30147 세종특별자치시 시청대로 370 세종국책연구단지 B동(과학·인프라동) 8~11층 TEL. 044-415-7777 FAX. 044-415-7799 http://www.kei.re.kr
2020-01
지속가능발전을 선도하는 세계 초일류 환경정책연구기관
한국환경정책·평가연구원
한국환경정책·평가연구원은 환경정책 및 기술의 연구개발과 환경영향평가의 전문성, 공정성 제고를 통하여 환경문제의 예방과 해결에 기여하기 위하여 설립된 국책연구기관으로서 21세기 환경선진국 실현을 선도하는 세계 속의 환경전문연구기관으로 발전하기 위해 노력하고 있습니다.
채여라 (연구책임)
영국 University of Cambridge 경영학 박사 한국환경정책·평가연구원 선임연구위원(현) yrchae@kei.re.kr
박주영
한국환경정책·평가연구원 부연구위원(현) jypark@kei.re.kr
최영웅
한국환경정책·평가연구원 전문연구원(현) ywchoi@kei.re.kr
김대수
한국환경정책·평가연구원 연구원(전) kimds@kei.re.kr
양유경
한국환경정책·평가연구원 연구원(현) ykyang@kei.re.kr
김현규
하와이주립대학교 박사후연구원(전) hyungyu.kim81@gmail.com
서승범
서울시립대학교 국제도시과학대학원 조교수(현) sbseo7@uos.ac.kr
성재훈
한국농촌경제연구원 부연구위원(현) jsung@krei.re.kr
ㆍ국가 리스크 관리를 위한 기후변화 적응역량 구축·평가(Ⅲ) (2019)
ㆍ폭염 분야 재해영향모델 개발 (2019) ㆍ기후변화 적응정책과 온실가스 감축정책의
연계·평가 기술 개발 (2019)
국가 리스크 관리를 위한 기후변화 적응역량 구축·평가
국가 리스크 관리를 위한
연구실적기후변화 적응역량 구축·평가
극한기후 리스크의 경제적 분석
Building and Assessing Adaptive Capacity to Climate Change for the National Risk Management : Economic analysis of the extreme climate risks
채 여 라 외
국가 리스크 관리를 위한 기후변화 적응역량 구축·평가
극한기후 리스크의 경제적 분석
Building and Assessing Adaptive Capacity to Climate Change for the National Risk Management : Economic analysis of the extreme climate risks
연구책임자 채여라 (한국환경정책·평가연구원 선임연구위원) 참여연구원 박주영 (한국환경정책·평가연구원 부연구위원)
최영웅 (한국환경정책·평가연구원 전문연구원) 김대수 (한국환경정책·평가연구원 연구원) 양유경 (한국환경정책·평가연구원 연구원) 외부연구진 김현규 (전 하와이주립대학교 박사후 연구원)
서승범 (서울시립대학교 국제도시과학대학원 교수) 성재훈 (한국농촌경제연구원 부연구위원)
❚
연구자문위원 (가나다순)권오상 (서울대학교 농업생명과학대 교수) 김동현 (부산대학교 도시공학과 교수)
김용건 (한국환경정책·평가연구원 선임연구위원) 노동운 (에너지경제연구원 선임연구위원) 박창석 (한국환경정책·평가연구원 선임연구위원) 배현주 (한국환경정책·평가연구원 연구위원) 윤동근 (연세대학교 도시공학과 교수) 이현준 (환경부 신기후체제대응팀 사무관) 장 훈 (한국환경정책·평가연구원 연구위원) 최희선 (한국환경정책·평가연구원 선임연구위원)
ⓒ 2020 한국환경정책·평가연구원 발행인 윤 제 용
발행처 한국환경정책·평가연구원
(30147) 세종특별자치시 시청대로 370 세종국책연구단지 과학·인프라동
전화 044-415-7777 팩스 044-415-7799 http://www.kei.re.kr
인 쇄 2020년 12월 26일 발 행 2020년 12월 31일
등 록 제 2015-000009호 (1998년 1월 30일) ISBN 979-11-5980-442-7 93530 인쇄처 호정씨앤피 02-2277-4718
이 보고서를 인용 및 활용 시 아래와 같이 출처를 표시해 주십시오.
채여라 외(2020), ｢국가 리스크 관리를 위한 기후변화 적응역량 구축·평가:
극한기후 리스크의 경제적 분석｣, 한국환경정책·평가연구원.
값 9,000원
전 지구적인 기후변화로 피해 발생이 가속화되면서 탄소 중립을 목표로 감축 노력을 수립 하고 있습니다. 2050년 탄소 중립을 달성하더라도 기배출 온실가스로 인한 피해는 불가피 하며 피해 저감 및 예방을 위한 적응 정책 마련이 긴요한 상황입니다. 기후변화 정책을 합리 적으로 수립하려면 기후변화로 인한 피해를 정량화하여 정책 우선순위를 선정하고 정책 이행 정도를 결정해야 하는바, 세계 각국은 다양한 방법론 및 모형을 적용해 미래의 기후변 화로 인한 피해 규모를 산정하는 연구를 수행 중입니다.
극한기후 현상으로 인한 리스크에 체계적으로 대응하려면 기후변화 리스크 및 적응 정책 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 정책 지원 도구가 필요합니다. 이에 본 연구 결과를 바탕 으로 개발되는 정책 지원 도구는 국내 실정을 적극 반영하는 한편 국내의 기후 사회·경제 환경 여건 등에 의해 기후변화 관련 리스크 및 적응 정책의 효과 등이 결정되어 최종적으로 는 미래 다양한 시나리오에 대한 적응 정책의 비용 효과를 분석할 수 있는 분석 도구로 활용할 수 있을 것으로 기대합니다.
끝으로 본 연구를 수행한 한국환경정책·평가연구원 기후대기안전연구본부 채여라 박사, 기후에너지연구실 박주영 박사, 최영웅 연구원, 양유경 연구원, 서울시립대학교 서승범 교수, 농촌경제연구원 성재훈 박사, 전 하와이주립대학교 박사후 연구원 김현규 박사께 감사를 표합니다. 그리고 다망한 가운데서도 자문을 통해 연구에 도움을 주신 권오상 교수, 김동현 교수, 노동운 박사, 윤동근 교수, 이현준 사무관께 깊이 감사드립니다. 또한 우리 원의 김용 건 박사, 박창석 박사, 배현주 박사, 장훈 박사, 최희선 박사의 자문에도 감사를 전합니다.
2020년 12월 한국환경정책·평가연구원 원 장
윤 제 용
요 약
Ⅰ. 서론
1. 연구배경
❏ 불확실한 기후 및 사회·경제 여건 변화에 따른 리스크와 적응 정책의 비용 및 효과를 정량적으로 평가할 필요성 증대
ㅇ 미래 기후변화 및 극한기후로 인한 피해 규모 파악, 리스크 및 적응역량 분석이 체계적 으로 이루어지지 않음
ㅇ Weyant(2014)는 기후변화의 영향을 예측하고 정책적 대응방안을 고려할 수 있는 기후변화에 대한 통합평가 모형(IAM)을 분석할 필요가 있다고 제안
❏ 신기후체제에서 적응역량 확보에 대한 중요성 강조
ㅇ 지속가능개발(SDG) 달성과 적응 관련 보고서 제출 의무화
ㅇ 기후변화 영향, 취약성 적응에 관한 나이로비 작업 프로그램(NWP) 제50차 부속기구 회의는 우선순위 분야로 극한기후, 가뭄, 물부족, 토지 황폐화 중립, 산림과 초원, 해양, 연안지역 및 생태계, 농업과 식량안보에 대해 논의
2. 연구의 필요성 및 차별성
❏ 국내 연구에서 기후 및 사회·경제 시나리오가 개발되었으나 합리적 정책 평가에 대한 적용 사례가 부족하고, 극한기후 현상에 대한 고려가 미흡
ㅇ 이에 본 연구에서 극한기후에 대한 리스크를 경제적으로 정량화하고 적응역량 및 적응 정책의 효과를 평가할 수 있는 도구를 개발하고자 함
3. 연구의 목적 및 범위
❏ 국내 기후변화 리스크 및 적응 정책 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 정책 지원 도구 개발을 목적으로 함
ㅇ 국내 실정을 적극적으로 반영하여 국내의 기후 사회·경제 환경 여건 등에 의해 기후변 화 관련 리스크 및 적응 정책의 효과 등이 결정되는 도구 개발
ㅇ 미래 불확실한 기후 및 사회·경제 여건에 대한 리스크를 다각도로 분석하고, 미래 다양한 시나리오에 대한 적응 정책의 비용 효과 분석이 가능한 도구 개발
❏ 연차별 진행계획
ㅇ 2020년에는 경제성 분석을 위한 도구 개발 현황 분석 및 극한기후의 부문별 경제적 리스크 정량화 방안 도출, 극한기후 영향에 대한 시범 분석 진행
ㅇ 2021년에는 극한기후 및 사회·경제 시나리오를 개발하고 부문별 시나리오에 따른 영향 분석으로 적응 옵션 및 역량 분석
ㅇ 2023년에는 미래 시나리오에 따른 극한기후 리스크 적응 모형 구축으로 극한기후-사 회·경제 시나리오별 정책 효과 분석 및 시사점 제시
자료: 저자 작성.
