본 연구는 국내에서 온실가스 배출 저감을 위해 개발된 여러 가지 정책수단을 대상으로 그 실효성을 평가하고, 그 것이 국민경제에 미치는 영향을 측정한 다음, 각각의 저감수단의 비용효과(cost-effectiveness)를 평가하고자 하였다. 그 동안 제기된 여러 가지 저감수단과 정책들에 대한 미시적인 여러 가지 분석도구를 이용하여 교토메카니즘과 기타 정책수단들에 대한 경제분석이 이루어져 왔으며, 더 나아가서 동태적 분석을 위해 CGE 등 시뮬레이션 모형이 개발되어 정책수단에 대한 다양한 분석이 시도되었다. 이러한 시뮬레이션 분석이 대부분 수학적 모델인 CGE에 집중되어 온 것에 반해 본 연구에서는 순수 거시경제이론에 입각하여 경제주체들의 행태에 주안점을 둔 계량경제 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 시뮬레이션 모형은 에너지 모듈과 환경 모듈, 경제 모듈의 3 개의 모듈로 구성되었다. 이 세 가지 모듈들은 GDP와 에너지수요, 오염물질 배출량의 연결고리 변수로 상호연결된다 또한 시뮬레이션 모형은 40개의 추정식(stochastic equations)과 36개의 항등식(identities)로 총 76개의 연립방정식 체계를 이루고 있다. 내생변수는 76개, 외생변수는 24개로 구성되었다. 모델의 예측력과 안정성, 즉, robustness를 판별하는 기준인 의태분석(backcasting) 결과도 아주 양호하게 나타났다. 동 모델을 이용하여 외생변수에 대한 가정과 전제를 바탕으로 2002년부터 2020년까지 전망한 결과가 <표 1>에 실려있다. GDP는 2001년～2020년 기간동안 3.9%의 연평균 증가율을 보일 것으로 전망된다. 이는 우리나라의 경제구조가 향후 20년간 현재의 선진국들과 같이 상당히 안정화될 것이라는 것을 의미한다. 1차에너지 수요는 2001년에 198,285천 TOE 수준에서 연평균 2.7%의 증가율로 늘어나 2020년에는 325,925천 TOE를 기록할 전망이다. 또한 에너지부문의 CO2 배출은 같은 기간중 123,273천 TC에서 180,953 천TC로 2.0%의 연평균 증가율을 나타낼 것으로 예상된다. <표 > GDP, 에너지수요 및 CO2 배출 전망 2001년 2010년 2020년 연평균 증가율(%) 실질 GDP (10억원) 493,026 695,549 1,021,780 3.9 1차 에너지 소비 (백만TOE) 198.3 260.2 325.9 2.7 CO2 배출량 (백만TC) 123.3 155.0 181.0 2.0 이와 같은 전망을 가지고 4개의 기본시나리오와 2개의 파생시나리오, 총 6개의 탄소세 시나리오를 설정하여 정책시뮬레이션을 실시하였다. 4개의 기본시나리오는 단순히 탄소세를 탄소톤 당 5, 10, 15, 20만원을 부과하는 것이고, 파생시나리오는 10만원의 탄소세를 부과하는 경우 거둬들인 탄소세 수입을 재투자, 재투자하되 효율, 환경, 신재생에너지원에 투자하는 두 가지를 상정하였다 6가지의 탄소세 시나리오를 바탕으로 실시된 정책시뮬레이션 분석으로부터 얻은 몇 가지 중요한 발견사항은 다음과 같다. 첫째, 탄소세의 에너지소비, CO2 배출량 저감 및 경제손실은 <표 2>와 같다. <표 > 탄소세의 에너지소비, CO2 배출량 저감 및 경제 효과 시나리오 1차에너지 (천TOE) CO2 (천TC) GDP (10억원) BAU 325,925 180,953 1,021,780 1 -12.7% -13.7% -4.1% 2 -20.5% -22.2% -6.9% 3 -26.1% -28.3% -9.0% 4 -30.9% -33.5% -10.8% 둘째, 현재 일반적으로 인식된 것처럼 연료의 탄소함량에 비례하여 탄소배출량이 저감되기는 하나 오히려 연료가격에 반비례하여 연료별 탄소배출량이 저감되는 것으로 나타났다. 예를 들면, 석탄의 탄소함량이 다른 연료에 비해 월등히 많기는 하나 더 중요한 것은 석탄의 가격이 다른 에너지원에 비해 1/3 또는 1/4 수준에 머무르고 있다는 점이다. 동일한 탄소세를 부과하면 가격상승효과는 석탄의 경우 가격이 상대적으로 높은 타 연료에 비해 훨씬 확대되어 나타난다. 셋째, 탄소세의 인상에 따라 이산화탄소 배출량이 저감규모가 체감하는 현상을 보인다. 다시 말하면, 탄소세를 두배로 인상하여도 이산화탄소 배출량이 두 배로 줄지 않는 다는 것이다. 이는 어디까지나 모델의 구조적 특성, 즉, 추정식의 형태에 기인하는 것이다. 즉, 대부분의 에너지원별 수요를 추정하는 회귀식(regression equations)이 로그-로그(log-log) 형태를 취하고 있고, 또한 가격변수의 계수(가격탄력성)가 1 이하를 취하고 있기 때문에 가격이 오를수록 수요감소폭은 체감하게 된다. 넷째, 탄소세를 부과함에 따라 에너지 원단위(energy intensity)도 장기적으로 저감되는 현상을 보인다. 이러한 현상은 에너지원단위에만 국한되지 않고 단위에너지 당 탄소배출량인 탄소배출계수도 점진적으로 감소하고 있다. 이는 본 시뮬레이션 모델 디자인에서 의도된 것은 아니나 에너지소비자의 탄소함량이 높은 연료로부터 탄소함량이 낮은 연료로의 자발적 선택으로 유인된 탄소배출계수의 감소현상으로 간주될 수 있을 것이다. 다섯째, 1997년도 교토의정서(Kyoto Protocol)의 부속서 1 국가(Annex 1 countries)에게 의무화된 1990년도 탄소배출량 안정화는 현재 우리의 국가 경제구조상 감당하기에는 너무 크기 때문에 고려대상에서 제외하였다. 그럼에도 불구하고, 머지않아 직면하게 될지 모를 제2차 의무기간(2013-2017)에 개도국에 대한 감축의무에 대응하기 위해 2000년 안정화를 가정하면, 이는 탄소톤 당 10만원 내외의 탄소세 부과를 통해 가능하다. 여섯째, 모델구조의 특성에 기인하는 것이지만 본 연구에서의 탄소세의 경제적 충격은 비교적 큰 것으로 나타났다. 특히 GDP와 관련 지표, 즉, 최종소비, 개인소득, 투자, 수출에 미치는 영향은 0.2-0.3 정도의 탄성치를 가지고 상당히 높게 나타났다. 이러한 경제적 손실은 탄소세를 재투자함으로써 상당부분(50% 이상) 회복되는 것으로 나타났다. 마지막으로, 탄소세를 에너지절약이나 효율향상, 환경개선, 더 나아가서 신·재생에너지에 투자하는 경우 추가적인 이산화탄소 배출 저감은 물론 기타 대기오염물질의 배출저감 효과가 나타났다. 탄소세의 1/10 만을 관련분야에 투자한 경우 3% 포인트의 추가 이산화탄소 배출 저감을 시현하였으며, 만약 투자비율을 늘린다면 그 효과는 더욱 높아질 것으로 기대된다.

Ⅰ. 서 론 Ⅱ. 이론적 고찰 1. 지속가능한 개발 2. 지속가능한 에너지시스템 개발 3. 지속가능한 에너지시스템 개발을 위한 모델 프레임워크 Ⅲ. 방 법 론 1. 개요 2. 시뮬레이션 모델링 기법 검토 Ⅳ. 시뮬레이션 모형의 구조 1. 모델 구조 2. 부문 분류 3. 모델 설명 4. 데이터 5. 요 약 Ⅴ. 추정 및 의태분석 1. 회귀식 추정 2. 의태분석 (Backcasting) Ⅵ. 전망 및 정책시뮬레이션 1. 전 망 (Forecasting) 2. 정책 시뮬레이션 (Policy Simulation) Ⅶ. 결 론 1. 시뮬레이션 모형을 통한 실증분석 결과 2. 지속가능한 에너지시스템 구축 3. 한국의 에너지미래 4. 본 연구의 한계와 앞으로의 연구방향 참고문헌 <부록 1> 모델 추정 결과 <부록 2> 변수별 MAPE 계산 결과