현재 국내 장기 에너지수요 및 에너지부문의 온실가스 배출량 전망을 위해서 에너지경제연구원의 상향식(Bottom-Up) 모형인 KEEI 모형이 활 용되어 왔다. KEEI 모형은 장단점을 가지고 기후변화협약 관련 국내 장 기 온실가스 배출량 전망을 위하여 다각도로 활용되어 왔으나, 관련 분 석의 신축성 및 적시성 그리고 분석결과의 투명성에 있어서 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 장에서는 이와 같은 문제점을 기본적으로 극복 하고, 보다 사용자 친화적이며 온실가스 배출전망 뿐만 아니라 온실가스 감축 정책분석에도 신축적으로 활용될 수 있는 LEAP모형을 개발하고, 개발된 모형을 활용하여 향후 2030년까지의 우리나라 에너지수요 및 온 실가스 배출량을 전망한다.
가. 국내 에너지부문 장기 온실가스 배출전망 방법론 현황 3) KEEI 모형은 에너지경제연구원에서 개발한 에너지수요전망 모형으로 서, 주로 20년 이상의 장기 에너지수요 및 온실가스 배출전망을 목적으 로 운영되고 있다. 통상의 단기수요모형과는 달리 에너지수요의 부문별 특성에 입각해 경제활동 수준, 에너지이용기술, 에너지 이용기기의 보급 률, 에너지원단위 등의 변수를 이용해 수요전망의 기본구조식을 설정하
3) 본 내용은 에너지경제연구원․산업자원부(2005)의 81쪽~83쪽을 참조하였음. 보다 자 세한 방법론에 대한 내용은 동 보고서 참조 요망.
고, 각 변수의 장기적 추세를 반영하는 형태로 수요전망이 이루어진다.
이러한 상향식 모형의 특징은 자료가 허용하는 한 세분된 최종소비단계 (부문별, 용도별, 기기별 등)에서 활동수준 및 에너지원단위 등의 에너지 소비 결정요인들의 미래 변화 전망이 전제로서 결정되면 이들 결정요인 간의 기계적인(항등식적인) 결합으로서의 에너지수요 및 온실가스 배출 량을 전망하는 것이다.
KEEI 모형에서는 기본적으로 최종에너지 소비부문을 산업, 수송, 가 정, 상업, 공공․기타의 5부문으로 구분하여, 각 부문별 소비 행태 및 수 요 특성을 반영하고 있다. 최종에너지수요가 결정되면 이는 에너지전환 부문(발전, 가스제조, 열에너지)에서 에너지공급측면과 결합되어 수요를 충족시킬 수 있는 일차에너지 필요량이 정해지는 순서를 거치게 된다.
최종에너지수요는 기본적으로 활동(Activity) 변수와 에너지원단위(Intensity) 의 곱에 의해 결정된다.
부문별 최종에너지수요 = 활동( Activity) × 원단위(Intensity)
먼저 최종수요를 유발하는 활동(Activity)수준은 각 부문의 에너지소비 와 직접 관련이 있는 경제‧사회 변수로서, 경제성장 및 인구증가와 연계 된다. 산업부문의 경우 활동수준으로서 농림어업, 광업, 건설업, 제조업 내 8개 업종의 부가가치 산출 및 주요 에너지다소비 제품(조강, 크링커, 에칠렌)의 생산규모가 고려된다. 수송부문에서는 수송수단(도로, 철도, 해상, 항공)별 화물 물동량 및 여객 수송수요와 도로 수송수요에 대응되 는 자동차의 대수 및 주행거리 등을 반영하고 있다. 가정부문에서는 가 구수 및 가구당 소득과 연계된 주거면적, 주요 가전기기 보급 대수 등을
고려하며, 상업부문에서는 서비스업 부가가치, 업무용 건물의 면적이 활 동수준을 나타내는 변수로 활용되고 있다.
