KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE
울산광역시 중구 종가로 405-11 TEL I 052. 714. 2114 ZIP I 44543 ISBN 978-89-5504-529-1 93320
9 7 8 8 9 5 5 0 4 5 2 9 1 7,000원
KOREA ENERGY ECONOMICS INSTITUTE www.keei.re.kr
이 상 준
에너지 효율 리바운드 효과와 온실가스 감축
기본 연구 보고서
15-11
기본
15-11
에너지 효율 리바운드 효과와 온실가스 감축
20 15
기본15-11(정책) 이상준 표지.indd 1-3 16. 3. 17. 오전 7:07
참여연구진
연구 책임자 : 부연구위원 이상준
요약 i
<요 약>
1. 연구 필요성 및 목적
12월 도출 예정인 Post-2020 新기후체제 합의에 앞서 지난 6월 정 부는 2030년까지 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37%를 감 축하는 우리나라 장기 온실가스 감축목표를 발표하였다. 그러나 우리 나라의 높은 제조업 비중 등 우리나라의 국가 여건을 고려할 때 온실 가스 감축이 쉽지 않고 경제에 부담을 줄 수 있다는 우려가 제기된 바 가 있다.
2030년 감축목표 설정에 따라 향후 동 감축목표를 이행하기 위한 합리적이며 창의적인 이행방안의 마련이 중요해질 것이다. 온실가스 감축을 위한 다양한 한계점을 정확하게 파악하고 국내 경제가 감당 가능한 감축수단을 발굴하는 것이 향후 중요한 정책목표가 될 것으로 전망된다. 연도별․부문․업종별 감축률 설정 등 세부 이행계획 수립 시, 충실한 연구와 폭넓은 의견 수렴을 거쳐 합리적이며 창의적인 이 행방안을 마련하기 위한 적극적 노력이 필요할 것이다.
온실가스 감축을 효과적으로 이행하기 위해서는 다양한 온실가스 감축수단을 검토하고 정책이나 기술 등의 도입에 따른 온실가스 감축 효과를 정치하게 계산하는 과정이 필수적이다. 즉, 미래 시점에 적용 될 수 있다고 예측되는 온실가스 감축기술, 감축정책과 소요비용을 가 정하여 기술․정책의 적용 시나리오 구성하고 이에 따른 합리적인 온 실가스 감축 방안을 도출해내야 하는 것이다.
온실가스 감축에서 가장 많이 거론되는 주요 기술은 재생에너지와
ii
에너지 효율 개선이다. 특히 에너지 효율 개선은 온실가스 감축을 위 한 여러 수단 중에서 가장 비용효과적인 방안으로 인식되어 왔다. 에 너지 효율을 개선하는 것은 에너지 사용을 줄여서 온실가스 감축 효 과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 개별 경제주체의 관점에서도 비용을 절감하는 요인이 되기 때문이다. 즉, 온실가스 감축과 경쟁력 향상을 동시에 도모할 수 있는 중요한 수단이다. 예를 들어 저효율 기기에서 고효율 기기로 대체할 경우 사용량이 동일하다면 기존의 기기보다 소 량의 에너지를 사용하게 되어 온실가스 배출을 저감하는 효과가 발생 할 뿐만 아니라 에너지 사용 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있게 된 다.
그러나 에너지 효율 개선에 따른 효과가 직접적으로 계측되는 효과 보다 낮을 수 있다는 한계점이 지적되고 있다. 특히 최종 소비재의 경 우에는 이러한 효과가 더욱 강한 것으로 지적되고 있는데, 대표적으로 에너지 효율 개선에 따라 기기의 사용량이 증가한다거나 에너지 절약 에 따른 소득 상승효과가 타 상품 구매로 전환되어 에너지 사용의 증 가로 연결되는 리바운드(rebound) 효과가 있을 수 있다는 것이다. 심 각하게는 에너지 효율로 인한 효과를 완전히 상쇄하여 에너지 효율 증가로 인해 총 에너지 소비는 오히려 증가하게 되는 역화(backfire) 효과에 대한 의견도 제기되고 있다.
에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과에 대한 논의는 비교적 오 래전부터 진행되어 왔으나 아직 그 정의나 범위에 대한 논의는 완전 히 성숙단계에 이르지 못한 것으로 파악된다. 현재 학자들 간 에도 에 너지 효율 개선의 리바운드 효과에 대한 정확한 정의 및 정치한 분석 에 대해서도 논란이 존재한다.
요약 iii
따라서 리바운드 효과에 대한 논의를 정리하고 리바운드 효과를 계 측하는 합리적인 방법을 탐구하여, 이에 따른 실증 예를 제시하는 연 구가 긴요하다고 판단된다. 한편 리바운드 효과를 탐구한 기존의 연구 에서는 일반적으로 제품의 보급은 가정한 채 리바운드 효과를 분석한 경우가 대부분이다. 리바운드 효과는 제품이 보급된 이후 발생하기 때 문에 이러한 접근이 타당하지 않은 것은 아니지만, 정책의 효과를 파 악하기 위해서는 고효율 제품의 보급과정을 동시에 살펴볼 필요가 있 다.
본 연구는 에너지 효율 개선의 리바운드 효과가 일어나는 미시적 채널에 대한 논의를 정리하고 정량적 분석 사례를 제시하는 것을 목 적으로 한다. 특히 고효율 제품의 보급과 관련된 모형을 부가하여 리 바운드 효과의 논의를 확장하였다. 기존의 연구에서는 다양한 논의가 존재하였지만 리바운드 효과에 대한 정치한 모형보다는 실증분석의 사례 중심으로 분석이 이루어졌다는 점에서 리바운드 효과에 대한 미 시경제 모형을 통해 리바운드 효과의 채널에 대한 명확한 배경을 탐 구하고 정책적으로도 시사점을 제공하는 것을 목표로 한다.
또한 동 분석을 바탕으로 실증분석 사례를 제시하여 리바운드 효과 의 크기를 재검토할 것이다. 리바운드 효과 분석을 위한 다양한 사례 가 있으나 본 연구에서는 고효율 승용차 또는 친환경 승용차의 보급 과 관련된 정책을 중심으로 실증 예를 다룰 것이다. 특히 평균에너지 소비효율제도(평균연비제도, Coporate Average Fuel Economy)를 사 례로 리바운드 효과를 반영하여 온실가스 감축효과를 분석할 것이다.
iv
2. 연구 내용 및 시사점
우리나라의 경제 전반의 에너지 효율은 선진국에 비하여 개선해야 할 여지가 많다. 특히 최종 소비단계에서 에너지 효율은 개선해야 할 여지가 많은 부분으로 여겨진다. 최종 소비단계에서 에너지 효율을 높 이는 방안은 고효율 제품의 보급 확대가 핵심이다. 이를 달성하기 위 한 정책적 방안은 크게 규제와 지원의 두 가지의 방안이 있다. 규제는 효율 기준 등을 설정하여 시장에 공급되는 제품의 효율 수준을 전체 적 높이도록 강제하는 방식이고, 지원은 소비자가 고효율 제품을 선택 할 수 있도록 정책을 통해 지원하는 것이다. 일반적으로 두 가지 형태 의 정책을 모두 활용하는 것이 대부분의 국가에서 나타나는 현상이다.
우리나라도 마찬가지이다. 고연비 및 친환경차를 예로 들면 우리나라 는 에너지소비효율제도를 통해 시장에 보급되는 승용차의 연비수준을 규제하고 있다. 동시에 친환경차의 보급을 확대하기 위해 보조금 및 세제혜택 등을 통해 친환경차와 기타 차종 간에 가격 격차를 낮추어 소비자의 선택을 촉진하는 정책을 활용하고 있다.