<그림 1> 연도별 연구체계도
Ⅱ. 통합분석 모형 기반 극한기후 영향의 하향식 분석 방법론
1. 통합분석 모형 분석
❏ 기후경제 통합평가 모형의 연결 구조 및 방식은 DICE 초기 모형과 유사
모형 방식 지역
구분
한국
구분 분석시간 영향 부문
구분
적응 고려 방식
극한기후 현상 고려
DICE
사회후생 함수 최대화
지구적/
단일 - 1965~2100년
(10년 간격) - - -
AD- DICE
사회후생 함수 최대화
지구적/
단일 - 1990~2200년 (10년 간격) -
적응 후 피해비용과
적응 투자비용을 고려한 후생
최적화
-
RICE
사회후생 함수 최대화
지구적/
12개 지역
- 1990~2100년
(10년 간격) - - -
WITCH
사회후생 함수 최대화
지구적/
14개 지역
호주 및 남아공과
같은 그룹으로
분류
1950~3000년
농업/건강 일부(질병)/
에너지/
해수면
적응 후 피해비용과
적응 투자비용을 고려한 후생
최적화
-
FUND
사회후생 함수 최대화
지구적/
16개 지역
일본과 같은 그룹으로
분류
2005~2100년 (10년 간격)
농업/건강/
에너지/수자원 /질환/사망
(심혈관계, 호흡기계)/
태풍 등 12개 부문
부문별 외생적 적용
(농업, 해수면)
태풍으로 인한 경제적/
인명 피해
PAGE 시뮬레이션 지구적/
8개 지역 - 1990~2100년 (5~25년 간격)
시장/비시장 등 4개 부문
총 피해에 외생적으로
적용
-
자료: 황인창(2015, 2016); 안영환, 김동구(2017)를 바탕으로 저자 재구성.
<표 1> 통합분석 모형의 특징
2. 기후변화 영향의 정량화 방법론
❏ 기후경제 통합평가 모형별 기후변화 영향의 정량화 방법론 비교 ㅇ DICE 이외 모형은 영향을 지역별로 4~12개 분야로 나누어 분석
ㅇ FUND 모형은 12개 분야로 나누어 분야별로 영향을 세밀하게 도출할 수 있도록 함 ㅇ PAGE 모형은 한계온도를 설정하여 평균온도 변화와의 차이를 바탕으로 영향을 분석 ㅇ FUND 이외 모형은 온도변화와 기후변화 간의 관계를 비선형적 구조로 가정
모형 기후변화 영향의 정량화 방식
DICE
․ 온도에 따른 기후변화의 영향을 단일함수로 나타냄
․ 온도와 기후변화는 2차 함수 관계임
․ 26개의 연구 결과를 바탕으로 기후변화 영향 분석을 위한 추정계수를 구함
WITCH
․ 기후변화의 영향을 GDP의 백분율로 나타냄
․ 지역별로 피해함수를 산업화 이후 평균 온도 상승과 연결하여 도출함
․ 기후변화로 인한 부정적·긍정적 영향을 모두 고려하며, 적응 효과도 피해함수에 반 영함
․ 농업, 해안선, 건강, 정착 및 생태계 등 부문별로 나누어 기후변화에 대한 영향을 분석 하고 기후비용 프로젝트(Climate Cost Project) 및 타 부문별 피해 결과를 기초로 피해함수를 도출함
FUND
․ 본 연구에서 소개한 평가 모형 중 분야별로 가장 세분화하여 영향을 계산함
․ 농업, 산림, 건강 등 총 12개의 분야로 나누어 기후변화의 영향을 계산함
․ 분야별로 다양한 피해함수와 추정계수 등을 사용하여 기후변화 영향을 계산함
․ 태풍과 같은 극한기후로 인한 피해도 고려하고 있음
PAGE
․ 기후변화로 인한 피해를 GDP에 대한 비율로 나타냄
․ 경제/비경제 영역으로 구분하여 기후변화의 영향을 산출함
․ 다항함수와 모형 내 한계온도와 평균온도의 차이를 활용함
․ 기후변화의 지역별 영향 차이를 반영하기 위해 산출된 영향값은 균등 가중됨
․ 기후영향의 피해가 GDP의 100%를 넘어가는 것을 막기 위해 기후변화 초기 편익 반 영 및 취약성 포화도(saturation) 등을 설정함
자료: 저자 작성.
<표 2> 통합분석 모형별 기후변화 영향의 정량화 방법
3. 적응 효과의 정량화 방법론
❏ 모형별 적응 효과 정량법의 특징
ㅇ AD-DICE, WITCH모형은 적응의 비용과 효과를 고려하여 사회적 후생의 극대화가 목적
ㅇ PAGE 모형은 적응 정책을 고려한 시나리오를 구축하여 평가하는 방식 사용 ㅇ AD-DICE 모형의 경우 적응에 대한 효과를 단일 부분으로 설정하여 계산 ㅇ WITCH, FUND, PAGE 모형은 적응 효과를 각 모형에 따라 세분화하여 고려
모형 기후변화에 대한 적응 요소 고려 방식
AD-DICE
․ 기존 DICE 모형에 적응 개념을 추가
․ 적응 후 피해비용과 적응 투자비용을 고려하여 후생을 최적화하는 모형
․ 적응과 관련된 비용은 적응의 정도에 따라 결정됨
․ 적응에 대한 비용은 증가하며 적응 정도가 클수록 증가 폭이 커짐
WITCH
․ 적응 후 피해비용과 적응 투자비용을 고려하여 후생을 최적화하는 모형
․ 적응의 규모(capacity)와 적응 행동 방식(activities)을 분야에 따라 고려함
․ 적응 행동 방식과 부분
․ 사전적(proactive) 적응: 농업, 해수면, 생태계 등
․ 사후적(reactive) 적응: 에너지 사용(예: 냉방 비용), 건강 등
․ 적응 관련 주요 투입 요소: 사전적 적응을 위한 투자액, 사후적 적응을 위한 투자액, 특정한 적응규모를 위한 투자액
FUND
․ 모형 내에서는 농업 부문만 적응 변수를 고려함
․ 농업, 산림, 건강을 포함하여 10개 부문으로 나누어서 구축된 피해함수에 적응 유무를 고려한 데이터를 사용함으로써 적응과 관련된 효과를 분석하는 데 사용됨
․ Tol(2007)은 FUND 모형을 활용하여 적응 유무에 따른 해수면 높이의 변화를 분석함
PAGE
․ 최적화가 아닌 적응을 고려한 시나리오를 구축하는 방식
․ 통합평가 모형 중 가장 먼저 적응 정책 개념을 도입함
․ PAGE09의 경우 적응 정책을 세 가지 부문으로 구분하고 총 7개의 변수를 고려함
․ 분야: 해수면, 경제적, 비경제적
․ 적응 관련 비용은 단위당 적응비용을 GDP의 비율로 구축함 자료: 저자 작성.
