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제2장 국내외 전력부문 외부비용 추정사례

제1절 본 과제의 1차, 2차 연도 연구결과 요약

1. 1차 연도 연구결과

1차 연도 연구는 9.15 순환정전 이후의 전력수급여건, 제6차 전력수 급기본계획, 제2차 에너지기본계획 초안을 검토함으로써 국내 장기 전원구성 전개방향과 기초자료를 수집하고 평가하였다. 또한 일본 후 쿠시마 원전사고 이후 주요국의 장기 전원구성 정책을 검토하였다.

전원구성 설정 시 전원별 경제성은 의사결정의 주요 기준이 된다. 1 차 연도에는 여러 국가의 전원정책 수립 방향 및 결과를 정리하였고, IEA의 균등화발전비용 분석 전제와 결과를 검토함으로써 국가별로 전원별 경제성을 비교하였다. 그리고 균등화발전비용 분석 방법을 활 용하여 국내의 원자력, 석탄, 가스 발전 경제성을 보다 심도 있게 비 교 분석하였다. 특히 2012년 말에 재산정된 원전 사후처리비를 활용 하여 이용률에 따라 전원별 경제성이 어떻게 차이가 발생하는지를 세 부적으로 검토하였다. 2012년 말 재산정된 원전 사후처리비 조정 결 과를 반영하면, 원자력발전원가는 1.5~2.0원/kWh이 상승하지만, 석탄, 가스 등의 전원과 비교해서 여전히 경제성을 유지하는 것으로 나타났다.

그리고 최적 전원구성을 설정하는 모형과 그 전원구성이 전력시장 에 미치는 영향을 분석하는 모형을 각각 검토하였다. 전원구성 모형으 로는 세계적으로 가장 활발히 활용되고 있는 IAEA의 WASP 모형을 살펴보았으며, 전원구성에 따른 전력시장 영향을 분석하는 모형으로

는 국내에서 개발된 M-Core 모형을 검토하였다. 나아가 원자력발전의 사회적 비용을 이해하는 차원에서 전력산업을 대상으로 한 사회적 비 용 관련 문헌을 검토하였다. 후쿠시마 원전사고 이후 세계에서 처음으 로 원자력발전의 사고위험비용, 안전대책비용, 정책비용 등을 함께 고 려한 일본의 사례와 발전소의 오염물질 배출에 따른 사회적 비용을 중점적으로 살펴본 유럽의 사례를 검토하였다.

1차 연도 연구는 주요국의 전원구성 정책과 해당 국가의 전력수급 상황을 살펴봄으로써, 국내 전원구성 정책 결정 합리화에 기여하였다.

또한, 2012년 재산정된 원전 사후처리비를 반영하여 전원별 경제성을 비교 검토함으로써 새롭게 설정된 원전 사후처리비가 전원별 경제성 에 미치는 영향을 분석하였다. 나아가 전원구성 최적화와 전력시장 파 급영향 분석 모형에 대해 체계적으로 검토함으로써, 본 연구의 궁극적 인 목표 달성을 위한 이론적 기반을 다졌다.

2. 2차 연도 연구결과

2차 연도에서는 진술선호기법 중 선택실험법(Choice Experiment)을 통해 온실가스, 사고위험 등과 같은 사회적 비용을 고려하여 전원별 비중변화에 따른 지불의사를 추정하였다. 서울에 거주하는 500명 이 외에 부산 거주자 200명과 원전 인근지역인 울진, 경주, 기장 거주자 200명을 합한 총 900명의 대상자에 대해 설문을 시행하였다. 그 설문 결과는 조건부로짓모형과 혼합로짓모형으로 분석하였고, 추정된 효용 함수에 기초하여 각 특성별 지불의사나 대안 간 지불의사 차이를 분 석하였다.

이 조사가 사용한 설문지는 원자력, 석탄, 가스, 석유, 수력 및 대체

에너지 발전원 간 장단점을 중대사고 위험, 온실가스 배출량, 발전단 가, 공급 안정성 4가지 기준에 의해 간단하게 제시하였다. 2012년 우 리나라 전체 발전설비에서 각 발전원이 차지하는 비중과 가정용 전기 요금 정보를 제시하였다. 사회적 비용의 발생 요인인 사고 위험과 온 실가스 배출에 관한 정보는 일반 응답자가 이해하기 어려운 전문적이 며 구체적인 수치보다는, 이미 객관적으로 널리 인지된 정보를 알기 쉽게 서술하였다.

응답자가 선택할 수 있는 각 안은 원자력 비중, 가스와 석탄의 상대 비율, 전기요금이라는 세 가지 특성을 가지고 있다. 이 세 가지 특성 외의 다른 특성들, 예를 들면 재생에너지원 비중이나 석유발전소 비중 등은 2012년 기준 수준을 유지하는 것으로 가정하였다.

설문조사의 각 안을 구성하는 세 가지 특성은 기저발전에 해당하는 원자력이나 석탄 비중이 높아지면 전력 생산비용이 낮아지기 때문에 전기요금이 낮아질 것이고, 따라서 서로 완전 독립은 아니다. 그러나 전체 발전에서 원자력이 차지하는 비중과 화력발전 내에서 가스와 석 탄의 비율은 서로 독립적으로 선택될 수 있으며, 전기요금의 경우도 원전비중과 가스와 석탄의 상대비율 구성에 따라 다르게 나타날 수 있다.

