바이오에너지산업육성을통한FTA대응전략연구: 목질계바이오매스보급확대의온실가스저감가치추정

한·중경제협력의중장기전략개발

기본연구보고서09-15

안지운

바이오에너지산업육성을통한

대응전략연구:

목질계바이오매스보급확대의온실가스저감가치추정

기본

09┃

15

FTA

기본연구보고서09-15

안지운

바이오에너지산업육성을통한FTA대응전략연구: 목질계바이오매스보급확대의온실가스저감가치추정

참여연구진

연구책임자 : 책임연구원 안지운

연구참여자 : 전남대 교수 배정환

요약 i

<요 약>

1. 연구 배경 및 목적

본 연구는 ‘바이오에너지 산업 육성을 통한 FTA 대응 전략’이라는 3

개년 연구 사업의 제2차년도 과제로 수행되었다. 1차년도에는 바이오

디젤을 주요 연구 대상으로 삼았고, 2차년도는 목질계 바이오매스가 주

요 연구대상이였다. 목질계(ligneous) 바이오매스는 셀룰로오스(cellulose)가

포함된 나무, 초본식물을 의미하며 이들에서 파생된 제품이나 그것의

폐기물 즉 목재, 폐목재, 종이 등을 포함한다. 본 연구에서는 목질계 바

이오매스를 나무와 이에서 파생된 제품 및 폐기물로 한정하기로 한다.

우리나라의 산림 면적은 국토 면적의 63%로 전 세계 평균이 30%

정도임을 감안하면 바이오매스 부존량이 상대적으로 높은 편이다. 목재

는 통상 MDF 및 PB(Particle Board)로 가공되어 가구나 사무 용품의

중간재 투입 원료로 이용되어 왔고, 숯이나 장작의 형태로 식당이나 찜

질방, 나무보일러의 연료로 이용되기도 한다.

그러나 최근 들어 석탄이나 석유의 연소 과정에서 발생하는 이산화

탄소가 지구 온난화의 주요 요인으로 꼽히면서 석탄 화력발전소를 대

체하거나 석유 보일러를 바이오매스로 대체하는 방안이 설득력을 얻고

있다. 또한 석탄과 석유, 천연가스 매장량이 감소함에 따라 이들의 국

제 가격이 지속적으로 상승하여 왔고, 에너지의 97%를 수입하는 우리

나라의 경제에도 심각한 영향을 미쳐 이에 대한 대체 연료로 바이오매

스를 활용하자는 주장이 확대되고 있다. 더구나 현 정부의 저탄소 녹색

성장 전략에 산림 바이오매스와 폐목재와 같은 바이오매스를 화석 연

ii

료 대체용으로 이용함은 매우 시의적절하다 하겠다.

그러나 에너지 정책들 가운데 심야 전기 제도나 농어촌 지역 난방유

면세 제도, 저소득층용 연탄 보조금 제도, 유연탄에 대한 저관세 제도

등은 기존의 화석 연료 사용에 대해 여전히 보조금을 유지하고 있어

지구 온난화 대응과 에너지 안보 강화라는 측면과는 동떨어진 정책들

이라 하겠다. 물론 저소득층의 에너지 복지라는 측면에서 보조금 정책

을 유지하는 근거가 있다고 하겠으나 저소득층도 청정 연료를 사용할

권리가 있다는 점에서 다른 접근법을 모색해야 할 시점에 있다.

본 연구는 앞으로 자유무역 협정으로 인해 경제성장이 정체될 것으

로 보이는 농촌경제에서 새로운 대안 산업으로 목질계 바이오매스를

육성할 것을 제안하고, 이를 위해 정부가 어떠한 지원 정책을 수립해야

할 것인지를 탐구하고자 한다.

2. 연구 목적 및 방법

목질계 바이오매스를 에너지로 활용하는 기술에는 매우 다양한 스펙

트럼이 존재한다. 우선 가장 오래된 방식으로는 단목 집재된 목재 연료

를 가공 처리하지 않고 난방용으로 이용하는 화목보일러가 있고, 현대

적 에너지 생산 기술에는 우드칩 보일러, 우드펠렛 보일러, 우드칩 열

병합 발전소가 있다. 또한 초임계수법 등을 활용하여 바이오에탄올이나

바이오디젤을 추출하기도 하고, 간접 연소에 의한 바이오매스 가스화를

통해 발전하는 기술도 개발되고 있다. 여기에서는 전근대적인 방식인

화목 보일러와 차세대 기술인 초임계수 및 바이오매스 가스화는 연구

대상에서 제외하기로 한다. 따라서 주요 연구 대상 기술은 우드칩/우드

요약 iii

펠렛 보일러 및 열병합 발전 기술이 되겠다. 또한 공간적 연구 대상은

국산 바이오매스에 국한하기로 한다. 우드칩이나 우드펠렛의 경우 이미

상당량이 수입되고 있고 국산 우드칩/펠렛에 비해 가격 경쟁력이 높은

편이다. 그러나 앞으로 국내 부존 바이오매스를 적극적으로 이용하기

위해 산림 부산물의 수집과 폐목재 재활용률을 제고하기 위한 인프라

에 공공 투자가 증가할 경우 국산 바이오매스를 이용한 에너지 생산도

가격 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 기대된다. 또한 국산 바이오매스의

에너지로의 전환을 통해 에너지 안보와 온실가스 저감 수단이라는 편

익이 기대된다.

연구의 시간적 범위는 2005년을 기준으로 한다. 2005년도의 산업연

관표에 기반한 우리나라 경제 구조를 에너지 총조사 보고서, 에너지통

계연보, 임업통계연보 등의 2005년 데이터로부터 도출된 목질계 바이

오매스의 잠재적 산업구조를 합성하여 재구성하였다. 산업연관표는 이

미 2006년 연장표까지 나와 있으나, 에너지 총조사 보고서의 경우 매 3

년마다 보고되는데 2005년과 2008년 자료에 국한되어 있기 때문이다.

한편 주요 연구 방법론은 다음과 같다. 즉 목질계 바이오매스의 에너

지 이용률을 제고하고 산업화를 달성하기 위해서는 정부의 지원정책이

필요하며 어떠한 지원정책이 적절한 지에 대한 가설을 설정하고 이러

한 가설을 연산가능 일반균형 모형(Computable General Equilibrium:

CGE Model)을 이용하여 증명하는 방식으로 연구를 진행하고자 한다.

목질계 바이오매스를 이용한 전기나 열 등 에너지 생산이 우리나라 전

체 경제부문에서 차지하는 비중은 1% 미만으로 매우 미미한 실정이다.

그런데 CGE 모형은 통상 일국이나 다국가의 전체 경제를 수리모형화

하여 정책 변수 도입에 따른 미시적, 거시적 반응을 분석하는 분석틀이

iv

라는 점에서 과연 이렇게 작은 부문에 대한 경제적 분석을 하기에 적

합한가에 대한 의문이 들기 마련이다. 오히려 이렇게 작은 부문의 경제

적 분석에 있어서는 부분균형분석모형이 더 적합할 것이다. 본 연구에

서는 비록 목질계 바이오매스의 에너지 이용 현황을 고려하면 매우 미

미한 부문이지만 중장기적인 시계(time span)에서 문제를 보고자 한다.

현 정부의 녹색성장 전략에서 앞으로 목질계 바이오매스를 활용한

에너지 생산 부문은 괄목할 만한 성장을 할 것으로 기대되고 있다. 최

근 농림수산식품부, 산림청 등 범부처 합동으로 제출한 정부 보고서인

‘저탄소에너지 생산·보급을 위한 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실

행계획’에 의하면 오는 2013년까지 650만m3에 달하는 산림 바이오매

스를 에너지화할 계획이다. 이를 위해 정부는 바이오매스 에너지화를

위한 인프라 구축에 최소한 1조원 이상을 투입할 예정이다. 물론 이러

한 계획이 추후에 변경될 수도 있으나 본 연구에서는 이러한 추세가

중장기적으로는 대체로 유지될 것이라고 가정하고, 잠재적인 공급 능력

을 대상으로 이에 의한 경제적, 환경적 파급효과를 분석하고자 한다.

CGE 모형을 이용하게 되면 부분균형분석과 달리 분석 대상과 직간접

적으로 상호 연관을 미치는 산업들에 대한 영향 뿐만 아니라 정부의

개입 방식에 따라 사회 전체의 후생 수준이 어떻게 영향을 받는지도

분석할 수 있다는 점에서 다양한 분야에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다.

따라서 본 연구에서는 CGE 모형을 이용하여 목질계 바이오매스를

잠재적인 이용 가능성 측면에서 경제 부문으로 도입될 경우에 과연 어

떤 정책 수단이 바람직하며, 또한 그러한 정책 수단을 통해 바이오매스

의 에너지 공급량이 확대될 경우 미시적, 거시적 측면에서의 영향과 온

실가스 저감과 같은 환경적 측면의 영향을 동시에 살펴보고자 한다.

요약 v

3. 주요 연구결과

우리나라는 최근 기후변화 문제를 인식하고 접근하는 방법에 있어서

그 궤를 완전히 탈바꿈하는 정책으로 전환하였다. 즉 기존에는 가급적

이면 온실가스 감축 문제에 관한 한 유보적인 입장을 취하면서 개발도

상국들과 함께 취급받기를 원해 온 것이 주요 외교 전략 가운데 하나

였다. 그러나 ‘저탄소 녹색성장’ 전략을 국가 전략으로 내세우면서 온

실가스 감축 문제에 대해 적극적인 입장으로 전환하였다. 기존의 사고

방식과 전략을 갑자기 수정하게 되면, 이와 관련된 세부적인 정책 수단

들도 같이 바뀌어야 하지만 많은 이해집단들의 로비로 인해 전면적인

개혁이 어려운 법이다. 그 가장 대표적인 사례가 석탄과 면세유 제도

그리고 심야전기할인제도이다. 다행히 최근의 정부 정책이 이 세 가지

화석연료 보조금 제도를 점진적으로 폐지하는 방향으로 가닥이 잡히고

있으나, 전술했듯이 기득권 세력의 저항이 만만치 않을 것으로 보인다.

더욱이 경제성장과 저소득층 에너지 복지 차원과 같은 대의를 내세우

면서 이들 보조금 제도가 쉽사리 폐지되기는 어려울 것으로 판단된다.

본 연구에서는 그럼에도 불구하고 정책 전환의 취지를 살린다는 점

에서 대표적인 화석연료 보조금 제도인 석탄에 대한 보조금 제도를 폐

지하고, 여기에서 발생하는 세원을 친환경 연료이면서 석탄과 기술적

대체율이 우수한 목질계 바이오매스 보급을 확대하는 데에 이용할 경

우 경제, 환경적 파급효과가 어떻게 될 것인지를 연산가능 일반균형모

형을 이용하여 분석해 보았다. 특히 구체적인 정책 수단으로 목질계 바

이오매스에 대한 가격보조와 정부의 공공지출 확대를 선정하고, 이들

정책이 시행되었을 때 산업 생산과 소비, 요소수요, 정부와 무역 부문

vi

등 미시적인 영향과 국내총생산 및 후생변화와 같은 거시경제적 영향,

그리고 온실가스 감축량과 단위당 온실가스 저감비용과 같은 환경적

측면의 영향을 살펴보았다. 우선 석탄에 대한 연간 보조금 2천4백억원

을 삭감하고, 이를 목질계 바이오매스 생산에 대한 가격 보조금으로 전

환할 경우, 목질계 바이오매스를 포함하는 임업부문 산출 수준은

4.14% 증가하고, 수출은 10% 증가하는 반면, 석탄산업은 산출이

5.87% 감소하고, 수출 또한 14%가 감소하는 것으로 분석되었다. 대부

분의 산업들도 간접적인 영향을 받기는 하지만 전력부문을 제외하고는

생산량이 소폭 감소하였다. 이러한 산출 수준 변화에 따라 본원적 수요

도 같은 방향으로 변하는 것을 확인하였고, 대체로 자본수요보다는 노

동수요가 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 거시경제변수의 경

우 국내총생산이 0.26% 감소하고, 후생수준은 1조6백억원 감소되는 것

으로 나타났다. 또한 온실가스 저감량은 13.13백만TCO2이고, 국내총생

산 손실 대비 톤당 이산화탄소 저감비용은 17만원, 후생손실 기준으로

톤당 8만원으로 분석되었다.

다음으로 석탄 보조금을 철폐하고, 이를 목질계 바이오매스에 대한

공공지출 확대 재원으로 이용할 경우, 목질계 바이오매스를 포함하는

임업부문 산출량이 시나리오1보다 더 크게 증가한 5.97%로 나타났고,

석탄에 대한 산출량은 6.05% 감소하였다. 여기에서 시나리오1과 두드

러지는 차이점은 목질계 바이오매스에 대한 수입수요가 시나리오1에

비해 크게 증가한 5.78%에 달한다는 점이다. 따라서 국산 바이오매스

보급 확대 정책을 주요 정책 목표 가운데 하나로 설정한 경우라면 공

공지출 확대보다는 가격 보조 정책이 더 우월하다고 하겠다. 목질계 바

이오매스 산출 증가에 따라 관련된 본원적 수요도 함께 증가하고, 석탄

요약 vii

과 기타 산업들의 경우 대체로 요소수요는 감소하는 것으로 나타났다.

한편 거시경제변수의 변화를 살펴보면, 국내총생산은 0.44% 감소하고,

후생수준은 1조8천억원 감소되어 시나리오1에 비해 더 크게 감소한 것

을 알 수 있다. 반면 온실가스 저감량은 14.06백만TCO2로 시나리오1보

다 더 많이 저감된 것을 알 수 있다. 또한 국내총생산 손실 대비 단위

톤당 저감 비용은 27만원이고, 후생손실 대비로는 13만원으로 나타나,

시나리오1보다 약 1.6배 더 비싸게 드는 것으로 나타났다.

4. 정책적 함의

지난 2008년 8월 15일 광복절 경축사를 통해 현 정권은 ‘성장’과 ‘환

경보존’이라는 두 가지 상충된 정책 목표를 ‘녹색 성장’이라는 통섭적

인 개념으로 전환하였다. 이러한 정책 패러다임의 전환이라는 맥락에서

본 연구의 대상인 목질계 바이오매스는 가장 비용효과적인 친환경연료

이며, 재생 가능하고, 온실가스 저감 수단의 역할을 수행할 것으로 기

대된다. 한편 정부는 석탄과 석유에 관련되는 각종 보조금 제도를 점진

적으로 줄여나가고, 탄소세나 환경세를 신설할 것을 검토하고 있는 것

으로 보인다. 이러한 시대적 전환기에서 석탄이나 석유에 대한 보조금

을 감소시키고, 이로부터 발생하는 예산 절감액을 녹색에너지로서의 목

질계 바이오매스 보급 활성화를 위한 재원으로 활용함으로 예상되는

미·거시적 경제변수의 변화, 그리고 온실가스 발생량 변화를 연산가능

일반균형모형을 이용하여 정량화함은 매우 시의적절하다 할 수 있다.

본 연구에서는 이와 더불어 화석연료에 대한 보조금 제도를 사회적

약자에 대한 에너지 복지 차원에서 존속시키기보다는 이를 폐지하고

viii

여기서 발생하는 세원을 목질계 바이오매스에 대한 보조금으로 전환하

는 경우와 공공지출을 확대할 경우에 미거시 경제변수의 변화와 후생

변화를 정량화하여 상호 비교하는 분석을 수행하였다. 그 결과 앞서 밝

혔듯이 목질계 바이오매스에 대한 가격 보조 정책이 직접적인 공공지

출 확대정책보다 우수한 것으로 평가되었다. 즉 가격 보조금 제도가 온

실가스 저감 측면에서 더 비용효과적이고, 국내총생산 및 후생수준에

미치는 부정적인 효과도 더 적게 나타났다. 물론 직접적인 공공지출 확

대 정책이 목질계 바이오매스에 대한 산출량 증가에는 더 많은 기여를

하겠지만 일반균형균형적 관점에서 여타 산업들을 모두 고려하여 평가

해보면 가격보조를 통해 친환경연료를 보급하고, 석탄과 같은 탄소 집

약적 연료에 대한 지원을 삭감하는 것이 더 우월한 정책이라는 것이다.

여기에서 석탄에 대한 지원이 저소득층의 ‘에너지 복지’ 차원이기 때문

에 그 필요성을 주장할 수 있으나 이러한 형평성의 문제는 배제하고,

자원배분의 효율 문제에 집중하고 있기 때문에 형평성에 대한 고려는

다른 차원이 접근이 필요할 것이다.

Abstract i

ABSTRACT

Korea has been preparing oil depletion. Therefore it is required to

investigate how the growth of biofuel industry would affect

agricultural market. This research corresponds to second year working

of 'The action strategies for FTA by developing bioenergy industry'.

In the first year, the research analysed the biodiesel, and we analyses

wooden biomass usage.

The goals of this research are the choice of desirable policy

measure and analsys on the economic and environmental effect when

biomass deployment expand by the policy measure. This research uses

CGE model and the data of the year, 2005.

Accordiong to the result, the support policy for the price of wooden

biomass is superior to the direct expansion policy of public

expenditure. In other words, price support policy is more cost-effective

and less disadvantageous in GDP and social walfare than public

expenditure policy. Of course, direct expenditure policy might

contribute to the increase of biomass production. However, when

considering other industries in the viewpoint of general equilibrium,

the deploying biofuel by price support policy and reducing the subsidy

for carbon-intensive fuel as coal re more desirable policy measure.

