1. 서론

■ 연구 배경

○ 2022년 기준 우리나라 GDP의 약 26%, 온실가스 배출의 약 53%, 최종소비 부문 에너지 수요의 약 58%를 차지하는 제조업은 경제 성장과 탄소중립 목표 달성을 위한 핵심 분야임.

○ 제조업의 온실가스 배출 및 에너지 수요의 감축이 생산활동 위축을 통해 달성되는 것은 바람직하지 않을 것임. 따라서 효율 향상과 에너지 수요의 탈탄소화로 접근할 필요가 있음.

○ 거시 자료를 활용하여 살펴본 결과, 2015년부터 2022년까지 우리나라 제조업 온실가스원단위는 연평균 2.9% 개선된 반면, 에너지원단위는 연평균 1.5% 개선에 그쳐 온실가스원단위보다 상대적으로 느리게 개선되고 있음.

■ 연구 목적

○ 주요 제조업 기업체의 에너지원단위와 온실가스원단위의 변화를 분석하고, 에너지효율 향상과 전기화가 온실가스원단위 변화에 미치는 영향을 비교하여 산업부문 에너지 수요관리 정책에 관한 시사점을 도출하고자 함.

- 온실가스 명세서를 작성하는 제조업 기업체별 자료를 활용하여 온실가스원단위와 에너지원단위 간의 관계를 분석

- 에너지 소비 구조 변화가 온실가스원단위와 에너지원단위 간의 관계에 미치는 조절 효과(moderation effect)를 분석

■ 연구 특징

○ 제조업 기업체별 온실가스 명세서에 기록된 온실가스 배출량, 에너지 소비량자료에 NICE 평가정보에서 수집한 기업체별 매출액 자료를 결합한 2015~2022년의 미시 패널 자료를 구축하여 분석함.

○ KEEP30 참여 기업체의 에너지원단위 및 온실가스원단위 변화 양상을 살펴봄. 이를 통해 에너지 다소비 기업체들의 에너지효율 향상 방안과 에너지원단위 개선 목표(매년 1%) 달성을 위한 정책적 시사점을 도출함.

2. 선행연구

■ 기존 문헌

○ (범주 ①) 온실가스원단위, 경제성장, 에너지원단위의 연결 관계(nexus)를 계량 경제학적 방법론을 적용하여 분석한 문헌. 주로 국가 단위의 패널 자료 및 시계열 자료를 구축하여 분석함.

○ (범주 ②) 지수분해분석을 이용하여 온실가스원단위의 변화를 에너지원단위, 에너지 믹스, 산업구조 등의 변화로 설명한 문헌. 주로 국가 단위의 집계 자료를 분석함.

○ (범주 ③) 기업별 자료를 활용하여 산업 부문 에너지효율 관련 요인을 연구한 문헌. 주로 기업의 규모, 투자, 수출, 전력사용 비중 등 기업의 에너지효율 향상 결정 요인을 탐구함.

■ 본 연구의 차별점

○ 첫째, 기업체별 온실가스 명세서 자료, 광업ㆍ제조업 조사 자료, 기업정보 자료 등을 결합한 미시자료(microdata)를 구축하여 분석하였음.

○ 둘째, 에너지원단위, 전기화, 온실가스원단위 간의 관계를 분석자료에 내재된 불확실성을 반영하였음.

○ 셋째, 가용 가능한 가장 최신(2015~2022년) 자료를 활용, KEEP30 참여 기업체의 에너지원단위 개선 목표(매년 1%) 달성을 위한 정책 시사점을 도출하였음.

3. 분석자료와 모형

■ 분석자료

○ 제조업 기업체 단위의 온실가스 배출량, 에너지 사용량, 연료비, 전력비, 그리고 기업정보 자료를 결합한 패널 자료를 분석. 온실가스 명세서, 광업·제조업 조사, NICE평가정보에서 제공 받은 기업체 정보 자료를 사용하였음.

- (분석대상) 제조업 기업체로 한정함. ‘제10차 표준산업분류’ 기준으로 ‘C. 제조업’에 해당하는 할당대상 기업체와 관리 기업체의 에너지 사용량과 온실가스 배출량을 기업체별·연도별로 정리하여 2015년부터 2022년까지의 패널 자료를 작성

- (가공과정) 분석 기간에 사명이 변경된 기업체는 가장 최신의 기업체명을 확인하여 통일함. 또한, 분사·흡수·합병 등이 이루어진 기업체는 해당 내역을 추적하여 반영함.

