통합평가모형(IAM)인 PAGE09를 활용한 탄소의 사회적 비용 산정 방법론과 기후변화 피해비용 추산의 중요성 및 불확실성 doc_id PCY_201804040228139971_4

Executive Order 12866에 따라 미국 정부의 IWG(Interagency Working Group on Social Cost of Greenhouse Gases)는 탄소의 사회적 비용(SC-CO: the social cost of carbon)을 추산하였다. 이 보고서의 목적은 탄소의 사회적 비용 측정을 통해서 정부 기관들이 이산화탄소 배출 저감의 사회적 편익을 관련 규제안의 비용편익 분석에 통합시킬 수 있도록 하는 것이다. 탄소의 사회적 비용은 주어진 기간 동안 증가한 탄소 배출량으로 인한 피해를 화폐가치로 환산한 값이다. IWG는 3가지 통합모형(IAM: Integrated Assessment Model)인 DICE, FUND, PAGE를 사용하여 탄소의 사회적 가치를 추산하였다. 세 가지 통합모형에 사회경제적 배출량 시나리오, 기후 민감도 분포, 할인율을 동일하게 적용하여 비용을 추산하였다. 사용된 사회경제 시나리오와 배출량 시나리오에는 IWG(2010)의 탄소의 사회적비용 산출 시 사용했던 시나리오를 동일하게 적용하였다. 기후변화에 주원인이 되는 이산화탄소의 사회적 비용에 대한 연구는 정책적 비용 산정을 위해 이루어지고 있다. 미국 정부의 경우 3가지 통합모형(DICE, FUND, PAGE)을 활용하여 규제법안 발의 시 경제적 영향 평가를 위한 사회적 탄소비용을 정기적으로 평가하고 있다(IWG, 2010, 2016; EPA, 2017). 할인율에 따라 2050년까지의 탄소비용을 제시하고 있으며, 2050년의 이산화탄소 1톤당 비용을 26$. 59$, 95$(할인율 각 2.5%, 3%, 5%)로 제시하였다(IWG, 2016). 반면, EPA(2017)는 최근 청정발전계획(2017) 법안을 위한 비용 평가 검토서에서 할인율과 산정규모를 변경하여 2050년의 이산화탄소 1톤당 비용을 10$, 2$(할인율 각 3%, 7%)로 제시하고 있다. Wong et al.(2016)은 PAGE09 모형을 이용하여 말레이시아의 탄소세 비용에 적합한 사회적 비용을 산정하였다. 그 결과 2050년 1톤당 비용은 225.1±3.8$(SRES A1B 시나리오), 100.9±3.2$(low-emission 시나리오)로 산정되었다. 2017년 10월 미국 트럼프 행정부는 국가 청정발전계획의 영향평가규제(2017)를 위한 이산화탄소 사회적 비용에 기존보다 높은 할인율을 적용하고 피해범위를 미국 내로 한정함으로써 2015년의 이산화탄소의 사회적 비용을 36$에서 5$로 변경하였다(EPA, 2017, p.44). 이에 따라 미국의 에너지계획, 신규 발전소 수립 및 전환 등 국가 의사결정에 대한 비용편익에 기존에 비해 현저히 낮은 편익이 적용될 것으로 예상된다. 트럼프 정부의 기후변화 정책 기조를 반영하기 위해 동일 방법론과 모형을 사용하였으나 할인율과 피해범위가 조정됨으로써 향후 미국의 저탄소 기술 및 사업은 비용편익 분석에 있어 매우 불리한 입장에 처할 것으로 예상된다. 이와 같이 장기간에 걸친 미래 기후변화의 피해비용 산정은 큰 불확실성과 논란의 여지를 내포한다. 기후변화의 피해비용은 본질적으로 사회경제 경로, 기후 시스템의 변화 등의 상호작용에 따라 달라진다. 그럼에도 불구하고 현재 가용한 정보를 바탕으로 다양한 미래상에 대한 기후변화의 피해규모를 합리적으로 산정하는 것은 기후변화 관련 의사결정에 매우 중요한 역할을 한다. PAGE09 모델은 완화 및 적응정책의 비용과 기후변화의 영향을 산정하는 통합평가모델(IAM: Integrated Assesment Model)로서 정책결정자들이 기후변화 정책의 비용과 편익을 이해하는 데 도움을 주기 위해 고안되었다(Hope, 2011a, p.1). IPCC 제3차 평가보고서의 과학적 지식에 근거해서 발전되었던 PAGE 모델은 IPCC 제4차 보고서에서 추가적으로 검토된 과학적 사실과 경제성에 관한 정보를 고려하여 PAGE09 모델로 업데이트되었다. 