[ 온실가스 배출 현황 ]
현재 온실가스 최다 배출국인 중국의 배출량은 여전히 지속적으로 증가 중이나, 세계 2위 배출국인 미국의 배출량은 점차 감소 추세
독일, 영국, 프랑스, 일본 등 주요국 역시 배출량이 감소하는 추세인 반면, 우리나라는 증가 추이를 보임
- 상기 주요국들의 2000~2010년 초중반까지의 배출량 감소세는 중국의 개방으로 인한 오프쇼어링에서 비롯된 자국내 산업구조의 변화에 기인한 것으로 추정됨
- 2010년대 중반 이후 감소 추세는 각 국가별로 활발히 전개된 에너지 전환 정책으로 인한 재생에너지 보급·확산이 일부 반영된 것으로 보임
온실가스 배출량과 GDP 추이를 보면, 우리나라와 중국을 제외한 주요국은 경제성장과 온실가스의 탈동조화 단계에 도달
우리나라와 중국 역시 2010년대부터 배출량 증가세가 완화되는 경향
※ 우리나라의 2010-2017년간 탈동조화지수는 0.27로 약한 탈동조화 단계로 분석(국회예산정책처 (2020))
[ 산업 및 에너지 공급 구조 ]
서비스 산업 중심의 미국, EU, 프랑스, 영국 등은 제조업 중심 국가보다 탄소 배출량 감축에 유리한 상황에 놓여 있음
독일 및 일본은 제조업 비중이 상대적으로 높음에도 불구하고 지속적인 재생에너지 중심으로의 에너지전환 노력 및 기술혁신을 통해 탈동조화 상태에 도달한 것으로 분석됨
미국, EU, 독일, 프랑스는 온실가스 배출량이 가장 높은 에너지원 중 하나인 석탄의 에너지공급 비중을 20% 미만으로 억제 중
※ 에너지 공급량에 대한 에너지원별 비중이 상기 국가의 온실가스 배출량 감소에 일조하는 것으로 추정됨
중국을 제외한 주요국은 상대적으로 온실가스 배출량이 적은 것으로 평가되고 있는 천연가스의 에너지 공급 비중이 높은 편
- 프랑스는 원자력의 비중이 예외적으로 높아(41.6%), 발전·전환 부문의 탈탄소화를 달성하기 상대적으로 용이한 상태
중국은 석탄의 에너지공급 비중이 전체의 61.1%를 차지하고 있어, 단기적인 온실가스 감축을 위해 청정화력 기술개발을 가속화할 것으로 전망됨
한국은 석탄의 에너지 공급 비중이 27.5%로 다소 높은 편이며, 원자력 비중 역시 프랑스 다음으로 높음
- 한국은 재생에너지원의 에너지공급 비중은 약 0.9%에 불과하여, 비교군 중에서 가장 낮은 비중을 보이고 있음
※ 독일(6.0%)>영국(4.9%)>EU(3.9%)>중국(3.7%)>미국/일본(2.6%)>프랑스(2.4%)>한국(0.9%)순
- 정책적･경제적･기술적･환경적 요인 등을 객관적으로 조망함으로써 저조한 재생에너지원 공급량 비중의 원인을 다각도로 살펴볼 필요가 있음
[ 저탄소 재생 에너지 현황 ]
저탄소에너지 발전 부문에서 한국, 프랑스는 원자력 비중이 여전히 높으나, 영국･독일은 풍력이 원자력을 제치고 저탄소 발전 비중 1위를 차지함
독일과 영국의 풍력 발전 비중은 40%를 초과하는데, 북해의 풍부한 풍력자원을 적극적으로 활용한 결과로 분석됨
미국 역시 원자력 발전 비중이 49.0%로 높은 편이며, 풍력은 제2의 저탄소 발전원으로서 자리매김 중
- 광활한 유휴지를 활용한 육상 풍력의 비중이 높고, 최근 해상풍력 확대 움직임을 감안할 때 향후 미국의 풍력 발전량은 더욱 증가할 것으로 전망됨
일본의 높은 태양광 발전 비중은 후쿠시마 원전 사고 이후 원전 가동을 중단한 이후 적극적으로 신재생에너지 보급 확대 정책을 추진했기 때문으로 분석됨
- 2012년 7월 발전차액지원제도(FIT) 도입 이후 신재생발전 설비 및 발전량이 증가하였으며 특히 비주택용 태양광 발전이 크게 증가(KEEI(2018))
※ 비록 최근에 원전을 재가동하였으나 아직 예전만큼의 발전량에 도달하지 못한 상태임을 감안할 때, 저탄소 발전량 내 재생에너지 비중이 상대적으로 확대되어 보이는 착시효과가 발생될 수 있음을 감안할 필요
