Korean Energy Economic Review ISSN:1599-7057(Print) 에너지경제연구

탈석탄 정책은 탄소중립 목표 달성을 위해 발전 부문의 화석연료 감축을 추진하는 핵심 수단이다. 한국 정부는 2020년 ‘2050 탄소중립’ 선언을 기점으로 석탄 발전 감축을 추진하였으나, 석탄 감축이 화석연료 소비 전반의 감소로 이어졌는지, 또는 LNG로의 대체에 그쳤는지에 대한 실증적 평가는 제한적이다. 본 연구는 처치시점을 2020년으로 설정하고, 2001~2023년 연간 자료를 활용하여 통제집단합성법(Synthetic Control Method, SCM)으로 탈석탄 정책이 발전용 석탄과 LNG 소비에 미친 인과 효과를 분석하였다. 분석 결과, 발전용 석탄 소비는 정책 이후 합성통제단위의 대조적 경로 대비 뚜렷하게 감소하여 구조적 감축 효과가 확인되었다. 반면 발전용 LNG 소비는 장기적 구조 전환 없이 유지 또는 일부 증가하여 단기적인 대체 효과에 그친 것으로 나타났다. 탈석탄 정책이 석탄 감축이라는 일차적 목표는 달성했으나 화석연료 소비 총량의 실질적 감소로 즉각 연결되지는 않았음을 시사하며, 향후 에너지 정책에서 전력 공급구조의 근본적 전환 필요성을 강조한다.

본 연구는 1990년부터 2023년까지 한국의 경제성장에 다양한 에너지원이 미친 영향을 ARDL 모형을 활용하여 분석했다. 저탄소 에너지 전환에 대한 정책적 시사점을 도출하고자 에너지원을 원자력, 신재생에너지, 화석연료로 구분하였다. 분석 결과, 장기적으로 화석연료와 원자력은 안정적인 에너지 공급원으로서 경제성장에 긍정적인 영향을 미쳤으며, 그 영향력은 화석연료가 원자력보다 더 큰 것으로 나타났다. 반면, 신재생에너지의 장기적 성장 기여도는 통계적으로 유의미하지 않았다. 단기적으로도 화석연료는 경제성장에 즉각적인 긍정적 효과를 보였으나, 신재생에너지와 원자력은 유의미한 단기적 영향을 관찰하기 어려웠다. 이러한 결과는 기후변화 대응을 위해 신재생에너지 보급 확대가 필수적임에도 불구하고, 아직 신재생에너지가 경제성장의 동력으로 작용하지 못하고 있음을 시사한다. 따라서 향후 태양광 및 풍력 발전을 중심으로 국내 신재생에너지 산업의 경쟁력을 강화하여 새로운 성장동력으로 육성하는 정책적 노력이 요구된다.

본 논문에서는 한국 배출권거래제(K-ETS) 도입이 상장 기업의 주식수익률에 미치는 인과적 효과를 차이의 차이(difference-in-differences) 방법론을 활용하여 실증 분석하였다. 2005년부터 2023년까지의 패널 데이터를 사용한 분석 결과, K-ETS 도입은 처치집단 기업의 주식수익률에 평균 약 0.50%p의 긍정적 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 이는 통계적으로 유의한 수준이었다(p<0.10). 특히 초기 정책 시행 단계(2015-2020년)에서 효과가 두드러지게 나타났으며, 최저가격제 도입 이후인 후기 단계(2021-2023년)에서도 긍정적 효과가 지속되는 것으로 확인되었다. 이러한 연구 결과는 ETS 기업이 규제 편입 후 상대적인 주식 수익률 차이를 경험했으며, 이는 탄소 관련 전환 위험과 관련된 예상 수익률의 조정을 반영할 수 있음을 시사한다. 다기간 분석과 다양한 강건성 검정을 통해 이러한 긍정적 효과의 시간적 안정성을 확인하였으며, 기업 규모, 총자산, 인적 자본(월급여액, 평균임금) 특성이 주식수익률의 중요한 예측변수임을 발견하였다.

