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연구보고서 에너지안보 강화와 탄소중립을 위한 한국의 대응방안 에너지산업, 환경정책

저자 문진영, 나승권, 이성희, 김은미 발간번호 23-06 자료언어 Korean 발간일 2023.12.29

원문보기(다운로드:1,861) 저자별 보고서 주제별 보고서 정책연구브리핑

국제사회는 ‘안정적으로 에너지를 확보하는 문제’와 ‘탄소중립 도달’이라는 두 가지 도전과제에 직면해 있다. 이 연구는 에너지 전환 관점에서 에너지안보에 접근하고, 탄소중립과 에너지안보 차원에서 주요 쟁점과 국제협력 사례를 종합적으로 분석하였다. 이를 토대로 탄소중립 추진 과정에서 에너지안보를 제고하는 대응방안을 제시하였다.

먼저 2장에서는 에너지 전환 관점에서 에너지안보 개념을 정리하였다. 에너지안보에는 에너지 가용성 및 접근성, 가격적 측면(affordability)과 환경적인 지속가능성을 감안한 수용성(acceptablity)이 포함된다. 청정에너지 전환기에 기존 화석연료에 대한 가용성과 접근성은 청정에너지에 대한 가용성과 접근성으로 연결된다. 청정에너지로의 전환에서도 가격적인 요인이 중요하며, 환경적으로 지속가능하고 안정성을 담보할 수 있는 에너지 전환이 필요하다. 또한 개별 국가 차원의 제약을 극복하기 위한 국제협력은 에너지 전환을 제고하면서 글로벌 차원의 탄소중립에 기여하는 바탕이 될 수 있다.

다음으로 최근 에너지시장의 주요 특징을 살펴보면, 기후변화 대응에 대한 국제사회의 노력이 전방위적으로 전개되는 상황에서, 최근 러시아-우크라이나 전쟁 발발에 따른 천연가스 공급 감소 및 가격 폭등으로 ‘에너지안보’의 중요성이 다시 강조되고 있다. 이에 따라 유럽연합(EU)은 Fit for 55 패키지, REPowerEU 계획 발표 등 러시아로부터의 에너지 공급 의존도를 낮추는 정책을 본격화하고 있다. 또한 미국은 기후정상회의 개최 등 기후변화에 대한 글로벌 리더십 회복에 주력하고, 「인플레이션 감축법(IRA)」에 기후변화를 핵심 지원 대상으로 포함하는 등 산업 지원정책에서도 기후변화를 중요하게 고려하고 있다. 한편 우리나라는 경제구조의 저탄소화 측면에서 에너지 전환을 모색해왔고, 최근 에너지안보 이슈가 본격적으로 다루어지면서 탄소중립뿐 아니라 에너지안보를 고려한 정책과 대외전략 등을 발표하고 있다.

3장에서는 탄소중립과 에너지안보 대응을 위해 청정에너지로의 전환, 핵심광물 공급망, 투자 및 제도적 지원 차원에서 주요 쟁점을 살펴보았다. 먼저 에너지 전환 과정에서 변동성 재생에너지(VRE) 비중이 점차 높아짐에 따라 에너지 저장장치, 수요관리, 분산에너지 시스템 등의 조치로 변동성을 보완하고 안정적인 전력공급을 도모해야 한다. 또한 원자력, 청정수소, 바이오연료, CCUS 등 첨단에너지 부문 중 아직 초기 연구개발 단계인 기술의 상용화를 촉진할 필요가 있다. 아울러 전환기적 에너지원으로 활용되는 천연가스와 원자력의 장점과 한계를 고려하여 탄소중립과 에너지안보 대응을 위한 에너지정책을 마련해야 한다.

한편 배터리, 재생에너지 등에 필요한 핵심광물의 안정적 조달문제를 정책적으로 중요하게 고려할 필요가 있다. 이러한 핵심광물의 수요는 향후 지속적으로 확대될 것으로 전망되나, 생산지 분포가 특정 국가에 집중되어 있어 안보환경 악화 및 무역제재 등의 위험요인에 취약할 수밖에 없다. 이와 더불어 최근에는 핵심광물이 주요 전략자산으로 주목받기 시작하면서 중국, 미국, 인도네시아 등을 중심으로 핵심광물을 확보하려는 노력과 함께 수출통제 조치를 이행하는 사례가 확대되고 있어 이에 대한 대응이 필요하다.

