자원·환경경제연구 ISSN:1229-9146(Print) Environmental and Resource Economics Review

본 연구에서는 우리나라 전체의 시간별 수요에 상응하는 총부하(Total Load) 곡선을 예측하는 방법론을 제시한다. 먼저 일별 총부하 곡선을 추세, 기온, 특수일 등과 같이 확정적 요소와 확정적 요소로 설명되지 않는 시간대별 동적 변동을 나타내는 확률적인 요소로 구분하고, 이들을 각각 모형화하여 예측한다. 확정적 요소는 각각의 요인별 효과를 시간대별로 추정하되 각 요인의 효과가 시간에 따라 변동할 수 있는 시간 변동성을 함께 고려하였다. 확률적인 요소를 결정하는 부하곡선의 동적 변동은 함수 주성분 분석(functional principal component analysis, FPCA)을 활용한 함수자기회귀(functional autoregression, FAR) 모형을 이용하여 분석하고 예측하였다. 본 연구에서 제시된 모형으로 365일 동안의 예측실험을 한 결과, 예측된 일별 부하곡선의 평균 절대 백분율 오차(mean absolute percentage error, MAPE)는 약 2% 내외로 안정적으로 나타남을 확인하였다.

국내 지역들은 산업구조, 에너지시스템, 전력수급 등 다양한 측면에서 이질적인 한편, 적극적이고 실천적인 기후변화 대응을 위해 지역의 역할은 갈수록 중요해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 2015~2021년 기간 전국 시‧도, 시군구의 온실가스 배출 요인분해 분석을 한다. 17개 시‧도별 온실가스 배출 요인분해 분석을 진행한 뒤, 분석결과를 토대로 대표 시‧도를 선정하여 해당 지역의 시군(구)를 대상으로 추가 분석한다. 분석 결과, 시‧도 중 경기도는 국가 온실가스 증가에 가장 큰 기여를 함과 동시에 다(多)배출 지역 중에서도 개별 효과가 다르게 작용하고 있는 지역으로 나타났다. 경기도의 31개 시‧군별 분석 결과, 경기도 내 다(多)배출 상위 6개 시‧군이 경기도 온실가스 배출 증가의 90%를 차지하는 것으로 나타났다. 또 분석결과를 연도별로 살펴봤을 때, 해당 6개 시‧군의 온실가스 배출 증가는 화력발전소와 열병합발전소의 운영 시기와 맞물려 있는 것을 확인하였다. 결과를 종합해서 살펴보면, 첫째, 온실가스 배출 요인분해 분석 결과, 17개 시‧도 중 경기도가 가장 특징적인 지역인 것으로 나타났다. 둘째, 시‧도별 사회경제의 변화 추이를 감안하고, 또 앞으로 지역별 차등요금제의 시행이 예상되는 바, 경기도는 지역 내 전력공급량을 늘려야 할 필요가 있는 것으로 나타났다. 셋째, 경기도 내 위치한 다수의 RE100 기업, 그리고 경기도가 국가 온실가스 배출 증가에 기여하는 비중을 고려할 때, 경기도는 재생에너지 보급에 현재보다 그리고 다른 지역보다 더 많은 노력을 기울여야 하는 것으로 나타났다.

본 논문은 배출권거래제에서 할당대상업체인 기업이 재생에너지를 확보하기 위해 재생에너지 공급사업자와 PPA 계약을 체결하는 상황을 가정하였다. 본 논문에서는 전력 가격과 배출권 가격이 불확실성을 고려한 PPA 최적 투자 시점에 대한 의사결정 모형을 실물옵션 방법론으로 분석했다. 또한, 전기사용자인 기업이 재생에너지 공급자와 20년 동안의 장기간 PPA 투자에 대한 의사결정을 위한 최적 투자분기점을 도출하였다. 또한, 전력 가격의 증가율과 변동성에 대한 최적 투자분기점의 민감도 분석을 시행하였다. 전력 가격과 배출권 가격의 불확실성을 고려한 PPA 투자에 대한 최적 투자분기점은 기간에 따라 9.9~38.1원/kWh를 갖는 것으로 나타났다. 이는 동일 기간, 평균 전력 가격이 115.0~125.9원/kWh인 것과 비교했을 때, PPA 투자에 대한 최적 투자분기점이 76.9~116.0원/kWh 낮은 것이다. 결과적으로 전력 가격이 계속 높아지는 상황에서 PPA에 투자하는 것이 바람직함을 의미한다. 즉, 최적 투자분기점이 실제 전력 평균 가격보다 낮은 상황에서 전기사용자는 PPA에 투자하지 않을 이유가 없다. 이는 RE100 캠페인 가입 여부 및 RE100 이행 여부와 상관없이 일정 용량 이상의 전력을 사용하는 전기사용자에게 PPA 투자가 유효한 전략임을 의미한다.

