온실가스 배출저감 정책수단이 제조업의 생산성에 미치는 영향

국문 초록 (Abstract)

1. 연구필요성 및 목적
유엔은 에너지소비에 의한 지구온난화를 방지하기 위한 기후변화협약에 이어 이의 구체적인 이행을 위한 교토의정서를 체결하게 되었다. 최근 러시아가 교토의정서를 정식으로 비준함으로써 교토의정서는 2005년 2월 16일에 정식 발효될 예정이며 주요 선진국(부속서 Ⅰ국가)은 제1차 의무공약기간(2008-2012년)에 온실가스 배출을 1990년 배출량 대비 평균 5.2% 감축시켜야 한다.
비록 우리나라는 제1차 공약기간에 대한 온실가스 감축의무는 부여받지 않았지만 선발 개도국으로서 세계적인 온실가스 감축노력에 조만간 동참해야 할 것으로 예상된다. 2012년부터 시작되는 제2차 의무공약기간에 우리나라도 온실가스 감축의무를 할당받아야 한다는 국제적인 압력이 지속적으로 제기되고 있다. 우리나라는 온실가스 배출량이나 에너지 소비량, 그리고 일인당 GDP 규모 등 온실가스 배출관련 각종 지표에서 개도국의 지위를 벗어나 선진국의 대열에 들어서고 있다.
특히 2005년도 연말부터는 제2차 의무부담에 관한 협상이 시작될 예정이어서 의무부담 협상에 대비한 전략개발이 시급한 과제이다. 온실가스 저감노력이 경제에 미칠 영향을 예측하는 것은 의무부담 협상 대비 전략뿐만 아니라 효율적인 온실가스 저감정책 개발에도 유용한 정보로 활용될 수 있을 것이다.
온실가스 저감노력은 새로운 자원의 투입이나 산출물의 감소를 동반하게 될 것이다. 온실가스를 감축시키기 위해서는 감축기술을 도입하거나 청정연료로 전환해야 하며 이러한 저감노력은 제조업의 생산 효율성뿐만 아니라 나아가 경제성장에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 생산 효율성에 미치는 영향을 비교분석하여 이를 바탕으로 온실가스 저감정책을 수립한다면 온실가스 감축과 경제성장을 동시에 달성할 수 있는 지속가능개발이 가능할 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 온실가스 저감 정책수단 및 전략이 제조업의 생산효율성에 미칠 영향을 예측하는 것이다. 온실가스 저감 정책수단 및 전략은 자료 및 정보제약으로 연료전환, 탄소세 도입 및 배출권 구매에 한정되었다. 기준년도인 2000년에 제조업 배출량의 10%를 감축한다는 가상적인 목표를 달성하기 위해 이들 수단 및 전략이 도입된다는 상황을 설정했다. 이러한 정책수단 및 전략이 제조업의 생산 효율성에 미칠 영향 뿐만 아니라 감축목표 할당방식 변경, 배출권 유상배분, 산업구조 변화시의 시나리오 설정에 따른 영향도 예측했다.
제조업은 중분류를 기준으로 7개 업종으로 구분했으며 기타제조업은 자료제약으로 인해 분석에서 제외되었다. 산출물은 사회에 유익한 산출물(good outputs)인 부가가치와 사회에 해로운 산출물(bad outputs)인 온실가스로 구분되었으며 투입요소는 에너지, 노동, 자본, 원료로 구분되었다. 생산 효율성을 측정하기 위해 DEA(Data Envelopment Analysis) 방법론을 사용했으며 특히 산출물 중에서 온실가스와 같이 사회적으로 유해한 산출물이 존재할 경우의 분석에 적절한 방향성 생산 거리함수(Directional Technology Distance Function)를 사용했다. 방향성 생산 거리함수는 온실가스와 같이 사회적으로 유해한 산출물을 감소시키면 생산 효율성이 향상될 수 있도록 설계된 모형이며 투입요소와 산출물의 동시적인 조정 여지를 추정할 수 있는 모형이다.
방향성 생산 거리함수는 우선 7개의 제조업 업종이 형성하는 생산함수 프론티어를 선형모형에 의해 추정한다. 생산함수 프론티어를 추정한 이후에 각 업종의 투입물과 산출물 결합을 방향성 벡터(2000년의 투입물 및 산출물)에 입각해서 생산함수 프론티어와의 거리를 측정하게 된다. 제조업 각 업종의 생산 효율성은 이와 같이 방법으로 측정된 거리의 개념에 입각해서 정의된다. 생산함수 프론티어에 위치한 업종은 생산 효율성이 가장 양호하고 프론티어와의 거리가 멀수록 생산 효율성이 낮아지게 된다.
