이 보고서는 “교통 에너지 공급의 변화와 대체 연료원이 교통에 미치는 영향”에 관한 프로젝트의 결과를 정리한 것임. 이 연구는 미국 주 고속도로와 교통 관리자 협회(American Association of State Highway and Transportation Officials, AASHTO)에 의해 자금을 지원받은 일련의 보고서 중 하나로, 교통 산업이 직면하고 있는 전략적 이슈를 평가하고 주 교통부(departments of transportation, DOTs)에 의한 장기 계획의 노력에 지식을 전달함.

이 연구의 목적은: (1) DOTs의 규제, 역할, 자금 및 운영이 장기적인 에너지 수급에서의 미래 변화에 의해 어떻게 영향을 받을 수 있는지 결정하고; (2) 이러한 영향에 대해 준비하고 계획하는데 있어 DOTs가 사용할 수 있는 전략과 조치를 파악하는 것임. 고속도로의 건설과 유지관리 활동에 대한 자금을 지원하기 위해 연방 및 주정부의 자동차 연료세(motor-fuel taxes)에 주 DOTs가 크게 의존하고 있어, 교통 부문의 에너지 사용에서의 상당한 변화는 DOT의 수익에 부정적 영향을 미칠 수 있을 것임. 그러나, 연료원, 가격 및 사용 패턴에서의 변화는 주 교통부에 관심이 있는 다른 이슈 ？ 예를 들어, 건설 자재의 비용, 총 이동수요, 승객의 이동과 화물 운송에 대한 운송수단의 선택, 지역의 공기질과 온실가스 배출 - 에 긍정적 또는 부정적 영향을 미칠 수도 있음.
 

랜드연구소(RAND Corporation)가 주도하고 캠브리지 시스터매틱스(Cambridge Systematics)와 캘리포니아 대학의 데이비스 캠퍼스(University of California, Davis)의 교통연구소(Institute of Transportation Studies)의 지원하에, 연구팀은 3가지 주요 단계를 통하여 이 연구에 접근하였음: 2040년에서 2060년의 시간대에서 광범위한 미래의 교통에너지 시나리오를 개발하고; 미래의 시나리오가 주 교통부에 어떻게 부정적으로 영향을 미칠 수 있는지 평가하며; 그리고 불확실한 미래의 맥락에서 효과적인 장기 정책 분석방법인 견고한 의사결정(robust decision-making, RDM) 방법을 채용하였음.

대부분의 전통적 계획방법은 매우 있음직한 것으로 보이는 하나 또는 그 이상의 미래를 파악하고, 이러한 미래에 대한 맞춤식 전략을 개발하기 위해 노력함. 하지만, RDM은 훨씬 폭넓은 미래의 가능성을 고려하고 어떻게 미래가 펼쳐질지에 관계없이 합리적으로 작동하는 계획의 개발을 가능케 함. RDM 방법의 견고한 특성은 미래에 대한 새로운 정보가 가용함에 따라 수정될 수 있는 적응형 전략(adaptive strategies)의 사용을 통해 가능할 수 있음.

연구의 범위에 대해서는 두 가지 중요 사항이 있음. 하나는, 연료와 차량 추동기술의 잠재적 변화는 교통정책 결정자가 직면하고 있는 유일한 불확실성이 아니라는 것임. 다른 많은 요소들 ？ 예를 들어, 사회적 네트워킹의 증가와 무선통신의 개선, 젊은 층의 교통에 대한 태도의 변화, 자동화된 차량의 등장 등 ？ 도 미래의 이동 선택에 영향을 미칠 수 있음. 주 교통부가 직면하고 있는 에너지 관련 어려움의 일부에 대한 해결책은 일반적인 DOT의 권한 안에 있지 않음. 이 같은 이유로, 프로젝트 패널의 동의를 얻어 이 연구는 주정부의 법제, 주지사의 행정명령 등을 필요로 하는 전략들을 고려하였음.
 

