지속가능발전을 위한 에너지부문 전략 연구(제3차년도)

지속가능발전을 위한 에너지부문 전략 연구(제3차년도)

오 진 규

참여연구진

연구책임자 : 선임연구위원 오 진 규

요 약

1. 연구필요성 및 목적

‘지속가능발전에 관한 세계정상회의’(WSSD: World Summit on Sustainable Development, 2002년)를 계기로 에너지가 지속가능한 발전 을 위한 핵심 부문으로 대두되고 있다. 유엔의 지속가능발전위원회

(CSD)는 2006년과 2007년 2년에 걸쳐 에너지를 주제로 국제적 논의를

주도할 계획이다. 최근 교토의정서의 발효로 에너지부문의 지속가능성은 그 중요성이 더해가고 있다.

우리나라의 에너지부문은 지속가능한 발전에 대한 우려와 기대가 동 시에 고조되고 있는 부문이다. 지난 30년 동안 경제성장을 지원하는 과 정에서 양적 팽창을 거듭하였으며 동시에 질적 변화를 경험하고 있다.

이 과정에서 에너지 소비의 환경성 제고가 주요 과제로 대두되고 있다.

최근에는, 에너지 공급 시설에 대한 사회적 수용성 제고가 중요한 과제 로 대두되고 있다.

본 연구는 우리나라의 지속가능한 발전을 위한 에너지부문의 전략 도 출을 목표로 연차적으로 수행되고 있는 연구사업의 ‘제 3 차’ 년도 연구 이다. 금년도 연구는 첫째로, IEA, CSD, WSSD의 논의사항을 분석하여 지속가능한 에너지의 요건을 도출한다. 둘째로, 우리나라 에너지시스템 에 대한 지속가능성 검토의 일환으로 에너지소비의 절반을 차지하고 있 는 제조업 부문에 대한 요인분해를 수행한다. 이 과정에서 최근의 저탄 소 정책논의와 연계하여 탄소집약도에 대한 요인분해를 수행한다. 세째 로, 지속가능한 에너지 시스템 전략을 검토한다.

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2. 내용 요약

지속가능한 발전이란 미래세대의 필요를 충족시키기 위한 잠재력을 훼손하지 않으면서 현재의 필요를 충족시키는 발전을 의미하는 것으로 정의되고 있다. 지속가능한 발전은 경제성, 환경성, 사회성의 3가지 요소 를 포괄하는 개념이다.

우리나라의 지속가능한 에너지시스템은 에너지 공급의 안정성 확보, 에너지효율의 제고, 신재생에너지의 경제성 확보, 신에너지 기술의 개발 이 균형적으로 상호보완적으로 추진되는 시스템을 의미한다. 이중에서 에너지 효율은 경제적 지속가능성과 환경적 지속가능성을 동시에 제고 시키는 중요한 전략이다. 우리나라의 지속가능한 발전은 경제적 이슈, 환경적 이슈, 그리고 사회적 이슈를 통합적이며 균형적으로, 그리고 상 호보완적으로 추진될 때 달성될 수 있다.

본 연구는 우리나라 에너지시스템의 지속가능성 검토의 일환으로 과

거 23년간의 에너지소비와 부가가치, 그리고 이산화탄소 배출에 대하여

그 요인을 분석하였다. 요인분석 방식은 가장 발전된 디비지아 방식을 활용하였다. 우리나라 제조업 부문의 에너지소비가 최종에너지에서 차지 하는 비중은 ’81년의 41.0%에서 2004년 50.3%로 점증해 왔다. 따라서, 제조업이 에너지소비에 미치는 영향은 지대하다. ’97년의 외환위기 전과 후의 큰 변화로서 에너지소비의 부가가치 탄성치가 크게 떨어 졌다. 외 환위기 이전에는 0.97을 기록하였으며, 외환위기 이후에는 0.32로서 정비 례 관계가 크게 약화되었다. 이러한 상황을 야기시키고 있는 요인을 분 석하기 위해, 1981년～2004년 까지의 23년에 걸친 제조업부문의 에너지 소비 변화를 로그디비지아 요인분해 방식으로 분석하였다.

2001년, ⑤‘2001～2004년으로 5개 구간으로 나누어 요인분해를 수행한 결과를 보면, 첫째로, 전구간에 걸쳐 생산효과가 에너지소비 증가에 결 정적인 영향을 주고 있다. 생산효과의 기여도는 ’90-‘97년, ‘97-’01년,

‘01-’04년에 각기 7.6%, 7.4%, 7.9%의 높은 수준을 보였다. 둘째로,

’90-‘97년의 경우에만 에너지효율 악화가 에너지소비를 증가시키는 요인 으로 작용하고 있다. 세째로, 최근 ‘01-’04년의 경우, 산업구조효과가 에 너지소비를 둔화시키는 방향으로 작용하고 있다. 산업구조효과의 에너지 소비에 대한 기여도는 (-4.4)%로서 에너지소비를 감소시키는 역할을 하 고 있다. 따라서, 최근의 에너지소비 둔화 현상은 에너지효율의 개선에 기인하기 보다는 산업구조의 에너지저소비형으로의 급속한 변화에 의한 것으로 분석되었다.

이산화탄소의 집약도의 변화에 대한 요인분해 결과를 보면, ‘81-’85년 간에 이산화탄소 집약도는 29% 개선되었으며, 에너지효율 개선이 가장 큰 역할을 하였다. ‘85-’90년의 경우 탄소집약도는 7% 개선되었다.

‘90-’97년의 경우 탄소집약도가 31% 악화되었으며, 에너지효율의 악화가

이에 가장 크게 기여한 것으로 나타났다. ‘97-’01년의 경우, 탄소집약도 는 약 20% 개선되었으며, 에너지효율 개선효과가 탄소집약도 개선에 가 장 크게 작용한 것으로 나타났다. ‘01-’04년의 경우, 탄소집약도는 약 14% 개선되었으며, 이러한 탄소집약도 개선에 대하여 산업구조효과가 가장 크게 작용한 것으로 분석되었다. 이에 따라, 에너지소비 분석과 이 산화탄소 집약도 분석은 공히 에너지원단위 효과와 산업구조 효과에 대 해 동일한 결론을 제시하고 있다. 즉, 최근의 에너지원단위 감소와 탄소 집약도 개선은 산업구조의 에너지저소비형으로의 전환에 기인한 것이다.

이는 역으로, 에너지효율 정책의 강화가 필요함을 보여 주고 있다.

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3. 연구결과 및 정책제언

에너지의 거의 전량을 해외에서 수입하고 있는 우리나라의 경우, 지속 가능한 에너지 전략의 핵심은, ① 안정적이며 신뢰성있는 에너지공급 체 제를 구축하여 경제적 지속가능성을 달성하고, ② 환경친화적인 에너지 수급 체제를 구축하여 환경적 지속가능성을 달성하고, ③ 사회적 수용성 이 높은 에너지 시스템을 구축하여 사회적 지속가능성을 달성하는 데 있다. 이를 위해 에너지 공급의 안정성 확보, 에너지효율의 제고, 신재생 에너지의 경제성 확보, 신에너지 기술의 개발이 요구된다.

선진국들은 지속가능한 에너지시스템 구축을 위해 기후변화에 대한 대응전략과 적극 연계시키고 있다. 영국은 2050년을 대상으로 초장기 탄 소감축 정책을 추진하고 있다. 일본은 최고의 효율과 신에너지에 대한 관심을 강화하고 있다. 미국은 신기술에 대한 투자를 강화하고 있다.

지속가능한 발전을 위해 우리나라의 에너지효율 정책은 한층 강화되 어야 한다. 이를 위해 현재의 에너지효율 정책을 저탄소 정책과 연계하 여 정책강화의 새로운 전기로 삼아야 한다.

