2050 탄소중립 전략 이행을 위한 수송분야 정책 방향 연구

2050 탄소중립 전략 이행을 위한 수송분야 정책 방향 연구

A Study on Policy Directions of the Transportation Sector for 2050 Net Zero Strategy

임형우 · 김용건 · 최형식 · 신동원 · 양유경 · 최영웅

연구보고서 2022-03

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연구책임자 김용건(한국환경연구원 선임연구위원) 참여연구원 임형우(한국환경연구원 부연구위원)

최형식(한국환경연구원 부연구위원) 신동원(한국환경연구원 연구위원) 양유경(한국환경연구원 연구원) 최영웅(한국환경연구원 책임연구원)

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김정환(환경부 기후전략과 과장) 박상준(한국교통연구원 연구위원) 심창섭(한국환경연구원 선임연구위원)

안영환(숙명여자대학교 기후환경에너지학과 교수) 이상엽(한국환경연구원 선임연구위원)

한진석(한국환경연구원 연구위원)

ⓒ 2022한국환경연구원 발행인 이 창 훈

발행처 한국환경연구원

(30147) 세종특별자치시 시청대로 370 세종국책연구단지 과학·인프라동

전화 044-415-7777 팩스 044-415-7799 http://www.kei.re.kr

인 쇄 2022년 10월 26일 발 행 2022년 10월 31일

등 록 제 2015-000009호 (1998년 1월 30일) ISBN 979-11-5980-613-1 93530 인쇄처 (주)범신사 02-720-9786

이 보고서를 인용 및 활용 시 아래와 같이 출처를 표시해주십시오.

임형우, 김용건 외(2022), ｢2050 탄소중립 전략 이행을 위한 수송분야 정책 방향 연구｣, 한국환경연구원.

값 7,000원

서 언

2015년 파리협정의 채택 이후 우리나라 정부는 온실가스 감축 및 2050 탄소중립을 위해 다양한 전략을 수립하였습니다. ‘2050 장기저탄소발전전략(LEDS)’, ‘2050 탄소중립 추진 전략’, ‘2050 탄소중립 시나리오’ 등 대표적인 정책들에서 공통적으로 수송부문의 온실가스 감축이 강조되고 있습니다. 수송부문은 국가 온실가스 배출량의 14%, 미세먼지 배출량의 29%를 차지하며, 탄소중립을 위한 감축률은 91~97%(탄소중립 시나리오 기준)로 발전, 산업 등에 비해 감축률이 상대적으로 더 높은 부문입니다.

수송부문의 탄소중립을 위해 다양한 정책수단이 검토되고 있으나, 이에 따른 경제적, 환 경적 영향에 대한 분석은 아직 충분하지 않은 상황입니다. 본 연구에서는 CGE-수송부문 상하향 통합모형을 구축하고, 이를 바탕으로 친환경차 전환, 수요관리, 교통세 개편 등 최근 논의되고 있는 다양한 수송부문 온실가스 감축 정책의 파급효과를 분석하였습니다. 본 연구의 결과를 통해 수송부문 저탄소 정책의 경제적, 환경적 파급효과를 이해하고, 향후 정책 결정에 본 연구의 결과가 중요한 기반이 될 것으로 기대합니다.

끝으로 본 연구를 수행한 한국환경연구원 기후대기연구본부의 김용건 박사, 탄소중립연 구실의 임형우 박사, 최형식 박사, 신동원 박사, 양유경 연구원, 최영웅 연구원께 감사를 표합니다. 바쁘신 와중에도 자문을 통해 연구에 도움을 주신 환경부 김정환 과장, 한국교통 연구원 박상준 연구위원, 숙명여자대학교 안영환 교수께 깊은 감사를 드립니다. 또한 우리 원의 심창섭 박사, 이상엽 박사, 한진석 박사의 자문에도 감사를 표합니다.

2022년 10월 한국환경연구원 원 장

이 창 훈

요 약 ∣ i

요 약

Ⅰ. 서 론

1. 연구의 필요성 및 목적

❏ 수송부문은 기후 및 대기정책 수립에 핵심적인 역할을 담당

ㅇ 수송부문은 온실가스 배출 및 대기오염 측면에서 기여도 및 감축 잠재량이 높아 탄소 중립을 위해 중요

- 수송부문은 온실가스 배출량의 15%, 미세먼지 배출량의 29%를 차지

ㅇ 2030 NDC 상향안 및 2050 탄소중립 이행을 위해 과학적 분석 및 평가에 기반한 수송부문 정책 수립이 중요

❏ 본 연구의 목적은 2050 탄소중립 전략의 영향 분석 및 수송부문 정책 추진 방향 제시 ㅇ 일반균형모형을 이용하여 2050 탄소중립 전략이 경제·에너지·환경에 미치는 효과를

정량적으로 분석

ㅇ 분석 결과를 통해 기후·대기·에너지 분야별 추진 과제와 상호 연계 체제 등 탄소중립 전환에 따른 수송부문 정책 추진 방향을 제시

2. 연구의 범위

❏ 상향식 수송부문 모형과 하향식 일반균형모형을 연계한 통합모형을 구축하여 수송부문 탄소중립 정책의 영향 분석

ㅇ 가계부문 승용차에 집중하여 자동차 스톡 모형 구축

ㅇ 탄소중립을 위한 수송부문 주요 정책에 따른 경제·에너지·환경 파급효과 분석

❏ 탄소중립 이행을 위해 주요 수송부문 정책 수단의 파급효과 검토

ㅇ 연료 연소 과정에서 발생하는 이산화탄소 직접배출에 대한 탄소가격 부과 시나리오 ㅇ 내연차 판매금지, 전기차 구매보조금 확대 등 친환경차로의 전환 유도 시나리오 ㅇ 자가용 통행량 감소 및 대중교통 활성화 등 수요 관리 시나리오

ㅇ 주행세 형태로의 교통세 개편 시나리오

Ⅱ. 국내외 선행연구 및 국내 주요 정책 현황

1. 국내외 주요 선행연구

❏ 수송부문 특화 모형 개발 관련 선행연구 ㅇ MIT(2019)

- 파리협정 이행을 위한 수송부문 미래 환경경제 영향 분석

- MIT의 EPPA(Emissions Prediction and Policy Analysis) 모형을 이용하여 파리 협정 시나리오 및 2℃ 시나리오가 수송부문 및 거시경제에 미치는 영향 검토 ㅇ Karplus et al.(2013)

- MIT EPPA5 모형에 적용된 방법론으로, 차량스톡, 연료사용, 온실가스 배출의 물리 적 회계를 일치시키는 승객 운송 수요 전망 방식 제안

- 효율 강화 및 대체연료 차량기술 발전에 따른 휘발유 사용 감소 효과를 모형 내 반영

ㅇ Waisman et al.(2013)

- 교통수단 다변화 및 이동 수요의 행태적 특성을 반영하여 IMACLIM-R 모형 개선 - 교통부문 저탄소 정책 시나리오를 통한 운송수단의 변화 및 거시경제 파급효과

분석

ㅇ 권오상 외(2018)

- 자가용 부문의 에너지 사용 전망과 정책효과 분석을 위한 차종 선택 모형 개발

요 약 ∣ iii

- 캘리브레이션 중첩로짓모형에 기반한 차종 선택 모형을 통해 차령 분포함수, 차량 등록대수 및 연간주행거리 함수 추정

❏ 탄소중립에 따른 수송부문 영향 분석 관련 선행연구 ㅇ 강광규 외(2014)

- 중첩로짓모형으로 저탄소차 협력금 도입에 따른 정책효과 분석

- 저탄소차 협력금 제도 시행에 따른 CO2 감축량 및 이에 따른 사회적 편익 추산 ㅇ 채여라 외(2018)

- 기후·대기·에너지 부문의 정책효과를 극대화하기 위한 공편익 분석

- 수송부문 주요 정책에 따른 대기오염물질 및 온실가스 감축량 및 환경개선편익 제시

ㅇ 박상준 외(2021)

- 탄소중립 교통체계 구축을 위한 도로부문 자동차 조세 및 보조금 개편 방안 검토 - 친환경차 중심의 교통체계 운영을 위한 유류세 개편안 제시

2. 수송부문 탄소중립 관련 주요 계획

주요 계획 주요 전략 세부 목표 및 내용

2030 NDC

수요관리 - 대중교통 편의 제고 등 자동차 주행거리 감축(2030년까지

’18년 대비 4.5% 감축) 친환경차 보급 - 친환경차 450만 대 보급

행태 개선 - 친환경운전 활성화 등 에너지 절감

2050 탄소중립 시나리오

수요관리 강화 - 대중교통, 개인 모빌리티 등을 통해 승용차 통행량 15%

감축 도로부문 전기 및

수소화

- 도로부문 전면 전기 및 수소화(A안) 또는 일부 잔존 내연 기관차에 대체연료 활용(B안)

