탄소의 사회적 비용과 관련된 주요 이슈와 시사점 > News Insight

탄소의 사회적 탄소에 대한 정의

시카고 대학 마이클 그린스톤 교수는 오바마 행정부의 수석 이코노미스트이었던 2010년에 탄소의 사회적 비용(Social Cost of Carbon)을 ‘당신이 들어본 적이 없는 가장 중요한 숫자’라고 말했다. 이후 2015년 파리협약을 계기로 탄소가 지구환경에 미치는 악영향에 대해 많은 사람들이 경각심을 가지게 되면서 탄소의 사회적 비용에 대한 관심은 점차 높아지고 있다.

탄소의 사회적 비용은 대기 중에 추가적으로 배출되는 탄소 한단위에 의해 발생되는 경제 · 사회 · 환경적 손실을 화폐단위로 추정한 것이다. 외부성이 없는 경제행위의 경우에는 수요과 공급에 의해 시장에서 균형이 형성되고, 이때 형성되는 균형 가격과 소비량이 사회적으로 바람직한 수준이 된다. 그러나 기후변화에 부정적인 영향을 미치는 탄소배출이 수반되는 경제행위가 일어나는 시장에서는 수요와 공급에 따라 결정된 소비량은 사회적으로 바람직한 수준을 초과하게 된다. 이처럼 외부불경제가 발생하는 경우 정부가 사회적으로 바람직한 수준으로 소비량을 유도하기 위해서는 탄소배출이 경제 · 사회적으로 미치는 외부성을 추정하여 그만큼을 탄소가격 형태로 부과해야 한다. 따라서 개념적으로 탄소의 사회적 비용은 탄소배출로 인해 유발되는 외부비용이며, 경제학에서 탄소배출에 대한 최적 세율은 탄소의 사회적 비용과 동일하게 설정해야 한다(Pigou, 1920).

탄소의 사회적 비용과 비슷한 개념으로는 한계감축비용(Marginal Abatement Cost)과 탄소의 그림자 가격(Shadow Price of Carbon)이 있다. 한계감축비용은 탄소를 추가적으로 1톤 만큼 감축하는 데 필요한 비용이다. 예를 들어 어떤 사업장에서 배출되는 탄소를 10만톤만큼 줄이기 위해 100억원을 들여 탄소저감 설비를 구입해야 한다면 탄소감축비용은 톤당 10만원이 된다. 완전시장경제 하에서 한계감축비용이 탄소의 사회적 비용보다 작다면 추가적인 감축이 비용-효율적인 정책이 되고, 반면에 한계감축비용이 탄소의 사회적 비용보다 더 크다면 탄소배출량을 덜 줄이는 것이 사회적으로 바람직한 정책이 된다. 따라서 이론적으로는 탄소의 사회적 비용과 한계감축비용이 동일한 수준에서 균형 탄소가격과 탄소배출량이 결정되고, 이때 결정되는 균형 탄소가격을 탄소의 그림자 가격이라고 부른다.

탄소의 사회적 비용을 추정하는 방법

탄소의 사회적 비용을 산출하기 위해서는 대기 중에 배출되는 탄소 한단위가 경제 · 사회 · 환경에 미치는 영향을 정량적으로 평가할 수 있는 모델이 필요하다. 그런데 기후변화는 전 지구적으로 광범위한 영향을 미치기 때문에 모델링하는 것이 쉽지 않다. 탄소배출은 태풍, 홍수, 해수면상승, 가뭄 등과 같은 자연재해뿐만 아니라 인간의 건강, 생물의 다양성 등과 같은 계량화하기 어려운 경제 · 사회 · 환경 현상들에도 영향을 주기 때문이다. 이러한 이유로 인해 경제학자들은 기후 모형(Climate Model)과 경제모형(Economic Model)을 결합한 기후-경제 통합평가모형(Integrated Assessment Models)을 이용한다. 기후-경제 통합평가모형은 탄소배출량이 한단위 만큼 증가하였을 때 경제 · 사회 · 환경이 겪게 되는 피해를 정량적으로 추정한다. 그리고 탄소의 사회적 비용은 그 정량화된 피해를 현재가치로 할인하여 도출된다.