에너지시스템의 전환이 필요하다. 현재의 에너지시스템은 대형중심, 공급중심, 집중형 시스템이다. 이를 중소형 고려, 수요관리, 분산형 시스 템으로 전환해야 한다. 에너지 관련 의사결정시스템의 전환도 필요하다.

현재의 시스템은 하향식, 정보독점적 시스템이다. 이를 상향식, 정보공유 형, 참여형, 갈등해소형 시스템으로 전환해야 한다.

에너지 정책의 유효성을 확보하기 위해, 정책에 대한 상시 모니터링과 분석의 강화 및 재순환 시스템이 구축되어야 한다. 이를 위한 제도적 장 치가 마련되어야 한다.

다. 생애총비용을 반영하는 에너지가격체계가 구축되어야 하며, 동시에 에너지소비에 따른 외부효과를 내부화시키는 가격체계가 수립되어야 한 다. 현재 많은 에너지효율 정책들이 행정규제적 접근방식을 취하고 있 다. 이를 시장활용적 정책으로 전환할 필요가 있다. 이 경우, 비용효과적 정책추진이 가능해진다.

규제완화 차원에서 완화된 여러 가지 에너지효율 정책들을 재검토하 여 필요한 규제는 부활시킬 필요가 있다. 일본의 경우 상당히 강력한 규 제정책을 유지하고 있다는 점을 참고할 필요가 있다.

에너지효율 정책은 수송 부문과 국토이용 부문과 연계되어 추진되어 야 한다. 수송 구조와 국토이용 구조는 비가역적이며 초장기적 성격을 가지고 있기 때문에, 사전에 에너지에 대한 영향을 충분히 고려하여 구 축되어야 한다.

에너지안보의 강화를 위해서도 시장기능이 강화되어야 한다. 고유가에 대하여 경제체제의 유연성을 확보해야 한다. 해외자원개발의 경우 민간 기업의 참여를 강화할 수 있는 제도가 마련되어야 한다. 한편, 신재생에 너지 확산 및 수소경제로의 전환은 친환경적 에너지시스템 구축과 에너 지안보 제고에 크게 기여할 것이다.

우리나라의 지속가능한 에너지미래는 에너지효율 정책의 강화, 신재생 에너지 확산, 신에너지 기술의 개발, 시장기능의 강화가 지속적으로 그 리고 통합적으로 추진될 때 달성될 수 있을 것이다.

abstract i

ABSTRACT

1. Research Purpose

Energy has become an essential element in attaining sustainable development especially since the World Summit on Sustainable Development(WSSD) held in South Africa in 2002. Commision on Sustainable Development(CSD) of U.N. plans to lead the global discussion on the role of energy in the year of 2006 and 2007. The Kyoto protocol, which became effective in February this year, also signify the importance of energy in the sustainable development.

The energy sector in Korea expanded greatly in supporting economic development over the last four decades. Recently, the energy sector is experiencing drastic qualitative change. The development of environmentally sound energy system becomes one of the major tasks in the energy sector. In addition, ensuring public acceptance for energy facility is now an challenging task.

This is the third year study of the multi-year study for deriving strategies for the sustainable energy future in Korea. In doing so, firstly, this study analyses implication of the discussions of the IEA, CSD, and WSSD. Secondly, this study performs the decomposition analysis on the major elements of energy consumption in order to investigate the sustainability of Korean energy system. In particular, the decomposition analysis focuses the energy consumption of the

consumption. In addition, decomposition analysis on carbon intensity is also performed reflecting the importance of lower carbon energy system toward sustainable development. Thirdly, based on the previous analysis and the experiences of major other countries, such as U.K., Japan, and U.S.A., strategies and major elements toward sustainable energy future in Korea will be discussed.

2. Summary

The concept of sustainable development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs now includes three pillar of economic, environmental, social sustainability.

In translating these concept into energy sector, main elements of the sustainable energy future are energy supply security, energy efficiency, renewable energy, and new energy technology. Among these, energy efficiency is the element to enhance both economic and environmental sustainability.

This study analyses energy consumption and carbon intensity over the last 23 years, as part of investigating sustainability of manufacturing sector, by employing the most advanced Divisia decomposition methodology.

The share of manufacture sector in the final energy consumption increased from 41.0% in 1981 to 50.3% in 2004. This indicates the

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importance of manufacture sector in devising sustainable energy strategies. The elasticity of energy consumption with respect to the value added decreased drastically to 0.32 from 0.97 since the financial crisis in 1997.

To analyse factors for these decrease, energy consumption between 1981 to 2004 was decomposed into three factors by employing 'log divisia' methodology, over five periods of '81-'85, '85-'90, '90-'97, '97-'01, and '01-'04. Three factors are the production effect, energy intensity effect, and industry structural effect. Firstly, production effect was the most influential for the increase in energy consumption over the entire period. The production effects was 7.6%, 7.4%, and 7.9%

respectively over the year of ’90-‘97, ‘97-’01, and ‘01-’04. Secondly, the worsening of energy intensity contributed to the increase in the energy consumption only over the year ’90-‘97. Thirdly, over the year

‘01-’04, the industry structural effect contributed to the drastic decrease in the growth of energy consumption, with (-)4.4%. These factor decomposition analysis revealed that the recent slow-down of energy consumption is mainly due not to the efficiency intensity effect but to the industry structural effect. This confirms the strong need for active role of energy efficiency measures.

Similar decomposition analysis was performed on the changes in the carbon intensity over the same period into four factors. Over the year ‘81-’85, carbon intensity improved by 29%, on which the improvement of energy intensity contributed mostly. Over the year

carbon intensity deteriorated by 31% with the energy intensity contributing mostly. Over ‘97-’01, carbon intensity improved by 20%

with energy intensity contributing mostly. However, over the ‘01-’04 where carbon intensity improved by 14%, the most contributing factor was the industry structural effect. Consequently, the decomposition analysis of energy consumption as well as carbon intensity indicated the same factors that the recent slow-down of energy consumption was mainly due to the industry structural effect toward less-energy intensive industry structure, but not from energy efficiency improvement. This implies the need for strong measures for the energy efficiency.

3. Research Results & Policy Suggestions

Importing almost entire energy requirement, Korea need to establish sustainable energy future by ensuring adequate and affordable access to energy in an economically viable, an environmentally sound, socially acceptable way. It will require applying energy efficient, environmentally sound, and cost-effective technologies to all sectors of the economy.

The case of U.K. signifies the importance of linking energy efficiency measures with lower carbon strategies. The U.K. would put itself on a path towards a reduction in carbon dioxide emissions of some 60% from current levels by about 2050. Japan emphasize the

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importance of energy efficiency as in the Top-Runner program. U.S.A.

is expanding R&DD on new energy technologies.

Reflecting the experiences of other countries, Korea needs to accelerate the policies and measures for energy efficiency, linked with carbon abatement measures. Korea also need to consider the transition from current energy system, which centers on larger, concentrated, supply-oriented system, toward sustainable energy system, which also involves the elements of distributed, demand-oriented, and small and medium sized system. Decision making system in the energy sector requires innovation from the current top-down and information monopolistic system to the sustainable system which takes the bottom-up, information-sharing, participatory, conflict- settling approach.

Institutional framework needs to be established for monitoring and analysis and feedback of energy efficiency policies and measures in order to enhance the effectiveness of the energy efficiency policies and measures.

The market function needs to be fully utilized. The comprehensive review on the current energy price system should be conducted. The energy prices need to internalize the external environmental effects from energy use. The energy prices should also employ lifetime full cost pricing approach.

