지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 연구보고서
- 저자정보
- 발행연도
- 2008.12
- 수록면
- 1 - 243 (243page)
이용수
초록· 키워드
오류제보하기
1. 연구 필요성 및 목적
부속서 Ⅰ 국가의 2012년 이후 온실가스 감축 의무부담에 관한 협상이 2009년 말에 완료되고 선진국과 개도국의 협력방안에 관한 협상도 완료 될 예정이다. 제13차 기후변화 당사국총회(COP-13)에서 채택된 선진국 및 개도국의 장기협력적 행동(AWG-LCA)에 의해 선진국은 측정ㆍ보고ㆍ검증(MRV) 가능한 방법으로 온실가스 감축 의무부담(commitment)이나 감축행동(mitigation actions)을 취해야 하며 개도국은 측정ㆍ보고ㆍ검증 가능한 방법으로 온실가스 감축행동을 취해야 한다.
우리나라가 개도국으로 분류되면 2012년 이후에 온실가스 감축행동을 취해야 하지만 선진국으로 분류되면 온실가스 감축행동이나 의무부담을 받아야 한다. 우리나라의 경제규모나 온실가스 배출량 규모로 판단하면 개도국보다는 선진국으로 분류될 가능성이 높으며 어느 국가군으로 분류되더라도 우리나라는 최소한 온실가스 감축행동을 취해야 하는 입장이다. 따라서 온실가스 의무부담이나 감축행동에 대비해서 온실가스 감축전략을 수립해야 하는 상황이다.
3개년에 걸쳐 수행되는 본 연구의 목적은 저탄소 경제시스템 구축을 위한 기후변화 정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석할 수 있는 통합모형을 구축하고 구축한 모형으로 기후변화정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석하는 것이다. 기후변화 정책이 경제성장 및 국제교역, 지역경제에 미치는 영향을 분석할 수 있는 하향식 모형(CGE)과 각 부문의 온실가스 감축 잠재 량 및 감축비용 분석에 유용한 상향식 모형(Bottom-Up)을 구축하여 두 모형을 통합하고 통합된 모형을 통해 기후변화 정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석하게 된다. 분석의 기준년도는 2005년이며 분석대상 기간은 2005년부터 2020년까지 이다.
제1단계인 2008년도에는 하향식 모형과 상향식 모형을 독립적으로 구축하며 모형 구축에 필요한 자료와 모형구축의 문제점 등을 연구하게 된다. 우리나라를 수도권과 기타 지역으로 구분한 하향식 모형(Regional CGE)과 산업부문을 대상으로 상향식 모형(MARKAL)을 구축한다. 제2단계(2009년)에서는 전국을 수도권, 경남권, 경북권 등으로 구분한 지역별 하향식 모형, 국가 전체 및 지역별 상향식 모형을 구축하며 제3단계 (2010년)에서는 모형을 통합하는 방법론을 제시하고 통합된 모형으로 국가적인 기후변화 정책 및 지역적인 기후변화 정책의 경제적 및 환경적 효과를 분석한다.
2. 내용 요약
제Ⅱ편에서는 우리나라의 산업부문을 대상으로 상향식 모형을 구축했으며 수송부문과 가정 부문 등을 포함한 국가 전체의 에너지 시스템에 대한 모형 구축은 제2차년도(2009년)에 추진할 계획이다.
상향식 모형을 구축하기 위해 개정될 에너지수지표(에너지 밸런스)를 바탕으로 우리나라의 기준년도(2005년) 에너지 흐름을 분석했다. 에너지 흐름은 1차에너지 공급, 전환부문, 최종에너지 소비부문으로 구분해서 분석했으며 이러한 분석은 실제의 에너지 흐름과 기준년도의 모형을 일치시키기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 온실가스 배출량을 부문별로 분석했으며 산업부문은 연료연소와 공정배출로 구분하고 온실가스 배출량 부문 구분과 에너지수지표의 부문과의 상이한 구조를 비교하기 위해 두 구조를 비교했다.
상향식 모형의 기본구조와 모형구축에 필요한 절차와 기준에너지 시스템(RES), 모형에 입력할 자료를 분석했다. 온실가스 배출계수와 에너지원별 가격 자료, 기술자료를 조사함으로써 모형에 입력되어야 하는 자료를 분석했다. 온실가스 감축수단과 감축 시나리오를 설명함으로써 향후 산업부문의 온실가스 감축에 활용할 수 있는 가능성을 살펴보았다. 산업계가 활용할 수 있는 감축수단과 정부가 활용 가능한 감축수단으로 구분하고 감축수단을 활용할 수 있는 감축 시나리오도 설명했다.
산업부문에서는 기준년도에 전환부문 57개, 제조업 129개 등 총 186개(총 72개 공정)의 기존기술이 분석에 적용되었다. 신기술은 대부분 현재의 기술에 비해 에너지를 적게 사용하여 온실가스를 감축할 수 있는 기술로서 전환부문 19개, 제조업 79개 등 총 98개의 신기술이 분석에 적용되었다. 모형의 결과를 기준년도의 에너지수지표와 온실가스 인벤토리 자료와 비교하여 모형의 정확성을 검증했다. 모형의 결과와 실제 에너지 소비 및 온실가스 배출량과 차이가 발생하고 있으며 이는 2차년도(2009년) 과제에서 지속적으로 보완할 계획이다.
산업부문을 대상으로 신기술 도입에 의한 온실가스 감축효과를 예시했다. 신기술 종류가 제한적이고 근시안적이지만 온실가스를 감축할 수 있는 잠재력은 2020년에 기준안 대비 약 3.5%에 이를 것으로 분석되었다. 신기술을 추가적으로 활용하여 온실가스를 감축할 수 있는 최대 감축량은 기준안 대비 2020년에 약 10%에 이를 것으로 분석되었다.