2050 국토교통 탄소중립 로드맵

전기, 수소차 보급 가속화

- 전기, 수소차 누적 450만 대(’30년) 보급

- 구매 인센티브 지급(내연차와의 구매가격 차액 지원) 대중교통 활성화 - 대중교통 활성화를 통한 자가용 수요 관리

<표 1> 수송부문 온실가스 감축 관련 주요 계획 및 전략

<표 1>의 계속

주요 계획 주요 전략 세부 목표 및 내용

제4차 친환경차 기본계획 (2021-2025)

친환경차 확산 가속화 - 친환경차 확산 통해 2030년까지 자동차 온실가스 24% 감축 - 친환경차 누적보급 283만 대(’25년), 785만 대(’30년)

제2차 국가교통 물류발전 기본계획

(2021-2030)

친환경차로의 대전환 - 전기, 수소차 누적 450만 대(’30년) 보급 자동차 온실가스 연비

제도 확대 적용

- 승용 및 승합차 온실가스 및 연비 기준 강화 - 온실가스: 97k/km(’20년) → 70g/km(’30년) - 연비: 24.3km/l(’20년) → 33.1km/l(’30년) 에너지 절감형

대중교통 체계 강화

- 교통수요관리 통해 자가용 주행거리 4.5% 감축 및 대중교 통 이용 활성화

미세먼지 관리 종합계획 (2020-2024)

노후 경유차 퇴출

가속화 - 노후 경유차 조기폐차 및 전환사업 확대

신규 경유차 수요 억제 - 수송용 에너지 상대가격 조정(교통세 배분 비율 조정 등) 저공해차 보급 확대 - 2024년까지 전기차 85만 대, 수소차 15만 대 대중교통 편의 증진 및

교통수요 관리 - 대중교통 선진화 및 편의성 증진 자료: 저자 작성.

Ⅲ. 분석 모형 및 DB 구축

1. 수송부문 입력 자료

❏ 차종별 특성 데이터

ㅇ 본 연구는 데이터 수집이 가능한 승용자가용 중 민간 소비에 쓰이는 차량을 대상으로 모형 구축

- 산업연관표의 연료비용 자료를 기반으로 비사업용 민간승용차 비중 추산 - 승용자가용(민간) 부문만 산업연관표 자료와 연계하여 CGE 모형에서 분석 - 자동차 등록대수 또한 총승용자가용에서 사업용과 자가용(업무)을 제외한 자가용(민

간) 차량 대수만 고려

ㅇ 총 및 차령별 등록대수는 KAMA의 자동차등록통계월보 자료 활용

요 약 ∣ v

ㅇ 주행거리, 연비 등의 자료는 통계청 및 국토교통부 자료를 통해 도출 ㅇ 세금, 보조금 등에 대해 실제 세수 자료를 바탕으로 세율 산정

❏ 친환경차-내연기관차 대체탄력성

ㅇ 친환경차 시장 보급 기간이 짧아 계량경제학적 기술을 통한 대체탄력성 추정은 한계 가 존재

ㅇ 본 연구는 2017~2020년 42개월 월별 판매 및 평균 가격을 바탕으로, Guo et al.(2021)의 방법론을 적용하여 대체탄력성 추정

_{  }  

 변화 _

_

 변화 _

_

식(1)

2. 수송부문 차종별 차령 스톡 모형

❏ 차령별 스톡 모형

ㅇ 차종을 휘발유, 경유, 전기차로 구분하여 다음과 같은 동태방정식을 통해 모형화 실시

Vstock(k,t,v) = [SR(k,v)/SR(k,v-1)] × Vstock(k,t-1,v-1) [여기서 Vstock(k,t,v): t 연도의 k 유형 v 차령 자동차 대수, SR(k,v): k 유형 자동차가 차령 v까지 생존하는 확률(차령생존율)]

식(2)

ㅇ 수송서비스(VKT: Vehicle Kilometer Traveled)는 차령별 차량 대수와 다음과 같은 관계식 구성

VKTv(k,t,v) = AK(k,t,v) × Vstock(k,t,v) [여기서 VKTv(k,t,v): t 연도의 k 유형 중 v 차령 차량의 총주행거리,

AK(k,t,v): t 연도 k 유형 중 v 차령 자동차의 평균 주행거리]

식(3)

ㅇ 앞의 두 수식을 바탕으로 t 연도에 공급되는 k 유형 자동차의 총주행거리는 다음과 같이 구성

- 차종별, 차령별 주행거리 크기를 계산하면 연도별 중고차 스톡 변화와 중고차를 통한 수송서비스의 양 추적 가능

VKT(k,t) = sum[v, VKTv(k,t,v)] 식(4)

❏ 생존함수 추정

ㅇ 로지스틱 함수 방식으로 국차 차량 연료별 생존함수를 도출

 _{   }   _{ } 

   exp   _{   }



[여기서 Z: m년에 등록된 i차량이 t시점에 스크랩화되었는지(1), 아직 잔존하고 있는지(0) 여부, AG: 차량 i의 t시점 차령]

식(5)

ㅇ 일반화하여 다음과 같은 회귀식 구성

_{ }   exp   _{ }

  _{ }

(여기서 VSR: m시점에 처음 판매된 자동차의 t시점 잔존율, AG: m시점에 처음 판매된 자동차의 t시점 차령)

식(6)

ㅇ 2017~2019년 차량 등록대수를 바탕으로 전체 비영업용 승용차, 휘발유, 경유, 전기 차에 대한 생존함수 추정

요 약 ∣ vii

자료: 저자 작성.

<그림 1> 연료원별 생존함수 추정 결과 비교

3. 국내 CGE 모형

❏ 모형 설계

ㅇ 본 연구에서는 탄소중립 시나리오에서 수송부문 역할에 대한 분석을 위해 CGE 모형과 차량 스톡 모형을 연계하는 통합모형을 구축

- CGE 모형과 같이 경제 시스템 전체를 단순화한 모형인 하향식(Top-Down) 모형과 특정 부문 혹은 업종에 대한 상세화된 기술 선택 모형인 상향식(Bottom-Up) 모형을 통합한 모형

ㅇ 하향식 CGE 모형을 활용해 다양한 경제부문의 상호작용을 분석함으로써 장단기 경제·환경변화 및 정책의 파급효과에 대한 분석이 가능

σ^l σ^v

σ^m

σ^w

σ ^p= 0 산출

부가가치-에너지 복합재 중간재 복합재

중간재 수요

수입 국내 공급

demand노동

수출 지역별

자본-에너지 복합재

자본-토지 복합재 에너지 복합재

자본 토지 자원 전력 화석연료

신재생 이외 신재생

σⁿ= 0

석탄/석유/가스 σ^e σ^k

σ^r

σ^f

자료: 저자 작성.

<그림 2> CGE 모형의 생산기술 구조: Nested CES

ㅇ 상향식 수송부문 모형에서는 Karplus et al.(2013)의 방법론을 참고하여 자가용 서비스 부문을 새롭게 도입하고 신차/중고차 및 차령별 자동차 스톡 동태방정식을 도출

- 자동차 생존함수를 도출하여 차령에 따른 연료원별 자동차 스톡 모형을 도출 - 중고 자가용 서비스에 대한 업종특화 생산요소(sector-specific factor)를 구성하여

중고 자가용 서비스의 행태를 설명

ㅇ 상하향 통합모형에서 가계부문의 소비를 수송서비스(TRN)와 기타 비수송 재화 및 서비스 소비(OCH)로 구분하며, 수송서비스는 대중교통(PUB)과 자가용(CAR)으로 구성. 자가용은 신차(NCAR)와 중고차(OCAR)로 구성되며 각각은 연료원에 따라 휘발유차(CARG, CARG2), 경유차(CARD, CARD2), 전기차(CARE, CARE2)로 구분 - 신차의 경우 차량 자체와 각 차종의 연료의 복합재 형태로 구성

- 중고차의 경우 해당 차종의 연료 및 차종별 업종특화요소를 바탕으로 복합재 형태로 구성

요 약 ∣ ix

OCH(r)

PUB(r)

CARG(r) CARD(r) CARE(r)

CARG2(r) CARD2(r) CARE2(r)

CAR(r) NCAR(r)

OCAR(r)

TRN(r)

CH(r) agg. HH

cons σ=1

σ=1

σ=10 σ=10

σ=inf σ=1

σ=1 σ=1

σ=0

σ=0 σ=0

σ=1 기타소비

철도운송 도로여객 도로화물

휘발유 차량 휘발유

휘발유 특화요소

σ=0

…

…

자료: 저자 작성.