이 연구의 목적은 국내 제조기업의 온실가스 배출이 타인자본비용에 미치는 영향을 실증 분석하는 데 있다. 이를 통해 탈탄소화 시대에 기업의 온실가스 감축 투자가 금융비용 측면에서 잠재적 이익을 가져오는지 여부를 탐색하고자 한다. 국내 상장 제조기업의 2011년부터 2022년까지 온실가스 배출량과 재무정보를 통해 2,154개의 불균형패널자료를 구축한 후 고정효과모형을 이용하여 분석하였다. 분석 결과, 목표관리제 기간에 다배출 업종 중소기업의 탄소집약도와 타인자본비용 간 통계적으로 유의한 양의 상관관계가 발견되었다. 배출권거래제 도입 이후에는 탄소집약도와 타인자본비용 간 유의한 양의 상관관계가 다배출 대기업으로 확장되어 나타났다. 급격한 경기침체를 가져왔던 코로나19 팬데믹 기간에는 두 변수 간 유의한 관계가 발견되지 않았다. 업종별 분석 결과, 반도체‧디스플레이, 전기전자에서 동일 업종 내 다배출 기업의 탄소집약도 증가 시 타인자본비용이 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 국내 제조기업의 온실가스 감축 투자가 비용만 유발하는 것이 아니라 타인자본비용 절감이라는 유의미한 편익을 가져올 수 있다는 실증적 증거를 제시한다.

글로벌 온도 상승을 2도 이하로 제한하고 탄소중립을 달성하기 위해서는 국가의 경제성장 및 온실가스 배출 간 디커플링이 중요하다. 이에 전 세계적으로 감축 노력의 경제적 영향에 대한 분석 중요성이 커지고 있으며, 특히 가파르게 경제가 성장하고, 온실가스 배출량도 증가하고 있는 개발도상국에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 축차동태 글로벌 CGE 모형을 활용하여 글로벌 감축 노력하 국제 탄소시장의 경제적 영향에 대해 살펴본다. 연구 결과에 따르면 글로벌 감축 노력에 따라 경제적인 부담이 발생할 수 있으나, 이산화탄소 배출량 감축 정도에 비해 제한적임을 나타낸다. BAU 대비 실질 GDP, GDI 변화는 지역과 시나리오에 따라 다르게 나타나며, 국제 탄소시장의 도입은 모든 지역의 실질 GDI에 어느정도 긍정적인 효과를 가져온다. 다만, 개발도상국 지역에 비해 선진국 지역에서 국제탄소시장 도입에 따른 경제적 혜택이 더 크게 나타날 수 있다. 보다 공평한 탄소 거래의 이익을 공유할 필요성과 함께 개발도상국의 국제탄소시장 참여를 높이기 위해 재정 지원, 기술 이전, 역량 강화 등이 필요함을 제시하고 있다.

본 연구는 화석연료 발전소의 환경 효율성을 평가하고, 한국 배출권 거래제하에서 배출권 가격과의 관계를 분석하였다. 실증 분석을 위해 첫 번째 단계에서는 자료포락분석을 통해 환경 효율성 점수를 측정하고, 두 번째 단계에서는 부트스트랩 절단 회귀분석을 통해 효율성 점수에 영향을 미치는 요인들을 배출권 가격에 주목하여 분석하였다. 분석 결과, 2011년부터 2022년까지의 기간 동안 화석연료 발전소 간 환경 효율성에 상당한 차이가 존재하였으며, LNG 발전소가 석탄 발전소보다 더 우수한 환경 효율성을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 배출권 거래제하에서 배출권 가격이 상승할수록 발전소들의 환경 효율성이 향상되는 것으로 나타났다.