석탄화력발전소의 사회적 비용 추정 연구 : 주택시장 영향을 중심으로

Abstract

Ⅰ. 서론 1. 연구의 배경 및 필요성 ？ 지구온난화 현상이 심각해지면서 기후변화 문제를 해결하기 위한 국제사회의 노력이 탄소중립(Net Zero) 선언을 통하여 뚜렷하게 나타남 ㅇ EU는 2030년까지 온실가스 배출량을 55% 감축하고 2050년까지 탄소중립을 달성할 것을 선언한 바 있음 ㅇ 미국은 조 바이든 대통령 취임 직후 파리협정에 재가입하였고 2050년까지 탄소중립을 이루겠다고 선언함 ㅇ 일본은 2050년까지, 중국은 2060년까지 탄소중립을 달성한다는 목표를 수립함 ㅇ 주요 국가의 탄소중립 전략을 살펴보면, 탈석탄 정책을 기반으로 한 에너지 전환이 핵심을 이루고 있음 ？ 우리나라도 2020년 12월, 2050년까지 탄소중립을 달성할 것을 선언하였고 ？기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법？을 통해 법제화하였음 ㅇ ‘2050 탄소중립 추진전략’(관계부처합동, 2020)은 우리나라 탄소중립 달성을 위해 마련한 방안으로 경제구조 저탄소화, 저탄소 산업 생태계 조성, 탄소중립 사회로의 공정전환, 탄소중립 제도적 기반 강화라는 주요 전략을 담고 있음 ㅇ 또 하나의 기후변화 정책 화두인 그린뉴딜도 국내 에너지 전환에 대한 내용을 담고 있음 ？ 우리나라의 탈석탄 에너지 전환 중심의 기후변화 대응은 국제사회의 흐름에 맞춰 바람직하게 이루어지고 있는 반면, 현재 국내 에너지 발전 현황을 살펴보면 개선의 여지가 많음 2. 연구의 목적 ？ 기존 연구와 차별화된 석탄화력발전의 사회적 비용 추정에 대한 연구가 반드시 필요하며, 국외에서 활발히 연구되고 있는 헤도닉 가격 모형을 적용한 국내 연구의 필요성이 제기되고 있음 ㅇ 탈석탄화력발전은 탄소중립 및 그린뉴딜의 핵심적인 사안임에도 불구하고, 그간 화석연료의 사회적 비용 추정은 대기오염물질 배출로 인한 건강 영향, 특히 극단적 경우인 조기 사망에 주로 집중되어 왔음 ㅇ 이는 석탄화력발전 등 화석연료의 사회적 비용을 과소 추정하게 되는 원인으로 작용함 ？본 연구에서 도출된 사회적 비용은 에너지 전환 정책의 경제적 비용편익분석을 위한 기초자료로 사용될 수 있을 것이며, 탄소중립 및 에너지 전환 정책에 대한 국민 의식 제고를 위한 근거 자료로 제시될 수 있음 Ⅱ. 국내외 석탄화력발전 현황 1. 국내 석탄화력발전 현황 ？ 기후변화와 미세먼지 문제의 주요 원인으로 거론됨에도 불구하고 석탄화력발전은 아직 우리나라의 주요 전력 발전원임 ㅇ 2019년 기준, 석탄화력발전은 국내 설비별 발전 전력량 기준 전체의 38.9%를 차지하고 있음 ㅇ 국내 원별 발전량의 40%를 차지하고 있으며, 특히 전력소비량이 급증하는 여름철에는 석탄화력발전소의 가동률과 발전량도 증가하는 추세를 보임 ？ 2021년 12월 기준, 총 57기의 석탄화력발전기가 운전 중이며 4기가 추가 건설 중임 ㅇ 충청남도에 29기, 경상남도에 14기, 강원도와 인천시에 6기, 전라남도에 2기가 위치하고 있으며, 신규 발전기 역시 기존에 발전기들이 집중되어 강원 지역에 건설될 예정임 ㅇ 발전기가 집중되어 있는 일부 지역은 그렇지 않은 지역보다 발전 사업으로 인한 건강 및 환경 피해를 볼 가능성이 큼 2. 국내외 에너지 전환 정책 동향 ？ 선진국을 중심으로 석탄화력발전에 대한 의존도를 낮추고자 하는 노력이 이루어지고 있음 ㅇ 미국의 석탄화력발전량 규모는 2007년 최고점을 달성한 후 점차 감소하는 추세에 있으며 지난 2020년의 석탄화력발전량은 2007년 대비 약 38% 수준으로 감소함 ㅇ 유럽 국가들은 기후변화 대응 정책의 일환으로 강력하게 탈석탄을 추진해 왔음 ㅇ 세계 최대 온실가스 배출국인 중국도 과거 온실가스 감축에 소극적이던 태도를 바꿔 2060 탄소중립 달성을 선언하며 저탄소 산업을 통해 새로운 산업 동력을 얻으려는 행보를 보이고 있음 ？ 우리나라의 경우 최근 발표되는 여러 정책에서 노후 석탄화력발전소를 폐지 또는 가동 중단하는 등 탈석탄 에너지 전환 목표 달성을 위한 전략을 제시함 Ⅲ. 석탄화력발전의 환경 및 건강 영향 1. 분석 모형 ？ 본 장에서는 장기간(1972~2019년)에 걸쳐 석탄화력발전 과정에서 발생되는 대기오염물질의 환경 및 건강 영향을 추정하기 위하여 영향경로분석(impact pathway analysis)을 사용함 ㅇ 영향경로분석은 대기오염물질이 배출되는 지점에서부터 수용체까지 미치는 영향을 경로에 따라 분석하는 상향식 접근 방법의 하나임 ㅇ 배출량 자료, 대기질 모사 모형의 종류, 시간 및 공간적 범위 등 많은 불확실성이 존재하는 것이 본 분석 방법의 한계점일 수 있음 2. 분석 결과 ？ 1972~2019년까지 석탄화력발전으로 인한 환경적 피해는 약 23조 9,000억 원에 이르는 것으로 나타났음 ㅇ 이는 국내에서 발전 단가를 낮추기 위해 1970년대 석탄화력발전 비중을 급격히 늘린 것의 영향이며, 더불어 경제성장에 따른 지불의사액의 증가와 인구의 증가로 인한 피해 대상의 확대에 기인한 것으로 평가할 수 있음 ㅇ 본 연구의 건강 영향 추정 결과는 향후 탄소중립 및 에너지 전환을 위한 발전원별 비용-편익 산정에 있어 외부비용 추정을 위한 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 기대함 Ⅳ. 석탄화력발전의 주택가격에 대한 영향 1. 분석 모형 ？ 