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문제 정의
- 그러나 에너지 저감과 산출량 증대를 동시에 고려한 분해산식을 제안한 선행연구는 현재까지 검토된 바 없다. 따라서 본 연구는 에너지 투입변수와 산출물의 상이한 방향벡터를 고려한 방향거리함수(directional distance function)에 기초한 분해분석을 시도한다. 즉, 에너지 투입 수준의 저감과 산출물의 확장을 동시에 달성할 수 있는 생산성 지표를 정의하고 이에 따른 이산화탄소 배출량 변화효과를 추정한다.
- 본 연구는 OECD 27개국을 대상으로 이산화탄소 변화요인에 대한 분해분석을 시도하였다. 자료포락분석의 방향거리함수를 적용한 분석 방법은 이산화탄소의 분해요인을 효율변화, 기술변화, 에너지 투입물 성장변화, 산출구성변화로 구분할 수 있다.
가설 설정
- 생산기술(T )은 추가적으로 산출물과 오염물의 결합생산성(null-joint)을 가정 한다. 즉, 산출물의 생산 과정에서는 필연적으로 오염물이 배출되고 이러한 관계는 식 (2)와 같이 표현할 수 있다.
제안 방법
- 둘째, 본 연구는 각 국가별 분해요인에 대한 보다 일반적 경향을 찾기 위해 실제 이산화탄소의 배출량 증가속도에 따라 3개 그룹으로 구분하여 비교분석하였다. 표본기간 실제 이산화탄소의 저감을 경험한 국가들은 모두 유럽국가들이라는 공통점이 있고, 경제규모의 확대로 인한 이산화탄소의 배출압박을 크게 상쇄시키는 것으로 나타났다.
- 보다 엄밀한 분석을 위해 본 연구는 이산화탄소 배출량의 증가속도에 따라 표본국가를 3개 그룹으로 구분하고 각 분해요인의 크기를 와 같이 제시하였다.
- , 1996). 본 연구는 0기 생산단위 k 를 대상으로 산출물의 확장과 오염물의 저감을 동시에 고려한 방향벡터 g = (Y, - B)를 적용하였다. 이를 식 (4)와 같이 표현할수 있다.
- 본 연구는 생산 과정에 활용되는 투입물로 에너지 사용량을 적용한다. 여기서 에너지 사용량은 화석연료와 비-화석연료로 구분한다.
- 셋째, 본 연구는 각 그룹별 분해요인의 시계열 변화를 확인하고 그 결과를 그래프로 제시하였다. 실제 이산화탄소 배출량의 증가속도가 빠른 국가들은 생산성 하락이 점차 확대되는 경향을 보였고 특히 화석연료의 과도한 투입에 따른 이산화탄소 배출압박이 점차 강하게 표출되는 것을 확인할 수 있었다.
- 즉, 에너지 투입 수준의 저감과 산출물의 확장을 동시에 달성할 수 있는 생산성 지표를 정의하고 이에 따른 이산화탄소 배출량 변화효과를 추정한다. 특히 에너지 투입변수를 화석연료와 비-화석연료로 구분함으로써 각 에너지원에 따른 이산화탄소의 변화요인을 추정하고 에너지원별 생산성의 변화에 기초한 분해산식을 최초로 제안한다. 최근 화석연료의 과다남용으로 인한 기후변화가 사회․경제적 이슈로 부각되면서 비-화석연료의 사용비중을 확대시키는 환경정책이 추진되고 있고 이에 기초한 이산화탄소의 배출량 변화효과를 구분하는 것은 실제 에너지 정책 설정에 매우 중요한 기준이 될 것이다.
대상 데이터
- 본 연구는 데이터 수집이 가능한 1980년∼2007년의 OECD 27개국을 대상으로 각국의 이산화탄소 변화요인을 분해한다.
- 본 연구는 통계데이터의 수집이 가능한 1980년∼2007년의 OECD 27개국을대상으로 이산화탄소 배출량 변화요인을 실증분석한다.
