The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment

Won-Sik Hwang, Inha Oh, 이정동 (2014) · B.E. Journal of Economic Analysis and Policy 14(4):1585-1614 · DOI ↗

한국 정부가 2011년 확정한 2020년 BAU 대비 30% 온실가스 감축 목표가 경제와 환경에 미치는 영향을, MIT EPPA 모형 을 한국 단일국 모형 EPAK 로 변형해 정량 평가한다. 신규 그린기술 없이 부문별 감축 목표만 달성하면 누적 GDP 손실이 2030년까지 약 179조 원에 달하지만, 신재생 의무할당제 와 CCS 를 동시 도입하면 2030년 CO₂ 가 BAU 대비 19.29% 감소하면서 GDP 손실이 1.74% 로 절반 이하로 줄어든다. 정책 (감축 cap) 과 기술 (RPS·CCS) 의 결합이 시너지 효과 를 만든다는 것이 핵심 메시지.

• RQ: 한국 정부의 2020년 부문별 GHG 감축 목표 (총 30%) 달성이 거시경제에 미치는 영향은 얼마이며, 신재생 의무할당제 · CCS 같은 그린기술 도입은 그 economic burden 을 얼마나 완화하는가?
• 방법론: 연산일반균형 분석, EPPA 모형, EPAK 모형, 한계감축비용, 시나리오 분석
• 데이터: GTAP v8 (2007 base year), Korea 분리 6 sector + 4 fossil fuel, 환율 929.30 won/USD, 2007-2050 recursive dynamic
• 주요 발견: 부문 감축 cap 만 (scenario A1) 적용 시 2030 년 GDP 손실 48 조 won (-2.29% from BAU), 누적 179 조 won. RPS + CCS 결합 (scenario B2) 으로 GDP 손실은 -1.74% 로 줄고 CO₂ 는 -19.29% 감소. RPS·CCS 결합 정책이 단독 합의 비용보다 13 조 won 적게 든다 (정책-기술 시너지).
• 시사점: 신규 그린기술 없이 mid-term target 을 강행하면 큰 GDP 손실, 기술 과 cap-and-trade 를 동시 활용해야 한다. 부문별 감축 목표는 점진적 조정 필요.

요약

본 paper 는 이정동 의 제3기 (1) CGE 모델의 등장 라인의 2014 년 핵심 산출물 이다. 2011 년 한국 정부의 Low Carbon, Green Growth 비전과 부문별 GHG 감축 목표 (산업 18.2% · 전력 26.7% · 수송 34.3% · 건물 26.9% · 농업 5.2%) 는 ambitious 했지만, 그 비용을 부문 별로 정량 평가한 연구가 없었다. Bae & Cho (2010), Jeong et al. (2009) 의 한국 환경 정책 CGE 연구가 단일 정책 / 단일 기술 에 집중한 반면, 본 paper 는 MIT 의 EPPA 모형 (Paltsev et al. 2005) 을 한국 맥락에 맞게 EPAK 로 재구성해 정책 (cap, cap-and-trade) + 기술 (RPS, CCS) 의 조합 효과 를 한 framework 안에서 평가한다.

EPAK 모형 은 GTAP v8 (2007 base year) 의 129 region · 57 sector 를 한국 + 나머지 세계, 6 sector + 4 fossil fuel 로 압축한 recursive-dynamic 다부문 일반균형이다. Scenario 는 (A) cap 만 적용 + 부문별 감축 (A1) · cap-and-trade (A3), (B) 그린기술 도입 + RPS (B1) · CCS (B2). 핵심 결과: 그린기술 없이 cap 만 적용하면 2020 년 GDP 손실이 29.50 조 won (-1.88%) 이고 2050 년 누적 손실이 179 조 won 까지 커진다. 한계감축비용 곡선은 2020 년 30% 감축에 carbon shadow price 가 215,204 won/tCO₂ 까지 치솟는다는 abatement burden 의 가파른 상승 을 보여준다. 반면 RPS + CCS 를 동시 적용하면 2030 년 CO₂ 는 BAU 대비 19.29% 감소하면서도 GDP 손실은 -1.74% 로 절반 이하. 더 흥미로운 발견은 cap + RPS 의 GDP 손실 (60.30 조 won) 이 단독 정책 합산 (74 조 won) 보다 13 조 won 작다 는 정책 시너지.

본 연구의 한계는 비-CO₂ GHG (전체의 약 10.9%) 와 process emission 을 모형 밖에 둔 점, R&D 기반 endogenous technology change 부재. 후속 Validation of an R&D-based computable general equilibrium model 의 R&D-CGE validation 과 Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy 의 nuclear 시나리오는 같은 EPAK 골격을 다른 정책 차원으로 확장한다. 이정동 의 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 라인의 출발점에 위치한다.