<표 3> 통합분석 모형별 적응 고려 방식
4. 결어: 국내에 적용 가능한 극한기후 리스크 분석 도구 개발을 위한 제언
❏ 국내에 적용 가능한 기후변화 통합분석 모형은 한국의 상황과 가치를 우선순위로 반영 필요
ㅇ 황인창(2017)은 FUND 모형을 활용하여 불확실성을 고려한 국내 기후변화 피해비용 을 산출
ㅇ 안영환, 김동구(2017)는 DICE 모형과 RICE 모형을 토대로 한국형 통합분석 모형인 KRICE 모형을 개발
ㅇ 채여라 외(2017)는 PAGE 모형과 사회·경제 경로 분석을 통해 한국의 시나리오별 기후변화 피해비용을 산출
❏ 극한기후로 인한 경제 및 인명 피해의 설명이 가능한 계수 측정 및 함수 개발 필요 ㅇ 극한기후로 인해 일어날 수 있는 다양한 분야의 개별적인 연구 필요
ㅇ 연구 결과에 따르면 일반화 작업을 통해 평가 모형 구축을 위한 계수 및 함수 개발 가능
Ⅲ. 부문별 상·하향식 경제적 정량화 분석
1. 건강
❏ 극한기후 영향
ㅇ 극한기후는 신체 기관 다수에 악영향이나 손상을 주고, 이는 새로운 질병을 일으키거 나 기저질환을 악화하여 사망에 이르게 함
ㅇ McMichael(2013)은 폭염 및 한파가 건강에 미치는 경로를 직접 노출에 의한 생물학 적 영향 경로와 프로세스 및 사회적 변화 등에 의한 간접적 영향 경로로 구분 ㅇ Mora et al.(2017)은 폭염이 인체에 미치는 직접적 영향을 국소 빈혈, 세포 손상,
염증, 파종성 혈관 내 응고, 횡문근 융해증 등으로 정리하여 제시
ㅇ 폭염은 심혈관계 질환, 심장병, 뇌졸중과 같은 질환과도 연관성이 있는 것으로 확인 (Kovats, Hajat, and Wilkinson, 2004; Lin et al., 2009)
❏ 정량화 방법론
ㅇ 온열질환자: 극한기후로 인한 질환자 수와 1인당 진료비를 활용하여 진료비 추정 ㅇ 사망자: 초과 사망자 수와 통계적 생명가치측정법을 활용하여 경제적 손실액 추정 ㅇ 노동생산성: 온도 및 습도를 활용한 WBGT 열지수 추정으로 직업별 업무효율 저하
분석을 실시하여 노동생산성 저하에 따른 경제적 손실액 추정
❏ 시범분석 결과
ㅇ 정량화 방법론으로 국내 2018년 폭염으로 인한 경제적 손실액을 추정한 결과 온열질 환자 발생으로 38억 9,765만 원, 온열질환 사망자 발생으로 410억 1,554만 원, 노동생산성 저하로 3,454억 7,640만 원의 손실액 발생
❏ 적응 정책 효과 분석
ㅇ 우리나라의 폭염 대응 정책은 독거노인, 노숙인 및 쪽방 주민 등 취약계층 집중 관리, 어린이 및 교육시설 안전 강화, 옥외 건설사업장 등 안전관리 강화 등으로 취약계층의 온열질환을 중심으로 진행되고 있으며, 향후 직접적인 영향뿐만 아니라 노동생산성 저하 등의 간접적인 영향과 관련한 정책 마련 필요
2. 에너지
❏ 극한기후 영향 ㅇ 에너지 공급
- 극한기후로 인한 에너지 공급 부문에 대한 영향: 효율 저하 및 내구성 악화 등에 대한 잠재적 영향이 존재하는 것으로 나타남
- 극한기후에 따른 에너지 공급 영향의 상향식 분석 사례(POLES): 기후변화 영향으로
인한 화력발전소, 수력 설비용량 및 발전량, 풍력 부하계수, 태양광 PV 효율에 대한 영향함수를 제공하고 있으며, 정량화 지표로는 기준 시나리오 대비 발전량과 발전믹 스를 확인할 수 있음
- 기후변화에 따른 에너지 공급 영향의 하향식 분석 사례(GRACE): 연평균 기온 변화, 연평균 강수량 변화에 따른 발전 공급의 영향함수를 모형에 반영하고 있으며, 정량 화 지표로는 기준 시나리오 대비 발전 공급액을 확인할 수 있음
선행연구 주요 내용
안영환, 오인하 (2010)
․ 냉각수의 양 및 품질 저하로 인한 냉각 효율 및 발전 효율 저하
․ 증발산량 증가로 인한 수력발전량 영향
․ 구름 및 에어로졸 양 변화로 인한 태양에너지 효율 저하
․ 기상이변에 따른 풍력 및 태양광 시설 내구성 저하
․ 바이오매스 생산성 변화
․ 송전선로 내구성 악화
Ciscar and Dowling (2014)
․ 화력발전 효율 저하
․ 화력발전 냉각수 가용성 영향
․ CCS 및 수력발전 수자원 가용성 영향
․ 재생에너지 발전 기술의 다양성 측면에 영향
Solaun and Cerda (2019)
․ 태양광: 평균 기온 상승에 따른 태양전지 효율 저하, 극한기후현상에 따른 PV 패널 손상 등
․ 수력: 강우 패턴 변화에 따른 수력발전 운영 조건에 영향, 홍수로 인 한 댐 및 터빈 손상 등
․ 풍력: 풍속 변화에 따른 발전 이용률 감소, 한파에 따른 발전량 감소 및 설비 손상 등
자료: 안영환, 오인하 (2010); Ciscar and Dowling (2014); Solaun and Cerda(2019)를 바탕으로 저자 작성.