<그림 3> 소비 구조

❏ 입력 자료 구성

ㅇ 산업연관표로서 가용한 최근 연도인 2019년의 연장표(한국은행 발표)를 활용하였으며, 산업연관표의 381개 상품분류를 25개로 단순화(aggregation)

- 차종별 차량 스톡 모형과의 연계 분석을 위해 내연차와 전기차의 투입구조가 분리된 신동원(2022)의 신규 수송 I/O를 사용

ㅇ 에너지통계연보의 에너지 밸런스 통계와 IPCC 배출계수를 활용하여 에너지 사용에 따른 이산화탄소 배출량을 업종별 및 투입 에너지 유형별로 추정

ㅇ 수송부문 대기오염물질 배출량 산정을 위해서는 CAPSS 자료를 활용하여 차종별, 차령별 배출계수를 도출하여 적용

Ⅳ. 시나리오 구성 및 결과 분석

1. 시나리오 구성

ㅇ 수송부문의 탄소중립을 위해 제안된 국가정책을 토대로 본 연구는 친환경차 전환(내 연차 판매금지, 구매보조금 확대), 수요관리 및 교통세 개편을 주요 전략으로 선정

시나리오 세부 시나리오 주요 내용

BAU 정책 미시행 기초 시나리오

탄소가격 시나리오

2050년 온실가스 감축목표를 위 한 내생적 탄소가격 시나리오 (CPrice)

2050년까지 2019년 대비 에너지 부문 70% 온실가스 감축

탄소가격 + 친환경차 전환 시나리오

내연차 판매금지(NoICE) 2035년 이후 내연차 판매금지 정 책 시행

전기차 구매 보조금 지급 연장 (EVsub)

전기차 구매보조금을 2035년까지 연장 지급

탄소가격 + 수요관리 시나리오 교통수요 관리(DCtrl)

자가용 수요가 2030년까지 4.5%, 2050년까지 15% 감소하며, 대중 교통 수요 증대

탄소가격 + 교통세 개편 시나리오

현재 교통세에 추가적으로 주행 세 부과(TaxR)

현재 내연기관차에만 부과하는 교 통세를 개편하여 연료종가에 비례 하여 모든 차종에 부과되는 주행세 를 추가적으로 구성(2019년 수준 의 교통세 세수 확보)

<표 2> 시나리오 구성

자료: 저자 작성.

2. 분석 결과

❏ 경제부문 영향

ㅇ 2050 온실가스 감축경로를 전제로 하는 다른 시나리오들은 BAU 시나리오에 비해 경제성장률이 소폭 낮음

요 약 ∣ xi

ㅇ 탄소가격의 경우 2050년경 175~188달러 수준에서 결정

- 2040년까지는 매년 2~3달러 수준으로 가격 상승세가 낮음. 반면 2040년 이후부터는 매년 10~20달러 수준으로 가격 상승세가 급증

- 즉, 2020년 온실가스 배출량 기준 45% 감축 수준까지는 탄소가격 상승세가 완만 ㅇ 수송부문 탄소중립을 위한 정책수단에 따라 업종별 산출 측면의 영향 상이

- 친환경차 전환 시나리오도 그 방식에 따라 산업에 미치는 영향이 상이. EV 지원금 정책은 내연차 및 전기차 생산 확대를 야기하는 반면 내연차 금지는 내연차 생산 위축 대신 전기차 생산 확대

ㅇ 수요관리 시나리오는 내연차 및 전기차 제조업 둔화 대신 대중교통 확대 ㅇ 교통세 개편 시 운송서비스 전반의 세율이 인상되어 비운송서비스에 대한 수요 증가

업종 친환경차 전환 수요관리 교통세 개편

EVsub NoICE Dctrl TaxR

운송장비 제조업

내연차

(휘발유, 경유차) 0.17 -5.34 -2.63 -0.73

전기차 0.33 1.33 -0.80 -0.28

농업 -0.01 -0.20 -0.09 0.15

음식료품업 0.00 -0.08 -0.14 0.16

석유정제품 제조업 0.11 -1.43 0.04 -0.91

화학제품 제조업 -0.08 0.03 -0.09 -0.05

비금속 및 1차금속제조업 0.00 0.08 -0.20 -0.09

기타 운송장비 -0.05 -0.01 -0.16 -0.06

전력 발전업

화석연료 -0.06 0.45 -0.34 -0.34

신재생 -0.12 2.40 -1.20 -3.25

건설업 0.01 0.12 -0.25 -0.06

육상운송업 0.01 0.03 5.47 0.10

기타 서비스업 0.01 -0.03 -0.15 0.07

<표 3> 업종별 산출 영향

(단위: %)

주: CPrice 대비 시나리오별 % 차이.

자료: 저자 작성.

❏ 재정부문 영향

ㅇ 탄소중립 경로에 따라 탄소가격 상승으로 인해 수송부문에서 친환경차로의 전환이 가속화될 것이며, 이에 따라 현재 화석연료에 부과하고 있는 유류세는 급감 - CPrice 시나리오상 2050년경 2019년 유류세의 58% 수준으로 세수가 축소 - 2050년경의 유류세 필요분(2019년 GDP 대비 유류세 비중을 2050년까지 유지하

는 경우의 유류세 필요분)에 비해 63~88%가량이 부족

- 추가로 확보하는 탄소세를 고려하더라도 2050년의 유류세 필요분에 비해 약 6천억 가량이 부족

ㅇ 2019년의 유류세 비중을 충족시키기 위해 주행세 부과 시, 2050년경 주행세율은 연료종가의 44% 수준으로 급증

❏ 수송부문 영향

ㅇ 기준 시나리오(CPrice) 기준 내연차가 전기차로 대체되는 현상이 나타났으며, 2050년 에는 신차의 84%, 자가용 차량 등록대수의 72%가 전기차로 대체될 것으로 전망 - 다만 이는 탄소중립 시나리오의 목표치(A안 97%, B안 85%)에는 미치지 못하는 수준

자료: 저자 작성.

<그림 4> 내연기관차(좌) 및 전기차(우) 신규 구매대수(단위: 백만 대)

ㅇ 내연차 판매금지 시나리오(NoICE)의 경우 2050년 자가용 차량 등록대수의 91%가 전기차로 대체

요 약 ∣ xiii

탄소가격 시나리오(CPrice) 내연차 판매금지 시나리오(NoICE)

주: 1) 파란색은 휘발유차, 빨간색은 경유차, 녹색은 전기차의 비중을 의미.

2) 파이그래프의 안쪽부터 2019년, 2030년, 2040년, 2050년을 의미.

자료: 저자 작성.

<그림 5> 시나리오별 등록대수 차종 비중(단위: %)

ㅇ 내연차 금지에 따른 효과는 금지 시점에 따라 가변적. 판매금지 시점이 2050년으로 늦춰지는 경우, 등록대수 중 전기차의 비중은 77%로 하락

내연차 판매금지 시점 2045년(NoICE_45) 내연차 판매금지 시점 2050년(NoICE_50)

주: 1) 파란색은 휘발유차, 빨간색은 경유차, 녹색은 전기차의 비중을 의미.

2) 파이그래프는 2050년을 의미.

자료: 저자 작성.

<그림 6> 내연차 판매금지 시점 변경에 따른 등록대수 차종 비중(단위: %)

❏ 환경부문 영향

ㅇ BAU 및 시나리오들에서 공통적으로 대기오염물질이 감소하는 효과 존재 ㅇ 수요관리 시나리오(Dctrl) 및 내연차 판매금지 시나리오(NoICE)에서 각각 20%, 67%

의 추가적인 대기오염물질 배출 감소 효과 존재

주: BAU 대비 시나리오별 % 차이.

자료: 저자 작성.

