가 보존되었다. 또한, 이를 탄소당량 기준으로 나타낸 경우 11만 MTCE만큼을 감축시키는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 지역 수준의 폐기물 처리 부문 온실가스 감축량을 산정하고 향후 온실가스 감축 정책을 수립하기 위한 기초자료로써 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

혼합정수계획법을 이용한 발전부문 온실가스 감축 잠재력 평가

김용건,구윤모,김동우,이원종,양유경 한국환경정책평가연구원 2019 기후환경정책연구 Vol.2019 No.-

Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적 □ 연구의 배경 및 필요성 ㅇ 우리나라는 2030년 온실가스 감축목표를 설정하고 이의 달성을 위한 감축로드맵을 이행 중에 있으나, 발전부문의 감축목표 및 이행계획의 구체성이 부족한 상황임 - 감축로드맵 수정안(관계부처합동, 2018, p.6)은 확정감축량 23.7백만 톤CO₂와 추가감축 잠재량 34.1백만 톤CO₂로 발전부문 감축 계획을 제시하고 있으나, 추가 감축잠재량에 대해서는 2020년 NDC 제출 전까지 결정을 보류함 - 국가 감축목표 달성을 위해서 관련 정책의 구체화가 필요함 ㅇ 발전부문 의사결정의 불확실성을 해소하고 국가 온실가스 감축정책의 투명성을 높이기 위해서는 감축 잠재력의 이행에 따른 경제적 부담에 대한 과학적 분석이 필요함 - 발전부문의 온실가스 감축 잠재력과 비용의 평가에는 화력발전소의 부하추종능력, 전력저장시설의 시간적 연결성 등에 대한 과학적 분석이 요구됨 - 현재까지 우리나라의 온실가스 감축 잠재력 분석은 시간적 해상도가 낮고 시간적 연결성이 결여된 선형계획법과 연산가능일반균형모형 분석 등에 한정되었음 □ 연구의 목적 및 방법 ㅇ 정수적 특성을 반영한 순차적 급전계획의 최적화 모형 개발 및 적용을 통해 발전부문 온실가스 감축 잠재력 및 감축비용을 과학적으로 평가하고 효율적인 국가 감축목표 이행을 위한 정책적 시사점을 제시하고자 함 - 혼합정수계획법이란 최적화 프로그램인 선형계획법의 확장된 개념으로 실수뿐 아니라 정수 형태의 변수를 포함하는 프로그램으로서 발전소 기동 및 정지 등 0-1 혹은 정수적 의사결정 문제를 수리 모형화하는 데 적합한 개념임 Ⅱ. 선행연구 현황 □ 해외에서는 신재생에너지의 보급 잠재력 분석에 신재생에너지의 변동성과 경직성을 세밀하게 반영한 급전결정모형이 활용되고 있음 ㅇ Bistline(2017)은 태양광, 풍력 등 신재생에너지가 대규모로 보급될 경우 전력계통에 미치는 영향과 비용 특성을 혼합정수계획법을 적용한 급전결정모형을 통해 분석함 ㅇ Abrell, Rausch, and Streitberger(2019)는 신재생에너지가 대규모로 보급될 경우 에너지 저장장치(양수 발전 및 ESS)의 적정 보급 용량을 혼합정수계획법을 적용한 급전결정모형을 이용하여 추정하고, 에너지 저장장치의 효과적인 보급 유인을 제공할 수 있는 정책수단을 제시함 □ 국내에서는 온실가스 감축정책의 효과를 분석하기 위해 선형계획법에 기초한 전원구성 모형과 연산가능 일반균형모형이 주로 활용되어 왔음 ㅇ 안영환(2017)은 온실가스 규제 강화에 따른 석탄발전소의 자산 가치 하락 정도를 선형계획법으로 분석함 ㅇ 김진태, 조철흥, 최동현(2019)은 최대부하요금 인상에 따른 경제적 파급효과 및 온실가스 배출 영향을 연산가능 일반균형모형을 이용하여 분석함 ㅇ 안재균(2018)은 혼합정수계획법에 기반한 급전결정모형을 활용하여 비용효과적인 저탄소 전력시스템의 구축을 위한 전력시장제도의 개선방안을 제시하였으나 온실가스 잠재력에 대한 분석은 수행되지 않음 ㅇ Shin et al.(2019)는 혼합정수계획법을 포함하는 다층적 연계 모델링을 통해 석탄발전소 가동률 감소를 위한 최적 급전계획을 유도하는 방법론을 개발하여 2020년에 대한 시범분석을 수행함 Ⅳ. 주요 가정 및 입력 자료 □ 주요 가정 ㅇ 시간 단위를 1시간 단위에서 2시간 단위로 단순화하고, 시뮬레이션 기간을 1년에서 2개월로 단축하여 현실적으로 모형이 해를 구할 수 있도록 문제를 단순화 ㅇ 설비예비력제약은 설비용량구성의 제약 만족 여부 점검 시에만 이용 ㅇ 자료 확보 및 계산상의 어려움으로 열간 기동비용만을 고려 Ⅴ. 시나리오 구성 및 분석 □ 기준시나리오는 『제8차 전력수급기본계획』상의 전원계획을 전제로 한 2030년 경제급전 결과이며, 정책시나리오는 다양한 탄소가격에 대해 연료사용에 따른 이산화탄소 배출계수를 적용하여 추가적인 변동비를 적용한 것임 ㅇ 탄소가격을 2만 5,000원/톤CO₂(CT1), 5만 원/톤CO₂(CT2), 7만 5,000원/톤 CO₂(CT3), 10만 원/톤CO₂(CT4)으로 하는 4개의 시나리오를 구성하고, 필요에 따라 추가적인 탄소가격 시나리오를 구성 □ 분석결과 ㅇ 탄소가격이 2만 5,000원(CT1), 5만 원(CT2), 7만 5,000원(CT3), 10만 원(CT4)으로 증가함에 따라 배출량이 1.8%, 26.7%, 47.9%, 51.0% 감소 ㅇ 석탄 발전의 비중이 기준시나리오 기준 46.2%에서 탄소가격이 5만 원(CT2)인 경우 24.7%로, 10만 원(CT4)인 경우 2.6%로 감소(가스 발전 비중은 26.7%, 48.8%로 증가) ㅇ 탄소가격 인상에 따른 배출량 감소율을 1만 원 단위 변화로 살펴본 결과, 탄소가격이 3만 원에서 4만 원으로 증가하면서부터 큰 폭의 배출량 변화가 시작되었으며. 4만원에서 5만 원으로 증가하는 구간에서 배출 감소율이 9.1%에서 25.9%까지 급격하게 증가함(그림 1 참조). 또한 탄소가격 인상에 따라 전력 공급비용도 증가함을 보임 ㅇ 기동비용 변화에 따른 영향은 배출량과 생산비용의 수준은 물론 탄소가격에 따른 변화 양상에서도 크지 않은 것으로 평가됨. 기동비용을 10배 증가시킬 경우 비용이 다소증가하는 영향이 있는 것을 제외하면 탄소가격 시나리오별 영향에 미치는 영향은 무시할 만한 수준임 ㅇ 열간 기동비용의 10배라는 가정하에 탄소가격 시나리오별 에너지 저장장치의 저장량 변화추이를 살펴본 결과, 저장장치의 역할은 탄소가격이 높아짐에 따라 낮아지다 일정 수준이 지나면 다시 커지는 경향을 보임 ㅇ 출력에 따른 효율변화를 나타내는 비용특성함수를 반영할 경우, 2차식에 대해 구간선형함수로 근사하여 혼합정수계획법 문제로 정식화하여 시뮬레이션을 수행함. 