2020년 이후 국제사회의 기후변화 대응을 규정하는 파리협정의 핵심은 각 국가가 제출한 INDC이다. 본 연구는 주요 선진 개도국(EU, 미국, 일본, 중국, 인도)과 우리나라의 INDC를 개관하고, 각국의 감축공약 설정에 영향을 주고 있는 해당 국가의 산업구조 현황, 연료별 발전 현황, 부문별 온실가스 배출현황을 중심으로 각 국가여건을 분석한다. 그리고 이를 바탕으로 향후 기후변화 협상에서 우리나라의 대응 전략을 다음과 같이 제시한다. 첫째, 우리나라는 선진국의 INDC 관련 정보 목록의 확대 요구에 보조를 맞추며, 둘째, 국제사회의 동의를 얻어낼 수 있는 우리나라에 유리한 특수한 차별화 요소를 발굴하고, 셋째, INDC의 주기적 갱신에 대비한 범정부적 기구를 만들어야 한다.
기후변화협약 체결 당시 개발도상국으로 분류되어 있던 우리나라는 현재 온실가스 감축의무를 부담하지 않고 있으나, 우리나라의 CO2 배출량 및 배출량 증가율을 고려해 볼 때, 제2차 공약기간(2012년$\sim$2016년) 동안의 온실가스 감축의무 부담이 예견되고 있다. 온실가스 감축의무를 이행하기 위하여 정부는 2012년부터 RPS(Renewable Portfolio Standard) 제도를 도입을 고려하고 있다. 신재생에너지전원의 비중을 설비용량의 5%(발전량의 7%)까지 확대를 예상하여, 본 연구에서는 RPS 제도를 도입을 고려할 때 전원구성의 변화를 GATE -PRO(Generation And Transmission Expansion PROgram)모형을 이용하여 알아본 후, 이로 인하여 전기를 사용하는 용도에 따라 6가지 종별로 구분하는 현행 전기요금체계에 미치는 영향에 대하여 알아보고자 한다.
1994년에 발효된 기후변화협약에서 우리나라는 선발 개도국으로 분류되어 온실가스 의무감축 대상국에서 제외되었으나 제2차 공약기간 (2013~2017년)부터는 온실가스 감축 의무이행이 불가피할 것으로 예상되어 그 대응책 마련이 시급한 실정이다. 현재 국내에서는 국제기준에 부합하는 온실가스 배출량 통계자료 구축을 위한 기초연구가 다양하게 수행되고 있으나 온실가스 감축을 위한 시나리오 설정이나 모의실험 연구는 계획 중이거나 시작 단계에 있다. 이 중 농경지에서의 온실가스 배출은 환경조건에 따라 온실가스를 배출하거나 흡수할 수 있는 양면성을 갖기 때문에 미래의 온실가스 배출을 예측하고 국내 실정에 맞는 저감방안을 수립하기 위해서는 다양한 조건을 적용하여 온실가스 배출량을 모의할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 작물생육과 토양환경의 상호작용을 고려하여 농업생태계 내에서의 온실가스 배출을 모의하는 DNDC (Denitrification-Decomposition)를 이용하여 다양한 물관리 방식을 적용하여 벼 재배시 논에서의 온실가스 배출량을 산정하고 그 결과를 비교하고자 하였다. 물관리 방식에 따른 온실가스 배출 모의를 위해 관개시기를 조정하여 상시담수와 간단관개시의 시나리오를 적용하고, 담수심의 깊이에 따라 심수관개시와 최소 담수심 시나리오를 적용하여 온실가스 배출량을 산정하였다. 이는 향후 농경지를 대상으로 관개 방식 개선을 통해 온실가스 배출량을 감축하고 지속가능한 토지이용방안을 모색하는데 기초자료로 활용할 수 있을 것이라 판단된다.