<그림 7> 시나리오별 대기오염물질 배출 감소율(단위: %)

ㅇ 오염물질별로 구분 시 NOx 배출량의 감소율이 가장 높음

ㅇ 2050년까지 BAU 대비 250억(EVsub)~4,200억(NoICE) 수준의 대기오염물질 피해 감소 효과 존재

❏ 민감도 분석

ㅇ 차량 구매 시의 차종 간 대체탄력성 값은 차종 선택 결과 및 이에 따른 환경 영향에 주요한 영향을 미침

- 대체탄력성이 낮은 경우, 2050년경 전기차의 비중은 22% 수준으로 충분히 확대되지 못함

- 반면 대체탄력성이 높은 경우, 전기차의 비중은 2040년경 82%에 도달

요 약 ∣ xv

ㅇ 대체탄력성은 내연차 판매금지 시점의 효과에도 주요한 영향을 미침

- 대체탄력성이 낮은 경우에도 2040년 내연차 판매금지 제도를 병행하는 경우 전기차 의 비중은 2050년경 81% 수준으로 확대. 다만 내연차 판매금지 시점이 늦춰지는 경우(2045년) 전기차의 비중은 2050년에도 61% 수준에 그침

- 대체탄력성이 높은 경우 내연차 판매금지 시점 및 판매금지 시행 여부와 무관하게 친환경차 전환 정도에 미치는 영향은 크지 않음. 내연차 판매금지 정책 시행 여부와 관련 없이 2050년경에는 99%의 차량이 전기차로 전환

Ⅴ. 정책적 시사점

❏ 탄소중립 목표 수준의 친환경차 전환을 위해서는 전반적인 온실가스 감축 정책과 함께 수송부문에 특화된 강력한 정책 수단을 고려할 필요가 있음

ㅇ 탄소중립 경로로 고려한 탄소가격 시나리오(CPrice)의 경우 전기차로의 전환이 활성화 되는 효과가 있으나 탄소중립 시나리오의 목표 수준에 도달하지 못함

ㅇ 내연차 판매금지 시나리오(NoICE)의 경우 친환경차 전환을 야기하는 효과가 상당 - 단, 차량의 평균 수명 및 차령별 생존율을 고려할 때 친환경차 전환을 완료하기

위해서는 내연차 판매금지 제도를 시행한 이후 10년 이상의 기간이 필요

❏ 친환경차 전환은 차종 간의 대체탄력성에 민감하며, 내연차-전기차의 대체관계를 높 이는 정책이 친환경차로의 전환을 유도하는 데 상당히 효과적일 수 있음

ㅇ 대체탄력성의 차이에 따라 일부 시나리오에서는 내연차 판매금지를 전제하지 않고도 탄소중립 시나리오상의 목표에 도달할 수 있는 반면(CPSen2), 판매금지를 전제하더 라도 목표 도달이 어려운 경우(CPSen1)도 존재

ㅇ 정책적으로 전기차에 대한 충전설비의 확충, 친환경차 운용에 대한 인센티브 등 대체 탄력성을 높이기 위한 정책을 시행해야 함

❏ 수송부문의 탄소중립 과정에서 교통세 세수 부족 문제가 심화될 전망이며, 새로운 형태로의 교통세 개편이 반드시 필요

ㅇ 친환경차로 전환됨에 따라 현재 유류세 형태로 부과되고 있는 교통세수가 급감하여 탄소세 등으로 충당하기 어려운 수준에 도달할 것으로 전망됨

ㅇ 수송부문의 재정적 안정화를 위해 전기차를 포함하는 교통세 체계로 개편할 필요가 있음

- 본 연구에서 추가적으로 고려한 주행세는 가장 단순화된 형태이나 친환경차 보급을 저해하지 않고 경제적 악영향을 최소화하며 세수를 확보할 수 있는 유용한 수단임

❏ 자가용 통행량에 대한 외생적 수요관리 정책은 수송부문 온실가스 감축에 효과적인 수단이나, 경제적 파급효과가 클 수 있음

ㅇ 승용차 제조업은 타 산업과의 전후방연계효과가 큼. 수요관리를 외생적·강제적으로 하면 자동차 제조업뿐 아니라 정유업, 비금속, 1차금속 제조업, 서비스업 등 경제 내 다양한 산업에 영향을 미쳐 경제 전반에 큰 영향을 미칠 수 있음

ㅇ 대중교통에 대한 선호도를 개선하는 방식을 통해 자발적, 상향식으로 이루어지는 것이 중요

❏ 수송부문의 대기오염물질 배출량은 감소하는 추세이나, 수요관리 및 친환경차 전환 정책으로 배출량을 보다 조기에 감축해 대기오염 피해액을 줄일 수 있음

ㅇ 탄소중립을 위해 고려된 일부 정책 시나리오들은 감축 정도 및 시점을 앞당겨 대기오염 피해액 감소에 추가로 기여할 가능성이 큼

❏ 온실가스 감축을 위한 탄소가격은 감축량이 높아질수록 지수적으로 커지기에, 한계감 축비용을 낮추기 위한 선제적인 기술개발 및 투자가 중요

ㅇ 2020년 온실가스 배출량 기준 45% 감축까지는 탄소가격의 상승세가 매년 2~3달러/tCO2

수준으로 낮았으나, 45%를 초과한 시점부터는 매년 10~20달러/tCO2 수준으로 급증 ㅇ 중장기적인 온실가스 감축을 위해 한계비용을 낮출 수 있는 기술에 대한 투자 및 지원이