본 연구가 제시하는 모형은 크게 두 구성 요소를 가지고 있다. 에너 지 효율 개선의 관점에서 고효율 제품을 구매하는 소비자의 선택 행 위를 분석하였고 에너지 효율 개선이 이루어졌을 경우 그에 따른 리 바운드 효과의 채널에 관한 미시적 분석을 행하였다. 우선 리바운드 효과의 측면에서 본 연구는 리바운드 효과의 채널을 미시경제이론에 서 폭넓게 활용되는 개념인 소득효과와 대체효과로 구별하여 명확한 이해를 도모하였다. 본 연구의 분석결과 기존의 연구에 비해 리바운드 효과는 크지는 않을 수 있다는 점을 제시하였다. 이 점에서 에너지 효 율 개선을 위한 정책이 필요하며 리바운드 효과의 우려로 인해 정책
요약 v
효과가 무력화되기는 힘들 것이라는 점을 지적할 수 있다. 그러나 리 바운드 효과가 정책 효과의 분석에서 충분히 고려될 필요가 있다. 기 존의 연구에 비해서 다소 낮다고 평가되었으나 여전히 상당한 크기의 리바운드 효과가 존재한다고 분석되었다는 점을 주지하여야 한다.
다음으로 본 연구의 분석결과 에너지 서비스 가격의 불확실성, 고효 율 내구재 구매의 비가역성을 고려하면 소비자의 고효율 제품 구매가 보수적으로 이루어져 동 제품 보급이 원활하지 않을 수 있다는 분석 을 제시하였다. 특히 규제를 통한 효율 수준 향상에 따른 비용이 소비 자에게 전가되는 경우 고효율 제품의 보급을 한층 더 지연될 수 있다 는 점을 지적하였다. 따라서 고효율 제품 확산을 위해 고효율 제품의 프리미엄을 낮추어 소비자의 선택을 촉진할 수 있는 지원 정책이 필 요한 부분이 있음이 언급되었다. 그러나 보급 확대를 위한 지원정책은 리바운드 효과를 증폭시킬 위험도 있음이 언급되었다.
본 연구의 결과는 규제와 지원의 에너지 효율 개선 정책의 양대 조 류가 모두 효용성이 있으나 보급 지연과 리바운드 효과 확대의 양면 성이 있다는 점을 보여 준다고 하겠다. 그러므로 고효율 제품의 보급 을 확대하면서 리바운드 효과를 적절히 통제할 수 있는 규제와 지원 정책의 적절한 조합을 찾는 것이 중요할 것으로 판단된다.
ABSTRACT i
ABSTRACT
1. Background and objectives
Before UNFCCC climate change conference in Paris to establish new climate regime after Kyoto Protocol, Korea has announced its greenhouse gas (GHG) reduction target aiming to reduce 37% below Business as Usual (BAU) by 2030. With the highly ambitious GHG reduction target, there are increasing concerns that the target will be hard to achieve considering national circumstances. More specifically, Korea’s mitigation potential is limited due to its industry structure with a large share of manufacturing and the high energy efficiency of major industries.
The Korean government will develop GHG reduction road map to implement the mitigation target in consultation with relevant stakeholders. In order to achieve the GHG target, carefully devised and innovative implementation plan will be crucial. Various cost-effective GHG reduction technologies will need to be thoroughly investigated and corresponding policy measures should be in place timely.
Among major technologies reducing GHG emissions, renewable energy deployment and energy efficiency improvement have been considered most important measures. Especially, energy efficiency improvement has been widely recognized to be most cost-effective
ii
way. It is because energy efficiency improvement is win-win strategy since economic agents can save own costs by energy efficiency improvement as well as reducing GHG emissions.
However, there have been concerns that effect of energy efficiency improvement may be smaller than projected reduction potentials due to rebound effects. The rebound effects stem from agent can change consumption patterns due to savings from efficiency improvement.
While there have been widespread discussions about the rebound effects, discussions about channels of the effects are still not converged.
This research report aims to explore discussion about sources of the rebound effects and provide microeconomic background on the effects. In addition, empirical evidence of the rebound effect will be investigated. While previous researches have paid little attention to the process of adoption of efficient products, this report will provide economic model about the process to explore the rebound effects more comprehensively. Empirical evidence will focus on high efficiency vehicle adoption and associated rebound effects.
Especially, Average Fuel Economy (AFE), which has been in place in Korea, will be discussed for empirical analysis.
ABSTRACT iii
2. Results and policy suggestions
Overall economy-wide energy efficiency level has some rooms to improve in Korea comparing to major advanced economies.
Especially, end-use energy efficiency improvement has wide potentials to improve. One of most important measures to improve end-use energy efficiency level is to increase deployment high efficiency products. Policy makers can use regulations and supports to encourage consumers to buy more efficient products. The exactly applies to Korean situation which intends to increase high efficiency vehicle deployment. The government not only regulate overall mileage of vehicle sold in the market through AFE, but induce consumers to buy high efficiency vehicles through tax reduction and subsidy.
The economic model suggested in this report consists of two components. First, a consumers decision model to buy high efficiency product is established. Second, microeconomic rebound effect model has been provided after buying the high efficiency product. In terms of rebound effects, this study separate the effects to income and substitution effects and explore clear channels of the effects.
The results in this study suggest that size of rebound effects may be not so much as negating gains from energy efficiency improvement is impossible. However, correctly specifying and addressing the rebound effects is important to measure impacts of
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any energy efficiency policies.
The results also suggest that consumers will be conservative to buy high efficiency products considering uncertainty of energy service prices and irreversibility of durable purchases. This provide justifications for tax reduction and subsidy policies. But this may magnify rebound effects by increasing consumers’ income. Therefore, future research will need to focus on effective policy mix between regulations and support policies. In order to achieve GHG emission reductions effectively through energy efficiency policies, supports programs enhancing adoptions of high efficiency products will have to be combined with reasonable efficiency regulations such as efficiency standards.
차 례 i
제목 차례
제1장 서 론 ··· 1제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 ··· 7
1. 에너지 효율 개선의 필요성 ··· 7
가. 우리나라 온실가스 배출 추이 ··· 7
나. 에너지 소비와 에너지 효율 추이 ··· 10
다. 에너지 효율 개선의 필요성 ··· 13
2. 에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과 ··· 17
가. 리바운드(rebound) 효과 ··· 17
나. 리바운드(rebound) 효과에 관한 선행 연구 검토 ··· 19
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 ··· 23
1. 미시적 리바운드 효과의 모형 ··· 23
가. 모형의 기본 가정 ··· 23
나. 리바운드 효과의 채널 ··· 25
2. 소비자 선택 모형: 고효율 상품에 대한 투자 ··· 30
가. 모형의 설정 ··· 30
나. 모형의 분석 ··· 34
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제4장 리바운드 효과의 실증 사례 ··· 41
1. 평균에너지소비효율제도를 통한 리바운드 효과의 계측 ··· 41
가. 평균에너지소비효율제도 개관 ··· 41
나. 평균에너지소비효율제도하에서 리바운드 효과 ··· 44
2. 소비자의 선택행위 분석 ··· 54
가. 고연비 차량에 대한 소비자의 선택 ··· 54
나. 비교정태 분석 ··· 58
제5장 결론 및 시사점 ··· 63
1. 결론 및 정책적 시사점 ··· 63
2. 연구의 한계 및 향후 연구과제 ··· 65
참고문헌 ··· 69
차 례 iii
표 차례
<표 2-1> 주요국의 총에너지 소비 변화, 1980년~2013년 ··· 11<표 2-2> 주요국의 에너지원단위 변화, 1980년~2013년 ··· 12
<표 4-1> 리바운드 효과 분석을 위한 가정 ··· 44
<표 4-2> 리바운드 효과 분석결과 ··· 48
<표 4-3> 민감도 분석결과: 연비개선 변화 ··· 49
<표 4-4> 민감도 분석결과: 연간 주행거리 변화 ··· 50
<표 4-5> 민감도 분석결과: 탄성치 변화 ··· 51
<표 4-6> 민감도 분석결과: 추가비용 변화 ··· 52
<표 4-7> 민감도 분석결과: 할인율 변화 ··· 53
<표 4-8> 휘발유 가격 기초 통계량 ··· 55
<표 4-9> 최적 구매 임계값을 설정하기 위한 가정 및 추정치 ··· 56
iv
그림 차례
[그림 2-1] 우리나라 온실가스 배출 추이 ··· 8
[그림 2-2] 우리나라 제조업 비중 및 에너지다소비 업종 비중 ··· 9
[그림 2-3] 우리나라 온실가스 배출원단위 추이 및 감축목표 ··· 14
[그림 2-4] 세계 온실가스 저감을 위한 주요 기술의 기여도 ··· 16
[그림 4-1] 우리나라 승용차 평균연비 추이 ··· 43
[그림 4-2] 주유소 휘발유 가격 추이 ··· 54
[그림 4-3] 소비자 구매결정 의태분석 ··· 57
[그림 4-4] 소비자 구매결정 민감도 분석 ··· 61
제1장 서 론 1
제1장 서 론
12월 도출 예정인 Post-2020 新기후체제 합의에 앞서 지난 6월 정 부는 2030년까지 온실가스 배출량을 배출전망(BAU) 대비 37%를 감 축하는 우리나라 장기 온실가스 감축목표를 발표하였다. 우리나라의 Post-2020 감축목표는 우리나라의 국제적 책임과 기후변화 대응 리더 십을 고려하여 정부가 제시하였던 감축 시나리오보다 목표를 상향 조 정한 안이다(관계부처합동, 2015).