지금까지 PAGE 모델은 스턴보고서(2007), 미국 정부의 탄소의 사회적 비용(IWG, 2010, 2016; EPA, 2017), 아시아 지역의 기후변화 피해비용 연구(ADB, 2009, 2013, 2014), 우리나라 기후변화의 경제학적 분석(채여라 외, 2012), 말레이시아의 탄소세 연구(Wong et al., 2016) 등 기후변화의 경제학적 분석과 탄소의 사회적 비용 산정에 통용된다. PAGE 모델은 복합적이고 전문화된 과학모델 및 경제모델의 결괏값을 이용하여 간단한 수식을 사용하여 기후변화의 영향과 피해비용을 시뮬레이션(simulate)한다. 이 과정에서 기후변화에 내재하고 있는 불확실성(uncertainty)을 고려한다(Hope, 2011a). PAGE 모델의 지역적 규모로는 전 지구를 대상으로 하고 있으며, 세계를 8개의 지역으로 나누어 4가지 부문[해수면 높이, 경제적, 비경제적, 대규모 재해(discontinuities)]에 대한 계산을 수행하며, 2200년까지 총 10개의 단위시간으로 시간단위를 나눈다(Hope, 2011a). PAGE 모델은 결괏값을 확률분포로 산출하기 위해 라틴 하이퍼큐브 샘플링(LHS: Latin Hypercube Sampling)을 이용하여 확률로 계산을 수행한다(Hope, 2011a, p.1).9) 2개의 기후변화 시나리오 정책에 대해 완화 및 적응 정책의 결괏값, 두 결괏값의 차이를 시뮬레이션의 단일수행(single run)을 통해 계산함으로써, 서로 다른 완화 및 적응 정책의 증가하는 비용과 편익을 산출한다(Hope, 2011a, p.1). 본 연구는 PAGE09 모형을 이용해 기후변화의 피해비용을 산정하였다. PAGE 09 모형은 IPCC 4차 보고서의 내용을 기반으로 불확실한 현상을 확률분포로 나타내고, 이에 대한 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 피해비용을 산정한다. 현 PAGE09 모형의 변수들이 IPCC 5차 보고서의 범주 내에 들어가는 것을 확인하였다(Hope, 2017). 현재는 IPCC 5차 보고서의 내용을 반영해 해수면 상승에 의한 피해와 극단적 현상이 일어날 가능성에 대한 업데이트가 진행 중이다. 향후 모델의 수정 보완에 따라 결괏값은 달라질 수 있으나 PAGE 모형은 여러 가능성에 대해 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 확률분포로 표출되므로 큰 영향을 받지 않을 것으로 사료된다. 기후변화는 전 지구적 현상으로 우리나라의 피해비용은 전 세계가 어떻게 온실가스 배출을 하느냐에 의해 결정된다. 본 연구는 IIASA 등 국제적인 연구기관에서 개발된 배출량 자료를 사용하였고 우리나라 배출량도 이에 기반해 산정하였다. 기후변화 피해비용을 산정하는 데 있어서는 우리나라 배출 증감률보다는 전지구적 탄소배출량이 중요하므로 큰 영향을 미치지 않으나 향후 온실가스 감축량과 감축비용 산정을 위해서는 온실가스 배출 시나리오에 대한 면밀한 검토가 필요하다. IIASA의 사회경제 시나리오 전망은 인구와 GDP 모두 2100년까지 지속적으로 증가하는 추세를 그리고 있으며, SSP1과 SSP2의 시나리오에서 인구 전망에 관해서만 2075년을 기점으로 감소하는 추세를 보인다. 한편 우리나라의 사회경제 경로는 우리나라의 실정을 고려하여 GDP는 2100년까지 지속적으로 성장하되, 인구는 일정 수준으로 줄어드는 추세를 보이고 있다. 전 세계 추세를 보면 가장 배출량이 많은 SSP3의 경우 인구가 가장 많이 늘어나는 것에 반해, 우리나라의 사회경제 시나리오에서는 인구의 수가 급격하게 줄어드는 것이 사회경제발전의 지속 가능성에서 좀 더 불리하다고 고려되어, 인구수가 서서히 줄어들되 일정수를 유지하는 시나리오를 가장 지속 가능한 시나리오인 SSP1의 가정으로 한다. 총 32개의 지역 구분과 각 국의 개별 정보로 제공되는 IIASA의 SSP 시나리오 데이터를 PAGE 모델의 8개 지역구분[유럽연합, 미국, 기타 OECD국, 동유럽, 인도 및 동남아시아, 중국 및 중앙체제국(CPA: Centrally Planned Asia), 아프리카 및 중동, 중남미]에 적용하기 위해서는 지역을 재설정해야 한다.