차례 i

제목 차례

제1장 서 론 ························································································· 1

1. 연구 배경 및 목적 ······································································· 1

2. 연구 대상 및 방법론 ···································································· 2

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 ····························· 6

1. 목질계 바이오매스 국내 활용 현황 및 보급 정책 ····················· 6

2. 해외 목질계 바이오매스의 에너지 이용현황 및 정책 ·············· 12

가. 유럽연합 ··················································································· 12

나. 미국 ·························································································· 16

다. 일본 ·························································································· 17

3. 국내 목질계 바이오매스 공급 잠재량 분석 ······························ 20

가. 개발 부산물 및 피해목 잠재량 ············································· 20

나. 숲가꾸기 사업 ········································································· 22

다. 폐목재 ······················································································ 28

라. 에너지우드 순환림 ·································································· 31

마. 우드칩/우드펠렛 생산량의 추정 ············································ 34

4. 부문별 잠재적 수요 추정 ···························································· 36

가. 화력 발전소의 바이오매스 수요 잠재량 ······························· 36

나. 농업용 바이오매스 수요 잠재량 ············································ 38

다. 스팀산업의 바이오매스 수요 잠재량 ···································· 39

라. 목질계 바이오매스의 총 잠재 수요 ······································ 40

ii

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 ················································ 41

1. CGE 모형의 구축 ········································································ 41

가. 주요 선행연구 ········································································· 41

나. CGE 모형의 주요 구성요소 ·················································· 42

2. 데이터 및 시나리오 ····································································· 52

가. 데이터 ······················································································ 52

나. 보정(Calibration) ····································································· 58

다. 정책 시나리오 ········································································· 60

3. 온실가스 배출 분석 ····································································· 64

4. 시뮬레이션 결과 ··········································································· 69

가. 시나리오1 ················································································· 69

나. 시나리오2 ················································································· 75

제4장 결 론 ·························································································· 80

1. 연구결과 요약 ··············································································· 80

2. 정책적 함의 ·················································································· 82

참고문헌 ································································································ 84

차례 iii

표 차례

<표 2-1> 지식경제부의 그린홈 100만호 보급사업 2009년 지원계획 ···· 10

<표 2-2> 유럽 국가들의 목질계 바이오매스(solid biomass) 생산량 ··· 15

<표 2-3> 일본의 재생에너지 보급 현황 및 전망 ································ 19

<표 2-4> 지역별 개발 부산물 잠재량 (2005) ······································ 21

<표 2-5> 지역별 피해목 잠재량 (2005) ··············································· 22

<표 2-6> 영급별 산림 면적 (2005) ······················································ 24

<표 2-7> 영급별 임목 축적 (2005) ······················································ 25

<표 2-8> 지역별 단위당 임목축적 및 3영급 이하 및 4영급 이상 비중 · ·· 26

<표 2-9> 숲가꾸기 사업 부산물 발생량 추정 (2005) ························· 27

<표 2-10> 발생원별 지역별 폐목재 발생량 (2004) ···························· 29

<표 2-11> 시나리오별 폐목재 연료 이용가능량 ································· 30

<표 2-12> 리기다 소나무의 영급별 지역별 분포 면적 ······················ 32

<표 2-13> 에너지우드 순환림 잠재량 추정 ········································· 33

<표 2-14> 바이오매스 공급잠재량 ························································ 35

<표 2-15> 농업용 석탄 및 석유류 에너지 수요 ································· 39

<표 2-16> 부문별 바이오매스 대체 잠재량 ········································· 40

<표 2-17> 부문별 바이오매스 대체수요액 ··········································· 40

<표 3-1> 중간투입수요와 최종수요 ······················································ 55

<표 3-2> 수입수요, 최종수요합 및 총공급 ·········································· 56

<표 3-3> 노동소득, 자본소득, 제세금 및 총부가가치 ························ 58

<표 3-4> 아밍톤 대체 탄력성 ······························································· 59

iv

<표 3-5> 온실가스 원별 연도별 배출량 ·············································· 66

<표 3-6> 연도별 부문별 온실가스 배출 추이 ····································· 66

<표 3-7> 에너지 부문의 연도별 원별 온실가스 배출량 ···················· 67

<표 3-8> 본 모형에서 적용한 온실가스 배출 기준값 ························ 68

<표 3-9> 시나리오1: 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의

산출 및 무역 효과 ································································ 70

<표 3-10> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의 요소수요

및 중간재 투입 효과 ·························································· 71

<표 3-11> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의 정부부문에

미치는 효과 ·········································································· 73

<표 3-12> 시나리오1의 온실가스 배출 저감량과 저감비용 ··············· 74

<표 3-13> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공수요확대정책이 산출

및 무역에 미치는 효과 ······················································· 76

<표 3-14> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공수요확대정책이 요소

수요 및 중간재 투입수요에 미치는 효과 ························· 77

<표 3-15> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공수요확대정책이 요소

수요 및 중간재 투입수요에 미치는 효과 ························· 78

<표 3-16> 시나리오2에서의 온실가스 저감량과 저감비용 ················· 79

차례 v

그림 차례

[그림 2-1] 석탄 화력 발전과 우드칩 혼소 발전의 환경성 비교 ········· 7

[그림 2-2] 바이오매스 보일러와 기존 보일러 간 환경성 비교 ··········· 7

[그림 2-3] 바이오에너지 유형별 생산 비중(2007년) ·························· 11

[그림 2-4] 서대구 우드칩 열병합 발전소 ············································ 11

[그림 2-5] 국내 P회사에 의해 제작된 국산 우드펠렛 보일러 ·········· 12

[그림 2-6] 독일 베를린의 폐목재 우드칩에 의한 발전소 현장 ········· 14

[그림 3-1] 생산과 무역부문 흐름도 ····················································· 43

[그림 3-2] 전력부문의 생산구조 ··························································· 45

[그림 3-3] 스팀부문의 생산구조 ··························································· 46

[그림 3-4] 농업부문의 생산구조 ··························································· 48

[그림 3-5] 심야전기가격과 심야전기 소비 추세 ································· 62

[그림 3-6] 연도별 온실가스 총배출량과 에너지 부문 배출량 비교 ···· 65

제1장 서 론 1

제1장 서 론

1. 연구 배경 및 목적

본 연구는 ‘바이오에너지 산업 육성을 통한 FTA 대응전략’ 이라는 3

개년 연구사업의 제2차년도 과제로 수행되었다. 1차년도에는 바이오디

젤을 주요 연구 대상으로 삼았고, 2차 년도는 목질계 바이오매스가 주

요 연구 대상이다. 목질계(ligneous) 바이오매스는 셀룰로오스

(cellulose)가 포함된 나무, 초본 식물을 의미하며 이들에서 파생된 제품

이나 그것의 폐기물 즉 목재, 폐목재, 종이 등을 포함한다. 본 연구에서

는 목질계 바이오매스를 나무와 이에서 파생된 제품 및 폐기물로 한정

하기로 한다.

우리나라의 산림 면적은 국토 면적의 63%로 전 세계 평균이 30%

정도임을 감안하면 바이오매스 부존량이 상대적으로 높은 편이다. 목재

는 통상 MDF 및 PB(Particle Board)로 가공되어 가구나 사무용품의 중

간재 투입원료로 이용되어왔고, 숯이나 장작의 형태로 식당이나 찜질

방, 나무보일러의 연료로 이용되기도 한다.

그러나 최근 들어 석탄이나 석유의 연소과정에서 발생하는 이산화탄

소가 지구 온난화의 주요 요인으로 꼽히면서 석탄 화력발전소를 대체

하거나 석유보일러를 바이오매스로 대체하는 방안이 설득력을 얻고 있

다. 또한 석탄과 석유, 천연가스 매장량이 감소함에 따라 이들의 국제

가격이 지속적으로 상승하여 왔고, 에너지의 97%를 수입하는 우리나라

2

의 경제에도 심각한 영향을 미쳐 이에 대한 대체 연료로 바이오매스를

활용하자는 주장이 확대되고 있다. 더구나 현 정부의 저탄소 녹색성장

전략에 산림 바이오매스와 폐목재와 같은 바이오매스를 화석연료 대체

용으로 이용함은 매우 시의적절하다 하겠다.

그러나 기존의 에너지 정책들 가운데 심야전기제도나 농어촌 지역

난방유 면세제도, 저소득층용 연탄 보조금 제도, 유연탄에 대한 저관세

제도 등은 기존의 화석연료 사용에 대해 여전히 보조금을 유지하고 있

어 지구 온난화 대응과 에너지 안보 강화라는 측면과는 동떨어진 정책

들이라 하겠다. 물론 저소득층의 에너지 복지라는 측면에서 보조금 정

책을 유지하는 근거가 있다고 하겠으나 저소득층도 청정연료를 사용할

권리가 있다는 점에서 다른 접근법을 모색해야할 시점에 있다.

본 연구는 앞으로 자유무역협정으로 인해 경제성장이 정체될 것으로

보이는 농촌경제에서 새로운 대안 산업으로 목질계 바이오매스를 육성

할 것을 제안하고, 이를 위해 정부가 어떠한 지원정책을 수립해야 할

것인지를 탐구하고자 한다. 또한 정부가 지원정책을 수립하기 위한 정

당성의 근거로 지목되고 있는 온실가스 저감 잠재량을 추정함으로써

정부 개입의 정당성을뒷받침하는 데에 그 정책적 함의가 있다고 할 수 있다.

2. 연구 대상 및 방법론

목질계 바이오매스를 에너지로 활용하는 기술에는 매우 다양한 스펙

트럼이 존재한다. 우선 가장 오래된 방식으로는 단목집재된 목재 연료

를 가공 처리하지 않고 난방용으로 이용하는 화목보일러가 있고, 현대

적 에너지 생산 기술 방식으로 우드칩 보일러, 우드펠렛 보일러, 우드

제1장 서 론 3

칩 열병합 발전소가 있다. 또한 초임계수법 등을 활용하여 바이오에탄

올이나 바이오디젤을 추출하기도 하고, 간접연소에 의한 바이오매스 가

스화를 통해 발전하는 기술도 개발되고 있다.

여기에서는 전근대적인 방식인 화목보일러와 차세대 기술인 초임계

수 및 바이오매스 가스화는 연구 대상에서 제외하기로 한다. 따라서 주

요 연구 대상 기술은 우드칩/우드펠렛 보일러 및 열병합 발전 기술이

되겠다. 또한 공간적 연구 대상은 국산 바이오매스에 국한하기로 한다.

우드칩이나 우드펠렛의 경우 이미 상당량이 수입되고 있고 국산 우드

칩/펠렛에 비해 가격경쟁력이 높은 편이다. 그러나 앞으로 국내 부존

바이오매스를 적극적으로 이용하기 위해 산림 부산물의 수집과 폐목재

재활률을 제고하기 위한 인프라에 공공 투자가 증가할 경우 국산 바이

오매스를 이용한 에너지 생산도 가격 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로

기대된다. 또한 국산 바이오매스의 에너지로의 전환을 통해 에너지 안

보와 온실가스 저감 수단이라는 편익이 기대된다.

연구의 시간적 범위는 2005년을 기준으로 한다. 2005년도의 산업연

관표에 기반한 우리나라 경제구조를 에너지 총조사 보고서, 에너지통계

연보, 임업통계연보 등의 2005년 데이터로부터 도출된 목질계 바이오

매스의 잠재적 산업구조와 합성하여 재구성하였다. 산업연관표는 이미

2006년 연장표까지 나와 있으나, 에너지 총조사 보고서의 경우 매 3년

마다 보고되는데 2005년과 2008년 자료에 국한되어 있기 때문이다.

한편 주요 연구 방법론은 다음과 같다. 즉 목질계 바이오매스의 에너

지 이용률을 제고하고 산업화를 달성하기 위해서는 정부의 지원정책이

필요하므로 어떠한 지원정책이 적절한지 가설을 설정하고 이러한 가설

을 연산가능 일반균형 모형(Computable General Equilibrium: CGE

4

Model)을 이용하여 증명하는 방식으로 연구를 진행하고자 한다. 목질

계 바이오매스를 이용한 전기나 열 등 에너지 생산이 우리나라 전체

경제부문에서 차지하는 비중은 1% 미만으로 매우 미미한 실정이다. 그

런데 CGE 모형은 통상 일국이나 다국가의 전체 경제를 수리모형화하

여 정책 변수 도입에 따른 미시적, 거시적 반응을 분석하는 분석틀이라

는 점에서 과연 이렇게 작은 부문에 대한 경제적 분석을 하기에 적합

한가에 대한 의문이 들기 마련이다. 오히려 이렇게 작은 부문의 경제적

분석에 있어서는 부분균형분석모형이 더 적합해 보일 수 있다. 본 연구

에서는 비록 목질계 바이오매스의 에너지 이용 현황을 고려하면 매우

미미한 부문이지만 중장기적인 시계(time span)에서 문제를 보고자 한다.

현 정부의 녹색성장 전략에서 앞으로 목질계 바이오매스를 활용한

에너지 생산 부문은 괄목할 만한 성장을 할 것으로 기대되고 있다. 최

근 농림수산식품부, 산림청 등 범부처 합동으로 제출한 정부 보고서인

‘저탄소에너지 생산·보급을 위한 폐자원 및 바이오매스 에너지 대책 실

행계획’에 의하면 오는 2013년까지 650만m3에 달하는 산림 바이오매

스를 에너지화할 계획이다. 이를 위해 정부는 바이오매스 에너지화를

위한 인프라 구축에 최소한 1조원 이상을 투입할 예정이다. 본 연구에

서는 이러한 추세가 중장기적으로는 대체로 유지될 것이라고 가정하고,

잠재적인 공급 능력을 대상으로 이에 의한 경제적, 환경적 파급효과를

분석하고자 한다. CGE 모형은 부분균형분석과 달리 분석 대상과 직간

접적으로 상호 연관을 미치는 산업들에 대한 영향 뿐만 아니라 정부의

개입 방식에 따라 사회 전체의 후생 수준이 어떻게 영향을 받는지도

분석할 수 있다는 점에서 다양한 분야에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다.

따라서 본 연구에서는 CGE 모형을 이용하여 목질계 바이오매스를

제1장 서 론 5

잠재적인 이용가능성 측면에서 경제 부문으로 도입할 경우에 과연 어

떤 정책 수단이 바람직한지 살펴볼 것이다. 또한 그러한 정책 수단을

통해 바이오매스의 에너지 공급량이 확대될 경우 미시적, 거시적 측면

에서의 영향과 온실가스 저감과 같은 환경적 측면의 영향을 동시에 살

펴보고자 한다.

제2장에서는 목질계 바이오매스 시장 잠재력을 국내외 목질계 바이

오매스 에너지 활용 현황 및 보급 정책, 국내 공급 잠재력, 부문별 수

요 잠재량, 우드칩/우드펠렛 연료 및 보일러 시장 동향 등으로 세분하

여 살펴보고, 제3장에서는 추정된 목질계 바이오매스 공급량과 부문별

로 추정된 수요를 감안한 투입산출표를 작성하는 과정들을 설명하도록

한다. 이렇게 수정된 투입산출표는 CGE 모형에서 기준해(benchmark

solution)를 도출하기 위한 데이터로 활용된다. 제4장에서는 본 연구에

서 자체적으로 개발한 일국 소규모 개방경제를 가정한 정태적 CGE 모

형을 개관하고, 목질계 바이오매스 부문을 확대하기 위해 가장 개연성

이 높은 정책수단들을 도입할 경우 사회 후생에 미치는 영향을 비교한다.

6

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석

전술한 바와 같이 여기서는 국내외 목질계 바이오매스 에너지 활용

현황 및 보급 정책, 국내 공급 잠재력, 그리고 부문별 수요 잠재량으로

세분하여 살펴보기로 한다. 이러한 보급 정책과 수급 잠재량 분석은 본

연구의 주요 방법론인 CGE 모형에서 사용할 정책 시나리오를 설정하

는 단초가 된다.

1. 목질계 바이오매스 국내 활용 현황 및 보급 정책

우리나라는 지난 30~40년간 꾸준한 산림보호정책을 통해 축적된 바

이오매스를 보유하고 있음에도 불구하고 유럽 등 선진국에 비해 이용

률이 매우 저조하다. 즉 숲가꾸기 사업을 통해 발생하는 소경재 등 산

림부산물과 대도시에서 발생하는 생활 및 사업장 폐목재 등 목질계 바

이오매스의 재활용률은 36%에 불과하다. 산림부산물의 재활용률은

10% 수준이고, 사업장 폐목재의 재활용율은 85%, 생활 폐목재의 재활

용률은 3%에 그치고 있다.

목질계 바이오매스를 활용한 현대적인 에너지 공급 시설인 우드칩

열병합 발전소나 우드펠렛 보일러를 이용할 경우 기존의 석탄 화력 발

전이나 등유 보일러에 비해 온실가스나 대기오염 물질 발생률을 현저

하게 낮출 수 있다<그림 2-1><그림 2-2>. 따라서 현재 정부에서 추진

중인 녹색성장 전략과도 부합한다고 하겠다. 한편 최근 들어 한·미,

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 7

한·EU, 한·멕시코 등 여러 국가들과 자유무역협정 체결 가능성이 높아

지고 있는데, 우리나라의 경우 특히 농업부문이 대외 개방시 매우 취약

한 경제구조를 갖고 있다. 따라서 자유무역협정 이후 농업부문에 대한

중장기적인 대책, 즉 농촌경제 활성화를 위한 정책 수단이 필요하다.

이러한 맥락에서 목질계 바이오매스를 이용한 에너지 생산 확대 정책은

농업부문의 신성장 동력으로 기여할 것으로 기대된다.

[그림 2-1] 석탄 화력 발전과 우드칩 혼소 발전의 환경성 비교

[그림 2-2] 바이오매스 보일러와 기존 보일러 간 환경성 비교

8

지난 2007년에 우리나라 신재생에너지 생산량은 560만TOE로 전체

일차에너지 생산량의 2.4%이었고, 이 가운데 6.6%인 37만TOE가 바이

오에너지에 의해 공급되었다. 이 가운데 목질계 바이오매스로 분류되는

우드칩, 성형단, 임산연료는 84,420 TOE가 생산되어 신재생에너지의

1.5%를 차지하였다. 또한 소각로에 이용되는 폐목재는 22만 TOE가 생

산되어 이를 바이오에너지 생산량에 합하면 총56만 TOE가 되어 전체

신재생에너지 생산량의 11%를 차지한 것으로 파악된다.

한편 바이오매스 열병합 시설에 이용된 우드칩은 2007년 기준으로

5,742 TOE로 전체 목질계 바이오매스 생산량의 1%로 아직까지 매우

낮은 실정이다<그림 2-3>. 지난 2006년 서대구 염색공단에 우드칩을

이용한 열병합발전시설이 전력 1.5MW, 스팀 53.5m3/h가 가동 중이고,

현재 울산과 구미, 전주 등에서 바이오매스를 이용한 에너지 공급시설

이 들어설 계획이다<그림 2-4>. 우드펠릿의 경우 2008년에 경기도 여

주의 목재유통센터에 산림청 지원으로 펠렛 제조시설이 운영 중이다.

또한 2009년에는 정부 지원으로 청원과 김해에 2개소가 추가로 들어

설 계획이고, 민간부문에서도 군산과 동해 지역에서 발생하는 톱밥을

이용하여 우드펠렛 제조 시설이 운영 중이고, 추가로 완주와 화순에 설

치될 계획이다. 우드펠릿 공급 능력은 2008년말 현재 연간 38천톤으로

2009년 말까지 113천톤으로 확대될 전망이다. 이미 2008년에는 원료를

중국 및 캐나다로부터 7천톤을 수입하여 난방용으로 사용하였고, 2009

년에는 3개 공장에서 3천톤 가량을 국내 생산하여 보일러 연료로 사용

할 계획이다<그림 2-5>.

목질계 바이오매스를 보급하기 위한 정책은 크게 지식경제부와 농림

부로 대별된다. 우선 지식경제부의 경우 목질계 바이오매스를 이용하여

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 9

전력을 생산할 경우 최대 50MW급 이내에서 화석연료 사용률이 30%

미만인 시설에 한해 SMP+5원의 발전차액지원을 하고 있다. 또한 일반

보급 및 지방보급사업을 통해 설치비의 일부를 보조하는 제도를 유지

해 오고 있고, 이를 확대 개편하여 그린홈 100만호 보급사업에서 우드

펠렛 보일러에 대해 설치비의 50%까지 지원해주고 있다<표 2-1>.

이밖에도 지식경제부의 신재생에너지 보급정책인 융자지원제도, 투

자세액 공제제도, 관세경감제도, RPA(신재생에너지개발공급협약제도),

공공기관 신재생에너지 의무화제도 등을 통해서 목질계 바이오매스를

에너지로 공급하거나 이용할 경우 직간접적인 인센티브를 부여하고 있다

(신재생에너지 백서 2008).

