화석연료 대체에너지원의 환경ㆍ경제성 평가(Ⅰ) : 원자력을 중심으로

Title
화석연료 대체에너지원의 환경ㆍ경제성 평가(Ⅰ) : 원자력을 중심으로
Authors
이창훈
Co-Author
조공장; 조연경; 김지은; 이수철; 김종환
Issue Date
2013-12-31
Publisher
한국환경정책·평가연구원
Series/Report No.
기후환경정책연구 : 2013-06
Page
134 p.
URI
http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/20074
Keywords
원자력발전, 중대사고, 위험회피, 외부비용, 조건부가치측정법(CVM), Nuclear Power, External Costs, Liability Limit, CVM
Abstract
기후변화에 대응하여 온실가스 배출을 줄이기 위한 노력이 전 세계적으로 강화되면서 원자력과 재생에너지가 저탄소에너지원으로 각광받기 시작하였다. 특히 에너지사용량이 많은 제조업이 주를 이루는 우리나라에서는 전력을 안정적이고 저렴하게 생산하기 위해서 원자력이 불가피하다고 생각되었다. 하지만 원자력이 지닌 고유의 약점도 명확하다. 1986년 구소련의 체르노빌 및 2011년 일본 후쿠시마에서 발생한 원자력발전소 사고에서 알 수 있듯이 원전사고는 그 규모와 영향의 지속성 측면에서 다른 에너지원의 사고와는 근본적인 차이를 보이고 있다. 또 사용후핵연료 저장과 원자로 폐로 등의 문제가 미제로 남아있다. 현재의 원자력 생산비용에는 이러한 리스크가 적절하게 반영되어 있지 않아, 원자력의 사회적 비용과 한국수력원자력이 부담하는 사적(私的)인 비용 사이에는 차이가 발생하고 있다. 본 연구는 화석연료의 대체에너지원인 원자력과 재생에너지의 환경·경제성평가를 통해 지속가능한 에너지믹스정책의 수립에 기여하고자 한다. 이를 위해 2013년 1차년도 연구에서는 원자력발전 사업자인 한국수력원자력이 부담하는 비용과 시장에서 거래되지 않는 원자력 중대사고 위험과 관련된 외부비용을 함께 추정하였다. 그 중에서도 외부비용에 초점을 맞추어 원자력 환경·경제성 평가를 수행하였다. 2014년 2차년도 연구는 재생에너지의 환경성 및 경제성 평가를 통해 재생에너지의 개발 잠재량 및 사회적 비용을 추정하고 향후 우리나라 에너지믹스에 대한 시사점을 도출할 계획이다. 사회적 비용 중에서 원자력발전 사업자가 부담하는 사적(私的) 비용은 가장 최신 원자로인 APR-1400을 기준으로 건설비, 연료 주기비, 운전 및 유지비, 해체비를 산정하고 균등화 발전단가를 시산하였다. 건설비는 kWh당 22.6원으로 전체 사적 비용(私的) 48.8원의 46.3%에 해당한다. 사용후연료 관리비용을 포함하는 연료주기비용, 수선유지비용, 원전해체비용은 각각 kWh당 8.4원(17.2%), 13.6원(27.8%), 4.3원(8.7%)으로 추산되었다. 향후 안전기준의 강화에 따라 건설비 및 해체비용이 증가할 경우, 이러한 균등화 원가(사적 비용)도 kWh당 62.2원(건설비 및 해체비용이 50% 상승하는 경우)까지 증가할 것으로 계산되었다. 원자력발전으로 인해 발생하지만 원자력발전 사업자가 부담하는 대신, 국가나 국민이 부담하고 있는 외부비용은, 특히 발전원가에 미치는 영향이 큰 중대사고 위험비용을 중심으로 추정하였다. 첫째, 정부가 예산을 통해 직접 지원하고 있는 원자력관련 연구개발예산 및 홍보비용은 2011년 기준 kWh당 2.4원이다. 둘째, 정부는 '원자력손해배상법'을 통해 중대사고 발생 시 원자력발전사업자의 손해배상책임을 제한함으로써 사업자에게 보조금을 암묵적으로 제공하고 있는데 이 보조금은 중대사고 피해액 및 발생확률에 대한 시나리오 따라 kWh당 0.2~16.1원에 달한다. 셋째, 일반 국민들은 보험가입을 통해 미래의 불확실한 위험상황을 회피하고자 하는데, 이러한 '위험회피'성향을 반영한 중대사고 피해비용은 시나리오 분석 및 설문조사를 통해 추정하였다. 프랑스의 위험상황 시나리오인 ST21을 이용하면, 위험회피 성향을 반영한 중대사고 피해비용은 kWh당 0.3~203.1원에 달한다. 설문조사결과를 조건부가치측정법(CVM)으로 분석하면, 기존 원자력발전소에서 기인하는 위험의 해소를 위해서는 국민들이 평균적으로 kWh당 3.8~6.8원, 자신들의 거주지 주변에 건설되는 신규 원자력발전소에서 기인하는 위험의 해소를 위해서는 kWh당 52.1~94.9원을 지불할 의사를 보이고 있다. 원자력발전에 있어 중대사고의 위험비용을 고려해 외부효과를 내재하는 가장 효과적인 방법은 전통적인 해법으로 외부효과의 크기만큼 '환경세'를 부과하는 것이다. 물론 보험을 통해 이러한 위험을 내부화하는 방안도 가능하지만, 현재 어떠한 상업적인 보험사 또는 보험사의 풀도 배상책임한도가 없는 중대사고에 대해서는 보험계약을 체결하지 않으려 하기 때문에 보험을 통한 위험의 상업적인 내부화는 불가능하며, 환경세를 통한 공법적인 내부화만 현실적인 대안이 된다. 다만 중대사고의 환경위험은 통상적인 환경오염과 그 성격이 다르므로, 과세 추진 시 다음과 같은 차이점을 고려하여야 한다. 첫째, 과세대항인 원자력 중대사고 위험은, 이미 배출된 오염물질이 아니라, 미래 발생가능한 것으로, 전통적인 환경세의 '오염물질 배출량'이라는 도식에는 맞지 않는다. 하지만 우리나라의 '대기배출부과금'과 같이 오염물질 배출량에 직접 과세하는 경우도 있지만, 과세 편의상 오염물질의 배출을 야기하는 에너지사용에 과세하는 경우도 있다. 따라서 원자력발전이 야기하는 '위험'에 대해서도 그 위험을 야기하는 발전연료에 개별소비세인 '핵연료세(가칭)'의 형태로 환경세를 부과하는 것을 적극 추진할 필요가 있다. 둘째, 핵연료에 과세할 경우 세율은 원자력발전의 중대사고 위험비용을 반영하여야 한다. 이러한 위험비용 반영의 준거수치로, 독일의 핵연료세율을 기준으로 할 경우, 핵연료 1kg당 8.7백만 원(원자력발전량 kWh당 22.17원), LNG의 발열량을 감안한 개별소비세율을 기준으로 할 경우핵연료 1kg당 3.2백만 원(원자력발전량 kWh당 8.04원)의 세율을 고려할 수 있다. 셋째, 세수의 활용과 관련하여, 세수를 일반회계로 전입하여 원자력발전으로 인한 이익(낮은 전기요금 등)을 누리고 있는 현재 세대를 위해 사용하기 보다는, 가칭 '원자력사고대응기금'을 설치하고 '핵연료세(가칭)'의 세수를 전입하되, 이 기금의 용도를 원자력 사고의 예방과 치유에 국한시킬 필요가 있다.