중요

주제어: 탄소중립, 국내 수송부문, 상하향 통합모형, 탄소가격, 친환경차 전환, 수요관리, 교통세 개편

｜차례 ｜

요 약 ···ⅰ

제1장 서 론 ···1

1. 연구의 필요성 및 목적 ···1

2. 연구의 범위 ···2

제2장 선행연구 현황 ···4

1. 선행연구 ···4

2. 선행연구와의 차별성 ···13

제3장 수송부문 탄소중립 관련 계획 현황 ···14

1. 2030 NDC 상향안 ···14

2. 2050 탄소중립 시나리오 ···17

3. 제4차 친환경자동차 기본계획(2021-2025) ···18

4. 제2차 국가교통물류발전 기본계획(2021-2030) ···20

5. 국토교통 탄소중립 로드맵 ···21

6. 미세먼지 관리 종합계획(2020-2024) ···23

제4장 분석 모형 및 DB 구축 ···25

1. 수송부문 입력 자료 ···25

2. 수송부문 차종별 차령 스톡 모형 ···41

3. 국내 CGE 모형 ···46

2. 분석 결과 ···69

제6장 결론 및 정책적 시사점 ···90 1. 주요 내용 및 결론 ···90 2. 정책적 시사점 ···92 3. 연구의 한계점 ···94

참고문헌 ···97

부 록 ···101

Ⅰ. 승용차 연비 ···103

Executive Summary ···105

｜표차례 ｜

<표 3-1> 수송부문 온실가스 감축목표 ···21

<표 4-1> 연료별 승용차량 용도별 대수 및 비사업용 비중 ···27

<표 4-2> 연료 및 차령별 승용차량 등록대수 ···27

<표 4-3> 승용자가용 기준 주행거리 ···28

<표 4-4> 승용차 연료 경제 및 등록 현황 ···29

<표 4-5> 승용차 유종별(휘발유, 경유, 전기, 수소전기) 연비 ···29

<표 4-6> 승용자동차(비사업용) 연간 총연료비용 추정(2019년 기준) ···30

<표 4-7> 산업연관표 휘발유, 경유 중간재 투입 연료비용 중 승용차 연료비용 추정 ···32

<표 4-8> 연료비용에 따른 승용자가용(민간) 차량 대수 ···33

<표 4-9> 산업연관표의 승용차 민간소비지출 및 민간고정자본 형성 금액 및 비율 ···33

<표 4-10> 연료별 차량 평균가격 ···34

<표 4-11> 자동차 관련 세금 ···36

<표 4-12> 수송부문 세수 규모 ···38

<표 4-13> 전기차 및 수소차 지자체 보조금 ···39

<표 4-14> 대체탄력성 추정 결과 ···41

<표 4-15> 생존함수 추정 결과 ···44

<표 4-16> CGE 모형의 대체탄력성 가정 ···50

<표 4-17> 모형 내 반영 업종 ···51

<표 4-18> 업종별 주요 경제활동 통계(2019년) ···55

<표 4-19> 수송부문 세부산업 투입구조 ···58

<표 4-20> 차종별·차령별 대기오염물질 배출계수(2019년 기준) ···59

<표 5-1> 수송부문 온실가스 감축 관련 주요 계획 및 전략 ···62

<표 5-2> 시나리오 구성 ···64

<표 5-3> 주요 연구 시나리오에서 나타난 탄소중립 달성을 위한 배출량 감축률 ···65

<표 5-6> 업종별 산출 영향 ···73

<표 5-7> 유류세 부족분 ···75

<표 5-8> 대기오염물질 누적 피해 감소액 ···86

｜ 그림차례｜

<그림 2-1> 기후피해가 없을 경우 시나리오별 GDP 영향 ···4

<그림 2-2> 2050년 기후 시나리오 주요 분석 결과 ···5

<그림 2-3> 모형 구조 ···6

<그림 2-4> 시나리오별 교통수단 비중(%) ···7

<그림 2-5> 모형 기본 구조 ···8

<그림 2-6> 주요 변수 전망치 ···8

<그림 2-7> 국내 하이브리드차 보급 전망 ···9

<그림 2-8> 시나리오별 지구온난화 방지의 사회적 편익 ···9

<그림 2-9> 대기오염물질 및 온실가스 감축에 따른 환경개선편익 ···10

<그림 2-10> 교통세 및 보조금 개편 대안 마련을 위한 분석 절차 ···11

<그림 2-11> 박상준 외(2021) 시나리오 분석 결과 종합 ···12

<그림 3-1> NDC 상향안 모식도(직접배출량 기준) ···16

<그림 3-2> 2018년 대비 2050년 온실가스 배출량 총괄표 ···17

<그림 3-3> 󰡔미세먼지 관리 종합계획󰡕 비전 및 중점 과제 ···23

<그림 4-1> 승용차 분류 및 본 연구의 분석 범위 ···26

<그림 4-2> 산업연관표 휘발유, 경유 중간재 투입 연료비용 중 승용차 연료비용 추정 ···31

<그림 4-3> 차종별 유지보수비용 ···34

<그림 4-4> 연료원별 생존함수 추정 결과 ···45

<그림 4-5> 연료원별 생존함수 추정 결과 비교 ···46

<그림 4-6> 연산가능일반균형(CGE) 모형 ···48

<그림 4-7> CGE 모형의 생산기술 구조: Nested CES ···49

<그림 4-8> 생산함수 구조 ···52

<그림 4-9> 소비 구조 ···53

<그림 4-10> PM2.5로 인한 조기사망의 오염물질·오염원별 단위 피해비용 산정 결과 ···60

<그림 5-3> 시나리오별 실질 GDP 비교(%) ···72

<그림 5-4> 유류세 세수 전망 ···74

<그림 5-5> 2019년 GDP 대비 유류세 비중 유지를 위한 주행세율(%) ···76

<그림 5-6> 내연기관차(상) 및 전기차(하) 신규 구매대수 ···77

<그림 5-7> 신차 구매의 차종 비중 ···79

<그림 5-8> 전기차 등록대수의 차령별 구조 ···80

<그림 5-9> 내연기관차 총등록대수 ···81

<그림 5-10> 자가용 차량 등록대수 차종 비중 ···82

<그림 5-11> 내연차 판매금지 시점 변경에 따른 등록대수 차종 비중 ···83

<그림 5-12> 시나리오별 대기오염물질 배출 감소율 ···84

<그림 5-13> 대기오염물질별 배출량 ···85

<그림 5-14> 시나리오별 대기오염물질 배출 감소율 ···85

<그림 5-15> 전기차(상) 및 내연차(하) 신차 구매대수 시나리오별 비교 ···87

<그림 5-16> 민감도 시나리오별 차종 비중 ···88

<그림 5-17> 민감도 시나리오-내연차 판매금지 시점별 차종 비중 ···89

제1장 서 론 ∣ 1

제1장

서 론

1. 연구의 필요성 및 목적

탄소중립 전략의 효과적인 이행을 촉진하기 위해서는 다양한 정책 대안의 환경·경제적 파급 효과를 과학적으로 분석함으로써 효율적인 기후·대기·에너지정책 추진 방향을 제시할 필요가 있다. 특히 수송부문은 온실가스 배출량과 대기오염에 크게 기여하고 감축 잠재량이 높아 탄소중립 이행을 위해 중요하다. 수송부문은 연료 연소에 의한 국가 온실가스 배출량 중 15.6%(국가 전체 배출량의 13.5%)¹⁾를 차지하고 있으며, 미세먼지 배출량에서는 산업부문 다음으로 많은 배출 비중(2019년 기준 29%)²⁾을 보여 기후·대기정책 수립에 핵심적인 역할을 담당하고 있다.

한국 정부는 지난해 10월, ‘2030 온실가스 감축목표(NDC) 상향안’과 ‘탄소중립 시나리 오’를 확정한 바 있다. 이의 후속 조치로 2030 온실가스 감축 로드맵을 수정하는 한편, 올해 출범한 새로운 정부에서는 탄소중립 시나리오에 대한 수정 작업을 진행할 예정이다.

또한 현재 정부는 ‘탄소중립 기본계획’을 수립하고 있다. 기본계획이 조만간 확정된다면 구 체적인 이행 정책을 수립하기 위한 노력이 뒤따를 것으로 예상된다. 이 과정에서 합리적인 수송부문 정책을 수립하기 위해서는 다양한 정책 대안을 과학적으로 분석하고 평가해야 할 것이다.

본 연구의 목적은 2050 탄소중립 전략이 경제·에너지·환경에 미치는 효과를 정량적으로 분석하고, 기후·대기·에너지 분야별 추진 과제와 상호 연계체제 등 탄소중립 전환에 따른

1) 국토교통부(2021b), p.3.

2) CAPSS, 환경부 국가미세먼지정보센터, “부문별 배출량”, 검색일: 2022.5.13.

수송부문 정책 추진 방향을 제시하는 것이다. 본 연구는 2021년에 수행된 “2050 저탄소 발전전략에 따른 기후·대기·에너지 정책 추진 방향 – 발전부문을 중심으로”에 이은 후속과 제로 수송부문을 대상으로 한다. 향후 타 부문으로의 확장을 통해 경제 전 부문에 온실가스 감축평가 모형을 구축하고 활용하기 위한 연구로 확대해나가는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

2. 연구의 범위

본 연구는 2050 탄소중립 전략이 경제·에너지·환경에 미치는 효과를 수송부문을 중심으 로 분석하였다. 이를 위해 수송부문의 자동차 스톡에 대한 동태적 모형을 구축하였으며, 동시에 국가 경제 전체에 대한 연산가능일반균형모형을 구축하여 양자를 통합한 상하향 통합모형을 구축하였다. 이와 같은 수송부문 상향식모형과 하향식 일반균형모형을 연계한 통합모형은 일부 선진국에서 활용한 바가 있으나 우리나라에서는 최초의 시도로 평가된다.

이러한 수송부문 중심 상하향 통합모형을 통해 수송부문의 탄소중립 정책이 국가 경제 전반 에도 미치는 영향을 과학적으로 분석할 수 있다.

상하향 통합모형을 구축하고 활용하기 위해서는 방대한 데이터와 장기간의 모델 구축 및 검증이 필요하기 때문에 본 연구에서는 우선적으로 수송부문 중 가계부문의 승용차에 한정하여 모형을 개발하였다. 수송부문 중 철도, 항공, 해운 및 버스와 트럭 등 가계부문 승용차에서 제외된 부문은 분석의 대상에서 제외했고, 승용차 중에서도 산업부분 및 공공부문 에서 사용되는 경우는 분석에서 제외했다. 이는 하향식 일반균형모형과의 연계성을 확보하기 위해서 필요한 차종별·차령별 등록대수 및 에너지원별 연료사용량 자료를 산업부문의 세부 업종별로 구성하기 어렵기 때문이다. 그럼에도 불구하고 승용차 관련 탄소중립 정책의 효과 의 다양한 가능성과 방향성을 평가할 수 있다는 점에서 가계부문 승용차에 대한 모형의 효용성은 충분하다고 판단된다. 다만 향후 보다 상세한 업종별 입력 자료를 구성하여 분석 의 범위를 확대할 필요가 있다.

