(1)CEO Energy Brief s KEEI 2002. 3. 20.. 우리 나라의 온실가스 배출 분석, 2000 추 정 방법 IPC C 가 제시하고 있는 방법론 가운데 기본 방법론인 Tie r 1을 기본적으로 적용 일부에 대해 Tie r 2 방법론 적용. 2 0 0 0 년 배출 특 징 우리 나라 온실가스. 배출량은. 19 99 년 배출량 대비. 7 .4 % (9 ,2 7 1천탄소톤) 증가한 134 ,8 8 0 천탄소톤을 기록 19 9 0 년 배출량에 비해서는 5 1,8 6 6 천탄소톤이 늘어났으 며, 연평균 5 .0 % 의 배출 증가세를 나타냈음 전년대비 증가의 주요 요인은 에너지 소비 증가에 기인하 는 것이나 배출/ 흡수 부문별 기여도를 보면, 에너지부문이 8 7.8 % , 산업공정부문이 11.4 % , 농업/ 축산부문이 - 1.8 % , 토지이용/ 임업부문이 2 . 1% , 폐기물부문이 0 .6 % 를 기록 가스별로는 메탄을 제외한 모든 온실가스가 전년에 비해 증가. 기 후 변 화 대 책 연 구 실 유 동 헌 연 구 위 원 (d hy o o @ke e i.re .kr). 에 너지 경제연 구원. 제2002 -5 호. (2) KEEI 서 론 2000년 우리 나. 온실가스 배출, 1990 - 2000 2000년 배출량 (천탄소톤) 전년대비 증가량 (천탄소톤) 전년대비 증가율 (%) 1990년 대비 증가량 (천탄소톤) 90- 00 연평균증가율 (%). 134,880. 라 온실가스 배출. 9,271. 량은 134,880천탄소. 7.4. 톤을 기록하여 전. 51,866. 년대비 7.4% 증가. 5.0. 하였다 1) . 전년대비 증가의 주요 요인. 은 에너지 소비 증가에 기인하는 것이나 배출/흡수 부문별 기여도를 보면, 에너지부문이 87.8%, 산업공정부문이 11.4%, 농업/축산부문이 -1.8%, 토지이용/임업부문이 2.1%, 폐기물부문이 0.6%를 기록하고 있 다. 한편 농업/축산 및 토지이용/임업부문은 각각 전년대비 3.6%와 1.9% 감소세를 나타냈다. 폐기물부문 배출량은 기준 년도인 1998년 배 출량을 기준으로 폐기물 발생 증가율을 반영하여 추정한 값에 기초하 여 작성되었다2) . 2000년 온실가스 배출통계는 1999년에 적용하였던 것과 같이 기본 적인 방법론에 주로 의존하여 추계 되었다. 온실가스 배출량 추계방법 에 대해 IPCC(기후변화협약에 관한 정부간협의체)는 「IPCC Guideline 1996 Revised Version」과 「Good Practice Guidance and Uncertainty 1) 온실가스 배출량은 부문별로 각기 다른 기관에서 작성되어 종합한 것임. 부문별 작성기 관은 에너지/산업공정부문은 에너지경제연구원, 농업부문은 농업과학기술원, 축산부문 은 축산기술연구소, 토지이용/임업부문은 임업연구원, 폐기물은 환경부 임. 2) 환경부, 환경기초시설에서 발생하는 온실가스 배출량 조사, 2000. 3 자료 인용. 2. C EO Ene rg y Brie fs. (3) KEEI Management in National Greenhouse Gas Inventories」를 이용하여 작성 할 것을 권고하고 있다. 우리는 그 동안 IPCC Guideline에 따라 온실가 스 배출통계를 추계 하였으며, IPCC가 제시하고 있는 방법론 가운데 기본 방법론인 Tier 1을 기본적으로 적용하고 있다. 한편 일부 보다 상 세한 통계를 필요로 하는 분야 중 자료여건을 감안하여 항공 및 발전 부문 그리고 반도체 제조공정에서 사용하는 PFCs와 SF6 가스소비에 대해 Tier 2 방법론을 적용하여 추계하고 있다. 