After the nuclear disaster in Fukushima, nuclear power dependent countries have immediately reexamined energy mix policy as the nuclear power had a significant share in the mix. Korea also has been in favor of nuclear power since the low cost of electricity generation has been appealing to policy makers and manufacturing companies who are the key players in the Korean economy. However, this "inexpensive and clean" energy has been controvertible in many ways. For instance, the major external costs are not included in the generation costs. Restoration and recovering from severe accidents can cost astronomical figures but some international conventions- Paris and Vienna Convention- set some financial cap on liability which allows nuclear utilities to be exempted from any financial liability. As a result, the risk costs are not fully taken into consideration and thus not internalized in the costs of electricity generation. The goal of this study is to find the "real" cost or "social cost" of nuclear-generated electricity, mainly focusing on obtaining external costs. The private cost that is paid by the operators of nuclear power plants is expressed by levelized generation cost and calculated by the sum of construction cost, fuel cycle cost, operating and management cost(O&M cost) and decommissioning cost of the most recent model, APR-1400. Construction cost, accounting for 46.3% of the total private cost (48.8 won/kWh), is 22.6won/kWh, fuel cycle cost is 8.4won/kWh (17.2%), O&M cost is 13.6won/kWh (27.8%), and decommissioning cost is 4.3won/kWh (8.7%). If the safety standards get tighter and the construction and decommissioning costs increase, the levelized cost(private cost) would rise up to 62.2won/kWh (in case construction and decommissioning costs increase by 50%). While the nuclear utility pays the private cost, the remainder is on government or the public. This remainder is defined as "external cost" of nuclear-generated electricity. It has been estimated by looking into risk costs of severe accidents that has significant effect on generation costs. Four ways of estimating external costs were illustrated in the study. First, the budget government spent to support nuclear related R&D and public relations in 2011 was 2.4won/kWh. Second, under Nuclear Damage Compensation Act, Korean government provides "implicit subsidy" by limiting liabilities of the utility in case of severe accidents. This implicit subsidy ranges from 0.2won/kWh to 16.1won/kWh depending on the amount of damage and the probability of incident. Third, the cost of how people deal with risk aversion in case of severe accidents was estimated by analyzing scenarios and conducting a survey. Applying ST21, severe accident scenario in France, the damage cost varies from 0.3 to 203.1 won/kWh. Fourth, analyzing the result from the survey through the contingent valuation method (CVM), households' willingness to pay are 3.8~6.8won/kWh on average to mitigate any risks that comes from existing reactors, and 52.1~94.9won/kWh on average to mitigate risks that originates from new reactors built nearby the residential area. Consequently, this study suggests internalizing external costs by imposing environment taxes as nuclear fuel tax. At precisely, the tax rate must contain the risk cost of severe accident. Referring to Germany's nuclear fuel tax rate, the risk cost is 8.7 million won per 1kg of nuclear fuel (22.17won/kWh). Based on individual consumption tax rate considering a calorific value of LNG, the tax rate will be 3.2 million won per 1 kg of nuclear fuel (8.04 won/kWh). Lastly, this study suggests installing ‘Nuclear Emergency Response Fund (tentative) and securing finances from the revenue of ‘Nuclear Fuel Tax (tentative), which should be transferred to general accounts for the future generation. The purpose of this fund should be restricting to use for preventing and curing from any nuclear accidents.