탄소가격 2만 5,000원(CT1), 5만 원(CT2), 7만 5,000원(CT3) 시나리오에서의 이산화탄소 배출량 감소율은 2.6%, 26.1%, 47.2%로 비선형 출력특성함수를 반영하지 않은 경우의 시뮬레이션 결과인 1.8%, 26.7%, 47.9%와 유사한 경향을 보임. 비용(세금 제외)에 있서도 탄소가격 시나리오별로 1.4%, 11.3%, 24.8%의 감소율을 보여 비선형 출력특성 함수를 반영하지 않은 경우의 0.4%, 11.8% 및 25.4%와 큰 차이 없는 것으로 평가됨 ㅇ 720개 시간 구간을 대상으로 최소 가동시간과 최소 정지시간 제약을 적용할 경우, 탄소가격에 따른 감축 잠재력을 살펴본 결과, 이산화탄소 배출량의 변화율이나 비용 상승률이 최소 가동·정지 시간을 반영하지 않은 경우와 비교해 작은 차이를 보임 ㅇ 시나리오별·기간별(1년을 2개월 단위로 6개 기간으로 구분) 석탄 및 LNG 발전량을 살펴본 결과 탄소가격 2만 5,000원 및 5만 원일 때의 배출 감소율은 1년 전체기준 2.7% 및 27.1%로 초기 1,440시간 기준 1.8%, 26.7%와 다소 차이를 보이나 1년 전체를 대표하는 데 큰 무리가 없는 것으로 판단됨 Ⅵ. 결론 및 정책 제언 □ 발전부문의 2030년 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위해서는 4만 원/톤CO₂ 이상의 탄소가격이 요구될 전망임 ㅇ 발전부문은 국가 전 부문에 걸친 수요 관리 등의 효과를 제외하고도 2030년 기준 온실가스 배출량을 9.5~23.1% 감축하여야 하며, 이러한 감축을 유도하기 위해서는 4만~5만원/톤CO₂의 탄소가격이 요구됨 □ 탄소가격 3만~7만 원/톤CO₂ 범위에서 발전부문 총 배출의 45%에 상당하는 감축량이 발생할 수 있으며, 발전부문이 배출권 시장의 수급 균형에 결정적인 영향을 미칠 것으로 평가됨 ㅇ 배출권 가격 3만~7만 원 범위에서 발전부문이 연간 1억 톤 수준의 배출권 공급 잠재력(수요 감소 요인)을 담당할 전망임 □ 배출권 가격에 대한 전력시장 반영이 효과적으로 이루어지지 못할 경우 배출권 가격의 심각한 왜곡 현상 발생이 우려됨 ㅇ 배출권 순 매입비용을 평균하여 변동비에 반영할 경우, 동일한 전력수요 만족을 위한 공급비용만 증가시키고 이산화탄소 배출량마저 증가시키는 정반대의 악영향을 초래할 가능성이 높음. 배출권 가격 자체가 기회비용 개념으로 변동비에 반영되어야 하며 이에 따라 급전 우선순위가 결정되어야 함. 무상할당 등에 따른 매몰비용(sunk cost)은 별도의 정산 절차를 통해 발생주의 원칙에 따라 회계적으로 처리될 필요가 있지만, 이러한 매몰비용이 급전 의사결정의 효율성을 훼손하는 역할을 하도록 이용되어서는 안 됨 ㅇ 배출권 초기할당의 유상 경매는 발전부문 원가 상승 영향을 크게 증가시킬 수 있음. 전기의 간접배출량 규제가 병행될 경우 발전부문 직접 배출에 대한 무상할당 유지 필요성이 높음 Ⅰ. Background and Aims of Research □ The study developed a Mixed Integer Linear Programming (MIP) model to evaluate CO₂ mitigation potential in the power sector of Korea. Based on the current capacity plan of the government, we applied the MIP model to find the optimal dispatch (unit commitment) of power units for various carbon pricing scenarios. ㅇ The Korean government set a mid-term GHG mitigation target of 37 percent reduction compared to BAU (Business-As-Usual) emissions in 2030. The power sector is responsible the lion’s share of the reduction burden but the exact amount of its reduction goal is yet to be finalized. Ⅱ. Analysis of Results and Conclusion □ We found out that a carbon price of around 30,000~40,000 Won/tCO₂ triggers a significant reduction of GHG emissions by way of substitution from coal to natural gas. A carbon price of 60,000 Won/tCO₂ can reduce around 40 percent of CO₂ emissions in the power sector. ㅇ To attain solutions in a reasonable amount of time, we ran simulations for the first two months of 2030, aggregating two hours into a single unit of time. We verified, however, that the solution from the two-month time horizon is quite similar to a full-year simulation. We found out that a simulation with an even smaller time horizon of 20 days resembles the full-scale optimization quite well. □ The MIP model for the power sector unit commitment problem has the potential to be applied to evaluate environmental dispatch mechanisms that consider the short-term regional status of air pollution, such as PM concentration, in setting priorities of power units. We can devise an efficient environmental dispatch mechanism as such that maximizes the environmental benefits and minimizes the supply costs at the same time.