최초의 기후-경제 통합평가모형은 DICE(Dynamic Integrated model of Climate-Economy) 모형으로 1990년대 예일대 노벨 경제학상 수상자인 William Nordhaus가 개발하였다. 그 이후 등장한 대표적인 기후-경제 통합평가모형으로는 David Anthoff와 Richard Tol의 FUND(Climate Framework for Uncertainty, Negotiation and Distribution) 모형과 Chris Hope의 PAGE(Policy Analysis of the Green-house Effect) 모형이 있다. 기후-경제 통합평가모형은 기본적으로 경제(economy) 모듈, 생태계(eco-system) 모듈, 기후시스템(climate-system) 모듈, 정책(policy) 모듈로 구성되어 있다. 경제 모듈에서는 인구증가, 기술진보, 자본축적과 같은 생산요소 뿐만 아니라, 투자, 소비, 정부지출 등 주요 경제변수들이 포함되어 있다.

 생태계 모듈은 숲 · 해양 · 토양, 생물의 다양성 등 자연적인 탄소의 순환 뿐만 아니라, 에너지, 교통, 산업부문에서 화석 연료 사용으로 인해 발생하는 탄소 배출까지도 고려한다. 기후시스템 모듈은 탄소배출로 인한 기후변화 시뮬레이션을 담당하는 모듈이며, 정책 모듈은 탄소세, 탄소배출권시장, 기타 환경규제 등 다양한 기후 정책이 탄소배출과 경제성장률에 미치는 영향을 평가하는데 사용된다. FUND 모형과 PAGE 모형은 대체로 DICE 모형과 비슷한 구조를 가지고 있으나, FUND 모형은 경제 모듈에, PAGE 모형은 정책 모듈에서 더 많은 장점을 가지고 있다.

추정의 한계

기후-경제 통합평가모형을 이용하여 추정된 탄소의 사회적 비용은 모형에 따라 편차가 크다. 이는 기후-경제 통합평가모형을 구축하기 위해서는 많은 가정들이 필요하기 때문이다. 구체적으로는 탄소배출로 인해 심각한 기후변화가 일어날 확률, 기후변화로 인해 발생하는 피해의 범위와 정도, 할인율 등에 대해 가정을 해야 하는데, 어떤 가정을 하느냐에 따라 탄소의 사회적 비용 추정치가 크게 변할 수 있다. 또한 미래 기술의 발달 수준과 속도, 인구구성의 변화 등 불확실성이 매우 높은 변수들에 대해서도 가정을 해야 하는 어려움이 있다. 무엇보다도 탄소배출로 인해 발생하는 부정적인 영향은 아주 오랜 기간에 걸쳐서 서서히 나타난다. 보통 기후-경제 통합평가모형에서 다루고 있는 기간은 짧게는 2050년, 길게는 2100년까지이다. 

일반적인 거시경제 전망모형의 시계(time horizon)가 단기는 1년,장기라고 할지라도 5년을 넘지 않는 것과 비교해 보면, 기후-경제 통합평가모형은 매우 긴 시계를 가지고 있다. 더군다나 탄소배출이 경제 · 사회 · 환경에 미치는 영향은 탄소배출량과 단순한 선형적인 관계에 있지 않다. 기후변화의 임계치(tipping point)란 탄소배출로 인해 지구 온난화가 되돌이킬 수 없을 정도로 악화되는 포인트를 의미한다. 임계치에 도달하기 전까지는 기후변화가 균형에서 일시적으로 벗어나더라도 다시 회복되지만, 일단 임계치를 벗어나고 나면 기후변화는 급속히 악화된다. 기후학자들은 2045년쯤 임계치에 도달할 것으로 예측하고 있다. 이러한 비선형성도 탄소배출로 인한 피해를 추정하기 어렵게 만드는 요인이 된다.

그렇지만 탄소의 사회적 비용에 가장 크게 영향을 미치는 것은 할인율이다. 할인율은 미래의 가치를 현재가치로 변환하기 위해 사용되는 것으로, 미래와 현재간의 상대적 중요성을 반영한다. 높은 할인율은 미래의 가치를 현재의 가치보다 훨씬 덜 중요하게 간주하는 것을 의미하며, 낮은 할인율은 미래의 가치와 현재의 가치가 거의 동등하게 중요하다는 것을 의미한다. 탄소중립 측면에서 보면, 할인율이 높을수록 기후변화로 인한 미래 피해의 현재가치가 작아지게 되므로 현 세대는 화석연료 소비를 줄이거나 탄소배출 감축을 위한 투자에 적극적일 유인이 줄어든다. 반면에 할인율이 낮으면 현 세대는 미래에 발생할 기후변화의 피해를 줄이기 위해 적극적인 탄소배출 감축 노력을 하는 것이 효율적이다. 따라서 할인율의 수준은 현재와 미래 세대 사이에 자원을 배분하는 핵심적인 역할을 한다. 