최근 기후변화협약이 체결된 지 10여 년 만에 러시아가 교토의정서를 비준함으로써 2005년 2월 16일 온실가스 감축의무를 규정한 교토의정서가 국제법으로서 발효되었다. 우리나라는 현재 국제적인 온실가스 감축의무는 없는 상황이지만, 내년부터 시작될 제2차 공약기간에 관한 국가 의무부담 협상시 선진국으로부터 상당한 압력을 받게 되리라는 전망은 단순한 기우가 아니다. 우리나라가 제2차 공약기간에 온실가스 감축 의무국으로 지정될 경우, 정부를 중심으로 산업부문을 필두로 의무감축량을 배분할 개연성이 높으며, 이 경우 산업부문에서는 다시 업종별, 더 나아가 개별 기업단위로 감축의무가 확대될 것으로 사료된다. 문제는 개별 사업체가 감내해야 하는 감축량의 수준과 부담해야 하는 감축비용의 수준이다. 본 연구에서 과거 배출권 모의거래에 참여했던 국내 11개 기업(전체 온실가스 배출량의 31.5%, 2002년 기준)을 대상으로 살펴본 바에 따르면, 기준연도(2002년 또는 2002년~2004년 평균) 대비 의무이행기간(2006~2007년) 동안 음(-)의 감축목표를 설정시 자체적으로 수행할 수 있는 모든 감축옵션을 활용하더라도 전체적인 의무준수가 어려운 것으로 나타났다. 이러한 문제는 비용효과적 수단이라 평가받고 있는 배출권거래제를 활용하더라도 현재 국제적으로 거래되는 배출권 또는 크레딧의 가격(CER 기준 5달러: 약 6,000원)보다 높은 수준(약 13만 원)의 시장가격이 형성되는 등 온실가스 감축의무 부담에 따른 기업의 경쟁력에 상당한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 이를 토대로 국가 의무부담에 따른 국내 기업간 배출권거래제 설계시 할당량에 따른 거래만으로는 온실가스 시장형성이 어렵다는 점을 도출해 냈고, 연구의 결과로 시장 활성화를 위한 방안으로 프로젝트 크레딧의 시장거래 허용과 정부의 온실가스 감축에 따른 인센티브가 지급되는 시장설계 방안을 제안하였다. 특히 프로젝트 크레딧의 유입과 정부 인센티브의 경우 양을 늘릴수록 비용 효과적인 것이 아니라, 일정 수준이 지나면 오히려 효과가 감소하는 등 최적의 비율을 찾아내는 것이 중요하다는 점을 도출하였다. 본 연구에서는 프로젝트 크레딧의 시장 거래를 허용할 경우에는 전체 감축목표량의 30% 수준, 정부 인센티브를 지급할 경우에는 한계저감비용의 40% 수준, 두 가지 모두를 고려할 경우에는 30% 수준이 최적 상태임을 사례로 제시하였다. 프로젝트 크레딧을 활용한 경우에는 첫째, 국가 의무부담 이전의 조기행동(Early Action) 활성화, 둘째, 국내 흡수원 사업의 활성화, 셋째, 해외 개도국에 대한 청정개발체제 사업의 활성화, 넷째, 배출권거래 참여기업간의 온실가스 감축사업(국내버전의 공동이행제도), 다섯째, 배출권거래제에 참여하지 않는 기업에 대한 온실가스 감축사업 추진(국내 버전의 청정개발체제) 등과 같은 추가적인 사업들이 활성화될 수도 있음을 고려해 볼 수 있다. 본 연구결과 실제 국내 배출권거래제 설계시 참여 대상 기업에 대한 면밀한 분석을 통해 가장 합리적인 시장 활성화를 마련하고, 기업의 입장에서는 자체 한계저감비용 및 비용효과적인 온실가스 감축옵션에 관한 사전 파악을 통해 정부와의 감축의무 배분과 관련된 논의에 적극 참여하는 것이 바람직할 것으로 사료된다.