■ 분석모형

○ 모형 1: 온실가스원단위와 에너지원단위의 수준 변수 간의 관계를 분석하는 모형

○ 모형 2: 에너지믹스, 에너지원단위의 변화가 온실가스원단위에 미치는 영향을 정량화하는 지수분해분석 방법론을 기반으로, 온실가스원단위 변화율과 에너지원단위 변화율 간의 관계를 분석하는 모형

4. 기초통계 및 분석결과

■ 기초통계 분석

○ 분석대상에 포함된 제조업 기업체의 2015년 대비 2022년의 평균 에너지 소비량과 평균 온실가스 배출량은 모두 감소, 에너지 소비량 당 온실가스 배출량도 2015년 대비 소폭 하락함.

- 업종별로 살펴봤을 때는 변화 양상이 다르게 나타났으며, 특정 기업체의 변동이 업종 평균에 큰 영향을 미치는 경우도 존재

○ 거시자료를 활용하여 살펴본 결과, 분석 기간 동안 온실가스원단위와 에너지원단위가 전반적으로 개선되었으며, 온실가스원단위가 더 빠른 속도로 개선됨.

- 업종별로 살펴봤을 때는 연도별로 각 기업체의 업황이 변동하기 때문에 시간의 흐름에 따라 일관된 추세 변화는 관찰하기 어려웠음.

■ 분석모형 추정 결과

○ (분석모형 1) 에너지원단위는 온실가스원단위에 유의한 양(+)의 영향을 미침

- 고정효과(fixed effect) 모형을 기준으로 분석한 결과, 에너지원단위가 1 TJ/천원 증가할 경우, 온실가스원단위는 약 133 tCO2eq/천원 증가하는 것으로 나타남.

○ 전력비용비중과 상대전력가격의 계수는 모든 경우에서 통계적으로 유의하지않게 추정되었음. 이는 온실가스원단위와 에너지원단위의 정태적 관계에서 전기화의 조절효과는 유의하지 않음을 시사함.

○ (분석모형 2) 동태적 모형에서도 제조업 기업체의 에너지원단위 변화가 온실가스원단위 변화에 유의한 양(+)의 영향을 미침.

- 통합 회귀분석 모형의 추정 결과, 제조업 기업체의 전년 대비 에너지원단위의 비율이 1% 증가할 때 전년 대비 온실가스원단위의 비율은 1% 이상 증가하였음을 시사

- 고정효과 모형의 추정 결과에 따르면, 제조업 기업체의 전년 대비 에너지원단위의 비율이 1% 증가할 경우, 전년 대비 온실가스원단위의 비율은 0.92~0.93% 증가

○ 전기화가 온실가스원단위와 에너지원단위 간의 동태적 관계에 미치는 조절 효과는 거의 없는 것으로 판단됨.

■ KEEP30 분석 결과

○ KEEP30 기업체의 평균 온실가스 배출량은 2015년 대비 2022년에 약 102% 수준으로 소폭 증가한 반면, 평균 에너지 소비량과 단위 에너지 소비량 당 온실가스 배출량은 각각 약 98% 수준으로 소폭 감소함.

○ 2015년부터 2022년까지 KEEP30 기업체의 평균 온실가스원단위는 연평균 5% 개선되어, 연평균 4.6% 개선된 에너지원단위보다 더 빠르게 개선되는 경향을 보임.

- 온실가스원단위와 에너지원단위는 2022년에 2015년 대비 각각 약 70%와 72% 수준으로 개선

○ 2015~2022년 동안 KEEP30 기업체의 온실가스 원단위 중앙값은 0.599로 非 KEEP30 기업체의 0.202보다 훨씬 높게 나타남. KEEP30 기업체의 에너지원단위 중앙값은 0.009로 非KEEP30 기업체의 0.004보다 높음.

5. 결론 및 시사점

■ 에너지원단위와 온실가스원단위

○ 우리나라 제조업 기업체의 에너지원단위는 온실가스원단위에 유의한 양(+)의 영향을 미침.