경쟁력이 있는 신기술의 온실가스 한계감축비용(구간 평균비용)은 2020년에 평균 -$223/CO₂톤에 이를 것으로 분석되었다. 한계비용이 가장 낮은 업종은 제지산업(-$473/CO₂톤)이며 시멘트산업은 분석대상에서 가장 높은 수준(-$26/CO₂톤)을 나타냈다. 신기술을 추가적으로 활용하면 온실가스 한계감축비용은 $2/CO₂톤에 불과할 것으로 분석되었다.
제Ⅲ편에서는 우리나라를 지역별로 구분한 지역별 일반연산균형모형을 구축했다. 한국은행의 지역별 산업연관표(2003)에 기초하여 분석대상 지역을 수도권(서울ㆍ경기ㆍ인천), 강원권, 충청권(충남ㆍ충북ㆍ대전), 전라권 (광주ㆍ전남ㆍ전북ㆍ제주), 경북권(대구ㆍ경북), 경남권(부산ㆍ울산ㆍ경남) 등 6개의 광역자치단체로 분류했다.
MRIO 산업분류표에 기초하여 각 지역에는 17개의 산업이 존재한다고 가정했다. 1차산업과 광업은 MRIO의 농림어업과 광업을 포함하며 화학제품은 석유화학과 정밀화학산업으로 구성된다. 비금속광물은 1차금속과 금속제품산업을 포함하며 수송장비는 자동차, 조선, 항공우주, 기타수송 장비를 포괄하고 있다. 음식료 및 담배, 섬유, 의류, 신발, 목재종이, 가구 및 기타 제조업l 전력 및 수도 등은 모두 기타 제조업으로 통합 분류한다. 연구 기간은 2000년부터 2021년까지 3년 단위로 분석대상기간을 설정했다.
서울지역은 건설산업과 소비재 업종이 가장 큰 비중을 차지하며, 강원권 지역은 건설, 농림어업 및 광업, 충청권은 건설과 소비재업종, 전라권은 건설과 농림어업 및 광업, 경북권은 전기전자, 경남권은 조립가공업 종이 가장 큰 비중을 차지한다. 에너지에 대한 지출은 수도권 지역이 약 64조원으로 가장 큰 비중을 차지하며, 다음은 경남이 52조 7천억원, 전라권이 30조 9천억원, 충청권이 22조 6천억원, 경부권이 15조원, 그리고 강원권이 3조 9천억원 순이었다. 수도권은 가스에 대한 지출이 가장 많으며, 이어서 석유, 전력, 석탄 순으로 지출했다. 경남권은 가스와 석유에 대한 지출이 19조 1천억원과 18조원 7천억원에 달하며 전력에 대한 지출은 14조 7천억을 기록했다. 전라권은 석유의 소비비중이 높아 이에 대한 지출이 18조원을 기록했으며, 이어서 가스, 전력 순으로 소비지출이 크게 나타난다. 모든 지역에서 석탄에 대한 지출은 상대적으로 작은 편이다. 석탄에 대한 지출은 전라권이 가장 큰 비중을 차지하며, 이어서 경북권, 충청권, 강원권 순으로 나타났다.
에너지소비에 따른 이산화탄소 배출은 석탄과 석유에 대한 지출 비중이 높은 전라권이 3천 7백만 TC를 배출하여 전체 배출량의 27%를 차지했다. 에너지소비에 대한 지출이 가장 큰 서울지역은 상대적으로 청정연료인 가스의 소비비중이 높아 이산화탄소 배출량(2천 5백만 TC)의 20%를 차지했다. 다음은 충청권과 경북권이 약 2천 5백만 TC로 각각 17%의 배출 비중을 기록했다. 경북권이 총 배출량의 16%를 배출하여 강원을 제외하고는 가장 적은 배출량을 기록했다. 강원권은 총 배출량의 3%에 달하는 3백 7십만 TC를 배출하여 가장 적은 이산화탄소를 배출하는 지역으로 꼽힌다. 산업구조에 따라 에너지원별 소비가 지역별로 상이하고 상대적으로 석탄과 석유의 소비비중이 높은 지역이 많은 이산화탄소를 배출했다.
3. 연구결과 및 정책제언
제1차년도(2008년) 연구에서는 산업부문을 대상으로 상향식 모형을 구축했다. 7개 산업부문을 대상으로 분석한 예에서 온실가스 한계감축비용은 음의 수준으로 나타났다. 따라서 정부는 이러한 신기술이 시장원리에 의해 산업부문에 도입되는 것을 저해하는 요인을 제거하기 위한 정책을 수립해야 할 것이다. 온실가스 감축기술에 관한 정보를 산업부문에 제공 하고 이러한 기술이 도입되는 장애요인을 분석하여 장애요인을 제거하는 정책이나 기술도입을 촉진하는 인센티브를 도입하는 방안도 검토할 필요가 있다. 또한 정부는 신기술의 효과에 대한 인식부족을 해소하기 위하여 신기술의 효과를 홍보할 필요가 있다.
정부는 상향식 모형 및 상향식 모형의 연구결과를 경쟁력 있는 온실가스 감축 신기술 도입을 촉진시키기 위한 신기술 도입 촉진정책 수립, 개별 정책수단의 효과 분석, 기술개발 로드맵 수립 등에 활용할 수 있을 것이다. 하향식 모형은 지역단위에서 개발한 저탄소 정책이 지역의 경제 지표에 미치는 효과를 분석하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 상향식 모형과 하향식 모형을 통합한 통합모형은 두 모형의 장담을 보완적으로 활용하여 저탄소 정책의 미시적 및 거시적 효과를 분석하고 평가하는데 활용될 수 있을 것이다.
