1. 서론

본 보고서는 보트레이스 교부금에 의한 일본재단의 2010년도 조성사업 “외항해운에서의 이산화탄소(CO₂) 삭감대책에 대해서 국제해사기구(IMO, International Maritime Organization)에서 논의가 추진되고 있다. 그러나, 이산화탄소 삭감량의 목표 또는 효율향상 목표 설정에 관해서는 아직 논의 단계에 있으며, 이들 목표설정의 검토 또는 앞으로의 배출삭감 대책의 검토에 있어서는 외항선박 전체에 삭감 가능한 이산화탄소 총량과 그 대책비용과의 관계가 중요하게 된다.

온난화 대책의 실시는 국가와 기업이 수행하는 것으로 그 비용에 대해서는 제품가격에 전가되어 최종적으로 국민 한 사람 한 사람이 부담하게 된다. 전체적으로 이산화탄소를 삭감하는 경우 단순히 업종별로 삭감량을 할당하는 것이 아니며, 비용대비 삭감량을 검토하고, 효과적이면서 합리적인 삭감대책을 실시할 필요가 있다. 외항선박에서 배출되는 이산화탄소의 삭감에 대해서도 국제해사기구에서 논의가 추진되고 있다. 그러나, 이산화탄소 삭감만을 생각하는 것이 아니고, 어떠한 삭감방법이 있으며, 그 삭감효과 및 그것에 따른 비용을 예상한 뒤 논의를 추진하는 것은 해운관계자에게 있어 대단히 중요하며, IMO에서 논의를 추진하는 데 있어 큰 영향을 갖는 중요한 요인 중 하나이다.

또한, 전 세계적인 이산화탄소 삭감대책을 생각할 때 의무와 부담이 요구되는 국가와 다른 운송기관, 다른 산업에 대해서 설득력이 있는 객관적 외항해운의 삭감목표와 비용을 나타내는 것도 이산화탄소 삭감대책에 관한 공평한 논의를 추진하는 전제로서 필요한 것이다.

그래서, 일본 해양정책연구재단에서는 온실가스의 삭감량과 삭감하는 데 필요한 비용을 나타내는 하나의 지표인 한계삭감비용(MAC: Marginal Abatement Cost)에 주목하여 외항해운의 이산화탄소 삭감량 당 비용을 계산 및 해석하고, 근거있는 차이를 전제로 한 선진국과 신흥국마다의 배출량, 삭감 가능량 및 그 총비용에 관해서 비교검토를 함으로써 의무와 부담의 공평성을 전제로 한 삭감의 총량목표 또는 전체로서의 효율향상 목표를 설정하는 것을 목표로 본 사업을 시작하였다.

2010년은 기존 자료 등에서 한계삭감비용의 계산방법과 선박의 이산화탄소 삭감대책을 조사 및 정리하고, 앞으로 건조된 외항선박에의 신기술 도입 및 운항개선 등 삭감대책을 검토하였으며, 외항선박의 대표적 선박 종류, 선박 형태마다 한계삭감비용을 산정하는 알고리즘을 개발하였다. 그리고 국제해사기구에 의한 보고서 “Second IMO Greenhouse Gas Study 2009”의 작성에 참가하여, 본건에 관한 조사에서 중심적 역할을 담당한 네덜란드의 CE Delft사에 본 협회의 생각방식과 실시내용 및 기발표문헌 결과와의 비교 등을 포함하는 분석평가를 의뢰하였다. 이들 결과를 기초로 한계삭감비용곡선(Marginal Abatement Cost Curve)을 작성하고, 외항해운 전체의 총 삭감비용을 계산하여, 다른 산업과의 비교검토를 수행하였다.

2011년에는 선박의 크기와 선박의 종류마다 장래의 한계삭감비용 커브의 조사, 검토를 수행한다. 그리고, 다른 운송기관 및 육상의 대규모 이산화탄소 발생시설과의 한계삭감비용 곡선의 비교, 국가마다의 배출량, 삭감 가능량 및 그 총 비용에 관하여 비교검토를 수행하여 다른 산업과 동등한 정도의 부담을 전제로 한 삭감목표에 대하여 검토할 예정이다.