2. 내용 요약
제조업의 2000년 온실가스 배출량을 10% 감축하기 위한 연료전환 정책은 연료를 온실가스 배출계수가 높은 중유, 유연탄 및 무연탄에서 청정연료인 도시가스로 전환하는 세 가지의 방법이 적용되었다. 배출계수 적용 어려움 등으로 인해 전력은 제외되었으며 연료전환비용에는 자본비용은 반영되지 않고 연료비용만 고려되었다.
세 가지 대안 중에서 중유에서 도시가스로 전환하는 경우가 가장 비용(84,270원/CO₂톤)이 가장 낮고 다음으로는 무연탄에서 도시가스로의 전환(160,140원/CO₂톤)이며 유연탄에서 도시가스로의 전환비용(197,530원/CO₂톤)이 가장 높은 것으로 분석되었다.
전환비용과 연료별 구성비를 고려할 경우 음식료품, 섬유의복, 나무.제 지, 석유화학, 금속.기계산업은 중유에서 도시가스로의 연료전환을 선택할 것으로 예측된다. 요업은 중유에서 도시가스로의 연료전환이 온실가스 배출량의 3.8%에 불과하기 때문에 나머지 6.2%는 유연탄에서 도시가 스로의 전환을 추진할 것으로 예상된다. 1차금속은 중유에서 도시가스로의 전환과 무연탄에서 도시가스로의 전환이 감축 목표량(10%)을 절반씩 담당할 것으로 예측된다.
온실가스 배출량의 10%를 감축하기 위한 탄소세 수준은 CO₂ 톤당 $2.75(3,464원/CO₂톤)에 이를 것으로 분석되었다. 탄소세 도입으로 인해 도시가스는 2.91%의 가격인상 효과(8,095원/TOE)가 발생할 것이며 중유는 3.74%(11,109원/TOE), 무연탄은 14.13%(13,978원/TOE), 유연탄은 가장 높은 20.67%의 가격인상 효과(13,457원/TOE)가 나타날 것으로 전망된다. 따라서 탄소세는 유연탄, 무연탄, 중유, 도시가스 순으로 높은 가격인상 효과를 유발시킬 것으로 예상된다.
제조업의 온실가스 배출량을 10% 감축하면서 탄소세 도입시 소요되는 총 저감비용과 동일한 수준으로 저감비용을 일치시킬 경우 배출권의 시장가격은 이산화탄소 톤당 약 $20(25,303원/CO₂톤)에 이를 것으로 예상된다. 분석에 인용된 가격은 2000년 가격이다.
온실가스 저감정책 수단 및 전략이 제조업의 생산 효율성에 미치는 영향을 예측한 결과는 다음과 같다. 첫째, 사회에 유해한 산출물인 온실가스 배출량을 생산 효율성 측정에 포함시키지 않을 경우 생산 효율성 측정과 저감정책 수립을 왜곡시킬 가능성이 높다. 연료전환의 경우 온실가스 감축이 포함되지 않을 경우 연료전환에 따른 부가가치 감소만 반영되기 때문 제조업의 생산 효율성은 하락할 것으로 예측된다. 그러나 온실가스 감소가 포함될 경우 사회에 유해한 산출물 감소가 반영되기 때문에 생산 효율성은 향상될 수 있는 것으로 분석되었다. 동일한 규모의 투입요소를 사용하여 사회에 유익한 동일한 규모의 산출물(부가가치)을 생산한 경우 사회에 유해한 산출물(온실가스)을 적게 배출한 산업에 높은 생산 효율성을 부여하는 것이 지속가능한 생산 효율성 측정방식으로 평가되어야 할 것이다. 따라서 사회적으로 유해한 산출물을 효율성 측정에 포함시키지 않으면 효율성 측정이 왜곡되고 이는 정부의 정책수단 선택을 왜곡시킬 가능성으로 연결될 것이다.
둘째, 기준년도인 2000년의 7개 업종의 생산 효율성 측정 결과 나무.제지산업이 유일하게 생산 비효율성(0.01137)을 나타낸 반면 나머지 업종은 생산 효율성이 양호한 것으로 나타났다. 즉, 나무ㆍ제지업은 현재의 생산기술을 이용하여 부가가치를 1.137% 증대시킬 수 있는 반면 온실가스와 투입요소(에너지, 노동, 자산, 원료)는 1.137% 감소시킬 수 있는 잠재력을 지니고 있다고 평가된다. 생산 비효율성을 순수한 기술 효율성(technical efficiency)와 규모 효율성(scale efficiency)로 분해할 경우 나무ㆍ제지업의 생산 비효율성은 규모 효율성에서 기인하고 있으며 따라서 나무ㆍ제지산업은 생산규모를 증대시킴으로써 생산 효율성을 증대시킬 수 있을 것으로 분석된다.
셋째, 생산 효율성 측정결과 연료전환은 제조업의 평균 생산 효율성을 향상(1.068% 포인트)시킬 수 있으며 탄소세 도입도 생산 효율성을 향상(0.691% 포인트)시킬 수 있