상향식 모형은 온실가스 감축 정책수단별 감축 잠재량이나 감축비용을 분석할 수 있는 장점을 갖고 있기 때문에 개별 정책수단별 감축 잠재량과 감축비용을 비교 평가하는데 활용될 수 있다. 또한 개별 기술의 경쟁력을 용이하게 비교할 수 있기 때문에 기술 경쟁력을 확보하기 위해서는 비용을 어느 정도까지 낮추어야 하는지를 쉽게 파악할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서 개발하고 있는 상향식 모형은 기술의 시장 경쟁력 확보를 위한 기술개발 로드맵 수립에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
하향식 모형은 국가 및 지자체 단위의 다양한 저탄소 정책수단의 효과를 분석하고 평가하는데 활용될 수 있을 것이다. 배출권거래제와 탄소 세 등의 분석을 통해 우리나라 전체에 미치는 효과를 분석할 수 있을 뿐만 아니라 지역별 분석도 가능하기 때문에 동 정책의 지역균형발전에 미치는 시사점 도출에 유용하게 활용될 수 있다.
상향식 모형과 하향식 모형을 통합한 통합모형은 저탄소 정책의 거시 및 미시적인 파급효과를 예측함으로써 저탄소 경제 시스템을 효과적으로 달성할 수 있는 저탄소 정책을 종합적으로 평가하는 데 활용될 수 있을 것이다. 정책평가를 위해서는 두 모형을 보완적으로 활용하는 것이 바람직할 것이다.
상향식 모형과 하향식 모형을 통합하기 위해서는 할인율, 에너지원별 가격 및 발열량, 온실가스 배출계수 둥의 전제조건에 대한 통일이 필요 하다. 상향식 모형은 최종수요(주로 업종이나 부문의 생산량)가 고정되어 있는 반면 하향식 모형은 정책수단에 의해 최종수요가 변화하게 된 다. 두 모형을 연계시키는 방안으로는 비용변화에 의해 생산량이 변화하도록 모형화한 상향식 모형(MARKAL-MACRO)을 활용하는 방안이 가능하다. 또 다른 통합방안으로는 상향식 모형의 기준안을 하향식 모형과 일치시키는 방안으로서 정책수단의 효과를 하향식 모형에서 분석한 이후에 변화된 생산량(산출액) 결과를 상향식 모형의 기준 생산량으로 입력하는 방법이다. 하향식 모형의 거시경제 효과 분석과 상향식 모형의 업종별 미시적인 효과 분석 능력을 활용할 수 있는 통합방안이라고 할 수 있다.
본 연구의 우선적인 과제는 상향식 모형과 하향식 모형을 구축하는 것이며 모형구축에는 막대한 시간과 자료가 수반되므로 향후 연구에서는 모형의 개발에 중점을 두어야 할 것이다. 또한 저탄소 정책수단에 대한 보다 깊은 조사가 진행될 필요가 있다. 현재로서는 저탄소 녹색성장 의 정책수단이 개발 중에 있으므로 확정적인 정책수단을 분석하기에는 시간이 필요할 것이다. 저탄소 시나리오로는 국가에너지기본계획에서 제시된 정책방향을 원용하는 것이 합리적일 것이다. 예를 들면 원자력 발전비중에 대한 장기 목표나 신재생 에너지 도입 비중에 대한 장기목표를 정책 시나리오로 설정할 수 있을 것이다.
1. Research Purpose
Developed countries will have a quantified committment or mitigation actions and developing countries will have a mitigation actions in post-2012 period according to AWG-LCA(Ad Hoc Working Group on Long-Term Cooperative Actions under the UNFCCC). Korea has to take a commitment when Korea is classified as developed country, or Korea has to take mitigation actions under the developing country group. So, Korea has to take mitigation actions regardless of country's classification. As a result, Korea has to prepare the cost-effective strategy to reduce greenhouse gases.
The main purpose is to set up the integrated model of bottom-up and top-down model, and to evaluate the economic and environmental effect of low-carbon policy and measures on greenhouse gas emissions and national economy. Bottom-up model which evaluates the effect of climate policy on the sectoral mitigation potential and mitigation cost will be integrated into top-down model which evaluates the impacts of low-carbon policy on the economic growth and employment. Korean government can establish the effective strategy for low-carbon economic system.
climate status of classification does not have commitment for greenhouse gas reduction in the 1st period(2008-2012). However, Korea is advanced developing country as a member of OECD, and has the high ranking in terms of greenhouse gas emission. Korea has the choice to reduce greenhouse gas emissions voluntarily prior to the post-Kyoto commitment.
The purpose of this research is to estimate the reduction potential of greenhouse gas in Korean petroleum refining industry. MARKAL is used to estimate reduction potential in 2001-2041. The mitigation options are technological options, economical options and other options. Technological options include new technologies which can contribute to energy saving and greenhouse gas reduction. Carbon tax and energy tax are included in economic options, and fuel switch from B-C to natural gas is included as other option. Also arbitrary reduction target for refining industry in 2001-2041 is set, and the cost effective strategy is analyzed.
The refining industry can utilize the result of this research to establish action plans for energy saving and greenhouse gas reduction. Government can use the result to choose the cost effective measures to achieve the reduction target. The industry may utilize the marginal abatement cost estimate of greenhouse gas for a decision making criteria for utilize Kyoto mechanism.
2. Summary
The energy consumption of oil refining industry in 2004 is 5,132 thousand TOE, which increased 1.9% per annum since 1997(4,837 thousand TOE). The share of off-gas, B-C and electricity is 97% of energy consumption, and the remaining share is composed of naphtha, diesel, petroleum cokes. The energy efficiency in refining industry has declined since 2000 such that consumption per crude oil throughputs increased from 5.16TOE/thousand bbl in 1997 to 6.21TOE/ths.bbl in 2004.