10

분야 구분

지원규모

지원비율 비고(단위사업당)

태양광

고정식

3kW 이하/호최대 60%

이내

계통연계

기준임BIPV

추적식

태양열

평판형

12~30㎡이하/호최대 50%

이내

심야전력

이용설비

단일진공관형 지원 제외

이중진공관형 　

바이오목재펠렛보일

러

23.3kW이하/호최대 50%

이내-

(20,000㎉/h이하)

소형풍력 소형풍력 3kW이하/호최대 60%

이내

계통연계

기준임

지 열 수직밀폐형 주택제외최대 50%

이내

심야전력

이용설비

지원 제외

출처: 에너지관리 공단 신재생에너지센터 홈페이지

<표 2-1> 지식경제부의 그린홈 100만호 보급사업 2009년 지원 계획

산림청은 특히 숲가꾸기 사업을 집단화하고 규모화하여 오는 2012년

까지 대상지를 50%로 늘리고, 간벌률을 현재의 20%에서 35%로 높일

계획이다. 또한 생산성 향상을 위해 기계화 작업단을 양성하여 기계적

집재화를 확대함으로써 1인 1일 수집량을 3.7m3으로 확대하고, 임도

개설률을 현재의 2.6m에서 8m로 확대할 계획이다. 이와 더불어 바이

오순환림을 조성하여 15년 주기의 백합목을 2012년까지 36천ha로 확

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 11

대할 계획이다. 이밖에도 펠릿 생산공장의 확대와 해외 조림에 의한 펠

릿 공급 능력 확충 등을 계획하고 있다.

[그림 2-3] 바이오 에너지 유형별 생산 비중(2007년)

[그림 2-4] 서대구 우드칩 열 병합 발전소

12

[그림 2-5] 국내 P회사에 의해 제작된 국산

우드펠렛 보일러

2. 해외 목질계 바이오매스의 에너지 이용현황 및 정책

가. 유럽연합

2007년 유럽연합의 목질계 바이오매스 생산량은 2006년에 비해 1%

가 증가한 66.4백만 TOE(Million Ton of Oil Equivalent)였다<그림

2-7>. 이렇게 바이오매스 생산 증가율이 둔화된 것은 당시의 유럽지역

겨울날씨가 온화했기 때문이지 바이오매스에 대한 구조적인 수요 위축

이 있었던 것은 아닌 것으로 보인다. 주로 프랑스와 스웨덴, 독일, 핀란

드, 폴란드가 전체 유럽의 목질계 바이오매스 생산량의 58%를 차지하

여 주도적인 바이오매스 생산 국가로 분류된다.

핀란드는 2007년에 7.1백만 TOE를 생산하여 유럽 전체에서 네 번째

로 많이 생산하였다. 핀란드의 주요 바이오매스 활성화 정책으로는 발

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 13

전차액지원제도와 탄소세가 있다. 발전차액지원제도를 통해 정부는 우

드칩을 이용한 전력 생산에 대해 0.69€c/kWh를 보조금으로 지급한다.

또한 화석연료를 이용한 에너지 생산에 대해서는 CO2 톤당 20€의 탄

소세를 부과하는데, 목질계 바이오매스를 이용한 에너지 생산의 경우에

는 면세 혜택을 받고 있다.

같은 스칸디나비아 권역에 위치한 스웨덴의 목질계 바이오매스 생산

량은 8.4백만 TOE로 유럽 전체에서 3위를 차지하였다. 스웨덴의 목질

계 바이오매스 활성화 전략은 그린 인증서 제도, 탄소세, 공공투자 정

책에 있다. 우선 그린 인증서 제도란 목질계 바이오매스 등 신재생에너

지에 의해 생산된 전력에 대해 인증서를 부여하여 이를 시장에서 거래

할 수 있도록 하는 제도이다. 이를 통해 스웨덴 정부는 2002년 재생가

능전력생산량인 70.3TWh와 비교하여 17TWh를 추가로 건설할 계획이

다. 이 제도를 통해 비록 목표에 미치지는 못했으나 그린 인증서 가격

이 2007년 기준으로 22.34€에서 2008년에는 34.76€로 상승하여 인증

서 시장이 상당히 활성화되고 있음을 알 수 있다. 또한 스웨덴 정부는

바이오에너지협회(SVEBIO)를 통해 향후 5년간 44억€를 신규 투자하

여 500GWh의 전력과 1,250GWh의 열을 공급할 계획이다.

한편 프랑스는 2007년에 9.23M TOE의 목질계 바이오매스를 생산하

여 유럽 제1위의 바이오매스 생산국이 되었다. 주요 바이오매스 활성화

수단으로는 바이오매스 보일러 및 열병합발전소의 설치비에 대한 투자

세 등 세금 공제 제도이다. 공제 혜택은 2007년에는 기기의 효율 충족

기준이 65% 이상이었으나 2008년에는 70% 이상으로 강화되었다. 프

랑스는 오는 2010년까지 바이오매스에 의한 전력 설비를 700MW로 확

대할 계획이다.

14

독일은 9.112백만 TOE의 바이오매스를 생산하여 유럽 제2위의 바이

오매스 생산국이 되었다. 이 주요 바이오매스 활성화 전략은 발전차액

지원제도와 설치비 보조, 그리고 재생가능난방의무화 제도 등이다. 재

생가능난방의무화 제도는 신규 건물에 대해 적용되며 난방연료를 신재

생에너지를 이용하도록 의무화하여 2009년 1월부터 시행되고 있다. 또

한 2012년까지 연간 500백만€를 투자하여 재생가능에너지 시장을 확

대할 예정이다<그림 2-6>.

[그림 2-6] 독일 베를린의 폐목재 우드칩에 의한 발전소 현장

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 15

countries 2006 2007

프랑스 9.495 9.234

독일 8.528 9.112

스웨덴 8.332 8.441

핀란드 7.481 7.141

폴란드 4.588 4.550

스페인 4.206 4.206

오스트리아 3.622 3.548

루마니아 3.235 3.279

포르투갈 2.731 2.790

이탈리아 1.919 2.030

체코 1.716 1.782

라트비아 1.592 1.538

덴마크 1.289 1.441

헝가리 1.058 1.079

그리스 0.931 1.052

불가리아 0.769 0.800

영국 0.791 0.784

리투아니아 0.759 0.732

에스토니아 0.598 0.695

벨기에 0.447 0.527

네덜란드 0.556 0.520

슬로바키아 0.404 0.454

슬로베니아 0.449 0.429

아이랜드 0.181 0.171

룩셈부르크 0.015 0.015

키프로스 0.007 0.007

EU 65.698 66.358 출처: ‘Solid Biomass Barometer 2008'

<표 2-2> 유럽 국가들의 목질계 바이오매스(solid biomass) 생산량

16

나. 미국

2007년 재생가능에너지 소비 가운데 바이오매스가 53%로 가장 많

고, 수력이 36%, 풍력과 지열이 5%, 태양에너지가 1%를 각각 차지하

였다. 미국의 신재생에너지 수요는 2006년과 2007년 사이에 1.3% 정

도 감소하였다. 즉 2006년 신재생에너지 소비는 174.4백만 TOE였으나,

2007년에는 172백만 TOE로 줄어들었다. 신재생에너지원 가운데 수력

발전의 비중은 강수량 감소로 2007년에 14% 감소한 반면에 바이오매

스 기반 에너지원 공급량은 7% 증가하였고, 풍력발전 비중은 21%나

상승하였다. 특히 바이오에탄올과 바이오디젤로 대표되는 바이오연료

공급량 증가가 2007년 전체 바이오매스 공급량 증가분의 대부분을 차

지하였다. 2007년 미국의 목질계 바이오매스 생산량은 54.56MTOE로

재생가능에너지 생산량의 31.7%를 차지하였다. 또한 목질계 바이오매

스에 의한 전력 생산량은 38,515GWh로 전체 신재생전력 생산량의

11%를 차지하였다.

미국의 주요 바이오매스 보급 수단은 신재생발전의무할당제(RPS)와

R&D 지원제도이다. 미국은 1997년 의무비율 할당제(RPS: Renewable

Portfolio Standard)를 도입한 이래 2004년까지 총 15개 주가 시행하거

나 시행계획 중에 있다. 미네소타, 일리노이, 하와이와 같은 자발적인

RPS 제도까지 합하면 총 18개 주가 실시 내지 계획 중에 있다. 그러나

후술하는 바와 같이 RPS 제도가 새로운 포괄적 에너지법인 에너지 자

립 및 안보법에는 포함되지 못했다. RPS에 의하면 소매단계의 전력 공

급자들은 자신들의 총전력 판매수입의 일정 부분에 대해 재생가능에너

지에 의해 생산된 전력을 생산하거나 거래가능 크레딧을 구매하여야만

한다. 2007년 12월에 정부에 의해 수정된 기준에 의하면 2020년까지

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 17

총전력 판매수입의 15%를 재생가능전력에 의해 대체해야 한다. 그러나

이 기준은 상원에서 채택되지 못했고, 결과적으로 새로운 에너지 자립

및 안보법에 포함되지 못하였다(Sissine, F., 2007).

다. 일본

2005년 일본의 재생에너지 생산량은 총 에너지사용량의 2.9%인

15.48백만 TOE로 전년 대비 10.5%가 감소(산업폐기물, 비 재생 생활

폐기물, 양수발전 제외)했다. 또한 재생에너지 발전량은 92.83TWh로

전체 발전량 1,049.1TWh의 8.8%를 차지하는 것으로 나타났으며, 이

중 고체 바이오매스에 의한 발전량은 8.0TWh로 재생에너지 발전량의

7.6% 수준이었다. 일본은 2010년까지 신․재생에너지 보급을 ’02년 총

에너지소비 대비 1.3% 수준에서 ’10년 약 3%까지 증대시킬 계획(수력

제외)이다.

일본의 2002년 바이오매스 발전용량은 218MW이었으며, 열이용량은

극히 적었으나 2003년 4월 RPS법이 도입, 시행되면서 열이용량이 증

가하여 2003년 790천 TOE에 달한 것으로 나타났다. 2002년 바이오매

스를 자원으로 이용하기 위한 최초의 국가 전략인 “Biomass Nippon

“을 수립하여 순환형 사회 건설, 지구온난화 방지, 신산업창출, 농업․

임업․어업 및 지방정부 활동의 활성화를 목표로 하였다.

보다 구체적인 “Biomass Nippon”은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫

째 가까운 시일 내에는 생활폐기물, 음식물폐기물 등의 폐기물 바이오

매스의 이용을 촉진하도록 한다. 둘째 2010년까지 임목폐기물과 쌀겨

나 볏집 등 그동안 사용되어 오지 않던 바이오매스의 사용을 추진한다.

셋째 2020년까지 에너지원으로 이용될 수 있는 에너지 농작물을 널리

18

재배한다. 넷째 2050년까지 해조류나 유전자 변형농작물 등 새롭게 개

발된 작물을 이용하는 단계별 시나리오를 설정 한다.

또한 일본은 ‘10년까지 전국적으로 탄소 기준 80% 이상의 폐기물과,

25% 이상의 미사용 바이오매스를 사용하는 것을 목표로 하여, 이를 달

성하기 위해 바이오매스를 자원화하기 위한 전략을 수립하였다. 다음과

같이 요약할 수 있다.

먼저 국민의식을 향상시키고, 지방정부의 독창성을 활용하며 각각의

분야에서 수행해야할 역할을 명확히 하는 등의 일반적 전략을 수립하

여, 효율향상, 고비용 해결, 바이오매스 생산에 필요한 환경 조성 등 바

이오매스의 생산, 수집, 운송과 관련한 전략을 수립하는 것이다. 또한

새로운 전환기술 개발 및 적용 촉진, 시범 설비 운영 등의 바이오매스

전환과 관련한 전략과 수요 창출, 농업․임업․어업 및 지방정부 활동

의 활성화, 바이오매스의 사용을 위한 환경 조성 등 바이오매스의 사용

을 위한 전략을 수립하도록 하는 것이다.

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 19

구 분

2004년 실적2010년 전망(목표)

2010 : 2004

(비율)

신 BAU 신정책

원유열량

등가

(천TOE)

발전설

비용량

(MW)

원유열량

등가

(천TOE)

발전설

비용량

(MW)

원유열량

등가

(천TOE)

발전설

비용량

(MW)

신․재생 에너지발전

태양광 발전 280 1,130 620 2,540 1,180 4,820 4.2 : 1

풍력 발전 377 927 320 780 1,340 3,000 4.0 : 1

폐기물 발전 1,349* 1,554* 2,080 1,750 5,520 4,170 4.1 : 1

바이오매스 발전 226** 218** 130 160 340 330 6 : 1

열이용

태양열 640 - 720 - 900 - 1.4 : 1

미이용에너지(빙하에너지 포함) 36** - 93 - 504) - 1.4 : 1

폐기물 열이용 1,640** - 44 - 1,860 - 1.1 : 1

바이오매스 790* - - - 3,080 - 3.9 : 1

흑액과 폐기물 4,710** - 4,790 - 4,940 - 1.1 : 1

합계(총 1차에너지

비중)

7,630**(1.3%) - 8,780**

(1.4%) - 19,740(약 3%) - 2.5 : 1

자료: 신에너지편람, 2003, 자원에너지청, NEDO 레포트(2005)주 1) * 2003년, ** 2002년 2) BAU는 business as usual로 현상태 유지시의 전망치. 3) 2010년도 현행대강목표 → 2010년도 추가 대책 경우

태양열 4,390천 TOE → 900천 TOE 미이용에너지 580천 TOE → 50천 TOE 폐기물열이용 140천 TOE → 1,860천 TOE 바이오매스 670천 TOE → 3,080천 TOE

<표 2-3> 일본의 재생 에너지 보급 현황 및 전망

20

3. 국내 목질계 바이오매스 공급 잠재량 분석

목질계 바이오매스 공급 잠재량은 다음과 같은 과정을 통해 추정되

었다. 우선 바이오매스 공급원을 개발 부산물 및 피해목 발생량, 숲가

꾸기 사업 부산물, 폐목재, 바이오순환림으로 구분하고, 본 연구의 시계

인 2005년을 기준으로 각 원별 발생량을 추정하였다. 다음으로는 목질

계 바이오매스를 우드칩과 우드펠렛으로 가공할 경우의 공급량을 추정

하였다.

가. 개발 부산물 및 피해목 잠재량

개발 부산물은 도로건설, 골프장, 스키장, 신도시 건설 등 각종 개발

사업으로 인해 숲을 제거하는 과정에서 발생하는 임산물이다. 토사 성

분만 제거하면 생목(virgin wood)으로서 우량 우드칩을 제조할 수 있

다. 임업 통계에 의하면 2005년 기준으로 감소된 산림면적은 전국적으

로 6,448ha이고, 총 임목축적량은 256,874m3이다. 임목축적량은 통상

줄기 부분의 재적만을 의미하는데 개발 부산물의 경우 뿌리 및 가지

부분까지 포함된다. 혼합림의 경우 전체 바이오매스량은 지상부 확장계

수 (1.26)와 뿌리를 포함하는 전체 나무에 대한 계수 (1.35)를 곱하여

계산된다<표 2-1>. 따라서 바이오매스 총생산량은 436,943m3가 된다.

<표 2-1>은 지역별 산림감소면적 및 바이오매스 생산량을 보여준다.

표에 의하면 경기도가 타 시도에 비해 가장 많은 193,820m3를 생산할

수 있어 잠재량이 가장 큰 것으로 나타났으며, 충북, 충남, 전북이 그

뒤를 이었다.

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 21

지역 산림감소면적 (ha) 임목축적 (m3) 바이오매스량 (m3)

전국 6,448 256,874 436,943

경기 2,173 113,945 193,820

충북 472 23,546 40,052

충남 534 21,853 37,172

전북 400 19,984 33,993

강원 711 19,491 33,154

전남 446 15,756 26,801

경북 354 9,869 16,787

부산 153 9,548 16,241

대전 17 7,229 12,297

경남 315 7,025 11,950

광주 48 2,774 4,719

인천 82 2,336 3,974

대구 36 1,439 2,448

울산 77 1,259 2,142

제주 628 820 1,395

서울 2 - -

자료: 산림청, 2006, 임업통계연보

<표 2-4> 지역별 개발 부산물 잠재량 (2005)

한편 매년 산불피해, 수해, 설해, 풍해, 병해충, 남벌 및 불법훼손에

의해 피해목이 발생하고 있는데, 2005년 기준으로 총 1,931ha,

206,203m3의 피해목이 발생하였다. 피해목의 경우에는 조건들이 상이

하여 바이오매스로 환산하지 않고 줄기 부분만 우드칩으로 전환된다고

가정하였다. 지역별로는 부산, 강원, 경남, 전북의 순으로 잠재량이 높

은 것으로 분석되었다.

22

지역 산림피해면적 (ha) 임목축적 (m3)

전국 1,931 206,203

부산 1 59,756

강원 684 52,090

경남 82 35,030

전북 491 33,891

경북 253 6,401

경기 93 5,595

충남 77 3,316

충북 82 3,263

대구 29 2,825

전남 79 2,157

울산 21 1,304

대전 7 182

인천 1 177

제주 26 167

광주 5 49

서울 0 0

자료: 산림청, 2006, 임업통계연보

<표 2-5> 지역별 피해목 잠재량 (2005)

나. 숲가꾸기 사업

산림청의 임업통계연보 자료로부터 각 지역별 영급별 산림면적 및

임목축적을 정리하였고, 지역별 임목축적을 산림면적으로 나누어 지역

별 ha당 임목축적량을 계산하였다<표 2-3>. 또한 3영급 이하의 임목축

적량 및 4영급 이상의 임목축적량을 구하여 이들에 대한 전체 임목축

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 23

적량의 비율을 구하였다<표 2-4>, <표 2-5>.

숲가꾸기 사업면적(지방산림청 제외)은 천연림보육지와 솎아베기 면

적을 합하여 구하였고, 단위당 임목축적량을 곱하여 숲가꾸기 사업지에

서 발생하는 총 임목축적량을 계산하였다<표 2-6>. 산림생산기술연구

소 에서 제공한 자료에 의하면 솎아베기 및 천연림보육의 평균 벌채율

은 23.5%였고 이를 적용하여 간벌재 생산량을 구하였다. 간벌재 생산

량에 대해 3영급 이하와 4영급 이상의 비율을 곱하여 각각에 대한 간

벌재 생산량을 구하였다. 3영급 이하는 소경재 중심이므로 80%까지 연

료로 이용할 수 있다고 보았고, 4영급 이상은 중대경재 중심이므로

20%만 이용된다고 가정하여 최종 연료 이용 가능량을 산출하였다.

<표 2-6>에 따르면 총생산 가능량은 1,270,221m3로 계산되었고, 생산

잠재량이 높은 곳은 경북(362,097m3), 강원(248,038m3), 전남

(166,344m3), 경남(159,180m3), 충남(115,912m3) 순으로 나타났다.