그러나 우리나라의 높은 제조업 비중 등 우리나라의 국가 여건을 고려할 때 온실가스 감축이 쉽지 않고 경제에 부담을 줄 수 있다는 우 려가 제기된 바가 있다. 우리나라는 산업 부문의 에너지 효율이 높기 때문에 한계감축비용이 낮은 온실가스 감축수단이 부족할 것이라는 점도 지적되었다(BNEF, 2015).
2030년 감축목표 설정에 따라 향후 동 감축목표를 이행하기 위한 합리적이며 창의적인 이행방안의 마련이 중요해질 것이다. 온실가스 감축을 위한 다양한 한계점을 정확하게 파악하고 국내 경제가 감당 가능한 감축수단을 발굴하는 것이 향후 중요한 정책목표가 될 것으로 전망된다. 연도별․부문․업종별 감축률 설정 등 세부 이행계획 수립 시, 충실한 연구와 폭넓은 의견 수렴을 거쳐 합리적이며 창의적인 이 행방안을 마련하기 위한 적극적 노력이 필요할 것이다.
온실가스 감축을 효과적으로 이행하기 위해서는 다양한 온실가스 감축수단을 검토하고 정책이나 기술 등의 도입에 따른 온실가스 감축 효과를 정치하게 계산하는 과정이 필수적이다. 즉, 미래 시점에 적용
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될 수 있다고 예측되는 온실가스 감축기술, 감축정책과 소요비용을 가 정하여 기술․정책의 적용 시나리오 구성하고 이에 따른 합리적인 온 실가스 감축 방안을 도출해내야 하는 것이다.
온실가스 감축에서 가장 많이 거론되는 주요 기술은 재생에너지와 에너지 효율 개선이다. 특히 에너지 효율 개선은 온실가스 감축을 위 한 여러 수단 중에서 가장 비용효과적인 방안으로 인식되어 왔다. 에 너지 효율을 개선하는 것은 에너지 사용을 줄여서 온실가스 감축 효 과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 개별 경제주체의 관점에서도 비용을 절감하는 요인이 되기 때문이다. 즉, 온실가스 감축과 경쟁력 향상을 동시에 도모할 수 있는 중요한 수단이다. 예를 들어 저효율 기기에서 고효율 기기로 대체할 경우 사용량이 동일하다면 기존의 기기보다 소 량의 에너지를 사용하게 되어 온실가스 배출을 저감하는 효과가 발생 할 뿐만 아니라 에너지 사용 비용을 절감하는 효과를 거둘 수 있게 된 다.
그러나 에너지 효율 개선에 따른 효과가 직접적으로 계측되는 효과 보다 낮을 수 있다는 한계점이 지적되고 있다. 특히 최종 소비재의 경 우에는 이러한 효과가 더욱 강한 것으로 지적되고 있는데, 대표적으로 에너지 효율 개선에 따라 기기의 사용량이 증가한다거나 에너지 절약 에 따른 소득 상승효과가 타 상품 구매로 전환되어 에너지 사용의 증 가로 연결되는 리바운드(rebound) 효과가 있을 수 있다는 것이다. 심 각하게는 에너지 효율로 인한 효과를 완전히 상쇄하여 에너지 효율 증가로 인해 총 에너지 소비는 오히려 증가하게 되는 역화(backfire) 효과에 대한 의견도 제기되고 있다.
에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과에 대한 논의는 비교적 오
제1장 서 론 3
래전부터 진행되어 왔으나 아직 그 정의나 범위에 대한 논의는 완전 히 성숙 단계에 이르지 못한 것으로 파악된다. 현재 학자들 간 에도 에너지 효율 개선의 리바운드 효과에 대한 정확한 정의 및 정치한 분 석에 대해서도 논란이 존재한다.
따라서 리바운드 효과에 대한 논의를 정리하고 리바운드 효과를 계 측하는 합리적인 방법을 탐구하여, 이에 따른 실증 예를 제시하는 연 구가 긴요하다고 판단된다. 리바운드 효과를 탐구한 기존의 연구에서 는 일반적으로 제품의 보급은 가정한 채 리바운드 효과를 분석한 경 우가 대부분이다. 리바운드 효과는 제품이 보급된 이후 발생하기 때문 에 이러한 접근이 타당하지 않은 것은 아니지만, 정책의 효과를 파악 하기 위해서는 고효율 제품의 보급과정을 같이 탐구할 필요가 있다.
특히 고효율 제품의 보급과 리바운드 효과 간에는 서로 상충되는 관 계가 존재할 수 있는 것으로 본 연구에서 나타나고 있다는 점을 미리 밝혀둔다.
본고는 에너지 효율 개선의 리바운드 효과가 일어나는 미시적 채널 에 대한 논의를 정리·보완하고 정량적 분석 사례를 제시하는 것을 목 적으로 한다. 특히 고효율 제품의 보급과 관련된 모형을 부가하여 리 바운드 효과의 논의를 확장하였다. 기존의 연구에서는 다양한 논의가 존재하였지만 리바운드 효과에 대한 정치한 모형보다는 실증분석의 사례 중심으로 분석이 이루어졌다는 점에서 리바운드 효과에 대한 미 시경제 모형을 통해 리바운드 효과의 채널에 대한 명확한 배경을 탐 구하고 정책적으로도 시사점을 제공하는 것을 목표로 한다.
또한 동 분석을 바탕으로 실증분석 사례를 제시하여 리바운드 효과 의 크기를 재검토할 것이다. 리바운드 효과 분석을 위한 다양한 사례
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가 있으나 본 연구에서는 고효율 승용차 또는 친환경 승용차의 보급 과 관련된 정책을 중심으로 실증 예를 다룰 것이다. 특히 평균에너지 소비효율제도(평균연비제도, Coporate Average Fuel Economy)를 사 례로 리바운드 효과를 반영하여 온실가스 감축효과를 분석할 것이다.
이러한 논의를 바탕으로 리바운드 효과를 감안한 측면에서 온실가 스 감축을 위한 정책적 시사점을 도출한다. 리바운드 효과를 감안할 경우, 현재 온실가스 감축 정책의 한계를 검토하여 본 후, 향후 온실 가스 감축 정책의 설계 및 개선을 위한 시사점을 제시할 것이다.