The CO₂ emissions from fuel combustion in refining industry increased from 3,739 thousand TC in 1997 to 4,358 thousand TC in 2004. CO₂ emission from electricity consumption increased most rapidly among fuels such that CO₂ emission increased from 337 thousand TC in 1997 to 698 thousand TC in 2004 and the share of CO₂ from electricity consumption increased from 9.0% in 1997 to 16.0% in 2004. The CO₂ emission intensity per crude oil throughput increased from 4.29TC/ths.bbl in 1997 to 5.27TC/ths.bbl in 2004 due to the increased consumption of electricity and the increased capacity of cracking and desulfurization facilities.
Three kinds of options to reduce greenhouse gas emission in refining industry are considered in this research. Technological option includes new technologies which can contribute to energy saving and greenhouse gas emission reductions. Most of the new technologies would be deployed in industry after 2011. Some technologies of which the cost is lower than that of current technology can contribute to the greenhouse gas emissions reduction. Economical options include carbon tax and energy tax which can be introduced after 2010. Other option includes the fuel switch from B-C to natural gas.
The potential of technological options for energy saving and greenhouse gas reduction is greater than that of economical options. The economical options can not contribute to greenhouse gas emissions reduction since it can not induce the fuel switch and technology choice. The main factor for small potential of economical option is that the share of energy cost is tiny compared with the share of investment and O&M cost. And the technological option is cost effective since the cost of some technologies is lower than that of current technologies.
The annual economic potential of greenhouse gas emission reduction is 6%(365 thousand TC annually) on average in the study period(2001-2041) compared with the baseline emissions. The economic potential can be achieved by the introduction of new technologies. The marginal abatement cost of greenhouse gas is -$1,375/TC for economic potential. This result implies that the petroleum refining industry can reduce greenhouse gas emissions by 6% without additional cost compared with baseline emissions if the industry keeps the cost-minimization principle and there is no market failure.
The fuel switch from B-C to natural gas can contribute to the reduction of CO₂ emissions by 331 thousand IC annually on average which is additional to the economic potential. The marginal abatement cost of fuel switch is $32/TC. The cumulative potential of new technology and fuel switch is around 12%(696 thousand TC) compared with baseline emissions.
The technological potential of the most efficient technologies to reduce greenhouse gas emission is around 7%(448 thousand TC annually) compared with baseline emissions, but the marginal abatement cost of technological potential is $2,391/TC. The technological potential can contribute additional greenhouse gas emission reduction by 7%, however hugh cost is necessary for the technological potential.
The cost to achieve the arbitrary target of 12.7% reduction(766 thousand TC annually) compared with baseline emissions would be $119 million and the marginal abatement cosy of the reduction target is $161/TC. The most cost effective strategy to achieve the target is to introduce new technologies. New technologies can reduce by 6% of emissions without cost addition, and fuel switch can reduce additional 5% of greenhouse gas emissions with modest cost. The remaining reduction of around 1% can be achieved by technological options of which cost is very high.
3. Research Results & Policy Suggestions
The marginal abatement cost will increase rapidly beyond some potential since the cost of the technologies is very high compared with that of technologies in other industries. The emission reduction beyond the arbitrary target of 12% reduction needs hugh cost. The refining industry may consider other options to achieve the target over 12% reduction.
The electricity generation by waste heat recovery is not included as an option to reduce greenhouse gas emission even though it is resource saving option. If the waste heat recovery generation option is included in the study, the economic potential may be increased and the marginal abatement cost may be declined compared with the result in this study.
More diverse options to reduce CO₂ emissions would be included to estimate the reduction potential in oil refining industry. The specific target to reduce greenhouse gas emissions in refining industry would be included in the future study. The target may be decided based on the reduction potential in Korean refining industry and the comparison with the greenhouse gas emission intensity in refining industry of the developed countries. Korean government can consider the voluntary reduction of greenhouse gas emissions prior to the post-2012 commitment.
부속서 Ⅰ 국가의 2012년 이후 온실가스 감축 의무부담에 관한 협상이 2009년 말에 완료되고 선진국과 개도국의 협력방안에 관한 협상도 완료 될 예정이다. 제13차 기후변화 당사국총회(COP-13)에서 채택된 선진국 및 개도국의 장기협력적 행동(AWG-LCA)에 의해 선진국은 측정ㆍ보고ㆍ검증(MRV) 가능한 방법으로 온실가스 감축 의무부담(commitment)이나 감축행동(mitigation actions)을 취해야 하며 개도국은 측정ㆍ보고ㆍ검증 가능한 방법으로 온실가스 감축행동을 취해야 한다.
우리나라가 개도국으로 분류되면 2012년 이후에 온실가스 감축행동을 취해야 하지만 선진국으로 분류되면 온실가스 감축행동이나 의무부담을 받아야 한다. 우리나라의 경제규모나 온실가스 배출량 규모로 판단하면 개도국보다는 선진국으로 분류될 가능성이 높으며 어느 국가군으로 분류되더라도 우리나라는 최소한 온실가스 감축행동을 취해야 하는 입장이다. 따라서 온실가스 의무부담이나 감축행동에 대비해서 온실가스 감축전략을 수립해야 하는 상황이다.
3개년에 걸쳐 수행되는 본 연구의 목적은 저탄소 경제시스템 구축을 위한 기후변화 정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석할 수 있는 통합모형을 구축하고 구축한 모형으로 기후변화정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석하는 것이다. 기후변화 정책이 경제성장 및 국제교역, 지역경제에 미치는 영향을 분석할 수 있는 하향식 모형(CGE)과 각 부문의 온실가스 감축 잠재 량 및 감축비용 분석에 유용한 상향식 모형(Bottom-Up)을 구축하여 두 모형을 통합하고 통합된 모형을 통해 기후변화 정책의 경제ㆍ환경적 효과를 분석하게 된다. 분석의 기준년도는 2005년이며 분석대상 기간은 2005년부터 2020년까지 이다.