본 연구에서는 자동차 스톡 모형이 가계부문 승용차에 한정되었으나 연산가능일반균형모 형을 통해 국가 경제 전체를 대상으로 분석할 수 있다. 따라서 국가 차원의 탄소중립 정책에

제1장 서 론 ∣ 3

대한 기준 시나리오가 설정되었으며, 국가 단위 탄소중립 시나리오하에서의 승용차 관련 정책효과가 분석되었다. 즉, 국가 차원의 탄소중립 시나리오하에서 승용차 관련 온실가스·

에너지 정책이 국가 경제 및 수송 부문 환경·경제지표에 어떠한 영향을 미치는가를 분석함 으로써 효율적인 탄소중립 정책 수립을 위한 정책적 시사점을 도출할 수 있다. 국가 차원의 탄소중립 시나리오는 국가 에너지 소비 전 부문의 연료 연소 관련 이산화탄소 직접 배출에 대해 탄소가격을 부과하는 것을 기본 시나리오로 구성하였다. 탄소가격 시나리오를 기준으 로 수송부문의 다양한 정책 수단이 어떠한 파급효과를 유발하는지 평가하였다.

수송부문의 정책 수단으로는 탄소가격 적용은 물론 내연차 판매금지, 수요관리, 전기차 보조금 및 관련 세제 개편 등을 고려하였으며, 파급효과로는 실질 GDP를 비롯하여 국가 경제 전반의 산업별 생산, 소비, 세수, 전기차 등 차종별 신차 구매, 차종별·차령별 스톡 변화, 부문별 이산화탄소 및 대기오염물질 유형별 배출 등 다양한 영향을 종합적으로 평가 하였다.

본 보고서는 서론을 포함한 총 6개의 장으로 구성하였다. 제2장에서는 수송부문의 일반 균형모형 및 차종선택모형에 대한 주요 선행연구를 살펴보았으며, 본 연구의 차별점을 제시 하였다. 제3장에서는 국내 수송부문 주요 탄소중립 계획을 살펴보았다. 이를 통해 수송부문의 주요 목표 및 정책수단을 도출하였다. 제4장에서는 상하향 통합모형 구축에 필요한 입력 자료 및 차령 스톡 모형 구축을 위한 모형 구조, 생존함수 등의 분석 결과를 정리하였다.

이를 바탕으로 본 연구에서 구성한 상하향 통합모형의 구조도 및 주요 특징을 제시하였다.

제5장에서는 탄소중립 관련 계획들로부터 도출한 주요 정책 시나리오 구조를 제시하였으며, 이를 통한 분석 결과를 정리하였다. 마지막 장인 제6장에서는 분석 내용의 주요 결과를 요약하고, 정책적 시사점을 도출하여 결론을 제시하였다.

제2장

선행연구 현황

1. 선행연구

다양한 연구들에서 탄소중립에 따른 수송부문의 영향을 살펴보고, 주요 정책수단의 효과를 검증하였다. 본 장에서는 이 중 본 연구에서 활용한 방법론 및 정책 시나리오와 관련성이 높은 선행연구를 중점적으로 살펴보았다.

가. MIT(2019)

MIT(2019)는 파리협정 이행을 위한 수송부문의 미래 환경경제 영향 분석을 수행하였다.

특히 개인 이동수단에 영향을 주는 주요 요인을 분석하기 위해 소비자의 선호 변화, 파워트 레인 기술의 진보 등 다양한 시나리오에 따른 차종 변화를 분석하였다.

자료: MIT(2019), p.17.

<그림 2-1> 기후피해가 없을 경우 시나리오별 GDP 영향

제2장 선행연구 현황 ∣ 5

MIT의 EPPA(Emissions Prediction and Policy Analysis)모형을 이용하여 기준 시나 리오(정책효과 미부여), 파리협정 시나리오(파리협정 이후 공언한 정책 시행), 2℃ 시나리오 (2℃ 이하로 온도상승을 억제하기 위한 모든 정책 수단 동원)를 비교하였다. 분석 결과, 2℃ 시나리오하에서 승용차의 온실가스 배출은 2050년까지 2015년의 50% 이하로 감소하 고 전기차 비중은 50% 이상을 점유하며, 2℃ 시나리오 달성에 따른 GDP 영향은 –1.1~

-3.3%로 전망하였다.

자료: MIT(2019), p.23.

<그림 2-2> 2050년 기후 시나리오 주요 분석 결과

나. Karplus et al.(2013)

Karplus et al.(2013)은 MIT EPPA5 모형에 적용된 방법론으로, 차량 스톡, 연료 사용, 온실가스 배출의 물리적 회계를 일치시키는 승객운송수요 전망 방식을 제안하였다. 모형 내 1인당 소득과 이동 수요를 준동조(quasi-homothetic) 선호에 따라 모형화하였으며, 효율 강화 및 대체연료차량기술 발전에 따라 가솔린 사용 감소를 반영하여 CGE 모형을 구축하였다.

자료: Karplus et al.(2013), p.297.

<그림 2-3> 모형 구조

다. Waisman et al.(2013)

Waisman et al.(2013)은 IMACLIM-R 모형을 활용하여 탄소가격 부여(S1) 및 주요 교통 부문 저탄소 정책(S2)에 따른 차종 변환과 거시경제 파급효과를 분석하였다. 본 연구는 교통 수단의 다변화에 주목하여 항공, 도로, 대중교통, 비전동화 등 다양한 교통수단을 반영하였 으며, 이동 수요의 기술적, 행태적 특성도 반영하여 모형을 구축하였다. 특히 교통수단별 속도를 반영하여, 승객의 이동 수요가 예산제약식 및 시간제약식(time budget constraint) 하에서 효용을 최대화하는 방향으로 선택하도록 모형을 구성하였다. 즉, 거리가 멀다면 더

제2장 선행연구 현황 ∣ 7

빠른 수단을 이용하여 통근 시간을 일정하게 유지하려고 하는 경향성을 반영하였다.

분석 결과, 교통부문 저탄소 정책(S2) 시나리오들에서 대중교통 및 비전동화 교통수단 등으로의 전환이 급격하게 가속화했으며, 개인 이동수단의 비중은 상대적으로 감소하였다.

이에 따라 화석연료 소비량도 큰 폭으로 감소함을 확인할 수 있었다.

자료: Waisman et al.(2013), p.120.

<그림 2-4> 시나리오별 교통수단 비중(%)

라. 권오상 외(2018)

권오상 외(2018)는 자가용 부문의 에너지 사용 전망과 정책효과 분석을 위한 차종선택모 형을 개발하였다. 캘리브레이션 중첩로짓모형에 기반한 차종선택모형을 구축하고, 차령 분 포함수, 차량 등록대수 및 연간주행거리 함수를 추정하였다. 2050년까지 변화할 자가용 유형별 등록대수와 총에너지 소비량 그리고 연료별 소비량을 전망하였다.

모형 분석 결과, 인구감소, 연비개선, 친환경자동차 지원 정책 등에 따라 자가용 부문의 에너지소비량은 장기적으로 감소할 것으로 전망되었다. 전기차 및 수소차 보급에 따른 전기 및 수소 수요는 차량이 활발하게 보급됨에 따라 2025년까지 급속도로 증가하는 추세였으며, 이후 안정화 과정이 나타났다.

자료: 권오상 외(2018), p.200.

<그림 2-5> 모형 기본 구조

자료: 권오상 외(2018), p.216.

<그림 2-6> 주요 변수 전망치

제2장 선행연구 현황 ∣ 9

마. 강광규 외(2014)

강광규 외(2014)는 저탄소차 협력금 도입에 따른 정책효과를 분석하였다. 자동차 온실가스 배출량 기준 보너스 및 부담금 제도 도입에 따른 예상효과를 중첩로짓모형을 이용하여 분석 하였고 이를 바탕으로 저탄소차 협력금 제도 시행(안) 마련 및 제도 설계를 수행하였다.

또한 이를 바탕으로 시나리오별 CO2 감축량 및 이에 따른 사회적 편익을 추산하여 시나리 오별 효과를 정량화하여 분석하였다.

자료: 강광규 외(2014), p.94.

<그림 2-7> 국내 하이브리드차 보급 전망

자료: 강광규 외(2014), p.107.

<그림 2-8> 시나리오별 지구온난화 방지의 사회적 편익

바. 채여라 외(2018)

채여라 외(2018)는 기후·대기·에너지 부문의 정책효과를 극대화하기 위하여 공편익 분석 을 수행하였다. 국내의 기후·대기·에너지 부문의 법체계 및 계획을 검토하고, 기후·대기·에 너지부문 정책 중 발전 및 수송부문에서 제시된 대책들에 대한 주요 효과 및 공편익 검토를 시범적으로 수행하였다.

자료: 채여라 외(2018), p.162.

