LMDI 요인분해분석을 활용한 우리나라 산업부문의 에너지 소비 및 온실가스 배출 변화 요인 분석 doc_id CNTS-00118881726_1

에너지소비가 급등하고 급락하는 추세는 여러 요인이 복합적으로 작용하여 발생하지만, 우리나라의 경우는 산업구조와 깊은 관련을 갖는다. 성장측면에서 산업부문은 경제성장과 수출에서 중요한 역할을 담당하며, 생산이 증가하면 부가가치가 증가하게 되고, 이 과정에서 노동을 필요로 하므로 고용의 기회를 창출하게 된다. 에너지소비측면에서 보면 산업부문은 우리나라 최종에너지 소비의 60% 이상을 차지하며, 에너지소비의 증가를 주도하고 온실가스 배출을 유발하는 부정적 측면을 갖는다. 이에 본 연구에서는 요인분해분석(decomposition analysis)을 이용하여 우리나라 산업부문의 에너지소비와 온실가스 배출의 변화를 요인별로 분석하고 에너지소비를 증가시킨 원인을 파악한다. Greening et al.(2007)에 따르면 요인분해방법은 한 나라의 에너지 소비에 영향을 주는 요소들의 근원을 규명하거나, 에너지수요부문의 효율을 파악할 때에 자주 이용된다. 요인분해는 총에너지의 변화를 생산효과, 구조효과, 에너지원단위효과로 나누어서 전체 변화에 대한 각 효과의 기여정도를 계산한다. 에너지소비의 변화에 대한 요인분해를 할 때에 사용하는 지수분석방법으로는 Laspeyres Index 방법과 Divisia Index 방법이 있다. Laspeyres Index 방법은 특정요인의 변화를 분석하기 위해서 다른 요인들을 기준연도에 고정하며, 에너지효율의 변화는 시간의 변화에 따른 증가율의 변화로 측정한다. Divisia Index 방법은 두 시점 간의 에너지소비량 변화를 분해한다. 에너지효율의 변화 형태에 산술 평균을 이용하는 Arithmatic Mean Divisia Index(AMDI)는 큰 잔차를 갖지만, Log Mean Divisia Index(LMDI)는 잔차를 갖지 않는다. Divisia Index 방법에는 두 시점간의 에너지소비 변화량을 분해하는 가법적(additive) 요인분해와 두 시점간의 에너지소비 변화율을 분해하는 승법적(multiplicative) 요인분해가 있다. Ang(2004)은 요인분해의 분석결과에서 설명되지 않은 잔차가 없는 LMDI 방법이 산업부문의 에너지소비에 대한 요인분해에 가장 적합하다고 제안하였다. 에너지를 대상으로 요인분해를 실시한 선행연구로서는 Ang(2004), Oh et al.(2010) 등이 있다. Ang(2005)은 승법적 LMDI와 가법적 LMDI를 이용하여 1990∼2000년의 캐나다 산업부문의 에너지 소비 변화를 분해하였다. 이 연구는 산업부문의 에너지소비 변화는 3가지 요인으로, CO2 배출량 변화는 5가지 요인으로 분해하였다. 분석결론에 따르면 캐나다 산업부문의 에너지소비 증가는 주로 산업활동효과에 기인한다. 구조효과와 에너지원단위효과는 에너지 효율을 높였고, 이는 에너지 소비량을 감소시켰다. Oh et al.(2010)은 가법적 LMDI 방법을 이용하여 1990∼2005년의 우리나라 온실가스 배출량에 대한 요인분해를 하였다. 분석대상은 가정, 수송 등의 11개 부문이며, 요인은 연료믹스, 에너지원단위, 구조변화, 경제성장효과로 구분하였다. 분석결과에 따르면 4가지 요인들 중에서 경제성장효과는 온실가스 배출을 증가시키는 가장 큰 요인이고, 연료믹스효과와 에너지원단위효과는 온실 가스의 배출을 감소시켰다. 우리나라 산업부분의 에너지소비를 대상으로 요인분해를 실시한 연구들 중에서 LMDI 방법을 적용한 것은 진상현·황인창(2009), 임재규·김종익(2014), 박성준·김진수(2014) 등이다. 진상현·황인창(2009)은 1990∼2006년을 대상으로 우리나라 16개 지방자치단체의 에너지소비에 LMDI 방법을 적용하여 소비 특성을 요인분해하였다. 