본 연구보고서의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 온실가스 감축 을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과에 관하여 설명 한다. 간략히 우리나라 에너지 효율 상황 및 온실가스 배출 현황 등을 살펴보고 에너지 효율 개선이 필요한 이유에 대해서 논의한다. 또한 에너지 효율 개선에 수반되는 리바운드 효과를 정의하고 리바운드 효 과를 적절히 고려하는 것이 정책 결정과 수행에 중요하다는 점이 강 조될 것이다.
제3장에서는 본 연구의 핵심적 모형을 전개하고 설명한다. 우선 리 바운드 효과의 미시적 모형을 수립한 후 리바운드 효과가 발생하기 전 고효율 제품의 보급과 관련한 모형을 추가하여 보급 확대와 리바 운드 효과를 종합적인 관점에서 조망할 수 있는 모형이 제시될 것이 다.
제4장에서는 3장에서 제시된 모형을 바탕으로 고효율 차량의 보급 과 관련된 정책을 중심으로 실증 사례를 수립한다. 리바운드 효과의 실증 예를 제시하고 또한 고효율 제품의 보급과 관련된 분석도 함께 제시된다. 특히 보급 확대와 리바운드 효과 간에 긴장이 발생할 수 있
제1장 서 론 5
는 상황이 존재할 수 있다는 점이 제시될 것이다.
제5장에서는 분석의 결과를 바탕으로 정책적 시사점을 도출하고 본 연구결과를 정리하고 한계점을 논의한다. 향후 동 분야에 추가적으로 필요한 연구주제에 관하여도 문제제기할 것이다.
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 7
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과
1. 에너지 효율 개선의 필요성
가. 우리나라 온실가스 배출 추이
우선 에너지 효율을 살펴보기에 앞서 우리나라 온실가스 배출의 추 이를 살펴보자. 본 연구의 초점이 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선에 있기 때문이다. 다음의 그림에서 제시된 것과 같이 2012년 기 준 우리나라 온실가스 총배출량은 688.3백만 톤CO2eq로 1990년 296 백만 톤에 비해 연평균 3.9% 증가하였다. 이러한 빠른 온실가스 배출 량의 증가는 기본적으로 빠른 경제성장에 따른 필연적인 증가이다.
우리나라 온실가스 배출량은 산업 부문의 빠른 배출 증가에 기인하 는 것임을 동 부문 배출량 증가 추이로 확인할 수 있다. 산업 부문의 온실가스 총배출량은 1990년 124백만 톤에서 2012년 374백만 톤으로 연평균 5.2% 증가하여 국가 총배출량보다 빠르게 증가하였다는 점이 확인된다. 이에 따라 총배출량 중 산업 부문의 배출비중은 1990년 42% 수준에서 2012년 54%까지 증가하였다.
산업 부문 배출의 대부분은 특히 제조업 부문이 대부분을 차지하는 데 우리나라가 제조업 중심의 성장을 견지해왔다는 점에서 당연한 귀 결이라고 할 것이다. 특히 우리나라는 온실가스 총배출량에서 에너지 (연료연소)에 의한 배출량이 대부분을 차지하고 있다.1) 그만큼 에너지
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소비의 증가가 가팔랐을 것으로 짐작할 수 있는 부분이다.
[그림 2-1] 우리나라 온실가스 배출 추이
(단위: 백만 톤CO2eq)
자료: 온실가스종합정보센터(2014)
그러면 앞서 제시된 온실가스 배출 추세에 중요한 요인인 제조업의 비중과 에너지다소비 업종의 비중을 살펴보도록 하자. OECD의 국민 계정 자료를 활용하여 연간 총부가가치 중 제조업의 비중을 계산하면 2012년 기준 우리나라의 제조업은 총부가가치의 31%를 차지하고 있 는 것으로 나타나고 있다. 이러한 비중은 주요 선진국과 비교하여도 매우 높은 수준이다.2) 또한 우리나라는 제조업 중 에너지다소비 업종
1) 2012년 기준 연료연소에 의한 배출량이 총 배출량의 87.1%를 차지하고 있는 것 으로 계산된다.
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 9
의 비중이 특히 높은 수준이다. 2013년 기준 대표적인 에너지다소비 업종이라고 할 수 있는 정유, 화학, 1차 금속업의 비중이 5.4%이고 여 기에 고무 및 플라스틱 업종을 포함하면 총부가가치의 7%에 육박하 는 것으로 분석된다. 그만큼 온실가스를 많이 배출할 수밖에 없는 경 제구조를 가지고 있는 것이다.
[그림 2-2] 우리나라 제조업 비중 및 에너지다소비 업종 비중
(단위: %)
자료: OECD Statistics (stats.oecd.org)의 국민계정 자료를 활용 직접 계산
2) 2012년 기준 주요 제조업 강국의 총부가가치 중 제조업 비중은 각각 독일 22.6%, 일본 18.2%, 미국 12.3% 수준으로 산출된다.
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나. 에너지 소비와 에너지 효율 추이
앞서 논의한 온실가스 배출 추이에 대응하여 에너지 효율 개선의 필요성은 우선 우리나라 에너지 소비의 변화를 통해 살펴볼 수 있다.
우리나라의 에너지 소비 변화를 주요국의 에너지 소비 변화와 비교하 여 보면 다음의 표와 같이 나타낼 수 있다. 표에서 타나는 것처럼 독 일을 제외한 주요 선진국들의 총에너지소비는 1980~2000년 동안 연 평균 0.5~2%의 증가세를 기록하였으나, 2000년대 이후 대부분 하락 세로 전환된 것으로 나타나고 있다. OECD 전체적으로 1980~2000년 총에너지 소비는 연평균 1.3% 증가하였으나, 2000~2013년에는 0.01% 하락하여 에너지 소비의 증가가 둔화되거나 하락하는 추세를 보인 것으로 나타나고 있다.
한편 우리나라의 에너지 소비는 1980~2000년 동안 연평균 약 8%
씩 빠르게 증가한 것으로 나타난다. 2000년 이후에는 이러한 증가세 가 둔화된 것으로 나타나고 있으나 여전히 연평균 2.6% 정도로 에너 지 소비가 빠르게 증가하고 있다. 앞서 논의한 대로 에너지 소비의 빠 른 증가는 우리나라의 빠른 경제 성장에 기인한 것이기 때문에 그 자 체로 문제라고 볼 수는 없다. 특히 우리나라는 제조업이 기반이 된 성 장, 특히 에너지 다소비 업종의 빠른 성장에 따른 에너지 소비의 빠른 증가는 필연적이라고 해도 과언이 아니다.
그러나 이러한 에너지 소비의 빠른 증가가 적절한 에너지 효율 개 선과 결합되어 있는지는 별개의 문제이다. 일반적으로 경제가 성장하 면서 기술의 도입이나 에너지 이용의 효율화가 수반되기 때문에 에너 지 효율은 개선되는 패턴을 보이게 된다. 중요한 것은 이러한 효율의 개선이 적절히 진행되어 왔느냐의 문제일 것이다.
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 11 1980 1990 2000 2010 2013
연평균 증가율(%) 1980~
2000
2000~
2013 프랑스 191.77 224.01 251.97 261.16 252.29 1.42% 0.03%
독일 357.18 351.09 336.40 327.46 312.39 -0.28% -0.51%
일본 344.52 439.23 519.00 498.81 453.28 2.10% -0.99%
한국 41.26 92.91 188.16 249.99 262.23 8.03% 2.61%
영국 198.43 205.92 222.96 201.42 190.22 0.60% -1.17%
미국 1,804.68 1,915.05 2,273.34 2,215.39 2,186.66 1.18% -0.28%
OECD 4,067.63 4,522.28 5,291.73 5,400.06 5,272.44 1.34% -0.01%
<표 2-1> 주요국의 총에너지 소비 변화, 1980년~2013년
(단위: MTOE)
자료: OECD Statistics(stats.oecd.org) 자료를 활용하여 직접 계산
그러면 이렇듯 빠른 에너지 소비 증가와 더불어 우리나라 에너지 효율 수준이 어떻게 변화했는지에 대해서 살펴보자. 다음의 표는 우리 나라 에너지원단위(총에너지/GDP)를 선진국들과 비교한 것이다. 선진 국들의 에너지원단위는 지속적으로 개선되고 있으며, 특히 일본, 미국 및 영국의 에너지원단위가 최근 들어 타 선진국과 비교해 빠르게 개 선되고 있는 것으로 파악되고 있다.