24

지역 합계 1영급 2영급 3영급 4영급 5영급 6영급

전국 6,232,288 383,431 957,086 2,434,604 1,802,319 508,052 146,796

서울 13,705 19 186 3,940 8,011 1,182 367

부산 35,234 775 1,148 8,399 23,990 837 85

대구 48,870 2,190 13,884 20,100 11,298 1,093 305

인천 38,006 93 2,833 21,006 13,159 888 27

광주 19,431 447 1,558 4,943 11,605 790 88

대전 29,983 733 4,120 18,285 6,655 173 17

울산 67,482 2,077 4,533 38,574 21,130 570 598

경기 516,538 12,675 60,080 203,784 190,845 41,142 8,012

강원 1,348,859 122,755 232,605 367,420 340,468 217,646 67,965

충북 482,426 26,754 67,233 191,473 148,712 42,256 5,998

충남 427,690 24,802 49,885 189,686 134,679 27,188 1,450

전북 437,640 27,057 40,331 167,183 165,592 24,373 13,104

전남 673,818 80,010 102,650 267,098 198,028 16,595 9,437

경북 1,332,157 60,795 283,191 588,451 305,553 84,471 9,696

경남 695,694 19,002 87,524 330,153 207,228 36,116 15,671

제주 64,755 3,247 5,325 14,109 15,366 12,732 13,976

자료: 산림청, 2006, 임업통계연보

<표 2-6> 영급별 산림 면적 (2005)

(단위: ha)

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 25

지역 합계 2영급 3영급 4영급 5영급 6영급 3영급이하 4영급이상

전국 506,376,806 44,252,271 162,240,798 199,153,719 72,037,314 28,692,704 206,493,069 299,883,737

서울 1,111,139 5,638 181,646 722,953 143,178 57,724 187,284 923,855

부산 3,039,936 42,334 495,561 2,378,307 109,078 14,656 537,895 2,502,041

대구 3,679,990 670,167 1,408,307 1,382,648 153,847 65,021 2,078,474 1,601,516

인천 2,570,271 66,388 982,661 1,402,051 115,232 3,939 1,049,049 1,521,222

광주 2,023,007 92,166 365,037 1,452,766 96,850 16,188 457,203 1,565,804

대전 1,973,887 178,883 1,043,357 729,455 19,998 2,194 1,222,240 751,647

울산 4,642,711 191,323 2,295,762 1,986,564 64,182 104,880 2,487,085 2,155,626

경기 41,750,853 2,273,618 11,481,653 20,657,932 5,661,265 1,676,385 13,755,271 27,995,582

강원 132,697,565 14,533,937 30,607,146 41,367,924 33,434,683 12,753,875 45,141,083 87,556,482

충북 36,572,865 2,879,434 12,358,502 14,997,895 5,361,604 975,430 15,237,936 21,334,929

충남 29,859,698 1,730,842 11,200,404 13,617,241 3,068,584 242,627 12,931,246 16,928,452

전북 37,234,517 1,517,738 11,786,184 18,395,792 3,082,311 2,452,492 13,303,922 23,930,595

전남 45,732,850 4,091,245 16,785,710 21,796,532 1,865,845 1,193,518 20,876,955 24,855,895

경북 104,056,685 12,730,954 40,640,769 35,906,862 12,704,855 2,073,245 53,371,723 50,684,962

경남 50,919,330 3,100,150 19,704,100 20,630,986 4,458,672 3,025,422 22,804,250 28,115,080

제주 8,511,502 147,454 903,999 1,727,811 1,697,130 4,035,108 1,051,453 7,460,049

자료: 산림청 (2006) 임업통계연보

<표 2-7> 영급별 임목 축적 (2005)

(단위: m3)

26

지역산림면적

(ha)임목축적

(m3)

단위당

임목축적

(m3/ha)

3영급이하(m3)

3영급이하/

전체 (a)

4영급이상(m3)

4영급이상/

전체 (b)

전국 6,232,288 506,376,806 81 206,493,069 0.4078 299,883,737 0.5922

서울 13,705 1,111,139 81 187,284 0.1686 923,855 0.8314

부산 35,234 3,039,936 86 537,895 0.1769 2,502,041 0.8231

대구 48,870 3,679,990 75 2,078,474 0.5648 1,601,516 0.4352

인천 38,006 2,570,271 68 1,049,049 0.4081 1,521,222 0.5919

광주 19,431 2,023,007 104 457,203 0.2260 1,565,804 0.7740

대전 29,983 1,973,887 66 1,222,240 0.6192 751,647 0.3808

울산 67,482 4,642,711 69 2,487,085 0.5357 2,155,626 0.4643

경기 516,538 41,750,853 81 13,755,271 0.3295 27,995,582 0.6705

강원 1,348,859 132,697,565 98 45,141,083 0.3402 87,556,482 0.6598

충북 482,426 36,572,865 76 15,237,936 0.4166 21,334,929 0.5834

충남 427,690 29,859,698 70 12,931,246 0.4331 16,928,452 0.5669

전북 437,640 37,234,517 85 13,303,922 0.3573 23,930,595 0.6427

전남 673,818 45,732,850 68 20,876,955 0.4565 24,855,895 0.5435

경북 1,332,157 104,056,685 78 53,371,723 0.5129 50,684,962 0.4871

경남 695,694 50,919,330 73 22,804,250 0.4479 28,115,080 0.5521

제주 64,755 8,511,502 131 1,051,453 0.1235 7,460,049 0.8765

자료: 산림청, 2006, 임업통계연보

<표 2-8> 지역별 단위당 임목축적 및 3영급 이하 및 4영급 이상 비중 (2005)

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 27

지역

솎아베기(A)

천연림보육(B)

숲가꾸기사업

(C)

단위당임목축적(D)

총임목축적

(E)

간벌재생산(F)

3영급이하(G)

4영급이상(H)

연료이용량

(I)

(ha) (ha)

C=A+B(ha)

(m3/ha) E=C*D(m3)

F=E*0.235(m3)

G=F*(a)

(m3)

H=F*(b)

(m3)

I=G*0.8+H*0.2

(m3)

전국 53,038 96,520 149,558 81 12,151,669 2,774,932 1,192,057 1,582,875 1,270,221

경북 5,467 33,374 38,841 78 3,033,926 713,146 365,780 347,366 362,097

강원 8,390 18,153 26,543 98 2,611,238 613,790 208,799 404,991 248,038

전남 12,027 9,975 22,002 68 1,493,303 351,012 160,236 190,775 166,344

경남 7,997 11,743 19,740 73 1,444,813 339,614 152,096 187,518 159,180

충남 7,050 8,310 15,360 70 1,072,377 252,070 109,163 142,907 115,912

전북 3,601 4,073 7,674 85 652,906 153,470 54,835 98,635 63,595

경기 4,308 2,486 6,794 81 549,147 129,081 42,527 86,554 51,332

충북 1,193 4,767 5,960 76 451,829 106,206 44,250 61,956 47,791

대전 1,327 794 2,121 66 139,633 32,822 20,323 12,498 18,758

울산 637 1,524 2,161 69 148,675 34,947 18,721 16,226 18,222

대구 32 948 980 75 73,796 17,346 9,797 7,549 9,348

제주 370 48 418 131 54,943 12,915 1,595 11,319 3,540

부산 423 94 517 86 44,606 10,485 1,855 8,630 3,210

서울 150 96 246 81 19,945 4,688 790 3,898 1,412

인천 66 118 184 68 12,444 2,925 1,194 1,731 1,301

광주 0 17 17 104 1,770 416 94 322 140

자료 1) 산림청, 2006, 임업통계연보

2) 최돈하, 2006, 산림과학원 바이오매스 활용 워크샵 발표자료

주: 간벌재생산 계산시 천연림과 정량 간벌의 단위당 벌채율인 23.3%, 23.7%의 평균치

인 23.5%를 사용

<표 2-9> 숲 가꾸기 사업 부산물 발생량 추정 (2005)

28

다. 폐목재

폐목재 발생량은 환경부의 폐기물 통계를 바탕으로 추정하였다.

폐기물 중 생활 폐목재, 사업장 생활계 폐목재, 건설 폐목재 발생량

중 소각 및 매립되는 양만을 추출하여 지역별 발생량을 산출하였으

며 그 결과 폐목재 총 발생량은 1,543,220m3으로 나타났다<표 2-7>.

폐목재는 일반적으로 완전 건조되어 함수율이 0%에 가깝기 때문에

상기 발생량은 BDT 기준이며 발열량은 4,500kcal/kg이다. 그러나 앞

서 분석한 개발 부산물, 피해목, 숲가꾸기 부산물 등 산지에 발생하

는 생목의 경우 완전 건조되지 못하였기 때문에 통상 2,700 kcal/kg

의 발열량을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 폐목재

발생량을 열량비인 0.6 (=2,700/4,500)으로 나누어 생목 기준 발생량

으로 환산하였다.

한편 폐목재 중 일부는 방부제나 페인트 등의 유해 물질들이 함유

되어 있어 연료로 이용하기 어려울 것으로 판단된다. 본 연구에서는

폐목재 발생량 중 각각 30%, 50%, 80%를 연료로 이용한다고 가정하여

시나리오를 구성하였다. 각각의 경우 총 폐목재 발생량은 771,610m3,

1,286,017m3, 2,057,627m3로 나타났으며 경기, 서울, 대구의 순으로

발생량이 많았다<표 2-8>.

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 29

구분

생활폐기물 사업장배출폐기물

건설폐기물 합계생활

사업장생활계

소계

나무류 나무류 나무류 폐목재 나무류

전국 764,274 95,302 859,575 145,635 538,010 1,543,220

경기 154,797 24,601 179,398 20,915 262,983 463,295

서울 160,527 17,082 177,609 73 144,832 322,514

대구 77,125 10,001 87,126 1,022 3,285 91,433

충남 28,434 3,285 31,719 19,090 29,310 80,118

경남 56,174 4,417 60,590 10,695 6,205 77,490

부산 31,938 13,797 45,735 2,190 22,703 70,628

전북 17,995 2,701 20,696 46,355 3,541 70,591

경북 54,896 3,030 57,926 1,132 4,709 63,766

충북 37,522 2,008 39,530 8,067 8,651 56,247

전남 23,689 1,533 25,222 621 27,229 53,071

울산 37,960 - 37,960 10,731 1,022 49,713

강원 29,967 4,307 34,274 2,008 12,556 48,837

인천 20,185 1,460 21,645 20,440 329 42,413

광주 19,418 5,694 25,112 183 10,476 35,770

제주 8,213 1,314 9,527 - - 9,527

대전 5,439 73 5,512 2,117 183 7,811

자료: 환경부, 2004, 전국 폐기물 통계

<표 2-10> 발생원별 지역별 폐목재 발생량 (2004)

(단위: BDT/년)

30

구분총합계 30% 50% 80% 30% 50% 80%

(BDT/년) (m3/년)

전국 1,543,220 462,966 771,610 1,234,576 771,610 1,286,017 2,057,627

경기 463,295 138,988 231,647 370,636 231,647 386,079 617,726

서울 322,514 96,754 161,257 258,011 161,257 268,762 430,019

대구 91,433 27,430 45,716 73,146 45,716 76,194 121,910

충남 80,118 24,035 40,059 64,094 40,059 66,765 106,823

경남 77,490 23,247 38,745 61,992 38,745 64,575 103,319

부산 70,628 21,188 35,314 56,502 35,314 58,856 94,170

전북 70,591 21,177 35,296 56,473 35,296 58,826 94,121

경북 63,766 19,130 31,883 51,012 31,883 53,138 85,021

충북 56,247 16,874 28,123 44,997 28,123 46,872 74,995

전남 53,071 15,921 26,536 42,457 26,536 44,226 70,761

울산 49,713 14,914 24,857 39,770 24,857 41,428 66,284

강원 48,837 14,651 24,419 39,070 24,419 40,698 65,116

인천 42,413 12,724 21,207 33,930 21,207 35,344 56,551

광주 35,770 10,731 17,885 28,616 17,885 29,808 47,693

제주 9,527 2,858 4,763 7,621 4,763 7,939 12,702

대전 7,811 2,343 3,906 6,249 3,906 6,509 10,415

주: 폐목 발열량 = 4,500kcal/kg, 생목 = 2,700kcal/kg 기준

<표 2-11> 시나리오별 폐목재 연료 이용 가능량

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 31

라. 에너지우드 순환림

충남, 전북, 전남의 경우 리기다소나무가 벌기령(3영급 이상)에 달하

여 일부 지역은 경제림 육성을 목적으로 이미 수종갱신 작업에 착수하

였다. 에너지우드 순환림 조성사업은 이러한 수종갱신 작업을 경제림

육성에서 연료용 조림사업으로 전환하는 것이다. 향후 고유가가 지속되

면서 바이오매스를 연료로 이용한 발전소나 열병합 시설이 증가함에

따라 연료림에서 생산되는 우드칩의 판매를 통해 지역경제 활성화에도

기여할 수 있다.

에너지우드 순환림 사업을 전 지역으로 확대한다면, 총 2,622,490m3

의 바이오매스를 확보할 수 있다. 구체적인 산출과정은 <표 5-10>와

같다. 우선 산림과학원의 자료에 의하면 지역별 리기다소나무 면적을

영급별로 구할 수 있고<표 2-9>, 이 가운데 벌기령에 이른 3영급 이상

의 산림면적 비중을 산출할 수 있다<표 2-10>. 리기다소나무의 지역별

임목축적량은 임업통계연보에서 구하였고, 3영급 이상의 임목d축적량

을 4열과 5열의 곱으로부터 도출하였다.

총바이오매스량은 3영급 이상 임목축적량과 침엽수의 전건비중

(0.478), 그리고 가지와 잎 점유율(1.28)의 곱으로부터 구하였다. 바이

오매스량을 지역별 산림면적으로 나누어 지역별 바이오매스 단위 생산

량을 구하였고, 1/10씩 10년 주기로 수종갱신작업을 한다고 가정하여

이를 m3로 환산한 것이 마지막 열이다. 에너지우드 순환림의 잠재량이

가장 높은 곳은 충남으로 628,163m3를 생산할 수 있고, 다음이 전남,

경기, 전북 순이다.

32

지역 1~6영급 3영급 4영급 5영급 6영급 3~6영급

전국 462,261 310,282 98,443 2,264 46 411,035

서울 900 812 76 888

부산 2,019 1,158 94 1,252

대구 1,337 715 715

인천 3,790 3,516 214 38 3,768

광주 1,924 678 1,153 1,831

대전 8,405 5,923 2,446 8,369

울산 9,417 4,479 208 4,687

경기 73,478 57,074 13,229 482 1 70,786

강원 2,803 621 37 30 688

충북 42,140 33,237 5,282 96 38,615

충남 100,912 66,130 29,142 27 95,299

전북 71,939 44,220 19,863 860 64,943

전남 73,141 43,945 21,288 644 37 65,914

경북 36,768 23,377 2,497 31 25,905

경남 32,963 24,178 2,849 40 8 27,075

제주 325 219 65 16 300

<표 2-12> 리기다소나무의 영급별 지역별 분포 면적

(단위: ha)

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 33

지역리기다산림면적

(ha)

3영급이상산림면적비중

임목축적(m3)

3영급이상임목축적

(m3)

1/10 순환림(m3)

전국 411,444 0.9059 28,950,194 26,224,903 2,622,490

충남 93,992 0.9444 6,651,610 6,281,629 628,163

전남 69,492 0.9012 5,464,364 4,924,435 492,443

경기 64,081 0.9634 4,628,943 4,459,353 445,935

전북 61,923 0.9028 4,757,588 4,294,917 429,492

충북 46,371 0.9164 2,867,204 2,627,363 262,736

경남 25,086 0.8214 1,604,962 1,318,276 131,828

경북 22,320 0.7046 1,154,293 813,260 81,326

대전 9,763 0.9957 696,966 693,981 69,398

광주 2,722 0.9517 289,315 275,330 27,533

인천 3,588 0.9942 246,900 245,467 24,547

울산 6,441 0.4977 309,719 154,152 15,415

서울 974 0.9867 60,935 60,123 6,012

강원 3,150 0.2455 160,004 39,273 3,927

부산 873 0.6201 29,489 18,286 1,829

제주 158 0.9231 10,647 9,828 983

대구 510 0.5348 17,255 9,228 923

자료 1) 산림과학원, 2002, 경제림 육성을 위한 산림실태조사

2) 산림청, 2006, 임업통계연보

<표 2-13> 에너지우드 순환림 잠재량 추정

34

마. 우드칩/우드펠렛 생산량의 추정

이상에서 산출된 각 발생원별 바이오매스를 모두 합하면 약 660만m3

의 바이오매스를 잠재적으로 이용할 수 있다. 지역별로 보면 경기도가

바이오매스 잠재력이 가장 높고, 다음으로 충남, 전남, 전북 순이다. 이

를 에너지량으로 환산하면 다음과 같은 공식에 의해 추정할 수 있다.

원목 1m3의 무게 = 1m3 * 0.45(침엽수의 전건비중) * 1,000 =450kg

원목 1m3의 발열량 = 450kg * 4,500kcal/kg = 0.2025TOE

따라서 660만m3를 1차에너지량으로 환산하면 1,335,180TOE가 된다

<표 2-11>.

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 35

지역개발

부산물피해목 간벌목

폐목재

(80%)에너지

우드합계

전국 436,943 206,203 1,270,221 2,057,627 2,622,490 6,593,483

경기 193,820 5,595 51,332 617,726 445,935 1,314,409

충남 37,172 3,316 115,912 106,823 628,163 891,386

전남 26,801 2,157 166,344 70,761 492,443 758,507

전북 33,993 33,891 63,595 94,121 429,492 655,092

경북 16,787 6,401 362,097 85,021 81,326 551,632

경남 11,950 35,030 159,180 103,319 131,828 441,307

서울 0 0 1,412 430,019 6,012 437,443

충북 40,052 3,263 47,791 74,995 262,736 428,838

강원 33,154 52,090 248,038 65,116 3,927 402,325

부산 16,241 59,756 3,210 94,170 1,829 175,206

대구 2,448 2,825 9,348 121,910 923 137,453

대전 12,297 182 18,758 10,415 69,398 111,050

울산 2,142 1,304 18,222 66,284 15,415 103,367

인천 3,974 177 1,301 56,551 24,547 86,549

광주 4,719 49 140 47,693 27,533 80,134

제주 1,395 167 3,540 12,702 983 18,787

<표 2-14> 바이오매스 공급 잠재량

(단위: m3)

36

4. 부문별 잠재적 수요 추정

목질계 뱌이오매스의 잠재적 공급량을 추정한 다음에는 우드칩이나

우드펠렛으로 전환하여 에너지로 이용할 경우 부문별 잠재적 수요를

추정하여 가상적인 바이오매스 에너지 시장을 설정해야 한다. 이를 통

해 우리는 현재의 투입산출표에는 나타나지 않는 바이오매스 에너지

이용 부문을 투입산출표에 도입할 수 있게 된다. 목질계 바이오매스는

우선 우드펠렛으로 전환한 다음 열병합 발전소에서 연료로 이용할 수

있게 된다. 우드펠렛의 발열량은 통상 4,500kcal/kg을 기준으로 하며,

석탄 화력발전소에서 유연탄이나 무연탄과 함께 혼소방식으로 많이 이

용되고 있다. 한편 농업용, 가정용, 상업용, 공공용 우드펠렛 보일러의

경우에는 우드펠렛으로 전환하여야 한다. 따라서 우드칩과 우드펠렛에

대한 잠재적 수요를 고려하여 공급량을 추정할 필요가 있다.

가. 화력 발전소의 바이오매스 수요 잠재량

우리나라는 오는 2012년부터 발전소에서 생산되는 전력 생산량의

2~3%를 신재생에너지에 의해 생산하도록 의무화하는 신재생전력의무

할당제(Renewable Portfolio Standard: RPS)를 도입할 가능성이 높다.