또한 국제벙커링에 대 해서는 기존 우리 나라 기준과 IPCC 기준에 맞추어 배출통계를 추정 하고 있다. 금번 추정된 배출통계량은 Tier 2에 의해 추정되었으며, 과 거 통계에 소급적용하고 있다. 2001년 IPCC Working Group Ⅰ은 3차 평가보고서(Third Assessment Report, TAR) Climate Change 2001: The Scientific Basis를 발표하면서 새로운 지구온난화지수(GWP)를 제시하고 있다. 그럼에도 신규 지구온 난화지수가 아직 정식으로 채택되는 절차를 밟지 않았기 때문에 금번 통계추정 시 적용한 지구온난화지수는 2차 평가보고서에서 제시된 것 이다. 2000년 온실가스 순배출량의 약 80% 정도를 에너지 연소에 따른 이산화탄소가 점유하고 있다. 이산화탄소를 포함한 온실가스는 화석연 료(석탄, 석유제품, 천연가스 등) 연소 시 배출되는 것으로 석탄과 같 은 탄소 함유량이 높은 연료의 소비비중이 높으면 온실가스 배출량은 상대적으로 늘어나게 된다. 2000년 순배출량중 이산화탄소의 비중은 약 87%로서 연료연소에 의한 것을 제외한 7% 정도는 산업공정과. 3. 폐. C EO Ene rg y Brie fs. (4) KEEI 기물 부분에서 배출된 것이다. 그림 1. 가스별 온실가스 배출비중 (2000). 두 번째로 배출 비중이 높은 가스 는 메탄으로 2000 년 배출량의 6.8% 를 점유하였다. 메 탄은 폐기물 부문 과 농업/축산 부문 에서 주로 배출되 며,. 에너지. 연소. 시에도 일부 배출 되고 석탄 및 석유가스시스템에서 탈루되는 것이 있으나 양은 크지 않다. 아산화질소는 산업공정 부문 가운데 화학산업의 제품 생산과정 과 비료시비 등에 의해 배출되는데 2000년 배출비중은 2.7%를 나타내 미미한 수준이다. 기존의 냉매를 대체하는 가스인 HFCs와 반도체 제 조공정용 가스로 소비되는 PFCs 및 SF6 가스 배출량은 2000년에 3.9% 의 비중을 기록하였다.. 이산화 탄소 (C O 2 ) 2000년도 이산화탄소 총배출량3)은 1999년 대비 7.2%(31,459천톤) 증가한 470,057천톤(128,197천탄소톤)으로 에너지연소와 산업공정이 주 3) 이산화탄소 총배출량은 토지이용 및 임업부문의 흡수를 반영하지 않은 것을 의미함.. 4. C EO Ene rg y Brie fs. (5) KEEI 요 배출원이다. IPCC 방법론에 따라 추계 된 우리 나라의 화석연료 소비에 따른 2000년 이산화탄소 배출량은 117,985천탄소톤이며, 산업 공정 및 폐기물 소각에 의한 배출량은 10,212천탄소톤이다. 온실가스 배출량의 80% 정도4)를 점유하는 에너지 연소로 인한 이 산화탄소 배출량에 대해 자세히 살펴보면, 에너지 연소에 따른 이산화 탄소 배출량은 80년대에 높은 증가세를 나타냈으며, 90년대 들어서도 6.1%의 신장세를 나타낸 결과. 1990년 65,171천탄소톤에서 2000년. 117,985천탄소톤으로 늘어났다. 표 1. 에너지연소에 따른 CO2 배출 관련 주요지표 1990 에너지 CO2 (천탄소톤) 인당 CO2 (탄소톤/ 인). 1995. 1997. 1998. 1999. 2000. 65,171 100,056 116,935 100,834 109,954 117,985. 90- 00 증가율(%) 6.1. 1.52. 2.22. 2.54. 2.17. 2.35. 2.50. 5.1. CO2 / GDP 0.247 (탄소톤/ 백만원, 95). 0.265. 0.276. 0.255. 0.251. 0.248. 0.0. 0.665. 0.647. 0.608. 0.606. 0.612. -1.3. 탄소집약도 (탄소톤/ TOE). 0.699. 