2000년 이전 우리나라의 에너지원단위 개선 속도는 0.43%로 다른 선진국들에 비해 느린 것으로 나타나고 있다. 2000년 이후 에너지원 단위 개선의 속도가 빨라지고 있으나 아직 선진국에 비해서는 미진한 수준인 것으로 나타나고 있다.
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구체적으로 살펴보면 최근 5년간(2008년~2013년) 주요 선진국의 에 너지원단위는 연 평균 1.3~2.1%씩 개선되고 있으나 우리나라는 동 기 간 동안 연평균 0.3% 개선에 그치고 있다. 납사, 원료탄 등 비에너지 를 제외하더라도 우리나라의 원단위 개선 속도는 0.6%에 그쳐 주요 선진국의 1.2~2.3% 개선과 비교해 미흡한 상황이라고 할 수 있다.
우리나라의 더딘 원단위 개선 속도는 에너지다소비업종 중심의 산 업 구조에 기인한 바가 크며, 전력소비의 빠른 증가로 인해 에너지전 환 손실이 확대되는 점도 주요 원인으로 지목되고 있다. 한편 2000년 이후 우리나라 최종에너지소비 증가는 산업 부문이 주도해온 반면, 수 송 및 가정 부문 에너지 소비 증가세는 동 기간 동안 오히려 둔화된 것으로 나타나고 있다.
1980 1990 2000 2010 2013
연평균 증가율(%) 1980~2000 2000~2013 프랑스 0.129 0.117 0.107 0.099 0.093 -0.84% -1.11%
독일 0.175 0.137 0.108 0.096 0.088 -2.37% -1.53%
일본 0.119 0.096 0.102 0.091 0.080 -0.74% -1.81%
한국 0.293 0.256 0.265 0.228 0.220 -0.43% -1.42%
영국 0.165 0.129 0.110 0.084 0.076 -1.97% -2.76%
미국 0.276 0.211 0.179 0.148 0.138 -2.14% -1.99%
OECD 0.191 0.154 0.139 0.122 0.114 -1.55% -1.55%
<표 2-2> 주요국의 에너지원단위 변화, 1980년~2013년
(단위: TOE/천 달러(2010 USD))
자료: OECD Statistics (stats.oecd.org) 자료를 활용하여 직접 계산
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 13
다. 에너지 효율 개선의 필요성
우리나라의 에너지 효율 수준은 선진국에 비하여 낮은 수준이며 효 율 개선의 속도 또한 느리게 진행되고 있다는 점에서 에너지 효율 개 선의 필요성이 존재한다. 국가 에너지 소비를 결정하는 요인은 생산 활동 수준, 산업구조, 에너지 효율 수준, 기후 조건 등이다. 기본적으 로 전반적인 경제활동 수준 및 국가 특유의 기후 조건 등이 국가 전체 에너지 소비에 영향을 미치는 것은 자연스러운 일이다. 다음으로 산업 구조는 선진국과 원단위 차이를 설명하는 핵심 요인 중 하나로서 에 너지 저소비·고부가가치 중심 산업구조로의 전환은 국가 에너지 효율 제고를 위한 핵심 요소라고 할 수 있을 것이다. 마지막으로 에너지 소 비를 결정하는 중요한 요인은 에너지 효율 수준이다. 에너지 효율 수 준은 생산·제조 방식, 에너지 믹스, 에너지 소비 관리 행태 및 공정·설 비의 효율 기술 수준 등에 의해 결정되게 된다.
결국 경제활동 수준이나 기후조건은 에너지 소비를 절감하기 위하 여 국가가 정책적으로 조정가능한 부분이라기보다는 외생적으로 결정 되는 것이라고 볼 수 있다. 산업구조는 국가 정책을 통해 에너지 저소 비형 산업구조로 전환이 가능한 요소이나 보다 장기적인 안목이 필요 한 부분이다. 본 연구에서 주목하는 부분은 에너지 효율 수준을 개선 하여 전반적인 에너지 소비를 절감하는 것이다.
에너지 효율 개선을 통한 에너지 소비의 절감은 온실가스 감축의 측면에서도 중요성을 가진다. 다음의 [그림 2-3]은 우리나라 온실가스 배출원단위와 2030년 온실가스 감축목표를 도식화한 것이다. 에너지 효율 수준을 나타내는 에너지원단위와 유사하게 온실가스 배출원단위 도 우하향하는 추세를 보이고 있다. 2030년 감축목표를 살펴보면 원
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단위 기준으로 현재의 원단위 개선 추세보다 아래에 위치해 있는 것 을 확인할 수 있다. 현재의 원단위 개선 추세보다 원단위 개선의 속도 를 높여야 달성 가능한 목표인 것이다. 에너지 효율 개선이 온실가스 배출원단위 개선의 핵심적 수단이기 때문에 온실가스 감축목표 달성 을 위해서는 경제 전반의 에너지 효율 개선이 중요할 수단일 수밖에 없다고 할 수 있다.
[그림 2-3] 우리나라 온실가스 배출원단위 추이 및 감축목표
(단위: 톤CO2eq/ 2005 백만 USD)
자료: OECD Statistics (stats.oecd.org) 자료, 온실가스종합정보센터(2014)를 활용하 여 직접 도출
또한 온실가스 저감을 위해 에너지 효율을 개선하는 것은 윈-윈 전 략이라는 지적이 있다. 에너지 효율을 높이는 것은 단순히 온실가스를
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 15
저감할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 소비를 절감하여 경제 전반의 효 율성을 개선하는 효과가 존재하기 때문이다. 또한 경제의 효율성을 개 선하는 것은 효율이 높은 산업이나 업종의 경쟁력을 제고할 수 있다 는 의미로도 해석이 가능하다. 오래전부터 에너지 효율 개선이 온실가 스 저감을 위한 핵심 수단으로 주목받아 왔다는 점은 시사하는 바가 크다고 하겠다.
최근의 여러 연구에서는 효율 개선이 온실가스 감축을 위한 핵심 수단이라는 점을 재확인하고 있다. 대표적으로 IEA(2015)의 최근 보 고서를 예로 들 수 있다. IEA보고서는 전 세계 온실가스 배출량을 전 지구적 목표인 2℃이내로 제한하기 위한 핵심적인 기술들을 포괄적 으로 검토하여 분석한 것이다.
다음의 [그림 2-4]는 IEA가 제시하고 있는 전 세계 온실가스를 6DS 에서 2DS로 감축하기 위한 주요 기술을 분석한 결과이다.3) 온실가스 감축을 위해 가장 역할이 중요할 것으로 분석되는 부문은 발전 부문과 산업 부문이다. 감축 수단에서는 주요 부문별로 각각의 고유한 특성이 있기 때문에 적용 가능한 핵심기술은 부문별로 차이를 보이고 있다.
그러나 여러 알려진 기술 중 최종 소비단계(end-use)에서 연료효율이 나 전력 소비의 효율을 개선하는 것이 가장 기여도가 클 것으로 언급 되고 있다(38%). 온실가스 핵심 감축 수단으로 알려진 재생에너지의 보급보다 더욱 중요하게 평가되고 있는 것이다(30%). 특히 아래의 그 림에서 보면 발전부문을 제외한 전 부문에서 에너지 효율 개선이 가 장 기여도가 높은 감축수단이라는 점이 명확하게 드러나고 있다.
