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에너지 부문의 탄소중립 이행경로 연구(2/3)
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에너지 부문의 탄소중립 이행경로 연구(2/3)
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  • 1. 연구의 배경 및 목적
    ■ 연구의 배경
    ○ 우리나라는 최근 2035년 국가 온실가스 감축 목표를 수립하며, 2050년 탄소중립 달성을 위한 중간 이행 과정이 구체화되고 있음.
    - 그간 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위해, 관련 법 제정, 기본계획의 수립 등 정책적 노력이 지속되었으나, 국가 온실가스 배출 감축의 실효성이 낮고 저탄소사회로의 전환 과정에서 에너지 수급에 대한 계획을 포괄하지 못한다는 한계를 지님.
    - 그간 각 부문의 에너지 소비 추세와 행태 변화를 구체적으로 살펴보고, 이를 기반으로 장기적인 에너지 전환 관점에서 사회 전반의 에너지 수급과 온실가스 감축에 대한 영향에 대한 분석이 충분하지 못하였던 것으로 보임.
    ○ 이에 본 연구는 지난 1차년도 산업 부문 분석에 이어, 수송 및 건물 부문의 국가 온실가스 감축 목표 달성을 위한 이행 경로를 살펴보고자 함.

    ■ 연구의 목적
    ○ 본 연구는 STEM을 기반으로 우리나라의 에너지 수요 형태 분석과 탄소중립 시나리오 설정을 통해 에너지 부문의 탄소중립 달성을 위한 이행 경로와 정책적 시사점을 도출하고자 함.
    - 1차년도 산업 부문의 이어 2차년도는 수송·건물 부문을 대상으로 탄소중립 경로를 살펴보며, 최종적으로 최종소비 부문의 전기 수요에 기반한 3차년도 발전 부문의 탄소중립 이행 과정을 살펴볼 예정임.
    - 탄소중립 이행을 위한 부문별 정책 시나리오 설계를 통해 각 부문에서의 에너지 수요, 에너지원별 구성, 그리고 온실가스 배출량을 전망하고, 이를 통해 국가 온실가스 감축 목표 달성에 대한 정책적 시사점을 제시하고자 함.

    2. 수송 및 건물 부문의 현황과 감축 전략
    ■ 에너지 및 온실가스 배출 현황
    ○ 수송 부문은 여객과 물류 등의 운송 자체를 주목적으로 한 에너지 소비를 다루며, 2023년 수송 부문의 에너지 소비는 35.3 백만toe이고 온실가스 배출량은 96.5 백만톤CO2e에 이름.
    - 수송 부문은 크게 도로, 철도, 국내 해운, 국내 항공 부문으로 세분되는데, 2023년 우리나라 수송 부문 전체 에너지 수요 중 95.3%가 도로 수송에서 발생한다는 특징을 지님.
    - 에너지 상품별 비중 측면에서, 수송 부문은 석유제품 소비가 절대적으로 2023년 전체의 94.1% 비중에 이르지만, 지난 기간 친환경차 보급 노력과 철도의 전동화가 진행되면서 석유상품 비중은 점진적으로 하락하는 추세임.
    ○ 거주용 건물, 즉 가정 부문은 주거 공간에서 발생하는 에너지 수요를 분석 대상으로 하며, 2023년 가정 부문의 에너지 소비는 22.1 백만toe이고 온실가스 배출량은 2023년 28.1 백만톤CO2e 수준임.
    - 가정 부문은 난방·온수용 에너지 소비가 가장 크게 발생하며 이에 따라 거주 건물에서의 보일러 선택이 에너지 상품별 소비 비중과 온실가스 배출량을 결정짓는 주요인에 해당함.
    - 2023년 가정 부문의 전체 에너지 수요 중 47.1%가 도시가스를 기반으로 하며, 이는 우리나라의 경제성장과 함께 도시화가 진행되며 도시가스 보급이 확대된 결과임.
    ○ 서비스 부문(비주거용 건물)은 세부적으로 상업 부문과 공공 부문으로 구분되는데, 2023년 서비스 부문의 에너지 수요는 24.4 백만toe, 온실가스 배출량은 16.3 백만톤CO2e을 기록함.
    - 2000~2023년 기간 동안 서비스 부문은 경제 성장에 따른 서비스 수요 확대와 함께 에너지 소비가 증가하였으나, 상당 부분 전기화가 진행되며 온실가스 배출량은 오히려 낮아지는 모습을 보임.
    - 2023년 서비스 부문의 화석연료 사용 비중은 30% 미만으로 다른 부문에 비해 상대적으로 이미 연료 전환이 이루어진 상태이지만, 음식·숙박업 등과 같이 업종 특성상 추가적 감축의 한계비용이 높은 하위 부문이 존재함.