제1단계인 2008년도에는 하향식 모형과 상향식 모형을 독립적으로 구축하며 모형 구축에 필요한 자료와 모형구축의 문제점 등을 연구하게 된다. 우리나라를 수도권과 기타 지역으로 구분한 하향식 모형(Regional CGE)과 산업부문을 대상으로 상향식 모형(MARKAL)을 구축한다. 제2단계(2009년)에서는 전국을 수도권, 경남권, 경북권 등으로 구분한 지역별 하향식 모형, 국가 전체 및 지역별 상향식 모형을 구축하며 제3단계 (2010년)에서는 모형을 통합하는 방법론을 제시하고 통합된 모형으로 국가적인 기후변화 정책 및 지역적인 기후변화 정책의 경제적 및 환경적 효과를 분석한다.
2. 내용 요약
제Ⅱ편에서는 우리나라의 산업부문을 대상으로 상향식 모형을 구축했으며 수송부문과 가정 부문 등을 포함한 국가 전체의 에너지 시스템에 대한 모형 구축은 제2차년도(2009년)에 추진할 계획이다.
상향식 모형을 구축하기 위해 개정될 에너지수지표(에너지 밸런스)를 바탕으로 우리나라의 기준년도(2005년) 에너지 흐름을 분석했다. 에너지 흐름은 1차에너지 공급, 전환부문, 최종에너지 소비부문으로 구분해서 분석했으며 이러한 분석은 실제의 에너지 흐름과 기준년도의 모형을 일치시키기 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 온실가스 배출량을 부문별로 분석했으며 산업부문은 연료연소와 공정배출로 구분하고 온실가스 배출량 부문 구분과 에너지수지표의 부문과의 상이한 구조를 비교하기 위해 두 구조를 비교했다.
상향식 모형의 기본구조와 모형구축에 필요한 절차와 기준에너지 시스템(RES), 모형에 입력할 자료를 분석했다. 온실가스 배출계수와 에너지원별 가격 자료, 기술자료를 조사함으로써 모형에 입력되어야 하는 자료를 분석했다. 온실가스 감축수단과 감축 시나리오를 설명함으로써 향후 산업부문의 온실가스 감축에 활용할 수 있는 가능성을 살펴보았다. 산업계가 활용할 수 있는 감축수단과 정부가 활용 가능한 감축수단으로 구분하고 감축수단을 활용할 수 있는 감축 시나리오도 설명했다.
산업부문에서는 기준년도에 전환부문 57개, 제조업 129개 등 총 186개(총 72개 공정)의 기존기술이 분석에 적용되었다. 신기술은 대부분 현재의 기술에 비해 에너지를 적게 사용하여 온실가스를 감축할 수 있는 기술로서 전환부문 19개, 제조업 79개 등 총 98개의 신기술이 분석에 적용되었다. 모형의 결과를 기준년도의 에너지수지표와 온실가스 인벤토리 자료와 비교하여 모형의 정확성을 검증했다. 모형의 결과와 실제 에너지 소비 및 온실가스 배출량과 차이가 발생하고 있으며 이는 2차년도(2009년) 과제에서 지속적으로 보완할 계획이다.
산업부문을 대상으로 신기술 도입에 의한 온실가스 감축효과를 예시했다. 신기술 종류가 제한적이고 근시안적이지만 온실가스를 감축할 수 있는 잠재력은 2020년에 기준안 대비 약 3.5%에 이를 것으로 분석되었다. 신기술을 추가적으로 활용하여 온실가스를 감축할 수 있는 최대 감축량은 기준안 대비 2020년에 약 10%에 이를 것으로 분석되었다.
경쟁력이 있는 신기술의 온실가스 한계감축비용(구간 평균비용)은 2020년에 평균 -$223/CO₂톤에 이를 것으로 분석되었다. 한계비용이 가장 낮은 업종은 제지산업(-$473/CO₂톤)이며 시멘트산업은 분석대상에서 가장 높은 수준(-$26/CO₂톤)을 나타냈다. 신기술을 추가적으로 활용하면 온실가스 한계감축비용은 $2/CO₂톤에 불과할 것으로 분석되었다.
제Ⅲ편에서는 우리나라를 지역별로 구분한 지역별 일반연산균형모형을 구축했다. 한국은행의 지역별 산업연관표(2003)에 기초하여 분석대상 지역을 수도권(서울ㆍ경기ㆍ인천), 강원권, 충청권(충남ㆍ충북ㆍ대전), 전라권 (광주ㆍ전남ㆍ전북ㆍ제주), 경북권(대구ㆍ경북), 경남권(부산ㆍ울산ㆍ경남) 등 6개의 광역자치단체로 분류했다.
MRIO 산업분류표에 기초하여 각 지역에는 17개의 산업이 존재한다고 가정했다. 1차산업과 광업은 MRIO의 농림어업과 광업을 포함하며 화학제품은 석유화학과 정밀화학산업으로 구성된다. 비금속광물은 1차금속과 금속제품산업을 포함하며 수송장비는 자동차, 조선, 항공우주, 기타수송 장비를 포괄하고 있다. 음식료 및 담배, 섬유, 의류, 신발, 목재종이, 가구 및 기타 제조업l 전력 및 수도 등은 모두 기타 제조업으로 통합 분류한다. 연구 기간은 2000년부터 2021년까지 3년 단위로 분석대상기간을 설정했다.