인당 이산화탄소 배출량 역시 80년대에 이어 90년대에도 지속적 인 증가세를 나타내고 있으나 증가율 면에서 배출총량 보다는 다소 낮은 수준을 보이고 있다. 인당 이산화탄소 배출량은 1990년 1.52탄소 4) 순배출량 환산기준임.. 5. C EO Ene rg y Brie fs. (6) KEEI 톤에서 2000년 2.50탄소톤으로 늘어나 연율 5.1%의 신장세를 기록하였 다. 탄소집약도(CO2 /TOE)는 무연탄 소비감소, 천연가스 보급, 원자력 증설 등으로 지속적인 하락 후 약간 다시 증가하는 추이를 보이고 있 는 가운데 1990년-2000년 기간 중에는 연평균 1.3%의 하락세를 기록한 결과 1990년 0.699탄소톤/TOE에서 2000년 0.612탄소톤/TOE로 낮아졌 다. 이와 같이 탄소집약도가 개선되는 것은 연료전환이 저탄소 연료로 진행되고 있기 때문이다. 그리고 화석연료 소비에 따른 이산화탄소 원 단위(CO2/GDP)는. 90년대 동안 높아졌다가 낮아지는 추이를 나타낸. 결과 1997년 0.28탄소톤/백만원을 기록한 이후 감소하고 있어 환경친 화적인 생산방식으로 전환되어 가는 과정으로 보인다. 그림 2. 에너지 연소에 따른 부문별 CO2 배출 추이. 6. C EO Ene rg y Brie fs. (7) KEEI 에너지 연소에 따른 부문별 이산화탄소 배출량을 그림 2에서 보 면, 발전(연평균 12.7%) 및 수송부문(연평균 7.5%)의 배출 증가세가 타 부문에 비해 가파르게 나타났는데 평균 증가율(6.1%)을 상회하는 증가 세를 기록하였다. 발전부문의 높은 이산화탄소 배출 증가세는 유연탄 발전설비 확충에 따른 것이다. 에너지 연소부문별 2000년 에너지 소비로 인한 이산화탄소 배출 점유율을 보면, 발전이 28%, 수송이 20%, 산업이 35%, 가정상업이 15% 나머지는 공공기타이다. 에너지원별 이산화탄소 배출 추이를 보면, 표 2에서 보듯이 유연 탄, LPG, 비에너지유 및 LNG의 1990년 이후 배출 신장세가 평균 증 가율을 상회하는 것으로 나타났다. 유연탄은 동기간 중 10.7%의 연평 균 신장세를 보였는데 이는 철강, 시멘트 등 에너지다소비업종의 성장 과 발전용 유연탄 소비 증가에 기인하며, LPG는 수송부문에서의 소비 증가에 힘입어 분석기간 동안 연평균 7.7%의 상대적으로 다소 낮은 이산화탄소 배출 증가세를 기록하였다. 납사로 대표되는 비에너지유는 동기간 동안 연평균 19.4%의 급격 한 이산화탄소 배출 증가세를 기록하였는데 이는 1990년 이후의 설비 증설에 따른 원료 소비 증가에 기인한다. LNG는 1990년 이후 21.0%의 연평균 증가율을 나타낸 결과 배출 비중 면에서도 1990년 3%와는 달 리 이제는 10%대에 달한다. LNG 소비로 인한 배출량이 급증한 것은 국내 환경규제 영향으로 중유를 주로 소비했던 중앙난방 아파트 단지 에서의 연료전환과 도시가스 보급이 확대됨에 따른 천연가스 소비증. 7. C EO Ene rg y Brie fs. (8) KEEI 대에 기인한다. 표 2. 에너지 연소에 따른 원별 CO2 배출추이 (단위 : 천탄소톤). 석 탄. 유연탄. 석 유. 에너지유. LPG 비에너지유. LNG 계. 1990. 1995. 1997. 1998. 1999. 2000. 25,853. 29,346. 36,348. 37,665. 39,910. 44,942. (39.7). (29.3). (31.1). (37.4). (36.3). (38.1). 14,915. 26,099. 34,161. 35,238. 37,244. 41,539. (22.9). (26.1). (29.2). (34.9). (33.9). (35.2). 37,390. 64,838. 