중국의 경우 재생에너지의 대부분을 수력(52.2%)이 차지하고 있으며, 풍력(18.4%), 원자력 (14.3%), 태양광(10.5%) 역시 상당한 비중을 차지하고 있는 것으로 분석됨
[ 탄소중립 정책 현황 분석 ]
EU, 영국, 프랑스, 독일, 일본에서는 탄소중립 목표를 성문법상에 명시함으로써 적극적인 탄소중립 정책을 추진하기 위한 제도적 기반을 마련
특히 독일은 당초 기후보호법(Klimaschutzgesetz)를 통해 2050년 탄소중립 목표를 제시 하였으나, 최근 위헌 판결*로 인해 목표를 더욱 상향(탄소중립 달성시점 : 2050년(기존)
⇒ 2045년(변경))
* 미래세대의 기본권 침해가 위헌사유로 제시됨
미국은 UNFCCC에 제출한 장기저탄소발전전략, 국가온실가스감축목표 등을 통해 2050년 탄소중립 목표를 제시하였으나 아직 법제화가 추진되지는 않는 상태
- 중국 또한 정책상으로만 2060년 탄소중립 목표를 제시
| 국가명 | 제･개정년도 | 명칭 | 주요내용 |
| EU |
2021 |
유럽기후법 (EU Climate Law) |
• 법률 제정을 통해 2030년 중간목표로서 1990년대비 55% 감축 제시 • 2050년 목표로 EU의 기후중립대륙 달성을 설정 |
| 독일 | 2020 | 연방기후보호법 (Bundes-Klimaschutzgesetz) |
• 법률 제정을 통해 장기목표인 2050년 탄소중립 목표 지향을 명시 |
| 프랑스 |
2019 |
에너지 및 기후에 관한 법 (2019.11.8.) (Loi du 8 novembre 2019 relative à l'énergie et au climat) |
• 2050년 기후목표 법제화 |
| 영국 | 2019 | 기후변화법 (Climate Change Act) |
• 법개정을 통해 주요 선진국 중 최초로 탄소중립 목표를 법정화 |
| 일본 |
2021 |
지구온난화대책추진법 (地球温暖化対策推進法) |
• 법 개정을 통해 2050년까지 탈탄소사회* 실현 명시 * 인간 활동에 수반하여 발생하는 온실가스 배출량과 흡수작용의 보전/강화에 의해 흡수되는 온실가스 흡수량 간의 균형이 보전된 사회를 지칭 |
[ 주요국 탄소중립 프로그램 ]
주요국의 최근 탄소중립 R&D 프로그램 예산 및 투자는 각국의 국내상황에 주력으로 활용되는 기술분야에 대한 비중이 높은 경향을 나타냄
(미국) 기초과학과 기타 기반 기술의 투자 비중이 높은 특색을 보임
※ 근거자료 : 에너지부 프로그램국, 국립과학재단, 항공우주국, 지질조사국, 농무부 농업연구청 등에서 수행되는 탄소중립 R&D프로그램의 예산안
- 기초과학의 경우 에너지부 과학국에서 주로 수행되며, 기타 기반기술의 경우 NASA에서 진행하는 위성관측기술개발에 대한 내용 포함
- 기술분야에서는 원자력 R&D에 대한 비중이 높은 가운데, 태양광 및 풍력 등 재생에너지와 건물･산업･수송 등 에너지효율화 기술에도 상당 부분 투자 중
(EU) 수송효율화 기술, 에너지 저장, 기타 기반 기술 투자 비중도 높은 편이며, 재생에너지 분야에서는 태양광, 풍력, 바이오에너지의 투자 비중이 높은 편
※ 근거자료 : Horizon Europe 및 Euratom Work Programme
(독일) 태양에너지, 풍력, 수소연료전지의 투자 비중이 높으며, 건물･산업･수송효율화에 대한 투자 비중도 높은 편
※ 근거자료 : 제7차 에너지연구 프로그램(7. Energieforschungsprogramm) 연차보고서
(프랑스) 자국 내 의존도가 가장 높은 원자력 에너지 기술 분야에 대한 투자규모가 압도적으로 높은 가운데, 재생에너지 부문에서는 바이오에너지, 태양광에 대한 R&D 투자가 높은 것으로 나타남
