1. 제 1 장

○ 본 보고서의 제 1 장은 2050년 까지 주요 기술 및 행동변화 정책을 도입하여 미국 교통 분야의 탄소발생량을 50~60% 저감시켜 총 탄소발생량을 1990년 수준 밑으로 떨어뜨리는 몇 가지 시나리오에 대해서 검토하였다. 온실가스 발생을 인구(P), 교통집중(T), 에너지 강도(E), 및 탄소 강도(C) 와 같은 4가지의 주요 인자의 산물로 보는 Kaya 이론을 탄소발생 절감대안의 적정성 및 탄소 배출량을 분석하기 위해 본 시나리오 분석 모델인 LEVERS에 차용하여 적용하였다. 여기에 추가적으로, 본 보고서의 LEVERS 분석체계는 모든 주요 교통 세부분야인 경자동차, 버스, 중대형 화물트럭, 철도, 항공, 해운, 농경차량, 오프로드 및 건설차량 등을 모두 망라하여 포함하였다. 각 세부분야에 대한 다양한 대안을 통해 나타나는 잠재 저감량 수치는 광범위한 관련 문헌자료 분석을 통해서 도출되었다.

○ 본 과업에서 적용하는 LEVERS 모델을 사용하여 개발된 시나리오들은 미국 교통 분야에서 온실가스를 대폭적으로 저감하려 할 때 나타나는 다양한 난제들을 상세히 제시하고 있다. 이들 시나리오들이 80% 탄소배출량 저감 목표달성이 가능하도록 하는 모든 미래의 가능성에 대한 몇 가지 일련의 상황을 제시하면서 이러한 목표를 달성하기 위해 추구하여야 하는 다양한 접근방법을 보여주고 있다. 이러한 시나리오들 중에서 첫 번째 요소이면서 가장 중요한 것은 이러한 적극적인 목표를 달성하고 적극적인 실행 안에 대한 동기부여가 가능한 변화의 범위 및 규모를 전달하는 것인데, 이러한 내용은 향후 수십 년 동안 모든 교통 세부분야와 모든 교통수단에 필요한 사항이다.

○ 몇 가지 기발한 시나리오들을 통해서 어떤 정책도 그 정책대안 하나만으로는 이러한 야심찬 온실가스 목표치의 달성이 - 특히 각 세부분야별 총 여행수요(P X T) 가 2050년 기준으로 상당한 크기로 증가될 것으로 예상되기 때문에 - 불가능하다는 사실을 보여주기 위해 개발되었다. 이러한 목표치는 자동차와 연료 기술 (E X C)에 탄소제거에 따르는 과도한 부담을 안겨주게 되고 본 연구진의 추정으로는 단일한 기술적인 접근방법으로 이러한 목표치에 대한 부담을 지우는 것은 현재 교통 분야의 규제와 자동차의 다양성을 감안할 때 대단히 비효율적이라고 판단되었다.

< 그림 1. 3가지의 집중 저감 시나리오에 의한 내수산업의 온실가스 저감량 >

2. 제 2 장

○ 본 보고서의 두 번째 장은 캘리포니아 주에서 방출되고 유입되는 막대한 에너지의 대부분이 어디에서 어디로 향하는지를 일목요연하게 나타내도록 하는 에너지-엔지니어링-환경-경제 (4E) 시스템의 개발에 대해 기술한다. 이 CA-TIMES 모델은 명명된 이름처럼 세밀하게 정비된 MARKAL-TIMES 체계 안에서 개발되었으며, 따라서 상세한 상향식(Bottom-up)기술을 다양하게 포함하고 있다. 이 모델의 주 적용대상은 캘리포니아 주의 에너지 시스템이 에너지 소비를 줄이고 온실가스 발생을 절감하는 강력한 정책수단 하에서 향후 수십 년 동안 어떻게 발전되어 나갈지에 대한 예측을 수행하는 시나리오 개발을 담당하게 된다. 일반적인 표준적인 산업 상황 하에서 부터 공격적인 온실가스 저감 상황 시나리오 까지 폭넓은 스펙트럼을 가지고 다양한 전략, 패키지화 된 접근방법을 통하여 캘리포니아 경제 전반의 배출 가스량은 2050년 까지 1990년의 80% 이하로 감소시킬 수 있을 것이다. 공격적 온실가스 저감 시나리오의 몇 가지 변종 시나리오들이 같이 개발되어 온실가스 배출 목표치의 엄격한 기준치와 관련된 민감도 분석과 온실가스 저감에 기여할 수 있는 기술과 자원의 가장 궁극적인 잠재 핵심요소를 찾아내도록 하였다.