71,158. 54,349. 59,304. 60,982. (57.4). (64.8). (60.9). (53.9). (53.9). (51.7). 33,533. 56,877. 60,777. 43,863. 47,961. 48,660. (51.5). (56.8). (52.0). (43.5). (43.6). (41.2). 2,568. 4,494. 4,669. 4,207. 4,998. 5,623. (3.9). (4.5). (4.0). (4.2). (4.5). (4.8). 1,290. 3,467. 5,713. 6,279. 6,346. 6,699. (2.0). (3.5). (4.9). (6.2). (5.8). (5.7). 1,927. 5,872. 9,428. 8,820. 10,739. 12,062. (3.0). (5.9). (8.1). (8.7). (9.8). (10.2). 65,171. 100,056 116,935 100,834 109,954 117,985. (100.0). (100.0). (100.0). (100.0). (100.0). (100.0). 90- 00 증가율(%) 4.9. 10.7. 5.3. 4.1. 7.7. 19.4. 21.0. 6.0. 에 너지 연소로 인한 이산화 탄소 배출 요인 분석 에너지 연소에 따른 이산화탄소 배출량 변화를 요인별로 분석하기 위해 배출 결정요인을 탄소배출구조, 에너지소비효율성, 경제활동 규. 8. C EO Ene rg y Brie fs. (9) KEEI 모 등의 세 가지 요인으로 상정하였다. 탄소배출구조는 국가의 에너지 수급여건 즉 경제의 에너지원별 선택 결과를 나타내주는 요인으로서 에너지의 탄소집약 정도를 의미하는 주요 변수이며, 에너지 소비효율 성은 경제규모내에서 에너지자원의 분배 효율성을 반영하는 것으로서 에너지소비 절약정도를 나타내는 지표라 할 수 있다. 그리고 경제활동 규모는 해당 시기의 경제규모형성에 요구되는 에너지소비규모를 결정 짖는 중요한 요소로서 에너지소비증가의 주요 요인이라 할 수 있다. 경제활동규모 요인(scale effect)을 대변하는 대표적 변수로는 GDP, GNP, GNI 등을 이용할 수 있으며, 에너지 소비효율성 요인(content effect)의 대표적 변수로는 GDP에 대한 1차 에너지소비 비율인 에너지 원단위를 들 수 있다. 그리고 탄소 배출구조 요인(structural effect) 변 수로는 에너지원별 구성을 나타내는 의미를 가지나 탄소측면에서 에 너지원 구성에 의한 결과를 나타내는 것으로서 에너지 소비에 대한 탄소배출량으로 표시되는 탄소집약도를 이용할 수 있다. 이상에서 설명한 세 가지의 요인들과 이산화탄소 배출량간의 관계 를 식으로 표현하면 다음과 같다. 이산화탄소배출량 =. 이산화탄소배출량 1차 에너지소비. 1차 에너지소비 GDP. GDP (1). 이산화탄소배출량 : 탄소 배출구조 요인(structural effect) 1차 에너지소비 1차 에너지소비 : 에너지 소비효율성 요인(content effect) GDP. 9. C EO Ene rg y Brie fs. (10) KEEI. GDP : 경제활동규모 요인(scale effect) 위의 (1)식의 양변에 자연로그. ln 을 취하면, t 기의 에너지 연소. 로 인한 이산화탄소 배출량은 다음과 같이 나타낼 수 있다. ln ( CE m i t ) =. ln ( CI t ) +. ln (I t ) +. ln (G t ). (2). CE m i t : t 기의 에너지 연소로 인한 CO2 배출량 CI t : t 기의 탄소집약도(탄소 배출구조 요인) I t : t 기의 에너지원단위(에너지 소비효율성 요인) G t : t 기의 GDP(경제활동규모 요인) 그리고 0 기～ t기 동안의 에너지 연소로 인한 이산화탄소 배출량 의 변화율을 (2)식을 이용하여 나타내면 다음과 같다.. ln (. CE m i t ) = CE m i 0. ln (. CI t ) + CI 0. ln (. It ) + I0. ln (. Gt ) G0. (3). 