전세계적으로 탄소중립 달성은 중요한 국가 목표이다. 한국은 전 세계 온실가스 배출량의 1.7%를 차지하며, 상대적으로 많은 양의 온실가스를 배출하고 있다. 2020년 기준 한국의 국내총생산(GDP) 단위당 이산화탄소 배출량은 2015년 기준 달러 0.35kg CO2였으며 이는 많은 선진국들에 비해 높은 수준이다. 2020년 한국 정부는 2050년까지 탄소중립을 달성하겠다는 목표를 발표했다. 이러한 목표를 달성하기 위해 화석연료 에너지 비중의 감소, 산업 부문의 연료 전환 및 효율성 개선, 건물의 에너지 효율성 향상 및 스마트 에너지 관리, 전기차 등 친환경 모빌리티 비중 확대, 농업 및 토지 이용 부문의 배출 감소와 탄소 흡수량 증가, 수소 에너지 관련 기술 개발 등의 탄소중립 전략을 제안했다. 하지만 한국은 고도로 산업화한 국가로 탄소중립 달성에 따라 사회의 생산과 소비에 변화를 유발할 수 있다. 본 연구는 탄소세 부과 정책의 경제적 영향을 상향식 및 하향식 통합 모형을 통해 분석하여 온실가스 배출량의 변화 및 목표 달성을 위해 필요한 비용 등을 정량적으로 분석한다.


2. 연구내용

본 연구는 탄소세 부과 정책이 시행됨에 따라 국가 경제 및 온실가스 배출량에 미치는 영향을 정량적으로 분석한다. 또한 통합형 모델을 통해 분석했을 때와 하향식 모델만을 활용하였을 때의 결과를 비교한다. 두 모델의 차이는 모델 내 감축 기술의 도입을 모사하여 모델에 반영할 수 있는지에 대한 여부이다. 하향식 단독 모델은 기술의 선택 및 변화를 모사함에 한계가 존재하나 통합형 모델은 감축 기술의 도입을 내생적으로 반영하여 기술 채택에 따른 배출량, GDP, 총산출량의 변화를 분석할 수 있다.

탄소세 부과에 따라 총배출량은 감소하며, 특히 전반적인 배출의 변화는 주요 배출원인 발전 및 산업 부문으로부터 기인한다. 온실가스 배출량 감소의 주요 원인은 두 가지다. 첫 번째는 에너지 가격 상승으로 인한 생산 비용의 증가가 기업의 산출량을 감소시키기 때문이며, 두 번째는 배출 계수가 낮은 연료로 에너지 수요가 이동하기 때문이다. 탄소세의 증가가 온실가스 배출량의 감소에 영향을 주는 것으로 나타났지만, 탄소세의 부과에도 온실가스 감축률이 80%를 넘지 못했다.

전력 부문의 기술 변화는 배출량 감소에 가장 큰 비중을 차지합니다. 탄소세 부과에 따라 수소 및 재생에너지의 활용이 증가하며, 탄소세 수준이 증가함에 따라 석탄 기반 발전이 조기 철수하여 가스 및 재생에너지로 대체된다. 전력 믹스 변화는 [그림 1]과 같다. 탄소세 부과에 따라 온실가스 배출을 줄이는데 사용되는 비용은 GDP 손실로 계산된다. 탄소세 부과에 따라 국가 GDP는 약 3~4.3% 감소하는 것으로 나타났다.

[그림] 탄소세 시나리오에 따른 전력 믹스 변화


[그림] 탄소세 부과 시나리오에 따른 GDP 변화

통합형 모델을 사용하는 경우 감축 기술로의 대체를 모델 내에 모사하여 온실가스 감축을 위한 비용 부담을 낮춘다. 이에 따라 하향식 단독 모델보다 GDP의 감소가 작아질 수 있는 것으로 분석되었다. 또한 하향식 단독 모형 대비 온실가스 배출량은 5.1% 감소하는 것으로 확인되었다.


3. 기대효과

본 연구는 상향식 및 하향식 통합 모델 구축을 통해 한국의 탄소중립 달성 전략의 경제적 및 환경적 효과를 분석한다. 통합 모델을 채택함으로써 온실가스 감축 기술의 효과를 평가하고 거시경제적, 산업적 효과를 분석한다. 기술적 감축 잠재력과 경제적 효과를 고려하여 정확하고 현실적인 온실가스 감축 정책을 예측할 수 있으며, 이는 향후 온실가스 감축 정책을 수립하는 데 기여할 수 있다.


4. 논문 정보

이 연구는 한국환경산업기술원(KEITI)이 기후변화대응사업을 통해 지원하였으며, 이 사업은 환경부(MOE)의 재원으로 이루어졌음.

(Chang, K. B., Kang, S. W., Kwon, O. S., LEE, S., Lee, J., & Koo, Y. (2024). The Economic Impacts of Implementing Net Zero Policies in Korea: A Combined Top-down and Bottom-up Approach. Climate Change Economics, 2440011. https://doi.org/10.1142/S2010007824400116)