    ■ 감축 기술 및 정책 전략
    ○ 수송 부문은 높은 석유제품 사용 비중을 보이기 때문에, 따라서 수송 부문 감축의 핵심은 석유 기반 연료를 저·무배출 에너지 상품으로 전환하는 데 있음.
    - 수송 수단은 내구재라는 특징을 가지기 때문에 판매와 보급 단계에서의 감축 기술 적용이 중요한데, 차량, 선박, 항공기 등 현시점에서 보급된 운송 수단이 사용 기한에 걸쳐 연료 선택이 제약되고 생애주기 배출량을 결정짓기 때문임.
    - 전체 수송에서 도로 수송이 높은 비중을 차지하기 때문에 국가 정책 역시 도로 수송에 집중되어 있으며, 특히 도로 수송에서 발생하는 석유상품 소비를 줄이기 위해 무공해차 보급에 관한 정책이 중심이 되며 이에 더불어 에너지 효율 개선을 위해 자동차 연비와 배출량에 대한 기준을 지속 강화 중임.
    - 이미 상당한 전동화가 이루어진 철도 부문 외, 해운과 항공 부문은 전체 수송 부문에서 차지하는 낮은 배출 비중과 국제기구에서 주도되는 감축 계획으로 인해, 국내적으로는 전반적인 감축 방향성과 수단의 구체화만이 이루어진 상황임.
    - 해운 부문은 국내적으로는 친환경 선박 보급 정책을 통해 LNG·전기 기반 선박 등으로의 전환을 추진 중이며, 국제적으로는 국제해사기구(IMO)의 주도로 단기적 감축 전략으로 기존 선박의 에너지 효율 관리 및 규제, 장기적 감축 전략으로 온실가스 집약도 기준 강화를 통한 연료 전환을 추진할 예정임.
    - 항공 부문은 항공 수송을 위한 에너지 밀도와 출력 수준을 가진 배터리 기술 확보의 어려움으로 지속가능항공유 보급에 대한 계획이 수립되었으며, 국제적으로는 국제민간항공기구(ICAO)의 주도로 SAF 확산 외 국제항공 탄소상쇄·감축제도라는 시장 메커니즘 기반 조치로 배출 저감을 추진 중임.
    ○ 건물 부문의 온실가스 배출은 상당 부분이 난방·온수용 에너지 수요에서 발생하기 때문에, 건물 부문은 난방·온수용으로 공급되는 에너지를 저·무배출 상품으로 전환이 핵심 감축 전략임.
    - 건물은 수송 수단에 비해 더 긴 생애주기를 가지고 기축 건물에서 신규 보일러·단열 기술의 적용이 어렵기 때문에, 신축 건물에 적용되는 에너지 기준을 지속 강화하며 추가적으로 기축 건물의 리모델링을 지원하는 방식으로 배출 저감이 추진됨.
    - 건물 부문의 저·무배출 전환에서 가장 중요한 핵심 수단은 히트펌프 보급으로 볼 수 있는데, 기존 화석연료 기반의 보일러를 히트펌프로 전환하여 자연에 존재하는 에너지를 기반으로 난방·온수용 에너지를 공급하고 동시에 냉방용 에너지까지 공급할 수 있기 때문임.
    - 정책적으로는 건물 에너지 성능에 대한 기준 강화를 통해 건물 자체에서 조달되는 에너지 자립도 향상에 집중되어 있으며, 이는 건물의 단열 향상이나 수요 관리, 태양광 설치 등 자체적인 에너지 공급 확대를 통해 이루어짐.
    - 국제적으로는 화석연료 보일러의 신규 설치 금지 등의 정책을 통해 건물 부문의 탈탄소화가 강화되는 추세를 보이며, 그리고 신축 건물에 대한 규정 강화와 기축 건물의 설비 교체 지원 역시 꾸준히 진행 중임.