따라서 0 기～ t기期 동안의 이산화탄소 배출량의 변화율은 동기 간중의 CI, I, G의 변화율의 합으로 설명될 수 있다. 이상과 같은 방법 에 의한 에너지 연소에 따른. 이산화탄소 배출량에 대한 요인 분해. 분석 결과는 다음과 같다. 에너지 연소로 인한 이산화탄소 배출량 변화에 대한 요인별 기여 도를 외환위기 기간이었던 97～ 98년 기간을 기준으로 이전과 외환위 기 기간 및 그 이후로 나누어 보면, 81～ 97년 기간은 경제활동규모 요인인 GDP 증가가 가장 큰 기여도를 보이고 있으며 에너지원단위. 10. C EO Ene rg y Brie fs. (11) KEEI 악화 역시 이산화탄소 배출 증가요인으로 작용하여 탄소집약도 개선 에 따른 마이너스 효과를 상쇄하고 있음을 알 수 있다. 외환위기 기간 인 97～ 98년에는 모든 요인이 이산화탄소 배출량 증가요인으로 작용 하였으며, 그 이후인 98～ 00년 기간에는 탄소집약도 악화와 GDP 증 가가 이산화탄소 배출증가요인으로 작용하여 과거와는 달리 에너지원 단위가 이산화탄소 배출량에 대한 마이너스 요인으로 기여하는 다른 모습을 보이고 있다. 다음의 표는 에너지 연소로 인한 이산화탄소 배 출량 변화의 요인별 기여도 지수를 기간별로 나타내고 있다. 표 3. 에너지 연소에 따른 CO2 배출변화 요인분해 결과 (총변화 = 100). 총변화 기간. 11. ln (. CE m i t ) CE m i 0. 탄소집약도변화 에너지원단위변화 ln (. CI t ) CI 0. ln (. It ) I0. 소득변화 ln (. Gt ) G0. '81-'86. 100.00. -35.79. -53.98. 189.77. '86-'91. 100.00. -18.51. 18.79. 99.71. '91-'97. 100.00. -10.69. 33.94. 76.74. '81-'97. 100.00. -18.40. 11.55. 106.85. '97-'98. 100.00. 42.51. 10.62. 46.87. '98-'00. 100.00. 3.71. -23.86. 120.15. '81-'00. 100.00. -23.14. 6.93. 116.21. C EO Ene rg y Brie fs. (12) KEEI. 그림 3. 에너지 연소에 따른 CO2 배출변화 요인분해(1982-2000). 메탄 (C H4 ) 2000년 메탄 배출량은 1999년 대비 3.1% 감소(52.3천톤)한 1,612천 톤(9,231천탄소톤)을 기록하였다. 1999년 대비 감소한 메탄 배출량의 86%는 폐기물부문에서 감소하였으며, 농업축산부문에서도 전년대비 배출량이 43% 감소하였으나, 에너지 부문과 산업공정 부문에서 배출 량이 증가하여 배출량 감소 폭이 줄어들었다. 1990년 이후 메탄 배출량은 연평균 6.1%의 감소세를 나타내었다. 이러한 메탄 배출 감소세는 배출비중이 높은 폐기물 및 농업/축산 부 문 배출량 감소에 에너지 부문이 가세함에 따른 결과이다. 폐기물 관 리정책 강화로 90년대 중반 이후 폐기물 발생량이 감소하고 있으며,. 12. C EO Ene rg y Brie fs. (13) KEEI 벼논에서의 메탄 발생량이 상대적으로 간단관개 면적의 감소추이, 가 정상업부문의 석탄소비 감소와 연소방식 변경 등으로 인해 메탄 배출 량이 감소세를 나타낸 것으로 평가된다. 그림 4. 