[논문]시스템다이내믹스 기법을 이용한 온실가스 감축정책 평가

장남정; 김민경; 양고수

시스템다이내믹스 기법을 이용한 온실가스 감축정책 평가
System Dynamics Application for the Evaluation of Greenhouse Gases Reduction Policy 원문보기

한국 시스템 다이내믹스 연구 = Korean system dynamics review, v.14 no.1, 2013년, pp.55 - 68

장남정 (전북발전연구원) , 김민경 (전북발전연구원) , 양고수 (전북대학교 환경공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

It is necessary to evaluate the greenhouse gases (GHGs) reduction policy by central and regional governments to set up the suitable GHG emissions measures. Quantitative, qualitative and synthetic methods have been adopted by previous researches to estimate GHG reduction policy. However, these methods mostly focused on the results of the reduction policy, rather than understanding and fixing the integrated structures of GHG emissions. In this research, System Dynamics(SD) was applied to 1 million green homes program, self-carfree-day system and carbon point program. The results showed that SD analyses could be appliable for the estimation of GHG reduction policy by developing the feedback loops and dynamic simulation model. SD can be consider as a supplementary tool to estimate the GHG reduction policies through the recognition of the structure in complex real system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

그러나, 기존의 방법론은 과정보다는 결과 중심의 평가로 정책의 구조(원인과 결과)를 파악하기 어렵고, 문제점을 보완하여 대책을 수립하거나 지역에 적합한 신규정책을 개발하는데 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 시스템다이내믹스를 적용하여 기존의 온실가스 감축정책 평가방법을 보완하고자 하였다.
본 연구에서는 대표적인 온실가스 감축정책이라고 할 수 있는 그린홈100만호보급사업, 승용차 요일제(차량부제) 운영을 인과지도를 통한 정성평가 사례로, 전라북도 탄소포인트제 가입세대 예측 시뮬레이션을 정량평가 사례로 구분하여 시스템다이내믹스 적용 가능성을 평가하고자 하였다.
본 연구에서는 대표적인 온실가스 감축정책이라고 할 수 있는 그린홈100만호보급사업, 승용차 요일제(차량부제) 운영을 인과지도를 통한 정성평가 사례로, 탄소포인트제 가입세대 예측 시뮬레이션을 정량평가 사례로 구분하여 시스템다이내믹스 적용 가능성을 평가하였다.
전라북도의 경우 탄소포인트제 가입 100,000 세대를 목표로 온실가스 감축사업을 시행중에 있다. 본 연구에서는 시스템다이내믹스를 이용한 시뮬레이션 모델 구축을 통해 탄소포인트제의 가입세대 목표달성까지 어느 정도 시간이 소요되는지 예측하고자 하였다. 모델 구축에는 Ventana Systems사의 Vensim PLE(ver.
최근 지자체 온실가스 감축노력이 본격화됨에 따라 온실가스 감축 목표를 달성하기 위한 온실가스 감축정책 평가방안에 대한 연구가 수행되었다(권동명, 2011, 김운수 외, 2011; 엄기증 외 2011). 본 연구에서는 온실가스 감축정책 평가를 위한 선행 방법론을 조사하고, 문제점을 보완하기 위한 방안으로 시스템다이내믹스의 필요성과 적용 가능성을 검토하고자 하였다.
본 연구에서는 탄소포인트제 100,000세대 가입기간을 산정하기 위한 모델 구축에 초점을 두고, 온실가스 감축정책에서 시스템다이내믹스의 정량적 모델 적용 가능성을 평가하고자 하였다. 그러나, 실제 온실가스 감축 정도를 평가하기 위해서는 가입세대의 활동정도를 고려해야 한다.

가설 설정

전라북도 탄소포인트제 가입예측 모델에 사용한 상수 값은 다음과 같이 가정하였다.

제안 방법

정책에서의 시스템 사고는 궁극적으로 시스템을 변화시킬 수 있는 효과적인 지점을 발견하는 것이다. 따라서, 시스템다이내믹스의 적용을 위해서는 우선 문제를 발견하고 문제의 원인과 결과를 파악하여 구조를 분석한다. 여기서 구조란 상호관의 연계성을 고려한 피드백 루프(feedback loops)를 의미하며, 행태(behavior)란 변화무쌍한 동태적 행태유형(dynamic pattern of behavior)을 의미한다.

이론/모형

본 연구에서는 시스템다이내믹스를 이용한 시뮬레이션 모델 구축을 통해 탄소포인트제의 가입세대 목표달성까지 어느 정도 시간이 소요되는지 예측하고자 하였다. 모델 구축에는 Ventana Systems사의 Vensim PLE(ver. 5.11A)를 사용하였다. 시스템다이내믹스 모델 구축방법을 과정별로 정리하면 다음과 같다 (김기찬, 2007).