※ 근거자료 : 공공부문 에너지 R&D 지출 통계
- 독일, 영국 등 근린국에 비해 자연환경조건이 온화하여 태양광 및 바이오매스를 활용하기 쉬운 환경에 기인하는 것으로 분석됨
(영국) 산업 효율화, 에너지저장, 수소연료전지에 대한 R&D 투자 비중이 높음
※ 근거자료 : UKRI 성과계획서 및 국립감사원의 산업전략도전기금 감사보고서 등
- 최근 산업전략도전기금(ISCF) 내 ‘산업의 탈탄소화’, ‘기반산업의 변혁’ 등 산업탈탄소화 도전과제 설정
- EV 등 확산을 뒷받침해줄 수 있는 에너지로서 원자력의 중요성을 강조하면서 ‘저가형 원자로’ 등의 도전과제 신설
(일본) 2011년 이후 원전 중단에도 불구하고 원자력 R&D 비중이 높으며, 타 국가 대비 CCUS R&D 기술 비중이 상당히 높은 특색을 보임
※ 근거자료 : 문부과학성, 경제산업성, 환경성 예산안
- 원자력을 대체하기 위해 화력발전 비중을 높일 수 밖에 없는 전력상황에서 온실가스 배출량 문제에 대응하기 위한 기술적 대안으로써 CCUS를 선택하였음을 시사
- 에너지원 부문에서는 수소연료전지 및 지열에너지에 대한 투자 비중이 높은 편
※ 지각활동이 활발한 특성상 지열에너지가 풍부한 일본 자연환경적 특성이 적극적인 R&D 투자 요인으로 작용한 것으로 추정됨
(중국) 수송효율화, 수소연료전지, 에너지 저장에 대한 투자 비중이 높아, 친환경 자동차 산업의 주도권 확보를 위한 적극적 R&D 투자를 진행하고 있는 것으로 분석됨
※ 근거자료 : 국가자연과학기금위원회 소관 기금 및 국가중점연구개발계획 전문프로그램 공모자료
(한국) 원자력, 수소･연료전지, 태양광, 풍력 등 에너지원 분야에 대한 예산 투자 비중이 높은 편
※ 근거자료 : 기후환경연구개발사업, 원자력 및 핵융합기술개발사업, 산업기술혁신사업 시행계획
[ 탄소중립 관련 2022년 R&D 예산 ]
2022년 정부 R&D 예산안에서 탄소중립은 한국판 뉴딜 2.0 정책과 연계, 중점투자분야로 관리되고 있음
특히 한국판 뉴딜 2.0에서 기존 그린뉴딜에 탄소중립 추진기반 구축 항목이 포함되며 재정지원, 민간참여, 제도개편 등 전방위적 정책 우선순위를 배정받아 예산반영도 크게 증가
R&D 분야 10대 중점투자 분야* 중 전년대비 가장 높은 예산규모의 증가율을 시현
* 한국판뉴딜, BIG3, 소재･부품･장비, 감염병, 국민안전, 우주･항공,
Next D.N.A. 국정과제(기초연구, 중소기업R&D), 혁신인재, 국제협력
탄소중립(그린뉴딜) 분야 정부 R&D 투자는 2021년 1.31조원에서 2022년 1.84조원으로 대폭(40.1%) 증가함
사업 수는 2021년 126개에서 2022년 210개로 67% 증가하였으며, 예산 규모가 작은 분야일수록 더 높은 예산 증가율을 나타냄
R&D 분야 예산을 한국판뉴딜 2.0의 체계에 맞춰 4개 소분류별로 분석 한 결과 저탄소･분산형 에너지 확산에 가장 많은 예산이 투입되었으며 그 다음으로 녹색산업 혁신 생태계 구축, 도시･공간･생활 인프라 녹색전환, 탄소중립 추진기반 구축 순으로 집중 투자됨
[ 한국판뉴딜2.0 분야별 탄소중립분야 R&D 예산 변화 ]
(단위:백만 원, 개)
| 분야 | ’21 예산* | ’22 예산* | 증가율(YoY%) | ’21 사업수 | ’22 사업수 |
| 탄소중립추진 기반구축 | 43,365 | 89,358 | 106.1% | 8 | 68 |
| 인프라녹색전환 | 117,078 | 173,135 | 47.9% | 13 | 23 |
| 저탄소에너지 | 825,202 | 1,120,239 | 35.8% | 69 | 101 |