<표 4> 극한기후로 인한 에너지 공급 부문에 대한 영향
ㅇ 에너지 수요
- 극한기후는 동·하절기 냉난방 에너지 소비량을 변화시키고 이 영향은 시·공간 범위 에 따라 다르게 나타남
- Mensbrugghe(2010), Aaheim et al.(2012), Tol(2002a)은 각각 ENVISAGE, GRACE, FUND 등의 하향식 모형을 사용하여 극한기후로 인한 에너지 소비량
변화와 그에 따른 GDP 변화율을 제시
- 선행연구의 다수가 상향식 패널고정효과 모형을 사용하여 기온에 따른 에너지 소비 량 변화를 추정(Davis and Gertler, 2015; Kim et al, 2017 등)
❏ 정량화 방법론 ㅇ 에너지 공급
- 상향식 방법론: 전력 부문 전원구성 최적화 모형에 극한기후로 인한 영향함수를 반영하여 극한기후로 인한 에너지 공급 부문에 대한 영향 도출 가능. 기후변화로 인한 에너지 공급 영향은 Solaun and Cerda(2019), Dowling(2013)을 참조하고 데이터 가용성 등을 고려하여 최종적으로 모형에 반영할 수 있는 영향함수 도출 - 하향식 방법론: 1국 축차동태 연산 가능 일반균형 모형에 GRACE 모형에서 제시하 는 기후변화 영향함수를 반영하여 극한기후로 인한 발전 부문에 대한 경제적 영향 분석 가능. GRACE 모형에서 제시하는 동아시아 지역의 계수를 활용하여 영향함수 설정
ㅇ 에너지 수요
- 국내 데이터를 사용하여 시군구 - 패널고정효과 모형을 토대로 기온 상승으로 인한 하절기 에너지 소비량 변화 추정
- 소득 수준에 따른 에너지 소비량 변화의 민감도 차이 추정
❏ 시범분석 결과
ㅇ 기온 빈(bin)당 노출일수를 독립변수로 사용할 경우, 12∼14°C를 기준으로 기온이 34∼36°C까지 상승하는 날이 한 달에 하루 증가할 때 에너지 소비량은 약 3.341%
증가
ㅇ 월평균 기온을 독립변수로 사용할 경우, 기온 1°C 상승은 약 4.6~4.8%의 에너지 소비량 증가를 유발하며, 전기요금 지출 증가로 434억 원의 손실액 발생
ㅇ 고소득 지역의 에너지 소비량은 저소득 지역에 비하여 기온 상승에 더 민감하게 반응
❏ 적응 정책 효과 분석 ㅇ 에너지 공급
- 앞으로 재생에너지 공급이 확대될 것으로 예상됨에 따라 대형 발전사업자 위주의 현재 발전설기 관리 시스템과 차별화된 시스템 구축이 필요할 것으로 판단 - 제2차 국가기후변화적응대책(2016-2020)은 “에너지 공급시설(기간산업) 취약
성 관리체계 구축 및 발전원별 발전 효율 저하 최소화 방안 마련[기존 보완 확대]”을 추진과제로 제시하였으나, 에너지 공급시설 관련 계획 및 지침 등에서 에너지 공급 시설의 기후변화 리스크에 대한 구체적인 대응방안은 포함되고 있지 않음 - 적응 정책 효과를 정량화하기 위해서는 공학적인 설계가 뒷받침되어야 하나 한계가
있을 것으로 판단됨에 따라, 장기적인 관점에서는 공학적 실험 동향을 살펴보며 전문가 설문조사를 통해 각 적응 대책의 실효성 파악 및 정량화 필요
ㅇ 에너지 수요
- 에너지 효율 향상 정책, 수요 반응 프로그램, 에너지 라벨 프로그램 등의 다양한 에너지 수요 적응 정책이 시행되고 있으며, 향후 실효성 있는 에너지 복지 정책 필요
3. 수자원
❏ 극한기후 영향
ㅇ 최근 홍수 피해의 증가는 기후변화로 인한 극한 강우의 빈도 및 규모의 증가와 경제성 장에 따른 도시화로 인한 시민 및 주거공공시설의 집중화에 기인함
- 홍수 리스크 대응 정책을 수립하기 위해서는 발생 가능한 피해를 경제적으로 정량화 하여 지역별 위험도를 평가하는 것이 선행되어야 함
❏ 정량화 방법론
ㅇ 서울특별시 25개 자치구를 대상으로 비선형 피해함수를 산정하여 강우 빈도별 홍수 피해금액을 정량화함
- 강우량과 홍수 피해금액의 관계는 지수함수의 형태로 일정 규모까지 기하급수적으
로 증가하므로 극한 강우량의 고량 증가에도 막대한 경제적 피해가 초래될 수 있음 ㅇ 과거 홍수 피해 자료가 부족한 자치구는 미계측 유역으로 간주하여 지역회귀 분석을
통해 피해함수의 매개변수를 추정함
❏ 시범분석 결과
ㅇ 취약계층 인구수, 취약(노후)주택 수, 인프라 시설 면적 등이 홍수 피해금액에 영향을 미치는 주요 지역인자로 분석됨
ㅇ 미계측 지역의 매개변수 지역화 과정에서 해당 지역인자의 물리적 의미를 적절하게 반영하지 못하는 결과가 산정됨
- 시범적용 지역의 홍수 피해 자료의 부족으로 인해 지역인자의 특성이 적절히 반영되 지 못한 것으로 분석됨
❏ 적응 정책 효과 분석
ㅇ 기후변화의 영향으로 과거에 발생하지 않았던 규모의 극한 강우 발생에 의해 홍수 피해의 위험이 더욱 커질 것으로 전망되므로, 취약주거 환경 개선 등을 통한 홍수 완화 적응 정책의 도입이 시급함
ㅇ 이 외에도 불투수 면적 감소를 위한 저영향개발(LID) 기법의 도입과 홍수 예측기술의 개선을 위한 연구개발이 병행되어야 함
ㅇ 신속하고 정확한 사전예보를 통해 거주민의 대피 및 대응 준비 시간을 늘려 주는 것은 피해 가능 지역의 인구수(인구밀도)를 낮추는 효과가 있음
4. 농업
❏ 농업 부문 극한기후 리스크 정량화의 상·하향식 방법론
품목 가용 자료 분석방법론 적응 효과 분석
쌀 단수, 농업보험 고정효과 모형(단수)
비율응답 모형 (손해비용률)
지역의 기후조건 혹은 적응 기제와의 교차항
밭작물
단수(신뢰도 ↓), 농업보험 자료(과수)
피해액
고정효과 모형(단수) 비율응답모형 (손해비용률)
지역의 기후조건 혹은 적응 기제와의 교차항
축산물 피해액 열 스트레스 반응 함수
(THI 지수 자료 이용)
냉각을 통한 THI 지수 감소 효과
주: Kawasaki and Uchida(2016); Kawasaki(2019); 조현경 외(2013); 성재훈 외(2017); 성재훈, 채광석 (2018); 김용준(2019); 성재훈 외(2020); Schlenker and Roberts(2009); Ortiz-Bobea et al.(2013);
Roberts et al.(2013); St-Pierre et al.(2003)을 바탕으로 저자 작성.
<표 5> 상향식 방법론의 적응 효과 분석
접근법 모형 장단점
산업연관분석
Gosh Model Mixed Model
ARIO
․ 산업 간/지역 간 연관관계 반영 가능
․ 선형적, 비탄력적, 대체관계 미반영, 가격효과 미반영 (ARIO 제외) → 극한기후 영향 과대평가
․ 적응 및 복구 과정 분석 가능(ARIO) 연산일반균형
모형 -
․ 산업 간/지역 간 연관관계 반영 가능
․ 비선형적, 경제적 행위 고려, 투입재 및 수입 대체 반영
․ 장기 모형 → 극한기후 영향 과소평가
부분균형 모형 KASMO, EDM 등
․ 농산물 가격 상승 효과만 고려
․ 산업 간/지역 간 연관관계 반영 부족
․ 적응 및 복구 과정 분석 불가능
주: 권오상 외(2012); 조재환 외(2013); 이미연(2015); 성재훈, 채광석(2018); 성재훈 외(2020); Rose and Liao (2005); Tsuchiya et al.(2007); Wittwer and Griffith(2011); Kajitani and Tatano(2017)를 바탕으로 저자 작성.
<표 6> 하향식 방법론의 장단점
❏ 패널 모형과 쌀 중심으로 극한기후의 농업 부문 경제적 정량화
ㅇ 2001~2018년 평균 기상조건에서 509.246(kg/10a)으로 확인되었으며, 극한기후로 인한 영향은 고온 –0.86, 가뭄 –0.182, 가뭄 –1.603, 호우 8.233으로 나타남
구분 실제 2001~
2018년
RCP4.5 21~40
RCP4.5 41~70
RCP4.5 71~00
RCP8.5 21~40
RCP8.5 41~70
RCP8.5 71~00 기후변화 시나리오
504.61 509.246
484.955 472.899 467.410 483.228 461.983 423.646 가뭄 시나리오 509.486 509.751 509.441 509.905 509.447 509.823 폭염 시나리오 488.528 483.947 474.480 490.930 468.501 433.866 자료: 성재훈 외(2020).