2. 한계배출삭감비용과 외항해운

(1) 한계배출삭감비용이란

앞으로의 온실가스 배출삭감 대책 검토에서 한계배출삭감비용은 빼서는 안될 관점의 하나이다. 한계배출삭감비용이란 온실가스를 추가적으로 1단위 삭감하는데 필요한 비용(예를 들면, 이산화탄소의 경우 배출량을 추가적으로 이산화탄소 환산으로 1톤 삭감하는 데 필요한 비용)이며, 온실가스 삭감대책의 경제적 효율성을 보는 지표의 하나이다. 지금 삭감비용이 저렴한 대책에서 순차 도입을 도모해 나가는 상황을 생각하면, 이들 대책의 한계배출삭감비용은 전체적인 온실가스 삭감량이 많아질수록 점차 증가하는 곡선 또는 계단상의 형태로 나타난다.

이러한 배출 삭감량과 한계비용의 관계를 연속적으로 도시한 것이 한계삭감비용곡선(Marginal Abatement Cost Curve)이다. 한계삭감비용곡선에 의한 온실가스배출에 대하여 어느 일정의 이산화탄소 가격(달러/t-CO2)을 부가하는 온실가스 배출량대책(탄소세, 배출량 거래 등)을 실시함으로써 달성될 수 있는 배출 삭감량의 전체량을 알 수 있다.

(2) 본 조사의 기본전제

본 조사에서는 우선 모든 문헌에서 한계삭감비용의 기본적인 생각방식을 정리하고, 다음으로 해운의 한계삭감비용을 산출한다. 한계삭감비용 산출에 있어서는 연도를 2020년으로 한다. 대상은 기술적 대책에 관해서 현재(2008년으로 한다)에서 2020년까지 제조된 선박으로 운항상의 대책(감속항행)에 관해서는 2020년의 전체 선박을 대상으로 한다(즉, 2008년 시점에서 기존 배에 대한 개조(retrofit) 대책은 대상으로 하지 않는다).

3. 해운분야의 한계배출삭감비용 곡선에 관한 문헌조사

각국의 연구기관 등이 해운분야의 이산화탄소 삭감대책 한계비용삭감곡선의 산출을 실시하고 있으나, 본 장에서는 이하 4개 단체의 문헌이 인용되고 있으며, 해운분야의 한계삭감비용 곡선 산출의 대표적 예로서 이들 기관이 공표하고 있는 산출방법을 검토한다. 대상이 되는 문헌은 다음과 같다.

・ Second IMO GHG Study 2009(IMO, 2009)

・ Prevention Of Air Pollution From Ships: Updated Marginal Abatement Cost Curves for shipping[MEPC60/INF.19](DNV, 2010)

・ Reduction Of GHG Emissions From Ships,Marginal abatement costs and cost-effectiveness of energy-efficiency measures [MEPC61/INF.18](IMar EST, 2010)

・ Technical support for European action to reducing Greenhouse Gas Emissions from international maritime transport(CE Delft, 2009)

4. 그 외 문헌에서 본 한계삭감비용 산출

본 장에서는 해운 이외의 부문에 중점을 둔 한계삭감비용 산출 문헌에 대하여 분석을 시도한다. 대상으로 채택하는 것은 이하의 문헌이다.

・ Pathways to a Low-Carbon Economy(McKinsey & Company, 2009)

・ 「통합평가모델 DNE21의 개요」(RITE, 2003), 「RITE 세계 모델의 개요」(RITE, 2009)및 「배출삭감에 관한 비용면에서의 분석」(RITE, 2010)

・ IEA Energy Technology Perspectives 2010(IEA, 2010)

・ Building a Supply-Side Marginal Abatement Cost Curve(MACC) for the UK Transport Sector(Climate Change Committee, 2008）

5. 해운의 한계삭감비용 산출

본 장에서는 해운의 한계삭감비용을 산출한다. 산출에 있어서는 국제해사기구 스터디 8에 따라 조선, 선복(ship's space)량을 추계하고, 그 뒤 대책기술로는 일본정부가 해양환경보호위원회(MEPC, Marine Environment Protection Committee)에 제출한 문서60/4/36(MEPC 문서)의 기술 시나리오를 상정한다. 또한, 기본이 되는 기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change) 시나리오는 A1B로 한다.

6. 고찰 및 정리

(1) 검토결과의 정리

본 사업에서 얻은 주요 내용은 다음과 같다.

우선 많은 기술에 대해서는 한계삭감비용이 마이너스로 산출된다는 것을 알게 되었다. 이것은 이러한 기술의 도입이 경제적으로 장점이 있다는 것을 시사하고 있다. 다만, 이러한 현상은 할인율 및 상환기간과 같은 경제 파라미터가 사회자본과 유사한 경우에 현저하다(할인율5%, 상환기간 20년).