3) 6DS는 현재의 온실가스 배출추세가 유지될 경우 세계 온실가스 배출량을 추적 한 시나리오이며 2DS는 세계 온실가스 배출을 2℃ 미만으로 억제하기 위한 배 출경로를 고려한 시나리오이다.
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[그림 2-4] 세계 온실가스 저감을 위한 주요 기술의 기여도
자료: IEA(2015), Figure 1.6
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 17
2. 에너지 효율 개선에 따른 리바운드 효과
가. 리바운드(rebound) 효과
에너지 효율을 높이는 기술이나 기기가 보급될 경우 이전에 비해서 단위 에너지 사용을 낮추게 됨에 따라 에너지 소비는 감소할 것으로 기대할 수 있다. 그러나 이러한 논리는 다른 모든 조건이 동일하다는 거친 가정 하에서만 성립한다는 맹점이 있다. 고효율 기술이 도입되었 을 경우에도 동 기기의 사용량은 이전의 기기와 동일하며 해당 경제 주체의 소득도 동일하다는 전제하에서만 위와 같은 논리가 성립하는 것이다.
고효율 기술이나 기기를 도입하는 경제주체의 총에너지소비의 관점 에서 에너지 효율 개선의 효과는 논쟁의 대상이 되어왔다. 즉, 총에너 지의 소비를 볼 때 에너지 효율 개선에 따른 소비자의 행태변화가 반 드시 수반되기 때문에 에너지 효율 개선에 따른 효과는 직접적으로 계측되는 효과보다 낮을 수 있다는 것이다. 이러한 관점에서 리바운드 효과는 소비자나 시장에서의 반응을 감안하지 않은 채 예상된 에너지 소비 절감분과 실제 달성된 에너지 소비 감축분의 차이로 나타난다.
따라서 리바운드 효과의 크기는 공학적으로 계측된 효율개선에 따른 에너지 절감분에서 손실된(달성되지 못한) 부분의 비율로 표시될 수 있다(이지연, 2014; Gillingham et al., 2014).
구체적인 설명을 위해서 연간 1,000리터의 연료를 소비하는 승용차 를 예로 들어보자. 여기서 20%의 연비가 개선된 승용차를 구매한다고 가정하면 다른 조건이 동일할 때 공학적 계산에 의한 연료절감은 200 리터 정도일 것이다. 여기서 이 소비자가 추가적인 여가활동을 위해
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연간 50리터의 연료를 더 소비한다면 이 소비의 증가는 고연비에 의 한 연료절감효과를 상쇄하게 된다. 결국 이 경우 리바운드 효과는 25%4)로 계산된다.
리바운드 효과가 커서 효율 개선으로 인한 효과를 상쇄하고 총에너 지 사용은 오히려 증가하게 되는 경우가 있을 수 있다. 리바운드 효과 가 100%를 상회하는 경우인데 이를 별도로 역화(backfire)효과라고 칭하기도 한다. 역화효과는 리바운드 효과에 대하여 최초로 문제 제기 를 하였던 제본스(Jevons)의 가설 이후 폭넓게 논쟁이 이어져 왔다(이 지연, 2014).
앞서 제기한 리바운드 효과의 정의에 대해서는 이론의 여지가 많지 않으나 리바운드 효과가 발생하는 채널에 대해서는 명확한 이론적 배 경이 부족한 것이 사실이다. 가장 일반적으로 사용되었던 분류는 리바 운드 효과를 직접효과(direct effect), 간접효과(indirect effect), 경제전 반효과(economy-wide effect)의 세 가지 채널로 분류하는 것이다. 직 접 효과는 에너지 효율을 개선된 상품의 소비와 관련된 효과를 의미 하며 간접효과는 기타 상품의 소비에 미치는 효과를 의미하며 경제전 반효과는 거시경제적 영향으로 경제전반에 걸친 소비의 변화를 의미 한다. 이지연(2014)은 기존의 논의를 정리하여 직접효과를 소득효과와 대체효과로 분리하고 간접효과를 파생효과와 내재효과로 분리하는 분 류를 제시하였다.
이러한 분류는 리바운드 효과가 발생하는 채널에 대한 정보를 제공 하고는 있으나 명확한 경제학적 기반을 바탕으로 산출된 것이 아니라 는 점에 한계가 있었다. 즉 이론적 모형을 바탕으로 도출된 것이 아니
4) 리바운드 효과 = 행태변화로 인한 상쇄분 / 공학적으로 계측된 절감분
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 19
라서 각각의 채널에 대한 정의가 불명확하게 받아들여질 수밖에 없으 며 이에 따라 실증분석에서도 연구에 따라 큰 차이를 보이게 되는 것 이다.
리바운드 효과의 채널에 관한 보다 명확한 논의는 Gillingham 외 (2014)에서 제시되었다. 이 연구에서는 리바운드 효과를 크게 미시적 (microeconomic) 채널과 거시적(macroeconomic) 채널로 구분하고 미 시적 채널은 다시 소득효과와 대체효과로 분리하고 거시적 채널은 다 시 가격효과와 성장효과로 분리하여 리바운드 효과의 채널에 대한 배 경을 설명하고 있다. Borenstein(2015)의 연구는 리바운드 효과의 미 시적 채널에 집중하여 소비자 이론을 적용하여 리바운드 효과의 소득 효과와 대체효과를 명확하게 분리하여 설명하고 있다.5)
나. 리바운드(rebound) 효과에 관한 선행 연구 검토
리바운드 효과에 대해서는 오래전부터 인식되어 왔으며 리바운드 효과에 대한 이론 및 실증연구는 오랜 기간 축적되어 왔다고 해도 과 언이 아니다. 여기서는 본 보고서가 목표로 하고 있는 미시적 리바운 드 효과에 대한 비교적 최근의 연구를 중심으로 정리하기로 한다.
앞서 논의한 대로 리바운드 효과의 채널에 관한 연구는 여러 방면 에서 이루어졌다. 대표적으로 Berkout et al.(2000)에서는 리바운드 효 과를 정의하고 리바운드 효과의 채널을 제시하였으며 Gavankar and Geyer(2010)의 연구도 같은 맥락에서 리바운드 효과의 채널에 대한 구분을 시도하였다. 최근의 Gillingham et al.(2014)와 Borenstein
5) 본 보고서에서도 Gillingham et al.(2014)와 Borenstein(2015)에서 제기한 채널을 기반으로 하여 리바운드 효과에 대한 논지를 제기할 것이다.
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(2015)는 리바운드 효과의 미시적 채널에 대한 이론적 배경을 부여하 여 리바운드 효과의 채널을 보다 명확화 하였다고 할 것이다.
기존의 리바운드 효과에 관한 연구는 일반적으로 단일한 연료나 에 너지 서비스에 한정하여 에너지 효율 개선의 효과에 대해서 연구한 경우가 많다. Small과 Van Dender(2007)의 연구는 연료효율과 관련한 리바운드 효과를 분석하였으며 Saunders and Tsao(2012)의 연구는 전 등의 사례를 분석한 바가 있다.
최근에는 기존의 접근을 일반화하여 효용함수를 기반으로 한 소비 자 모형을 수립하고 복수의 연료나 에너지 서비스를 가정한 상태에서 리바운드 효과를 분석하는 방향으로 확장되고 있다. Hunt and Ryan (2014)의 연구가 대표적이라고 할 수 있는데 이 연구는 이러한 일반 화된 조건하에서의 분석이 쉽지 않다는 점을 강조하고 있다는 점을 주목할 만하다.