이 제도에서 요구하는 수준을 달성하기 위해서는 태양광이나 풍력, 수

소-연료전지, 바이오가스 등 다양한 방식의 기술이 존재하지만 여기에

서는 목질 바이오매스를 이용한 우드칩/우드펠렛에 의한 석탄화력발전

소의 혼소(co-firing) 기술을 BAT(Best Available Technology)로 간주한

다. 태양광은 아직까지 발전단가가 화력발전소에 비해 8~10배 높은 수

준이고, 또한 광활한 토지를 요구하기 때문에 대규모 발전소를 대체하

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 37

기는 어렵다고 볼 수 있다. 그리고 풍력발전의 경우에는 발전단가가 거

의 화력발전소에 수준에 근접하기는 하지만 주거지역에서 멀리 떨어져

있어야 하고, 각종 토지규제의 제한을 받기 때문에 적합한 설치장소를

찾기가 어렵다는 단점이 있다. 이외에 수소-연료전지를 이용한 발전방

식이 있으나 아직까지 연료전지 제작비용이 매우 높아 역시 발전단가

가 기존 화력발전에 비해 3배 이상 비싸다(삼성경제연구소, 2008). 이

러한 측면들을 고려할 때 목질계 바이오매스에 의한 발전용 연료 대체

가 상당한 타당성을 지녔다고 볼 수 있고 단기적으로 대체 가능한 기

술 가운데는 유력하다고 하겠다.

에너지통계연보(2008)에 의하면 석탄화력발전소의 국내 무연탄 수요

는 2005년 기준으로 2,354천MT이었다. 이를 국내 무연탄 발열량인

4,650kcal/kg를 적용하여 환산하면 1,094,610TOE가 된다. 국내 무연탄

에 대한 가격정보가 없어 동년도 해외 무연탄의 수입단가인 $94/MT를

기준가격으로 하여 환산하면 226,593백만원이 된다. 그러나 국내 무연

탄 전체를 목질계 바이오매스 연료로 대체한다는 것은 실현가능성이

매우 낮고, 통상 기존의 석탄화력발전소에서 우드칩이나 우드펠렛 혼소

시 7~10%이하로 혼합하면 전체 시스템의 효율에 미치는 영향이

0.3~1%이내 정도로 알려져 있다(Hughes, 2000). 따라서 본 연구에서는

10% 혼소를 적용하기로 한다. 바이오매스와 석탄의 혼소발전은 환경적

으로도 우수한 것으로 알려져 있다. 일반적으로 바이오매스 연료인 우드칩

이나 우드펠렛은 석탄에 비해 아황산가스는 1/100 이하, 질산가스는

1/5 이하이며 분진 발생량도 낮은 것으로 보고되고 있다(Hughes, 2000).

혼소율을 10%로 가정할 경우 국내 무연탄 235,400MT를 대체할 수

있고, 이는 109,461TOE에 해당되며 산업연관표상에 22,659백만원으로

38

산입될 수 있다. 2005년 산업연관표에 따르면 전력부문의 석탄수요량

은 3,614,988백만원으로 바이오매스 대체율은 0.6%로 나타난다. CGE

모형에서 기준균형해를 도출하기 위해서 발전용 바이오매스 수요량을

22,659백만원으로 산입하고, 발전용 석탄 수요량에서 차감하여 총 수요

량을 고정시키기로 한다.

나. 농업용 바이오매스 수요 잠재량

농업용 바이오매스 수요는 대부분 우드펠렛/우드칩 보일러 수요이므

로 기존의 석탄이나 석유를 이용한 보일러/난방 시스템을 대체하는 것

으로 가정하였다. 에너지 총조사(2005)에 따르면 농림수산업 부문의 에

너지 수요를 농림업과 어업부문으로 구분하고, 농림업은 기타설비용의

석탄수요가 96,911.2TOE, 석유류 수요가 111,230TOE이며, 건물용 석

유류 수요가 8,249TOE로 나타난다1).

이들 부문들이 주로 보일러를 이용하여 난방을 필요로 하는 부문으

로 간주하였다. 농림업 부문 난방용 총에너지 수요는 216,390TOE로

집계되었고 이를 가치로 환산하기 위해서 석탄의 경우는 수입 무연탄

의 2005년 연평균 가격을 적용하고, 석유류는 자동차용 휘발류를 제외

한 등유, 경유, 중유의 가격을 평균한 세전가격인 리터당 468원을 기준

가격으로 삼았다. 농업부문의 경우 농림어업용 석유류에 대해서는 면세

혜택이 적용되고 있다는 점을 반영한 것이다(문영석, 2007). 또한 어업

용에서 건물용 석유수요는 1,134TOE로 집계되었고, 가치로 환산할 경

우 525백만원으로 추정된다.

1) 석탄 수요는 국내 무연탄 기준, 석유 수요는 자동차용 휘발류를 제외한 등유와 경유, 중유 수요를 포함시키고, 발열량은 평균값인 10107kcal/리터를 적용하였다.

제2장 목질계 바이오매스 시장 잠재력 분석 39

산업부문 농림업 어업합계

용도 기타설비용 건물용 건물용

석탄 96,911 0 0 96,911

석유 111,230 8,249 1,134 120,613

합계 208,141 8,249 1,134 217,524

출처: 2005년 에너지 총조사 보고서에서 인용 및 수정

<표 2-15> 농업용 석탄 및 석유류 에너지 수요

(단위: TOE)

농림업과 어업부문 석탄 및 석유 수요를 합하면 217,524TOE이고,

가치로 환산하면 75,377백만원으로 추정된다<표 2-12>. 이는 산업연관

표상의 농림어업 부문 석탄 및 석유 수요량인 1,658,345백만원과 비교

하면 5%에 해당되는 양이다.

다. 스팀산업의 바이오매스 수요 잠재량

스팀 산업의 석탄 수요의 경우에는 에너지 총조사 보고서나 석유공

사 자료에서 분류가 되어 있지 않으므로 2005년 산업연관표로부터 유

추하였다. 우선 산업연관표의 스팀부문 석유수요는 283,029백만원이고,

석탄수요는 106,093백만원이다. 석유수요를 2005년 석유류 평균가격인

리터당 715원으로 나누고, 평균 석유류 발열량인 10,107kcal/리터를 적

용하면 총 399,998 TOE로 추정된다. 한편 석탄의 경우에는 무연탄 수

입단가인 $94/MT를 적용하고, 기준환율 1024원을 이용하면 1,102,164

MT이고, 이를 수입 무연탄 발열량인 6,200kcal/kg을 적용하면 683,342

TOE가 된다. 스팀부문 전체가 바이오매스에 의해 대체된다는 가정은

현실성이 떨어지므로 50%만 대체된다고 가정하여 석유류의 잠재수요

가 199,998TOE, 석탄이 341,671 TOE인 것으로 추정하였다.

40

라. 목질계 바이오매스의 총 잠재 수요

지금까지 추정한 부문별 석탄 및 석유류에 대한 바이오매스 대체

잠재량을 집계해 보면 총 868,655TOE로 나타난다<표 2-13>. 이를 목

질계 바이오매스 잠재 공급량인 1,335,180TOE와 비교해 보면 초과 공

급이 되므로 실행가능한 수요임을 알 수 있다.

부문 석탄 석유 합계 조정후 합계

발전 1,094,610 0 1,094,610 109,461

농업 96,911 120,613 217,524 217,524

스팀 683,342 399,998 1,083,339 541,670

합계 1,874,863 520,610 2,395,473 868,655

<표 2-16> 부문별 바이오매스 대체 잠재량

(단위: TOE)

한편 부문별 바이오매스 대체 수요량을 가치로 환산하면 292,598백

만원으로 나타난다<표 2-14>. 부문별 수요액은 아래 표와 같다.

부문 석탄 석유 합계 조정후 합계

발전 226,593 0 226,593 22,659

농업 20,061 55,316 75,377 75,377

스팀 106,093 283,029 389,122 194,561

합계 352,748 338,345 691,093 292,598

<표 2-17> 부문별 바이오매스 대체 수요액

(단위: 백만원)

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 41

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용

1. CGE 모형의 구축

가. 주요 선행연구

CGE 모형을 이용하여 신재생에너지를 한 부문으로 보아 이에 대한

정책 시나리오를 분석한 기존의 국내 문헌은 몇 편 있으나, 목질계 바

이오매스라는 특정한 분야를 독립적인 부문으로 간주하여 CGE 모형

분석을 시도한 논문은 없다. 문영석·조경엽(2003)의 연구에서는 에너지

빈티지 모형을 동태 CGE모형에 사용하여 석탄과 석유, 천연가스, 대체

에너지로의 점진적 대체관계를 규명하고, 환경정책 및 보조금 정책의

효과를 분석하였다. 또한 배정환·조경엽(2006)의 연구에서는 에너지 빈

티지 모형을 동태 CGE 모형과 결합하고 다시 수소에너지에 대한 수급

데이터와 에너지 믹스를 고려하여 보조금 요율 증가에 따른 에너지 믹

스와 산업별, 거시경제별 영향을 평가하였다.

해외에서 신재생에너지를 명시적으로 CGE 모형에 고려한 경우로는

우선 Rana(2003)의 연구가 있다. 그녀의 연구에서는 태양에너지 기술

도입과 발전이 인도의 거시 경제, 일차 에너지 소비 믹스, 이산화탄소

배출에 미치는 영향을 알아보기 위해 차세대 CGE 모형(Second

Generation Model: SGM)을 사용하였다.

한편 Kancs(2002) 연구는 독점적 경쟁을 가정한 다부분 폴란드 CGE

모형을 사용하여 재생가능에너지 기술을 보급하기 위한 정책의 경제적

42

편익-비용을 정량화하였다. 여기서는 CGE 모형을 패키지화한 GTAP

(Global Trade Analysis Project) 모형을 불완전 경쟁을 고려할 수 있도

록 수정하여 적용하였다. 특히 이 연구에서는 바이오에너지 부문을 명

시적으로 고려하고, 바이오에너지 부문에서 간접세가 감소하는 시나리

오와 화석에너지 부문의 보조금을 철폐하는 시나리오로 구분하여 본

연구와 매우 유사한 구조를 갖고 있다. Kancs(2002)의 연구 결과 바이

오에너지 부문은 화석에너지의 보조금을 철폐하는 것보다 간접세를 감

소시킴으로써 더 많은 이익을 얻는 것으로 나타났다.

끝으로 Ignaciuk and Dellink(2006)의 연구는 농림부산물 및 복합작

물(multi-product crops)을 바이오매스 에너지로 전환하여 전력을 생산

하는 경우 농산물 가격과 생산, 토지이용 등에 미치는 영향을 응용일반

균형모형을 이용하여 분석하였다. 비록 실현가능한 잠재량이 전체 전력

생산의 2-3%에 머물지만 향후 에너지 작물 생산지 확대에 따라 바이오

전력 잠재량은 더 늘어날 수 있음을 보여주었다. 또한 에너지 작물 생

산을 확대하더라도 기존 농업생산량은 최대 5%, 농산물 가격 상승폭도

5% 이내로 제한적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 약 25만ha

의 농경지가 에너지 작물 재배지로 전환될 것으로 추정되었다.

나. CGE 모형의 주요 구성요소

1) 생산 및 무역 부문

상품i 의 생산( )을 위해서 생산요소인 본원적 요소( )와 중간

재 투입요소()를 필요로 한다. 또한 생산된 상품에 대한 수요는 수

출수요()와 국내수요( )로 구성되며, 국내수요와 수입수요()가

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 43

결합된 아밍톤 복합 상품(Armington composite commodity)()에 대

한 소비는 가계소비( )와 정부소비(

), 투자수요(), 중간재 투입수

요()로 구성된다. 생산과 무역부문의 흐름도는 <그림 3-1>와 같다.

[그림 3-1] 생산과 무역 부문 흐름도

이와 같은 생산부문의 흐름을 방정식으로 정리하면 다음과 같다.

≡ <식3-1>

≡

<식3-2>

≡ <식3-3>

즉 국내 수요는 총생산에서 수출수요를 제외한 것이고<식3-1>, 총생

산은 중간재 투입수요와 가계의 최종소비, 정부의 최종소비, 투자수요,

수출수요를 모두 합한 값에서 수입수요를 제외한 것이다<식3-2>. 또한

44

아밍톤 복합상품에 대한 수요는 총유입(absorption)이라고도 하는데, 이

는 국내 수요와 수입 수요를 합한 것으로 정의할 수 있다<식3-3>.

한편 전력과 스팀, 농업부문은 다른 부문과 달리 바이오매스 에너지

와의 대체관계를 가정하고 있어 생산구조에 관한 별도의 흐름도를 설

명하기로 한다.

가) 전력부문

전력부문의 최종 산출물( )은 레온티예프 생산함수에 의해 노동-

자본 복합투입물()과 중간투입복합재화()를 이용하여 생산

된다. 노동-자본복합투입물은 컵-더글러스 생산함수를 통해 노동()

과 자본()으로 구성된다. 한편 중간투입복합재는 레온티예프 생산

함수를 통해 바이오매스-석탄 복합재()와 기타 중간투입물

()로 구성된다. 다시 바이오매스-석탄 복합재는 CES 생산함수

를 통해 바이오매스( )와 석탄()투입재로 구성된다<그림

3-2>.

전력부문에서 신재생에너지의무할당제도(RPS)가 실시될 경우 석탄

화력발전소가 가장 큰 영향을 받게 된다. 석탄화력발전소에서 취할 수

있는대응수단으로는 직접 신재생에너지 전력을 생산하거나 신재생에너

지인증서 거래d시장으로부터 할당량만큼 신재생에너지인증서를 구매하

는 방법이 있다. 본 연구에서는 아직 후자의 옵션을 선택하기에는 시스

템이 갖추어져 있지 못하다고 보고 전자에 대해서만 고려하기로 한다.

이럴 경우 가장 실행가능성이 높은 대안은 우드펠렛/우드칩을 석탄 대

신 연료로 이용하는 것이다. 따라서 전력부문의 생산구조는 이러한 바

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 45

이오매스와 석탄의 연료대체를 반영하여 짜여진 것이다.

[그림 3-2] 전력 부문의 생산구조

나) 스팀부문

스팀부문의 최종 산출물( )은 레온티예프 생산함수에 의해 노

동-자본 복합투입물( )과 중간투입복합재화( )를 이용하

여 생산된다. 노동-자본복합투입물은 컵-더글러스 생산함수를 통해 노

동( )과 자본( )으로 구성된다. 한편 중간투입복합재는 레온

티예프 생산함수를 통해 에너지 복합재( )와 비에너지복합재

(NEsteam)로 구성된다. 다시 에너지 복합재는 CES 생산함수를 통해

바이오매스-석유-석탄 복합재( )와 전력( )으로 구성

46

된다. 바이오매스-석유-석탄 복합재는 다시 바이오매스( )와 석

탄-석유 복합재( )로 구성된다<그림 3-2>. 전력 부문만큼 신재

생에너지 전환에 대한 정책 드라이브가 강하지는 않지만, 그린빌리지

지원사업 등에서 우드펠렛 보일러 지원사업을 하는 등 상당한 정도의

인센티브가 존재하고, 석탄과 석유를 이용한 난방방식의 환경 측면과

효율성 측면의 문제점들로인해 스팀부문의 주요 연료로 이용되어 왔던

석탄과 석유의 바이오매스로의 대체 가능성도 상당한 실행가능성을 내

포하고 있다고 하겠다. 이러한 가능성을 반영하여 스팀부문의 생산구조

를 구성한 것이다<그림 3-3>.

[그림 3-3] 스팀부문의 생산구조

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 47

다) 농업부문

농업부문의 최종 산출물()은 레온티예프 생산함수에 의해 노동-

자본 복합투입물()과 중간투입복합재화()를 이용하여 생

산된다. 노동-자본복합투입물은 컵-더글러스 생산함수를 통해 노동

()과 자본()으로 구성된다. 한편 중간투입복합재는 레온티예

프 생산함수를 통해 에너지 복합재()와 비에너지복합재(NEAGR)

로 구성된다. 다시 에너지 복합재는 CES 생산함수를 통해 바이오매스-

석유-석탄 복합재()와 전력()으로 구성된다. 바이오

매스-석유-석탄 복합재는 다시 바이오매스()와 석탄-석유 복합

재()로 구성된다<그림 3-4>.

농업부문의 바이오매스 연료 대체가능성은 난방 수요에 존재한다. 즉

비닐하우스를 이용한 시설재배단지나 개별 농가의 난방, 우사나 돈사

등 건물 난방 등의 수요를 기존의 연탄이나 석유 보일러 대신 우드펠

렛 보일러나 우드칩 보일러로 대체할 수 있다는 것이다. 농업부문의 생

산구조는 이러한 대체가능성을 고려하여 구성되었다.

48

[그림 3-4] 농업부문의 생산구조

2) 가격구조

우선 수입재화의 국내가격()은 외생화된 수입재화의 국제가격

( )에 관세()와 환율( )을 감안하여 결정된다.

· · (식 3-1)

재화 i에 대한 국내 수출가격( )은 국제 수출가격( )에 환율

을 감안하여 결정된다.

· (식 3-2)

총유입에 대한 가격()은 국내 판매가치와 수입가치를 총유입량

()으로 나눈 값으로 정의된다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 49

· · (식 3-3)

생산세()와 보조금()을 제외한 본원적 요소에 의한 부가가치가

격( )은 산출가격( )에서 중간재투입비용(마지막 항)을 제외한 값

으로 정의된다.

·

· (식 3-4)

3) 가계소비, 정부 및 투자

가계의 요소소득은 노동소득과 자본소득의 합으로 구성되고, 소비는

컵-더글러스 효용함수로부터 도출된다. 대표적 소비자는 각 상품에 대

한 소비로부터 얻는 효용을 극대화하며, 예산제약조건으로 소비와 가계

저축의 합은 총가계소득인 요소소득과 같아야 한다. 각 상품에 대한 수

요는 각 상품의 전체 지출 대비 지출비율과 상품가격에 의해 결정된다.

한편 정부부문은 생산세와 관세, 수입d상품세로부터 세수를 확보하고,

공공수요에 대한 지출과 보조금을 제외한 정부 저축을 합한 값과 세수

가 일치되도록 한다. 투자수요는 투자공급의 함수로 구성되고, 투자공

급은 가계저축과 정부저축, 해외저축과 외생적 저축의 합으로 구성된다.

4) 균형조건

균형조건은 각 상품시장에서의 공급과 수요, 요소시장에서의 공급과

수요, 자본공급과 투자수요, 수출과 수입을 일치시킴으로써 달성된다.

5) 소비자 물가와 후생 변화의 측정

외부 충격(external shock)에 따른 소비자 물가의 변화를 추정하기 위

50

해 라스파이레스 물가지수(Laspeyres Price Index: LPI)를 적용하였다

(이준구, 1989).

<수식 2-60>

<수식 2-16>에서 는 경제의 총유입 혹은 아밍톤 복합재화에 대한

수요량이고, 는 아밍톤 복합재화의 가격 혹은 최종수요에 대한 가

격이다. 각 변수의 상첨자인 0과 1은 외부 충격이 있기 전과 후를 표시

한 것이다.

한편 소비자 후생 변화 측정을 위해 보상변화(Compensating

Variation) 개념을 적용하였다. 보상변화란 변화된 소비자 가격에서 상

품을 구매하기 위한 소비자의 최대 지불용의액이라고 정의할 수 있다

(Freeman III, 1999). 즉 변화된 가격에 의해 얻을 것으로 기대되는 잠

재적 소비자 후생을 보상하기 위해 소비자가 기꺼이 지불하고자 하는

일시불(lump-sum payment)을 의미한다.

소비자의 보상변화는 다음과 같이 측정할 수 있다. 우선 소비자의 효

용함수가 다음과 같은 컵-더글러스 함수 형태로 되어 있고, 해당 상품

에 대한 지출비율의 합은 1로 전제하였다.