본 연구는 불확실한 유가 환경에서 정유공정 내 중질유 분해시설(heavy-to-light conversion unit)이 갖는 전환유연성(conversion flexibility)의 경제적 가치(Value of Conversion, VoC)를 규명하기 위해, 기존 복합 모형을 단일 원유-이원 제품 구조의 2단계 확률계획 모형으로 단순화하였다. 전환공정은 “사용하지 않을 권리”를 포함하는 옵션 구조를 가지므로 기대이익을 절대 감소시키지 않으나, 그 경제적 가치는 스프레드가 전환비용을 초과하는 꼬리 분포(tail distribution)에 의해 결정되며 특정 조건에서 0으로 수렴한다. 수리적 분석 결과, 전환비용이 높거나, 스프레드 변동성이 낮거나, 원유의 중질유 비율이 낮은 경우 경제적 가치는 거의 0에 가까워지며(VoC≈0), 이는 2020-2024년 한국 정유시장 데이터를 반영한 수치실험과 위상도(phase diagram) 분석을 통해 검증되었다. 본 연구는 최소 구조 모형을 통해 전환유연성의 “단조 이득(monotonic benefit)”과 “조건부 가치 소멸(conditional value erosion)”이라는 이중 특성을 명료화하였으며, 스프레드 평균과 변동성, 전환비용, 중질유 비율의 공간에서 임계곡선을 도출함으로써 정유기업의 전환설비 투자 의사결정 및 정부의 정책 지원 우선순위 설정에 직접 활용 가능한 정량적 가이드라인을 제공한다.

해상풍력법 시행 이후, 예비지구 지정요건이 실제 해역에서 해상풍력 개발의 공급가능 공간을 얼마나 제약하는지에 대한 정량적 근거가 요구된다. 본 연구는 해상풍력법상 예비지구 지정요건에 해당하는 입지 규제요인을 공간적으로 구현하여, 규제요인의 적용에 따른 예비지구 가능면적의 변화를 평가하였다. 전국 해역을 1′ 격자로 구분한 뒤, 수심 기준(-60m/-200m)과 계통연계 거리 기준(75km/150km)을 결합한 4개 공간 시나리오와, 법･정책 규제요인의 누적 적용을 반영한 4개 시나리오(총 16개)를 구성하여 비교하였다. 분석 결과, 예비지구 가능면적은 규제요인의 누적 적용에 따라 최소 8,779km²(19.2%)까지 감소하였다. 특히 항행 및 군사훈련 요인을 반영할 경우 가능면적 감소 폭이 두드러져, 예비지구 지정 과정에서 우선적으로 검토･협의되어야 할 핵심 제약요인으로 확인되었다. 본 연구는 다층 규제요인의 공간적 중첩이 해상풍력 공급가능 공간을 어떻게 변화시키는지 사전적으로 제시함으로써, 예비지구 지정의 검토범위 설정과 협의 의제 도출 등 제도 시행 초기 단계의 정책 의사결정에 실증 근거를 제공한다.

정부는 마을공동체가 주도하는 햇빛소득마을 확산을 국정과제로 정하고, 범정부 추진단을 구성하여 2026년부터 매년 500개소씩 조성하겠다고 제시하였다. 햇빛소득마을은 마을공동체가 스스로 공동체 자원을 활용하여 재생에너지 사업을 개발하고, 여기서 발생하는 수익을 마을 복지에 투자하거나 주민에게 환원하는 사업모델이다. 이는 단순히 재생에너지 보급 차원을 넘어, 인구감소와 고령화로 위기에 직면한 농촌 경제의 자립 기반을 제공하고 지역 주도 에너지 전환을 실현하는 마을 혁신을 추구한다. 본고는 사회연대경제 및 자산기반 공동체개발을 공동체 재생에너지 사업에 결합하여, 햇빛소득마을 사업모델을 이론적으로 설계하고 관련 법제도와 실무 적용상 쟁점을 분석하여 법제도적 과제를 제시한다. 햇빛소득마을 사업모델은 세 단계로 구성된다. 첫번째 단계는 마을공동체가 자발적으로 사회연대경제 조직을 구성하고 지자체를 통해 햇빛소득마을 지정을 신청하는 것이다. 두번째 단계는 공동체 자산으로 태양광을 설치할 부지를 확보하고 인적･사회적 자원을 연결하여 사업화를 추진하는 것이다. 세번째 단계는 공동체 재생에너지 사업의 수익구조가 지속가능성을 갖추고 공동체에 이익이 공유되도록 설계하는 것이다. 법제도 측면에서, 마을공동체 조직 활성화, 태양광 입지규제 완화, 영농형 태양광 제도화, 전력계통 우선접속이 필요하고, 이를 위해 마을공동체 기본법, 사회연대경제 기본법, 영농형 태양광 특별법, 신재생에너지법, 전기사업법, 분산에너지법 등 법제도 정비가 통합적 시각에서 추진되어야 한다.