분석 결과에 의하면 원자력 발전의 비중이 1% 줄어들고 가스발전 이 1% 늘어나는 것에 대한 지불의사는 조건부로짓모형과 혼합로짓모 형에서 각각 kWh당 1.289원과 1.039원으로 도출되었다. 석탄발전소 의 비중이 1% 줄어들고 가스발전이 1% 늘어나는 것에 대한 지불의 사는 각각 0.418원/kWh와 0.420원/kWh로서 기준 전기요금의 0.20%

에 해당되는 금액이 도출되었으며, 모형선택에 따른 차이가 거의 없는

것으로 나타났다. 따라서 원전의 비중 1% 축소에 대한 지불의사가 석 탄발전소의 비중 1% 축소에 대한 지불의사보다 2.5배 혹은 3.1배 높 은 것으로 나타났다.

이 연구는 석유, 수력 및 신재생 비중은 현재 수준을 유지하게 하 고, 원자력과 석탄의 비중을 변경하되, 그 변경으로 인한 차이는 가스 발전이 대응하도록 실험을 설계하였다. 유사한 기존 연구들을 살펴볼 때, 본 연구 결과는 실험설계 차이나 국가별 여건 차이 등을 고려하면 원전 비중감소에 대한 지불의사가 국내외 선행연구들이 제시한 범위 안에 포함되는 것으로 보인다. 본 연구는 국민들이 원자력발전에 대해 갖고 있는 위험도와 석탄발전의 대기오염도에 대해 부여하는 상대적 비용 차이를 제시하는 성과도 얻었다.

제2절 국내외 원자력발전 외부비용 추정사례

1. 국내 원자력발전 외부비용

원자력발전의 외부비용에 대한 논란은 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 정치권과 시민단체를 중심으로 이슈화되고 있다. 최근에는 발전원 중 유일하게 비과세인 원자력발전에 환경세적 기능과 외부비용 교정기능 의 필요성을 제기하면서 개별소비세 부과로 그 논의가 전이되고 있다.

국내에서 원자력발전의 사고위험비용 및 사회갈등유발비용 등 외부 비용에 대해 종합적이며 포괄적으로 분석한 사례는 없으나, 부분적, 개략적으로 분석한 사례는 소수이나마 보고되고 있다. 먼저 현정부 출 범 이후 국회 기획재정위원회의 박원석 의원은 탄소세와 핵연료세를

결합한 ‘기후정의세’를 대표 입법 발의하였다(2013. 5)1). 본 발의안의 핵심내용은 원자력발전에서 생산되는 전력에 kWh당 7.5원의 외부비 용을 부과하여 내재화하자는 것이다.

김승래(2013. 9)는 유연탄 과세와 더불어 kWh당 7원의 원전 사고 위험과 17원의 전력 제반 사회적 갈등비용의 원전 외부비용을 과세를 통해 내재화시켜야 한다고 주장하고 있다. 그의 연구에서는 이러한 원 전 외부비용을 포함하는 시나리오를 설정하여 향후 에너지세제의 개 편가능성에 대하여 정책분석을 수행하였다.2) 이 연구에서는 유류, 유 연탄, 원전 및 전력을 포함하는 에너지세제의 통합적 개편 방안에 대 한 검토 및 파급효과를 CGE 경제모형을 이용하여 분석하고 있다. 특 히 에너지부문의 탄소세 부과, 유류의 대기환경오염비용 과세뿐만 아 니라, 발전용 유연탄 과세, 원전 사고위험(7원/kWh) 및 전력의 송배전 등 제반 사회갈등비용(17원/kWh)을 포함한 과세의 경제적 파급효과 를 검토하고 있다.

국회예산정책처(2014. 3)는 국내 원자력발전의 사회적 비용에 대한 쟁점 사항을 분석한 보고서를 발간하였다.3) 동 보고서는 원자력발전의 직접비용인 발전원가뿐만 아니라 다양한 외부 비용도 유발한다는 점을 인식할 필요가 있다고 서술하고 있다. 우리나라의 원전 발전비용 중 직접비용은 43.02~48.8원/kWh으로, OECD 국가 중 가장 저렴하다.

우리나라 신형 원전의 건설비(231만원/kW)는 미국(640만원/kW)과 프

1) 박원석 의원 외(2013. 5), ‘탄소세 도입을 위한 정책 방향 설계: 기후정의세 신설 을 중심으로’에서 해외 주요국의 탄소세 및 원전 연료 과세 현황 분석을 통해 탄소세와 원전 연료세가 결합된 ‘기후정의세’ 도입을 주장하고 기후 정의세의 설 계 및 세율과 세입에 대한 분석을 수행.

2) 김승래(2013. 9), ‘에너지세제 현황과 개편방향’, ‘에너지가격체계 진단과 개선’ , 경제인문사회연구회 정책현안 종합연구 시리즈, pp.63-98.

3) 본 내용은 ‘원자력 발전비용의 쟁점과 과제’, 국회예산정책처(2014. 3)에서 발췌함.

랑스(560만원/kW)의 절반 수준으로, 정부는 우리나라 원자력 건설비 가 낮은 이유를 합리적으로 설명할 수 있는 자료를 제시할 필요가 있 다고 동 보고서는 주장한다. 아울러 이 보고서에서는 원전 중대사고 발생에 대한 우려, 사용후핵연료의 처분장과 입지, 고압 송전선로의 이용, 규제수준, 미래세대의 국토이용 제한 같은 사회적 갈등을 유발 할 수 있는 비용의 상당 부분이 발전비용에 포함되지 않았기 때문에, 외부비용을 반영한 원전 발전비용 산정이 필요하다고 주장하고 있다.

동 연구에서 추정한 원전의 총 사고비는 58조 원~343조 원(0.08~59.8

동 연구에서 추정한 원전의 총 사고비는 58조 원~343조 원(0.08~59.8

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