Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme

Inha Oh, Yeongjun Yeo, 이정동 (2015) · Sustainability 7(11):14982-15002 · DOI ↗

2015년 도입된 한국 배출권 거래제 의 특수성 — 직접 + 간접 배출 동시 규제로 인한 double counting — 의 거시·부문별 효과를 연산일반균형 분석 로 평가. 네 시나리오 (DIR · IND-DC · IND-EXE · RPS) 를 efficiency (GDP 손실) vs equality (National Average Index) 두 축으로 비교. 핵심 발견: DIR 이 가장 효율적 (GDP -0.62%) 이지만 IND-DC 는 burden sharing 측면에서 우월하다 (NAI 0.108 vs 0.115). 한국 ETS 의 간접 배출 규제 선택 의 trade-off 를 정량화.

• RQ: 한국 ETS 가 직접 + 간접 배출을 동시 규제 (double counting) 하는 설계 선택은, 직접 배출만 규제하는 EU ETS 형 대안과 비교해 efficiency 와 equality 측면에서 어떤 trade-off 를 만드는가?
• 방법론: 연산일반균형 분석, 시나리오 분석, National Average Index, 민감도 분석
• 데이터: 2010 한국 투입산출분석 테이블 기반 SAM, 21 sector (8 energy + 13 non-energy), 2010-2020, 30% 감축 target
• 주요 발견: DIR GDP 손실 -0.62% (최저), IND-DC -0.71%, IND-EXE -2.59% (최고). NAI 는 IND-DC 가 0.108 로 가장 낮음 (burden sharing 우월). IND-DC 가 전력 소비 -10.3% (DIR -6.8%) 로 전력 효율화 도 우월.
• 시사점: DIR 이 효율적이지만 IND-DC 는 (a) 부문 간 burden 분산, (b) 전력 의존도 감소 측면에서 한국 정부 목표 (equality, demand-side management) 와 정합. 단 international carbon market 연계 시 credibility 문제 발생 가능.

요약

본 paper 는 이정동 의 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 라인의 2015 년 ETS 진단 마디. 한국 ETS 는 2015 년 1월 발효된 세계 최초의 nationwide ETS 중 하나로, EU ETS 와 결정적으로 다른 두 특성을 가진다: (a) Scope 1 직접 배출만 규제하는 EU ETS 와 달리 Scope 2 간접 배출 (전력 소비) 까지 동시 규제, (b) 한국 전력 가격이 정부에 의해 heavily regulated 돼 있어 carbon cost pass-through rate 가 거의 0 에 가까운 점. 이 두 특성의 결합이 double counting 문제를 만드는데, hwang-2014-korea-green-technologies · Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy 등 한국 ETS 의 micro 설계 옵션을 정량 비교 한 CGE 연구는 본 paper 이전에 없었다.

CGE 모형은 21 sector (8 energy · 13 non-energy) 로 한국 경제를 표현. 핵심은 carbon credit 을 fossil fuel input 과 Leontief 결합한 production structure — 직접 배출은 production-side carbon credit, 간접 배출은 consumption-side indirect carbon credit 으로 분리. 4 시나리오: DIR (직접 배출만 규제) · IND-DC (직접 + 간접, double counting) · IND-EXE (간접만, 전력 sector 면제) · RPS sub-scenario. 같은 30% 감축 target 을 달성하려면 IND-DC 는 allowance 공급량 을 DIR 의 125.4% 로 늘려야 한다 (간접 배출 needed). 핵심 결과: GDP 손실은 DIR -0.62% < IND-DC -0.71% < IND-EXE -2.59% 순서로 efficiency ranking 이 명확. 그러나 National Average Index (Mason & Howard 2010) 로 burden 분산을 측정하면 IND-DC 가 0.108 로 가장 낮아 (DIR 0.115, IND-EXE 0.633) equality 측면에서 우월. IND-DC 는 또한 전력 소비를 BAU 대비 -10.3% (DIR -6.8%) 줄여 한국 정부의 demand-side electrification 억제 목표에도 부합. Efficiency vs equality 의 정책적 trade-off 가 정량 형태로 surface.

본 paper 의 한계는 (a) IND-DC 의 carbon credit 가치가 EU 등 international carbon market 의 1 ton = 1 credit 표준과 어긋나 linkage credibility 문제 발생 (논문 6 절에서 명시), (b) 전력 가격 규제의 정도 (pass-through rate ≈ 0) 가 시간에 따라 변하는 동학을 모형 외, (c) Korean-specific elasticity 추정의 부재 — OECD 평균치 사용. The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment · Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy 와 한국 에너지 정책 CGE 진단 라인의 직접 sibling — reference list 에 둘 다 명시 인용. A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes 의 전력시장 reform 평가 와 같은 2015 년 한국 전력 부문 CGE 페어.