For sustainable energy system, energy policies are to be integrated with transportation and urban development programs, which are

The role of the market should be emphasized for enhancing energy securities. The flexible energy system and economic system built on the market will be more effective in tackling high oil prices. The sustainable energy future requires a long term view with which new and renewable energy and hydrogen energy are to be developed.

Sustainable energy future in Korea hinges upon the successful implementation of policies and measures on energy efficiency, energy security, new energy, renewable energy, and technology development with market mechanism fully utilized.

차례 i

제목 차례

제 2 장 지속가능한 발전과 에너지···4

1. 지속가능한 에너지시스템의 주요 요소···4

2. 지속가능한 에너지 구축의 주요 수단···8

3. WSSD의 지속가능한 에너지 논의···12

4. IEA의 지속가능 에너지 논의···15

제 3 장 에너지소비 분석방법론···17

1. 에너지효율과 지속가능한 에너지···17

2. 에너지효율과 제조업부문···18

3. 에너지소비 요인분해 방법론···21

제 4 장 제조업부문의 에너지소비 분석···32

1. 분석 자료···32

2. 제조업 에너지소비와 부가가치···33

3. 에너지원단위 분석···37

제 5 장 에너지소비 및 탄소집약도 요인분해···41

1. 에너지소비 요인분해···41

2. 에너지소비 연도별 요인분해 결과···49

3. 탄소집약도 요인분해 결과···55

1. 외국의 지속가능한 에너지전략···68

가. 영국의 지속가능한 에너지 전략···68

나. 일본의 지속가능한 에너지 전략···74

다. 미국의 지속가능한 에너지 전략···79

라. 영국, 일본, 미국 전략의 시사점 ···81

2. 우리나라의 지속가능한 에너지정책 현황···83

가. 에너지효율 정책 현황···83

나. 신재생에너지 정책 현황···85

다. 수소에너지 정책 현황···88

라. 에너지안보: 석유등 해외자원개발 현황···89

3. 우리나라의 지속가능 에너지 전략···91

가. 공통 전략···91

나. 부문별 세부 전략···95

제 7 장 결어···102

참 고 문 헌···105

차례 iii

표 차례

<표 2-2> WSSD의 에너지부문 전략 (계속)···14

<표 4-1 > 부문별 에너지 소비 비중···33

<표 4-2> 제조업부분의 에너지소비 추이···35

<표 4-3> 외환위기 전․후의 에너지부문의 변화···36

<표 4-4> 주요 산업별 부가가치 및 에너지소비 비중···37

<표 4-5> 산업별 에너지 원단위 변화 추이···39

<표 5-1> 에너지소비 요인분해의 구간별 비교: 80년대···43

<표 5-2> 에너지소비 요인분해의 구간별 비교: 90년대···45

<표 5-3> 에너지소비 요인분해: 2001-2004년···46

<표 5-4> 연도별 요인별 효과: 부호···50

<표 5-5> 연도별 요인별 효과: 부호 (계속)···50

<표 5-6> 산업별 이산화탄소 배출 비중···56

<표 5-7> 산업별 탄소집약도 추이···59

<표 5-8> 탄소집약도 변화 요인분해: ’81-’85···61

<표 5-9> 탄소집약도 변화 요인분해: ’85-’90···63

<표 5-10> 탄소집약도 변화 요인분해: ’90-’97 ···64

<표 5-11> 탄소집약도 변화 요인분해: ’97-’01···65

<표 5-12> 탄소집약도 변화 요인분해: ’01-’04···65

<표 5-13> 탄소집약도 변화 요인분해: 종합···66

<표 7-1> 신․재생에너지 공급목표···87

그림 차례

[그림 4-1] 부문별 에너지소비 변화···34

[그림 4-2] 제조업 전체의 에너지원단위 변화···39

[그림 4-3] 산업별 에너지 원단위 변화···40

[그림 5-1] 제조업부문 에너지소비 요인분해···51

[그림 5-2] 생산효과···52

[그림 5-3] 산업구조 효과···52

[그림 5-4] 연도별 에너지 원단위 효과···53

[그림 5-5] 요인별 기여도···54

[그림 5-6] 산업별 이산화탄소 배출량···55

[그림 5-7] 산업별 이산화탄소 배출 비중···57

[그림 5-8] 이산화탄소 집약도···58

[그림 5-9] 산업별 탄소집약도 ···58

제1장 서언 1

제 1 장 서 언

최근 지속가능한 발전을 위한 전략도출이 국내외적으로 주요 이슈로 부각되고 있다. 2002년 개최된 ‘지속가능발전에 관한 세계정상회 의’(WSSD: World Summit on Sustainable Development)에서는 에너지 부문이 선진국과 개도국 모두에게 지속가능한 발전을 위한 핵심 부문으 로 대두된 바 있다. 유엔의 지속가능발전위원회(CSD)는 2006년과 2007

년 2년에 걸쳐 에너지를 주제로 국제적 논의를 주도할 계획이다.

본 연구는 우리나라의 지속가능한 발전을 위한 에너지부문의 전략을 도출하기 위해 연차적으로 수행되고 있는 연구의 제3차년도 연구로서 1 차년도와 2차년도의 연구를 기본 골격으로 하였다.

본 연구는 지속가능한 에너지에 대한 개념을 정립하기 위해 IEA와

CSD, WSSD 등의 논의사항을 분석하고, 이러한 국제적 논의동향을 국내

의 에너지 이슈와 연계하여 살펴 보았다. 에너지공급의 안정성, 환경친 화적 에너지시스템, 에너지 설비의 사회적 수용성 확보가 우리나라의 지 속가능발전을 위한 에너지부문의 역할로 대두되었다.

우리나라의 에너지부문은 지속가능한 발전에 대한 우려와 기대가 동 시에 고조되고 있다. 지난 30년 동안 경제성장을 지원하는 과정에서 양 적 팽창을 거듭하였으며 동시에 질적 변화를 경험하고 있다. 이 과정에 서 에너지 소비의 환경성 제고가 주요 과제로 대두되고 있다. 최근에는, 에너지 공급 시설에 대한 사회적 수용성 제고가 중요한 과제로 대두되 고 있다. 한편, 에너지수요는 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라, 에

너지원의 안정적인 공급기반의 확충과 에너지 위기에 대한 대응능력의 향상은 지속발전을 위한 에너지정책의 핵심요소로 자리 잡고 있다.

이러한 대내외적 변화를 감안할 때, 향후 에너지 정책은 환경성, 경제 성, 사회성, 안정성의 가치를 균형적으로 조화시킴으로써 지속가능발전 을 달성하는 방향으로 질적 변화를 도모해야 한다.

본 연구는 우리나라의 지속가능한 발전을 위한 에너지부문의 전략을 도출하는 것을 목표로 하고 있으며, 개념의 정립, 현 상황에 대한 지속 가능성 분석, 정책의 도출 등을 연차적으로 추진하고 있다. 이에 따라, 우리나라 경제의 지속가능성 평가의 일환으로 1차년도에 수행한 바 있 는 제조업 부문의 에너지소비 증가 요인분석을 확장하여 분석연도를

1981～2001년에서 1981～2004년으로 하여 가장 최근의 상황에 대한 분

석을 추가하였다. 동시에 이산화탄소 집약도에 대한 분석을 새로이 추가 하였다.

제2장은 지속가능한 에너지에 대한 국제적 논의 동향을 살펴 보고 이 를 토대로 지속가능성에 대한 주요 개념과 에너지부문의 주요 전략들을 분석한다. 국제에너지기구의 논의동향, UNCSD의 논의동향, WSSD의 논 의동향, 그리고 최근의 에너지와 환경의 연계동향을 살펴 보고 지속가능 한 에너지 전략에 대한 주요 요소들을 도출한다.