2050 탄소중립 목표 달성을 위해 무탄소 전원으로의 전환이 시급하며, 기존 화력발전 인프라를 활용할 수 있는 혼소발전이 현실적인 대안으로 주목받고 있다. 그러나 연료 가격 및 전력 시장가격의 높은 불확실성은 민간 사업자의 투자에 영향을 미치는 주요 요인이다. 이에 본 연구는 실물옵션(Real Options) 기법을 적용하여, 불확실성 하에서의 투자의 비가역성과 운영의 유연성을 고려한 최적 투자 임계가격을 도출하는 모형을 이론적으로 구축하였다. 특히 SMP의 확률적 특성을 기하브라운운동(GBM)과 평균회귀과정(MR)으로 각각 모델링하여 비교 분석함으로써, 확률과정의 가정에 따라 투자 임계가격이 달라짐을 보였다. 본 연구의 결과는 혼소발전의 경제성 확보를 위해 차액계약제도(CfD)와 같은 리스크 분담 정책이 필요함을 시사하며, 향후 다양한 무탄소 전원의 적정 지원 수준을 산정하는 데 유용한 분석 도구로 활용될 수 있다.

본 논문은 기후변화 및 에너지 분야의 미래 전망 불확실성에 대응하기 위해 사회경제 발전 경로와 정책 수단 경로로 구성된 다수의 시나리오를 설계하고 분석한 연구를 개괄하여 소개한다. 본 연구는 지속가능-고성장(SEP1), 추세유지-중간성장(SEP2), 분열갈등-저성장(SEP3) 등 세 가지의 미래 사회경제 발전 경로를 선정하고, 각 사회경제 발전 경로에서 현재의 기후 및 에너지 정책이 유지되는 기준 정책 경로와 정책의 급격한 변화가 발생하는 최대저감 정책 경로를 분석하였다. 최대저감 정책 경로의 2060년 에너지 수요는 262~309Mtoe/yr로 기준 정책 경로의 에너지 수요와 비슷한 수준이지만, 온실가스 배출은 104~106MtCO2e/yr로 크게 감소한다. 한편, SEP1의 내러티브는 고성장으로 인한 에너지 수요의 증가에도 불구하고 정책 수단의 적극적 수용으로 온실가스 배출을 가장 크게 감소시킬 수 있음을 보여준다. 이러한 시나리오 분석은 미래 불확실성과 에너지 부문의 내적 연관성 등을 고려하여 국가 온실가스 감축 목표를 합리적으로 설정하는 데 기여하며 다양한 에너지기본계획을 수립하는 데 활용될 수 있다.

본 연구는 글로벌 에너지 환경의 불확실성과 한국의 사회구조적 특수성을 반영하여, 기존의 단일 경로 중심 전망 체계를 보완할 수 있는 한국형 시나리오에 기반한 핵심 경제 전제치를 정량화하는 데 목적이 있다. 이를 위해 글로벌 표준과 국내의 제도적･경제적 상황을 결합한 세 가지 경로인 ‘지속가능-고성장’, ‘추세유지-중간성장’, ‘분열갈등-저성장’을 바탕으로, 외생 및 내생 변수를 유기적으로 연계하여 분석의 정합성을 확보하였다. 거시경제 전망에서는 발전경로별로 투자 증가율, 총요소생산성, 실업률 등 핵심 파라미터를 조정함으로써 잠재성장률 경로를 도출하였다. 또한, 산업구조 전망에서는 각 발전경로 내러티브의 특성을 반영하여 반도체･정보통신 등 신성장 업종과 석유화학･철강 등 전통 장치 산업의 비중 변화를 차등 적용한 구조적 전환 경로를 제시하였다. 본 연구는 정성적 내러티브를 정량적 수치로 변환함으로써 에너지 정책 수립의 투명성과 환류 가능성을 제고하였고, 이는 향후 최종소비 부문의 에너지 수요 모델링 및 기후변화 대응 시나리오 분석을 위한 표준 기초 자료로서 중요한 함의를 지닌다.

본 연구는 산업 부문 온실가스 감축 경로에 내재된 불확실성을 체계적으로 분석하기 위한 시나리오 설계를 목적으로 한다. 시나리오는 사회경제 발전 경로와 감축 정책수단 경로의 조합으로 구성되는데, 사회경제 경로는 기후 문제에 대한 사회적 태도와 경제성장률을 기준으로 지속가능-고성장, 추세유지-중간성장, 분열갈등-저성장의 3가지 경로로 구분된다. 그리고 정책수단 경로는 산업 부문의 감축수단 도입 수준에 따라 기준 정책과 최대저감 정책 경로로 구성된다. 본 연구에서는 이러한 두 경로를 조합하여 산업 부문에 대한 6가지 시나리오를 구축하고, 각 시나리오별로 산업 부문의 장기 에너지 수요 및 온실가스 배출량을 전망한다. 시나리오 분석에는 2023년부터 2060년까지를 대상으로 하는 시뮬레이션 모형인 Korea Energy Economics Institute-System of Three E-Models(KEEI-STEM)을 활용하였다. 분석 결과, 최대저감 정책 경로에서 산업 부문 에너지 수요는 2023년 132.0Mtoe/yr에서 사회경제 경로에 따라 2050년 116.7~124.1Mtoe/yr로 감소하고, 온실가스 배출량은 같은 기간 207.6MtCO₂/yr에서 69.6~102.2MtCO₂/yr로 감소하는 것으로 나타났다. 특히, 지속가능-고성장 경로는 기준 정책 경로에서는 가장 많은 온실가스를 배출하는 반면, 최대저감 정책 경로에서는 가장 적극적인 감축수단 도입을 통해 가장 낮은 배출 수준을 달성하는 것으로 분석되었다. 본 연구는 산업 부문 감축 경로를 설명하는 시나리오를 설계하고, 미래 상황 변화에 따른 에너지 수요와 온실가스 배출량 경로의 범위를 제시하였다는 점에서 의의가 있다. 이러한 분석은 산업 부문 감축에 내재된 불확실성의 크기와 발생 요인을 체계적으로 파악하는 데 기여할 뿐만 아니라, 불확실성 대응 전략 수립에 기초 정보를 제공한다.