비교적 최근의 연구 성과를 종합하여 볼 때 리바운드 효과에 대한 정의 및 채널이 명확화 되면서 리바운드 효과의 크기는 정책의 효과 를 무력화할 만큼은 아니라는 점이 인정되고 있는 것으로 보인다 (Gillingham et al., 2013). 그러나 관측된 자료의 한계로 여전히 리바 운드 효과를 정확하게 계측하는 것은 매우 어려우며 특히 거시경제적 효과를 계측하는 것은 더욱 어렵다는 점이 많이 거론되고 있다고 할 수 있다(Gillingham et al., 2014).
한편 과거에 많이 거론되었던 역화효과의 존재는 거의 부정되고 있 는 것으로 보인다. 이 부분에서는 Borenstein(2015)의 연구가 주목할 만한데 이 연구에서는 미시적인 모형을 수립하여 엄밀하게 리바운드 효과의 채널을 논의할 경우 역화효과는 존재하기 어렵다는 점이 밝혀
제2장 온실가스 감축을 위한 에너지 효율 개선의 필요성과 리바운드 효과 21
지고 있다.
최근의 연구는 리바운드 효과의 크기에 대해 비교적 높지 않다는 점을 강조하고 있으나 리바운드 효과 자체를 부정하고 있지는 않다.
따라서 에너지 효율 개선을 위한 정책효과를 계측하는 데 리바운드 효과를 적절히 반영하는 것은 반드시 필요한 과정으로 사료된다. 이런 맥락에서 국내에 리바운드 효과에 대한 연구를 살펴보면 아직 국내에 는 관련 분야의 연구가 부족한 것으로 파악된다.
대표적으로 국내에서 리바운드 효과에 대해 분석한 연구는 김대욱 과 김종호(2012)와 이지연(2014)의 연구가 있다. 두 연구 모두 수송부 문에서 연료소비와 관련된 정책에 따른 리바운드 효과를 계측하고 있 는데, 김대욱과 김종호(2012)에서는 연비규제 시 발생하는 리바운드 효과는 29.9%로 분석되고 있으며 이지연(2014)의 연구는 Small and Van Dender(2007)의 방법론을 적용하여 분석한 결과 리바운드 효과 가 29~37% 수준으로 나타날 것으로 분석되었으며 이를 자료를 확장 하여 평균연비제도 도입 이전의 자료를 포함하여 분석할 경우 리바운 드 효과가 58~60%에 이를 수도 있을 것으로 분석되고 있다.
본 연구는 크게 두 가지의 관점에서 기존의 연구와 차별성을 가진 다. 첫째는 리바운드 효과에 대한 최근의 연구를 반영하여 리바운드 효과의 채널을 명확히 하였다는 점이다. 리바운드 효과의 채널을 미시 경제 모형에 바탕을 두어 제시하여 리바운드 효과가 나타나는 방향성 을 명확히 제시하는 데 목표를 두었다고 할 것이다. 둘째로 기존의 연 구는 정책의 도입에 따른 사후적 평가에 가까운 연구라고 볼 수 있는 데 반해 본 연구는 비용-편익 분석의 관점에서 사전적으로 정책의 도 입 시 예상되는 효과를 분석할 수 있는 틀을 제시하고 있다는 차이점
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이 있다. 특히 정책의 도입 이후 발생하는 리바운드 효과의 채널을 제 시함과 동시에 정책에 따라 발생하는 고효율 제품에 대한 소비자의 선택행위를 분석할 수 있는 틀을 동시에 제시하여 종합적인 평가가 가능한 모형을 제안하고 있다는 데에 차별성이 있다고 할 것이다.
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 23
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형
1. 미시적 리바운드 효과의 모형
가. 모형의 기본 가정
에너지 효율 개선은 여러 가지 단계에서 나타날 수 있다. 예를 들어 제품의 생산과정에서 공정의 효율개선으로 에너지 효율을 개선할 수 있으며 효율이 높은 소비재의 공급으로 에너지 효율이 개선되는 효과 가 나타날 수 있다. 여기서는 에너지 효율 개선이 최종 소비의 단계에 일어나는 경우를 다루기로 한다. 이 경우 에너지 효율 개선의 효과는 소비자의 행태를 탐구하여 분석할 수 있다.6)
우선 모형의 설정을 위해 기본 가정을 논의하도록 하겠다. 경제에 대표적인 소비자(representative consumer)가 존재하며 에너지 효율 개 선의 대상이 되는 최종 소비재를 으로 표시하도록 하자. 동 소비자 는 대상 최종 소비재에 대한 서비스를 의 가격에 만큼 소비하고 있다. 또한 동 소비재는 이미 소유한 상태라고 가정한다.7)
좀 더 친근한 설명을 위해 자동차를 소유하고 있는 소비자를 예로 들 수 있다.8) 자동차를 소유하고 있는 소비자는 일정 가격(유가)에 일
6) 본 절의 방법론은 Borenstein(2015)의 논의를 기초로 하였음을 밝혀둔다. 이에 따라 변수와 표기는 동 연구에 같은 방식으로 기술되었다. 다음 절에서 본 연구 는 Borenstein(2015)의 연구에 소비자의 고효율 소비재의 선택을 부가하여 확장 되게 될 것이다.
7) 이 부분에서는 재화를 소유하고 있는 소비자가 고효율 제품으로 재화를 바꾸었 을 경우 소비자의 행태변화를 통해 리바운드 효과를 추적하는 모형을 제시한다.
이후 소비자가 고효율 제품을 선택하는 과정에 대한 논의가 추가될 것이다.
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정거리(평균주행거리)를 주행하는 것으로 자동차가 제공하는 서비스 를 소비하는 것이다.
에너지 효율 개선의 대상이 되는 재화 이외에도 이 소비자는 개 의 기타 재화를 소비하고 있다. 여기서 각각의 소비량과 가격은
과 으로 표시된다. 자동차를 소유하고 있는 소비자가 자동차뿐만 아니라 TV, 핸드폰, 컴퓨터 등 다양한 제품을 소비하고 있는 상황을 상상하면 될 것이다.
여기서 논의되는 재화는 단순히 순간에 걸쳐서 소비된다고 보기는 어렵다. 특히 에너지 효율 개선의 논의는 장기에 걸쳐 사용되는 내구 재 초점을 맞추는 것이 더욱 합리적이다. 여기서는 논의의 편의를 위 해 동태적 모형을 1기의 모형으로 단순화하여 논의한다. 소비자의 평 생소득(lifetime income)의 순현재가치(NPV)를 로 표시하면 소비자 의 총서비스 지출액은 평생소득과 같아야 할 것이다. 이러한 관계는 다음의 예산제약으로 표시될 수 있다.
(식 3-1)
여기서 각 재화의 소비에는 에너지 소비가 결부되어 있다고 가정한 다. 재화의 단위 에너지 소비를 으로 표시하면 소비 자의 총 에너지소비()는 다음의 수식으로 표현된다.
(식 3-2)
8) 이 예는 후에 제시될 실증분석의 설명을 위해서도 유용하다고 판단된다.
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 25
나. 리바운드 효과의 채널
이제 본격적으로 리바운드 효과가 발생하는 채널을 분석하여 보도 록 하자. 우선 소비자의 소득변화로 인한 사용량 변화는 여기서 고려 되는 재화의 소비변화로 완전히 흡수된다고 가정하자. 이는 다음의 (식 3-3) 으로 표현될 수 있다.
(식 3-3)
그러면 소득의 변화에 따른 소비의 변화로 인한 총 에너지 소비 변 화()는 다음과 같이 표현 가능할 것이다.
(식 3-4)
에너지 효율 개선에 따른 효과를 검토하기 위해 에너지 효율이 높 은 재화로 상품이 대체되었을 경우를 가정하자. 여기서는 재화 이 단위 에너지 소비가 낮은 상품()으로 대체된 상황을 고려한다. 앞서 제시한 예에 대비하여 설명하자면 기존의 승용차를 대체하여 고연비 승용차를 구매한 경우를 상상하면 될 것이다.9) 고효율 제품으로 대체 로 인한 비용 즉 의 가격은 로 표기하자. 또한 로 교체할 경우
9) 물론 고연비승용차로의 대체는 연비만이 요인은 아니다. 여기서는 고연비 외에 다른 서비스의 특성은 같다고 가정한다.