Korea has introduced Korea Emissions In 2015, the United Nations Conference on Climate Change (COP21) was held in Paris. The Paris Agreement indicates that all nations are in charge of mitigating climate change. Prior to COP21, 197 Parties submitted the Nationally Determined Contributions (NDCs), which are greenhouse gas reduction targets. On June 30, 2015, Korea also submitted an NDC target of 37% reduction compared to BAU in 2030. However, Korea's NDC was evaluated as "Inadequate" by the Climate Action Tracker (CAT). In addition, the domestic environmental group expressed a negative opinion as well. In view of this situation, it is necessary to conduct an objective assessment of quantitative analysis of NDC goals in Korea. The goal of this study is to evaluate NDC of Korea by comparing with those of OECD member countries. For comparative analysis, data such as population, GDP, primary energy supply affecting GHG emissions were obtained from the OECD homepage. The results indicate that emission reduction goal of 37% of Korea was $4^{th}$ highest goal among OECD member countries. If Korea achieves the emission reduction goal, the greenhouse gas emissions per capita in 2030 are $10^{th}$among OECD member countries. The greenhouse gas emissions per GDP are $13^{th}$, and emissions per TOE are $9^{th}$ among OECD member countries. The results show that greenhouse gas intensity of Korea is relatively high among OECD member countries. Therefore, it is needed to continuously endeavor to reduce greenhouse gas emissions to mitigate the global climate change. This study can be further used as a fundamental document to establish the future greenhouse reduction policy in Korea.
2005년 2월 16일 발효된 교토의정서 체제에서 부속서 I 에 포함된 선진국들은 온실가스에 대하여 2008년부터 2012년까지 연간 1990년 대비 년 평균 5.2%를 감축하도록 목표량을 규정하였다. 이러한 목표량을 달성하기 위하여 EU등의 국가는 배출권 거래제도 및 청정개발체제(CDM)사업 등 온실가스를 저감하기 위하여 힘쓰고 있다. 교토-의정서 1차 공약기간 중에서 온실가스 감축목표를 부여받지 않은 OECD국가는 우리나라와 멕시코 두 나라 뿐이며, 이산화탄소 배출량 9위인 우리나라에 2차 공약기간(2013년$\sim$2017년)부터 의무저감에 대한 국제적 압력이 가중되고 있다. 본 연구에서는 탄소세를 변화시키면서 발전소 건설의 변화와 그에 따른 $CO_2$ 저감량을 계산하고, 시나리오 별 석탄가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle; IGCC)과 $CO_2$ 저감장치 설치 발전소의 진입경쟁에 대하여 분석하였다. 시뮬레이션 결과 탄소세가 증가하더라도 원자력발전소의 건설이 무조건 증가하는 것이 아니라 일정한 비율만을 차지하고, 석탄화력발전소의 감소비중을 LNG 복합화력이 차지하는 것을 알 수 있었으며, IGCC와 같은 대안 기술이 존재한다면 석탄화력의 감소비중의 일부를 차지한다.
부속서I국가의 Post-2012 LULUCF 협상을 위해 2008년 8월 가나 아크라에서 개최된 AWG-KP 회의에서 교토의정서 제1차 공약기간에 적용된 gross-net 탄소계정 방법을 개정하기 위한 4가지 협상 대안(gross-net, net-net, 베이스라인 설정, 토지기반 탄소계정 방법)을 결정하였다. 본 연구는 베이스라인 설정 방법을 제외한 3가지 대안에 대해 보고방식, 할인율과 배출권 인정 상한량(cap)에 따라 4가지 대안 시나리오를 설정하여 국가 간 산림 탄소배출권(RMU)을 추정 비교하였다. 교토의정서 3.4조 활동을 현재의 자발보고에서 의무보고로 개정할 경우 러시아, 호주, 뉴질랜드 및 잠재적으로 캐나다도 RMU의 손실이 클 것으로 추정되었다. net-net 및 토지기반 탄소계정 방법은 기준연도 또는 기준기간에 따라 RMU 차이가 큰데, 장령림이 많은 국가는 기준 연도 또는 기준 기간이 공약기간과 가까울수록 RMU가 감소하였다. 모든 국가는 산림경영 활동에 대한 현재의 85% 할인율을 낮출수록 RMU는 증가하였다. 신규조림 및 재조림의 잠재력이 낮은 우리나라는 할인율의 변화에 RMU가 가장 민감하게 변화하였다. 향후 Post-2012 LULUCF 협상은 gross-net 탄소계정 방법과 교토의정서 3.4조 활동의 자발보고라는 현행 탄소계정 체계의 승계가 유력할 것으로 전망된다. 다른 탄소계정 방법은 국가 간 이해관계가 크고 신뢰할만한 방법론 개발에 많은 비용과 시간이 요구된다는 측면에서 채택될 가능성이 낮다. Post-2012 온실가스 의무감축에 참여에 대비하여 우리나라는 기존 선진국과는 다른 차별화된 협상 전략이 필요한데, 특히 산림경영 활동에 대한 할인율을 낮추는 것이 유력한 대안이 될 수 있다.