| 녹색산업생태계 | 327,796 | 457,790 | 39.7% | 36 | 18 |
| 총합계 | 1,313,441 | 1,840,522 | 40.1% | 126 | 210 |
* 예산은 각각 2021, 2022년 국회확정값
[ 부처별 탄소중립분야 R&D 예산 변화 ]
(단위:백만 원, 개)
| 부처 | ’21 예산* | ’22 예산* | 증가율 (YoY%) | 비중 (`22예산) | ’21 사업수 | ’22 사업수 |
| 산업부 | 834,269 | 1,192,438 | 42.9 | 64.8 | 72 | 112 |
| 환경부 | 160,007 | 198,503 | 24.1 | 10.8 | 16 | 26 |
| 과기부 | 170,659 | 170,276 | -0.2 | 9.3 | 13 | 24 |
| 해수부 | 33,367 | 83,763 | 151.0 | 4.6 | 5 | 17 |
| 국토부 | 59,913 | 73,517 | 22.7 | 4.0 | 9 | 13 |
| 중기부 | 16,753 | 45,030 | 168.8 | 2.4 | 2 | 4 |
| 농진청 | 7,298 | 23,752 | 225.5 | 1.3 | 2 | 5 |
| 산림청 | 11,199 | 22,215 | 98.4 | 1.2 | 3 | 4 |
| 농식품부 | 12,000 | 19,811 | 65.1 | 1.1 | 1 | 2 |
| 기상청 | 7,976 | 11,217 | 40.6 | 0.6 | 3 | 3 |
| 총합계 | 1,313,441 | 1,840,522 | 40.1 | 100.0 | 126 | 210 |
해외 주요국의 경제성장과 탄소배출량 간의 탈동조화 경향은 적극적인 탄소중립 선언의 기반이 된 것으로 분석됨
온실가스 배출량과 GDP 추이를 보면, 우리나라와 중국을 제외한 주요국은 경제성장과 온실가스의 탈동조화 단계에 도달
- 독일 및 일본은 지속적인 재생에너지 중심으로의 에너지전환 노력 및 기술혁신을 통해 탈동조화 상태에 도달한 것으로 분석되며 우리나라와 중국 역시 2010년대부터 배출량 증가세가 완화되는 경향을 보임
※ 독일(6.0%)>영국(4.9%)>EU(3.9%)>중국(3.7%)>미국/일본(2.6%)>프랑스(2.4%)>한국(0.9%)
순으로 한국은 재생에너지원의 에너지공급 비중이 가장 낮음
저탄소에너지 발전 부문에서 한국과 프랑스는 원자력의 비중이 높고, 영국･독일은 풍력이 가장 높은 저탄소 발전 비중을 차지함
EU, 영국, 프랑스, 독일, 일본에서는 탄소중립 목표를 성문법상에 명시함으로써 적극적인 탄소중립 정책을 추진하기 위한 제도적 기반을 마련함
미국은 아직 법제화가 추진되지는 않는 상태이며 중국 또한 정책상으로만 2060년 탄소중립 목표를 제시
재생에너지 도입 확대만으로는 탈탄소화가 어려운 산업 부문 탈탄소화 대응이 본격화
미국은 새로운 장기저탄소발전전략을 통해 산업공정에서 배출되는 온실가스 대응을 위해 산업 CCUS 대응, 대체 공정 개발(수소환원제철 등) 등의 추진을 명시
영국은 주요국 중 최초로 ‘산업 탈탄소화 전략(Industrial Decarbonisation Strategy)’을 수립
주요국의 탄소중립 R&D 프로그램 예산 및 투자는 각국에 주력으로 활용되는 기술분야에 대한 비중이 높은 경향을 나타냄
(미국) 기초과학과 기타 기반 기술의 투자 비중이 높은 특색을 보임
(EU) 수송효율화 기술, 에너지 저장, 기타 기반 기술 투자 비중도 높은 편이며, 재생에너지 분야에서는 태양광, 풍력, 바이오에너지의 투자 비중이 높은 편임
(독일) 태양에너지, 풍력, 수소연료전지의 투자 비중이 높으며, 건물･산업･수송효율화에 대한 투자 비중도 높은 편임