다음으로 탄소중립과 에너지안보를 촉진하는 시장 및 제도적 환경을 조성해야 한다. 탄소중립 달성을 위한 공공 및 민간의 투자 규모를 좀 더 확대해야 하며, 에너지 전환 여력이 부족한 개도국에 대한 지원도 필요하다. 또한 탄소중립과 에너지 전환 추진 과정에서 취약계층과 취약산업을 포용하는 이른바 공정전환을 고려해야 한다. 끝으로 화석연료를 중심으로 설계되었던 기존 전력망과 전력 시스템을 변화하는 에너지믹스를 고려하여 좀 더 유연하게 개선해나갈 필요가 있다.

4장에서는 탄소중립 및 에너지안보 대응을 위한 국제협력 실태를 앞서 도출한 주요 쟁점별 국제협력 사례와 주요 다자협력에서의 주요 의제 및 기회 요인을 중심으로 분석하였다. 쟁점별 사례를 살펴보면, 먼저 핵심광물 공급망의 안정화와 관련하여 현재 주요국들은 양자·다자 공급망 협의체 구축, 공적개발원조(ODA) 등을 활용한 국경 간 투자 촉진 지원, 공급망 제한조치 우회를 위한 양자·다자 통상협정 체결 등 다양한 국제협력 사업을 추진하고 있다. 또한 신에너지 관련 기술을 선도하는 일본, EU 등은 에너지 전환을 위해 그린수소와 친환경 연료에 특화된 국가 간 기술협력 사업을 추진하며 국제표준 수립 과정에 적극 참여하고 있다. 그와 더불어 청정에너지 및 에너지 전환 관련 투자를 촉진하기 위한 국제협력, 특히 개도국 투자에 따르는 위험을 경감하고 초기 투자를 지원하는 사례를 살펴보았다. 이에 따르면 다자협력 이니셔티브, 특화기금, 민간주도 이니셔티브, 투자환경 개선 및 역량배양 등 다양한 목적과 형태의 투자협력 사례가 확인되었다.

한편 다자 차원의 쟁점과 협력 기회를 도출한 결과는 다음과 같다. 인도·태평양 경제프레임워크(IPEF)는 필라 3(청정경제)에서 청정경제 시장 활성화와 공급망 안정화를 도모하고 있고, G20은 에너지 전환과 순환경제 활성화에 대해 논의 중이다. 또한 에너지 및 기후에 관한 주요경제국포럼(MEF)과 청정에너지장관회의(CEM)는 산업 부문별 탈탄소화와 청정에너지 기술혁신 등을 지원하고 있다. 각국이 이러한 활동 중에서 자국의 정책 목표와 중첩되면서 국제사회에 기여하는 사업을 선별해 참여한다면 시너지 효과가 창출될 것으로 기대된다.

5장에서는 앞선 논의에 기초하여 에너지 전환 단계를 크게 도입기, 과도기, 성숙기로 구분하고, 에너지 전환 과정에서의 국제협력 방안을 제시하였다. 탄소중립 대응을 위한 에너지안보 강화 노력은 화석연료에 대한 의존도를 낮추면서 청정에너지 전환을 확대하는 방향으로 접근할 필요가 있으며, 이 연구에서는 이를 달성하는 대응방안을 다음과 같이 제시하였다.

첫째, 핵심광물 공급망 안정화를 위한 대외협력 추진에서 다음과 같은 전략적 고려가 필요하다. 우선 핵심광물 관련 양자 및 다자 협력 채널을 네트워크 강화 및 협력 프로젝트 발굴의 기회로 활용할 필요가 있다. 또한 기존 FTA의 개정, 광물 분야에 대한 제한적 FTA 체결 등을 활용하여 주요 광물 공급국의 수출제한 조치에 대한 우회전략을 도모할 필요가 있다. 마지막으로 해외투자 인센티브, 개발협력 사업 지원 등으로 민간의 해외자원 개발 참여를 촉진할 필요가 있다.

둘째, 신에너지 기술혁신 및 국제표준 수립을 위한 노력을 강화할 필요가 있다. 신에너지(특히 수소)를 친환경적·경제적으로 활용하려면 아직 넘어야 할 기술적 과제들이 많으나, 장기적으로 보면 탄소중립과 에너지안보를 달성하게 하는 원동력이 될 것으로 기대된다. 그러나 우리나라의 수소 관련 기술력은 대체로 선진국에 비해 뒤처져 있으며, 국제표준을 수립하려는 노력도 개선할 필요가 있는 상황이다. 따라서 기술 선도국(EU, 일본, 미국 등)과의 양자 대화 채널과 다자협의체(MEF, CEM, MI 등)를 효과적으로 활용하고, 국가 간 공동연구를 위한 유관 부처의 지원을 확대할 필요가 있다. ISO, IEC에서 국제표준 수립을 주도하는 데 필요한 민간(연구기관, 기업 등)의 역할과 지원 수요를 재정립해야 하며, 이들의 노력을 장기간 후방지원할 수 있어야 한다.