성능/효과

그러나, 신재생에너지보급사업 평가(박용주 외, 2010)에 따르면 2007년 사업에 참여한 2,473가구의 신재생에너지 설비 설치전후의 전기사용량 및 전기요금을 비교한 결과, 에너지 절감효과가 예측치보다 미흡한 가구가 전체의 81%를 차지하는 것으로 보고되었다. 이와 더불어 민간투자비 회수기간도 예측기간 12년 보다 긴 시간이 소요될 것으로 전망되었다.
[그림 5]는 앞의 조건에서 구동한 탄소포인트제 가입세대 정량모델의 실행 결과를 보여준다. 전라북도의 탄소포인트제 100,000세대 달성을 위해서는 약 18개월의 시간이 소요되는 것으로 나타났다.
탄소포인트제 가입세대 정량모델의 실행한 결과 주어진 조건에서 전라북도의 탄소포인트제 100,000세대 달성을 위해서는 약 18개월의 시간이 소요되는 것으로 분석되었다. 시스템다이내믹스 모델의 경우 다양한 시나리오를 구상하여 정량적 평가를 수행함으로써 가장 효과적인 대안을 제시하는데 활용이 가능하다.

후속연구

구축된 모델은 목표기간을 설정하고 가입세대 목표를 달성하기 위한 수단을 모색할 때, 이론적인 자발적 참여계수, 교육률, 선택확률, 접촉률 등을 어느 수준까지 변경해야하는지 모의(시뮬레이션)하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 다양한 시나리오를 구상하여 정량적 평가를 수행함으로써 정책적으로 어떤 변수에 중점을 두어야 할지 판단하는데도 활용이 가능하다.
향후 실제 온실가스 배출현상을 반영할 수 있는 수정 모델에 관한 추가 연구가 필요하다. 또한, 가정값(상수)에 대한 타당성 검토 및 적정값에 대한 연구도 필요하다.
구축된 모델은 목표기간을 설정하고 가입세대 목표를 달성하기 위한 수단을 모색할 때, 이론적인 자발적 참여계수, 교육률, 선택확률, 접촉률 등을 어느 수준까지 변경해야하는지 모의(시뮬레이션)하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 다양한 시나리오를 구상하여 정량적 평가를 수행함으로써 정책적으로 어떤 변수에 중점을 두어야 할지 판단하는데도 활용이 가능하다. 이러한 정책효과에 대한 모의는 정책결과만을 평가하는 기존 방법들과는 달리, 정책의 다이내믹한 작동원리를 분석함으로써 가장 효과적인 대안을 제시할 수 있다는 장점이 있다.
양의 피드백 루프를 약화시키기 위해서는 통행료감면, 주차장 무료이용과 같은 인센티브를 제공함으로써 참여율을 높이는 방안을 모색할 수 있다(음의 피드백 B2). 또한, 부작용(양의 피드백 R1)을 완화하기 위해 대상자 의식교육, 또는 가족의 차량까지 모두 조사하여 운행을 제한하는 등의 엄격하고 강제적인 규제방안도 고려해 볼 수 있을 것이다(음의 피드백 B3).
제시한 모델에서는 지속적으로 가입세대가 증가하는 구조를 가지고 있으나, 실제 탄소포인트제에 가입만 하고 활동을 하지 않는 세대에 대해서는 outflow를 설정할 수 있을 것이다. 향후 실제 온실가스 배출현상을 반영할 수 있는 수정 모델에 관한 추가 연구가 필요하다. 또한, 가정값(상수)에 대한 타당성 검토 및 적정값에 대한 연구도 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	온실가스 감축효과에 대한 정량평가의 장점은?	최종적으로 온실가스 감축목표를 어느 정도 달성하였는지가 평가의 가장 중요한 척도이기 때문이다. 정량평가는 각 정책별로 온실가스 감축량을 직접 산정하는 방식으로 객관적으로 정책을 평가할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 원단위 분석(톤당 비용) 등을 통해 타 정책과의 비교가 가능하므로 정책적 우선순위 및 정책효과 분석이용이하다. 한계저감비용, 투자수익률분석과 같은 경제성 평가는 정량평가 방법에 포함할 수 있다.
	온실가스 감축효과를 평가하기 위해 지속적인 온실가스 인벤토리 작성이 필요한 이유는?	온실가스 감축효과를 평가하기 위해서는 각 정책별로 지속적인 온실가스 인벤토리(배출량 목록) 작성이 필요하다. 최종적으로 온실가스 감축목표를 어느 정도 달성하였는지가 평가의 가장 중요한 척도이기 때문이다. 정량평가는 각 정책별로 온실가스 감축량을 직접 산정하는 방식으로 객관적으로 정책을 평가할 수 있다는 장점이 있다.
	정부에서 온실가스 감축을 위한 대책으로 무엇을 추진하고 있는가?	정부의 녹색성장 패러다임의 확산으로 기후변화 및 에너지 문제에 대응하기 위한 국가 차원의 노력이 본격화되고 있다. 정부는 2020년 BAU대비 30% 감축 목표를 설정하고 온실가스 감축을 위한 대책으로 녹색건축물, 녹색교통체계, 저탄소 산업/발전, 녹색소비/생활 분야로 구분하여 분야별 사업을 추진하고 있다.

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