본 연구에서는 석탄화력발전소의 주택시장에 대한 영향을 헤도닉 가격 모형(hedonic price model)을 사용하여 분석함 ㅇ 헤도닉 가격 모형이란 시장이 명시적으로 존재하지 않는 환경재에 대한 가치를 다른 재화의 대체 시장을 이용하여 추정하는 방법임 ㅇ 환경 요소의 주택시장에 대한 영향 분석은 여러 국외 선행연구(Currie et al., 2015; Davis, 2011; Chay and Greenstone, 2005 등)에서 수행된 바 있지만 국내 연구에서는 쉽게 찾아볼 수 없음 ㅇ 발전소 주변 주택을 표본으로 고려하였을 때, 그중에서도 상대적으로 발전소에 아주 근접하게 위치한 주택가격의 변화를 추정하고자 하였고 발전소 건설 계획, 착공, 상업운전 개시에 따른 가격 변화를 추정함 2. 분석 결과 ？ 환경·건강 위험 요소에 더 노출된 근접 지역의 아파트는 발전소의 경제적 영향보다 환경적 위험 요소에 더 영향을 많이 받는 것으로 분석됨 ㅇ 신규 발전소가 건설되거나 기존 발전소에 추가적으로 발전기가 건설될 때, 주변 아파트 가격은 상대적으로 하락하는 것으로 확인됨 ㅇ 계획 당시에는 주변 지역 주택가격의 하락을 유발하지만 상업운전이 시작되는 시점에는 발전소로부터 가까운 지역에서도 아파트 가격이 상승하는 점을 확인함 ㅇ 반대로 노후 발전기 폐지로 인하여 주변 아파트 가격이 상승하는 것으로 나타남 Ⅴ. 결론 및 학술적 성과 1. 결론 ？ 본 연구에서는 국내외 석탄화력발전 및 에너지 전환 정책의 현황을 살펴보았으며, 석탄화력발전의 외부효과 중 가장 직접적으로 나타나는 건강 영향을 분석하여 건강에 대한 피해 비용을 산정하였고, 간접적으로 주택시장에서 발생한 석탄화력발전의 사회적 비용을 추정하였음 2. 학술적 성과 ？ 건강 영향 분석의 경우, OECD 등 국제기구에서 추진 중인 환경계정의 구축을 위한 대기오염 또는 발전 부문의 총외부피해를 산정하는 데 있어 연구의 결과 및 방법론 모두 유용한 참고 자료로 사용될 수 있을 것이라 판단됨\ ？ 본 연구는 국내에서 처음으로 주택시장이라는 대체 시장을 사용하여 석탄화력발전의 사회적 비용을 추정하였으며, 기존 사회적 비용 추정치와 다른 측면의 비용을 제시하였다는 점에서 의미가 큼 ？ 주택시장에 대한 영향 분석 방법의 경우, 아파트 단지-고정효과 모형을 사용함으로써 실증 미시 분석의 고질적인 문제인 누락변수편향문제에 대하여 부분적으로 대처하였다고 판단됨 ？본 연구의 분석 결과는 탄소중립 및 에너지 전환 관련 정책에도 활용이 가능할 것으로 기대함

Ⅰ.Introduction 1. Background ？ Due to the severity of global warming, the international society has declared net-zero goals as an active response to environmental issues. ㅇ The EU made a declaration to reduce greenhouse gas emissions by 55% by 2030 and achieve net-zero carbon emissions by 2050. ㅇ In the case of the United States, president Biden declared that they will rejoin the Paris Agreement and achieve carbon neutrality by 2050. ㅇ Japan and China declared that they will achieve carbon neutrality by 2050 and 2060, respectively. ？ Korea also declared that they will achieve carbon neutrality by 2050, which has been legislated into the “Net-Zero and Green Growth Act Against Climate Crisis”. ㅇ The Net-zero 2050 Strategy (Related ministries, 2020) provides necessary strategies for South Korea to achieve carbon neutrality, including transitioning to the low-carbon economic structure and creating the industrial eco-system, making a just transition towards carbon neutrality, and establishing an institutional base for carbon neutrality. ㅇ The importance and urgency of the matter are also highlighted in South Korea’s Green New Deal. ？ Although Korea’s movement towards coal phase-out and energy transition in accordance with the international trend is desirable, Korea’s current dependence on coal-fired power plants leaves room for improvement. 2. Research goals ？ While past research focused on health-related social costs of coal-fired power plants, this study aims to present the social cost focusing on the housing market, which is quite a new approach in Korea’s environmental economics research. ㅇ Although the transition from coals is a major issue in net-zero and green new deal agendas, the cost estimations have focused on health costs due to air pollution, especially the costs of premature deaths. ㅇ Such tendency is likely to result in the underestimation of the social costs associated with coal power plants. Ⅱ. Coal-fired Power Plants in Korea and Abroad 1. Coal power plants in Korea ？ Although coal power plants are a major cause of climate change and atmospheric aerosols, South Korea is still heavily dependent on coal power plants for its energy generation. ㅇ As of 2019, coal power plants comprised 38.9% of domestic electricity generation measured by the amount of electricity generated by facility. ㅇ Coal power plants comprise 40% of domestic electricity generation measured by source, and the dependency tends to grow during the summer months. ？ As of December 2021, a total of 57 generators were operating and four generators were under construction. ㅇ There are 29 generators in South Chungcheong Province, 14 in South Gyungsang Province, six each in Gangwon Province and Incheon, and two in South Jeolla Province; additional generators are to be constructed in these regions. ㅇ Naturally, regions in which the generators are concentrated are likely to be more vulnerable to health and environmental damage from coal power plants. 2. Energy transition in Korea and Abroad ？ Efforts to reduce dependence on coal power plants can be observed in many parts of the world, especially in advanced economies. ㅇ The US’s coal power generation capacity reached its maximum in 2007 and gradually decreased from then on, reaching approximately 38% of the total capacity of 2007 in 2020. ㅇ Coal phase-out is a major part of climate change policies of European countries. ㅇ China, the largest emitter of greenhouse gas emissions, is trying to reshape itself into a low-carbon economy. ？ In the case of South Korea, many government agendas now include closure of aged coal power plants. Ⅲ. The Health Effects of Coal-fired Power Plants 1. Model ？ This chapter analyzes the environmental and health effects of air pollutants from coal power plants during the period from 1972 to 2019, using the impact pathway analysis model. ㅇ Impact pathway analysis is one of bottom-up analytical tools by which we identify the effects of emission sources on the environment and the receptor’s health. ㅇ Possible limitations are as follows: the uncertainties pertaining to the usability of the emission data, the model used to simulate air pollutants’ travel paths, the spatial and temporal scope of the study, and so on. 2. Result ？ The health cost associated with coal power generation is estimated to be approximately 23 trillion KRW. ㅇ The cost is estimated taking into account the fact that 1) there was a rapid increase in coal power plants in 1970s to lower the generation cost, 2) the amount people are willing to pay increased due to economic growth, and 3) more people became subject to damage due to population increase. ㅇ The result of this chapter may be utilized in the cost-benefit analysis of the energy transition policies and as a reference data for measuring external costs of coal power plants. Ⅳ. Impacts of Coal-fired Power Plants on Housing Prices 1. Model ？ This chapter estimates the effect of coal power plants on housing prices using a hedonic price model. ㅇ The hedonic price model is defined as an analytical tool by which we measure the value of environmental amenities or disamenities. ㅇ The effects of environmental factors on property values have been analyzed in multiple international studies (Curriet et al., 2015; Davis, 2011; Chay and Greenstone, 2005, etc.), but there has been little research in Korea. ㅇ This study compares the prices of apartment complexes located in the 0 to 10-km and 10 to 20-km-radius, before and after the announcement of the newly opening plants, the construction of the plants, and the start of operation. 2. Result ？ The prices of the apartment complexes that are located in closer proximity to the power plants are affected by information on nearby power plants. ㅇ When new coal power plants open and additional generators are built in the existing power plants, the prices of nearby apartment complexes fall. ㅇ The prices fall at the time of announcement, but they rebound after the plants begin operation. ㅇ On the contrary, the closure of aged generators increases the prices of nearby houses. Ⅴ. Conclusion and Academic Contribution 1. Conclusion ？ This study summarizes the up-to-date information regarding the use of coal power plants and the energy transition polices in Korea and abroad, analyzes the heath costs associated with coal power plants, and, finally, estimates the effects of coal power plants on housing price. 2. Academic contribution ？ In the case of the analysis on health effects, both the methodology and outcome may be a useful source for measuring external costs of coal power plants. ？ This is the first study that used a hedonic price model to estimate the external costs of coal power plants focusing on the housing market in the Korean context and it provides cost estimations that are differentiated from those of the past literature. ？ For impact analysis of the housing market, this study aimed to address the problem of omitted-variable bias which is prevalent in empirical microeconomics research, especially in the hedonic pricing research, by using the apartment complex-fixed effects model. ？ The outcome of this study may be useful in the cost-benefit analysis of policies regarding net-zero and energy transition.