,

소비자의 수요함수(Marshallian demand function)는 예산제약하 효용

극대화 문제를 통해 유도할 수 있다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 51

·EX P<수식 2-61>

간접효용함수, V(P, Y)는 효용함수에 있는 소비자 수요를 유도된 수

요함수에 의해 대체함으로써 유도될 수 있다.

EX P

EX P

<수식 2-62>

<수식 2-19>를 가처분소득(EX P )에 대해 풀면 화폐가치간접효용

함수(money metric indirect utility function)인, M(P,V)이 도출되고, 이

는 특정 가격 수준에서 간접효용(V)을 얻기 위해 필요한 소득에 대한

측정치가 된다.

<수식 2-63>

간접효용함수를 이용하여 보상변화(CV)가 다음과 같이 도출된다.

EX P

EX P

<수식 2-64>

우측항의 첫번째는 가격 변화후의 가계의 가처분소득을 의미하므로

이를 다시 쓰면 다음과 같다.

52

EX P

EX P

<수식 2-65>

이를 이용하여 화폐가치간접효용함수를 다음과 같이 바꿔 쓸 수 있다.

EX P

EX P

EX P

EX P

EX P

EX P

EX P

EX P

<수식 2-66>

2. 데이터 및 시나리오

가. 데이터

CGE모형에 의한 기준균형해(benchmark solution)를 도출하기 위해

사용된 주요 데이터는 2005년의 우리나라 투입산출표(한국은행, 2009)

와 본 연구에서 도출된 목질계 바이오매스 잠재 수요 대체량, 산림청의

산림 바이오매스 에너지화 정책 보고서(2009)에 기초하였다. 우선 168

개 부문으로 구성된 소분류 생산자가격평가표를 본 연구의 목적에 맞

도록 20개 부문으로 통합하였다. 여기에는 농업(AGR), 임업(WOOD),

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 53

석탄(COAL), 석유(OIL), 천연가스(LNG), 광업(MINE), 식료품(FOOD),

의류(CLOTHE), 펄프(PULP), 화학(CHEMICAL), 금속 및 세라믹

(METAL AND CERAMIC), 기계(MACHINE), 전력(ELECTRICITY),

도시가스(TOWNGAS), 스팀(STEAM), 건설(CONSTRUCTION), 도소매

(SALES), 교통(TRANSPORT), 통신(COMMUNICATE), 서비스

(SERVICE)가 포함된다.

산업부문 이외에는 노동소득(WAGE), 자본소득(CAPITAL), 생산세

(PRODUCTION TAX), 보조금(SUBSIDY)으로 구성된 부가가치 부문

과 가계 최종소비(PRIVATE DEMAND), 정부 최종소비(GOV

DEMAND), 투자소비(INVEST DEMAND), 수출수요(EXPORT), 수입

수요(IMPORT), 관세(TARIFF), 수입상품세(EXCISE TAX) 부문들이

있다.

기존의 투입산출표에서 농업부문에 대한 석탄과 석유 수요량 가운데

에너지(난방 기준) 수요를 추정하고, 이를 목질계 바이오매스에 의해

대체되는 것으로 가정하였다. 또한 전력과 스팀부문 역시 석탄과 석유

수요의 일정 비율만큼 목질계 바이오매스에 의해 대체되는 것으로 가

정하였다. 대체효과를 고려하기 위해 기존의 석탄과 석유에 대한 에너

지수요는 감소되는 것으로 투입산출표를 변경하였다. 또한 목질계 바이

오매스가 에너지로 활용되기 위해 정부는 목질계 바이오매스에 대한

사회 인프라 구축 비용(1,169십억원)을 지출하는 것으로 가정하기 위해

투입산출표상의 정부 수요 부문을 조정하였다.

구체적인 조정방식은 다음과 같다.

우선 투입산출표상의 행의 합과 열의 합을 구한다. 이때 주의할 점은

행의 합은 중간재 투입수요의 합과 최종수요의 합에서 수입수요의 합

54

을 차감한 것이다. 최종수요는 가계최종수요와 정부최종수요, 투자수요

및 수출수요로 구성된다. 또한 수입수요의 합은 수입수요와 관세, 그리

고 수입상품세로 구성된다.

다음으로는 행의 합에서 열의 합을 차감한 값이 0이 되는지 확인한

다. 이렇게 하는 이유는 행의 합이 투입합이 되고, 열의 합이 산출합이

되므로 각 부문별로 투입과 산출이 일치하도록 조정하기 위함이다. 만

약 투입보다 산출이 더 크다면 음(-)의 값을 갖고, 더 작다면 양(+)의

값을 가진다.

세 번째 단계에서는 자본소득부문을 조정한다. 자본소득은 기업의 이

윤과 감가상각으로 구성되며, 투입과 산출액의 차이를 이윤으로 보아

자본소득부문에 흡수시키기 위함이다. 조정 후 자본소득이 음(-)이 될

경우 자본소득을 0으로 대체하고, 음의 값만큼을 노동소득에 흡수시킨다

(Rutherford and Paltsev, 1999).

마지막으로는 재조정된 행의 합과 열의 합을 구하여 차이가 0이 되

는지를 확인한다. 이렇게 행합과 열합이 일치하는 데이터를 이용하면

일반균형해가 존재하는 연립방정식 체계를 구성할 수 있게 된다. 통상

이러한 연립방정식 체계는 비선형인 제약조건들을 갖는 목적함수의 극

대화 문제로 환원하여 풀 수 있으며 본 연구에서는 GAMS(General

Algebraic Modeling System) CONOPT Solver 프로그램을 이용하여 균

형해를 도출한다.

이상과 같은 조정과정을 거쳐 가공된 주요 데이터를 요약하면 다음

과 같다. 우선 중간재투입수요는 1,217조원으로 집계되었고, 가계부문

의 최종수요는 466조원, 정부부문 최종수요는 120조원, 투자부문의 최

종수요는 256조원, 수출수요는 343조원으로 집계되었다<표 3-1>. 중간

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 55

재 투입수요는 서비스 부문이 가장 많고, 이어서 기계부문과 금속 및

세라믹 부문이 많은 것으로 나타난다. 다음으로 가계부문 최종수요는

서비스, 도소매, 식품부문순으로 높은 것으로 나타난다. 정부 최종수요

는 서비스가 대부분이고, 목질계 바이오매스에 대한 신규수요를 임업부

문에 포함시켰다. 투자수요는 건설, 기계, 도소매 부문 순으로 높게 나

타났고, 수출수요는 기계, 화학, 금속 및 세라믹 순으로 높게 나타났다.

부문중간투입재수요

가계최종수요

정부최종수요

투자수요 수출수요

농업 33,400 12,978 0 880 483 임업 2,088 276 1,169 307 61 석탄 7,979 71 0 -74 10 석유 82,473 13,183 0 -37 15,863 천연가스 10,048 0 0 42 0 광업 8,618 5 0 34 56 식품 37,242 41,947 0 346 3,359 의류 18,975 18,753 0 276 14,000 펄프 27,671 745 0 74 2,458 화학 145,702 7,842 0 716 37,800 금속 및 세라믹 190,998 1,216 0 1,766 26,134 기계 223,130 34,103 0 74,574 190,113 전력 21,934 5,532 0 0 57 도시가스 8,203 5,027 0 0 5 스팀 1,530 538 0 0 0 건설 12,348 1,095 0 140,688 151 도소매 75,006 75,660 0 5,674 13,400 교통 47,862 18,385 0 326 25,545 통신 28,690 21,069 0 0 858 서비스 233,004 207,216 118,841 30,061 12,973 합계 1,216,901 465,640 120,010 255,653 343,325

<표 3-1> 중간투입수요와 최종수요

(단위: 십억원)

56

한편 총수입수요는 321조원, 총관세수입이 6.4조원, 총수입상품세가

5.3조원으로 나타났고, 중간재투입수요와 가계최종수요, 정부 및 투자

수요, 수출수요를 합한 최종수요의 합은 2,402조원으로 집계되었고, 최

종수요의 합에서 수입수요의 합을 제한 총공급은 2,069조원으로 집계

되었다<표 3-2>. 수입수요는 기계, 석유, 화학부문의 순으로 높게 나타

났고, 최종수요의 합과 총공급은 서비스, 기계, 금속 및 세라믹 부문의

순으로 높게 나타났다.

부문 수입수요 관세 수입상품세 최종수요합 총공급

농업 5,598 530 8 47,740 41,604 임업 882 13 1 3,902 3,007 석탄 5,586 7 0 7,986 2,394 석유 49,795 303 1,056 111,481 60,327 천연가스 8,866 81 971 10,090 173 광업 5,921 15 1 8,713 2,775 식품 8,960 1,230 556 82,894 72,148 의류 9,476 624 452 52,004 41,452 펄프 4,286 93 40 30,949 26,529 화학 37,540 987 283 192,059 153,249 금속 및 세라믹 34,965 537 83 220,114 184,529 기계 100,862 2,008 1,875 521,920 417,174 전력 38 0 0 27,523 27,485 도시가스 42 0 0 13,234 13,192 스팀 5 0 0 2,068 2,063 건설 59 0 0 154,283 154,224 도소매 6,747 0 0 169,739 162,992 교통 13,382 0 0 92,119 78,736 통신 1,548 0 0 50,617 49,068 서비스 26,322 8 2 602,096 575,764 합계 320,881 6,436 5,330 2,401,530 2,068,883

<표 3-2> 수입수요, 최종수요합 및 총공급

(단위: 십억원)

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 57

총노동소득은 397조원, 자본소득이 370조원, 생산세는 88조원, 보조

금이 2.9조원으로 나타났고, 이들을 모두 함한 총부가가치는 852조원으

로 나타났다<표 3-3>. 노동소득은 서비스 부문이 압도적으로 높게 나

타나고, 이어서 기계, 건설, 도소매 부문 순으로 나타난다. 자본소득도

서비스 부문이 압도적으로 높고, 이어서 기계, 도소매, 금속 및 세라믹

의 순으로 나타난다. 총부가가치의 합도 서비스, 기계, 도소매, 건설 부

문의 순으로 높게 나타난다. 총부가가치는 국내총생산(GDP)을 소득

(earning)의 측면에서 나타낸 것으로 이를 지출 측면에서 나타내면 다

음과 같다.

≡ ≡

즉 국내총생산을 지출 측면에서 나타내면 민간지출(C), 투자수요(I),

정부지출(G), 수출(E)의 합에서 수입(M)을 차감한 것이다. 이는 다시

노동소득(LY), 자본소득(CY), 세금(T)의 합에서 보조금(S)을 차감한 것

과 같다. 총수요에서 수입수요를 차감한 액수는 852조d원으로 이는 정

확히 총부가가치와 일치하는 것이다.

58

부문 노동소득 자본소득 생산세 보조금 부가가치합

농업 2,577 20,831 442 -1 23,850 임업 131 2,355 148 0 2,633 석탄 278 0 5 -240 43 석유 918 2,759 17,834 0 21,511 천연가스 5 139 1 0 145 광업 516 1,053 14 0 1,582 식품 5,501 5,470 9,750 -3 20,718 의류 7,057 3,649 1,879 -8 12,577 펄프 4,206 3,373 742 -6 8,314 화학 14,295 16,865 2,240 -5 33,395 금속및세라믹 17,969 25,127 677 -6 43,767 기계 52,462 42,011 8,024 -26 102,470 전력 2,629 9,840 851 0 13,320 도시가스 640 1,554 495 0 2,689 스팀 179 571 53 0 804 건설 42,159 17,195 11,070 -144 70,281 도소매 38,338 41,901 5,916 -103 86,051 교통 18,082 16,383 1,390 -2,130 33,725 통신 8,678 13,267 1,969 -1 23,914 서비스 180,453 145,405 24,603 -268 350,193 합계 397,073 369,747 88,103 -2,941 851,982

<표 3-3> 노동소득, 자본소득, 제세금 및 총부가가치

(단위: 십억원)

나. 보정(Calibration)

모형의 균형해를 찾기 위해 필요한 파라미터 가운데 대체탄력성이나

전환탄력성은 외부에서 추정된 데이터를 적용하게 되지만, 각 생산함수

의 기술진보계수(shift parameter)와 노동소득비율, 자본소득비율은 내

부적인 보정에 의해 결정된다. 본 모형에서는 대체탄력성과 전환탄력성

을 직접 추정하지 않고 간접적으로 타 연구 결과로부터 추정하였다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 59

외생 파라미터로 아밍톤 수입 대체 탄력성은 GTAP(Ver.5) 및 정인

교(2001)의 연구를 참조하였다. 목질계 바이오매스를 포함하는 임업 부

문의 경우 1.4로 선택하였다. 석탄, 석유, 천연가스도 상대적으로 높은

1.4를 적용하였다. 전력은 실제로 수출입이 매우 낮기 때문에 제조 및

서비스 전반과 동일한 0.4를 적용하였고, 수송은 자동차 등 수출입이

비교적 활발하므로 가장 높은 1.9를 적용하였다.

섹 터 아밍톤 대체 탄력성

농업 0.5

임업 1.4

석탄, 석유 및 천연가스 1.4

전력 0.4

수송 1.9

제조 및 서비스 0.4

<표 3-4> 아밍톤 대체 탄력성

수출 수요와 국내재의 전환 탄력성은 정재호 외(2003)의 연구에서

직접 추정한 탄력성을 인용하였다. 그러나 이들의 연구에서는 산업연관

표 가운데 대분류인 26개 산업을 대상으로 탄력성을 추정하였기 때문

에 재분류가 필요하다. 우선 농업은 0.729를 적용하였다. 석유, 석탄,

천연가스는 0.31을 적용하였다. 또한 전력부문은 전력, 가스 및 수도

부문의 3.476을 적용하였다. 수송부문은 운수 및 보관부문의 0.85를 적

용하고, 제조 및 서비스부문은 77개 산업분류에서 본 연구에서 재분류

한 농업, 축산 및 관련제품, 임업 및 관련제품, 사료, 석유 및 관련제품,

전력, 수송 등 13개 부문을 제외한 모든 제조 및 서비스업(64개)을 정

60

재호 등의 연구에서 분류한 26개 산업으로 통합하고, 이들의 전환탄력

성들과 수출비중을 고려하여 가중평균합인 1.04를 최종 제조 및 서비

스업에 대한 전환탄력성으로 이용하였다.

다. 정책 시나리오

시나리오는 1) 석탄 및 석유부문에 대한 보조금 제도 폐지 및 이로

인해 추가로 발생하는 재원을 목질계 바이오매스 에너지 공급 확대를

위한 보조금으로 이용하는 경우 2) 석탄 및 석유부문에 대한 보조금 제

도를 폐지하고 여기에서 발생하는 추가 세원을 목질계 바이오매스 에

너지 공급을 확대하기 위해 정부가 직접 공공지출을 확대하는 경우로

나누어 분석하고자 한다.

석탄은 타 연료에 비해 가장 온실가스를 많이 배출하는 연료인데도

저소득층 지원 및 발전부문과 같은 기간산업에 대한 보호 차원에서 보

조금 제도가 유지되어 오고 있다. 국내 무연탄 기준으로 1톤을 연소시

키면 1.86TCO2의 이산화탄소를 발생시킨다. 이를 TOE 단위로 환산하

면 1TOE당 4TCO2의 이산화탄소를 발생시키고, 실내등유는 TOE당

2.78TCO2, 도시가스가 2.1TCO2이며, 바이오매스(산림부산물)를 이용한

우드칩의 경우 0.84TCO2 인 것으로 알려져 있다(산업자원부, 2008). 즉

석탄은 석유에 비해 같은 열에너지를 생산하는 경우 1.4배의 온실가스

를 더 방출하고, 도시가스에 비해서는 1.9배, 우드칩에 비해서는 4.8배

나 더 많은 온실가스를 배출한다고 하겠다.

이렇게 기후비친화적인 연료인 석탄에 대한 보조금 제도를 살펴보면

다음과 같다. 석탄 이용에 대한 지원정책으로는 석탄수급안정사업과 무

연탄발전 지원사업이 있다(국회예산정책처, 2009). 석탄수급 안정사업

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 61

은 탄가안정대책, 석탄비축 자산관리 보조, 저소득 연탄보조사업을 포

함하고 있는데, 저소득층의 에너지 복지 향상을 목적으로 한다. 이는

석탄과 연탄 판매가격의 차액을 정부가 보조하고, 저소득층에게 연탄가

격 인상분만큼 무료로 연탄을 지급하며, 정부 비축탄의 효율적인 관리

와 같은 내용들을 포함한다. 1989년에 시작되어 2008년까지 총 52,200

억원을 지원하였고, 향후 2012년까지 연간 2천억원 이상의 사업비가

책정되어 있다.

이밖에도 국내 무연탄을 사용하여 발전한 경우 손실액을 국가가 보

전해주는데 2001~2008년간 누적 지원금이 12,840억원에 이른다. 또한

연탄에 대해서는 부가가치세가 면세되는데 실내등유나 LNG에 대한 부

가세율이 17%인 점을 감안하면 가장 저질인 연료에 대해 가장 우호적인

세금체계를 갖는 구조라 하겠다. 이와 같이 지난 20여 년간 석탄산업

및 저소득층 연료지원을 위해 6조5천억원에 이르는 지원을 해오고 있다.

한편 난방용 등유의 농산어촌 지역 면세제도는 농가의 열에너지 수

요를 저소득층 지원 차원에서 운영되고 있는데, 유통 과정에서 수송용

경유로 불법 전용되는 문제가 나타나고 있다. 국제 유가가 상승함에 따

라 수송용 유류d가격도 급등하면서 난방등유의 불법전용 현상은 심화

되고 있다. 이러한 난방용 면세유는 전체 유류공급의 7%를 차지하며,

2005년 기준으로 면세규모는 1조9천억원 정도이다(문영석, 2007). 저소

득층에 대한 에너지 복지 차원에서 실시해 온 난방유 면세제도도 석탄

이용합리화 제도와 더불어 화석연료 사용을 지원해 주는 결과를 초래

하면서 ‘저탄소 녹색성장’ 전략과는 배치되는 제도가 되고 있다.

사실 석탄이나 석유에 대한 보조금 제도에 덧붙여 심야전기제도도

저탄소 녹색성장 전략과는 모순되는 제도이다. 비록 본 연구의 시나리

62

오로 포함되지는 않았으나 바이오매스에 의한 전력 등 신재생에너지를

이용한 전력 생산의 상대적 경쟁력을 저하시키는 주요 원인 가운데 하

나이다. 심야전력요금제도는 1985년부터 도입된 제도로 심야시간대의

잉여전력을 효과적으로 이용하기 위해 원가보다 낮은 가격으로 전기를

이용할 수 있도록 하고 있다. 실제로 1985년 심야시간대 부하율이 69%

였으나 2005년에는 76.2%로 상승했고, 이 가운데 심야전력 기여도는

3.7%로 분석된다.

심야전력을 이용하는 수요부문으로는 축열․축냉설비, 양수발전, 신

재생에너지인 지열 등이 있으나 주로 농산어촌 지역의 축열식 난방 수

요가 대부분을 차지해 왔다. 2008년 기준 약 92만 가구가 심야전기를

이용하고 있다. 이는 2000년대 들어 국제유가가 지속적으로 상승함에

따라 난방용 등유가 축열식 난방에 비해 경제성이 떨어졌기 때문이다.