주 교통부에 역할, 규제, 자금 지원 및 운영에 대한 현재와 진화를 우선적으로 검토하는 것이 도움이 될 수 있음. DOT의 구조와 책임은 주마다 상당히 다를 수 있지만, 일반적으로 적용가능한 특성과 추세를 추출하는 것도 가능함. 주 교통부는 그들의 노력 상당수를 고속도로 및 다른 주 도로를 계획하고 시공하며 유지관리하는데 중점을 두었고, 공학적 기준, 보수 상태 및 안전한 운영과 같은 분야에 상당한 관심을 두었음. 도로에 대한 자금 지원의 상당수는 연방 및 주정부의 연료세와 차량 판매세 및 등록세와 같은 사용자 요금에서 나왔음.

하지만, 사회의 다른 측면처럼, 주 교통부는 계속해서 진화하고 있음. 최근 세 가지의 추세가 부상하고 있음. 첫째, 고속도로 이동은 DOTs에 대한 주요 관심사항으로 남아있지만, DOTs의 상당수는 열차, 대중교통, 항공과 해상 교통과 같은 다른 이동수단의 계획, 자금 지원 또는 감독에도 더 많은 관심을 쏟고 있음. 둘째, 주 교통부는 그들의 계획 노력에 있어 더 폭넓은 정책적 목적을 다루도록 요청받고 있음. 주마다 그 중점이 다르지만, 여기에는 경제 개발, 평등, 지역의 공기질, 온실가스 배출, 삶의 질, 그리고 교통의 안전 등이 포함됨. 셋째, 주간 고속도로의 건설에서 초기의 호황에 이어, 연방 및 주정부의 연료세율(일반적으로 갤런 당 센트의 비율로 부과됨)은 인플레이션과 연료 효율의 개선과 보조를 맞추기에 충분할 정도로 증가하지 않았음. 차량 이동의 급격한 성장에 뒤쳐진 수익 때문에, 교통부의 상당수는 추가적인 용량의 확장에 대한 대안으로 교통수요의 관리나 운영 효율에 더 중점을 두고 있음.
 

이 프로젝트를 위해 개발된 미래의 교통 에너지 시나리오는, DOTs에 어려움을 야기할 수 있는 에너지 및 이동 관련해서 가능한 결과를 반영하기 위한 것임. <표 1>에서 나타난 것처럼, 시나리오의 핵심적인 요소는 세 가지 분류로 구분될 수 있음.

<표 1> 미래의 교통 에너지 시나리오의 요소

위의 표에서 언급된 시나리오의 요소에 대한 가능한 미래를 개발하기 위해, 연구팀은 우선 천연가스, 생물연료, 전기 및 수소와 같은 대체연료와 함께 석유 기반의 차량에 대한 미래 전망에 대한 문헌을 검토하였음. 연구팀은 또한 이동의 수요과 이동수단의 선택에 영향을 미칠 수 있는 다른 요소들 ？ 예를 들어, 인구의 성장, 경제의 성장과 토지 사용 ？ 에 대한 과거의 추세 및 미래의 추정을 평가하였음. 마지막으로, 연구팀은 에너지, 기후 및 교통의 자금지원과 관련된 정책적 논의를 검토하였음. 문헌으로부터의 결과는 여러 분야에 걸친 전문가들과의 인터뷰를 통해 보완되었음. 연구팀은 에너지, 이동 및 연방정책의 각각에 대해 가능한 미래의 결과를 설정하였음. 시나리오의 특정 요소들 간에 어느 정도의 상관관계가 있지만(예를 들어, 차량 연료 효율이 높을수록 이동의 에너지 비용은 더 낮아짐), 연구팀은 이들을 분리하여 시나리오로 제시하기로 결정하였음. 이는 특정 시나리오 요소가 주 교통부에 어떻게 영향을 미치는지를 평가하는데 더 커다란 유연성을 제공함.