<표 7> 기후변화 관련 시나리오에 따른 쌀 평균 단수의 변화
❏ 농업 부문 재해위험관리 정책
ㅇ 농업 관련 재해위험관리 관련 법률에는 재해위험관리의 첫 단계인 재해위험 식별에 관한 내용이 포함되어 있지 않음
ㅇ 재해위험 식별을 바탕으로 한 전략적 재해위험관리 노력이 부족하며, 이는 효과적 재해위험관리의 제약으로 작용함
Ⅳ. 결론 및 정책적 시사점
1. 극한기후 리스크의 경제적 정량화 모형 기반 구축
❏ 극한기후 리스크의 경제적 정량화를 위해 기후경제 통합평가 모형과 부문별 상·하향 식 모형 및 방법론 분석
❏ 국내 자료 여건 및 방법론 현황 등을 고려해 분석 가능한 부문별 리스크 정량화를 위한 주요 지표 및 방법론 정리
❏ 미래 기후변화 피해 정도를 결정하는 주요 요인으로는 온도, 강수량 등의 기상 요인과 인구 구조 및 규모, 경제발전 정도, 산업 구조, 기술 발전 등이 있으며, 같은 기후변화 에도 사회·경제적으로 결정되는 적응역량에 따라 리스크는 다르게 나타남
2. 정책 제언
❏ 건강
ㅇ 우리나라는 관계부처 합동으로 매년 폭염 대책을 제시하고 있으나 대부분은 단기적이 고 취약계층을 중심으로 고온 노출을 잠시 피할 수 있는 대책으로 이루어져 있음 - 간접적인 영향으로 인한 경제적 피해도 직접적인 피해보다 더 크게 나타나고, 기후 변화에 따라 폭염이 더 강력해지고 있으므로 적응역량 강화를 통한 중장기 대책도 고려되어야 함
❏ 에너지
ㅇ 발전설비의 건설비는 재생에너지 발전비용의 큰 부분을 차지하고 있어, 기후변화 영향으로 인한 잦은 고장 및 그로 인한 설비의 운영연수 단축은 발전 부문의 비용 부담을 가중하는 요인으로 작용
- 기존 계획에서는 재생에너지 발전설비를 비롯한 발전설비의 기후변화 취약성 관리 방안이 구체적으로 수립되어 있지 않은 실정이므로 정책적 개선이 필요함 ㅇ 에너지 수요 반응 프로그램이나 에너지 효율 라벨 프로그램 등의 대응 정책을 모색할
때, 소득 수준 간 에너지 소비량 반응의 민감도 차이를 고려해야 함
- 고소득 지역의 기온에 대한 에너지 소비량 변화가 저소득 지역의 변화보다 기온에 더 민감한 것으로 나타남에 따라 건축물 에너지 효율 향상 정책과 같이 체감 기온을 상승시키거나 하락시키는 에너지 적응 정책은 비교적 소득 수준이 높은 지역에서 시행되었을 때 더 효과적일 수 있음
- 전기요금 또는 제품의 에너지 효율성에 대한 정보를 소비자에게 알려 주는 정책은 저소득층에게 더 유용할 수 있음
ㅇ 기온 상승으로 인한 소득 대비 전기요금 지출 비율이 저소득층이 고소득층보다 월등 하게 높은 점으로 미루어 볼 때, 저소득층에 대한 에너지 복지 개선 정책이 더 적극적 으로 추진되어야 함
- 현재 국내에서는 다양한 에너지 복지 정책이 시행되고 있으나 입법 절차상 또는 제도 설계상의 미비함으로 인하여 에너지 복지 정책이 실효성을 확보하지 못함
❏ 수자원
ㅇ 강우량과 홍수 피해금액의 관계는 지수함수의 형태로 일정 규모까지 기하급수적으로 증가하므로 극한 강수량의 소량 증가에도 막대한 경제적 피해가 초래될 수 있음 - 추후 기후변화로 인한 극한 강우로 야기된 홍수 피해의 위험이 커질 것으로 전망되
므로, 취약 주거환경 개선 등을 통한 홍수 완화 적응 정책의 도입이 필요함 ㅇ 불투수 면적 감소를 위한 저영향개발(LID) 기법의 도입과 홍수 예측기술의 개선을
위한 연구개발의 병행이 필요함
ㅇ 신속하고 정확한 사전예보를 통해 거주민의 대피 및 대응 준비 시간을 늘려 주는 것은 피해 가능 지역의 인구수(인구밀도)를 낮추는 효과가 있음
❏ 농업
ㅇ 정부가 집계한 극한기후 피해액은 극한기후로 인한 농업 부문의 생산 감소를 포괄할 수 없으며, 균형대체 모형은 경제적 파급 효과 계측에 지역 간/산업 간 연관성을 고려하지 못하는 한계점을 가짐
ㅇ 향후 품목별 자료의 구축과 모형의 개선이 이루어질 경우, 한층 현실화된 농업 부문 극한기후에 대한 경제적 영향의 정량화 방법론 구축 가능
주제어 : 극한기후, 경제적 정량화, 기후변화 모형, 기후변화적응
제1장 서 론 ···1
1. 연구배경 ···1
2. 연구의 필요성 및 차별성 ···4
3. 연구의 목적 및 범위 ···6
제2장 통합평가 모형 기반 극한기후 영향의 하향식 분석 방법론 ···8
1. 통합평가 모형 분석 ···8
2. 기후변화 영향의 정량화 방법론 ···11
3. 적응 효과 정량화 방법론 ···26
4. 결어: 국내에 적용 가능한 극한기후 리스크 분석 도구 개발을 위한 제언 ···36
제3장 부문별 상·하향식 경제적 정량화 분석 ···38
1. 건강 ···38
2. 에너지 ···61
3. 수자원 ···89
4. 농업 ···134
제4장 결론 및 정책적 시사점 ···170
1. 극한 기후 리스크의 경제적 정량화 모형 기반 구축 ···170
2. 정책 제언 ···177
참고문헌 ···187
Executive Summary ···209
<표 1-1> 적응 관련 신기후체제 신규 보고체계 ···3
<표 1-2> 해외 기후변화 리스크 영향 모형 ···4
<표 1-3> 본 연구와 기존 연구의 차별성 ···5
<표 2-1> 통합분석 모형의 특징 ···10
<표 2-2> 통합분석 모형별 기후변화 영향의 정량화 방법 ···26
<표 2-3> 통합분석 모형별 적응 고려 방식 ···36
<표 3-1> 폭염의 건강영향 연구 사례 ···39
<표 3-2> 폭염으로 인한 건강영향 분석 사례 ···41
<표 3-3> 국내 연구의 통계적 생명가치 결과 ···46
<표 3-4> 지역별 평균 WBGT ···49
<표 3-5> 일자별 평균 WBGT ···52
<표 3-6> WBGT 통합 노출기준별 직업군 ···53
<표 3-7> 건강 부문 폭염 대책 ···60
<표 3-8> 재생에너지원별 기후변화 리스크에 따른 에너지 공급 영향 ···62
<표 3-9> GRACE 모형의 기후변화 영향함수 매개변수 ···66
<표 3-10> 전세계 평균 기온 3.1℃ 상승 시, 유럽 지역별 영향(2070~2100년) ···67
<표 3-11> 에너지 수요에 대한 하향식 경제적 영향 평가 선행연구 ···71
<표 3-12> 에너지 수요에 대한 상향식 경제적 영향 평가 선행연구 ···74
<표 3-13> 국내 기온, 냉방도일, 강수량 평균(2011~2018년) ···80
<표 3-14> 월평균 전력 소비량, 전기요금, 소득 대비 전기요금 지출 변화 ···82
<표 3-15> 월평균 기온의 에너지 소비량에 대한 영향 ···84
<표 3-16> 제2차 국가기후변화적응대책: 에너지 공급 부문 추진과제 ···86
<표 3-17> 에너지 수요 적응 정책 선행연구 ···88
<표 3-18> 가뭄의 경제적 피해 산정 연구 방법론의 주요 특징 ···94
<표 3-21> 홍수 피해함수의 매개변수 지역화를 위해 선정한 자치구별 지역인자 ···109
<표 3-22> 서울특별시 자치구별 홍수 피해금액과 강수인자의 상관관계 분석 ···111
<표 3-23> 서울특별시 12개 자치구에 대한 홍수 피해함수의 매개변수 추정 결과 ···115
<표 3-24> 서울특별시 자치구별 지역인자 간의 상관관계 분석 ···119
<표 3-25> 지역회귀분석을 위한 총 9개의 지역인자(독립변수) ···120
<표 3-26> 지역인자의 분산팽창지수 분석 결과 ···121
<표 3-27> 다중회귀 분석 결과: 매개변수 a ···123
<표 3-28> 다중회귀 분석 결과: 매개변수 b1 ···124
<표 3-29> 다중회귀 분석 결과: 매개변수 b2 ···125
<표 3-30> 지역회귀 분석: 매개변수별 다중회귀 분석의 비표준화 계수 ···125
<표 3-31> 미계측 지역 13개 자치구에 대한 홍수 피해함수의 매개변수 산정 결과 ···126