본 연구는 수송 부문의 에너지 수요와 온실가스 배출에 불확실성으로 작용할 수 있는 사회경제 발전 경로 및 정책 수단 경로를 작성하고, 이를 조합한 총 6개의 시나리오에 대한 체계적인 분석을 시도하였다. 사회경제 발전 경로는 인구 및 인적개발, 경제 및 생활양식, 기술 및 제도 등 사회경제를 이루는 주요 변수에 따라 지속가능-고성장(SEP1), 추세유지-중간성장(SEP2), 분열갈등-저성장(SEP3)으로 구분된다. 정책 수단 경로는 현재의 온실가스 감축 정책 기조가 비슷한 수준에서 유지되는 기준 정책 경로(REF)와 기술혁신과 기술수요 정책이 적극적으로 확대되는 최대저감 정책 경로(MAX)로 구분된다. 시나리오 분석에는 에너지경제연구원의 상향식 전망 모형인 KEEI-STEM (System of Three E-Models)의 수송 부문 모듈을 활용하였다. 전망 결과 에너지 수요와 온실가스 배출 총량은 정책 수단의 도입 여부에 따라 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. SEP2의 기준 정책 경로에서는 2023~2050년 기간 동안 수송 부문 에너지 수요가 46.2% 감소한 반면, 최대저감 정책 경로에서는 79.1% 감소한 것으로 전망되었다. 하지만 최대저감 정책 경로의 경우 사회경제 발전 경로에 따라 에너지 수요와 온실가스 배출량에 큰 차이를 보였는데, 2050년 SEP3의 배출량은 SEP1에서의 배출량 보다 약 2.5배 많은 것으로 나타났다. 이는 적극적인 정책을 시행하는 경우 미래 사회의 사회경제 상황이 정책의 실효성에 상당히 큰 영향을 미칠 수 있음을 의미한다. 이러한 본 연구의 분석 결과는 장기적인 관점에서 에너지 및 온실가스 감축 정책을 수립하고, 정책시행시 사회경제 발전 경로가 고려되어야 함을 보여준다.

본 연구는 건물 부문 온실가스 감축의 구조적 제약과 사회경제 불확실성에 대응하기 위해, IPCC 공통 사회경제경로에 상응하는 사회경제 발전경로와 정책경로를 조합한 총 6개 시나리오를 설계하였다. 더불어 상향식 분석 모형인 KEEI-STEM 건물 모듈을 활용해 사회･경제･정책 불확실성에 따른 건물 부문의 장기 에너지 수요와 온실가스 배출 전망하였다. 건물은 높은 평균 사용 연한, 기축 건물의 에너지 수요 구조 고착화 등의 요인으로 인해 높은 한계감축비용이 소요되는 부문으로, 실효적 감축 경로 탐색이 필요하다. 건물 부문의 감축 경로는 히트펌프 보급 확대, 에너지 효율 개선, 화석연료 퇴출 일정 등을 반영하여 주거･비주거 건물의 상이한 수요 특성을 반영하여 설계되었다. 분석 결과는 사회경제 경로가 수요의 수준과 방향을 좌우하는 반면 정책･기술 확산의 누적 효과가 배출 경로를 구조적으로 변화시켜 기준 경로 대비 최대저감 경로에서 배출 저감 폭이 크게 확대됨을 보여준다. 또한 주거용은 난방･온수 중심의 연료전환이, 비주거용은 효율 개선의 누적이 감축 성과를 결정하는 핵심 요인으로 판단된다. 본 연구의 분석 결과는 사회적 불확실성이 증가하는 여건 속에서 건물 부문 감축 전략을 수정 및 보완해 나가는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.