제3장은 제조업부문의 효율성 평가를 수행하기 위한 준비단계로서, 요 인분해 방법론의 이론적 발전동향을 개관한다. 특히, 이산화탄소 집약도 의 분석방법을 추가하여 분석한다. 요인분해의 잔차가 없는 로그디비지 아 방법론을 자세히 검토한다.

제4장은 우리나라 제조업부문의 에너지소비 현황에 대해 최근의 변화

제1장 서언 3

를 반영하여 1981～2004년까지 분석한다.

제5장은 제조업부문의 에너지소비를 생산효과, 산업구조효과, 그리고 에너지원단위 효과로 분해하여 분석한다. 1차년도에 수행한 바 있는 분 석방식을 활용하되, 분석기간을 1981～2004년까지 확장한다. 동시에 제 조업부문의 이산화탄소 배출집약도에 대해 4개 효과로 분해하여 분석한 다.

제6장은 우리나라의 지속가능한 에너지부문 전략에 대하여 논의한다.

최근 지속가능한 에너지부문 전략수립에 있어서 특징적인 사항을 가지 고 있는 영국, 일본, 미국의 3개국의 전략을 검토하고 시사점을 도출한 다. 그리고, 우리나라의 최근 에너지정책 현황을 살펴 본다. 최종적으로 제2장에서 살펴 본 지속가능한 에너지에 대한 국제적 논의와 주요국가 의 전략 및 우리나라의 정책현황을 토대로 우리나라의 바람직한 지속가 능한 에너지전략에 대하여 논의한다. 제7장은 결어로서 주요 연구결과 및 향후 연구방향에 대하여 기술한다.

제 2 장 지속가능한 발전과 에너지

1. 지속가능한 에너지시스템의 주요 요소

지속가능한 에너지시스템은 지속가능한 발전에 기여하는 에너지시스 템을 의미한다. 여기서 지속가능한 발전이란 미래세대의 필요를 충족시 키기 위한 잠재력을 훼손하지 않으면서 현재의 필요를 충족시키는 발전 으로 정의된다. 이는 미래지향성과 범지구적 특성을 포괄하는 개념이다.

미래지향성과 관련하여 에너지부문은 장기적인 시계를 갖기 때문에 여 건변화에 대한 신속한 대응이 어려운 특성을 가지고 있다. 범지구적 특 성과 관련하여, 에너지부문은 석유시장의 범세계성, 기후변화, 환경이슈 등 범지구적 의미를 가지는 문제들을 포괄하고 있다.

이와 같이 미래지향성과 범지구적 특성을 가지는 에너지부문의 지속 가능성을 제고시키기 위한 과제로서, 유엔의 지속가능발전 위원회는 에 너지 혜택의 광범위한 제공, 에너지효율, 재생에너지, 고도의 화석연료 기술, 원자력 에너지, 농촌에너지, 수송부문 에너지에 대한 과제를 제시 하였다. 이는 에너지부문의 경제적 지속가능성, 환경적 지속가능성, 그리 고 사회적 지속가능성을 제고시키기 위한 과제들이다.

1) 본 장은 2001년 개최된 제9차 UNCSD 총회의 논의사항에 근거하여 작성하였다.

2) 지속가능한 발전의 일반적 개념 및 에너지부문과의 관계는 「지속가능발전을 위한 에너지부문 전략 연구(제1차년도) - 제조업부문 에너지소비 요인분해 연구 -」(에너 지경제연구원, 2003. 12.)에 상세히 논의되어 있다.

제2장 지속가능한 발전과 에너지 5

가. 에너지 혜택의 광범위한 확산

에너지 혜택의 확산은 개도국의 경우 매우 중요한 과제이다. 에너지 혜택의 광범위한 제공은 경제발전과 사회발전, 그리고 빈곤퇴치에 핵심 적인 사항이기 때문이다. 에너지는 신뢰성 있고, 경제적으로 감당가능하 며, 사회적으로 수용가능하며, 환경적으로 건전한 방식으로 제공될 수 있어야 하며, 이를 위한 수단과 방식을 도출해야 한다.

나. 에너지 효율 강화

에너지효율은 지속가능한 에너지 구축에 있어서 핵심적 사안이다. 에 너지효율의 개선은 경제성과 환경성을 동시에 제고시킬 수 있는 중요한 요소이다. 에너지효율은 선진국과 개도국을 불문하고 모든 국가에서 지 속가능성을 제고시킬 수 있는 방안이다. 그러나, 현재 에너지효율은 효 율개선의 잠재량을 충분히 활용하고 있지 못하다. 에너지효율 개선에 대 한 장애요인은 기술에 대한 접근의 어려움, 개도국의 불충분한 능력, 재 정자금의 부족, 시장의 불완전성, 관련 조직의 미비 등이다.

다. 신재생 에너지의 확대

신재생에너지는 태양광, 태양력, 풍력, 조력, 지열, 바이오매스, 수력 등 다양하다. 그런데, 신재생에너지의 비중을 획기적으로 증대시키는 데 있어서 선진국과 개도국 모두 상당한 장애요인에 직면하고 있다. 장애요 인은 기술적 장애요인과 경제적 장애요인을 들 수 있다. 이중 신재생에 너지의 높은 비용은 신재생에너지의 확산에 가장 큰 장애요인으로 작용

라. 고도의 화석연료 기술

화석에너지는 여러 가지 환경문제에도 불구하고, 향후 상당 기간 동안 세계의 주 에너지원으로 작용할 것이 분명하다. 이는 화석에너지가 환경 문제의 연원임과 동시에 해결책이 되어야 함을 의미한다. 이에 따라, 화 석에너지를 환경친화적으로 활용할 수 있는 고도의 청정 화석에너지 기 술의 개발 및 활용이 확대되어야 한다.

마. 원자력 에너지

원자력 에너지는 최근 매우 민감한 문제로 대두되고 있다. 원자력 에 너지는 에너지 공급의 주요 수단이 됨과 동시에, 방사성 폐기물 관리에 있어서 커다란 도전을 제기하고 있다.

원자력 발전은 현재 세계 전력생산의 16%를 차지하고 있다. 원자력발 전은 안전, 원전연료, 방사성 폐기물 관리에 대해 상당한 우려가 제기되 고 있는 것이 현실이다.

원자력 에너지와 관련하여 중요한 사항은 원자력발전에 대한 선택은 각국의 재량이라는 점이다. 일부 국가는 원자력발전에 대한 의존도가 매 우 높다. 이들 국가들의 경우, 원자력은 비용과 환경측면에서 지속가능 한 에너지원으로 받아들여지고 있다. 물론, 안전성, 폐연료 문제, 방사성 폐기물 관리, 공공의 수용성 등 여러 가지 문제에 직면하고 있다. 일부 국가들은 원자력발전을 폐쇄하기로 결정하였다. 이와 함께, 일부 국가들 은 원자력 발전을 전혀 갖고 있지 않으며, 원자력을 전혀 지속가능한 에 너지원으로 간주하고 있지 않다.

제2장 지속가능한 발전과 에너지 7

바. 농촌 에너지

국제사회는 현재 밀레니엄 목표로서 하루에 1불 이하로 생존하고 있 는 인구를 2015년 까지 절반으로 줄이는 과제를 추진하고 있다. 이를 달 성하는 데 있어서 저렴한 에너지의 확보는 필수적 요건이다. 이러한 관 점에서 농촌 에너지는 중요한 문제이다.

농촌지역의 에너지문제 해결에 대한 장애요인은 문제의 광범위성, 자 금의 제약, 기술의 부족, 높은 투자비, 관심 부족 등을 들 수 있다. 이를 해결하기 위해, 현재의 바이오매스 사용방식을 개선할 필요가 있다. 또 한, 현존의 바이오매스에서 탈피하여 고급연료로 전환하는 것이 필요하 다. 특히, 난방과 취사에 있어서 가스 또는 석유로의 전환이 필요하며, 전력의 확대가 필요하다.