우리나라는 기후변화협약에 대응하기 위한 교토의정서를 비준한 국가로서, 아직 온실가스의 의무감축 대상 국가는 아니다. 그러나 2012년부터 시작될 교토의정서 2차 공약기간 중에 브라질, 중국 및 인도와 같이 2차 의무감축대상이 가장 유력시 되는 국가로 지목되고 있으므로, 이러한 변화에 능동적으로 대처할 수 있는 기술적, 사회적, 정책적 방안이 신속히 마련될 필요가 있다. CCS(carbon capture & storage)란 화석연료로 부터 연소시 대기 중으로 배출되는 온실가스($CO_2$)를 포집하여 재생 또는 지중, 해양에 저장하는 기술로서 국가녹색성장 핵심기술중의 하나로 분류되며, 대료적인 $CO_2$ 발생대상인 석탄화력발전소로 부터 $CO_2$ 회수방안, 회수, 처리관련 연구를 포함하여 국내외 적으로 활발한 연구가 이루어 지고 있다. 순산소 연소기술을 통한 $CO_2$ 회수, 처리기술은 연료(천연가스, 석탄, 석유)의 산화제를 공기대신 순도 95% 이상의 고농도 산소를 이용하여 순산소연소를 하며, 이때 발생하는 배가스의 대부분은 $CO_2$와 수증기로 구성되어 있다. 발생된 배가스의 약 70~80%를 다시 연소실로 재순환시켜 연소기의 열적 특성에 적절한 연소가 가능하도록 최적화함과 동시에 배가스의 $CO_2$ 농도를 80% 이상으로 농축시켜 회수를 용이하게 하며, 특히 공해물질은 NOx 발생량을 10ppM 이하로 줄일 수 있다. 천연가스가 생산되는 LNG기지에서 LNG를 기화시키기 위하여 해수식 기화기(ORV : Open Rack Vaporizer와 수중연소식 기화기(SMV ; Submerged Combustion Vaporizer)를 사용하고 있으며, 특히 SMV는 버너를 이용하여 $-162^{\circ}C$ LNG를 $10^{\circ}C$의 LN로 기화시키는 설비로서 이때 연소시 $CO_2$를 상당량 발생시킨다. 본 논문에서는 SMV에서 순산소 연소방식을 적용하여 연료인 천연가스를 연소시키고, 이때 발생되는 $CO_2$와 수분이 주 성분인 배가스를 연소기에 재순환시켜, 연소실내 고온문제를 해결하며, 최종적으로 배가스중 $CO_2$는 $-162^{\circ}C$의 LNG 냉열을 이용하여 고순도의 액체 $CO_2$로 액화시키므로서 $CO_2$의 회수, 처리문제를 해결하는 방식을 소개하고자 한다. 이러한 방식은 천연가스에서 발생되는 $CO_2$ 회수를 LNG 냉열을 활용하므로서 폐열을 활용하는 에너지 효율적인 문제와 사용가능한 고순도 $CO_2$로 회수하므로서 환경적인 문제를 처리하는 기술이라 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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