정책시뮬레이션은 정책변수의 변화가 에너지소비, 경제, 환경 지표에 어떠한 영향을 미치는 가를 파악하는 것이다. 대체로 경제충격은 소위 승수효과(multiplier effects)에 의해 표현된다.40) 정책시뮬레이션은 두 가 지 방법으로 시행된다. 하나는 역사적 데이터에 대한 시뮬레이션으로 보
통 ex post 시뮬레이션으로 불리우는데 만약 외생변수에 변화가 일어났
다면 어떠했을까하는 데에 대한 통찰력을 얻기 위해 행해진다. 또 다른 하나는 미래에 대한 것인데 미래에 대한 정책시뮬레이션은 우선 외생변
40) 승수효과는 시차변수(lagged variables)를 가진 동태적 모델에서 측정된다. 시차 내 생변수를 가진 모델에서는 외생변수와 오차항(disturbances)의 전기(前期)의 움직임 이 독립변수의 현재 값을 결정한다. 충격승수(impact multipliers)는 외생변수의 계 수를 의미하며, 반면 누적승수(cumulated multipliers)는 1개 이상의 시차변수를 가 진 다이나믹 승수의 매트릭스를 합산함으로써 구해진다. 이러한 누적승수는 시간 의 경과에 따라 감소되고 결국 소멸되는 장기 또는 균형 승수이다 (William H.
Greene. Econometric Analysis. The Third Edition. 1997: 764-769. Prentice-Hall, Inc.).
수를 전망하여 기준전망(reference case or baseline)을 하고, 이를 기초로 외생변수에 변화를 줌으로써 가능하다. 외생변수의 변화는 대개 시나리 오의 설정을 통하여 확정된 범위의 값을 가진다. 본 연구는 과거를 대상 으로 한 역사적 시뮬레이션에 초점을 맞추고 있다.
가. 정책시뮬레이션 시나리오
본 연구에서는 정책시뮬레이션을 위해 탄소세 하나에 국한하여 2가지 시나리오를 설정하였다. 결국 대부분의 정책수단은 그 것이 세금이건 인 센티브이건 막론하고 가격의 인상 또는 인하의 형태로 나타난다.41) <표
Ⅴ-1>는 탄소톤 당 5만원의 탄소세를 부과하였을 때 가격인상을 백분률
(%)로 나타낸 것이다. 여기에는 또한 각각의 화석연료와 전력에 대해 단
위무게 당 에너지량과 CO2 배출계수, 그리고 이에 상응하는 탄소세율이 포함되었다. 전력의 경우 탄소배출계수, 즉, TOE당 탄소함량을 발전부문 의 연료비중을 가중평균하여 발전비용의 인상률을 계산하였다. 한국에서 전력요금이 정책적으로 낮게 책정되어 있기 때문에 전력부문에서의 탄소 세 부과로 인한 충격은 다른 에너지원에 비해 크게 나타날 수밖에 없다.
41) 만약, 에너지절약 및 효율개선, 환경개선, 신․재생에너지에의 투자에 예산을 투입 하거나 지원을 하는 경우 가격인상보다는 기술개발이나 보급의 효과로 나타나기 때문에 가격과는 별개의 것으로 취급되기도 한다.
<표 Ⅴ-1> 정책모의실험을 위한 기본시나리오
연료형태 에너지량 (TOE/톤)
가격 (원/TOE)
탄소배출계수 (TC/TOE)
탄소세율 (원/TC)
가격인상 효과
석유 1.00 241,726 0.875 259,226 7.2%
석탄 0.66 70,416 1.100 92,416 31.2%
가스 1.30 248,582 0.675 262,082 5.4%
전력 0.25 99,198 0.553 110,257 11.1%
<표 Ⅴ-2>는 탄소세의 규모에 따른 2가지의 기본시나리오 설정을 보여 주고 있다. 가격인상률도 <표 Ⅴ-1>에 기초하여 각 시나리오별로 제시되 었다. 세금부과는 1991년부터 시행하는 것으로 하였다. 탄소세 부과에 따른 가격인상의 충격을 극소화하기 위해 분기별로 점진적으로 인상하 는 방식을 채택하였다. 예를 들면, 5만원의 탄소세를 부과하는 경우 시 작분기부터 한꺼번에 부과하지 않고 매분기 5,250원씩 8분기에 걸쳐 누 적하여 증액하는 것으로 하였다.