기본가정
산업부문원별 에너지수요
수송부문원별 에너지수요
가정부문원별 에너지수요
상업부문원별 에너지수요
최종에너지수요 전환부문
총에너지수요
공공․기타원별 에너지수요 부문별 최종에너지수요전망
[그림 Ⅱ-2] KEEI 모형의 구조
자료: 에너지경제연구원․산업자원부(2005)
온실가스 배출전망은 기본적으로 각 부문별로 이루어지며, 경제성장 및 산업구조, 인구 등의 기본전제는 각 부문에서 공통으로 적용된다. 부 문별 전망은 각 부문별 특성에 따라 세부부문별, 용도별로 에너지 소비 부문을 세분화하여 이루어진다.
국내 온실가스 배출량 장기전망을 위해 그동안 사용되던 KEEI 모형은 나름대로의 이론적 근거 하에 에너지 수요 및 온실가스 배출량 전망에 활용되어 왔으나, 관련 분석의 신축성 및 적시성 그리고 분석결과의 투 명성에 있어서 한계점을 내재하고 있는 것이 사실이다. 관련 분석의 신 축성 측면에 있어서, KEEI 모형은 각 세부부문별 분석체계가 독립적으
로 운영됨에 따라, 부문별로 발생할 수 있는 에너지수요 및 온실가스 배 출량 변화의 요인의 부문간(inter-sectoral) 효과가 제대로 반영되지 못하 는 경우가 발생할 수 있다. 또한 본 모형을 활용한 온실가스 감축 정책 효과 분석을 실시함에 있어서 미시적으로 시행되는 각종 정책들의 분석 범위에 한계가 있을 수 있으며, 정책의 직접적 대상이 되는 부문에서 발 생하는 직접적 효과뿐만 아니라 타 부문에도 발생할 수 있는 간접적 효 과까지도 반영한 결과를 도출하는데 한계점을 지니고 있다.
한편, 모형의 사용자가 전체 국가에너지시스템에 대한 검토를 통하여, 각종 에너지 수요관리 및 온실가스 감축 정책 및 조치의 효과를 적시에 도출할 수 있는 분석 시스템이 필요하다. 그러나 현재의 분산된 모형 운 영체제 하에서는 적시의 연구결과 도출에 상당한 경직성이 존재하고 있 다. 또한 현재의 모형 운영체제 하에서는 각 부문별 에너지소비 및 온실 가스 배출전망에 사용된 각종 기초자료 및 분석 방법론에 대한 검증과 모니터링이 현실적으로 불가능하다. 따라서 모형을 활용한 배출전망 및 정책효과 분석 결과의 투명성이 높지 않은 것이 사실이다.
따라서 하향식모형의 장점을 최대화시킴으로써, 모형분석의 신축성, 적시성 그리고 분석결과의 투명성을 높일 수 있는 새로운 모형의 필요 성이 제기되고 있다.
나. 에너지부문 장기 온실가스 배출전망 모형 구축
본 연구에서는 위에서 지적된 기존의 에너지수요 및 온실가스 배출 전망모형인 KEEI모형의 단점을 보완하고, 보다 신축적 분석체계와 투명 한 분석결과 도출이 가능한 LEAP모형을 구축하였다. 본 연구를 통하여 구축된 LEAP모형은 에너지수요 장기전망, 통합 자원 공급계획 수립, 온
실가스 감축정책 효과분석, 에너지발란스 구축 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. LEAP모형은 특히 에너지정책이나 기술변화를 분석하기 위해 개발된 시뮬레이션기법의 에너지경제모형으로서, 시뮬레이션기법에 기반 을 둔 LEAP모형의 가장 큰 장점은 모형의 구조를 신축적으로 조정할 수 있으며 각 부문별로 상이한 방법론을 추가적으로 결합시킬 수 있다 는 점이다. 예를 들어, LEAP모형은 전환부문에서 전환설비의 가동을 결 정할 때 고정된 파라미터 이외에 system load curve, merit order 그리 고 자본 및 가동비용 등 다양한 방법론을 이용할 수 있으며, 기술의 확 산과정을 묘사하는 경우에도 growth, logistic, exponential function 등 다양한 계량경제학적 기법을 활용할 수도 있다.