- 사용된 통계자료는 국내총생산(Y ), 이산화탄소 배출량(B), 화석연료 사용량(f), 비-화석연료 사용량(nf)이며, 데이터의 출처 및 기초통계량은 과 와 같다.
성능/효과
- 즉, 그룹 1은 상대적인 생산성의 하락으로 인해 이산화탄소의 배출량이 증가하고 있고 효율변화에 비해 기술변화에 의한 배출량 증가효과가 다소 크게 계측되었다.7) 다음으로 에너지원과 관련된 변화요인을 살펴보면 화석연료의 사용량 증가는 이산화탄소 배출량의 확대효과를 보이는 반면 비-화석연료의 사용량 증가는 이산화탄소 배출량을 크게 저감하는 것으로 나타났다. 그룹 1에 속한 국가들은 비-화석연료의 투입비중이 상대적으로 매우 낮은 수준이고 빠른 속도로 그 비중을 증가시키는 경향을 보이는 국가들이다.
- 반면 표본기간 이산화탄소 배출량의 저감을 경험한 국가에서는 적절한 환경규제의 적용과 함께 생산성의 성장으로 인한 저감효과가 크게 표출되고 있다.9) 또한 에너지원별 변화요인에서는 전체적으로 이산화탄소의 저감효과를 보이는 경향이 있으나 그룹 1의 화석연료 분해지수에서는 오히려 이산화탄소를 증가시키는 효과를 보였다. 이는 그룹 1에서 나타난 급격한 경제성장이 주로 화석연료의 과도한 투입과 관련이 깊고 비록 비-화석연료의 투입비중이 증가하고 있지만 경제성장 속도를 따라가지 못하는 것이 원인으로 판단된다.
- 각 분해지수의 시계열 변화를 종합하면 급격한 이산화탄소의 증가를 경험한 그룹 1은 효율 및 기술 변화가 시간의 흐름에 따라서 다소 악화되는 경향을 보이고 있고 경제규모의 확대로 인한 이산화탄소 배출압박을 효율적으로 제어하지 못하는 것으로 나타났다. 특히 1990년대 후반 이후 화석연료의 투입에 따른 이산화탄소 배출압박이 나타났고 화석연료의 효율적 사용이 요구되는 것으로 확인되었다.
- 전반적으로 경제규모가 큰 국가에서 이산화탄소의 배출량이 많은 특징을 확인할 수 있고 미국, 일본, 독일, 영국, 캐나다 등이 이산화탄소의 과다배출국가로 분류된다. 경제성장률과 이산화탄소 증가율의 관계에서도 급격한 경제성장을 이룩한 국가가 이산화탄소 배출량의 증가율 역시 높게 나타나는 것을 확인할수 있다. 특히 한국은 표본국가 중에서 경제성장(6.
- 즉, 이산화탄소의 경우 각 국가별로 강력한 환경규제설정을 유도하는 경제적 유인이 매우 낮다. 그 결과 실제 배출집약도의 하락을 유도하는 산출구성효과가 이산화탄소의 배출량 저감에 큰 영향을 미치지 않은 결과로 예상할 수 있다.
- 즉, 생산성을 기준으로 기술변화에 비해 효율변화가 그룹 2의 주요한 탄소저감 요인임을 확인할 수 있다. 다음으로 그룹 2의 에너지 관련 분해지수를 살펴보면 화석연료 및 비-화석연료의 사용량 증가에 따른 탄소저감효과가 각각 －3.6%, －2.8%로 계측되었으며 에너지 효율성의 성장을 다소 확인할 수 있었다.