<표 Ⅴ-2> 정책모의실험을 위한 기본시나리오
시나리오 탄소세 부과방식
가격인상 효과(%)
석유 석탄 가스 전력1)
1 5만원/TC 18.1 78.1 13.6 27.9
2 10만원/TC 36.2 156.2 27.2 55.7
나. 정책시뮬레이션 결과
본 섹션에서는 기준전망과 앞서 설정한 정책시나리오에 기초하여 실 시된 정책시뮬레이션 결과에 대해 분석해 보고자 한다. 모델의 동태적인 상호연관성(dynamic interrelationship)은 주요 외생변수에서의 변화로 초래하는 충격을 측정함으로써 가능하다. 이것은 단순히 특정 정책의 충 격을 예측하는 것 이상으로 설정한 목표를 달성하는 데 가장 효과적인 정책디자인에 대한 분석과 주요 외생변수의 파악을 의미한다. 정책시나 리오의 설정에서 명시한 바와 같이 본 연구에서는 정책변수로서 탄소세 에 초점을 맞추고 있다. 다음 섹션에서는 에너지수요와 환경, 경제 전체 시스템에의 충격으로 나타나는 정책시뮬레이션 결과에 대해 논의할 것 이다.
우선 논의의 방향을 단순히 탄소세만 부과하였을 경우, 즉, 탄소세의 재활용을 감안하지 않는 기본시나리오에 의한 정책시뮬레이션 결과를 분석하고, 다음으로 거둬들인 탄소세를 재활용하는 경우, 즉, 재투자하거 나 재투자하더라도 그중 일부를 에너지절약, 효율개선, 환경개선 또는 신․재생에너지 사업에 투자하는 경우의 시뮬레이션 결과를 분석해보기 로 한다.
1) 에너지소비 감소 효과
탄소세부과의 본격적인 에너지소비 저감효과를 논하기 전에 제 2 장 에 분석하였던 전환부문에서의 탄소세가 연료의 대체관계를 어떻게 변 화시키는 가를 살펴보기로 한다.
가) 전환부문
전환부문에서 탄소세에 영향을 받는 것을 화석연료인 석유, 석탄, 가 스이다. [그림 Ⅴ-1]은 탄소세를 각각 50,000원/TC를 부과했을 때 원별 로 대체관계를 점유율(share)의 증감으로 보여주는 것들이다. 첫 번째 그 림은 전환부문 전체에서 투입연료의 감소를 보여 주고 있으며, 나머지 3 개 그림은 석탄, 석유, 가스의 점유율 변화를 보여 주고 있다. 이와 더불 어 대체효과를 상세히 파악하기 위해 대체효과가 최대로 발생하는 연도 를 기준으로 보여주는 것이 <표 Ⅴ-3>이다. 대체로 보면 탄소세부과로 인해 석탄이 가장 영향을 많이 받고 석탄점유율 감소분이 석유와 석탄 의 증가분으로 채워지고 있다. 자세히 검토해보면 연료별로 최대 증감율 을 기록하는 연도가 다르게 나타나고 있는데, 이는 투입비용이 연료마다 다르기 때문인 것으로 풀이된다. 예를 들어 전환부문의 연료투입감소율 이 최대를 나타내는 1997년을 기준으로 하였을 때 각 연료의 점유율 증 감의 합은 0이 된다.
[그림 Ⅴ-1] 탄소세의 연료대체 효과 (전환부문)
5000 10000 15000 20000 25000 30000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 50,000Won/TC Baseline
Fuel Consumption in Transf. Sector
1,000TOE
Year
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
1992 1994 1996 1998 2000 2002 50,000Won/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (Coal Share)
Ratio
Year
.0 .1 .2 .3 .4 .5 .6 .7 .8
1992 1994 1996 1998 2000 2002 50,000Won/TC
Baseline
Impact of Carbon Tax (Oil Share)
Ratio
Year
.0 .1 .2 .3 .4
1992 1994 1996 1998 2000 2002 50,000Won/TC
Baseline
Impact of Carbon Tax (Gas Share)
Ratio
Year
<표 Ⅴ-3> 탄소세의 연료대체 효과 (전환부문)
50,000원/TC
Baseline 최대 증감 최대 증감률 발생년도
석 탄 38.4% -14.8%p -38.6% 1993
석 유 18.4% +9.72%p +52.8% 2000
가 스 14.7% +7.28%p +49.7% 2000
연료투입량
(TOE, %) 61,144 -6,696 -11.0% 1997
부문의 에너지저감효과를 합한 1차에너지소비의 총에너지 및 원별에너 지의 저감효과를 파악하여 보기로 한다.