<그림 2-9> 대기오염물질 및 온실가스 감축에 따른 환경개선편익

제2장 선행연구 현황 ∣ 11

분석 결과 기후-대기-에너지부문의 법체계 및 계획들의 위계가 불분명하거나 중복된 내용 이 다수 발견되었으며, 부문별 계획들 간의 정합성이 떨어지는 문제를 확인할 수 있었다.

이에 대한 대안으로 채여라 외(2018)는 󰡔에너지기본계획󰡕에 대한 전략환경영향평가 시행 을 제안하였다. 또한 주요 정책에 대한 효과 및 공편익을 검토한 결과, 노후차를 신규차로 전환하는 경우 대책의 비용 효율성이 증가하는 것으로 나타났다. 특히 노후 시내버스를 전 기버스로 교체한 효과의 편익이 높았다.

사. 박상준 외(2021)

박상준 외(2021)는 탄소중립 교통체계를 효율적으로 구축하기 위한 최적의 대안 제시를 목적으로 도로부문과 관련된 자동차 관련 조세 및 보조금 개편 방안 시나리오를 검토하였 다. 우선 친환경차(전기차, 수소차)로의 전환을 효율적으로 달성·촉진하기 위한 조세 및 보 조금 개편 방안을 제시하고, 친환경차(전기차, 수소차) 중심의 탄소중립 교통체계 구축을 위한 안정적인 투자재원 확보 및 지속가능성 제고를 위한 조세 및 보조금 개편 방안을 제시 하려 했다.

자료: 박상준 외(2021), p.101.

<그림 2-10> 교통세 및 보조금 개편 대안 마련을 위한 분석 절차

박상준 외(2021)는 교통세와 보조금 개편 목적과 개편 원칙을 반영하기 위하여 <그림 2-10>의 절차에 따라 분석을 수행하였다. 개편 방향에 기반하여 시민의 수용성을 조사하고, 이를 바탕으로 개편 대안 시나리오를 구축하였다. 시나리오 분석결과를 활용하여 전문가 조사를 이행하고 평가 항목을 기반으로 최적안을 도출하였다. 교통세 개편 방향 분석을 위해 3개의 시나리오를 구축하였다. 대안 1은 현재의 교통세와 보조금 체계를 유지하는 안으로 기존 유류세 유지 및 차종에 상관없이 동일하게 주행세를 적용하는 안이다. 대안 2는 기존 유류세의 세목을 구분하여 인프라세와 환경세로 개편하는 안이며, 대안 3은 기존 유류세를 인프라세와 환경세로 개편하는 동시에 탄소세 도입을 가정하는 안이다. 시나리오를 분석하는 과정에서 2026년부터 친환경차 본격 보급으로 인해 내연기관차의 보급대수가 감소할 것으로 전망됨에 따라 세수 부족이 예상되는 2026년을 세제 개편 시작 연도로 설정하였고, 연평균 주행거리는 2018년 자동차 1대당 연평균 주행거리인 14,308km/대·연과 동일하다고 가정하 였다.³⁾

시나리오 분석 결과, 모든 대안에서 내연기관차가 친환경차보다 많은 부담을 지는 것으로 나타나 조세 개편의 목적을 달성했으며, ‘대안 2’가 친환경차로의 전환을 가장 촉진하는 것으로 나타났다. 시나리오 분석 결과에 기반한 전문가 조사에서는 탄소중립을 위한 교통세 및 보조금 개편 원칙 중 우선적으로 고려해야 하는 항목은 ‘환경성 개선’과 ‘공평한 부담’이 었으며, ‘효율성 확보’는 상대적으로 낮았다.

자료: 박상준 외(2021), p.135.

<그림 2-11> 박상준 외(2021) 시나리오 분석 결과 종합

3) 박상준 외(2021), p.128.

제2장 선행연구 현황 ∣ 13

2. 선행연구와의 차별성

본 연구의 목적은 2050 탄소중립 전략 이행을 위한 수송부문 정책수단 시나리오별 환경·

경제적 파급효과를 분석하고 합리적인 정책수단 설계를 위한 정책적 시사점을 제시하는 것이다. 방법론 측면에서 CGE 모형과 수송부문 차종선택모형을 각각 검토하고 CGE-수송 부문 차종선택모형의 연계를 통해 상·하향 통합모형을 구축하고 이를 이용한 시나리오 분석을 수행한다는 점이 선행연구와 차별성을 지닌다.

데이터적인 측면에서 본 연구는 2019년 한국은행 생산자가격 투입산출표를 기반으로 하되, 2015년 기초가격 중간세율 행렬을 바탕으로 기초가격 투입산출표를 재구성하여 활용 하였다. 이를 통해 투입산출표 내 중간세율 관련 자료를 최신화하여 반영했다. 또한 에너지 경제연구원에서 제공하는 에너지통계 및 밸런스 표를 바탕으로 에너지소비량 및 온실가스 투입산출행렬을 확장, 구축하였다. 자가용 관련 데이터 측면에서도 자가용의 종별, 차령별 DB를 신규로 도입하였으며, CAPSS 데이터를 통해 차종-차령-오염물질별 배출계수를 도출 하여 활용하였다. 이처럼 모형 투입 데이터의 엄밀성 및 정확도를 높이기 위해 노력하였다.

방법론적인 측면에서 본 연구는 MIT(2019) 및 Karplus et al.(2013)에서 제시한 EPPA 모형의 구조를 참고하였으나, 국내 소비구조에 적합하게 네스팅 구조를 보완하여 국내 경제 구조에 적합하도록 고도화하였다. 특히 민간 자가용 수요에 대한 상하향 통합모형을 구축함 으로써 기존 일반균형모형에서 상세히 다루지 못했던 수송부문의 특성 및 효과를 반영하여 분석을 수행했다.

제3장

수송부문 탄소중립 관련 계획 현황

수송분야의 온실가스 배출량은 국가 온실가스 배출의 13% 수준으로 전환(37%) 및 산업 (36%)부문에 비해 상대적으로 작다. 하지만 2050년까지의 감축률을 기준으로 보면 최소 90~97% 이상의 온실가스 감축이 필요하므로 산업(80%)에 비해 감축 부담이 더 크다.⁴⁾ 따라서 감축목표 달성을 위한 감축 수단 및 정책의 역할이 매우 중요하다.

본 연구에서 활용한 상하향 통합모형은 수송부문에 특화되어 차종 및 차령이 구체화되어 있기에 다양한 감축 정책의 효과를 보다 면밀히 분석할 수 있다. 이에 따라 본 장에서는 우리나라 수송부문에 대한 2050년까지의 주요 전략 및 목표치를 살펴보고자 한다. 이를 바탕으로 이후 제4장 모형 구축 및 제5장 시나리오 구성에서 정책적 방향성 및 주요 정책 수단을 반영하고자 한다.

1. 2030 NDC 상향안

먼저 2030년까지의 온실가스 감축 주요 목표로는 ‘2030 NDC 상향안’이 존재한다. ｢기후 위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법｣의 입법 취지와 국제 동향, 국내 여건 등을 고려하여 우리나라 정부는 2021년 10월 2030 국가감축목표(NDC)를 상향 조정하였다.

2030 NDC 상향안은 2018년 배출량(727.6백만 톤 CO2eq) 대비 40%(291백만 톤 CO2eq) 를 감축하는 것이 목표이며, 2030년 목표 배출량은 436.6백만 톤 CO2eq이다.⁵⁾ 정부는 40% 이상 감축을 위해 추가적인 감축 수단 발굴 및 관련 연구를 수행하였다. 국내 감축을

4) 2050 탄소중립위원회(2021).

5) 관계부처합동(2021a), p.6.

제3장 수송부문 탄소중립 관련 계획 현황 ∣ 15

우선적으로 추진하되, 국외 감축을 추진할 경우 파리협정 당사국의 지속가능한 발전과 지구 전체의 탄소 저감에 기여하는 방향으로 추진하는 방안을 제시하였다. NDC 상향안의 연평균 감축률은 4.17%/연으로 주요국(EU 1.98%, 미국 2.81%, 영국 2.81%, 일본 3.56%)⁶⁾ 대비 도전적인 목표를 설정하였다.

수송부문의 2018년 배출량은 98.1백만 톤 CO2eq로 NDC 상향안은 기존 28.1% 감축 대비 9.7%p 강화한 37.8% 감축(목표배출량 61.0백만 톤 CO2eq)을 목표로 설정하였다.