(프랑스) 원자력 에너지 기술 분야에 대한 투자규모가 압도적으로 높으며 재생에너지 부문에 서는 바이오에너지, 태양광에 대한 R&D 투자가 높게 나타남
(영국) 산업 효율화, 에너지저장, 수소연료전지에 대한 R&D 투자 비중이 높음
(일본) 2011년 이후 원전 중단에도 불구하고 원자력 R&D 비중이 높으며, 타 국가 대비 CCUS R&D 기술 비중이 상당히 높은 특색을 보임
(중국) 수송효율화, 수소연료전지, 에너지 저장에 대한 투자 비중이 높아, 친환경 자동차 산업의 주도권 확보를 위한 적극적 R&D 투자를 진행하고 있는 것으로 분석됨
(한국) 원자력, 수소･연료전지, 태양광, 풍력 등 에너지원 분야에 대한 예산 투자 비중이 높은 편임
EU, 독일, 영국, 일본 등에서는 임무지향적 혁신정책을 도입 중
온실가스 배출 규제로 발생하는 시장 선점을 위해 혁신기술의 상용화를 보다 가속화하기 위한 연구개발단계별 연계를 강화
DARPA 모델 도입･운영을 통해 해당 조직 내 탄소중립 관련 혁신기술 확보를 위한 연구개발 진행 중
주요국의 탄소중립관련 기술개발동향을 살펴보면 육상교통 부문 위주에서 벗어나 항공 부문의 수송효율화 기술개발 관련 R&D가 강화되는 경향을 보임
또한, 전지구적 이행점검(Global Stock Take; GST)을 대비하여 온실가스 관측체계 구축 및 기술개발을 추진 중이며, 수소경제 추진전략을 수립하여 향후 적극적인 기술개발 및 보급 정책이 추진될 것으로 전망되고 있음
한편, 연구개발 단계에서부터 소재･부품의 재활용 기술개발을 병행하고, 탄소제거기술의 중요성이 강조되고 배출흡수를 위한 매개체로서의 바이오에너지의 활용성이 부각되고 있음
교토의정서 시기와는 달리 경제사회적 기반이 마련된 상황이므로, 향후에도 전지구적인 온실가스 감축 노력이 강화될 것으로 전망됨
해외 주요국들은 탄소중립 달성을 위한 정책적 노력을 강화하고 있으며, 자국내에만 그치지 않고 EU와 미국을 중심으로 탄소국경조정 메커니즘 도입이 활발히 논의되고 있음
이러한 탄소중립 실현을 위한 국제적 정책 및 연구개발 동향 등을 고려할 때 우리나라의 효과적인 탄소중립 목표실현을 위해 다음과 같이 제도･거버넌스･R&D 투자방향의 세 가지 측면에서 제언함
(제도적 측면) 기술 융복합이 촉진될 수 있도록 다양한 기술 및 학문 분야 간 협력을 통한 임무지향적 혁신정책 도입필요
- 탄소중립 달성을 위해 도전적인 임무를 설정하고 분야를 초월한 연구개발 프로젝트가 진행될 수 있도록 기술분야 중심에서 임무 중심으로 사업 구조개편 필요
(거버넌스 측면) High Risk-High Payoff형 혁신기술 R&D를 장기적 관점에서 안정적으로 추진하기 위한 기반 마련 필요
- 현재 DARPA 모델을 적용한 범부처 혁신도전 프로젝트 사업이 진행되고 있으나, KISTEP 내부 조직의 형태로 소규모로 사업 지원조직을 운영하고 있는 상황
- 장기/안정적 추진을 위하여 별도 공기업형 공공기관화(예시 : SPRIND-D(독일)) 혹은 부처 산하 기구(영국 ARIA)의 형태로 전환 검토 필요
(연구개발 측면) 주요국의 연구개발 동향 분석을 바탕으로 아래 6가지 사항을 제언함 첫째, 산업 탈탄소화를 지원할 수 있는 기술개발 사업 추진 강화
둘째, 항공부문 수송효율화 기술에 대한 연구개발 지원 확대 및 구체적인 전략 수립 셋째, 제1차 전지구적 이행점검 대비 온실가스 농도 측정 등에 관한 연구개발 지원 강화 넷째, 탄소제거기술에 대한 지원 확보 및 다양한 기술조합을 시도할 수 있는 제도적 기반 마련 다섯째, 소재/부품의 장수명화 및 재활용 기술에 대한 연구개발 강화
여섯째, 미래 수소 수요에 대응하기 위한 수소제조기술의 다양한 기술 시즈(seeds) 확보
출처 : 탄소중립 정책 및 투자방향 [KISTEP]