국가 기후 및 에너지 관리 정책개발 기획연구

이상엽,최영웅,김대수,석광훈,임동순,이창호,이승희,하상선,강윤영,고재경,오대균,이유진 한국환경정책평가연구원 2020 기본연구보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 서론 □ 연구원이 추진하는 환경정책연구의 기본 방향은 구조적 원인을 분석하고 사전 예방의 선제적 대응 방안을 마련하고, 지속가능 발전 사회 구조로 전환하며, 정확한 기초 통계와 정보 인프라를 확충하고, 융복합 환경 연구 확대를 위한 수요자 중심의 환경정책연구와 산학연·민관·연구 간 합동연구를 확대하며, 효율적·성과 지향적 연구과제 관리시스템을 구축하는 것 □ 저탄소 전문가 포럼의 목적 및 기대효과 ㅇ 기후·에너지 분야를 체계적으로 연구하기 위한 로드맵 마련 ㅇ 현안 및 KEI 중점 연구 방향 수립 ㅇ 지속적 네트워크를 통한 연구 진행 및 연구 결과의 사회적 확산 도모 Ⅱ. 연구 현황 및 한계 1. 기존 연구 현황 □ 부문별 주요 연구 내용 ㅇ 감축 및 에너지 부문: 배출권거래제 등의 감축정책, 신기후체제에 대한 대응과 저탄소 발전 전략 마련, 에너지 전환과 수요에 대한 전망 및 에너지별 환경 효과 분석 등 ㅇ 적응 부문: 기후변화 적응 역량 분석, 폭염 및 한파 등 이상기후 취약성 분석 등 2. 평가 □ 체계적·연속적 연구 수행 체계에 대한 강화의 필요성 ㅇ 조직 체계 불안정 → 연구진 불안정 → 연구 주제 불안정 □ 여건 변화에 대비한 역량 강화의 중요성 ㅇ 기후에너지 정책 세팅에서 세부 이행 단계로 전환하는 과정, 수요자 중심의 현안 대안 제시 등 연구 환경의 변화에 대응하는 과정이 미흡함 ㅇ 온실가스종합정보센터와 한국환경공단의 관계 및 역할(연구 중첩 증대), 민간 컨설팅사들의 진입 등의 환경 변화에 대응하는 과정이 미흡함 □ 종합적으로, 연구 환경 여건 변화를 고려해 선도적·종합적·사회 친화적 연구 수행체계를 마련하는 것이 중요함 ㅇ 연구 발주처가 다원하고 기후·에너지가 대전환하는 시기에 대비한 선도적 KEI 브랜드 연구 수행이 필요함 ㅇ 정책 수요자(시장, 국민, 시민단체, 언론 등)를 고려하여 연구 결과를 확산하는 방안이 중요 Ⅲ. 포럼 주요 내용 1. 포럼 개요 □ 위원 구성 2. 포럼 발표 주제 및 토론 내용 □ 제1차 포럼 ㅇ 포럼 역할 - 기후·에너지 현안 논의 - 기후·에너지 연구 어젠다 논의, 설정 - KEI 중점 연구 분야 논의, 제안(단계별, 유형별) - KEI 중점 연구 진행 상황 공유 및 연구 결과의 사회적 확산 ㅇ KEI 기후에너지연구실 현황 소개 - 저탄소·친환경 에너지 전환 및 관련 정책에 관한 연구 - 기후변화(감축/적응) 대응·주류화 관련 정책 연구 - 기후변화 국제협약·국제기구 논의 동향 분석 및 국가협상 지원 등 기타 관련 업무 □ 제2차 포럼 ㅇ 전력시장 개선 방향 - 운영 방식 보완 ㆍ 제3자의 변동비평가 방식을 토대로 운영되고 있는 기존 대규모 전원 중심의 에너지믹스 구조를 개선할 필요가 있음 → 시장 참여자의 본래 기능 회복과 에너지원의 다양성 추구 ㆍ 온실가스 감축 등 국가에너지정책을 반영할 수 있도록 시장 운영 규칙 변경 → 발전 부문의 환경 제약(온실가스 배출량 등) 반영이 가능한 급전 방식 도입 ㆍ 분산전원 등에서 발생하고 있는 분산편익(송전회피, 손실절감)이 전력시장에서 가격으로 반영될 수 있도록 시장 규칙 보완 → 분산편익을 객관적으로 평가하여 시장가격으로 전환 - 검토 시 쟁점 사안 ㆍ (전력수급기본계획) 에너지믹스 전망 시 환경제약 반영 여부 ㆍ (전력시장운영규칙) 전력시장 조달 및 급전 방식 변경 여부 - 검토 과제 ㆍ 전력수급을 에너지믹스 중심으로 전환: 수급, 환경, 안전 등 국가에너지 정책목표 설정에 따라 에너지믹스를 분석하고 에너지믹스 시나리오에 따라 목표 달성 효과와 영향을 분석 ㆍ 온실가스 감축을 위한 전력시장 운영 방안: 발전 부분 온실가스 배출 모델링(기술 및 감축 수단), 온실가스 감축에 따른 배출 비용 추정 및 가격 반영 방안 ㆍ 에너지믹스 변동에 따른 전력시장 개선 방안: 전력시장 운영 방식 개선(급전, 운영, 거래 등), 전력시장 거래 방식 개선(계약, 입찰, 인증서 등) ㅇ 에너지원별 시장 현황과 기후 거버넌스 - 에너지-통신시장 통합과 독립 규제기관 설립 ㆍ 산업통상자원부의 인위적 전기가스요금 저가 규제 문제가 심각함 ㆍ 이동통신요금은 과학기술정보통신부의 규제 포획으로 신뢰를 상실함 ㆍ 독일 망산업규제청(BNetzA) 참고해 독립 규제기관 설립 - 에너지 시장과 에너지 복지정책을 선명하게 분리할 필요가 있음 ㆍ 전력가스시장은 과감하게 개방하여 혁신산업과 일자리 창출을 도모하되, 에너지 요금은 독립 규제기관 감독하에 결정할 필요 ㆍ 전기, 가스요금 보조를 단계적으로 폐지해 수요 관리를 유도하고 에너지 빈곤가구(Off-gas 400만 가구)의 복지에 집중할 필요가 있음 - 혁신적 에너지 수요 관리시장 및 일자리 창출 ㆍ 전력-통신융합형 수요 관리, 주택단열 개선 생활형 SOC 사업화 □ 제3차 포럼 ㅇ 전력 신시장(전력수요자원(DR) 시장) - 정의: 전기 사용가자 전력시장가격이 높을 때 또는 전력 계통 위기 시 아낀 전기를 전력시장에 판매하고 금전으로 보상받는 제도 - 운영 방법 ㆍ 피크감축 DR: 감축 1시간 전 급전 지시 → 수급상황 급변 시 가동되는 비싼 발전기 대체 → 기본급(발전기의 용량가격 책정 방식으로 산정) + 실적금(최고 변동비로 보상) ㆍ 요금절감 DR: 하루 전 전력시장에 입찰 → 일반 발전기 입찰가보다 수요 감축가격이 저렴할 경우 수요 감축 → 실적금(실적금-SMP)으로 보상 - 중요성: 전기 소비자의 적극적 시장 참여 및 합리적인 에너지 소비 유도를 통한 신규 발전소 건설 회피, 온실가스 감축 및 ICT 융합 부가서비스 창출에 기여 - 효용성 ㆍ 전력계통의 수급 위기에 신속히 대응: 수요예측 오차, 자연재해 및 발전기 고장 등의 단기 수급 불균형에 대비할 필요 ㆍ 발전기 건설 대체: 피크 억제로 신규 발전기 건설 억제 → 발전기 건설비용 절감 ㆍ 전기요금 인상 억제: 전력수요가 높은 시기에 고비용 발전기를 대체하고 발전지원과 가격경쟁으로 전력구입비를 절감 ㆍ 온실가스 감축 및 에너지 신사업 정책 실현: 온실가스 감축 및 새로운 성장동력 창출을 위한 정책 실현에 효과적인 수단 □ 제4차 포럼 ㅇ 배출권거래제 유동성 확보 방안 - 국내와 해외 배출권 거래제 유동성 비교 ㆍ 국내 배출권 2018년 정산 결과 3천만 톤(할당량 대비 약 5%) 잉여 ㆍ EU ETS 2018년 시장 잉여 물량 약 16억 톤(할당량 대비 84%) ㅇ 배출권 거래비용의 발전시장 반영 정부(안) - 정부는 배출권 거래비용을 별도로 정산하고 있는 현 제도는 폐지하고, 거래비용을 발전원가에 직접 반영하는 환경급전 도입 추진 중 □ 제5차 포럼 ㅇ 전원믹스에 대한 전망과 대안에 따른 배출량 분석 - 재생발전 이행력 확보 방안 ㆍ 제도 간 연계성 메커니즘: RPS와 배출권거래제(비용 수준, 비용전가 구조 등), 전력시장제도와 환경비용 반영, 제도 간 연계에 따른 감축 효과 ㆍ 이행력 확보 방안: 전력/에너지정책 관점, 규제 시스템 재구축 ㅇ 기후·에너지시장 거버넌스 분석 - 에너지시장 거버넌스 현황 분석 - 기후시장과 전력시장 거버넌스 분석 - 재생에너지 확대를 위한 기후·에너지시장 거버넌스 개선 방향 ㅇ 재생에너지의 수용성에 관한 국내외 선행연구 분석 - 조건부 가치 측정법(Contingent Valuation Method, CVM) 및 헤도닉 가격 모형 등을 사용한 재생에너지의 수용성 및 지불의사액 추정에 관한 국내외 선행연구 분석 - 에너지원별 수용성 차이 분석 Ⅳ. 