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서비스 당 가격은 로 하락하고 단위 에너지 소비는 로 하락한다 고 가정하자. 고연비 승용차 도입의 경우 단위에너지 소비는 연비에 비례하여 감소하고 단위거리(예, km)당 지불해야 되는 연료비용이 감 소하는 것을 의미한다. 라는 고효율 제품으로 개선의 과정에는 에너 지 소비가 결부되어 있다고 볼 수 있다. 이를 테면 하이브리드 승용차 를 제조하는 데 추가적인 부가가치를 창출하기 위하여 에너지를 소비 할 것이기 때문이다. 이를 로 표기하자.
이에 따라 고효율 제품으로의 대체는 소득의 변화를 유발하게 될 것이다. 소득의 변화는 첫째는 총 서비스 비용의 감소분과 대체로 인 한 비용의 차이에서 유발된다. 우선 동 서비스의 사용량이 유지된다고 가정하면 소비자는 만큼의 소득이 증가하는 효과를 누리게 되며 이 재화로 대체에 소요된 비용이 이므로 총 소득의 변화는
∆ 일 것이다. 여기서 소득의 증가는 앞서 거론 한대로 다른 상품의 소비량 변화로 연결된다. 소득의 변화에 따른 다 른 상품의 소비변화는
∆로 표현될 수 있다.
다음으로 에너지 효율 개선이 이루어진 재화의 서비스 당 가격의 변화에 따른 효과를 감안해야 한다. 에너지 효율 개선이 이루어진 재 화의 서비스 당 가격이 에서 로 감소하였기 때문에 이 소비자는 해당 재화의 상대가격이 하락한 효과를 가지게 된다. 따라서 해당 소 비자는 동 재화를 추가적으로 소비하게 된다. 연비가 높은 차량으로 대체하였을 경우를 다시 예로 들면 소비자들이 기존의 운행거리보다 운행거리를 늘리게 되는 것을 의미한다. 구체적으로 평균 연료비용이
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 27
하락하면 레저 활동 등 추가로 차량의 운행을 증가시키는 소비가 발 생한다거나 기존에 차량운행을 하지 않던 구간에서 차량 운행을 하는 등의 행위가 발생하게 되는 것을 의미한다. 앞서 논의한 소득효과를 제거하고 이 효과를 계측하면 소비자의 보상수요함수를 통해 소비량 의 변화를 표현할 수 있다. 보상수요곡선을 따른 변화를 로 표기한
다면 소비자의 소비증가분은 ∆
로 표현된다.
다른 재화도 상대가격의 변화에 따라 소비량이 변화하게 된다. 상대 가격의 변화에 따른 다른 상품의 소비량 변화도 앞서와 마찬가지로 보상수요 함수의 변화로 표현할 수 있다.
∆
(식 3-5)
이때 예산제약을 만족하기 위해 다음의 관계식이 성립되어야 한다.
(식 3-6)
좌변의 첫 번째 항은 효율개선 상품의 서비스 소비 증가로 인한 지 출의 증가분이며 두 번째 항은 다른 상품의 소비 변화에 따른 지출의 변화분이다.
앞서 논의한 소득효과와 대체효과를 분리하여 총 에너지 소비의 변
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화를 추적하면 다음의 식과 같이 정리될 수 있다.
∆
(식 3-7)
위의 (식 3-7)의 첫째 항은 에너지 효율 개선의 직접효과로 소득이 나 동 재화의 사용에 아무 변화가 없을 경우의 효과이다. 직접효과는 고효율 제품으로 대체하였을 경우 나타나는 효과로 특정 정책효과 분 석이나 기술 도입 효과의 분석에서 가장 손쉽게 계산될 수 있는 효과 이다. 수식에서 나타나는 바와 같이 직접효과는 항상 음으로 표현된 다. 즉, 에너지 효율 개선에 따라서 소비량이나 대체가 없다면 에너지 효율 개선은 항상 총 에너지 소비의 절감을 의미하게 되는 것이다.
둘째 항과 셋째 항은 소득증가에 따른 리바운드 효과를 의미한다.
둘째 항은 에너지 소비 절감에 따른 소득의 증가로 다른 상품의 소비 가 증가하는 소득효과이며 셋째 항은 소득증가에 따라 에너지 효율 개선이 이루어진 상품의 소비가 증가하는 소득효과를 의미한다. 수식 에서 표현되는 바와 같이 소득의 증가에 따른 리바운드 효과는 항상 양의 값을 가지게 된다. 즉, 총 에너지 소비를 증가시키는 요인으로
제3장 에너지 효율 리바운드 효과의 모형 29
작용하게 되는 것이다.
넷째 항은 서비스의 상대가격 변화에 따라 에너지 효율 개선이 이 루어진 상품의 소비가 증가하는 효과이다. 앞서 논의한 대로 에너지 효율이 높은 상품으로 대체하였을 경우 동 상품의 상대가격이 낮아지 는 효과가 발생하기 때문에 해당 상품의 소비를 증가시키는 효과가 있게 된다. 결국 이 항은 양의 값을 가지게 된다.
반대의 효과는 다음의 항에서 나타나게 된다. 다섯째 항은 서비스의 상대가격 변화에 따라 다른 상품의 소비가 변화하는 대체효과이다. 넷 째 항과 상반되게 이 경우 다른 상품은 서비스의 상대가격이 증가하 는 효과가 발생한다. 이 경우 소비자는 다른 상품의 소비를 감소시켜 야만 한다. 따라서 총 에너지 소비는 감소하게 되는 효과를 기대할 수 있다. 만약 대체가 이루어지는 상품에 에너지 소비가 결부되어 있지 않다면 이 항은 0의 값을 가지게 된다.
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2. 소비자 선택 모형: 고효율 상품에 대한 투자
가. 모형의 설정
앞 절에서 제시한 리바운드 효과 모형은 소비자가 고효율 제품을 선택하였을 경우 발생하는 리바운드 효과를 제시한 것이다. 특정 정책 으로 인한 리바운드 효과를 종합적으로 계측하기 위해서는 해당 상품 의 도입과 관련된 소비자의 선택행위를 추가적으로 검토하여야 한다.
리바운드 효과는 실제 고효율 제품이 도입된 이후에 발생하는 것이기 때문이다.
본 연구에서는 실물옵션 모형을 이용하여 소비자의 고효율 상품 도 입과 관련된 행위를 탐구하기로 한다. 앞서 논의한 고효율 상품을 도 입하였을 경우 동 내구재에 수반되는 서비스의 가격은 일반적으로 불 확실하다고 볼 수 있다. 대표적으로 고연비 승용차의 경우 고연비 승 용차를 운행하는 데 수반되는 비용은 대체로 불확실하다고 할 수 있 다. 연비자체가 불확실하게 실현되기도 하거니와 연료가격이 일반적 으로 일정하지 않을 것이기 때문이다. 또한 자동차와 같은 내구재의 구매는 비가역적인 투자의 성격을 강하게 가진다. 한번 구매할 경우 일정 기간을 사용해야 하며 재판매가 가능하지만 원래 구매하였던 가 격을 복원할 수는 없기 때문이다.
비슷한 예는 에너지 소비가 결부되어 있는 내구재에서 많이 찾을 수 있다(Stokey, 2008). 고효율 가전기기를 예로 들 수 있다. LED 전 구와 같은 고효율 가전기기는 통상적으로 전통적 조명기기에 비하여 높은 가격을 보이나 에너지 절감이 가능한 품목이다. 그러나 이러한 절감이 소비자에게는 불확실성의 요인이 된다는 데에서 공급이 저조