    3. 탄소중립 달성 시나리오와 주요 분석 결과
    ■ 수송 및 건물 부문 탄소중립 이행 시나리오
    ○ 기준 시나리오(REF)로는 에너지경제연구원 (2025) 「2024 장기 에너지 전망」의 REF를 준용하였으며, 본 연구는 수송과 건물 부문의 가용한 감축 기술과 정책 도입 일정을 차별화한 탄소중립 시나리오(NZE)를 설계함.
    - NZE는 2030년 부문별 국가 온실가스 감축 목표 달성에 더불어 2050년까지 우리나라가 탄소중립 달성을 목표로 하는 시나리오임.
    - REF와 NZE는 인구, 경제성장, 산업 구조에 대해서는 동일한 전제가 적용되었으나, 2023년 이후 기온과 에너지 가격 등 전체가 차별화되어 탄소중립 이행 강도에 따른 전제의 영향을 고려하도록 함.
    - 수송 부문의 NZE 시나리오는 도로 부문의 친환경차 보급 목표와 내연기관 퇴출 일정, 바이오연료 등을 고려하며, 이외 해운 부문의 친환경 선박 보급 목표 상향, 항공 부문의 지속가능항공유 확산을 중심으로 구성함.
    - 가정 부문은 도시가스 대체를 위한 수단으로 히트펌프 보급과 지역난방 확대가 NZE 시나리오의 핵심으로, 이외 취사용 기기의 전기화, 주거 건물의 자체 에너지 조달 등을 반영함.
    - 서비스 부문 역시 잔존하는 석유와 도시가스 대체를 위한 히트펌프 보급 확산이 가정되나, 상당한 수준으로 진행된 서비스 부문의 전기화를 고려하여 에너지 효율 개선이 더 중점적으로 설계됨.