배출원별 메탄 배출 추이. 90년 이후 메탄의 부문별 연평균 변화율을 보면, 폐기물이 -9.2%, 농업/축산이 -0.7%, 에너지가 -4.1%, 산업공정이 14.5%를 기록하였다. 산업공정 부문 배출량이 증가한 것은 석유화학 설비증설에 기인하는 것으로 판단된다.. 13. C EO Ene rg y Brie fs. (14) KEEI. 아산화 질소 (N 2 O ) 2000년 아산화질소 배출량은 1999년 대비 6.8%(2.7천톤) 증가한 42.6천톤(3,602천탄소톤)을 기록하였다. 2000년 아산화질소 배출증가는 산업공정이 주도하였으며, 폐기물 및 에너지 부문은 미미한 증가인 반 면 농업부문은 미미한 감소세를 기록하였다. 그림 5. 배출원별 아산화질소 배출 추이. 배출비중은 산업공정이 가장 큰데 이는 석유화학 업종의 생산과정 에서 배출되는 것으로 최근 들어 설비가 증설되어 배출량이 느는 추 이를 보이고 있다. 농업부문에서의 아산화질소 배출은 질소 비료 사용. 14. C EO Ene rg y Brie fs. (15) KEEI 에 의한 것으로서 질소비료 사용량이 근년에 들어 완만한 감소세를 보이고 있으며, 축산부문은 분뇨분해에 의한 것이나 1999년과 같은 수 준을 기록하였다. 폐기물 부문은 생활폐수와 소각과정에서 배출되는데 배출량이 증가하였다. 90년 이후 아산화질소는 연평균 7.4%의 증가세를 기록하였다. 부 문별 연평균 변화율을 보면, 산업공정이 44.8%, 농업이 -0.8%, 에너지 가 3.3%, 폐기물이 3.1%를 기록하였다.. 기타 온실 가스 (HFC s , PFC s , S F6 ) 2000년 HFCs, PFCs 및 SF6 배출량은 1999년 대비 12.5% 증가 (2,1313천이산화탄소톤)한 19,140천이산화탄소톤(5,220천탄소톤)을 기록 하였다. HFCs는 주로 가전제품 및 자동차용 냉매로 사용되며, PFCs는 전 량 반도체 제조(플라즈마 에칭 및 Chamber Cleaning 공정)에 소비되고 있다. 그리고 SF6 는 중전기기의 절연용도 및 반도체 에칭용도 등으로 사용되며, 우리 나라의 경우 80% 이상이 중전기기의 절연용도로 사용 되고 있다. 2000년도 가스별 배출증가 기여도를 보면, HFCs가 36% PFCs가 19%, SF6 가 45%를 기록하였다. 1997년 이후 HFCs, PFCs 및 SF6 배출량은 연평균 3.0%의 증가세 를 나타냈다. 가스별로는 HFCs가 10.3%, PFCs가 2.5%, SF6 가 0.5%를 기록하였다. 아래 그림에서 1996년 SF6 가스 배출량이 급등한 것은 중. 15. C EO Ene rg y Brie fs. (16) KEEI 전기기용 소비가 이상적으로 늘었기 때문이다. 그림 6. HFCs , PFCs , S F6 가스 배출 추이. 토 지이용 및 임업 부문 토지이용 및 임업부문은 대기중의 이산화탄소 흡수원으로서 그 동 안의 녹화사업의 결과 상당량의 이산화탄소를 흡수하고 있다. 2000년 동 부문의 순흡수량은 1999년 대비 1.9% 감소(710천이산화탄소톤)한 37,503천이산화탄소톤(10,228천탄소톤)을 기록하였다. 지속적인 산림녹화사업의 실시로 바이오매스 변화에 따른 총흡수 량은 산림 생장이 증가함에 따라 점차 증가하는 반면, 벌채와 산림의 타용도 변경 등에 따른 배출량과 토지이용체계 변화에 따른 토양에서. 16. C EO Ene rg y Brie fs. (17) KEEI 의 탄소배출 역시 증가하나 상대적으로 흡수량 증가가 커서 순흡수량 은 90년 이후 연평균 4.7%의 신장세를 나타냈다. 그림 7. 토지이용 및 임업부문의 이산화탄소 순흡수량 추이. 17. C EO Ene rg y Brie fs. (18)