핵심 결과

Scenario	GDP 손실 2020 (조 won)	GDP 손실 2030 (조 won)	CO₂ 감축 2020 (%)	CO₂ 감축 2030 (%)
A1 (cap, no tech)	-29.50 (-1.88%)	-48.02 (-2.29%)	-30.00	-38.00
B1 (RPS ref)	-9.20 (-0.59%)	-25.53 (-1.22%)	-3.54	-7.82
B2 (CCS + RPS)	-10.78 (-0.64%)	-39.25 (-1.74%)	-4.98	-19.29
Cap + RPS (combined)	-35.52	-60.30	-33.54	-45.82

핵심 정량 claim: (1) 누적 GDP 손실은 2030 년까지 약 179 조 won (cap 만 적용 시), (2) 2020 년 30% 감축의 carbon shadow price 는 215,204 won/tCO₂, (3) RPS + CCS 결합으로 abatement cost 는 GDP 의 0.9% 까지 축소 (그린기술 없이는 2.3%), (4) cap × RPS 정책 시너지가 2030 년 13 조 won 비용 절감.

방법론 노트

연산일반균형 분석 는 부문 간 substitution + 일반균형 가격 조정 + recursive dynamics 를 결합해 부분 균형 모형이 놓치는 spillover 효과 를 잡아낸다. EPAK 모형 은 Paltsev et al. (2005) 의 16 region EPPA 모형 의 nesting 구조를 유지하되 한국을 분리하고 한국의 산업 구조 · 전력 mix · 인구 · CO₂ projection 을 외생화한다. CCS 는 coal/gas 발전소 두 type 으로 명시, renewable 은 fixed factor 로 완전 대체 불가능하게 처리.

핵심 식:

$$\sigma_{EVA} = 0.4\text{-}0.5 \text{ (most sectors)}, \quad \sigma_{NGR} = 0.25, \quad \sigma_{HGR} = 0.32$$

여기서 $\sigma_{EVA}$ 는 energy-value added 간 elasticity of substitution, $\sigma_{NGR}$ 은 원자력 자원과 value added 간, $\sigma_{HGR}$ 은 수력 자원과 value added 간. Korea 의 ELEC 부문은 $\sigma_{EVA} = 0.1$ 로 매우 낮게 설정 (전력 부문의 substitution 제약 반영).

Identification 은 (a) GTAP v8 의 2007 base year IO 구조, (b) Korea Energy Economics Institute (KEEI) 의 BAU energy demand forecast, (c) Bank of Korea 의 환율 (929.30 won/USD) 로 정해진다. AEEI (autonomous energy efficiency improvement) 는 sector 별로 외생화 (2007-2050, table 13).

연구 계보

EPPA 모형 (Paltsev et al. 2005, MIT JPSPGC Report No. 125) 의 한국 적용판. EU 적용 (Viguier, Babiker, Reilly 2003) 과 일본 적용 (Paltsev et al. 2004) 의 single-region 변형 line 을 한국에 확장. 한국 환경 정책 CGE 의 직접 선행은 Bae & Cho (2010, Energy Economics) 의 수소 경제 분석과 Jeong, Kim, Park (2009, Energy Policy) 의 디젤 승용차 case study. McFarland, Herzog (2006) 와 Wang, Wang, Chen (2009) 의 CCS · endogenous tech 모형화도 핵심 building block. 이정동 author page anchor 의 제3기 (1) CGE 모델의 등장 시기의 출발점에 위치하며, 같은 EPAK 골격을 nuclear 시나리오로 확장한 Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy 와 sibling. A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes 의 전력시장 reform 평가 는 같은 한국 에너지 부문 CGE 라인의 후속 분기로, author page anchor 의 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 와 연속된다.

See also

• EPPA 모형
• EPAK 모형
• 연산일반균형 분석
• 한계감축비용
• 신재생 의무할당제
• CCS
• 저탄소 녹색 성장
• Won-Sik Hwang
• Inha Oh
• 이정동
• Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy
• A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes
• Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme

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논문 (8)

• A CGE analysis for quantitative evaluation of electricity market changes
• Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy
• Can energy service companies promote 'green' growth? The Korean case
• Driving Forces of CO2 Emissions in Emerging Countries: LMDI Decomposition Analysis on China and India's Residential Sector
• Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme
• Evolutionary Patterns of Renewable Energy Technology Development in East Asia (1990–2010)
• Macroeconomic effects of R&D tax credits on small and medium enterprises
• Public-private co-evolution and niche development by technology transfer: A case study of state-led electricity system transition in South Korea

방법론 (1)

• 연산일반균형 분석

주제 (1)

• 환경경제학