미래의 오일 가격은 불확실해서, 2050년의 시간대를 기준으로 배럴 당 70 - 230달러의 가능한 미래를 가질 것임. 그러나 최근 천공 및 추출 기술의 발달로 전통적 및 비전통적 석유원에 도달할 수 있게 되어, 이 범위에서 낮은 쪽이 더 발생할 확률이 높을 것으로 보임. 더 엄격한 연방의 기업 평균 연료 효율성(corporate average fuel economy, CAFE) 기준은 2025년까지 명시되고, 이는 2050년까지 차량의 연료 효율이 적어도 두 배가 되어야 함을 의미함. 석유에 대한 접근성의 증가와 더불어, 연료 효율성 증가로 인한 석유의 절감, 연료 분배 및 자동차 기술에 대한 산업의 성숙으로 인하여 앞으로 수 세기 동안 석유는 계속해서 압도적인 것으로 예상됨.

기술의 혁신은 예측하기 어렵지만, 연구팀은 경쟁관계에 있는 연료 ？ 천연가스, 생물연료, 전기 또는 수소 ？ 가 2050년까지 시장의 상당 부분을 차지하는 미래도 고려하였음. 이러한 대체연료의 성공은 분배 및 인프라에서 상당한 투자와 함께 상당한 기술적 진보를 필요로 할 것임.

차량 가격은 앞으로 더 비싸질 것으로 보임. 기존 연료를 사용하는 차량은 더 엄격한 CAFE 기준을 맞추도록 요구되어 차량 가격이 수천 달러 상승할 것이고, 대체 연료 차량의 경우 추가 비용이 1만 달러에 달할 것임. 다른 한편으로, 이동의 에너지 비용은 2050년에 더욱 낮아질 것임.
 

미래의 교통 에너지 시나리오를 개발한 후에, 연구팀은 DOT 직원들과 일련의 인터뷰를 진행하였음. 그들로부터의 의견에 근거하여, 연구팀은 7개의 탐재적 영향을 추출하였음.

- 연료세 수익의 감소: 더 엄격한 CAFE 기준은 연방 및 주정부의 연료세 수익을 약화시킴. 석유 및 생물연료와의 배합에 대한 지속적인 의존을 가정하면, 인플레이션과 연료 효율 개선과 보조를 맞추어 연료세를 증가할 필요가 있을 것임.대체연료가 시장에서 성공하게 된다면, 현재의 연료세 시스템은 더 이상 충분하지 않을 것임.

- 건설비용의 상승: 석유는 연료일뿐만 아니라 도로 건설 활동의 중요한 자재임(예를 들어, 아스팔트). 오일 가격의 상승은 도로 건설 및 유지관리의 비용 상승으로 이어질 수 있음.

- 교통 혼잡의 증가: 자동차 및 트럭의 총 이동이 지속적으로 증가한다면, 교통 혼잡은 상당히 악화될 것임. 이는 삶의 질과 화물 운송의 효율성과 신뢰성 모두에 부정적 영향을 끼칠 것임. 이러한 영향은 대도시 및 주요 교역 회랑에서 더욱 클 것임.

- 차량 충돌과 인명사상의 증가: 자동차와 트럭 이동의 증가는 더 많은 수의 사고와 사상자로 이어질 수 있음.

- 공기질 기준을 맞추기가 어려움: 석유에 대한 지속적인 의존, 승용차와 트럭 이동의 증가, 환경보호청(Environmental Protection Agency)에 의한 더욱 엄격한 공기질 기준 등은 공기질 기준을 맞추는데 더욱 커다란 어려움을 부여할 수 있음.

- 온실가스 배출을 완화하기 위한 압력의 증가: 기후변화에 대한 대중의 의견이 나누어져 있긴 하지만, 극한적인 날씨의 증가는 기후정책에 대해 힘을 줄 수 있음.

- 대체 이동수단에 대한 수요 증가: 대중교통 및 자동차 이외의 이동에 대한 수요 증가가 차량 비용의 상승 또는 에너지 비용 증가로 인해 나타날 수 있음.