목표관리제 시행에 따른 온실가스 감축효율성에 대한 실증연구

2014년에 발간된 제5차 IPCC 평가보고서에 따르면 지구 기후시스템에 대한 인류의 영향은 명백하며 최근 기후변화 추세는 역으로 인류에게 부정적인 영향을 끼치고 있음을 경고하였다(IPCC AR(5), 2014). 기후변화의 원인이 되는 지구온난화현상은 대기 중 이산화탄소 농도 증가에 의해서 비롯되는데 동 보고서는 최근의 온실가스배출이 역사상 가장 높은 수준임을 언급하며 기후변화의 심각성을 지적하였다(IPCC AR(5), 2014). 또한 UNFCCC에서 2015년에 발간한 자발적 국가기여공약(INDC: Intended Nationally Determined Contributions)에 대한 종합보고서에 따르면 각국이 INDC를 달성한다고 하더라도 전 지구적인 온실가스배출 수준은 계속 증가할 것으로 예상하였다(UNFCCC, 2015). 이렇듯 온실가스 배출증가에 따른 기후변화 현상은 인류가 해결해야 중대한 과제로 받아들여지고 있다. 이런 측면에서 2015년 파리협정 타결은 기후변화문제를 해결해야 한다는 전 세계적인 공감대에서 비롯됐다고 볼 수 있다. 두 번째로 온실가스 및 이산화탄소 배출에 대한 효율성을 분석한 연구들이다. Herrala and Goel (2012)는 전 세계 170개국의 1997년과 2007년의 이산화탄소 배출량을 이용하여 이산화탄소 배출효율성을 추정하였다. Herrala and Goel (2012)는 각국의 GDP, 국토면적, 인구수 등이 이산화탄소배출에 어떤 영향을 미치는지를 계량적 방법으로 추정한 후 이산화탄소 효율성을 구축하여 분석을 실시하였다. 구체적으로 아프리카 지역이 가장 높은 이산화탄소 배출효율을 보인 반면 중국이 가장 낮은 이산화탄소 배출효율을 보인다고 결론지었다. Shortall and Barnes (2013)은 스코틀랜드 낙농업자들의 자료를 이용하여 에코효율성을 제시하였는데 환경에 영향을 미치는 요소로 온실가스를 고려하였고 기술적 효율성(technical efficiency)12)이 높을수록 온실가스의 배출효율도 높다는 것을 보였다. 본 연구에서 제시하는 온실가스감축효율성의 이해를 위해 크게 세 가지 주제의 기존 연구들을 살펴볼 볼 필요가 있다. 첫 번째는 생산과정에서 필연적으로 발생되는 오염물질 또는 비소망재(undesirable goods)의 생산(또는 배출) 효율을 다루는 연구들이고 두 번째는 비소망재 중에서도 온실가스 또는 이산화탄소의 배출효율을 분석한 연구들이다. 마지막으로 온실가스감축효율성의 정의 및 추정을 위해 본 연구에서 각각 차용하고 있는 거리함수 및 확률변경분석에 기반을 둔 효율성 분석연구들이다. 통상적으로 아래에서 살펴볼 기존 연구들은 (배출)효율성에 관한 다양한 개념들을 제시하고 있는데 기본적으로 비소망재를 적게 생산 또는 배출하는 국가 또는 업체일수록 관련 효율성수준을 높게 평가한다. 첫 번째로 오염물질 또는 비소망재의 생산(또는 배출)을 고려한 효율성 연구들이다. 우선 대표적으로 Färe et al.(2005)의 연구를 들 수 있다. Färe et al.(2005)는 미국 209개의 발전소 자료를 이용하여 발전량과 부산물로 발생되는 오염물질인 이산화황(SO2)을 고려하여 각 발전소의 기술적 효율성을 측정하였다. Färe et al.(2005)의 특징은 오염물질인 비소망재와 일반적인 생산물인 소망재(desirable goods)를 구분하여 두 가지의 산출물을 동시에 고려한 상태에서 기술적 효율성을 정의하였다는 점이다. 구체적으로 Färe et al.(2005)는 비소망재를 줄이면서 동시에 소망재를 늘리는 개념의 효율성을 제시하였으며 이후 다수의 논문이 Färe et al.(2005)의 효율성 개념을 차용하여 논의를 진행하였다(Wang et al, 2013; 신영철, 2013). 마지막으로 본 연구에서 제시하는 온실가스감축효율성의 이론적 기반을 제공하는 거리함수(Distance Function) 및 추정기법으로 차용된 확률변경분석(Stochastic Frontier Analysisd)에 대한 기존연구를 살펴볼 필요가 있다. 생산이론에 기반을 둔 거리함수의 개념은 효율성분석에 널리 응용되어왔다. Shephard (1969)는 거리함수의 정의 및 성질 등 이론적 기반을 제공하였고 구체적인 투입거리함수(input distance function) 및 산출거리함수(output distance function)의 개념을 소개하였다. 특별히 투입거리함수의 개념은 에너지효율분석에 자주 응용되어 왔다. Zhou et al. (2012)는 OECD국가의 에너지효율을 투입거리함수의 개념을 통해 추정하였고 비모수적인 방법론과의 비교분석을 시도하였다. Lee and Zhang (2012)도 투입거리함수를 추정함으로써 이산화탄소의 감축가격(shadow price)을 제시하였고 Lin and Long(2015)는 중국 석유화학산업의 에너지효율을 지역별로 추정·분석하였다. 한편 거리함수 추정을 위해 전환된 식의 형태는 일반적인 확률변경함수(stochastic frontier function)의 식과 같다. 따라서 거리함수에 대한 추정방법은 확률변경함수의 일반적 추정방법과 동일하다고 볼 수 있다. 본 연구는 251개 기업의 2011~2015년 자료를 이용하였기 때문에 패널자료를 다루는 확률변경함수에 대한 기존 연구를 살펴볼 필요가 있다. 먼저 Schmidt and Sickels (1984)는 상수항에 비효율항이 포함되었다고 가정한 고정효과모형(Fixed-Effect Model)을 고려하였는데 비효율항에 특정 분포를 가정하지 않은 모형(Distribution-free model)을 제안하였다. 한편 비효율항에 확률분포를 가정하여 패널자료의 확률변경분석을 시도한 연구는 다수 존재한다(Battese and Coelli, 1992; Cornwell et al., 1990; Lee and Schmidt, 1993; Kumbhakar, 1990). 관련 대부분의 연구에서 비효율항에 확률분포를 부여한 후 비효율성이 시간에 따라 변화한다고 가정하였다. 한편 배출권거래제도는 우리나라 중기감축목표 달성을 위한 주요 정책수단으로 ‘저탄소 녹색성장 기본법’ 근거하여 제정되었으며 2015년 1월 1일부터 본격 시행중이다. 기본적으로 배출권거래제는 배출권의 시장거래를 바탕으로 업체 간 기술 및 여건의 상이성에 따른 감축비용의 차이를 이용해 비용효과적으로 감축을 유도하는 제도로 알려져 있다(임재규 2012). 제 1차 배출권거래제 계획기간(2015~2017) 동안 할당된 배출량 수량은 약 16억 8,700만 톤이며 할당대상 업체는 최근 3년 배출량 평균이 125,000tCO2 이상 업체 또는 25,000 tCO2 사업장을 포함한다(환경부, 2014). 2015년 10월 현재 배출권거래제 참여 업체의 수는 525개이다(KEI 포커스, 2015).