Table Of Contents

제1장 서 론
1. 연구의 배경 및 목적
2. 연구의 범위

제2장 국내외 원자력발전 현황
1. 국외 원자력발전 현황
가. 미국
나. 독일
다. 일본
라. 프랑스
2. 국내 원자력발전 현황
3. 원자력발전 중대사고
가. 원자력사고 등급 분류
나. 중대사고 발생 현황
다. 중대사고 피해비용

제3장 원자력발전의 사적 비용
1. 건설비용
2. 연료주기비용
3. 운전 및 유지비용
4. 원전해체비용
5. 원자력발전의 균등화원가

제4장 원자력발전의 외부비용
1. 외부비용의 개념
2. 정부 보조금
3. 원전사고 손해배상책임 제한
가. 원전사고 손해배상책임 제한제도
나. 분석방법
다. 분석결과
4. 위험회피 성향을 고려한 중대사고 위험비용 추정
가. 위험회피
나. 분석방법
다. 분석결과
5. 설문조사를 이용한 중대사고 위험비용 추정
가. 선행연구 검토
나. 분석방법
다. 분석자료
라. 분석결과

제5장 결론
1. 연구결과 요약
2. 정책 제언
3. 향후 연구방향

참고문헌

부록 121

Abstract

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Reports(보고서) > Climate Policy(기후환경정책연구)
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