국가 온실가스 감축 이행 성과 분석 연구 - 건물 및 수송 부분을 중심으로 1. 서론 □ 본 연구에서는 높은 감축률이 설정된 건물(가정, 상업, 공공) 부문과 수송 부문의 온실가스 배출 특성과 감축 정책의 효과성 등을 살펴봄 ㅇ 건물 부문과 수송 부문의 온실가스 배출량과 감축 목표를 비교 분석 ㅇ 건물 부문과 수송 부문의 주요 정책에 대한 도입과 도입 효과 등을 비교 분석 2. 건물 부문 □ 건물 부문에 대한 온실가스 감축 목표 초과 달성은 과도한 온실가스 배출량 전망에 기인한 것으로 파악되며 향후 전력 소비에 대한 적극적인 관리가 필요 ㅇ 과도한 전력화를 방지하고 실질적으로 효율적인 전력 소비를 유도하기 위해서는 전력요금의 현실화와 이를 통한 고효율 조명, 전기기기 등의 도입 촉지 필요 ㅇ 신규 건물에 대한 저탄소, 제로 에너지 설계 기준을 적극적으로 설정하고 시행할 필요가 있으며, 기존 건물에 대한 단열 개선, 고효율 설비 도입 등을 적극적으로 지원 필요 3. 수송 부문 □ 수송 부문의 온실가스 배출은 2013년까지 안정적인 추세를 보였으나 고유가가 종심됨에 따라 자동차 수요가 급격히 증가하고 자동차가 대형화하여 도로교통 부문 온실가스 감축 정책이 조속히 필요해짐 ㅇ 2014년부터 2016년까지 도로 부문 연료 사용이 증가하였으며, 특히 경유의 소비가 급격히 증가하여 온실가스 배출량뿐만 아니라 미세먼지 등 대기환경오염물질 배출량도 급증 ㅇ 2020년 자동차 제조사들의 평균 온실가스 배출허용 기준(97g/km)의 달성이 불확실한데, 이는 신규 차량의 대형화 등에 기인 ㅇ 향후 전기차 등 친환경차의 실질적인 보급 확대를 위한 적극적인 정책과 기술개발 등이 필요 Ⅴ. 중장기 연구 목표 및 추진 방안 1. 정책연구의 목표 ㅇ (목표 1) 연구 환경 변화를 고려한 정책 연구 어젠다를 개발하고 선택과 집중을 통해 국책연구원으로서의 사회적 역할 강화 ㅇ (목표 2) 원내 연구 기반 체계 확립, 대내외 협력을 바탕으로 연구 결과의 사회적 공유 확산 2. 연구 추진 방향 ㅇ KEI의 전문성, 역할, 위상에 맞는 연구 주제 및 방향을 설정하여 추진 ㅇ 외부 전문가와의 네트워킹 및 공동연구 추진 강화 3. 주요 과제 및 추진 방안 □ 친환경 에너지 전환 정책 방안 마련 ㅇ 친환경 에너지 전환 쟁점 분야별 정책 대안 제안 ㅇ 에너지 전환에 따른 온실가스 감축 영향 분석 ㅇ 기후·에너지 정책의 연계 방안 마련 ㅇ 재생에너지 확산 방안 및 경제적 효과 분석 □ 저탄소사회 전환 비전 및 이행 방안 마련 ㅇ 중장기 기후정책 프레임 재확립 및 이행 방안 마련 ㅇ 기술, 정책, 행태 변화, 지방분권 등의 중장기 혁신 방안 마련 ㅇ 글로벌 저성장 시대 한국형 녹색 그린딜 제안 □ 기후변화 감축-적응 통합 전략 마련 ㅇ 감축-적응 공편익 정책 설계 ㅇ 폭염 및 한파 재해 대응 방안 등 국민체감 기후변화 정책 마련 ㅇ 기후변화·미세먼지 통합 환경관리 중장기 발전 전략 4. 중장기 연구 계획 □ 1단계(2019-2021년) ㅇ 기후변화 정책 수립을 위한 과학 기반 구축 ㅇ 에너지전환 정책 및 온실가스 감축 목표의 수립 지원 □ 2단계(2022-2024년) ㅇ 에너지전환 및 온실가스 감축 목표의 수립·이행 지원을 위한 정책 효율성 제고 ㅇ 신기후체제 전략적 대응 및 국제협력 활성화 □ 3단계(2025-2028년) ㅇ 국가 기후변화 정책 주류화를 위한 선도적 정책 연구 수행 Ⅰ. Introduction □ The basic directions of the environmental policy research conducted by the researcher are to analyze structural causes, prepare proactive measures for prevention, convert to a sustainable development social structure, expand accurate basic statistics and information infrastructure, and study convergence environments. □ To expand consumer-centered environmental policy research and joint research between industry-academia-research, public-private research, and establish an efficient and performance-oriented research project management system □ Purpose and Expected Effects of the Low Carbon Expert Forum ㅇ Prepare a roadmap to systematically study the field of climate and energy ㅇ Establishment of current research directions and key research directions for KEI ㅇ Promote research through social networks and social diffusion of research results Ⅱ. Research Status and Limits 1. Current research status □ Major Research Contents by Sector ㅇ Reduction and Energy Sector: Reduction policies such as the emission trading system, response to the new climate system, preparation of a low-carbon power generation strategy, prospects for energy conversion and demand, and analysis of environmental effects by energy, etc. ㅇ Adaptation sector: climate change adaptation capability analysis, heat wave and cold weather vulnerability analysis, etc. 2. Evaluation □ Necessity of strengthening the system for systematic and continuous research ㅇ Organizational system instability → Researcher instability → Research topic instability □ The importance of strengthening capabilities in preparation for changing conditions ㅇ The process of responding to changes in the research environment, such as the process of transitioning from setting the climate energy policy to the detailed implementation phase, and presenting alternatives focused on consumer issues, is insufficient. ㅇ The relationship between the greenhouse gas general information center and the Korea Environment Corporation (role research overlap) and the process of responding to environmental changes such as entry of private consulting firms are insufficient □ Overall, it is important to prepare a system for leading, comprehensive, and socially friendly research in consideration of changes in the research environment. ㅇ It is necessary to conduct a leading KEI brand research in preparation for the time when the research order is plentiful and the climate and energy are undergoing major transformation. ㅇ It is important to spread the research results in consideration of policy consumers (market, citizens, civic groups, media, etc.) Ⅲ. Forum Highlights 1. Forum presentation topics and discussions □ 1st Forum ㅇ Forum role - Climate/energy issues discussion - Climate/energy research agenda discussion, setting - Discussion of KEI-focused research fields, proposals (by stage, type) - Sharing of progress of KEI - focused research and social diffusion of research results ㅇ Introduction of the current status of the KEI Climate Energy Lab. - A study on low carbon and eco-friendly energy conversion and related policies - A study on policies related to climate change (reduction/adaptation) and mainstreaming - Analysis on trends in international agreements on climate change, international organizations, support for national negotiations, etc. Related work □ Second Forum ㅇ Direction to improve the electricity market: complement the operation method, issues in review, and review tasks ㅇ Market status and climate governance by energy source - Integrated energy-communication market and established independent regulators - It is necessary to clearly separate the energy market and energy welfare policy. - Innovative energy demand management market and job creation □ The 3rd Forum ㅇ New power market (electricity demand resource (DR) market) - Definition: A system that sells electricity saved from electricity users when the electricity market price is high or in the event of a power grid crisis to the electricity market. - Importance: Contribution to the avoidance of construction of new power plants, reduction of greenhouse gas and creation of additional services for ICT convergence through active market participation of electric consumers and induction of rational energy consumption- Effectiveness □ 4th Forum ㅇ How to secure liquidity in the emission trading system - Comparison of liquidity between domestic and foreign emission trading systems ㆍ30 million tons (approximately 5% of the quota) surplus as a result of 2018 domestic credit ㆍ EU ETS 2018 market surplus approximately 1.6 billion tons (84% of quota) ㅇ Reflecting the power generation transaction cost of the power generation market Government (proposal) - The government is abolishing the current system of separately calculating the cost of emissions trading, and is promoting the introduction of environmental feeding, which directly reflects the transaction cost in the cost of power generation. □ The 5th Forum ㅇ Emissions analysis according to prospects and alternatives to power mix - Measures to secure the ability to implement renewable power ㆍ Mechanism of linkage between institutions: RPS and emission trading system (cost level, cost transfer structure, etc.), electricity market system and environmental cost reflection, reduction effect by linkage between systems ㆍ Ways to secure implementation power: power/energy policy perspective, re-establishment of regulatory system ㅇ Climate and energy market governance analysis - Analysis of current status of energy market governance - Climate market and power market governance analysis - Directions for improving the governance of climate and energy markets to expand renewable energy ㅇ Analysis of prior domestic and foreign research on the acceptance of renewable energy - Analysis of domestic and foreign precedent studies on the estimation of the acceptability and payment intention of renewable energy using conditional valuation method (CVM) and hedonic price model - Analysis of water-soluble difference by energy source Ⅳ. National Greenhouse Gas Reduction Implementation Analysis - Focusing on Building and Transportation 1. Introduction □ This study examines the characteristics of greenhouse gas emission and the effectiveness of the reduction policy in the buildings (home, commercial, public) and transportation sectors with high reduction rates. ㅇ Comparative analysis of greenhouse gas emissions and reduction targets in the building sector and transportation sector ㅇ Comparative analysis on the introduction and effects of major policies in the building sector and transportation sector 2. Building sector □ Exceeding the GHG reduction target for the building sector is believed to be due to excessive forecasts of greenhouse gas emissions, and it is necessary to actively manage power consumption in the future. ㅇ In order to prevent excessive power generation and induce efficient power consumption, it is necessary to realize the actual power rate and to promote the introduction of high-efficiency lighting and electrical equipment. ㅇ It is necessary to actively set and implement low-carbon, zero-energy design standards for new buildings, and it is necessary to actively support insulation improvement for existing buildings and introduction of high-efficiency facilities. 3. Transportation sector □ Greenhouse gas emissions in the transportation sector remained stable until 2013, but as high oil prices ended, the demand for automobiles increased rapidly and cars became larger, so the policy to reduce greenhouse gases in the road transportation sector was urgently needed. ㅇ From 2014 to 2016, fuel consumption in the road sector increased. In particular, the consumption of diesel increased rapidly, and not only greenhouse gas emissions, but also air pollutant emissions such as fine dust increased rapidly. ㅇ In 2020, it is uncertain to achieve the average greenhouse gas emission standard (97 g/km) of automobile manufacturers, which is due to the enlargement of new vehicles. ㅇ In the future, it is necessary to actively develop policies and technologies to expand the practical distribution of eco-friendly vehicles such as electric vehicles. Ⅴ. Mid to Long Term Research Goals and Plans 1. Goals of Policy Research □ (Objective 1) Develop a policy research agenda that takes into account changes in the research environment and strengthen social roles as a national researcher through selection and concentration □ (Objective 2) Establishment of an in-house research-based system and spread of social sharing of research results based on internal and external cooperation 2. Research Promotion Direction □ Set and promote research topics and directions that match KEI's expertise, role, and status □ Strengthen networking and joint research with external experts 3. Major tasks and plans □ Prepare an environmentally friendly energy conversion policy plan ㅇ Suggestions for policy alternatives by environment-friendly energy conversion issues ㅇ Analysis of greenhouse gas reduction effect by energy conversion ㅇ Prepare measures to link climate and energy policies ㅇ Renewable energy diffusion plan and economic effect analysis □ Prepare a low-carbon society transition vision and implementation plan ㅇ Re-establishing mid to long term climate policy frame and preparing implementation plan ㅇ Mid to long term innovation plans such as technology, policy, behavior change, and