- 2%) 등은 효율성의 하락으로 인한 이산화탄소의 증가경향이 나타난 국가들이다. 다음으로 기술발전의 catch-up 수준으로 정의되는 기술변화에 의한 이산화탄소 변화효과의 경우 전반적으로 이산화탄소의 배출량 변화에 미치는 영향이 미미하게 나타났다.6)
- 즉, 이산화탄소와 직접적으로 관련되는 화석연료의 사용비중을 줄이고 비-화석연료의 투입비중을 증가시킴으로써 경제성장과 배출량 저감을 동시에 달성한 경우로 해석할 수 있다. 다음으로 에너지원별 사용량 변화를 확인하면 화석연료에 비해 비-화석연료의 사용량이 더욱 빠르게 증가하는 경향을 확인할 수 있다. 이는 화석에너지 수급의 불확실성 증대와 환경보호에 대한 국제적 관심으로 인한 에너지 다각화 및 비-화석연료의 사용량 증대로 인한 결과로 예상할 수 있다.
- 그룹 1에 속한 국가들은 비-화석연료의 투입비중이 상대적으로 매우 낮은 수준이고 빠른 속도로 그 비중을 증가시키는 경향을 보이는 국가들이다. 따라서 위 결과는 비-화석연료의 투입비중 증가로 인한 이산화탄소 배출량 저감효과가 경제규모의 급격한 성장으로 인한 이산화탄소 배출압박을 제어하는 가장 큰 효과라는 것을 확인할 수 있다.8)
- 실제 이산화탄소 배출량의 증가속도가 빠른 국가들은 생산성 하락이 점차 확대되는 경향을 보였고 특히 화석연료의 과도한 투입에 따른 이산화탄소 배출압박이 점차 강하게 표출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이들 국가는 상대적으로 환경친화적인 생산을 보이고 있는 국가에 비해 기술발전의 속도가 크게 느리고 그 격차가 점차 확대되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 1990년대를 기점으로 배출집약도의 격차가 크게 확대되는 추세를 보였고 이산화탄소에 대한 사회․경제적 관심유무와 정책효과 등에 따른 결과로 해석할수 있다.
- 마지막으로 표본기간 이산화탄소 배출량의 감소를 보인 그룹 3에서는 효율변화(－14.6%) 및 기술변화(－7.9%)로 인한 탄소저감효과가 가장 뚜렷하게 나타났다. 특히 기술발전에 의한 저감효과가 매우 크게 계측되었으며 그룹간의 가장 큰 격차를 보이는 분해지수임을 확인할 수 있다.
- <표 3>은 27개 OECD 국가의 이산화탄소 배출량 및 변화요인을 분해한 결과이다. 먼저 (a)열의 이산화탄소 배출량의 경우 총 27개 국가들 중 21개 국가들이 표본기간 배출량의 증가를 경험하고 있고 평균 누적증가율은 약 39.7%로 나타났다. 특히 한국(362.
- 7%의 저감효과를 보인다. 먼저 각 시기 생산경계까지의 거리로 정의되는 효율변화에서는 룩셈부르크(－32.1%)의 효율성 성장이 가장 크게 계측되었고, 폴란드(－28.6%), 영국(－23.6%), 독일(-21.6%), 스웨덴(－18.0%), 미국(－16.5%)의 순으로 나타났다. 반면 그리스(15.
- <그림 1>은 이산화탄소 분해요인의 시계열 변화를 각 그룹별로 나타낸 것이다. 먼저 효율 및 기술 변화는 각 그룹의 격차가 가장 크게 나타난 분해요인이고 이산화탄소 배출량 변화에 가장 큰 영향을 미치는 분해지수임을 확인할 수 있다. 그룹 1의 경우 1980년대 중후반까지는 이산화탄소를 저감시키는 방향으로 효율변화가 이루어졌으나 이후 지속적인 효율성의 하락을 보인다.
- 반면 그룹 2∼3은 다소 큰 변동은 있으나 전반적으로 효율성의 성장경향을 확인할 수 있고 이산화탄소 배출량을 저감시키는 가장 큰 분해지수로 나타났다.