< 그림 2. 시나리오별 기술변화와 자원변화에 따른 발전방향 변화 추이 >

○ 전체적으로 해당 해석결과 50%~80% 배출가스 절감에 해당하는 상당한 정도의 저감은 기술적으로 납득할 만한 비용으로 달성이 가능한 것으로 분석되었다. 이러한 경우의 정책비용 추정치의 규모는 미국 및 세계 에너지 시스템의 탈 탄소화 연구 결과와 일맥상통하는 수치를 나타내었다. 보다 많은 온실가스 배출량을 절감목표로 수립할수록 첨단 기술의 사용이 증가하여 중장기 (2035~2050년)기간에 상당한 비용이 투입되어야 하는 것으로 분석되었다. 이러한 분석결과는 궁극적으로 정책결정권자가 온실가스 절감 목표를 80% 또는 이보다 덜 혹독한(예를 들어 50%) 목표를 추구하도록 결정하는지의 여부와 관계없이 초기에 투입되는 기술비용은 대부분 동일하다는 것을 나타내며, 그러므로 배출가스 발생경향은 2025년 까지는 대부분의 시나리오가 거의 동일한 궤적을 보여준다. 더욱이, 본 연구의 결과는 캘리포니아의 2020년 목표치 - 배출 가스량을 1990년대 수준으로 만든다는 AB32 목표 - 는 결코 그다지 가능성이 없는 목표가 아니라는 것을 인식시켜 주고 있다. 이러한 현재의 탄소배출 행태를 변화시켜 주는 기술들이 시장에 상당부문 스며들 수 있을 시간을 확보하기 위해서는 장기적인 접근과, 첨단과학기술이 향후 10년 기간 동안에 도입되어야 하며, 이때 현재의 2020 목표치가 동기부여 될 수 있을 만큼 조속한 도입이 무엇보다 중요하다는 사실을 알려주고 있다. 보다 세부적으로 향후 10년 내에 다음과 같은 탄소배출 저감 방안이 저변확대가 되거나 최소한 도입되도록 해야 하는데, 이들 방안들은 재생 에너지 발전, 특히, 태양광, 풍력 및 지열 등을 사용한 발전방안과 첨단 교통수단 및 바이오연료, 하이브리드 자동차, 플러그 인 하이브리드 전기자동차, 배터리 전기 자동차 및 수소 연료전지 자동차, 그리고 산업, 상업, 주거 및 농경 분야의 최종 사용 에너지로서 전기에너지를 사용하는 방안으로의 전환 등이 있다.

< 그림 3. 시나리오별 기술발전과 자원변화에 대한 총 에너지관련 투자변화 추이>

○ 수요 감소전략 역시 미래의 탄소배출가스량 저감을 위한 대단히 중요한 역할을 수행하는데, 이때 에너지 효율증대, 에너지 보존에 대한 노력 및 자동차 운행 저감노력 등을 통해 달성이 가능하다. 후자의 자동차운행 감소방안으로는 대중교통 시스템의 강화, 토지이용 및 자동차 가격정책 등으로 켈리포니아의 기후 및 에너지 개발에 있어서 심각하게 검토해 보아야 할 사안으로 충분한 가치가 있다.

3. 제 3 장

○ 본 보고서의 제 3 장은 몇 가지 중요한 시너지 사항에 대해 자세히 기술하고, 협의의 의미에서 기후 변화, 에너지 보안, 대기오염과 인류의 보건, 및 편의성 등의 사항들에 대해 각각의 득실을 살펴본 후 Global Energy Assessment (GEA, 2011) 의 후원에 의해 International Institute for Applied System Analysis(IIASA)의 연구진들과 공동분석한 주요 분석결과 및 시사점들을 부각하도록 하였다. 이러한 목적을 위해 본 연구에서는 2가지의 요소를 상호 연관시켜 적용하였다. 이 두 가지 요소란 해석 도구들로서 지구 에너지 모델(MESSAGE)과 세계 기후모델(MAGICC) 이다. 총괄적으로 지구 에너지 시스템의 잠재적인 변화 양상을 이해하기 위하여 일련의 발생 가능한 에너지 미래 예측을 수행하였고, 이에 상응하는 21세기 전반에 걸친 기후 시스템의 반응을 에너지 보안, 대기오염 및 온실가스 배출이라는 다양한 가정 속에서 분석하였다. 이러한 각각의 시나리오들은 입력 자료와 결과들이 서로 다른 모양을 나타내고 있으며, 기변비율 만족도의 형태로서 각각 다른 에너지 시스템의 목적을 다양한 정도로서 만족시키고 있다.

○ 본 과업은 미래의 에너지 시스템은 해당 사회와 정책결정권자의 가치 우선순위 및 에너지 목표 주안점에 따라 몇 가지의 서로 다른 양상을 따라 발전될 가능성이 있다는 개념 하에서 추정하도록 하였다. 이러한 목적들은 일반적으로 서로 다른 시간적 틀 안에서 논의되게 된다. 그러므로 이러한 다양한 목적들은 정치적인 세계에서 서로 주도권 싸움을 벌이기도 한다. 여기에 추가되는 난관은 세계 여러 나라의 서로 분리된 정책기관들이 종종 다양한 정책목표들에 대한 책임을 부여받게 되는 사항에 기인한다. 결과적으로 이러한 정책목표들 간의 중요한 시너지들이 간과되거나 단순히 이해되지 못하여 각각의 목표에 도달하기 위한 개개의 비용이 과대 평가 되기도 한다. 보다 전체적이고 통합적인 관점에서 보면 사회의 다양한 에너지 목표들 간의 시너지 효과는 이 요소들 간의 득실에 의한 손실을 압도하고도 남는 것으로 분석되고 있다.