사. 에너지와 수송부문

수송부문은 에너지를 다량 소비하는 부문이며, 에너지소비가 가장 빠 르게 증가할 것으로 예상되는 부문이다. 이에 따라, 향후 수송부문의 도 전은 지속가능한 발전을 위한 수송시스템의 구축을 위해 통합적이며 종 합적인 접근을 증진시키는 데 있다.

2. 지속가능한 에너지 구축의 주요 수단

유엔의 지속가능발전위원회는 앞에서 논의한 에너지시스템의 지속가 능성 제고를 위한 수단으로서 연구개발, 능력배양, 기술이전, 정보확산, 재정문제, 가격기구 활용, 공공 및 이해집단 참여, 지역협력 및 국제협력 을 위한 각국의 노력을 강조하고 있다.

가. 연구 및 개발

지속가능한 에너지사용을 달성하기 위해, 국가적, 지역적, 전세계적 범 위에서, 청정화석연료기술, 선진화석연료기술, 고효율에너지기술, 재생에 너지기술에 대한 연구개발을 확대하는 것은 매우 중요하다. 정부는 이와 관련된 민간부문의 투자를 확대하기 위해 정책의 개발, 인센티브의 개 발, 이를 위한 촉매의 역할을 다해야 한다. 에너지 관련 연구개발은 공 공부문과 민간부문이 조화를 이루어야 한다. 정부와 민간의 공동사업도 중요하며, 국제적 차원의 공동협력도 중요한 역할을 한다.

나. 능력개발

대부분의 개도국에서 지방단위의 능력의 미흡이 에너지 확대에 주요 장애요인으로 작용하고 있다. 따라서, 개도국의 조직, 인프라, 제도, 인력 등이 강화되어야 한다. 이를 위해, 국제적 협력과 지원이 필요하다. 지구 환경기금 등은 개도국의 능력배양 및 기술이전을 위해 노력해야 하며, 능력개발, 기술이전, 필요기술 조사 등에 대해 국제 금융기구의 관심이 요구된다.

제2장 지속가능한 발전과 에너지 9

다. 기술이전

친환경적 기술의 개도국으로의 이전은 필수적이다. 기술이전은 기술협 력을 포괄하며, 기술의 노하우의 이전을 포함한다. 또한, 이전된 기술의 효과적 사용을 위한 경제적, 기술적, 제도적 능력의 배양을 포함한다. 기 술협력은 기업과 정부의 공동의 노력을 필요로 한다. 기술공급자로서의 기업과 기술수요자로서의 정부의 노력이 중요하다. 기술이전의 효과를 배가시키기 위해서는, 개도국 정부, 선진국 기업, 선진국의 연구개발기구 등의 반복적 노력이 요구된다. 기술이전을 장기적 협력의 관점에서 보는 경우, 체계적인 교육훈력과 능력배양이 병행되어야 한다.

라. 정보 공유 및 확산

에너지 계획의 수립과 에너지기술의 활용을 위해, 정보와 지식의 확산 이 필요하다. 적절한 정책의 결정과 에너지공급 옵션의 선택을 위해 정 책결정자들에 대한 정보 확산이 필요하다. 인터넷은 정보확산에 크게 기 여할 수 있다. 개도국들은 정보기술에 대한 선진국들의 지원이 필요하 다.

마. 투자재원의 확보

재정지원과 재정메카니즘은 리우 환경회의에서 채택된 바 있는 의제

21의 이행에 매우 중요한 역할을 한다. 의제21 이행을 위한 재정은 주로

개별 국가내에서 동원될 것이다. 그러나, 개도국의 경우 공적개발지원

(ODA)은 매우 중요한 외부자금이다. 지속가능한 개발을 달성하는 데 유

따라서, 개도국의 인프라에 대한 투자유치에 특별한 관심을 기울여야 한 다.

바. 가격기구의 활용

시장의 왜곡을 제거하는 정책은 지속가능한 에너지시스템의 구축에 크게 기여한다. 가격시그널의 활용, 시장왜곡의 제거, 그리고 세제개편과 보조금의 점진적 폐지를 통한 환경비용의 내부화 등은 지속가능한 에너 지시스템의 구축에 기여한다. 각국은 에너지시장의 기능을 개선하여 지 속가능한 개발에 기여할 수 있도록 하여야 한다. 시장기능의 개선은 시 장의 장애요인의 극복, 에너지혜택의 광범위한 제공 등을 포함한다. 에 너지시장 관련 정책은 각국의 특성, 각국의 능력, 각국의 상이한 발전단 계 등을 고려하여야 한다.

사. 지역협력

적절한 규모의 경제는 지속가능한 에너지공급에 기여한다. 지역간 협 력을 통해 지속가능한 에너지를 공급하기 위해 규모의 경제를 달성할 수 있도록 노력해야 한다. 이를 위해, 지역간 에너지기구를 통해 지역간 에너지협력을 증진시켜야 한다. 이는 개별 지역에서 지속가능한 에너지 를 도모하기 위해 지역별 에너지개발을 위한 연구를 추진하는 것을 포 함한다. 또한, 에너지효율 부문, 재생에너지부문, 선진 화석에너지 기술 부문에 대한 교육 강화 및 경험공유가 필요하다. 나아가, 에너지시장 관 련 정보의 확산을 위해 지역 정보기구를 강화해야 한다.

지속가능한 에너지를 위한 지역협력은 지역간 에너지사업의 연계, 전

제2장 지속가능한 발전과 에너지 11

력 융통과 석유 및 가스 파이프라인의 공동 개발 등을 포함한다. 또한, 에너지 생산국과 에너지 소비국간의 대화의 강화가 필요하다.

아. 국제협력

개도국에 대한 국제적 지원은 특히 능력개발, 교육, 기술이전, 정보공 유, 연구개발, 재정자원의 동원 등에 효과적이다. 국제적으로 공공부문과 민간부문간의 파트너쉽 협력을 강화해야 한다. 에너지의 지속가능성의 여러 요소들, 즉, 저렴한 에너지, 효율적 에너지 사용, 고도의 화석연료 에너지기술, 고도의 재생에너지기술의 확산을 증진시키기 위한 프로그램 이 필요하다. 또한, 에너지기술 관련 주요 기관들의 연계를 강화해야 한 다. 이는 능력개발, 기술이전, 정보공유 등에 기여할 것이다.

개도국의 에너지 인프라 구축은 상업적으로 많은 위험을 수반한다. 또 한, 개도국은 대형 에너지투자를 할 수 있는 제도적 구조가 미비 되어 있다. 따라서, 국제 개발금융기구를 통해 자금을 확보해야 한다.

3. WSSD의 지속가능한 에너지 논의

앞에서 살펴 본 지속가능한 에너지시스템 구축을 위한 주요 요소와 정책수단은 ‘지속가능한 발전에 관한 세계 정상회의’(WSSD: World Summit on Sustainable Development)에서 종합적으로 논의되었다.³⁾ 특 히, 다음의 주제에 대하여 논의가 진행된 바 있다.

○ 에너지의 혜택을 받지 못하고 있는 20억명에 대한 에너지공급

○ 에너지효율 증대와 재생에너지의 활용 제고

○ 교토의정서 비준문제

○ 에너지보조금 제도와 조세제도의 개혁

○ 신에너지 기술의 개발 정책

이중에서 신재생에너지 비중의 확대와 관련하여, EU는 2010년까지 전 세계적으로 재생에너지의 비중을 15%까지 확대하는 목표를 설정하고, 선진국들은 각각 2010년까지 2000년의 재생에너지 비중보다 2%포인트를 증가시켜야 한다고 주장한 바 있다. 논의 결과 신재생에너지에 대한 수 치적 목표는 WSSD에서 채택되지 못하였다.