서울지역은 건설산업과 소비재 업종이 가장 큰 비중을 차지하며, 강원권 지역은 건설, 농림어업 및 광업, 충청권은 건설과 소비재업종, 전라권은 건설과 농림어업 및 광업, 경북권은 전기전자, 경남권은 조립가공업 종이 가장 큰 비중을 차지한다. 에너지에 대한 지출은 수도권 지역이 약 64조원으로 가장 큰 비중을 차지하며, 다음은 경남이 52조 7천억원, 전라권이 30조 9천억원, 충청권이 22조 6천억원, 경부권이 15조원, 그리고 강원권이 3조 9천억원 순이었다. 수도권은 가스에 대한 지출이 가장 많으며, 이어서 석유, 전력, 석탄 순으로 지출했다. 경남권은 가스와 석유에 대한 지출이 19조 1천억원과 18조원 7천억원에 달하며 전력에 대한 지출은 14조 7천억을 기록했다. 전라권은 석유의 소비비중이 높아 이에 대한 지출이 18조원을 기록했으며, 이어서 가스, 전력 순으로 소비지출이 크게 나타난다. 모든 지역에서 석탄에 대한 지출은 상대적으로 작은 편이다. 석탄에 대한 지출은 전라권이 가장 큰 비중을 차지하며, 이어서 경북권, 충청권, 강원권 순으로 나타났다.
에너지소비에 따른 이산화탄소 배출은 석탄과 석유에 대한 지출 비중이 높은 전라권이 3천 7백만 TC를 배출하여 전체 배출량의 27%를 차지했다. 에너지소비에 대한 지출이 가장 큰 서울지역은 상대적으로 청정연료인 가스의 소비비중이 높아 이산화탄소 배출량(2천 5백만 TC)의 20%를 차지했다. 다음은 충청권과 경북권이 약 2천 5백만 TC로 각각 17%의 배출 비중을 기록했다. 경북권이 총 배출량의 16%를 배출하여 강원을 제외하고는 가장 적은 배출량을 기록했다. 강원권은 총 배출량의 3%에 달하는 3백 7십만 TC를 배출하여 가장 적은 이산화탄소를 배출하는 지역으로 꼽힌다. 산업구조에 따라 에너지원별 소비가 지역별로 상이하고 상대적으로 석탄과 석유의 소비비중이 높은 지역이 많은 이산화탄소를 배출했다.
3. 연구결과 및 정책제언
제1차년도(2008년) 연구에서는 산업부문을 대상으로 상향식 모형을 구축했다. 7개 산업부문을 대상으로 분석한 예에서 온실가스 한계감축비용은 음의 수준으로 나타났다. 따라서 정부는 이러한 신기술이 시장원리에 의해 산업부문에 도입되는 것을 저해하는 요인을 제거하기 위한 정책을 수립해야 할 것이다. 온실가스 감축기술에 관한 정보를 산업부문에 제공 하고 이러한 기술이 도입되는 장애요인을 분석하여 장애요인을 제거하는 정책이나 기술도입을 촉진하는 인센티브를 도입하는 방안도 검토할 필요가 있다. 또한 정부는 신기술의 효과에 대한 인식부족을 해소하기 위하여 신기술의 효과를 홍보할 필요가 있다.
정부는 상향식 모형 및 상향식 모형의 연구결과를 경쟁력 있는 온실가스 감축 신기술 도입을 촉진시키기 위한 신기술 도입 촉진정책 수립, 개별 정책수단의 효과 분석, 기술개발 로드맵 수립 등에 활용할 수 있을 것이다. 하향식 모형은 지역단위에서 개발한 저탄소 정책이 지역의 경제 지표에 미치는 효과를 분석하는데 유용하게 활용될 수 있을 것이다. 상향식 모형과 하향식 모형을 통합한 통합모형은 두 모형의 장담을 보완적으로 활용하여 저탄소 정책의 미시적 및 거시적 효과를 분석하고 평가하는데 활용될 수 있을 것이다.
상향식 모형은 온실가스 감축 정책수단별 감축 잠재량이나 감축비용을 분석할 수 있는 장점을 갖고 있기 때문에 개별 정책수단별 감축 잠재량과 감축비용을 비교 평가하는데 활용될 수 있다. 또한 개별 기술의 경쟁력을 용이하게 비교할 수 있기 때문에 기술 경쟁력을 확보하기 위해서는 비용을 어느 정도까지 낮추어야 하는지를 쉽게 파악할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에서 개발하고 있는 상향식 모형은 기술의 시장 경쟁력 확보를 위한 기술개발 로드맵 수립에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
하향식 모형은 국가 및 지자체 단위의 다양한 저탄소 정책수단의 효과를 분석하고 평가하는데 활용될 수 있을 것이다. 배출권거래제와 탄소 세 등의 분석을 통해 우리나라 전체에 미치는 효과를 분석할 수 있을 뿐만 아니라 지역별 분석도 가능하기 때문에 동 정책의 지역균형발전에 미치는 시사점 도출에 유용하게 활용될 수 있다.
상향식 모형과 하향식 모형을 통합한 통합모형은 저탄소 정책의 거시 및 미시적인 파급효과를 예측함으로써 저탄소 경제 시스템을 효과적으로 달성할 수 있는 저탄소 정책을 종합적으로 평가하는 데 활용될 수 있을 것이다. 정책평가를 위해서는 두 모형을 보완적으로 활용하는 것이 바람직할 것이다.