보통 할인율은 금융시장에서 관찰되는 실질이자율을 사용한다. 미국 예산관리처(Office of Manꠓagement and Budget)는 미국 공공사업의 비용-편익 분석을 실시할 때 장기국채의 실질수익률을 할인율로 사용한다.1)

 예를 들어 2003년 예산관리처는 1973년부터 2003년까지 10년 만기 재무부 채권의 실질수익률인 3%를 할인율로 발표한 바 있으며, 현재는 매년 2월마다 할인율을 공시하고 있다. 금년 2월에 공시된 자료에 따르면 30년 이상 프로젝트의 경우 할인율은 2.0%이다. 그런데 Nordhaus (2017)2)의 연구에 따르면 할인율에 따라 탄소의 사회적 비용이 크게 달라진다. 동 연구에 따르면 2025년 기준으로 탄소 1톤당 사회적 비용은 할인율이 5%일 경우에는 $25.7이지만, 3%일 경우에는 $95.6, 2.5%일 경우에는 $152로 상승하는 것으로 나타난다.

한편 할인율은 본질적으로는 현 세대의 미래 세대에 대한 배려의 정도를 나타내는 척도이다. 따라서 할인율을 정하기 위해서는 금융시장 지표를 무작정 사용하기 보다는 사회적인 합의가 필요하다는 주장3)도 설득력이 있다. 또한 미국 범부처 워킹그룹(Interagency Working Group, 이하 IWG)은 2021년에 작성한 보고서4)를 통해 탄소의 사회적 비용을 산출하는데 사용되는 할인율은 금융시장의 자본수익률 보다는 소비기반의 실질이자율(consumption rate of interest)이 더 적절하다는 의견을 제시하기도 하였다.

탄소의 사회적 비용 추정치

독일, 영국, 호주, 캐나다 등 많은 국가들이 탄소의 사회적 비용을 추정하고 있으나, 각 나라가 제시한 탄소의 사회적 비용은 나라마다 매우 다르다. 

독일은 2019년 환경청(Umweltbundesamt)이 FUND 모형을 이용하여 탄소의 사회적 비용을 추정하였는데 할인율은 1%와 0%를 적용하였다. 독일의 경우 탄소의 사회적 비용은 1%의 할인율을 적용할 경우 2015년에는 180유로, 2030년은 205유로, 2050년에는 240유로로 크게 상승하는 것으로 추정되었다. 

영국은 2003년에 녹림환경부(Department for Environment, Food and Rural Affairs)가 탄소의 사회적 비용 추정을 위한 부처 간 협동그룹을 만들어 탄소의 사회적 비용에 관한 연구를 수행하였고, 2005년에 보고서(UK DEFRA 2005)를 발간하였다. 동 보고서에 따르면 영국의 사회적 탄소비용은 2020년에는 90파운드, 2030년은 100파운드, 2040년은 110파운드, 그리고 2050년에는 130파운드로 크게 상승한다. 

호주와 캐나다도 탄소의 사회적 비용을 추정하였다. 먼저 호주에서는 탄소의 사회적 비용이 3%의 할인율을 적용할 경우 2020년에는 A$71, 2030년은 A$84, 2030년은 A$101, 그리고 2050년에는A$116로 크게 상승하는 것으로 추정되었다. 캐나다에서는 환경·기후변화청(Environment and Climate Change Canada)이 탄소의 사회적 비용을 2016년에 추정하였는데, 3%의 할인율을 적용할 때 2020년에는 $38, 2030년에는 $45, 그리고 2050년에는 $62이었다.

미국은 탄소의 사회적 비용이 정부의 정책기조에 따라 크게 달라졌다. 2009년 오바마 행정부는 출범 직후 IWG를 구성하여 2020년부터 2050년까지 각 연도별로 탄소의 사회적 비용을 계산하였다.