<표 2-1>과 <표 2-2>는 WSSD에서 채택된 에너지부문 지속가능성 제 고를 위한 전략이다. 에너지부문 전략은 WSSD의 이행계획 문서의 8조

와 19조에 규정되어 있다. 8조는 빈곤퇴치를 위한 에너지 접근성 제고를

위한 전략이며, 19조는 에너지부문의 지속가능한 소비와 생산패턴을 구 축하기 위한 전략을 담고 있다.

3) WSSD는 유엔의 지속가능발전위원회의 연장선에서 리우 환경회의 10주년을 맞아

2002년 남아프리카 공화국의 요하네스버그에서 개최되었다.

제2장 지속가능한 발전과 에너지 13

19. 각국 정부는 지속가능발전을 위한 에너지에 대한 제9차 CSD 총회의 권고사항과 결정문을 이행한다. 이는 특히 다 음사항들에 대한 이행을 포함한다.

a. 제9차 CSD 총회의 권고사항과 결정문에 따라, 재정자금, 기 술이전, 능력형성, 기술확산을 위해 추가적인 조치를 취함.

b. 에너지 다소비부문의 정책 수립시, 그리고 사회 인프라 건 설시 에너지문제를 통합적으로 고려함.

c. 신에너지 기술의 개발 및 확산에 노력함.

d. 전통에너지의 지속가능한 활용을 제고함.

e. 에너지기술 개발을 통해 에너지공급원을 다원화함. 자발적 인 지역목표의 역할을 인정하면서, 재생에너지의 총에너지 공급상의 전지구적 비중을 상당한 수준으로 증가시키며, 이 의 달성정도를 주기적으로 평가함.

f. 원유생산과 관련된 누출가스를 줄임.

g. 지방의 토착 재생에너지원을 개발함.

h. 에너지효율기술의 확산 등 에너지효율 개선을 위한 국내프 로그램을 수립함.

i. 청정 에너지효율 기술과 에너지절약기술의 개발 및 확산을 가속화함.

j. 국제금융기구의 대개도국 지원을 강화함.

<표 2-1> WSSD의 에너지부문 전략

주: 이행계획(Plan of Implementation)의 제19조임.

19. 각국 정부는 지속가능발전을 위한 에너지에 대한 CSD-9의 권고사항과 결정문을 이행한다. 이는 특히 다음사항들에 대 한 이행을 포함한다.

k. 에너지기술에 대한 연구 및 개발과 이를 위한 국제협력을 강화 l. 에너지 관련 개도국 지원 국제기구간의 네트워킹 수립 m. 에너지 관련 교육의 증진

n. GEF 등은 개도국의 에너지 관련 교육 및 훈련에 대해 지원 o. 에너지시장의 기능 및 투명성, 정보확산을 증진

p. 에너지시장의 왜곡, 특히 보조금 개편을 추진 q. 비환경적 보조금의 감축을 추진

r. 지속가능발전의 지원을 위해 에너지시장의 기능을 개선 s. 국제 에너지협력 강화를 위해 에너지 관련 기관 및 기구의

기능을 강화

t. 에너지 접근 강화를 위한 조치를 시행

u. 에너지 관련 국제기구 및 지역기구간의 협력을 강화 v. 접경국경간 에너지교역을 활성화하기 위한 지역협력을 강화 w. 에너지 생산국과 소비국간의 대화포럼을 강화

<표 2-2> WSSD의 에너지부문 전략 (계속)

주: 이행계획(Plan of Implementation)의 제19조의 후반부임.

제2장 지속가능한 발전과 에너지 15

4. IEA의 지속가능 에너지 논의

지속가능성은 경제적, 환경적, 사회적 지속가능성을 포괄하는 개념이 다. 이중에서 앞에서 살펴 본 유엔 지속발전위원회와 WSSD는 환경적 지속가능성을 강조하고 있는 바, 지속가능한 에너지시스템으로서 에너지 효율 및 신재생에너지 등을 강조하고 있다. 이에 반해, 국제에너지기구 (IEA: International Energy Agency)는 경제적 지속가능성을 강조하고 있으며, 이와 관련하여 에너지공급의 안정성을 강조하고 있다. 다음에서

IEA의 지속가능한 에너지에 대한 논의를 간략히 살펴 본다.⁴⁾

가. 경제적 지속가능성과 에너지공급의 안정성

경제적 지속가능성은 국민소득의 지속적 증가를 추구한다. 이를 위 해, 에너지공급이 안정적으로 이루어져야 한다. 즉, 에너지의 안전하고 저렴한 공급은 지속가능한 발전의 필요조건이라고 할 수 있다.

산업혁명 이후 화석연료의 사용이 급증하였다. 그런데, 1970년대 이후 화석연료, 특히 석유의 공급이 위협을 받게 되었다. 두 번에 걸친 석유 파동으로 장기적으로 석유를 포함한 에너지의 고갈에 대한 위기감이 고 조되었으며, 단기적으로 석유 위기가 발생할 경우 전 세계적 경제성장이 크게 위협받을 것으로 우려되고 있다. 이에 따라, 에너지공급의 안정은 경제의 지속적 성장에 핵심적 사안으로 인식되고 있다.

4) 본 소절은 IEA의 ‘지속가능한 에너지미래를 향하여’(Toward a Sustainable Energy Future)(2001)의 내용을 요약하였다.

나. 에너지부문의 지속가능성과 위기관리

에너지부문은 석유위기와 같은 위기에 대한 대응이 매우 중요하다. 석 유위기는 석유공급의 중단과 석유가격의 급등의 두가지 요소로 구분될 수 있다. 이중에서 석유가격의 급등이 지속가능한 경제성장에 더 큰 폐 해를 주는 것으로 우려되고 있다.

이와 관련하여 에너지원의 다원화가 중요한 대응방안으로 대두되고 있다. 석유의 가스로의 대체와 중동 석유에 대한 과다한 의존도의 해소 등이 이에 대한 대책이 된다.

다. 환경적 지속가능성과 에너지

화석연료는 환경에 커다란 악영향을 미친다. 화석연료의 생산과 소비 과정에서 다양한 환경문제를 야기시킨다. 석탄에서 발생하는 분진과 황 화합물, 차량에서 발생하는 오존생성물질 등은 대기오염의 주 요인으로 작용하고 있다.

최근에는 범지구적 차원에서 화석연료에서 발생하는 이산화탄소가 커 다란 문제로 대두되고 있다. 이산화탄소의 증가로 인한 기후변화 문제는 지속가능한 발전에 커다란 도전요인으로 대두되고 있다. 기후변화에 대 한 대응의 일환으로 기후변화협약과 교토의정서가 채택된 바 있다.

제3장 에너지소비 분석방법론 17

제 3 장 에너지소비 분석방법론

1. 에너지효율과 지속가능한 에너지

앞에서 살펴 본 바와 같이, 지속가능한 에너지 시스템은 경제성, 환경 성, 그리고 사회성이 통합적으로 추진되는 개념이다. 이에 따라, 우리나 라의 경우 지속가능한 에너지는 다음과 같이 개념화될 수 있다. 첫째로, 안정적이며 신뢰성있는 에너지공급 체제를 구축해야 한다. 둘째로, 환경 친화적인 에너지수급 체제를 구축해야 한다. 셋째로, 사회적 수용성이 높은 에너지 시스템을 구축해야 한다. 이는 구체적으로 에너지 공급의 안정성 확보, 에너지효율의 제고, 신재생에너지의 확산, 신에너지 기술의 개발로 요약될 수 있다. 에너지 공급의 안정성 확보는 자원개발 및 에너 지원의 다변화가 주요 옵션이며, 신재생에너지는 기술개발과 경제성 확 보가 주요 관건이다. 신에너지 기술의 개발은 선택과 집중을 통한 기술 개발이 주요 과제이다.

