Assessing the Socio-Economic Effects of Korea's Nuclear Power Policy

Won-Sik Hwang, Inha Oh, 이정동 (2014) · Energy & Environment 25:931-952

후쿠시마 이후 한국의 원자력 정책 (확대 50% vs 유지 31% vs 축소 20% by 2030) 이 거시경제 · 후생 · 환경에 미치는 효과를 EPPA-Korea 모형 로 정량 평가한다. 핵심 발견: 원전 비중 1% 감소가 2030 년 GDP 를 0.0383%, 후생을 0.0224% 감소시킨다. 축소 시나리오 (B2) 는 BAU 대비 GDP -3.08% · 후생 -2.39% 손실을 일으키며, 30% CO₂ 감축 cap 까지 동시에 부담하면 손실이 가중된다. 후쿠시마 식 원전 탈출 의 경제적 비용을 정량화한 한국 최초의 종합 CGE 평가.

• RQ: 후쿠시마 이후 한국 원자력 정책의 세 가지 분기 (확대 50% by 2030 · 유지 31% · 축소 20%) 가 30% CO₂ 감축 cap 하에서 거시경제 · 후생 · 에너지 mix 에 미치는 차이는?
• 방법론: 연산일반균형 분석, EPPA 모형, EPPA-Korea 모형, 시나리오 분석, 후생 분석
• 데이터: GTAP v8 (2007 base year), Korea 10 sector, 환율 929.2 won/USD, 2007-2030 recursive dynamic 3-5 year segment
• 주요 발견: 원전 비중 -1% 당 GDP 탄력성 -0.0383, 후생 탄력성 -0.0224 (2030). 축소 시나리오 B2 는 BAU 대비 GDP -3.08%, 후생 -2.39% 손실. 축소 시 가스 발전이 원전을 대체 (전기료 상승 → 전력 소비 감소).
• 시사점: 원전 축소는 clean cheap base load 의 상실로 큰 경제·후생 손실을 초래한다. 단 waste 처리·decommission 비용 은 모형에 미반영. Bottom-up 모형과의 연계가 필요.

요약

본 paper 는 The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment 와 같은 EPAK 모형 골격 을 다른 정책 차원 (그린기술 vs 원전) 으로 확장한 sibling. Fukushima (2011) 이후 독일·일본·한국에서 원전 정책에 대한 논쟁이 격화됐지만, 한국에서 원전 비중 변화의 경제·환경·후생 효과 를 종합적으로 정량 평가한 연구는 거의 없었다. Bretschger, Ramer, Zhang (2012, CER-ETH) 의 스위스 nuclear phase-out CGE, Welsch & Ochsen (2001) 의 독일 dismantle 평가, Galinis & van Leeuwen (2000) 의 리투아니아 분석, Liu, Shi, Jiang (2009) 의 중국 GHG mitigation under nuclear 같은 cross-country CGE 시리즈를 한국으로 확장한다.

EPPA-Korea 모형 은 EPPA 모형 의 16 region 다지역 구조를 한국 + 나머지 세계 의 single-nation 모형으로 변환한다. 한국의 산업 구조 (AGRI, EINT, TRAN, SERV, OTHR + 5 energy sector), 인구 (2010 4,941 만 → 2030 5,216 만), GDP 성장률 (2011-2015 3.7% → 2025-2030 2.5%), 환율 (929.2 won/USD), 원유 가격 (2010 74,108 won/bbl → 2030 121,391 won/bbl) 을 모두 외생화. 시나리오는 reference R (50% by 2030) · policy A (31% maintained) · policy B (20% by 2030), 각각 신재생 의무할당제 부속 (sub-scenario 2). 핵심 결과: 원전 비중 1% 감소 → GDP 0.0383% · 후생 0.0224% 감소. 절대값으로 B2 (원전 축소 + RPS) 는 2030 년 BAU 대비 GDP -3.08% (61.77 조 won 손실), 후생 -2.39% (32.15 조 won) 손실.

본 연구의 한계는 (a) 원전 waste 처리·decommission 의 external cost 가 base year general equilibrium 에 흡수돼 있어 정확한 환경 부담을 분리하지 못한 점, (b) top-down 연산일반균형 분석 가 nuclear plant build 의 learning-by-doing 외부성 을 잡지 못한 점, (c) 가스가 원전 base load 를 대체하는 시뮬레이션 결과가 실제 peak vs base load 운영 차이 와 다소 어긋난 점. 이정동 author page anchor 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 라인의 직접 위치. Validation of an R&D-based computable general equilibrium model 의 R&D-CGE 와 Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme 의 ETS 시나리오 분석 사이의 energy CGE 진단 시리즈 의 중간 마디.