decentralization ㅇ Proposal of Korean green deal in the era of global low growth □ Prepare a strategy to reduce climate change and adapt ㅇ Reduction-adaptive public benefit policy design ㅇ Prepare climate change policies for people to experience, such as measures to deal with heat waves and cold waves ㅇ Mid to long term development strategy for integrated environmental management of climate change and fine dust 4. Mid-long term research plan □ Stage 1 (2019-2021) ㅇ Establish science base for establishing climate change policy ㅇ Support for the establishment of energy conversion policies and greenhouse gas reduction targets □ Stage 2 (2022-2024) ㅇ Enhance policy efficiency to support the establishment and implementation of energy conversion and greenhouse gas reduction targets ㅇ Strategic response to new climate system and activation of international cooperation □ Stage 3 (2025-2028) ㅇ Conduct leading policy research for mainstreaming national climate change policies

연구논문 : 지역별 온실가스 감축 잠재량 및 감축비용 분석

노동운 ( Dong Woon Noh ) 전남대학교 지역개발연구소 2011 지역개발연구 Vol.43 No.1

본 연구는 상향식 최적화 모형(MARKAL)을 이용하여 2020년의 6개 권역별 온실가스 감축 잠재량 및 감축비용을 분석했다. 모든 기술적 감축수단을 활용할 경우 전라권에서는 2020년에 온실가스 배출량(162,724천CO2톤)의 13.1%인 24,749천CO2톤의 감축이 가능할 것으로 분석된다. 수도권은 감축 잠재량과 감축율에서 가장 높은 수준을 나타내며 전라권의 감축량은 3위 수준이지만 감축율은 가장 낮은 수준으로 분석된다. 감축잠재량은 강원권이 가장 낮을 것으로 분석된다. 국가 전체의 기술적 감축잠재량을 달성하는 평균비용은 강원권이 가장 낮고 수도권이 가장 높으며 경북권과 전라권이 수도권 다음으로 높고 충청권은 중간 정도의 수준으로 분석된다. 본 연구에서 설정한 20%의 감축목표를 달성하기 위해 국내 배출권 거래제를 도입하면 수도권과 경남권이 배출권을 판매할 수 있을 것으로 분석된다. 배출권 판매량은 수도권이 가장 많고 경남권은 미미한 수준에 이를 것으로 분석된다. 나머지 지역은 모두 배출권을 구매해야 하며 배출권 구매량은 전라권이 가장 많고 강원권이 가장 적을 것으로 분석된다. 배출권 거래제를 도입하면 개별감축에 비해 강원권의 감축비용이 가장 높은 비율로 감소하고 다음으로 전라권, 충청권, 경북권, 수도권 순이며 경남권이 가장 낮은 율로 감소할 것으로 분석된다. 국내 배출권 거래제와 국제 탄소시장을 연계할 경우 감축비용 감소는 확대될 것으로 분석된다. 따라서 기준 배출량 대비 30% 감축이라는 우리나라의 중기 온실가스 감축 목표를 달성하기 위해서는 모든 지역이 분석대상 이외 부문이나 해외로부터 배출권을 구매해야 하기 때문에 지방정부와 중앙정부 모두 보다 비용이 낮은 감축수단을 개발해야 할 것으로 보인다. 인구가 밀집된 수도권과 경남권의 온실가스 감축 잠재량이 높게 나타난 것은 전력의 소비단계에서 온실가스 배출량을 설정한 분석모형의 한계에서 발생된 결과이다. 따라서 향후 연구에서는 발전형태 및 발전규모를 지역별로 분할하여 전력생산 단계에서 온실가스 배출량을 산정하여 지역별 감축 잠재량을 보다 정교하게 반영할 수 있는 연구가 추진될 필요가 있다. The purpose of this research is to estimate regional greenhouse gas mitigation potential using bottom-up model(MARKAL). Technological greenhouse gas mitigation potential and abatement cost is estimated for each sectors and six regions. The 20% is set as a target to reduce greenhouse gas emission compared to baseline emissions in 2020. Capital Region has the largest mitigation potential of 59,077 ths. tCO2(24.8% compared to baseline emission), Kang-Won Region has the smallest potential of 10,627 ths. tCO2(l6.0%) in 2020. ChonRa`s technological mitigation potential is 24,729 ths. tCO2(13.l%) in 2020. Conversion sector has the largest potential, and commercial sector has the second largest potential of ChonRa`s potential. The avenge cost to achieve technological mitigation potential is $241/tCO2. Around 1.2% of mitigation potential can be realized under negative marginal cost, 10.4% of potential can be achieved under the current international carbon price($20-30/tCO2). Under domestic greenhouse gas emission trading system, Capital and Kyungnam sell allowances, and remaining regions including ChonRa have to buy permissions to get 20% target. However, the mitigation cost in ChonRa is estimated to be declined by 30.% under domestic trading compared with no-trading. In case of linkage with international carbon market, all regions have to buy allowances from outside since the marginal cost to get 20% target is very high compared with international carbon price. ChonRa can enjoy more drastic cost reduction of 95.7% in case of linkage with international carbon market.