경제성, 환경성, 사회성에 모두 공통적으로 작용하는 것이 바로 에너 지효율 문제이다. 본 연구는 우리나라에서의 지속가능한 에너지시스템의 핵심은 에너지효율의 제고에 있다는 데서 출발한다. 에너지 효율은 경제 적 지속가능성과 환경적 지속가능성을 동시에 제고시키는 중요한 전략 이다. 에너지효율을 제고하여 에너지소비의 증가세를 억제한다면, 이는 에너지수입의 증가세를 억제하여 우리나라의 에너지공급의 안정화에 기 여하게 된다. 또한, 에너지효율은 오염물질의 배출을 최소화함으로써 환 경적 지속가능성을 제고시킨다. 동시에, 에너지효율은 단위 생산량당 에

이에 따라, 에너지효율은 경제성과 환경성을 동시에 제고시키는 옵션이 다. 따라서, 에너지의 거의 전량을 수입하고 있는 우리나라는 에너지효 율의 제고가 지속가능한 에너지전략의 최우선적인 위치를 차지하게 된 다.

2. 에너지효율과 제조업부문

앞에서 우리나라의 지속가능한 에너지시스템은 에너지 공급의 안정성, 환경친화적인 에너지수급 체계, 사회적 수용성이 높은 에너지시스템을 포괄하는 개념임을 살펴 보았다. 이중에서도 에너지효율은 에너지공급의 안정성과 환경친화적 에너지수급 체계에 동시에 기여하는 핵심사안임을 살펴 보았다. 에너지효율의 증진은 지속가능성 제고를 위한 비용효과적 인 전략임과 동시에 경제적 지속가능성과 환경적 지속가능성을 동시에 제고시키는 사안임을 살펴 보았다.

이에 따라, 우리나라의 에너지효율에 대한 평가는 우리나라 에너지시 스템의 지속가능성을 평가하는 데 중요한 작업이 된다. 따라서, 본 연구 에서는 지속가능한 에너지 전략 도출의 일환으로 우리나라의 에너지 소 비의 효율성을 분석하고자 한다. 에너지소비는 에너지소비의 주체에 따 라 산업부문, 수송부문, 가정 및 상업부문, 그리고 공공부문으로 구분된 다. 이중에서도 본 연구는 산업부문 에너지소비의 에너지효율성에 대해 분석하고자 한다. 산업부문은 우리나라 에너지소비의 절반 이상을 차지 하고 있다. 또한, 산업부문의 경우 에너지효율 분석이 가장 많이 이루어 지고 있는 부문이다. 산업부문은 경제성장의 동력이라는 점에서 에너지

제3장 에너지소비 분석방법론 19

효율성이 중요하다. 산업부문중에서도 본 연구는 제조업에 대한 분석을 하고자 한다.

본 연구는 요인분해 방법론을 활용하여 제조업 부문의 에너지 효율성 에 대한 분석을 수행하고자 한다. 요인분해 분석은 에너지소비의 증가를

①생산 증가의 영향, ②산업구조 변화의 영향, ③에너지 효율성 변화의

영향의 세가지 요소로 분석하여, 제조업의 에너지소비의 효율성 분석을 가능케 한다. 에너지소비의 효율성은 에너지원단위 개념을 통해 분석한 다. 에너지원단위는 부가가치 한 단위 생산에 소요되는 에너지 투입량을 나타내며, 에너지효율 또는 에너지기술의 진보를 나타내는 지표이다.

제조업은 경제성장의 견인차임과 동시에, 우리나라 에너지소비의 절반 이상을 차지하고 있는 중요한 부문이다. 이에 따라, 본 연구는 제조업부 문의 에너지효율성을 분석함으로써 우리나라 산업의 지속가능성에 대하 여 분석하고자 한다.

앞서 살펴 본 바 와 같이, 요인분해 방법론은 에너지소비를 생산효과, 산업구조 효과, 그리고 에너지원단위 효과로 분해하여 분석하는 방법론 이다. 생산효과(Production effects)는 생산의 변화로 인한 에너지소비의 변화를 말한다. 다른 여건은 초기년도와 동일하며 생산만 말기년도 수준 으로 변한다고 가정할 경우의 에너지소비 변화효과이다. 다시 말하면, 생산효과는 각 산업의 비중이나 각 산업의 에너지 원단위는 변하지 않 고, 단지 생산수준만 변했을 경우의 에너지소비의 변화를 의미한다. 일 반적으로, 생산량이 증가하면 에너지소비는 증가한다.

산업구조 효과(Industrial structural effects 또는 Product mix effects) 는 다른 요인은 초기년도와 동일하며 산업의 구조만 말기년도에 변함에 따라 발생하는 에너지소비의 변화를 말한다. 일반적으로, 세부 산업 또

에너지 원단위가 높은 산업을 위주로 하여 성장을 하는 경우와 그렇지 않은 경우에 제조업 전체의 에너지 소비가 달라지게 된다. 에너지 원단 위가 높은 에너지 다소비적 산업을 위주로 하여 성장을 하는 경우에 산 업 전체로서는 동일한 부가가치를 생산하더라도 그렇지 않은 경우에 비 해 에너지소비량이 많아지게 된다. 산업구조 효과는 바로 이러한 효과를 추정하기 위한 개념이다.

에너지 원단위(Energy intensity effects) 효과는 다른 요인은 초기년도 와 동일하며 에너지 원단위 수준만 변한다고 가정할 경우의 에너지소비 변화이다. 에너지 원단위는 부가가치 한 단위 생산에 소요되는 에너지 투입량을 나타낸다. 즉, 에너지 소요량을 나타낸다. 에너지원단위는 에너 지절약 정책이나 에너지효율화 정책의 결과를 나타내는 지표로 활용되 는 변수이다. 에너지소비의 세가지 요소중 에너지 효율성은 에너지 원단 위 지표를 통해 분석한다.

제3장 에너지소비 분석방법론 21

3. 에너지소비 요인분해 방법론

가. 용어 및 정의

다음은 본 연구의 요인분해 방법론(Decomposition methodology)에서 사용되고 있는 용어에 대한 정의를 나타내고 있다. 본 연구는 산업부문 중에서도 제조업부문의 에너지소비 행태에 대한 분석을 수행하고 있다.

E_t : 제조업 전체의 t 기의 총 에너지소비 Y_t : 제조업 전체의 t 기의 총 부가가치 I_t= E_t

Y_t : 제조업 전체의 t 기의 에너지 원단위 E_i,t : _i 산업(또는 업종)의 _t 기의 에너지소비 Y_i,t : i 산업(또는 업종)의 t 기의 부가가치 I_i,t= E_i,t

Y_i,t : i 산업(또는 업종)의 t 기의 에너지 원단위 S_i= Y_i,t

Y_t : i 산업의 t 기의 제조업 전체 대비 부가가치 비중

에너지 원단위는 부가가치 한단위 생산을 위하여 투입된 에너지소비 량으로서, 에너지소비를 부가가치로 나눈 값이다.

다음에는 에너지소비, 부가가치, 에너지 원단위간의 유용한 관계식들 을 살펴 본다.

E_t=I_t Y_t : 에너지 원단위의 정의에 따라, 에너지소비는 부가가치 생 산액(_Yt)과 에너지 원단위(_It)의 곱으로 나타낼 수 있다.

E_i,t= E_i,t

Y_i,t Y_i,t=I_i,tY_i,t : 특정 산업의 에너지소비는 그 산업의 부 가가치 생산액(Y_i,t)과 에너지 원단위(I_i,t)의 곱으로 나타낼 수 있다.