결과적으로 잉여전력에 대한 수요 개발을 목적으로 도입되었던 심야전

기 제도는 심야시간대에 LNG 발전을 추가로 운전해야 하는 역전현상

을 초래하였다<그림 1>.

[그림 3-5] 심야전기 가격과 심야전기 소비 추세

출처: 조영탁, 김창섭, 2006

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 63

이에 따라 정부에서 심야전력제도 종합대책을 강구해 왔다. 즉 심야

전기요금은 원가 회수율이 일반용(100.8%)이나 주택용(95.8%)에 비해

매우 낮은 수준(62.9%)인데 2009년 하반기에 7.5% 정도 인상할 계획

이다.

심야전기를 이용해서 난방을 하는 것만큼 비효율적인 에너지 이용사

례도 없을 것이다. 우선 전기를 만들기 위해 투입되는 에너지량 대비

전기 생산량인 에너지 전환율은 평균 35%에 불과하고 가장 효율이 좋

은 경우에도 43% 정도이다. 반면에 1차에너지를 이용하여 직접 열에너

지를 생산할 경우 전환 효율은 컨덴싱보일러의 경우 최대 98%까지 가

능하다. 따라서 심야전기보일러와 같이 효율이 매우 낮은 전기를 이용

하여 난방용으로 이용하는 것만큼 어리석은 경우도 없을 것이다. 이미

심야전기에 대한 부하가 충분히 높기 때문에 굳이 축열식 보일러용으

로 이용하기 위해 심야전기 가격을 할인해 주기보다는 심야전기 가격

을 인상하여 바이오매스 보일러가 경쟁력을 갖도록 하자는 것이다. 심

야전기가격이 충분히 인상되지 않는다면 바이오매스 보일러의 상대적

경제성은 계속 떨어질 수밖에 없을 것이다.

지금까지 석탄과 석유에 대한 보조금 제도를 살펴보았는데, 실제로

본 연구에서 사용한 투입산출표에 따르면 2005년도를 기준으로 석탄에

대한 보조금은 240,153백만원이고, 석유에 대한 보조금은 0으로 나타

나며, 전력에 대한 보조금은 7백만원으로 나타나 실제 보조금 자료와는

상당한 차이가 있는 것으로 보인다. 따라서 시나리오1에서는 우선 석탄

에 대한 보조금을 폐지할 경우 이로 인해 추가로 발생하는 재원을 목

질계 바이오매스 에너지 생산을 위한 가격 보조금으로 투입하는 것으로

가정하여 미시 및 거시경제변수의 변화와 후생변화를 살펴보기로 한다.

64

다음으로 시나리오2에서는 석탄에 대한 보조금을 철폐하고, 이로 인

한 세수 증가분을 목질계 바이오매스에 대한 정부의 공공지출을 확대

할 경우 이로 인한 경제적, 환경적 영향을 분석하고자 한다. 이외에도

석탄이용에 따른 온실가스 발생에 대한 간접 탄소세인 생산 부과금

(product charge)2)을 부과하여 여기서 발생하는 재원을 목질계 바이오

매스 에너지 생산 보조금으로 전환함으로써 가격이 하락할 경우 경제적,

환경적 영향을 분석해 보았으나 기존의 두 가지 시나리오와 유의미한

차이가 없는 것으로 나타나 분석에서 세 번째 시나리오는 제외하였다.

이렇게 두 시나리오에 대한 후생변화를 비교함으로써 보다 효율적인

정책수단이 무엇인지 평가하고자 한다. 또한 이와 더불어 각각의 시나

리오별로 온실가스 감축량을 비교하여 온실가스 저감 수단의 측면에서

도 상호 비교하고자 한다.

3. 온실가스 배출 분석

본 CGE 모형은 모든 흐름이 가치(=수량×단위당 가격)에 의해 평가

되는 투입산출표에 기초하고 있으므로 실제의 수량 흐름과는 다르다.

온실가스 총배출량을 추계하기 위해서는 실제 배출원별 사용량 자료가

있어야 하겠지만 모형에서는 단위 가격을 정규화시킨 투입산출표에 의

2) 환경세는 크게 온실가스 등 오염 물질 한 단위당 부과되는 배출 부과금(emission charge), 오염 물질을 배출하는 생산물이나 중간 투입재에 부과되는 생산 부과금

(product charge), 그리고 오염 집중도에 따라 부과되는 부과금(ambient charge), 비순응 벌과금(non-compliance fee) 등이 있다. 현실적으로 가장 많은 환경세의 형태는

생산 부과금이다. 왜냐하면 다른 방식들은 매우 많은 정보를 필요로 하기 때문이다. 생산 부과금이 비교적 적은 정보 비용으로 운영되지만 그 실효성은 매우 미약한 것

으로 알려져 있다(Hanley et al, 1997).

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 65

한 수량 자료를 이용하기로 한다. 따라서 실제 배출원별 사용량과 모형

에서의 사용량 간에는 상당한 차이가 있을 수 있으나, 여기서 관심있는

것은 배출량이 목질계 바이오매스가 도입되면서 얼마나 감소했는지에

있기 때문에 결과적으로 큰 문제가 되지는 않는다.

우리나라의 온실가스 배출량은 1990년에 298백만 TCO2였다가 지속

적으로 증가해왔다. 다만 IMF 위기를 겪었던 1997년과 1998년에 감소

했다가 2005년 590백만 TCO2, 2006년 기준으로 599백만 TCO2로 증

가했다. 즉 지난 16년간 약 2배 가까이 온실가스 배출량이 늘어난 셈이

다. 이 가운데 에너지 부문이 차지하는 비중은 절대적이다. 1990년에

에너지 부문 배출량이 248백만TCO2였다가 2005년 498.5백만 TCO2,

2006년에는 505백만 TCO2로 늘어났다. 에너지 부문 배출량이 총배출

량에서 차지하는 비중은 1990년 83%에서 2005년과 2006년에 84%로

소폭 상승했다. 이 밖에 산업공정이 차지하는 비중은 2006년 기준으로

10.6%, 농업 2.5%, 폐기물이 2.6%였다.

247.7

372.1

434.6 438.5 489.0

498.5 505.4

19.9 47.1 58.9 58.3 68.5

64.8 63.7

298.1

453.2 530.0

531.0

590.4

594.4 599.5

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006

백만tCO2

에너지총배출량

산업공정

[그림 3-6] 연도별 온실가스 총배출량과 에너지 부문 배출량 비교

66

한편, 온실가스의 종류에는 CO2, CH4, N2O, HFCs, PFCs, SF6 등이

있으며, 88%이상이 이산화탄소가 차지하고 있다.

연도 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006CO2 466 482 503 512 518 525 532

CH4 28 28 28 27 27 25 25

N2O 14 14 14 17 20 18 16

HFCs 8 6 9 6 6 6 6

PFCs 2 2 2 2 3 3 3

SF6 12 19 16 17 16 17 18 계 531 550 571 583 590 594 600

<표 3-5> 온실가스 원별 연도별 배출량

(단위: TCO2)

이상의 6가지 온실가스에 대한 부문별 배출량은 다음과 같다. 2005

년의 경우 에너지 부문에서 배출되는 온실가스 배출량은 5억 TCO2이

고, 산업공정이 65백만 TCO2, 농축산이 16백만 TCO2, 임업은 -32백만

TCO2, 폐기물 15백만 TCO2이었다. 본 모형에서는 폐기물 부문이 따로

없기 때문에 산업공정 부문에 포함시키기로 한다.

연 도 2000년 2001년 2002년 2003년 2004년 2005년 2006년에너지 438 453 473 481 489 499 505 산업 공정 58 64 64 68 68 65 64 농업/축산 17 16 16 16 16 16 15 토지 이용/임업 -37 -35 -33 -34 -31 -32 -31 폐기물 17 18 17 17 16 15 15 총배출량 531 550 571 583 590 594 600 순배출량 494 516 538 549 559 562 568

<표 3-6> 연도별 부문별 온실가스 배출 추이

(단위: 백만TCO2)

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 67

에너지 공정을 다시 세분하면, 무연탄과 유연탄, 에너지유, LPG, 비

에너지유, 그리고 LNG가 있다. 본 모형에서는 무연탄과 유연탄을 합하

여 석탄, 에너지유, LPG, 비에너지유를 합하여 석유, 그리고 천연가스

로 통합하기로 한다. 따라서 2005년 기준으로 석탄은 211백만 TCO2,

석유는 209백만 TCO2, 그리고 천연가스는 71백만 TCO2를 배출하였다.

에너지부문 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006무연탄 12 15 16 18 17 19 21 유연탄 152 161 173 178 187 192 197 에너지유 178 176 174 172 160 156 151 LPG 20 21 22 21 21 22 22 비에너지유 25 25 27 28 29 30 32 LNG 44 49 54 57 66 71 75 합계 432 446 466 474 481 491 497

<표 3-7> 에너지 부문의 연도별 원별 온실가스 배출량

(단위: 백만 TCO2)

그런데, 에너지 부문을 석탄과 석유, LNG로 통합하는 과정에서 온실

가스 배출량 계산에서 누락된 부분이 존재하였다. 에너지 부문의 온실

가스 배출량은 원래 499백만 TCO2이지만, 에너지 부문내 원별 배출량

에 대해 합산하면 491백만 TCO2가 된다는 것이다. 이는 온실가스 인

벤토리 데이터에 오류가 있는 것으로 보이며, 향후 연구를 통해 보정해

야 할 것으로 보인다. 좌우간 본 모형에서 사용한 기준 배출량은 총배

출량 기준 586백만 TCO2이고, 순배출량 기준 554백만 TCO2이다.

68

에너지부문 석탄 211

　 석유 209

　 LNG 71

　 합계 491

산업공정 및 폐기물 　 80

농업/축산 　 16

토지이용/임업 　 -32

총배출량 　 586

순배출량 　 554

<표 3-8> 본 모형에서 적용한 온실가스 배출 기준값

(단위: TCO2)

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 69

4. 시뮬레이션 결과

가. 시나리오1: 석탄에 대한 보조금 철폐 및 목질계 바이오매스에 대한

보조금 신설

1) 미시경제변수에 미치는 영향

2005년 투입산출표에서 파악된 석탄에 대한 총보조금은 2,402억원으

로, 이를 삭감하고, 증가된 세수만큼 목질계 바이오매스가 포함된 임업

부문에 대한 보조금을 늘려줄 경우의 미시경제적 효과를 살펴보도록

한다. 우선 산업별 국내판매량(domestic sales), 총유입(absorption), 총

산출(output), 수출 및 무역부문의 변화를 살펴보면, 목질계 바이오매스

를 포함한 임업부문의 성장이 두드러진다. 반면 석탄을 비롯한 모든 타

산업부문은 대부분 감소하는 것으로 나타났다.

임업부문은 보조금 정책으로 인해 대부분의 변수들에 대해 증가세를

보였고, 다만 수입이 소폭 감소하는 것으로 나타났다. 이는 국산 목질

계 바이오매스에 대한 보조금 정책에 따라 수입 바이오매스, 즉 우드펠

렛이나 우드칩 등의 상대적 경제성이 악화되기 때문이다. 한편 석탄의

경우 국내판매량과 총산출은 6% 가까이 감소하고, 수출 또한 14% 감

소하는 반면에, 상대적으로 경제성이 개선되는 수입 석탄에 대한 수요

가 증가함을 알 수 있다. 따라서 총유입량은 소폭 감소한 -1.67%로 나

타났다.

기타 부문을 살펴보면, 전력부문의 산출 감소가 두드러진다. 석탄 부

문에 비해서는 소폭 감소한 것이지만, 농업이나 석유, 증기, 식품 산업

등에 비해서는 다소 많이 감소한 것을 알 수 있다. 이는 전력 부문의

석탄 사용 비중이 높기 때문이다.

70

Sector Domestic Sales Absorption Output Export Import

AGR -0.14 -0.15 -0.13 0 -0.23WOOD 3.99 2.94 4.14 10.72 -0.38COAL -5.84 -1.67 -5.87 -14.04 0.23OIL -0.21 -0.22 -0.2 -0.18 -0.23LNG -0.17 -0.27 -0.17 -0.02 -0.27MINE -0.27 -0.3 -0.27 -0.23 -0.31FOOD -0.17 -0.18 -0.16 -0.08 -0.23CLOTH -0.25 -0.25 -0.25 -0.25 -0.26PULP -0.19 -0.21 -0.16 0.06 -0.35CHEMICAL -0.23 -0.23 -0.22 -0.2 -0.25METAL -0.3 -0.29 -0.31 -0.36 -0.26MACHINE -0.26 -0.26 -0.26 -0.26 -0.27ELEC -0.33 -0.33 -0.33 -0.59 -0.15TOWNGAS -0.27 -0.27 -0.27 -0.25 -0.28STEAM -0.03 -0.03 -0.03 0.45 -0.36CONSTRUCT -0.3 -0.3 -0.3 -0.32 -0.29SALES -0.22 -0.23 -0.22 -0.18 -0.25TRANS -0.24 -0.24 -0.23 -0.21 -0.26COMM -0.22 -0.23 -0.22 -0.19 -0.25SERV -0.24 -0.24 -0.24 -0.23 -0.25

<표 3-9> 시나리오1: 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의

산출 및 무역 효과

(%)

다음으로 본원적 요소수요인 노동수요와 자본수요, 그리고 부가가치

와 중간재 투입수요를 살펴보면 다음과 같다. 우선 임업부문은 목질계

바이오매스에 대한 보조금 정책으로 전반적인 산출 수준이 증가하고,

이에 따라 본원적 요소수요도 증가하게 된다. 본원적 수요 증가는 생산

세를 포함한 부가가치를 당연히 증가시키게 된다. 반면에 임업부문의

중간재 투입수요는 소폭 감소하는 것으로 나타났다. 이는 임업 역시 중

간재로 석탄을 이용하며, 석탄에 대한 보조금 철폐에 따라 석탄가격이

상승하고, 이에 대해 석탄에 대한 수요를 줄임으로 인한 결과로 해석된다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 71

석탄의 경우 전반적인 산출 수준 하락에 따라 본원적 수요도 감소하는

데, 노동수요는 -5.87% 감소하나 자본수요는 변화가 없다. 이는 기준

균형해에서 석탄 부문의 경우 자본에 대한 수요가 없다는 사실에 기인

한다. 석탄의 중간재 투입수요는 -1.67%로 소폭 감소한다. 전력부문은

타 산업 가운데 노동과 자본수요가 가장 많이 감소하는 산업으로 분석

되었다. 반면에 중간재 투입수요에는 큰 변화가 없는 것으로 나타났다.

이는 석탄에 대한 중간재 투입수요를 감소시키고, 이를 대체하여 우드

펠렛이나 우드칩에 대한 수요를 증가시킨 때문으로 풀이된다.

Sector Labor demand

Capital demand Value-added Intermediate

demandAGR -0.52 -0.09 -0.34 -0.17WOOD 3.71 4.16 3.89 -0.04COAL -5.87 0 -5.71 -1.67OIL -0.53 -0.09 -0.35 -0.22LNG -0.59 -0.15 -0.41 -0.27MINE -0.57 -0.13 -0.39 -0.3FOOD -0.38 0.06 -0.2 -0.2CLOTH -0.4 0.03 -0.22 -0.25PULP -0.36 0.08 -0.18 -0.22CHEMICAL -0.45 -0.02 -0.28 -0.23METAL -0.56 -0.12 -0.38 -0.29MACHINE -0.45 -0.02 -0.27 -0.26ELEC -0.68 -0.24 -0.5 -0.26TOWNGAS -0.57 -0.14 -0.4 -0.28STEAM -0.36 0.07 -0.18 -0.18CONSTRUCT -0.43 0.01 -0.25 -0.25SALES -0.45 -0.01 -0.27 -0.24TRANS -0.44 0 -0.26 -0.25COMM -0.49 -0.05 -0.31 -0.23SERV -0.44 0 -0.26 -0.25

<표 3-10> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의 요소수요 및

중간재 투입 효과

(%)

72

임업부문의 경우 정부 수요가 6.5% 증가하고, 공공 서비스 부문 수

요가 소폭 감소하는 것으로 나타난다. 정부 수요는 기준 균형해에서 임

업과 서비스 부문만 나타나기 때문에 타 부문에 대한 영향은 없는 것

으로 나타난다. 생산세(output tax)는 석탄의 경우 6.6%가 증가하고, 임

업의 경우 4.26% 감소하게 된다. 이는 석탄에 대한 보조금 감소가 생

산세의 증가로 나타나고, 임업에 대한 보조금 정책이 생산세 감면효과

로 나타나기 때문이다. 다른 부문들의 경우 산출 감소에 따라 생산세가

모두 감소하는 것으로 나타났다. 한편 수입관세는 석탄을 제외하고, 수

입수요가 있는 경우라면 모두 감소하는 것으로 나타났다. 이는 석탄에

대한 수입수요만이 증가하기 때문이다.

전반적인 산출 감소에 따라 산출액에 비례하는 보조금 규모도 대부

분의 산업에서 감소하였다. 또한 임업부문의 경우 기준 균형해에서 보

조금이 없기 때문에 변화율이 나타나지 않는다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 73

Sector Government demand Output taxes Import taxes Subsidy

AGR - -0.31 -0.23 -0.31WOOD 6.5 -4.26 -0.38 -COAL - 6.6 0.23 -100OIL - -0.24 -0.23 -LNG - -0.37 -0.27 -MINE - -0.34 -0.31 -0.34FOOD - -0.28 -0.23 -0.28CLOTH - -0.26 -0.26 -0.26PULP - -0.47 -0.35 -0.47CHEMICAL - -0.25 -0.25 -0.25METAL - -0.24 -0.26 -0.24MACHINE - -0.26 -0.27 -0.26ELEC - 0.03 - 0.03TOWNGAS - -0.29 - -STEAM - -0.69 - -0.69CONSTRUCT - -0.27 - -0.27SALES - -0.27 - -0.27TRANS - -0.26 - -0.26COMM - -0.28 - -0.28SERV -0.24 -0.26 -0.25 -0.26

<표 3-11> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 보조금 정책의 정부부문에 미치는 효과

(%)

2) 거시경제 및 온실가스 배출량 변화

시나리오1에 의한 거시경제변수 변화를 우선 살펴보면, 국내총생산

은 0.26%가 감소하고, 후생수준은 1조6백억원 감소한다. 온실가스 배

출량 변화를 살펴보기 위해서는 원래 기준균형해(benchmark solution)

에서 각 발생원별 온실가스 배출량을 내생적으로 결정해야 한다. 그러

나 여기서는 2005년도 우리나라 투입산출표를 이용하고 있기 때문에

온실가스 배출량을 정확하게 산출할 수 없다. 따라서 2005년 에너지원

74

별 온실가스 배출량에 기초하여, 시나리오1에서 도출된 에너지원별 산

출량 변화를 곱하여 원별 배출량 변화를 분석하기로 한다.

시나리오1에 의하면 석탄에 의한 온실가스 배출량이 12.4백만 TCO2

감소되고, 석유에 의해서는 0.42백만 TCO2, LNG는 0.12백만 TCO2가

저감되어, 에너지 부문에서 총 12.92백만 TCO2가 저감된다. 또한 산업

공정 및 폐기물 부문에서 0.18백만 TCO2, 농업 및 축산에서 0.02백만

TCO2가 저감되며, 목질계 바이오매스를 포함한 임업 부문이 1.32백만

TCO2가 저감된다. 총배출 저감량은 13.13백만 TCO2이고, 국내총생산

감소액이 2.22조원임을 감안할 때, 1톤의 이산화탄소를 저감하는 데에

드는 저감비용이 약17만원이 된다. 또한 후생손실 기준으로는 톤당 약

8만원이다.