<표 3-32> LP3 분포의 매개변수 추정 결과 ···128
<표 3-33> 서울특별시 강동구의 재현 빈도별 극한 강수량과 홍수 피해금액 전망 결과 ····132
<표 3-34> 서울특별시 서초구의 재현 빈도별 극한 강수량과 홍수 피해금액 전망 결과 ····133
<표 3-35> 생육시기별 한계온도 및 적온: 쌀 ···138
<표 3-36> 단위 기간의 생산 제약으로 인한 파급 효과 ···156
<표 3-37> 다음 기간의 분석을 위한 투입 자료 갱신 및 적응 ···157
<표 3-38> 가뭄 등 위기 단계별 수요관리 수단 ···159
<표 3-39> 수도권의 자연재해 시나리오에 따른 자본스톡 감소율 ···164
<표 3-40> 극한기후가 농업 부문 생산에 미치는 영향분석 ···168
<표 3-41> 농업 부문 극한기후의 경제적 파급 효과 분석 ···169
<표 4-1> 극한기후 리스크의 경제적 정량화 방안 ···171
<표 4-2> 부문별 경제적 정량화 방안 ···172
<표 4-3> 부문별 시범분석 결과 ···174
<그림 1-1> 리스크별 영향 및 가능성 ···2
<그림 1-2> 연구체계 ···6
<그림 1-3> 연도별 연구체계도 ···7
<그림 2-1> 기후경제 통합평가 모형 ···9
<그림 2-2> PAGE09 모형의 온도별 기후변화의 영향 ···24
<그림 2-3> AD-DICE 모형의 피해비용 구분 모식도 ···27
<그림 2-4> WTICH 모형의 적응 전략 ···29
<그림 2-5> 온도 및 한계온도의 변화 ···35
<그림 3-1> 연도별 온열질환자 및 폭염일수당 온열질환자 수 ···43
<그림 3-2> 연도별 사망자 및 폭염일수당 사망자 수 ···44
<그림 3-3> WBGT와 근로역량의 관계 ···48
<그림 3-4> 일자별 및 지역별 WBGT(2018년 6~8월) ···53
<그림 3-5> 업무강도별 종사자 수(천 명) ···54
<그림 3-6> 지역별 및 업무강도별 종사자 비율 ···54
<그림 3-7> 일자별 업무강도에 따른 근로역량(2018년 6~8월) ···56
<그림 3-8> 지역별 업무강도에 따른 근로역량(2018년 6~8월) ···56
<그림 3-9> 지역별 근로역량 저하에 따른 손실액(2018년 6~8월) ···57
<그림 3-10> 건설업(상) 및 농업(하) 종사자의 WBGT에 따른 업무 효율 추정 ···58
<그림 3-11> 건설업 및 농업 종사자의 최고온도에 따른 업무 효율 추정 ···59
<그림 3-12> 2050년 EU27 기후영향 없는 시나리오 대비 발전원별 총발전량 변화(2050년) · 65
<그림 3-13> FUND 모형 기반 에너지 소비 지출액 변화율 ···70
<그림 3-14> 기온과 전력 소비량의 관계 ···72
<그림 3-15> 기온과 전력 소비량 추이(2015~2018년) ···77
<그림 3-16> 기온 구간당 월별 노출일수 ···79
<그림 3-19> 독일 FLEMOps 모형의 손실함수 영향변수 산정 예시 ···90
<그림 3-20> 네덜란드 HIS-SSM 모형의 손실함수 침수심·건물별 피해계수 산정 예시 ···91
<그림 3-21> 미국 Hazus-MH 모형의 손실함수 산정 예시 ···92
<그림 3-22> 홍수 피해금액 산정 연구 절차 ···98
<그림 3-23> 재해연보의 기간별 및 시군구별 호우 피해 자료 예시 ···103
<그림 3-24> 서울특별시 자치구별 홍수 피해 발생 건수(1995~2018년) ···104
<그림 3-25> 서울특별시 자치구별 평균 홍수 피해액(1995~2018년) ···104
<그림 3-26> 서울특별시 자치구별 최대 홍수 피해액(1995~2018년) ···105
<그림 3-27> 기상청의 서울특별시 지역별 상세관측 자료 제공 현황 ···106
<그림 3-28> 기상청의 기상자료개방포털 ···107
<그림 3-29> 서울특별시 강남구 호우사상의 시강우 시계열 자료 예시 ···108
<그림 3-30> 서울특별시 강동구의 강우인자와 홍수 피해금액의 산점도 ···112
<그림 3-31> 서울특별시 서대문구의 강우인자와 홍수 피해금액의 산점도 ···113
<그림 3-32> 서울특별시 강동구의 실제 피해금액과 추정된 피해금액의 산점도(R2=0.99) ··· 116
<그림 3-33> 서울특별시 서대문구의 실제 피해금액과 추정된 피해금액의 산점도(R2=0.94) ·· 117
<그림 3-34> 서울특별시 강동구의 재현 빈도별(2~100년) 극한 강수량 전망 결과 ···129
<그림 3-35> 서울특별시 서초구의 재현빈도별(2~100년) 극한 강수량 전망 결과 ···130
<그림 3-36> 서울특별시 강동구의 극한 강수량의 재현 빈도별 홍수 피해금액 전망 결과 · 131
<그림 3-37> 서울특별시 서초구의 극한 강수량의 재현 빈도별 홍수 피해금액 전망 결과 · 132
<그림 3-38> 기후 및 강수량 상승이 미국의 농지가격에 미치는 영향 ···139
<그림 3-39> 평균이 같은 두 가지 분포의 예시 ···140
<그림 3-40> 분포 변화의 경제적 가치 ···144
<그림 3-41> THI 관련 용어 정의 ···149
<그림 3-42> 가뭄의 공간분포(2015년) ···151
<그림 3-43> 다지역 CGE 모형의 생산 부문 구조 예시 ···163
<그림 4-1> 극한기후로 인한 경제적 리스크 분석 모형 구조 ···176
제1장
서 론
1. 연구배경
전 지구적으로 매년 폭염, 홍수, 가뭄, 폭설, 한파 등 기후변화로 이상기상 발생 빈도 및 강도가 증가함에 따라 대규모 피해가 발생하고 있다. 최근 10년간 기상재해로 인해 152 명의 인명피해와 20만 명의 이재민이 발생하고 10조 원 이상의 재산피해가 발생하였다.
2018년 전 세계 자연재해로 인한 경제적 영향과 피해는 1,650억 달러로 집계되었으며, 지난 10년간 평균 비용은 2,200억 달러로 나타났다(Swiss Re Institute, 2019, p.3). 세계 경제포럼(WEF: World Economic Forum)의 2020년 글로벌 리스크 보고서에 따르면 주 요 리스크 중에서 극한기후와 기후변화 정책 실패가 영향 정도와 발생 가능성 측면에서 최상위권 순위로 제시되고 있다. 또한 기후변화로 인한 식량 위기, 수자원 위기, 사회기반시 설 파괴, 불평등 등 많은 부문별 리스크를 전이, 증폭하는 주요 리스크로서의 중요도가 높게 평가되고 있다. 특히 발생 가능성은 극한기후, 기후변화 정책 실패, 자연재해 순으로 나타나 기후변화와 관련된 위험요소가 삶에 미치는 영향이 여타 위험보다 더 클 수 있다고 제시하 였다(그림 1-1 참조).
기후변화를 넘어 기후위기, 기후재앙 수준의 리스크로 평가되고 있지만 미래 기후변화 및 극한기후로 인한 피해규모 파악, 리스크 및 적응역량 분석이 체계적으로 이루어지지 않 고 있다. 향후 불확실한 기후 및 사회·경제 여건 변화에 따른 리스크와 적응 정책의 비용 및 효과를 정량적으로 평가할 필요성이 점차 중요시되고 있다. Weyant(2014)는 각종 지구 환경 요소와 사회·경제적 요소의 관계가 상당히 복잡하기 때문에 기후변화의 영향을 예측하 고 정책적 대응방안을 고려할 수 있는 기후변화에 대한 통합평가모형(IAM) 을 분석할 필요
가 있다고 제안하였다. 통합평가 모형을 이용한 분석에서 무대책 시나리오(No Action, RCP8.5)의 경우 기후변화로 인한 피해비용이 GDP의 약 4%에 이를 것으로 전망하였다(채 여라 외, 2020, p.13). 는 국내에서 부문별 기후변화로 인한 피해비용에 관한 정량적 연구 는 아직 미진한 수준으로 더 많은 연구가 필요한 상황이다.