    ■ 에너지 및 온실가스 배출 전망
    ○ 수송 부문은 NZE에서 2050년 에너지 수요는 5.9 백만toe, 온실가스 배출량은 3.3 백만톤CO2e로 전망되며, REF에서는 2050년 에너지 수요가 35.3 백만toe, 온실가스 배출량이 45.7 백만톤CO2e에 이를 것으로 전망됨.
    - 두 시나리오 간 가장 큰 차이는 친환경차 보급 수준으로 2030년 이후 친환경차 보급 확산기를 거치며 2050년 도로 수송의 거의 대부분이 친환경차로 대체되어 수송 부문 NZE 달성의 핵심 요인으로 작용함.
    - NZE에서 친환경차 보급이 확대되며 2023년 전체 94.1%에 이르던 석유상품 소비는 2050년 18.6%까지 낮아지고, 이마저도 대부분이 해운과 항공 부문에서 발생하는 것으로 나타남.
    - 친환경차는 온실가스 배출 저감 효과뿐만 아니라 내연기관 대비 높은 연료 효율을 보이기 때문에, NZE에서 이러한 친환경차 보급 확대로 인해 온실가스 배출 저감뿐만 아니라 에너지 수요 역시 대폭 감소하는 결과를 이끎.
    ○ 가정 부문은 NZE에서 2050년 19.5 백만toe의 에너지 수요가 발생하여 온실가스 배출은 3.6 백만톤CO2e으로 낮아져, REF에서 각각 20.7 백만toe, 21.2 백만톤CO2e이 전망된 것과는 차이를 보임.
    - 가정 부문은 생활을 영위하기 위해 주거용 건물에서 발생하는 에너지 수요가 유지되기 때문에, REF와 NZE 간 에너지 수요 수준은 큰 차이가 발생하지 않지만 주거용 건물의 보일러 연료 전환 수준은 온실가스 배출량 측면에서 큰 차이를 가져옴.
    - NZE에서 화석연료 기반 보일러가 빠르게 감소하면서 2050년 도시가스 사용 비중은 8.5%로 축소되고, 전기, 신재생에너지가 이를 대체하여 사용 비중이 각각 31.8%, 47.0%까지 확대됨.
    - 도시가스, LPG 기반의 취사용 에너지 역시 대부분 전기로 전환되면서 가정 부문의 전기 수요는 더 크게 증가하지만, 주거 건물 자립도 향상, 신재생에너지로 집계되는 지열·수열 히트펌프 보급 확대로 전기 비중보다 신재생에너지 비중이 더 큰 폭으로 상승함.
    ○ 서비스 부문은 2050년 NZE에서 30.2 백만toe의 에너지 수요와 2.4 백만톤CO2e의 배출이 발생하여, REF의 31.5 백만toe의 에너지 수요와 16.1 백만톤CO2e의 배출이 발생할 것으로 전망됨.
    - 서비스 부문 역시 가정 부문과 마찬가지로 온실가스 배출 수준에서 나타나는 차이에 비해 에너지 수요 수준의 차이는 크지 않으며, 이는 건물 자체의 에너지 효율 개선보다 연료 전환으로 인한 배출 저감 효과가 크기 때문임.
    - 이미 상당히 전기화가 진행된 서비스 부문의 특성상 REF와 NZE에서 모두 전기 사용 비중이 높게 나타나지만, NZE에서는 건물 자립도가 크게 증가하고 신재생에너지로 분류되는 지열·수열 히트펌프 보급으로 신재생에너지 비중이 더 빠르게 확대됨.

    4. 정책 시사점
    ■ 정책 시사점
    ○ 2030년까지 시간적 여유가 많지 않은 상황에서 수송 및 건물 부문의 감축 목표 달성은 상당히 도전적 상황이며, NZE 경로에서조차 급격한 감축이 수반되어야만 근접한 결과가 발생할 것으로 분석됨.
    - 단기적으로 해운·항공 부문의 감축이 어려운 수송 부문의 특성상 친환경차 보급 확대가 에너지 효율 향상과 온실가스 감축을 위한 효과적인 수단임.
    - 건물 부문은 히트펌프 보급 여건이 충분히 마련되지 않는 현재의 여건상 현존 기술인 저·무배출 에너지 상품인 지역난방 확대가 필요하지만, 이는 국토개발계획 등과 같은 정책적 수단과 의지에 의존할 수밖에 없음.
    ○ REF와 NZE 시나리오를 통한 분석 결과는 2050년 수송 및 건물 부문 탄소중립 목표 달성을 위해 감축 수단의 도입을 위한 확산기의 중요성을 강조함.
    - 수송 부문에서는 친환경자동차의 내연기관 대체와 해운·항공 부문의 탈탄소화를 위한 대체 연료 개발, 건물 부문은 중·단기 지역난방의 확대와 중·장기적으로는 히트펌프 보급을 통해 국가 온실가스 감축 목표 달성이 가능할 것으로 분석됨.
    - 특히, 2050년 탄소중립 달성을 위해서는 초기 시점에서 감축 기술 보급을 위한 기반 마련이 중요하며, 중단기적으로 확산이 빠르게 가속화되는 시기를 거쳐 감축 수단이 광범위하게 적용되는 것이 필수적임.
    - 중단기적으로 수송 부문의 전기차 보급 확산기, 건물 부문의 히트펌프 대규모 적용을 통해 장기적으로 기존 온실가스 배출 기술을 대체하는 것이 수송 부문과 건물 부문의 탄소중립 이행에서의 핵심으로 판단됨.

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