- 특히 강력한 환경규제의 영향으로 인한 배출집약도의 하락과 기술변화에 의한 배출량 저감효과가 상대적으로 크게 작용하였고 환경친화적 생산 과정으로 변화되어가는 모습을 보였다. 반면 급격한 이산화탄소 배출량의 증가를 경험한 국가들은 대부분 배출집약도에서도 상승하는 경향을 보였고 생산성의 상대적 하락이 큰 것을 확인할 수 있었다.
- (2011)은 20개 개발도상국을 대상으로 이산화탄소 변화요인을 추정하였으며, 2개의 투입거리함수와 1개의 산출거리함수를 각각 적용하여 분해산 식을 정의하였다. 분석 결과는 경제규모의 성장이 가장 주요한 이산화탄소 증가 요인이고, 생산성 성장에 의한 이산화탄소 저감효과는 상대적으로 낮다고 지적하였다.
- 셋째, 본 연구는 각 그룹별 분해요인의 시계열 변화를 확인하고 그 결과를 그래프로 제시하였다. 실제 이산화탄소 배출량의 증가속도가 빠른 국가들은 생산성 하락이 점차 확대되는 경향을 보였고 특히 화석연료의 과도한 투입에 따른 이산화탄소 배출압박이 점차 강하게 표출되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이들 국가는 상대적으로 환경친화적인 생산을 보이고 있는 국가에 비해 기술발전의 속도가 크게 느리고 그 격차가 점차 확대되는 것을 확인할 수 있었다.
- <표 3>의 결과를 요약하면 표본국가의 경제규모가 급격하게 성장하는 상황에서 생산성 및 에너지 투입효율의 성장으로 인한 이산화탄소의 배출저감효과가 다소 나타났으나 그 크기가 상대적으로 낮게 계측되었다. 특히 정부의 환경 규제로 해석될 수 있는 배출집약도 하락효과가 거의 나타나지 않았고 오히려 표본기간 배출집약도가 상승하는 국가가 다수 존재한다.
- 이를 종합하면 표본기간 이산화탄소 배출량의 급증을 경험한 국가들은 생산성의 하락을 보였고 경제규모의 확대로 인한 이산화탄소의 배출압박을 적절히 상쇄시키지 못하는 것으로 나타났다. 반면 표본기간 이산화탄소 배출량의 저감을 경험한 국가에서는 적절한 환경규제의 적용과 함께 생산성의 성장으로 인한 저감효과가 크게 표출되고 있다.
- 이산화탄소 배출량의 변화요인 중 ML 생산성 지수의 구성요소인 효율변화 (b열)와 기술변화(c열)의 결과는 이산화탄소 배출량을 감소시키는 방향으로 작용하고 있고 평균적으로 각각 －8.5%, －1.7%의 저감효과를 보인다. 먼저 각 시기 생산경계까지의 거리로 정의되는 효율변화에서는 룩셈부르크(－32.
- 또한 그룹 1에서는 효율 및 기술 변화와 관련된 분해지수가 모두 1보다 큰 값을 보이는 특징이 있다. 즉, 그룹 1은 상대적인 생산성의 하락으로 인해 이산화탄소의 배출량이 증가하고 있고 효율변화에 비해 기술변화에 의한 배출량 증가효과가 다소 크게 계측되었다.7) 다음으로 에너지원과 관련된 변화요인을 살펴보면 화석연료의 사용량 증가는 이산화탄소 배출량의 확대효과를 보이는 반면 비-화석연료의 사용량 증가는 이산화탄소 배출량을 크게 저감하는 것으로 나타났다.
- 1%의 평균 저감효과를 보였다. 즉, 화석연료에 비해 비-화석연료의 성장에 따른 이산화탄소 배출량 저감효과가 상대적으로 크고 배출량 저감을 위한 에너지원의 전환이 실제 이산화탄소의 배출량을 감소시키는 것을 확인할수 있다. 비-화석연료의 성장효과인 (e)열을 기준으로 한국(－27.