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

1. Research Purpose
The Unite Nations Framework on Climate Change(UNFCC) was established to prevent global warming in 1992, and Koyto Protocol was made to prepare specific guidelines to attain the reduction target of greenhouse gases emissions. Since Kotyo Protocol is going to operate in early 2005 due to Russia's ratification, Annex I countries have to reduce the emission of greenhouse gases by 5.2% compared to the 1990's emissions in the first commitment period(2008-2012).
Even though Korea does not have a commitment to reduce greenhouse gas emissions in the first commitment period, Korea have to join the global effort to mitigate the adverse impact of climate change in near future. The developed countries are asking Korea to join the UNFCC to reduce greenhouse gases since Korea is an advanced developing country. Korea is ranked high in the index of per capita GDP, emission level of greenhouse gases, per capita energy consumption.
Korean government has to prepare strategy for the reduction target since the bargaining for second commitment will start in late 2005. Forecasting the effect on which the policy and measures affect the economy will help the government choose the policy and measures to reduce emissions.
The effort to reduce emissions needs resources. For example, a firm has to introduce more expensive technology or to switch it's fuel more expensive clean fuel to reduce greenhouse gases. As a result, the effort will affect the productive efficiency of manufacturing industry as well as the economy. The government has to develop the sustainable policy and measures to attain economic growth and emission reduction. The information on which policy and measures will affect the productive efficiency can help the government to choose the sustainable policy and measures.
The main purpose of this study is to estimate the impact on which that possible mitigation policies and measures will affect the productive efficiency of manufacturing industry. Because of information availability, only three kinds of mitigation policies to reduce greenhouse gases are introduced in this study, that is, fuel switch from dirty fuels to clean fuel like natural gas, imposition of carbon tax on fuel consumption, buying the permissions in the market. Environmental target is that each industry sector reduces its own emissions by 10% in 2000. Policy scenarios as change of reduction target, non-free allocation of permissions, structural change of manufacturing industry are included in this study.
Manufacturing industry is divided into seven sectors excluding other manufacturing industry because it is a outlier. Among outputs, value added is good output, and greenhouse gases emisson is a bad output. Inputs are energy consumption, labor, capital and cost of raw material. Directional technology distance function is used to estimate productive efficiency measurement because it is the proper model when there are some bad outputs among outputs. Directional technology distance function can measure the increase in efficiency in case of reduction of bad outputs.
The model estimates the production frontier which the seven sectors can not increase the outputs and can not decrease bad outputs and inputs any more, then measures the distance between each sector and the production frontier based on the directional vector(inputs and outputs in 2000). The productive efficiency is defined as the distance between the frontier and each sector.
2. Summary
Fuel switch strategy is the way for the sector to change their fuels from dirty fuel to clean fuel like natural gas. Specifically, fuel switch in this study is to change the fuel oil, bituminous coal, anthracite coal to city gas. Because of the difficulty in the calculation of emission factors, electricity is excluded in fuel switch strategy. Capital cost is excluded for simplification, so the cost of fuel switch includes only fuel cost.
The cost switching from fuel oil

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 생산성 측정 방법론
• Ⅲ. 온실가스 배출저감 정책수단 및 전략
• Ⅳ. 추정모형 및 자료
• Ⅴ. 저감정책 수단 및 전략의 생산 효율성 영향 추정 결과
• Ⅵ. 결론
• 참고문헌
• 요약
• ABSTRACT