핵심 결과

Scenario	설명	GDP (%)	사적소비 (%)	Carbon price (천 won)
DIR	직접 배출만	-0.62	-0.61	47.9
DIR/R	+ RPS	-0.65	-0.68	47.5
IND-DC	직 + 간접 (double counting)	-0.71	-0.68	47.3
IND-DC/R	+ RPS	-0.74	-0.74	46.8
IND-EXE	간접만 (전력 면제)	-2.59	-2.43	188.6
IND-EXE/R	+ RPS	-2.36	-2.26	174.8

Scenario	NAI (burden 분산)	전력 생산 (% from BAU)	전력 강도 (% from BAU)	소비자 전기료 (%)
DIR	0.115	-7.4	-6.8	+15.8
IND-DC	0.108	-11.0	-10.3	+30.7
IND-EXE	0.633	-22.3	-20.3	+108.0

핵심 정량 claim: (1) DIR 이 가장 효율적 (GDP -0.62%), IND-DC 는 burden sharing 우월 (NAI 0.108), (2) IND-EXE 는 전력 sector 면제로 인한 부문 집중 부담 때문에 GDP -2.59% 손실 (실효성 낮음), (3) IND-DC 는 전력 소비를 -10.3% 줄여 demand-side management 효과 우월, (4) IND-DC 의 조정된 carbon credit price (125.4% 보정 후) 는 59.1 천 won 으로 DIR 의 47.9 보다 높음 (실효 부담 확인).

방법론 노트

연산일반균형 분석 의 nested CES production structure 가 핵심: 최상위 (material intermediate $M$) vs (value added + energy composite $VAE$), 두 번째 (energy aggregate $E$) vs (value-added $VA$), 세 번째 (labor vs capital), (coal · gas · oil · electricity). 직접 배출은 fossil fuel input 과 Leontief carbon credit 으로 결합 — 1 단위 fossil 사용 = 그 fuel 의 carbon content 만큼 credit 소비. 간접 배출은 전력 소비 → indirect carbon credit Leontief 결합으로 표현. 핵심 idea: 전력 발전의 직접 배출 과 전력 소비의 간접 배출 을 iteration 으로 equalize.

핵심 식 (National Average Index 정의):

$$\text{NAI} = \sum_{i} \frac{(P_i - M_i)^2}{M_i}$$

여기서 $P_i$ 는 시나리오의 sector $i$ market share, $M_i$ 는 BAU 의 sector $i$ market share. NAI 값이 작을수록 BAU 산업 구조와 유사 (burden 분산 우월), 클수록 특정 부문 집중 (equality 위반).

Identification 은 (a) 2010 한국 IO 테이블 SAM, (b) GTAP 및 KEEI energy balance data, (c) Okagawa & Ban (2008) 의 OECD substitution elasticity 추정치 ($\sigma_{VA} = 0.02$-$0.46$, $\sigma_{VAE} = 0.00$-$0.60$, sector 별 varies). Sensitivity analysis 는 $\sigma$ 를 최소 0.2 로 상향 (Van der Werf 2008) — 결과는 robust.

연구 계보

직접 선행: The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment (reference [12]) 와 Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy (reference [13]) 의 한국 에너지 CGE 두 sibling — 본 paper 가 reference list 에 명시 인용. 한국 ETS 의 double counting 진단 line 은 Park & Hong (2014, Energy Policy) 의 efficiency-abatement target 분석, Kim & Lim (2014, Energy Policy) 의 price regulation 하 ETS 설계 두 선행과 직접 연결. EU ETS CGE 라인의 base 는 Lise, Sijm, Hobbs (2010) 의 COMPETES EU20 모형, Honkatukia, Mälkönen, Perrels (2006) 의 핀란드 영향 분석, Kemfert et al. (2006) 의 환경·경제 효과. Carbon cost pass-through 의 본격 분석은 Sijm, Chen, Hobbs (2012, Energy Economics) 와 Fabra & Reguant (2013) 의 NBER 연구. National Average Index 의 출처는 Mason & Howard (2010) 의 regional industrial diversity. 이정동 author page anchor 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 의 2015 년 ETS micro design 진단 마디.

See also

• 연산일반균형 분석
• 배출권 거래제
• 한국 배출권 거래제
• 간접 배출
• Double Counting
• Scope 2 배출
• National Average Index
• Carbon Price Pass-through
• 신재생 의무할당제
• Inha Oh
• Yeongjun Yeo
• 이정동
• The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment
• Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy
• A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes

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논문 (4)

• A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes
• Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy
• Driving Forces of CO2 Emissions in Emerging Countries: LMDI Decomposition Analysis on China and India's Residential Sector
• The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment

방법론 (1)

• 연산일반균형 분석

주제 (1)

• 환경경제학