구 분온실가스

배출량

온실가스

배출변화

에너지부문 석탄 211.00 -12.39 　 석유 208.62 -0.42 　 LNG 70.95 -0.12 　 합계 490.57 -12.92 산업 공정 및 폐기물 79.76 -0.18

농업/축산 16.12 -0.02토지이용/임업 -31.96 -1.32 총배출량 586.44 -13.13 GDP감소액(조원) 2.22 GDP 대비 온실가스저감비용(원/TCO2) 168,700원후생손실(조원) -1.06

후생손실대비 온실가스저감비용(원/TCO2) 80,680

<표 3-12> 시나리오1의 온실가스 배출 저감량과 저감 비용

(단위: 백만 TCO2)

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 75

나. 시나리오2: 석탄에 대한 보조금 철폐 및 목질계 바이오매스에 대한

공공부문 수요 확대

1) 미시경제변수에 미치는 영향

석탄에 대한 보조금인 2,402억원을 삭감하고, 이를 목질계 바이오매

스를 포함하는 임업부문에 대한 공공지출을 증가시킬 경우 미시경제적

효과를 살펴보도록 한다. 우선 국내판매량과 총유입, 산출량, 수출수요

및 수입수요에 대한 영향을 살펴보면, 전반적으로 시나리오1에 비해 임

업부문에 대한 수요가 더 크다는 것을 알 수 있다. 이는 가격 보조보다

직접적인 공공수요 확대가 해당 산업에는 영향을 더 확실하게 미친다

는 것을 보여준다.

또한 석탄의 경우 시나리오1보다 전반적인 수준이 더 감소하고 있음

을 보여준다. 이는 석탄에 대한 목질계 바이오매스 대체가 더 크게 나

타남을 보여준다. 또한 시나리오1과 달리 공공 지출이 확대됨에 따라

수입수요도 상당히 증가하는 것으로 나타나는데, 이는 보조금을 통해

목질계 바이오매스의 경제성을 확보하는 정책이 국산 바이오매스 시장

확보 차원에서는 더 우수한 전략임을 보여주는 것이다.

한편 농업, 광업, 에너지 부문, 제조업 및 서비스 부문 전반에 걸쳐

시나리오1보다 감소율이 더 높게 나타났다. 이 역시 가격보조 정책이

타 산업에 대한 부정적인 영향을 줄인다는 것을 보여주는 것이다.

76

Sector Domestic Sales Absorption Output Export Import

AGR -0.29 -0.3 -0.29 -0.11 -0.41WOOD 5.96 5.92 5.97 6.22 5.78COAL -6.02 -1.84 -6.05 -14.21 0.05OIL -0.37 -0.38 -0.35 -0.32 -0.4LNG -0.26 -0.43 -0.26 -0.01 -0.44MINE -0.46 -0.5 -0.46 -0.37 -0.52FOOD -0.34 -0.34 -0.33 -0.24 -0.4CLOTH -0.43 -0.43 -0.43 -0.43 -0.43PULP -0.4 -0.41 -0.4 -0.38 -0.42CHEMICAL -0.39 -0.4 -0.38 -0.34 -0.42METAL -0.51 -0.5 -0.51 -0.54 -0.48MACHINE -0.46 -0.46 -0.44 -0.42 -0.48ELEC -0.5 -0.5 -0.5 -0.75 -0.32TOWNGAS -0.43 -0.43 -0.43 -0.4 -0.46STEAM -0.39 -0.39 -0.39 -0.37 -0.41CONSTRUCT -0.59 -0.59 -0.59 -0.61 -0.57SALES -0.39 -0.39 -0.38 -0.33 -0.43TRANS -0.4 -0.41 -0.39 -0.35 -0.43COMM -0.36 -0.37 -0.36 -0.29 -0.41SERV -0.36 -0.36 -0.36 -0.33 -0.38

<표 3-13> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공 수요 확대정책이 산출

및 무역에 미치는 효과

(%)

임업부문에 대한 전반적인 산출 수준 증가에 따라 노동과 자본수요

도 함께 증가하는데, 이 역시 시나리오1에 비해 더 큰 폭으로 증가하였

다. 석탄에 대한 노동 및 자본수요, 부가가치도 더 큰 폭으로 하락하였

다. 타 부문의 본원적 수요와 중간재 투입수요, 부가가치도 대체로 감

소하였고, 의류와 서비스 부문만 자본수요가 변화가 없는 것으로 나타

났다. 이들 부문의 경우 석탄 수요와는 거의 관련이 없기 때문으로 보

인다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 77

SectorLabor

demandCapitaldemand

Value-addedIntermediate

demandAGR -0.93 -0.21 -0.64 -0.33WOOD 5.24 6.01 5.55 -0.19COAL -6.05 -0.17 -5.78 -1.84OIL -0.9 -0.24 -0.61 -0.38LNG -0.96 -0.22 -0.67 -0.43MINE -0.94 0.03 -0.66 -0.5FOOD -0.69 0.05 -0.4 -0.35CLOTH -0.68 0 -0.39 -0.42PULP -0.72 -0.05 -0.44 -0.41CHEMICAL -0.77 -0.21 -0.48 -0.4METAL -0.93 -0.04 -0.64 -0.5MACHINE -0.76 -0.35 -0.48 -0.44ELEC -1.07 -0.22 -0.78 -0.42TOWNGAS -0.94 -0.22 -0.66 -0.45STEAM -0.94 -0.08 -0.65 -0.38CONSTRUCT -0.8 -0.04 -0.51 -0.38SALES -0.76 -0.01 -0.47 -0.4TRANS -0.73 -0.08 -0.44 -0.41COMM -0.8 0.04 -0.51 -0.38SERV -0.68 0 -0.39 -0.4

<표 3-14> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공수요 확대정책이 요소수요 및

중간재 투입수요에 미치는 효과

(%)

목질계 바이오매스에 대한 공공지출 확대에 따라 임업 부문에 대한

정부 수요도 20% 가까이 증가하는 반면, 공공 서비스 수요는 -0.15%

로 소폭 감소하였다. 또한 생산세의 경우 임업부문의 산출 증가에 따라

5.6%가 증가하였고, 석탄의 경우 보조금 삭감이 생산세 증가 형태로

나타남을 알 수 있다. 이 밖의 산업들은 대부분 산출 감소에 따라 생산

세도 감소하였다. 수입관세의 경우 임업의 수입 수요 증가에 따라 수입

관세도 늘어나고, 석탄의 수입수요 증가에 따라 석탄의 수입관세도 소폭

증가하였다. 반면에 타 부문들의 수입관세는 대부분 수입수요 감소에

따라 감소하였다. 보조금도 산출 수준에 비례하므로 대부분 감소하였다.

78

Sector Governmentdemand

Outputtaxes

Import taxes Subsidy

AGR - -0.52 -0.41 -0.52WOOD 19.92 5.62 5.78 -COAL - 6.43 0.05 -100OIL - -0.4 -0.4 -LNG - -0.61 -0.44 -MINE - -0.58 -0.52 -0.58FOOD - -0.45 -0.4 -0.45CLOTH - -0.43 -0.43 -0.43PULP - -0.44 -0.42 -0.44CHEMICAL - -0.43 -0.42 -0.43METAL - -0.47 -0.48 -0.47MACHINE - -0.47 -0.48 -0.47ELEC - -0.15 - -0.15TOWNGAS - -0.48 - -STEAM - -0.42 - -0.42CONSTRUCT - -0.56 - -0.56SALES - -0.45 - -0.45TRANS - -0.43 - -0.43COMM - -0.46 - -0.46SERV -0.15 -0.39 -0.38 -0.39

<표 3-15> 석탄 보조금 철폐 및 바이오매스 공공수요 확대정책이 요소수요

및 중간재 투입수요에 미치는 효과

(%)

2) 거시경제변수 및 온실가스 배출량 변화

시나리오2에 의한 국내총생산은 0.44% 줄어들어, 시나리오1에 비해

더 크게 감소하고, 후생수준도 1조 8천4백억원 감소하여 시나리오1보

다 후생손실이 더 크게 나타난다. 이는 정부가 직접 바이오매스 수요를

창출하기보다는 보조금 지급을 통해 간접적으로 수요를 창출하는 것이

거시경제적 측면에서 더 우월한 정책임을 보여주는 것이다.

제3장 CGE 모형의 구축 및 운용 79

한편 온실가스 저감량을 살펴보면, 석탄에 의한 온실가스 배출량은

12.77백만 TCO2가 감소하고, 석유가 0.73백만 TCO2, 천연가스 0.18백

만 TCO2가 저감되어 에너지 부문에서 13.68백만 TCO2가 저감된다. 또

한 산업공정과 폐기물 부문에서 0.34백만 TCO2, 농업 및 축산에서

0.05백만 TCO2, 목질계 바이오매스를 포함한 임업이 1.91백만T CO2가

저감되어 총 14.06백만 TCO2가 저감된다. 시나리오1에 비해 약1백만

TCO2가 더 저감될 수 있다. 또한 GDP 감소액인 3.75조원에 대해 단위당

저감비용을 계산하면 이산화탄소 톤당 27만원이 들고, 후생손실 대비

로는 톤당 13만원이 소요된다. 즉 이산화탄소 저감을 위한 비용효과성

측면에서는 시나리오1이 시나리오2보다 우수한 정책임을 알 수 있다.

구 분온실가스

배출량시나리오2

에너지부문 석탄 211.00 -12.77

　 석유 208.62 -0.73

　 LNG 70.95 -0.18

　 합계 490.57 -13.68

산업공정 및 폐기물 79.76 -0.34

농업/축산 16.12 -0.05

토지이용/임업 -31.96 -1.91

총배출량 586.44 -14.06

GDP감소액(조원) -3.75

GDP대비 온실가스 저감비용(원/TCO2) -266,500

후생손실(조원) -1.84

후생손실 대비 온실가스저감비용(원/TCO2) 130,890

<표 3-16> 시나리오2에서의 온실가스 저감량과 저감비용

(단위: 백만 TCO2)

80

제4장 결 론

1. 연구결과 요약

우리나라는 최근 기후변화 문제를 인식하고 접근하는 방법에 있어서

그 궤를 완전히 탈바꿈하는 정책으로 전환하였다. 즉 기존에는 가급적

이면 온실가스 감축 문제에 관한 한 유보적인 입장을 취하면서 개발도

상국들과 함께 취급받기를 원해 온 것이 주요 외교 전략 가운데 하나

였다. 그러나 ‘저탄소 녹색성장’ 전략을 국가 전략으로 내세우면서 온

실가스 감축 문제에 대해 적극적인 입장으로 전환하였다.

기존의 사고방식과 전략을 갑자기 수정하게 되면, 이와 관련된 세부

적인 정책 수단들도 같이 바뀌어야 하지만 많은 이해집단들의 로비로

인해 전면적인 개혁이 어려운 것이다. 그 가장 대표적인 사례가 석탄과

면세유 제도 그리고 심야전기할인제도이다. 다행히 최근의 정부 정책이

이 세 가지 화석연료 보조금 제도를 점진적으로 폐지하는 방향으로 가

닥이 잡히고 있으나, 전술했듯이 기득권 세력의 저항이 만만치 않을 것

으로 보인다. 더욱이 경제성장과 저소득층 에너지 복지 차원과 같은 대

의를 내세우면서 이들 보조금 제도가 쉽사리 폐지되기는 어려울 것으

로 판단된다.

본 연구에서는 그럼에도 불구하고 정책 전환의 취지를 살린다는 점

에서 대표적인 화석연료 보조금 제도인 석탄에 대한 보조금 제도를 폐

지하고, 여기에서 발생하는 세원을 친환경 연료이면서 석탄과 기술적

제4장 결 론 81

대체율이 우수한 목질계 바이오매스 보급을 확대하는 데에 이용할 경

우 경제, 환경적 파급효과가 어떻게 될 것인지를 연산가능 일반균형모

형을 이용하여 분석해 보았다. 특히 구체적인 정책 수단으로 목질계 바

이오매스에 대한 가격보조와 정부의 공공지출 확대를 선정하고, 이들

정책이 시행되었을 때 산업 생산과 소비, 요소수요, 정부와 무역 부문

등 미시적인 영향과 국내총생산 및 후생변화와 같은 거시경제적 영향,

그리고 온실가스 감축량과 단위당 온실가스 저감비용과 같은 환경적

측면의 영향을 살펴보았다.

우선 석탄에 대한 연간 보조금 2천4백억원을 삭감하고, 이를 목질계

바이오매스 생산에 대한 가격 보조금으로 전환할 경우, 목질계 바이오

매스를 포함하는 임업부문 산출 수준은 4.14% 증가하고, 수출은 10%

증가하는 반면, 석탄산업은 산출이 5.87% 감소하고, 수출 또한 14%가

감소하는 것으로 분석되었다. 대부분의 산업들도 간접적인 영향을 받기

는 하지만 전력부문을 제외하고는 생산량이 소폭 감소하였다. 이러한

산출 수준 변화에 따라 본원적 수요도 같은 방향으로 변하는 것을 확

인하였고, 대체로 자본수요보다는 노동수요가 더 큰 영향을 받는 것으

로 나타났다. 한편 거시경제변수의 경우 국내총생산이 0.26% 감소하

고, 후생수준은 1조6백억원 감소되는 것으로 나타났다. 또한 온실가스

저감량은 13.13백만 TCO2이고, 국내총생산 손실 대비 톤당 이산화탄소

저감비용은 17만 원, 후생손실 기준으로 톤당 8만원으로 분석되었다.

다음으로 석탄 보조금을 철폐하고, 이를 목질계 바이오매스에 대한

공공지출 확대 재원으로 이용할 경우, 목질계 바이오매스를 포함하는

임업부문 산출량이 시나리오1보다 더 크게 증가한 5.97%로 나타났고,

석탄에 대한 산출량은 6.05% 감소하였다. 여기에서 시나리오1과 두드

82

러지는 차이점은 목질계 바이오매스에 대한 수입수요가 시나리오1에

비해 크게 증가한 5.78%에 달한다는 점이다. 따라서 국산 바이오매스

보급 확대 정책을 주요 정책 목표 가운데 하나로 설정한 경우라면 공

공지출 확대보다는 가격 보조 정책이 더 우월하다고 하겠다.

목질계 바이오매스 산출 증가에 따라 관련된 본원적 수요도 함께 증

가하고, 석탄과 기타 산업들의 경우 대체로 요소수요는 감소하는 것으

로 나타났다. 한편 거시경제변수의 변화를 살펴보면, 국내총생산은

0.44% 감소하고, 후생수준은 1조8천억원 감소되어 시나리오1에 비해

더 크게 감소한 것을 알 수 있다. 반면 온실가스 저감량은 14.06백만

TCO2로 시나리오1보다 더 많이 저감된 것을 알 수 있다. 또한 국내총

생산 손실 대비 단위톤당 저감 비용은 27만원이고, 후생손실 대비로는

13만원으로 나타나, 시나리오1보다 약 1.6배 더 비싸게 드는 것으로 나

타났다.

2. 정책적 함의

지난 2008년 8월 15일 광복절 경축사를 통해 현 정권은 ‘성장’과 ‘환

경보존’이라는 두 가지 상충된 정책 목표를 ‘녹색 성장’이라는 통섭적

인 개념으로 전환하였다. 이러한 정책 패러다임의 전환이라는 맥락에서

본 연구의 대상인 목질계 바이오매스는 가장 비용효과적인 친환경연료

이며, 재생가능하고, 온실가스 저감 수단의 역할을 수행할 것으로 기대

된다. 한편 정부는 석탄과 석유에 관련되는 각종 보조금 제도를 점진적

으로 줄여나가고, 탄소세나 환경세를 신설할 것을 검토하고 있는 것으

로 보인다. 이러한 시대적 전환기에서 석탄이나 석유에 대한 보조금을

제4장 결 론 83

감소시키고, 이로부터 발생하는 예산 절감액을 녹색에너지로서의 목질

계 바이오매스 보급 활성화를 위한 재원으로 활용함으로 예상되는 미·

거시적 경제변수의 변화, 그리고 온실가스 발생량 변화를 연산가능 일

반균형모형을 이용하여 정량화함은 매우 시의적절하다 하겠다.

본 연구에서는 이와 더불어 화석연료에 대한 보조금 제도를 사회적

약자에 대한 에너지 복지 차원에서 존속시키기보다는 이를 폐지하고

여기서 발생하는 세원을 목질계 바이오매스에 대한 보조금으로 전환하

는 경우와 공공지출을 확대할 경우에 미시ㆍ거시 경제변수의 변화와

후생변화를 정량화하여 상호 비교하는 분석을 수행하였다. 그 결과 앞

서 밝혔듯이 목질계 바이오매스에 대한 가격 보조 정책이 직접적인 공

공지출 확대정책보다 우수한 것으로 평가되었다. 즉 가격 보조금 제도

가 온실가스 저감 측면에서 더 비용효과적이고, 국내총생산 및 후생수

준에 미치는 부정적인 효과도 더 적게 나타났다.

물론 직접적인 공공지출 확대 정책이 목질계 바이오매스에 대한 산

출량 증가에는 더 많은 기여를 하겠지만 일반균형균형적 관점에서 타

산업들을 모두 고려하여 평가해 보면 가격보조를 통해 친환경연료를

보급하고, 석탄과 같은 탄소 집약적 연료에 대한 지원을 삭감하는 것이

더 우월한 정책이라는 것이다. 여기에서 석탄에 대한 지원이 저소득층

의 ‘에너지 복지’ 차원이기 때문에 그 필요성을 주장할 수 있으나 이러

한 형평성의 문제는 배제하고, 자원배분의 효율 문제에 집중하고 있기

때문에 형평성에 대한 고려는 다른 차원이 접근이 필요할 것이다.

84

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안 지 운

現 에너지경제연구원 책임연구원

<주요 저서 및 논문> 『친환경연료의 경제성 예측』, 한국환경정책평가연구원, 2008 『수소에너지 시스템의 비시장요소 가치 산정』, 에너지경제연구원,

2008배 정 환

現 전남대학교 경제학부 교수

<주요저서 및 논문> 『탄소세부과가 소규모 지역경제에 미치는 영향 연구』, 에너지

경제연구, 제4권 제2호, 2005 『수소경제이행에 따른 경제적 파급효과 분석』, 에너지경제연구원,

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기본연구보고서 2009-15

바이오에너지 산업 육성을 통한 FTA 대응전략 연구:- 목질계 바이오매스 보급 확대의 온실가스 저감가치 추정 -

2009년 12월 29일 인쇄

2009년 12월 30일 발행

저 자 안 지 운

발행인 방 기 열

발행처 에너지경제연구원

- 경기도 의왕시 내손동 665-1

전화: (031)420-2114(代) 팩시밀리: (031)422-4958

등 록 1992년 12월 7일 제7호

인 쇄 상문상사

ⓒ 에너지경제연구원 2009 ISBN 978-89-5504-250-4 93320

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바이오에너지산업육성을통한FTA대응전략연구: 목질계바이오매스보급확대의온실가스저감가치추정

한·중경제협력의중장기전략개발

기본연구보고서09-15

안지운

바이오에너지산업육성을통한

대응전략연구:

목질계바이오매스보급확대의온실가스저감가치추정

기본

09┃

15

FTA