셋째, 청정에너지 투자를 확대하려는 노력이 필요하다. 공공과 민간으로부터 투자 자금을 조성하기에 앞서 친환경 경제활동에 대한 분류체계나 녹색채권 지침 등 투자를 촉진하기 위한 제도적 환경을 우선적으로 조성해야 한다. 또한 기존 양자·다자 에너지 협력체계를 심화해 국경 간 청정에너지 투자 기회를 모색하는 한편 전통적인 에너지 협력국 외에 새로운 에너지 투자 수요와 잠재력이 있는 협력 후보를 발굴하는 작업도 필요하다. 국내적으로는 탄소중립 시나리오와 에너지믹스 변화로 발생하는 비용과 편익을 분석하여 투자 로드맵을 제시할 필요가 있다. 끝으로 개도국의 에너지 전환을 위해 ODA 사업 외에도 다양한 혁신적인 금융수단과 특화기금에 참여하는 것을 고려해야 한다.
The international community is faced with the dual challenges of securing stable energy and achieving carbon neutrality. This study approaches energy security from the perspective of energy transition and comprehensively analyzes key issues and cases of international cooperation in the area of carbon neutrality and energy security. Building on this analysis, the study offers implications for governmental measures to enhance energy security while facilitating the transition towards carbon neutrality.

Chapter 2 summarizes the concept of energy security from the perspective of energy transition. Energy security includes energy availability, accessibility, affordability and acceptability. The focus shifts from the availability and accessibility of fossil fuels to that of clean energy during the energy transition period. Price is important in the clean energy transition. It is also important to ensure stable and environmentally sustainable energy transition. Furthermore, fostering international collaboration to overcome individual country-level limitations serves as a cornerstone for contributing to global carbon neutrality while advancing energy conversion schemes.

Next, looking at the main characteristics of the recent energy market, the importance of “energy security” has been re-emphasized due to the recent outbreak of the Russia-Ukraine war. Accordingly, the EU is implementing policies to reduce its dependence on energy supply from Russia through the announcement of the Fit for 55 package and the REPowerEU plan. In addition, the United States is focusing on restoring its global leadership in the field of climate change, for instance by hosting the Leaders Summit on Climate, and is placing more emphasis on climate change in industrial support policies, such as including climate change as a key support target in the IRA. Meanwhile, Korea has been pursuing energy transition to achieve a low-carbon economic structure. With its recent dedicated focus on energy security, it is unveiling policies and external strategies that consider both energy security and carbon neutrality.

In Chapter 3, we examine essential aspects to consider when pursuing carbon neutrality and energy security, transition to clean energy, critical mineral supply chain, and investment and institutional support. First of all, as the proportion of variable renewable energy (VRE) gradually increases in the energy transition process, it is necessary to compensate for volatility and promote stable power supply through measures such as energy storage devices, demand management, and distributed energy systems. In addition, there is a need to promote the commercialization of technologies that are still in the early research and development stage among advanced energy sectors such as nuclear energy, clean hydrogen, biofuel, and CCUS. Moreover, the advantages and limitations of natural gas and nuclear energy, which are used as transitional energy sources, must be taken into account when designing energy policies.

Next, the stable procurement of critical minerals required for batteries and renewable energy needs to remain an important policy. Demand for these critical minerals is expected to continue to grow in the future, while the distribution of production sites is concentrated in certain countries, making these inevitably vulnerable to security conditions. Meanwhile, as critical minerals have recently begun to attract attention as a major strategic asset, countries, mainly China, the United States, and Indonesia, are frequently implementing export control measures along with efforts to secure critical minerals. Therefore, it is necessary to respond to this.

Lastly, it is important to provide a market and institutional environment which enables carbon neutrality and energy security. The scale of public and private investment to achieve carbon neutrality must be expanded, and support is also needed for developing countries that lack the capacity for energy transition. Additionally, in the process of promoting carbon neutrality and energy transition, we must consider a just transition that embraces vulnerable groups and vulnerable industries. Lastly, there is a need to improve flexibility in the existing power grid and power system by taking into account the changing energy mix.