○ 일반적으로 논의되는 기후 변화 감소에 대한 장기적인 목표는 소위 “2 ？C 목표” 라 불리는 것으로서 21세기 전 기간을 통틀어서 산업화 이전의 수준에 비해 최대 온도상승폭을 2 ？C 로 유지하는 것으로서 이를 위해서는 지구의 기후 시스템에 위험한 간섭행위를 중단하여야 한다는 것을 의미한다. 이러한 “2 ？C 목표”의 달성 가능성을 극대화 하기 위해서는 무엇보다도 향후 수십 년간 온실가스 배출량의 상당한 절감이 전적으로 필요하며 이러한 위업은 인류의 에너지 사용행태에 있어서 탈탄소화 에너지 기술의 전 방위적이고 궁극적인 활용을 확대하여야지만 달성할 수 있을 것으로 예상된다.

< 그림 4. 단기적 에너지보안 목표와 기후변화 감소 간의 시너지효과>

○ 특히, 장기적으로 이러한 “2 ？C 목표”의 달성확률을 50% 이상으로 확보하기 위해서는 무탄소 에너지 사용 비중을 조속한 미래에(2030년) 최소 25% 이상으로 끌어올려야만 한다. 더욱이, 이러한 무탄소 에너지는 오염물질을 발생하지 않고 다양한 자원에서 추출이 가능하기 때문에 무탄소 에너지를 사용하게 되면 대기오염을 상당량 저감시키고 이에 수반되어 인류의 건강이 증대되며 이와 더불어서 공급의 다양성 확보와 수입 의존도를 낮추게 됨으로서 에너지 안보를 강화하게 된다. 예를 들어, 이러한 해석결과는 오염저감에 대한 단기적 목표를 - 세계 전 지역 및 대기오염과 이들의 인류보건에 미치는 영향이 대단히 큰 주요 신흥 개발국 모두에 대해서 기후변화 대책이 별도로 추진되지 않는 상황에서 보다 엄격한 대기오염 조절 시행정책으로 달성할 수 있는 것과 마찬가지로 탈 탄소화 정책만을 적용하여 효율적으로 달성하는 것이 가능하다는 사실을 보여주고 있다.

○ 대기오염과 기후변화와의 주된 득실관계는 비록 미미하지만 결코 그 중요성이 작지 않은 냉각효과 에어로졸(SO2 및 유기체 탄소) 이라고 불리는 대기오염물질의 수준을 낮추는 것으로서 이들은 지구의 복사강제 효과의 균형을 맞추는데 역할을 수행하고 있는 것으로 보고 있다. 즉, 이러한 의미는 온실가스 배출을 일정한 수준으로 유지하기 위해서 엄격한 오염규제 정책을 시행할 경우 지구 온도를 0.1？C 내외로 상승시킬 가능성이 커서 결과적으로 지구 최대온도 상승치를 최대 “2 ？C” 이내로 제어하려는 목표달성 확률을 일정부분 감소시킬 수 있다. 안보관련 편익차원에서 국제무역을 통해 수입되는 화석연료 및 제품에 대한 내수 대체품으로서 재생용품을 사용하는 것은 수입 의존도를 경감시키고 현재의 화석에너지에 집중적으로 의존하는 상황에서 에너지원을 다변화할 수 있는 방안을 제공하게 된다.

< 그림 5. 에너지 안보 목표와 기후변화 저감 목표 달성시 발생되는 총 정책비용 >

○ 총괄적이고 집중적인 관점에서 볼 때 기후변화, 에너지 안보 및 대기오염 예방 조치에 따르는 종합적으로 지출되는 비용은 만일 총 에너지 개념에 의해서 각각의 항목에 대한 다중적인 편익을 적절하게 고려하여 계산할 경우에는 총 에너지 소비비용을 상당부분 감소시키는 효과를 불러오게 될 것이다. 이러한 실예로서, 본 연구결과를 분석해보면 대기오염 방지에 소요되는 추가비용은 엄격한 기후변화 정책의 시행을 증가시키고, 무 탄소 및 무 오염기술의 적용을 증대시킬 경우 상당부분 감소된다는 사실을 파악할 수 있다. 사실, 대기오염 방지에 소요되는 비용을 대부분의 엄격한 기후조절 시나리오에서는 80% 까지 절감할 수 있는 것으로 나타나고 있다. 비슷한 방식으로, 안보관련 비용도 적극적인 탈 탄소화 정책의 시행으로 상당부분 절감이 가능하다. 그리고 극단적으로 엄격한 기후변화 정책을 시행하는 시나리오에서는 안보관련 비용이 실제적으로 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다. 기후변화 영향을 감소시키려는 조치를 수행할 경우 필연적으로 총 에너지 시스템비용은 기본 시나리오에 비해서 더 발생되지만 이러한 기후변화 관련 비용은 궁극적으로 대기오염 조절 및 에너지 안보 비용 감소분으로 상쇄되게 될 것이다.