자료: WEF(2020), p.3.
<그림 1-1> 리스크별 영향 및 가능성
파리협정에 의거한 신기후체제 출범에 따라 그간 감축에만 집중했던 교토 의성서와 달리 신기후체제에서는 적응역량 확보가 중요함을 강조하는 한편 지속가능개발(SDG) 달성과 적 응 관련 보고서 제출이 의무화되었다. 이에 기후변화 리스크 및 적응역량에 대한 정량적 평가를 기반으로 기후위기에 대응하는 선진 대응체계의 구축이 필요하며, 신기후체제에서 적응 관련 신규 보고체계는 <표 1-1>과 같다. 기후변화 영향, 취약성 적응에 관한 나이로비
작업 프로그램(NWP) 제50차 부속기구회의는 우선순위 분야로 극한기후, 가뭄, 물부족, 토 지 황폐화 중립, 산림과 초원, 해양, 연안지역 및 생태계, 농업과 식량안보를 들고 이를 주제 로 논의를 진행하였다.
보고체계 주요 내용 주기
국가결정기여 (NDC: National
Determined Contribution)
- 2014년 기후변화에 관한 리마 선언에서 구체적인 가이드라인은 제 공되지 않았으나 당사국으로 하여금 자발적 국가결정기여에 적응 요소를 포함할 수 있도록 하였음. 137개 당사국은 자발적 국가결정 기여에 적응 요소를 포함하였으며, 유럽연합과 일본 그리고 미국은 적응계획 수립의 이행 현황을 보고
- 파리협정의 채택에 따라 자발적 국가결정기여는 국가결정기여로 전 환되었으며, 이러한 과정에서 대다수의 적응 요소는 그대로 유지
매 5년 (~2020)
장기 저탄소 배출 개발전략 (Long-term Low
GHG Emission Development
Strategies)
- 파리협정 제4.9조에 따라 모든 당사국은 장기 저탄소 배출 개발 전략을 개발하여야 하며, 2020년까지 중장기 전략을 보고하기를 권장
- 2019년 6월까지 전략을 제출한 11개 당사국 중 4개의 당사국(베냉, 피지, 마샬제도, 멕시코)은 적응 분야를 포함하여 제출
-
적응보고 (Adaptation Communication)
- 파리협정에 따라 모든 당사국은 전 지구적 이행 점검 주기에 맞추어 적응보고를 제출하기를 권고
- 적응보고의 목적은 적응의 가시성과 인지도 그리고 감축과의 균형 을 향상하고, 행동과 지원을 강화, 수요와 행동을 학습하고 배우며, 전 지구적 이행 점검을 위한 투입 자료를 제공
- 적응보고는 국가적응계획, 국가결정기여, 국가보고서를 포함한 여 타 국가보고서 혹은 문서와 연계 혹은 일부로 적절히 제출과 갱신하 여야 하며, 격년 투명성 보고의 영향과 적응 보고서의 일부 혹은 연계로 제출 가능
유연적 (전 지구적
이행 점검 주기에 맞추길 권장)
격년 투명성 보고서 (Biennial Transparency
Report)
- 목적: 당사국 간 상호 신뢰를 구축하고, 효과적인 파리협정 이행을 위해 유연성을 고려한 강화된 투명성 체계 수립
- 격년 투명성 보고서 가이드라인은 2018년 폴란드 카토비체 회의에 서 채택되었으며, 개발도상국에는 유연성 제공
- 2024년부터 격년으로 제출되며, UNFCCC 웹사이트에 공개되고 사무국이 종합보고서를 작성함. 작성된 종합보고서는 전 지구적 이행 점검에 활용
- 격년 투명성 보고서 내 적응 정보는 가이드라인에 따라 자발적 제출 을 기대하며, 다른 보고서의 적응 정보를 교차 인용하거나 지난 정 보의 갱신 가능
매 2년 (~2024)
자료: 강상인, 신하나(2019), pp.9-11; Adaptation Committee(2019), pp.2-3을 바탕으로 저자 작성.
<표 1-1> 적응 관련 신기후체제 신규 보고체계
기후변화에 효율적으로 대응하려면 국내 실정을 반영하여 기후, 사회·경제 환경 여건 등 에 의해 결정되는 기후변화 리스크 및 적응 정책 효과를 정량적으로 분석할 수 있는 정책 지원 도구를 개발해야 한다. 정책 지원 도구는 미래 불확실한 기후 및 사회·경제 여건에 대한 리스크를 다각도로 분석할 수 있어야 하며, 다양한 시나리오에 대한 적응 정책의 비용 효과 분석이 가능해야 한다. 본 연구에서는 극한기후에 대한 경제적 리스크 분석 도구를 개발하고자 한다. 본 연구의 목적은 극한 기후 리스크에 대한 적응역량 평가와 선진 대응체 계 구축을 위해 건강, 에너지, 수자원, 농업 부문의 부문별 극한기후 리스크 정량화 방안을 개발하고 통합평가 모형을 이용한 하향식 경제적 영향 분석 도구를 개발하는 데 있다.
2. 연구의 필요성 및 차별성
주요 국가에서는 기후변화 리스크 및 적응역량의 영향을 경제적으로 정량화하는 연구가 진행 중이다(OECD, 2014, 2015). 기후변화 리스크의 경제적 정량화는 미국과 유럽을 중 심으로 이루어지고 있으며, 부분으로는 대부분 건강, 수자원, 농업, 에너지, 생태계, 인프라 등을 다루고 있다(표 1-2 참조).
모형 연구
국가 공간 범위 시간범위 기후
시나리오 부문
CIRA II
(2017)1) 미국 미국 2050, 2090 RCP 8.5, 4.5
건강, 인프라, 전기, 수자원, 농업, 생태계 SEAGLAS
(2017)2) 미국 미국 2080~2099 RCP2.64.5, 6.0, 8.5
농업, 범죄, 건강, 노동생산성, 에너지, 연안 피해 PESETA IV
Europe (2020)3)
유럽 유럽 2050, 2100 1.5, 2, 3℃
상승
건강, 태풍, 수자원, 가뭄, 내륙 홍수, 연안홍수, 들불, 생태계, 산림, 전기 공급, 경제적 파급 효과 IMPRESSIONS
(IAP2)4) 유럽 유럽 및 중앙아시아
2020s, 2050s, 2080s
RCP 8.5, 2.6
농업, 생태다양성, 산림, 수자원 (홍수 포함), 도시개발 및 건강 HELIX
(2018)5) 유럽 글로벌 - 1.5, 2, 4, 6℃ 상승
수자원, 산림, 식량, 생태다양성, 경제 자료: 1) U.S. EPA(2017), 2) Hsiang et al.(2017), 3) Feyen L. et al.(2020), 4) Harrison, P. A. et al.(2019),
5) CORDIS(2018.6.20), “HELIX”, 검색일: 2020.10.16을 바탕으로 저자 작성.
<표 1-2> 해외 기후변화 리스크 영향 모형
그간 국내 연구는 기후 및 사회·경제 시나리오, 기후변화의 경제적 영향, 적응 정책 경제 성 평가, 기후변화 영향 및 취약성 통합평가 등 다각도로 진행되었다. 기후 및 사회·경제 시나리오가 개발되었으나 합리적으로 정책평가에 적용된 사례가 부족하고, 기후변화의 경 제적 영향 산정에 관한 연구가 수행되었으나 극한기후 현상에 대한 고려가 미흡하였다. 또 한 부문별 영향평가 모형을 이용해 일부 적응 대책의 경제성을 분석하였으나 극한기후에 대한 구체적 분석이 미흡하고 부문별 통합취약성 평가 모형이 개발되어 적응 대책에 대한 분석이 시도되고 있으나 극한기후에 대한 종합적 분석은 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 극한기후에 대한 리스크를 경제적으로 정량화하고 적응역량 및 적응 정책의 효과를 평가할 수 있는 도구를 개발하는 데 차별성이 있다.