상향식 모형과 하향식 모형을 통합하기 위해서는 할인율, 에너지원별 가격 및 발열량, 온실가스 배출계수 둥의 전제조건에 대한 통일이 필요 하다. 상향식 모형은 최종수요(주로 업종이나 부문의 생산량)가 고정되어 있는 반면 하향식 모형은 정책수단에 의해 최종수요가 변화하게 된 다. 두 모형을 연계시키는 방안으로는 비용변화에 의해 생산량이 변화하도록 모형화한 상향식 모형(MARKAL-MACRO)을 활용하는 방안이 가능하다. 또 다른 통합방안으로는 상향식 모형의 기준안을 하향식 모형과 일치시키는 방안으로서 정책수단의 효과를 하향식 모형에서 분석한 이후에 변화된 생산량(산출액) 결과를 상향식 모형의 기준 생산량으로 입력하는 방법이다. 하향식 모형의 거시경제 효과 분석과 상향식 모형의 업종별 미시적인 효과 분석 능력을 활용할 수 있는 통합방안이라고 할 수 있다.
본 연구의 우선적인 과제는 상향식 모형과 하향식 모형을 구축하는 것이며 모형구축에는 막대한 시간과 자료가 수반되므로 향후 연구에서는 모형의 개발에 중점을 두어야 할 것이다. 또한 저탄소 정책수단에 대한 보다 깊은 조사가 진행될 필요가 있다. 현재로서는 저탄소 녹색성장 의 정책수단이 개발 중에 있으므로 확정적인 정책수단을 분석하기에는 시간이 필요할 것이다. 저탄소 시나리오로는 국가에너지기본계획에서 제시된 정책방향을 원용하는 것이 합리적일 것이다. 예를 들면 원자력 발전비중에 대한 장기 목표나 신재생 에너지 도입 비중에 대한 장기목표를 정책 시나리오로 설정할 수 있을 것이다.
1. Research Purpose
Developed countries will have a quantified committment or mitigation actions and developing countries will have a mitigation actions in post-2012 period according to AWG-LCA(Ad Hoc Working Group on Long-Term Cooperative Actions under the UNFCCC). Korea has to take a commitment when Korea is classified as developed country, or Korea has to take mitigation actions under the developing country group. So, Korea has to take mitigation actions regardless of country's classification. As a result, Korea has to prepare the cost-effective strategy to reduce greenhouse gases.
The main purpose is to set up the integrated model of bottom-up and top-down model, and to evaluate the economic and environmental effect of low-carbon policy and measures on greenhouse gas emissions and national economy. Bottom-up model which evaluates the effect of climate policy on the sectoral mitigation potential and mitigation cost will be integrated into top-down model which evaluates the impacts of low-carbon policy on the economic growth and employment. Korean government can establish the effective strategy for low-carbon economic system.
climate status of classification does not have commitment for greenhouse gas reduction in the 1st period(2008-2012). However, Korea is advanced developing country as a member of OECD, and has the high ranking in terms of greenhouse gas emission. Korea has the choice to reduce greenhouse gas emissions voluntarily prior to the post-Kyoto commitment.
The purpose of this research is to estimate the reduction potential of greenhouse gas in Korean petroleum refining industry. MARKAL is used to estimate reduction potential in 2001-2041. The mitigation options are technological options, economical options and other options. Technological options include new technologies which can contribute to energy saving and greenhouse gas reduction. Carbon tax and energy tax are included in economic options, and fuel switch from B-C to natural gas is included as other option. Also arbitrary reduction target for refining industry in 2001-2041 is set, and the cost effective strategy is analyzed.
The refining industry can utilize the result of this research to establish action plans for energy saving and greenhouse gas reduction. Government can use the result to choose the cost effective measures to achieve the reduction target. The industry may utilize the marginal abatement cost estimate of greenhouse gas for a decision making criteria for utilize Kyoto mechanism.
2. Summary
The energy consumption of oil refining industry in 2004 is 5,132 thousand TOE, which increased 1.9% per annum since 1997(4,837 thousand TOE). The share of off-gas, B-C and electricity is 97% of energy consumption, and the remaining share is composed of naphtha, diesel, petroleum cokes. The energy efficiency in refining industry has declined since 2000 such that consumption per crude oil throughputs increased from 5.16TOE/thousand bbl in 1997 to 6.21TOE/ths.bbl in 2004.
The CO₂ emissions from fuel combustion in refining industry increased from 3,739 thousand TC in 1997 to 4,358 thousand TC in 2004. CO₂ emission from electricity consumption increased most rapidly among fuels such that CO₂ emission increased from 337 thousand TC in 1997 to 698 thousand TC in 2004 and the share of CO₂ from electricity consumption increased from 9.0% in 1997 to 16.0% in 2004. The CO₂ emission intensity per crude oil throughput increased from 4.29TC/ths.bbl in 1997 to 5.27TC/ths.bbl in 2004 due to the increased consumption of electricity and the increased capacity of cracking and desulfurization facilities.
Three kinds of options to reduce greenhouse gas emission in refining industry are considered in this research. Technological option includes new technologies which can contribute to energy saving and greenhouse gas emission reductions. Most of the new technologies would be deployed in industry after 2011. Some technologies of which the cost is lower than that of current technology can contribute to the greenhouse gas emissions reduction. Economical options include carbon tax and energy tax which can be introduced after 2010. Other option includes the fuel switch from B-C to natural gas.
The potential of technological options for energy saving and greenhouse gas reduction is greater than that of economical options. The economical options can not contribute to greenhouse gas emissions reduction since it can not induce the fuel switch and technology choice. The main factor for small potential of economical option is that the share of energy cost is tiny compared with the share of investment and O&M cost. And the technological option is cost effective since the cost of some technologies is lower than that of current technologies.
The annual economic potential of greenhouse gas emission reduction is 6%(365 thousand TC annually) on average in the study period(2001-2041) compared with the baseline emissions. The economic potential can be achieved by the introduction of new technologies. The marginal abatement cost of greenhouse gas is -$1,375/TC for economic potential. This result implies that the petroleum refining industry can reduce greenhouse gas emissions by 6% without additional cost compared with baseline emissions if the industry keeps the cost-minimization principle and there is no market failure.