건물부문 온실가스 배출량 요인 분석과 감축 이행실적 지표 연구

정영선 대한건축학회 2024 대한건축학회논문집 Vol.40 No.1

한국 정부는 2018년에 ‘2030년 국가 온실가스 감축목표 기본 로드맵 수정안’을 발표하였고, 2021년에는 ‘2030 NDC 상향안’을 발표하여 2018년의 배출량(727.6백만톤) 대비 40%를 2030년까지 감축하는 목표를 법제화하였다. 본 연구에서는 건물부문의 온실가스 배출량 증감 요인을 분해 분석하여 개별 요인들이 온실가스 배출량의 변화에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. 또한 이를 근거로 감축의 노력이 이루지고 있는지 검토할 수 있는 이행실적 지표를 제안하였다. 기존의 연구들과는 다르게 국가 온실가스 감축목표 로드맵 상의 제1차 감축 이행기간(2018년~2020년)의 감축 목표치와 비교하고 어떠한 요인이 증감에 영향을 주는지를 분석하였다. 이에 본 연구는 2020년 기준 건물부문의 감축 목표의 달성 여부와 그 요인을 분석한 연구로써 의의가 있다. 본 연구의 건물부문 요인분해 분석 결과에 따르면 주거부문의 온실가스 배출량을 증가시킨 가장 큰 요인은 건물의 성장 효과이며 배출량을 감소시킨 요인은 에너지 집약도이다. 상업(비주거)부문의 온실가스 배출량을 증가시킨 요인도 건물의 성장 효과와 건물의 면적 증가로 나타났고, 에너지 집약도가 배출량을 낮추는 요인이다. 2020년 건물부문의 온실가스 감축목표 이행 결과, 감축 목표 대비 약 6.9 백만톤 낮게 배출하였고, 제1차 감축 이행기간(2018년~2020년)의 감축 목표치와 비교하여도 약 4.9 백만톤 낮아 감축목표를 달성한 것으로 평가된다. 건물의 에너지 집약도 효과와 탄소 집약도 효과가 배출량 증가분을 상쇄시키는 감축목표의 달성 요인으로 분석된다. 본 연구에서 제안된 건물부문의 온실가스 감축의 이행실적 지표는 건물의 에너지 원단위, 녹색건축물의 건설 실적, 그린리모델링 지원, 건물의 신재생에너지 활용 및 설비의 보급이다. 이러한 지표를 통해 건물부문의 온실가스 감축이 충실히 이행되고 있는지 확인이 가능하고 지속적으로 감축 계획의 성과를 확인하고, 미비점은 보완할 수 있을 것으로 사료된다. 이를 통해 국가 건물부문의 온실가스 감축 정책의 입안자와 실행 주체들에게 감축 전략 등을 평가할 수 있는 참고자료를 제시하고자 하였다. We aim to find out why the greenhouse gas (GHG) emissions from building sector during 2001 ~ 2020 are in line with the path describedin the national road map for 2030 GHG reduction using the decomposition analysis. We study on decomposition analysis for GHG emissionand reduction implementation indicator of GHG emission in building sector in South Korea. Index decomposition analysis using the formulaof log mean divisia index (LMDI) was conducted to analyze the characteristics of GHG emissions from residential and commercial sector ofbuilding sector. Korean building sector emitted 145.1 million ton CO2e in 2020. The result shows that during 2018-2020 the averageemissions in building sector was 4.9 million ton lower than those of the reduction path on the road map. The energy intensity effect was themain factor in decreasing GHG emission in buildings. We reviewed 4 reduction implementation indicators to know whether reduction effortsare being implemented: energy intensity, construction of green building, support for green remodeling and using the new & renewable energyin buildings.

국내 온실가스 감축과 지역별 할당

박성훈,고재경 한국지역학회 2012 지역연구 Vol.28 No.1

This study aims to analyze the different allocation of GHG emissions for 16 provinces in Korea by examining three multi-criteria sharing rules to meet the national GHG emission reduction target. To do so, we exploit egalitarian principle, polluter-pay principle, vertical principle, and outcome-based equity principle etc that are subdivisions of equity principle. The result shows that depending on multi-criteria rules, the allocation of GHG emissions for 16 provinces varies. The deviation of GHG emissions allocation among the provinces is low in multi-criteria 1 with polluter-pay principle, outcome-based equity principle and vertical principle combined. It also illustrates that the multi-criteria rule that excludes an outcome-based equity principle lays an overload of GHG abatement on the densely populated provinces where GRDP is high. The results indicate the provinces may argue with each other by choosing between burden sharing rules. 본 연구는 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 세 가지 온실가스 감축할당 방식에 따른 16개 시도별 온실가스 감축량의 변화를 비교․분석하는 데에 목적이 있다. 온실가스 감축할당 방식은 형평성원칙의 세부 원칙인 인류평등주의 원칙 및 오염자부담원칙, 수직원칙, 성과기준원칙 등의 조합에 의해 구성하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 각 시도의 온실가스 감축 할당량은 온실가스 감축할당 방식에 따라 상이하게 나타난다. 둘째, 온실가스 감축 할당량의 지역 간 편차는 오염자부담원칙과 성과기준 원칙, 수직원칙을 결합한 온실가스 감축할당 방식 1에서 가장 낮게 나타난다. 셋째, 성과기준원칙을 제외한 감축할당 방식을 적용하는 경우에는 인구가 밀집되고 GRDP가 높은 지역의 감축부담을 증가시킨다. 본 연구의 결과는 감축할당 방식을 선택하는 경우에 지역간 논쟁의 여지가 발생할 수 있다는 것을 의미한다.