이들 민간기업의 투자감각에 의한 근사값(할인율 10%, 상환기간 10년)으로 한 경우, 이들 기술의 한계삭감비용이 마이너스가 되는 기술의 대부분에 대해서는 한계삭감비용이 상승하고, 일부의 기술에 대해서는 플러스로 전환된 것도 있다. 후자의 경우, 이들 에너지절약, 저배출 기술의 대부분이 투자대상으로 매력적이지 않다고 평가된 것이며, 사회자본으로서 선박의 자리매김과 민간기업의 투자대상으로서 선박의 자리매김이 크게 다르다는 것을 시사한다. 이와 같이 장기적으로는 이익을 가져오게 된 것도 단기, 중기적으로는 손실을 가져올 가능성이 높은 경우, 기술의 도입이 추진되지 못하는 원인이 된다.

추가로 선박에 특징적인 과제로서 선박에 투자하는 주체(선주)와 연료비를 부담하는 주체(해운사업자)가 반드시 일치하지 않는다는 것을 들 수 있다. 이 경우, 에너지절약, 저배출 기술에 대한 투자 인센티브가 기능하기 어렵다. 이러한 기술을 새로운 조선에 도입하는 것은 선박의 가격 증가로 이어질지라도 해운사업자가 장기적인 비용삭감효과를 고려하여 용선의 판단이 가능하다면 선주는 그들 기술을 도입하는 것이 가능하나, 현실적으로는 선박의 가격결정에 에너지절약 성능의 고려는 한정적이라고 생각된다. 또한 비슷한 과제는 임대비율이 많은 주택부문에 대해서도 해당된다.

결론적으로 해운사업에서는 선박의 내용년수 정도의 기간을 생각하면 경제적 편익을 가져오는 많은 온실가스 배출삭감 기술이 존재한다. 그러나, 그것으로 단기적 시점에서의 이윤 최대화를 도모하는 민간기업의 투자 인센티브가 반드시 존재하는 것은 아니기 때문에 이러한 기술이 도입되지 않을 가능성이 있다는 것을 나타내었다. 이것은 본 조사에서도 분석한 DNV, IMarEST문헌 및 IMO스터디의 한계삭감비용 산출 결과와 대략 일치한다. 또한, 기술혁신에 의한 신기술의 성능향상과 가격저하는 각각에 영향을 미치지만, 2020년까지의 효과는 한정적이다. 이것에 대하여 황화합물(Sox) 규제 대응 등에 의한 유가상승의 효과는 크며, 에너지절약, 저배출 기술도입으로의 인센티브를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다.

(2) 앞으로의 과제

본 조사에서 산출한 한계삭감비용 수치의 타당성은 그 산출 근거가 되는 데이터(삭감율 등의 기술데이터, 가격데이터, 경제적 파라미터)에 의존한다. 이들에 대해서는 최신 지식과 정보를 반영하여, 계속된 정밀조사를 수행하는 것이 바람직하다. 대상이 될 수 있는 기술에 대해서도 본 조사에서 기술한 것 이외에 엔진관계의 기술(common-rail), 유지기술(underwater hydroblasting), 항행기술(weather routing), 선진적인 구동기술(skysail)등 다수 있으며, 이들에 대해서 적정 검토대상으로 추가하는 것이 의무라고 생각된다.

방법론적으로는 기술간의 상호간섭 또는 상승효과 등에 관해서도 대상기술의 종류를 늘리는 것에 따라, 보다 엄격하게 고려할 필요성이 높아진다고 생각된다. 감속항행에 대해서는 본 조사에서 선박 종류와 클래스별로 IMO스터디에 기재된 days at sea는 변하지 않지만, 항만 체재시간 단축 등의 효과에 따라 신규 선박수요를 감소시키는 대응이 수행되었을 가능성도 있다. 또한, 본 조사에서는(해외 모든 기관에 의한 조사와 동일하게) 보조 기기 및 보일러에서의 연료소비는 항해중 및 정박중에도 변하지 않으나, 정박중의 보조 기구의 정지 등이 실시될 가능성도 있다. 이들은 어느 쪽도 감속운행의 비용을 줄이는 방향으로 작용한다. 따라서, 그 의미에서 본 사업의 감속항해 한계삭감비용은 약간 높게 산출되었을 가능성이 있다.

▣ 원문제목 : 外航海運からのCO2削減のためのコスト算定と比較事業