The fuel switch from B-C to natural gas can contribute to the reduction of CO₂ emissions by 331 thousand IC annually on average which is additional to the economic potential. The marginal abatement cost of fuel switch is $32/TC. The cumulative potential of new technology and fuel switch is around 12%(696 thousand TC) compared with baseline emissions.
The technological potential of the most efficient technologies to reduce greenhouse gas emission is around 7%(448 thousand TC annually) compared with baseline emissions, but the marginal abatement cost of technological potential is $2,391/TC. The technological potential can contribute additional greenhouse gas emission reduction by 7%, however hugh cost is necessary for the technological potential.
The cost to achieve the arbitrary target of 12.7% reduction(766 thousand TC annually) compared with baseline emissions would be $119 million and the marginal abatement cosy of the reduction target is $161/TC. The most cost effective strategy to achieve the target is to introduce new technologies. New technologies can reduce by 6% of emissions without cost addition, and fuel switch can reduce additional 5% of greenhouse gas emissions with modest cost. The remaining reduction of around 1% can be achieved by technological options of which cost is very high.
3. Research Results & Policy Suggestions
The marginal abatement cost will increase rapidly beyond some potential since the cost of the technologies is very high compared with that of technologies in other industries. The emission reduction beyond the arbitrary target of 12% reduction needs hugh cost. The refining industry may consider other options to achieve the target over 12% reduction.
The electricity generation by waste heat recovery is not included as an option to reduce greenhouse gas emission even though it is resource saving option. If the waste heat recovery generation option is included in the study, the economic potential may be increased and the marginal abatement cost may be declined compared with the result in this study.
More diverse options to reduce CO₂ emissions would be included to estimate the reduction potential in oil refining industry. The specific target to reduce greenhouse gas emissions in refining industry would be included in the future study. The target may be decided based on the reduction potential in Korean refining industry and the comparison with the greenhouse gas emission intensity in refining industry of the developed countries. Korean government can consider the voluntary reduction of greenhouse gas emissions prior to the post-2012 commitment.
목차
제Ⅰ편 서문
제Ⅱ편 상향식 모형
제Ⅲ편 하향식 모형
부록
참고문헌
요약
Abstract
참고문헌 (0)
참고문헌 신청함께 읽어보면 좋을 논문
논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!
-
저탄소 경제시스템 구축 전략 연구 : 경제ㆍ에너지ㆍ환경 통합정책 개발
에너지경제연구원 연구보고서
2008 .12
-
기후변화협약 제3차 대한민국 국가보고서 작성을 위한 기반구축 연구(제1차년도) : 에너지부문 온실가스 감축정책 효과분석을 위한 연산일반균형모형의 개발 및 시험분석
에너지경제연구원 연구보고서
2004 .12
-
온실가스 감축정책 분석을 위한 전력 부문 상향식 LP 모형과 하향식 CGE 모형 통합 알고리듬
한국경영학회 융합학술대회
2016 .08
-
온실가스감축정책 수립을 위한 한계감축비용분석의 활용
한국경영과학회 학술대회논문집
2015 .04
-
온실가스 감축
한국환경정책학회 학술대회논문집
2017 .04
-
산업부문 온실가스 감축 및 에너지절약 잠재량 추정(Ⅰ) : 시멘트산업
에너지경제연구원 연구보고서
2005 .12
-
발전부문 하이브리드 모형을 사용한 기후변화 정책효과 분석
자원·환경경제연구
2013 .01
-
온실가스 감축배경과 정책방향
국토
2010 .01
-
기후변화 대응에 관한 혼합정책이 온실가스 감축에 미치는 효과에 관한 실증연구
자원·환경경제연구
2014 .01
-
[환경 연구 시리즈 1] 농업부문의 온실가스감축사업 활용 방안
시선집중 GSnJ
2008 .03
-
국내 온실가스 감축정책의 지역별 효과 분석
한국경제연구
2010 .09
-
저탄소 도시관리를 위한 정량적 온실가스 평가 방안
정책리포트
2012 .01
-
폐기물 부문의 온실가스 감축잠재량 및 감축비용 분석
한국경영과학회 학술대회논문집
2016 .04
-
최적화 기반의 에너지시스템 모형을 활용한 우리나라 교통부문 온실가스 감축 잠재량 산정
한국경영학회 융합학술대회
2016 .08
-
경기도 온실가스 배출량 산정 시스템 개발
정책연구
2008 .06
-
농업부문 온실가스 감축 목표와 대응전략
한국농촌경제연구원 농정포커스
2015 .10
-
온실가스 감축 이슈와 정책과제
한국환경정책학회 학술대회논문집
2017 .04
이 논문의 저자 정보
이 논문과 함께 이용한 논문
태양광 활용 광전기화학적 인공광합성 일산화탄소생산의 경제성평가
김진현
,
민병권
,
조용성
신·재생에너지
2017
.03
저탄소 경제시스템 구축 전략 연구 : 경제ㆍ에너지ㆍ환경 통합정책 개발
김수이
,
유승직
,
오인하
외 1명
에너지경제연구원 연구보고서
2008
.12
저온 소성용 TiO₂ 페이스트를 이용한 유연 염료감응 태양전지 제작
이혁수
,
송상우
,
조만식
외 4명
신·재생에너지
2017
.03
용융탄산염연료전지(MCFC) 시스템의 전과정평가 : 국내 2.5MW 연료전지 시스템을 대상으로
정재형
,
김기만
신·재생에너지
2017
.03
음식물류 폐기물의 성상과 가수분해특성 평가
이준표
,
강호
,
김치열
외 2명
신·재생에너지
2017
.03
최근 본 자료
댓글(0)
0
UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2009-321-018652134