에너지소비 변화의 요인으로는 에너지원단위효과, 1인당 생산효과, 인구효과를 설정하였다. 분석결과에 따르면, 광역시의 경우에 외환위기 이전에는 생산효과로 에너지소비가 증가하였지만, 이후에는 에너지원 단위효과가 커지면서 생산 증가에 의한 에너지소비의 증가 중의 일부는 상쇄되었다. 도(道)지역을 살펴보면 외환위기 이전에는 에너지원단위효과가 생산 효과와 같은 규모로 에너지소비를 증가시켰지만, 외환위기 이후에는 에너지원 단위효과가 생산효과에 의한 에너지소비 증가를 소폭 상쇄하였다. 임재규·김종익(2014)은 1990∼2011년을 대상으로 제조업의 전력소비 및 에너지소비 변화의 요인을 분석하였다. 분석결과에 따르면 제조업에서 에너지소비 증가의 요인은 생산효과와 원단위효과이며, 에너지소비를 감소시키는 요인은 구조효과였다. 제조업의 전력소비 변화를 분석한 결과에 따르면, 에너지소비의 증감요인처럼 생산효과와 원단위효과는 전력소비를 증가시키는 요인이지만, 구조효과는 전력소비를 감소시키는 요인이었다. 박성준·김진수(2014)는 우리나라 산업부문의 1차에너지와 최종에너지 소비 변화를 Refined Laspeyres 분해법과 LMDI를 사용하여 분석하였다. 분석에 따르면 1차에너지 기준의 결과와 최종에너지 기준의 결과의 차이는 시간의 흐름과 함께 커졌다. 1981년 대비 2011년의 분석결과를 보면, 최종에너지 기준에서 원단위효과는 0.607배 감소하고, 구조효과는 0.227배 증가하였지만, 1차에너지 기준으로 원단위효과는 0.236배 감소하고, 구조효과는 0.434배 증가하였다. 우리나라의 에너지원단위는 1990년대 후반 이후에 개선되는 추세를 보였지만, 2008~2011년에는 악화되었다. 이에 본 논문은 우리나라 에너지소비를 주도한 산업부문을 대상으로 요인분해분석방법을 이용하여 에너지소비의 급등 원인과 온실가스 배출 변화 원인을 분석하였다. 요인분해분석의 대상기간은 1998~2008년, 2008~2011년의 2가지이며, 기간의 구분으로 에너지소비와 온실가스 배출에 영향을 미친 요인을 시기별로 비교하였다. 에너지소비 변화 요인을 경제성장(생산효과), 산업구조 변화(구조효과), 에너지효율(원단위효과)로 나누어 분석한 결과에 따르면 2008~2011년에 산업구조변화는 에너지소비를 감소시켰지만 에너지효율효과는 에너지소비를 증가시켰다. 산업구조효과에 의한 에너지소비의 감소추세도 이전의 기간보다는 둔화된 것으로 나타났다. 각 산업의 에너지효율 악화는 에너지원단위가 높은 철강산업 및 석유화학산업에서 설비가 신․증설되면서 에너지다소비제품의 생산량이 증가한 것에서 원인을 찾을 수 있다. 2000년대에 들어서 우리나라의 에너지소비는 안정적 증가세를 보였고 에너지원단위도 하락하여 국가 전체의 에너지효율도 개선되었다. 이러한 경향이 2008∼2011년에 달라졌으며, 이 기간에 총에너지소비의 증가율은 경제성장률을 상회하였고 에너지원단위는 악화되었다. 에너지소비에서 가장 높은 비중을 차지하는 산업부문은 2008∼2011년에 에너지소비의 증가를 주도하였다. 이에 본 연구에서는 1997∼2008년과 2008∼2011년의 두 기간으로 구분하여 산업부문을 대상으로 에너지소비, 전력소비, 연료소비, 온실가스 배출에 대한 요인분해를 실시하였다. 요인분해분석방법으로는 가법적 LMDI 방법을 이용하였다. 분석결과에 따르면, 구조효과는 모든 기간에 대해서 음(-)이며, 우리 나라의 산업구조는 지속적으로 에너지저소비형으로 전환하고 있는 것으로 나타났다. 이에 비해서 원단위효과는 1997∼2008년에는 에너지소비를 감소시켰지만 2008∼2011년에는 에너지소비를 증가시켰다. 이는 산업부문의 에너지소비, 연료소비, 전력소비에서 동일하게 나타났다.