2010년에 발표된 첫 번째 IWG 보고서는 세 가지 할인율(2.5%, 3%, 5%)을 적용하였고, DICE 모형,PAGE 모형, FUND 모형에서 각각 도출된 값들의 평균치를 탄소의 사회적 비용으로 정하였다. 할인율이 3%인 경우 탄소의 사회적 비용은 2020년에는 $26.3, 2030년에는 $32.8, 2040년에는 $39.2, 그리고 2050년에는 $44.9로 추정되었다. 2016년에 발표된 오바마 행정부의 마지막 IWG 보고서에서는 탄소의 사회적 비용이 3% 할인율을 적용하였을 때 2020년에는 $42, 2030년에는 $50, 2040년에는 $60, 그리고 2050년에는 $69로 추정되었다. 

그러나 2017년에 트럼프 행정부는 오바마 행정부가 추정한 탄소의 사회적 비용이 너무 높게 추정되었다고 비난하면서 비용추정방식을 크게 변경하였다. 미국 기업들은 환경규제로 인해 상당한 탄소비용을 이미 지불하고 있으며, 할인율도 7% 이상이 되어야 한다고 주장하였다. 그 결과 트럼프 행정부에서는 탄소의 사회적 비용이 탄소배출 1톤당 $8로 크게 낮아졌다. 

그러다가 2021년 바이든 대통령은 취임 당일 행정명령 13990을 통해 IWG를 다시 구성하고 탄소의 사회적 비용을 재추정하였다. 2021년에 작성된 IWG 보고서에서는 탄소의 사회적 비용이 3% 할인율을 적용하였을 때 2020년에는 $51, 2030년에는 $62, 2040년에는 $73, 그리고 2050년에는 $85이었다.

정책적 시사점

탄소의 사회적 비용은 그 중요성에도 불구하고 국내에서는 그에 관한 논의와 활용이 활발하게 이루어지지 않고 있다. 따라서 다음과 같은 정책적 시사점을 제시하고자 한다.

첫 번째, 우리나라도 공식적으로 탄소의 사회적 비용을 추정해서 발표해야 한다. 학계에서는 2015년에 에너지경제연구원이 발표한 보고서5)에서 할인율 3% 기준으로 탄소의 사회적 비용을 26,600원으로 시사한 바가 있다. 그러나 정부6)차원에서는 공식적으로 발표된 바가 없다. 탄소의 사회적 비용은 탄소배출량을 줄이는 것이 우리 경제에 어느 정도의 경제적 효용을 가져다 주는지에 대한 지침이 될 수 있다는 점에서 정확한 산출은 매우 중요하다. 

그래야만 체계적인 탄소중립 실현방안을 수립할 수 있기 때문이다. 탄소의 사회적 비용은 정부나 기업의 의사결정자들이 탄소배출을 증가시키거나 감소시키는 판단을 하는 데 도움을 준다. 예를 들어 탄소의 사회적 비용이 크다면, 탄소배출을 줄이기 위해 더 많은 노력을 해야 하지만. 반대로 탄소의 사회적 비용이 낮다면 규제 등을 통해 탄소배출량을 추가적으로 감축하기 위해 노력할 이유가 없기 때문이다. 또한 탄소의 사회적 비용은 정부의 공공사업 비용-편익 분석에서 탄소의 그림자 가격으로 사용될 뿐 아니라, 민간 기업의 내부 가격이나 장기 탄소가격으로도 사용될 수 있다. 따라서 탄소의 사회적 비용을 산출하는 것은 매우 중요하다.

두 번째로, 탄소의 사회적 비용을 내부화해야 한다. 내부 탄소가격제(internal carbon pricing)란 기업이 자발적으로 자신의 탄소배출량에 대해 내부적으로 책정한 가격을 적용하여 투자를 결정할 때 참고하도록 하는 제도이다. 즉 기업이 자신의 탄소배출량에 대해 적절한 가치를 부여하고, 그 가치를 기준으로 사업 활동이나 투자를 평가하고 결정한다. 이러한 내부 탄소가격제는 기업이 재무적 이익뿐만 아니라 환경측면에서의 편익도 동시에 고려하게끔 유도하는 통합적인 의사결정체계라고 할 수 있다.