연구 연구방법 주요 내용
OECD (2015)
OECD ENV-Linkages 모형 / AD-DICE 모형
- 2060년까지의 지역-부문별 기후변화 피해비용 산출 - 2100년까지 온실가스 감축과 기후변화 적응 정책의 효과 추정 Mrsnik et al.
(2015)
Nat Cat 모형/
Standard and Poor의 신용등급 분석기법
- 2050년까지 기후변화에 따른 국가별 신용등급 변화 분석 - 기후변화 적응 수단의 하나로서 기후재난보험을 고려할 경우
신용등급 변화 분석
황인창
(2015) 비교분석 / RICE 모형
- 사회후생함수 최대화와 관련한 총 10개 모형에 대한 유형화 - 기후변화 대응전략에 따른 국가(지역)별 기후변화 정책 실증 연구 - 국내 모형 개발을 위한 기본방향, 모듈별 구성요소, 기존연구와
협력방안 등 제시 채여라 외
(2013)
문헌조사 / 방법 개발 및 시범적용
- 국가 리스크 관리 측면에서의 기후변화 적응 개념 연구 - 기후변화 적응역량에 대한 과학적인 평가방법론 개발 - 지자체 적응 대책 수립과 이행 효과 분석 평가체계 개발
전성우, 정휘철 (2011)
문헌조사 및 분석 / 시나리오별 영향 및
불확실성 분석
- 다수의 IPCC 기후 자료 및 RCM 수집 및 시·공간 보정과상세 화 방법 고찰
- 분야별 영향평가 모형체계 구축·검증
- 공통 기후 자료 시나리오를 이용한 다양한 분야의 확률적 기후 변화 영향 예측
채여라 외 (2017)
통계 자료 분석 / 시나리오 개발 / 모델링
- 1.5℃ 기온안정화와 기후변화 리스크 저감을 위한 기후안전사 회로의 전환 경로 제시
- 저탄소 발전전략 수립 및 기후변화 대책 수립 방향성 제시 송영일
(2014~2020)
통계 자료 분석 / GIS 분석 / 모델링
- 부문별 평가 모형을 개발하고, 통합평가 기반인 기후/비기후 결과 표출 도구 및 DB와 리스크 평가기법을 개발하며, 기후변 화 통합 영향 및 취약성 평가 플랫폼을 개발
본 연구 통합평가 모형 내 피해 및 적응 함수
- 극한기후에 대한 부문별 통합 리스크 모형 개발을 통한 적응역 량 강화 방안 구축
- 정량적 리스크 변화에 대응할 수 있는 기후변화 대응체계 연구 자료: 각 출처를 바탕으로 저자 작성.
<표 1-3> 본 연구와 기존 연구의 차별성
3. 연구의 목적 및 범위
본 연구는 국내 기후변화 리스크 및 적응 정책 효과에 대해 정량적으로 분석할 수 있는 정책 지원 도구 개발을 목적으로 한다. 특히 본 연구를 통해 개발되는 정책 지원 도구는 국내 실정을 적극적으로 반영하여 국내의 기후 사회·경제 환경 여건 등에 의해 기후변화 관련 리스크 및 적응 정책의 효과 등이 결정되도록 한다. 또한 미래 불확실한 기후 및 사회·
경제 여건에 대한 리스크를 다각도로 분석하고, 미래 다양한 시나리오에 대한 적응 정책의 비용 효과를 분석할 수 있는 분석 도구를 개발하고자 한다.
본 연구는 2020년부터 2022년까지 총 3차 연도에 걸쳐 진행될 계획이다. 1차 연도인 2020년에는 경제성 분석을 위한 도구 개발 현황 분석 및 극한기후의 부문별 경제적 리스크 정량화 방안을 도출한다. 그리고 결과를 바탕으로 극한기후 영향에 대한 시범분석을 진행한 다. 2차 연도에는 극한기후 및 사회·경제 시나리오를 개발하고 부문별 시나리오에 따른 영향 분석을 통한 적응 옵션 및 역량을 분석할 예정이다. 마지막인 3차 연도에는 미래 시나 리오에 따른 극한기후 리스크 적응 모형을 구축을 통해 극한기후-사회·경제 시나리오별 정책 효과 분석 및 시사점을 제시할 예정이다.
자료: 저자 작성.
<그림 1-2> 연구체계
자료: 저자 작성.
<그림 1-3> 연도별 연구체계도
제2장
통합평가 모형 기반 극한기후 영향의 하향식 분석 방법론
본 장에서는 향후 국내 극한기후 리스크 평가 모형을 구축하기 위해 기후변화의 경제학적 분석에 대표적으로 사용되는 기후경제 통합평가 모형(IAM: Integrated Assessment Model)에 대해 살펴보았다. 먼저 대표적인 통합평가 모형을 소개하고 각 모형의 특징 및 분석 방식, 분석 기간 등을 비교 분석하였다. 그다음 모형별로 기후변화 영향의 정량화 및 적응 효과 정량화 방법을 자세히 살펴보았다. 마지막 절에는 이를 종합하여 국내 극한기후 리스크 경제적 분석 도구 개발에 대한 방향을 제안하였다.
1. 통합평가 모형 분석
기후경제 통합평가 모형은 기후변화와 관련한 정책 수단을 평가하기 위해 고안된 모형으 로 1990년대 초반 미국 예일대학교 William Nordhaus 교수에 의해 DICE(Dynamic Integrated Climate-Economy Model) 모형이 처음 개발된 이후, 이를 응용하고 변형한 다수의 통합평가 모형이 지속적으로 개발되었다.
평가 모형은 모형의 주목적에 따라 그 형태는 상이하지만, 경제-기후-영향을 연결하는 구조와 방식은 초기에 개발된 DICE 모형과 대체로 유사하다(그림 2-1 참조). 본 절에서는 각종 통합분석 모형의 연구 방식, 지역 구분, 분석 기간, 영향 구분 및 적응 고려 방식 등을 모형별로 제시하고 비교 분석한다.
자료: Carsten Vogt, “Optimal Climate Policy”, 검색일: 2020.6.15.
<그림 2-1> 기후경제 통합평가 모형
우선 통합평가 모형은 방식에 따라 비용과 편익을 비교하고 후생을 극대화하는 정책 최적 화 모형과 정책의 효과를 시뮬레이션을 통해 살펴보는 정책평가 모형으로 구분할 수 있다 (안영환, 김동구, 2017). <표 2-1>의 모형 중 DICE, AD-DICE, RICE, WITCH, FUND 모형이 정책 최적화 모형이고 PAGE 모형이 정책평가 모형에 속한다.
연구를 위한 전 지구의 지역적 구분도 분석 모형에 따라 달라진다. DICE 모형과 AD-DICE 모형은 지역 구분 없이 지구 전체를 하나의 단위로 두고 분석한다. 하지만 이후 에 개발된 RICE, WITCH, FUND, PAGE 모형 등은 전 지구를 위치 또는 경제발전 수준 등에 따라 8개에서 16개 지역으로 나누어 분석하고 있다. 지구를 지역 단위로 나눈 뒤 국가 별로 효용에 대한 가중치를 다르게 줌으로써 기후변화로 인한 영향에 대한 편차를 줄 수 있다. 전 지구를 지역별로 나누어 분석하는 모형은 전 지구를 단일지역으로 두고 분석하는 모형에 비해 국가 간의 갈등 상황을 고려할 수 있다는 장점이 있다(안영환, 김동구, 2017, p.16). 다만 전 지구를 지역별로 나누어 분석을 진행하고 있는 모형 중 한국의 구분 여부를 조사해 본 결과, 한국을 단일 그룹 혹은 국가로 설정하고 분석하는 모형은 아직 없는 것으로 나타났다.1)