핵심 결과

Scenario	원전 비중 2030	RPS	GDP 손실 2030 (조 won)	후생 손실 2030 (조 won)
R1 (확대 50%, no RPS)	50%	No	-24.88 (-1.24%)	-12.89 (-0.96%)
R2 (확대 50%, RPS)	50%	Yes	-35.45 (-1.77%)	-21.29 (-1.58%)
A1 (유지 31%, no RPS)	31%	No	-40.51 (-2.02%)	-18.84 (-1.40%)
B1 (축소 20%, no RPS)	20%	No	-47.94 (-2.39%)	-22.30 (-1.66%)
B2 (축소 20%, RPS)	20%	Yes	-61.77 (-3.08%)	-32.15 (-2.39%)

핵심 정량 claim: (1) 원전 비중 -1% → GDP -0.0383%, 후생 -0.0224% (2030 년 elasticity), (2) 축소 + RPS 결합 (B2) 의 누적 손실이 가장 큼, (3) 원전 축소 시 가스 발전이 base load 를 대체하며 2030 년 가스 발전이 235.84 TWh (R1 의 109.33 TWh 보다 2 배), (4) RPS 단독은 renewable 발전을 R1 대비 5 배 (52.64 TWh) 까지 끌어올리지만 GDP 비용 상승.

방법론 노트

EPPA-Korea 모형 은 EPPA 모형 의 nesting 구조 (CES production · Leontief energy composite · fixed factor for nuclear / hydro / renewable) 를 그대로 유지하되 single-region 으로 압축. Fixed factor 는 nuclear · hydro · renewable 의 capacity 제약 을 표현 — 전기는 동질재로 완전 대체 가능하지만 generation source 는 제약. Korea 의 ELEC sector elasticity 는 매우 낮게 설정 ($\sigma_{EVA} = 0.1$, $\sigma_{DM} = 0.3$) — 전력 시장의 substitution 제약 반영.

핵심 식:

$$\sigma_{NGR} = 0.25, \quad \sigma_{HGR} = 0.32$$

여기서 $\sigma_{NGR}$ 은 nuclear resource 와 value added 간 elasticity, $\sigma_{HGR}$ 은 hydroelectric resource 와 value added 간. 두 값 모두 매우 낮아 nuclear / hydro capacity 는 단기에 거의 fixed 라는 가정.

Identification 은 (a) GTAP v8 의 2007 base year IO 구조, (b) 한국 정부의 5th Basic Plan on Electricity Demand and Supply (2010-2024) (원전 capacity 33 조 won 투자 → 48.5% by 2024), (c) Korea Energy Economics Institute 의 BAU energy projection, (d) National Assembly Budget Office (2012) 의 2012-2060 long-term budget projection 으로 정해진다.

연구 계보

EPPA 모형 (Paltsev et al. 2005) 의 한국 single-region 적용판으로, The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment 의 EPAK 모형 골격을 nuclear 정책 시나리오로 확장한 sibling. 직접 선행: van der Zwaan (2002, Tech Forecast Soc Chang) 의 nuclear tenfold expansion vs phase-out 평가, Bretschger, Ramer, Zhang (2012) 의 스위스 nuclear phase-out CGE, Welsch & Ochsen (2001, Energy Policy) 의 독일 dismantling sectoral effect, Galinis & van Leeuwen (2000, J Policy Modeling) 의 리투아니아 nuclear CGE. 후쿠시마 후 한국 정책 맥락은 EIA International Energy Outlook 2011 의 한국 8 위 CO₂ emitter 진단에서 출발. 이정동 author page anchor 제3기 (2) 에너지 정책의 심화 의 직접 마디로, 같은 Korean energy CGE 진단 라인의 Profitability and productivity changes in the Korean electricity industry (KEPCO 개혁 productivity 분해) 와 같은 시기 sibling.

See also

• EPPA 모형
• EPPA-Korea 모형
• 연산일반균형 분석
• 원자력 정책
• 후쿠시마
• 신재생 의무할당제
• 저탄소 녹색 성장
• Won-Sik Hwang
• Inha Oh
• 이정동
• The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment
• Profitability and productivity changes in the Korean electricity industry
• Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme
• 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
• Efficiency versus Equality: Comparing Design Options for Indirect Emissions Accounting in the Korean Emissions Trading Scheme
• Macroeconomic effects of R&D tax credits on small and medium enterprises
• The Impact of Korea's Green Growth Policies on the National Economy and Environment

방법론 (1)

• 연산일반균형 분석

주제 (1)

• 환경경제학