- 첫째, 전체적으로 표본국가의 경제규모가 급격하게 성장하고 있고 이는 이산화탄소의 강력한 배출압박으로 작용하고 있으며 생산성 및 에너지 투입효율의 성장으로 인한 이산화탄소 저감효과는 상대적으로 낮게 계측되었다. 특히 정부의 환경규제로 해석 가능한 배출집약도는 전체적으로 거의 변화가 없었고 오히려 배출집약도가 상승하는 국가가 더 많은 것으로 나타났다.
- 표본기간 실제 이산화탄소의 저감을 경험한 국가들은 모두 유럽국가들이라는 공통점이 있고, 경제규모의 확대로 인한 이산화탄소의 배출압박을 크게 상쇄시키는 것으로 나타났다. 특히 강력한 환경규제의 영향으로 인한 배출집약도의 하락과 기술변화에 의한 배출량 저감효과가 상대적으로 크게 작용하였고 환경친화적 생산 과정으로 변화되어가는 모습을 보였다. 반면 급격한 이산화탄소 배출량의 증가를 경험한 국가들은 대부분 배출집약도에서도 상승하는 경향을 보였고 생산성의 상대적 하락이 큰 것을 확인할 수 있었다.
- 9%)로 인한 탄소저감효과가 가장 뚜렷하게 나타났다. 특히 기술발전에 의한 저감효과가 매우 크게 계측되었으며 그룹간의 가장 큰 격차를 보이는 분해지수임을 확인할 수 있다. 또한 그룹 3에서는 산출구성변화지수를 기초로 파악할 수 있는 배출집약도가 그룹 1∼2와 달리 크게 하락하는 것으로 나타났다.
- 첫째, 전체적으로 표본국가의 경제규모가 급격하게 성장하고 있고 이는 이산화탄소의 강력한 배출압박으로 작용하고 있으며 생산성 및 에너지 투입효율의 성장으로 인한 이산화탄소 저감효과는 상대적으로 낮게 계측되었다. 특히 정부의 환경규제로 해석 가능한 배출집약도는 전체적으로 거의 변화가 없었고 오히려 배출집약도가 상승하는 국가가 더 많은 것으로 나타났다. 즉, 광역오염물질의 특성을 보이는 이산화탄소에 대한 규제유인이 낮은 상황에서 다수의 국가는 이산화탄소 저감을 위한 적극적 노력이 소홀한 것으로 보인다.
- 둘째, 본 연구는 각 국가별 분해요인에 대한 보다 일반적 경향을 찾기 위해 실제 이산화탄소의 배출량 증가속도에 따라 3개 그룹으로 구분하여 비교분석하였다. 표본기간 실제 이산화탄소의 저감을 경험한 국가들은 모두 유럽국가들이라는 공통점이 있고, 경제규모의 확대로 인한 이산화탄소의 배출압박을 크게 상쇄시키는 것으로 나타났다. 특히 강력한 환경규제의 영향으로 인한 배출집약도의 하락과 기술변화에 의한 배출량 저감효과가 상대적으로 크게 작용하였고 환경친화적 생산 과정으로 변화되어가는 모습을 보였다.
후속연구
- 언급한 바와 같이 이산화탄소는 주로 화석연료의 과다남용으로 유도되었고, 최근 환경친화적인 비- 화석연료에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 따라서 에너지원의 구분을 통한 효율성 추정은 각 생산단위의 환경상태를 보다 적절하게 표현할 수 있고 향후 지속가능성장을 위한 바람직한 환경정책 설정에도 중요한 근거가 될 것이다.
- 본 연구는 기후변화와 직접적으로 관련된 이산화탄소의 배출량 변화요인을 다양한 관심에서 분해를 시도했다는 점과 각 에너지원에 따른 에너지 투입효율에 따른 변화요인을 추정했다는 점에서 독창성을 가지나 통계자료의 미비로 인해 중국, 인도와 같은 이산화탄소 과다배출 국가를 표본에 포함시키지 못한 한계가 있으며 이는 향후의 연구과제로 남기고자 한다.
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