나) 1차에너지 소비
<표 Ⅴ-4>는 탄소세를 각각 50,000원/TC와 100,000만원/TC를 부과하 였을 때 에너지원별 투입에너지 저감량과 비율을 보여주고 있다. 예상한 대로 탄소세의 영향을 가장 크게 받는 것은 석탄이다. 탄소세의 영향을 가장 적게 받는 것은 당연히 단위열량 당 탄소함량이 가장 적은 천연가 스이다. 시뮬레이션 기간의 원별 수요 움직임을 보기 위해 석유와 석탄, 가스, 전력을 각각 따로 그래프를 그려본 것이 [그림 Ⅴ-3], [그림 Ⅴ-4]
이다. 이러한 그래프를 통해 탄소세의 영향을 드라마틱하게 보여줄 수 있다. 이는 탄소세가 탄소를 타겟으로 하기 때문에 탄소계수가 높으면서 가격이 상대적으로 낮은 석탄의 소비를 더욱 줄이고 반대로 탄소계수가 낮으면서 가격이 상대적으로 높은 가스의 소비를 더욱 늘리는 방향으로 작용하기 때문이다
탄소세가 전력수요에 미치는 영향도 상당히 큰 것으로 나타났다. 앞서 시나리오설정에서 언급하였듯이, 전력가격이 특히, 상업용이나 산업용 전력에 대해 인위적으로 낮게 책정되어 있기 때문에 같은 탄소세를 부 과하더라도 그 영향은 비합리적으로 크게 나타난다. 이러한 현상은 탄소 세인상에 따른 발전비용 상승이 곧바로 전력소비자에게 전가되는 것으 로 가정하였기 때문인 것으로 풀이된다. 그러나 실제로는 비용상승이
100% 전력요금에 반영되지는 않을 것으로 보인다.
[그림 Ⅴ-2] 탄소세의 에너지저감 효과
20000 30000 40000 50000 60000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000Won/TC 50,000Won/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (TOT)
1,000TOE
Year
<표 Ⅴ-4> 탄소세의 원별 에너지소비저감 효과
50,000원/TC 100,000원/TC
저감량 최대
저감률 발생년도 저감량 최대
저감률 발생년도 석 탄 13201 28.6 2001 22337 48.4 2001 석 유 9141 10.8 1999 10125 11.9 1999 가 스 2284 11.5 1998 2095 7.8 2001 전 력 3492 18.1 2000 4926 25.5 2000
1차에너지 25699 13.8 2000 36863 18.4 2001
0 4000 8000 12000 16000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000Won/TC 50,000Won/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (Coal)
1,000TOE
Year
10000 15000 20000 25000 30000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000Won/TC 50,000/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (Oil)
1,000TOE
Year
[그림 Ⅴ-4] 탄소세의 에너지저감 효과 (2)
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000/TC 50,000/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (Gas)
1,000TOE
Year
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000Won/TC 50,000Won/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (Electricity)
1,000TOE
Year
저감효과이다. [그림 Ⅴ-5]는 탄소세의 에너지원단위 저감효과를 보여주 고 있는데, 탄소세의 부과정도에 따라 에너지원단위도 감소하는 것을 알 수 있다. 에너지소비저감에서와 마찬가지로 탄소세의 인상에 따라 원단 위 감소효과는 체감현상을 보인다.
[그림 Ⅴ-5] 탄소세의 에너지원단위 저감 효과
.2 .3 .4 .5 .6
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000Won/TC
50,000Won/TC Baseline
Impact of Carbon Tax
(Energy Intensity)
Year
다) 환경부문에의 영향
본 연구보고서에서 가장 주안점을 두는 것은 과거에 대한 정책시뮬레 이션을 실시하여 정책적 시사점을 도출하는 것이고, 이중에서도 탄소세
의 부과에 따른 이산화탄소의 배출량의 저감 효과를 측정하는 것이다.
[그림 Ⅴ-6]은 탄소세 부과에 따른 이산화탄소저감 효과를 보여주고 있
다. 에너지소비 저감 효과에서와 마찬가지로 탄소저감효과도 탄소세 인 상에 따라 체감하는 현상을 보인다. 탄소세 5만원과 10만원을 부과하는 경우 이산화탄소 배출 최대 저감량은 탄소톤으로 환산하여 각각 2001년 을 기준으로 하여 각각 17,931천톤(저감률: 14.6%), 23,531천톤(저감률:
19.1%)에 이른다.
[그림 Ⅴ-6] 탄소세의 이산화탄소 배출 저감 효과
10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 100,000/TC
50,000/TC Baseline
Impact of Carbon Tax (CO2)
1,000TC
Year
또한 여기서도 에너지소비감소분석에서 짚고 넘어간 이산화탄소원단 위를 살펴보기로 한다. 여기에서 말하는 이산화탄소원단위는 보통 우리 가 말하는 GDP 한 단위를 추가 생산하기 위해 방출되는 탄소톤을 의미