기업이 내부 탄소가격제를 도입하게 되면 탄소배출이 많은 고탄소 프로젝트에 대한 투자를 줄이고 저탄소 부문으로의 사업 전환을 유도할 수 있다. 글로벌 기업 중에는 마이크로 소프트가 2012년에 내부탄소가격제를 도입한 이후, ExxonMobil, Shell, BP 등 에너지 기업들이 내부 탄소가격제를 채택하였다. 그리고 기후변화 관련 재무정보공개 전담협의체인 TCFD(Task force on Climate-related Financial Disclosures)에서도 은행들이 투자 포트폴리오 결정을 내릴 때 내부 탄소가격제를 적용하도록 권고7)하고 있다.

 이에 따라 JPMorgan Chase, BNP Paribas, Citi, Bank of America, HSBC 등 금융회사들도 내부 탄소가격제를 도입하였는데, 특히 JPMorgan Chase는 2020년부터 내부 탄소가격제를 도입하여 대출과 투자 포트폴리오의 탄소관련 위험을 평가하는 데 사용8)하고 있다. 우리나라에서는 2022년부터 KT&G, LG화학, SK이노베이션 등의 대기업들이 내부 탄소가격제를 도입하고 있다.

세 번째로 공공투자사업의 경제성 분석에서도 탄소의 사회적 비용을 적극 반영할 필요가 있다. 정부가 투자사업에 대한 경제성을 분석할 때 해당 사업에 수반되는 비용과 편익을 동시에 고려하는데, 비용에는 사업비용 뿐만 아니라 기회비용과 환경비용도 포함9)된다. 현재 미국 및 캐나다 연방정부뿐만 아니라 여러 주정부들은 정책을 결정할 때 탄소의 사회적 비용을 반영하고 있다. 뉴욕과 일리노이 주정부는 에너지 전환 및 재생에너지 사업에 대한 지원을 결정할 때 탄소의 사회적 비용을 적용하고 있으며, 콜로라도, 미네소타, 캘리포니아 주정부는 인프라 건설 등 공공사업에 탄소의 사회적 비용을 적용하여 탄소 배출을 줄이는 환경 친화적인 방식으로 공공사업이 추진되도록 유도하고 있다. 

우리나라에서는 공공투자사업의 경제성 분석시 환경비용에 주로 소음, 악취, 대기오염, 조망권 등이 포함되어 있다. 그러나 여기서 대기오염은 해당 공공투자사업 추진에 따른 대기오염물질 배출량 증가로 인해 인근 주민에게 발생하는 피해를 주로 다루고 있기 때문에, 탄소의 사회적 비용과는 상당한 거리가 있다. 따라서 공공투자사업의 경제성을 평가할 때 탄소의 사회적 비용을 제대로 반영할 수 있는 새로운 평가방식을 도입할 필요가 있다. <KIF>

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1) 영국은 프로젝트의 성격에 따라 할인율을 다르게 책정하고 있는데, 50년~75년 장기 그린 프로젝트의 경우에는 3.0%의 할인율을 적용하고 있다.

2) Nordhaus, W. D., (2017), “Revisiting the social cost of carbon”, Proceedings of the National Academy of Sciences, Vol. 114(7), p1518

3) Zhuang, J., Liang, Z., Lin, T., and De Guzman, F., (2007), “Theory and practice in the choice of social discount rate for cost-benefit

analysis: a survey”, ERD working paper series, No. 94), Asian Development Bank

4) Interagency Working Group on Social Cost of Greenhouse Gases of United States Government, (2021), “Technical Support Docꠓument: Social Cost of Carbon, Methane, and Nitrous Oxide : Interim Estimates under Executive Order 13990”

5) 이 지웅 · 김성균 (2015), “녹색에너지협동연구: 우리나라 적정 사회적 할인율 및 탄소의 사회적 비용 추정”, 기본연구보고서 15-30, 에너지경제연구원

6) 정부가 2050 탄소중립을 선언한 이후 탄소의 사회적 비용에 대한 관심이 높아지면서 2022년에 에너지경제연구원, 산업연구원, 환경연구원 등 정부출연 연구기관들이 ‘탄소 가격 부과체계 개편방안에 관한 연구용역’을 수행하였으나 아직 발표하지 않고 있다.

7) TFCD, (2018), “Carbon Pricing and the Task Force on Climate-related Financial Disclosures”, Executive Briefing

8) J.P. Morgan Asset Management, (2022), Inaugural Report on ‘Task Force on Climate-Related Financial Disclosure’

9) 서울연구원, ‘공공투자사업 사회적비용 산정의 쟁점과 대응방안’, 2021-BR-10, 2021

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