○ 전년 대비 에너지원단위의 비율이 1% 증가할 때 전년 대비 온실가스원단위의 비율이 몇 % 증가하는지에 대해서는 추정 모형에 따라 다른 결과가 도출되었음.

- 통합 회귀분석 모형 기반의 추정 결과에서는 전년 대비 에너지원단위의 비율이 1% 개선 시 온실가스원단위는 1%보다 크게 개선되는 것으로 나타남.

- 고정효과 모형 기반의 추정 결과에서는 전년 대비 에너지원단위 비율이 1% 개선 시 온실가스원단위는 1%보다 작게 개선되는 것으로 나타남.

■ 전기화의 조절효과

○ 온실가스원단위와 에너지원단위 간의 관계에 있어 전기화의 조절 효과를 확인하지 못함. 연도별·기업체별 고정효과를 모두 포함시킨 모형에서는 전기화의 조절 효과가 유의하지 않았음.

- 이러한 결과는 전기화를 통해 한국 제조업의 온실가스원단위가 유의하게 증가하거나 감소했다고 보기에 충분한 근거가 데이터 상으로는 부족하다는 점을 시사함. 전기화에 대한 과거의 논의와는 다른 결과임.

- 전기화가 단순 일대일 대체가 아닌 전력효율 향상과 결부된 것으로 판단됨. 따라서, 전기화와 전력 효율 향상을 동시에 추진하는 것이 온실가스 감소에 기여할 수 있는 중요한 전략이 될 수 있음.

■ KEEP 30

○ 2015년부터 2022년까지 KEEP30 기업체들은 온실가스원단위와 에너지원단위를 각각 연평균 5%와 4.6%씩 개선. KEEP30 정책 시행 이전에도 에너지 효율향상과 온실가스 감축을 위한 기업체들의 노력이 꾸준히 진행되었음을 보여줌.

○ 분석 결과, KEEP30 기업체들은 2015~2022년 동안 연평균 4.6%의 에너지원단위 개선을 달성하였고, 최근 정부가 발표한 1차 년도(2023년) 이행 실적에 따르면 KEEP30 기업체들의 평균 에너지원단위 개선율이 2.2%로 나타남.

- 일부 기업체들이 초기 목표를 초과 달성하고 있음. KEEP30의 에너지원단위 개선 목표를 상향 조정하여 참여 기업체들의 추가적인 노력을 유도할 필요

- 기업체는 저탄소 에너지원 도입 및 공정 혁신 기술 개발을 촉진하고, 정부는 기업체별 맞춤형 기술 지원과 재정적 인센티브 강화 필요

○ 기업체가 목표 달성을 위해 유리한 연도를 기준점으로 선택할 경우, 성과가 과대평가될 가능성이 있음. 목표 설정 기준점을 보다 공정하고 일관성 있게 설정할 필요가 있음.

요약 ⅴ

제1장 서론 1

1. 연구 배경 1

2. 연구 목적 및 특징 5

3. 연구 내용 8

제2장 선행연구 9

1. 연결 관계(nexus) 분석 문헌 10

2. 지수분해분석(IDA) 문헌 12

3. 기업체별 자료 분석 문헌 13

4. 본 연구의 차별점 16

제3장 분석자료와 모형 19

1. 분석자료 19

1.1. 온실가스 명세서 19

1.2. 광업·제조업 조사 22

1.3. 기업정보 자료 23

1.4. 패널자료 생성 24

2. 분석모형 25

2.1. 분석모형 1 25

2.2. 분석모형 2 28

제4장 기초통계 및 분석결과 33

1. 기초통계 분석 33

1.1. 온실가스 배출량과 에너지 소비량 33

1.2. 온실가스원단위와 에너지원단위 37

1.3. 전력비용비중과 상대전력가격 41

1.4. 상관관계 분석 44

1.5. 요약 통계 47

2. 분석모형 추정 결과 61

2.1. 분석모형 1 61

2.2. 분석모형 2 65

3. KEEP30 분석 69

3.1. KEEP30 개요 및 현황 69

3.2. KEEP30 기초통계 분석 및 시사점 71

제5장 결론 및 시사점 79

부록 83

참고문헌 87