E_i,t= E_i,t Y_i,t

Y_i,t

Y_t Y_t=I_i,tS_i,tY_t : 특정 산업의 에너지소비는 ①제조 업 전체의 부가가치 생산액(Y_t), ②그 산업의 비중(S_i,t), ③그 산업의 에너지 원단위(I_i,t)의 세가지 요소들의 곱으로 나타낼 수 있다.

E_t=∑

i E_i,t=∑^Ii,tY_i,t : 제조업 전체의 에너지소비량은 각 산업의 에너지소비량의 합으로 나타낼 수 있으며, 이는 각 산업의 부가가치 생 산액과 에너지 원단위의 곱의 합으로 나타낼 수 있다.

I_t= E_t

Y_t = ∑^Ei,t

Y_t =∑^E_Y^i,t

t

=∑_Y^Ei,t

i,t

Y_i,t

Y_t =∑^Si,tI_i,t :

제조업 전체의 에너지 원단위는 각 산업별 에너지 원단위(I_i,t)를 해당 산업의 부가가치 비중(S_i,t)으로 곱한 것을 합하여 도출할 수 있다.

나. 초기의 요인분해 이론

본 연구는 제조업 부문의 에너지소비 행태를 에너지효율의 관점에서 분석한다. 이를 위해 요인분해 방법론을 활용한다. 요인분해 방법론은

'80년대 이후 지난 20여년간 지속적으로 발전되어 왔으며, 90년대 들어

정치한 수리적 이론을 도입한 디비지아 방법론으로 발전되었다.⁵⁾

초기의 요인분해 이론은 단순한 논리를 사용하였다. Hankinson and

Rhys(1983)는⁶⁾ 영국 산업부문의 전력소비에 대한 변화요인을 분석하면

5) 주요 요인분해 이론의 도출과정은 ‘지속가능발전을 위한 에너지부문 전략연구(제1차 년도)’,(에너지경제연구원, 2003)에서 자세히 다루고 있다.

제3장 에너지소비 분석방법론 23

서, 전력소비의 결정요인으로서 산업생산량, 산업구조, 기술변화의 세가 지 요인을 상정하고 그 효과를 분석하였다. 이와 같이, 세가지 요인을 상정하는 방식은 추후의 대부분의 산업부문 에너지소비 요인분해 연구 에서 많이 원용되고 있다.

Park(1992)⁷⁾은 다른 모든 조건은 전과 동일하다는 ‘Ceteris paribus' 전제하에 어떤 변수의 영향이 추정되어야 한다는 점을 강조하였다.

‘Ceteris paribus' 개념에 부합하기 위해서는, 다른 요인들, 즉 가중치들 의 값은 기준년도의 값을 가져야 함을 주장하였다.

이에 따라, Park은 기본적으로 기준년도의 값을 가중치로 사용하는 라 스파이레스 방식을 활용하였다. 라스파이레스 방식의 경우 결과의 해석 이 용이하다.

앞에서 본 바와 같이 다음과 같은 관계식이 성립한다.

E_i,t= E_i,t Y_i,t

Y_i,t

Y_t Y_t=I_i,tS_i,tY_t E_t=∑

i E_i,t=∑^Ii,tS_i,tY_t=Y_t ∑^Ii,tS_i,t (1)

식 (1)에서 부가가치 생산, 에너지 원단위, 산업구조의 세가지 요인들

을 ‘Ceteris paribus'의 가정하에 하나의 요인만 두 기간간에 변화하고 나머지 두 요인은 기준년도의 수준을 유지하도록 한다. 그러면, 두 기간 간의 에너지소비의 변화는 다음과 같이 요인분해가 이루어진다.

6) Hankinson, G.A., Rhys, J.M.W, Electricity consumption, electricity intensity and industrial structure, Energy Economics, July, 1983.

7) Park, Se-Hark, Decomposition of industrial energy consumption - an alternative method. Energy Economics October, 1992.

△E= E_T-E₀

= Y_T∑

i I_i,TS_i,T - Y₀∑

i I_{i, 0}S_{i, 0}

= (Y_T-Y₀) ∑ ^Ii, 0 S_{i, 0} (생산효과)

+ Y₀ ∑ ^(Ii,T-I_{i, 0}) S_{i, 0} (에너지 원단위 효과) + Y₀ ∑ ^Ii, 0 (S_i,T-S_{i, 0}) (산업구조 효과) + Residual (잔차)

(2)

에너지 원단위 효과와 산업구조 효과도 유사한 방식으로 추정한다. 잔 차(Residual)는 생산, 에너지 원단위, 산업구조중 두 항 또는 세항의 곱 들로 이루어져 있다.

Residual= (Y_T-Y₀) ∑ ^(Ii,T-I_{i, 0}) S_{i, 0} + (Y_T-Y₀) ∑ ^(Si,T-S_{i, 0}) I_{i, 0} + Y₀ ∑ ^(Ii,T-I_{i, 0}) (S_i,T-S_{i, 0})

+ (Y_T-Y₀) ∑ ^(Ii,T-I_{i, 0}) (S_i,T-S_{i, 0})

상기 방식의 경우, 다른 요인은 기준년도 수준으로 동결하고, 해당 변 수만 두 기간에 변화하도록 하여 효과를 추정하고 있다. 따라서, 결과의 해석이 명확하다. 그러나, 잔차가 발생하는 단점을 가지고 있다.

다. 디비지아 요인분해 이론의 발전

Boyd, McDonald, Ross, and Hanson(1987)⁸⁾와 Boyd, Hanson, and Sterner(1988)⁹⁾는 디비지아 지표(Divisia Index) 접근방식을 도입하여 요

8) Boyd, G. A., Hanson, D.A., Sterner, T., Decomposition of changes in energy intensity -a comparison of the Divisia index and other methods, Energy Economics, October, 1988.

9) Boyd, G. A., McDonald, J.F., Ross, M., Hanson, D.A., Separating the Changing Composition of U.S. Manufacturing Production from Energy Efficiency Improvements: A Divisia Index Approach, The Energy Journal, Vol. 8, No. 2, 1987.

제3장 에너지소비 분석방법론 25

인분해 방법론을 발전시켰다. 요인분해시 기준년도의 변수를 가중치로 사용할 것인가, 아니면 말기년도의 변수를 가중치로 사용할 것인가, 또 는 양 기간의 평균을 사용할 것인가 하는 문제가 발생한다. 연구자들은 편의에 따라 자의적으로 가충치를 정하곤 한다.

이에 대해 Boyd 등은 경제학에서 활용되고 있는 경제지수 방법론을 적용할 것을 제안하였다. 여기서 문제는 어떠한 수치를 가중치로 활용하 는가에 있다. 기준년도의 수치를 사용하면 라스파이레스 방식이 되며 말 기년도의 수치를 사용하면 파쉐 방식이 된다. 또는, 양기간의 평균을 사 용할 수도 있다.¹⁰⁾ 라스파이레스 방식이건 파쉐방식이건 가중치는 고정 되어 있다. 그런데, 양기간에 변화가 아주 큰 경우에는 어느 한 연도의 수치로 가중치를 고정시키는 것은 왜곡을 초래하게 된다. 이경우 가변 가중치가 보다 적절한 가중치가 된다.

디비지아(Divisia) 지수는 상대적인 증가율에 대한 가중평균으로서 정 의된다. 디비지아 지수는 여러가지 면에서 바람직한 특성을 가지고 있 다. 가장 중요한 특성으로서 라스파이레스 방식이나 파쉐 방식은 고정 가중치인데 반해 디비지아 지수는 가변가중치의 성격을 지닌다는 점이 다. 디비지아 지수는 시간에 따라 변할 수 있다.

앞에서