주요 감축 수단으로는 수요관리, 친환경차 보급, 행태 개선, 바이오디젤 그리고 해운 및 항공부문에서의 개선을 제시하였다. 수요관리의 주요 내용은 대중교통 이용 편의 제고, 연계 교통 강화, 철도 중심의 교통체계 강화, 운행제한 제도 확대 등을 통한 자동차 주행거리 감축이다. 이를 통해 2030년 자동차 주행거리를 2018년 대비 4.5% 감축하는 것을 목표로 제시하였다. 친환경차 보급의 경우 사업용 우선 전환(50만 대 이상), 노후차 교체 등 친환경차 보급 확산(전기차·수소차 450만 대 등), 친환경차 전환제도 개선 및 인프라 확대를 통해 달성하고, 행태 개선은 자동차 탄소 포인트제, 친환경운전 활성화를 통한 에너지 절감으로 달성하는 것으로 제시하였다. 경유차를 대상으로 바이오디젤 혼합률을 기존 3%에서 8%로 향상하고, 친환경 선박(LNG/하이브리드 선박) 보급 및 운항 최적화 등을 통해 해운 에너지 효율과 항공기 운영 효율을 개선하여 수송부문 목표 배출량을 달성하는 것으로 제시하였다.

6) 관계부처합동(2021a), pp.2-3.

자료: 관계부처합동(2021a), p.12.

<그림 3-1> NDC 상향안 모식도(직접배출량 기준)

제3장 수송부문 탄소중립 관련 계획 현황 ∣ 17

2. 2050 탄소중립 시나리오

중장기적인 온실가스 감축 전략은 ‘2050 탄소중립 시나리오’를 통해 확인할 수 있다. 지난 2021년 10월 2050 탄소중립위원회는 탄소중립이 실현되었을 때의 미래상과 부문별 전환 내용을 전망하고, 부문별 세부 정책 방향과 전환 속도 등을 가늠하기 위한 나침반으로 2050 탄소중립 시나리오를 발표하였다. 탄소중립을 위한 기술 혁신 및 상용화, 국민인식과 생활양식 변화를 전제하고 경제적 부담과 편익, 식량·에너지 안보, 국제사회에서의 역사적 책임 등을 종합적으로 고려하여 수립된 탄소중립 시나리오는 국내 순 배출량을 ‘0’으로 하는 2개의 시나리오로 구성되어 있다. 시나리오를 구성하는 과정에서 ‘IPCC 1.5℃ 특별보고서(IPCC, 2018)’를 토대로 모든 국가가 2050년 탄소중립을 추진한다는 전제하에 국외 감축분이 없는 2050년을 가정하였다. A안은 화력발전 전면 중단 등 배출 자체를 최대한 줄이는 안이고 B안은 화력발전이 잔존하는 대신 CCUS 등 제거 기술을 적극 활용하는 안이다.

자료: 2050 탄소중립위원회(2021), p.32.

<그림 3-2> 2018년 대비 2050년 온실가스 배출량 총괄표

수송부문은 2018년 배출량 98.1백만 톤 CO2eq 대비 A안은 97.1% 감축(목표배출량 2.8백만 톤 CO2eq), B안은 90.6% 감축(목표배출량 9.2백만 톤 CO2eq)하는 것으로 시나 리오가 구성되었다. 주요 감축 수단으로는 수요관리 강화, 친환경 철도 전환, 친환경 해운·

항공 전환, 도로부문 전기·수소화를 제시하였다. 대중교통 및 개인 모빌리티(자전거, 킥보드 등) 이용 확대, 화물 운송수단을 도로에서 철도·해운으로 전환하는 방안, 공유차량 등을 통해 승용차 통행량을 2018년 대비 15% 감축하여 2050년의 일별 통행량은 50.9백만으로 하겠다는 것이 A안, B안의 공통된 목표이다. 남아 있는 디젤철도차량을 무탄소 동력(전기·

수소)철도로 100% 전환하고, 해운·항공 부문에서 바이오연료를 확대하고 친환경 선박·항 공기로 전환하여 A안, B안 시나리오 모두 추가적으로 온실가스 배출량을 저감하는 것으로 제시하였다. A안과 B안 시나리오의 차이는 도로부문의 전기·수소화 정도에 있다. A안의 경우 도로부문 전면 전기·수소화(97% 이상)를 추진하여 도로부문에서의 온실가스 배출량을 1.0백만 톤 CO2eq 수준까지 낮추는 것을 제시하였으며, B안의 경우 일부 잔존하는 내연기 관차(15% 미만)는 대체연료(E-fuel 등)를 활용한다고 가정하여 도로부문에서의 온실가스 목표 배출량을 7.4백만 톤 CO2eq로 설정하였다.

3. 제4차 친환경자동차 기본계획(2021-2025)

우리나라는 친환경차 보급 확대를 위해 2006년부터 ‘친환경자동차 기본계획’을 5년마다 수립하고 있다. 이번 󰡔제4차 친환경자동차 기본계획󰡕⁷⁾은 2021년을 친환경차 대중화의 원년 으로 하여 2025년 친환경차 중심 사회 및 생태계 구축을 비전으로 제시하였으며, 친환경차 누적 보급 목표를 2025년까지 283만 대(신차 판매의 51%), 2030년 785만 대(신차 판매 83%)로 제시하였다. 이를 통해 2017년 대비 온실가스 배출량을 2025년 8%, 2030년까지 24% 감축하는 것이 목표다. 주요 추진 전략으로는 친환경차 확산을 가속화하는 사회 시스템 구축, 기술혁신을 통해 탄소중립 시대 개척, 탄소중립 산업생태계로 전환 가속화를 제시하 였다.

첫 번째 추진 전략인 친환경차 확산을 가속화하는 사회시스템 구축의 세부 전략을 살펴보

7) 관계부처합동(2021b).

제3장 수송부문 탄소중립 관련 계획 현황 ∣ 19

면 다음과 같다. 우선 친환경차 확산을 통해 2030년까지 자동차부문의 온실가스를 24%

감축하고, 친환경차 수요 창출을 위하여 공공기관의 경우 친환경차를 100% 의무 구매하도록 하고, 민간 수요자의 친환경차 구매목표제 도입, 영업용 차량 보조금 및 인센티브 확대를 실시한다. 또한 온실가스 배출기준 및 저공해보급목표제를 단계적으로 강화하여 친환경차 공급을 확대하기로 했다. 또한 충전 인프라를 적재적소에 배치하여 상시적 생활 충전 환경을 조성하기로 했다. 전기차의 경우 보급 대수의 50% 이상 구축을 지원하고, 초급속 충전기를 본격적으로 보급하며, 수소차의 경우 전국 어디서든 30분 내 도달할 수 있도록 충전소를 구축하기로 했다. 친환경차의 경제성을 내연기관차 수준까지 조기 확보하는 방안도 제시했 다. 전용 플랫폼·부품소재 국산화 등으로 차량가격을 1,000만 원 이상 인하하고, 배터리 리스산업 확산 및 수소버스 대상 연료전지 리스사업 개시를 통해 경제성을 확보하겠다는 전략이다. 마지막으로 탄소중립을 실질적으로 구현하는 제도적 기반(친환경차 전환전략, 전주기 온실가스 평가)을 구축하는 것을 세부전략으로 제시하였다.

두 번째 추진 전략인 기술혁신을 통한 탄소중립 시대 개척의 경우 우선 내연기관차와 동등한 수준의 성능을 확보하고 친환경차 수출강국으로 도약한다는 세부 전략을 제시하였다.

전기차의 경우 2025년 내연기관차보다 긴 600km 이상의 주행거리를 확보하고, 수소차의 경우 2025년까지 전 차급 상용차 출시, 내구성(50만km 이상)과 주행거리(800km 이상)를 개선하기로 했다. 또한 탄소중립 시대를 개척하는 4대 challenge 프로젝트 추진을 세부전략 으로 제시하였는데 CO2를 활용한 연료 생산 및 미세먼지 net-zero 도전, 청정수소 생산·충전 인프라 조기 상용화, 철도·항공·항만·모빌리티 전반의 친환경화 추진, 폐배터리 및 연료전지 재활용 시스템이 해당한다.

마지막 추진 전략인 탄소중립 산업생태계로의 전환 가속화는 2025년까지 500개, 2030년 까지 1,000개의 부품기업을 미래차로 전환하고, 미래차 분야 중소·중견 New-player를 집중 육성하는 것을 세부전략으로 제시했다.