In Chapter 4, we analyze the status of international cooperation for carbon neutrality and energy security response, focusing on international cooperation cases for each major issue and major agendas and opportunity factors in major multilateral cooperation. Regarding the stabilization of the critical mineral supply chain, major countries are currently promoting various international cooperation projects such as the establishment of a bilateral and multilateral supply chain consultative body, supporting cross-border investment promotion using ODA, and signing a bilateral and multilateral trade agreement to bypass supply chain restrictions. Next, for energy transition, technology-leading countries such as Japan and the EU are promoting technological cooperation projects between countries specialized in green hydrogen and eco-friendly fuels, and are also actively participating in the process of establishing related international standards. In addition, we also reviewed the international investment initiatives and cases with particular emphasis on reducing risks and supporting early-stage clean energy investment in developing countries.

The main issues and opportunities for cooperation at the multilateral level derived from this study are as follows. The Indo-Pacific Economic Framework (IPEF) is seeking effective ways to revitalize the clean economy market and stabilize the supply chain under Pillar 3 (Clean Economy), and discussions at the G20 are focused on energy transition and circular economy. The Major Economies Forum on Energy and Climate (MEF) and the Clean Energy Ministerial (CEM) are supporting decarbonization of the industrial sector and clean energy technology innovation. It is expected that each country will be able to create synergy effects by selecting and participating in projects that overlap with their own policy goals and contribute to the international community among these activities.

In Chapter 5, building on the earlier discourse, the energy transition phase was segmented into three key stages: the introductory phase, the transitional phase, and the maturation phase. Furthermore, the chapter provided international collaborative measures within the energy transition process. Addressing the imperative of bolstering energy security in response to carbon neutrality necessitates an expansion of clean energy conversion while diminishing reliance on fossil fuels. The following countermeasures are proposed to achieve this goal.

First, the promotion of external cooperation to stabilize the critical mineral supply chain requires the following strategic considerations. To begin with, it will be necessary to use bilateral and multilateral cooperation channels related to critical minerals as an opportunity to strengthen networks and discover cooperative projects. In addition, it is necessary to promote a bypass strategy for export restrictions of major mineral suppliers by utilizing the revision of existing FTAs and conclusion of limited FTAs in the mineral sector. Finally, it is necessary to promote private participation in overseas resource development through overseas investment incentives and ODA project support.

Second, it is necessary to strengthen efforts to innovate new energy technologies and establish international standards. There are still many technical challenges to overcome in order to utilize new energy forms (especially hydrogen) in an environmentally friendly and economical manner. However, at the same time, it is expected to be a driving force in achieving carbon neutrality and energy security in the long term. Korea’s hydrogen-related technological capabilities are generally insufficient compared to developed countries, and efforts to establish international standards need to be strengthened. There is a need to effectively utilize energy-related bilateral dialogue with technologically advanced countries and programs of multilateral organizations such as the Major Economies Forum on Energy and Climate (MEF), Clean Energy Ministerial (CEM), and Mission Innovation (MI), and expand support from ministries for joint research with other countries. In addition, in order to lead the establishment of international standards, it is necessary to redefine the role and support needs of Korea's private sector, and support efforts in the long term.

Third, it is also crucial to expand the global clean energy investment. Creating a regulatory and institutional environment to promote clean energy investments such as a green taxonomy for eco-friendly economic activities or green bond guidelines is prerequisite. In addition, it is necessary to deepen the existing bilateral and multilateral energy cooperation system to seek cross-border clean energy investment opportunities, while discovering new cooperation partners with energy investment demands and potentials. Domestically, there is a need to analyze the costs and benefits arising from carbon neutral scenarios and energy mix changes and present an investment roadmap. Lastly, for energy transition in developing countries, Korea should consider participating in various innovative financial instruments and specialized funds in addition to ODA projects.
국문요약

제1장 서론
1. 연구의 필요성 및 목적
2. 선행연구와의 차별성
3. 연구 범위와 구성

제2장 탄소중립 이행과 에너지안보 문제
1. 에너지안보와 에너지 전환
2. 최근 에너지시장의 특징 및 주요국 대응
3. 국내 탄소중립 및 에너지안보 관련 정책

제3장 탄소중립과 에너지안보 대응에서의 주요 쟁점 분석
1. 청정에너지로의 전환
2. 핵심광물 공급망
3. 탄소중립과 에너지안보를 위한 지원

제4장 탄소중립과 에너지안보 차원의 국제협력
1. 주요 쟁점별 국제협력
2. 주요 다자협력 쟁점 및 기회 분석

제5장 결론
1. 요약 및 시사점
2. 탄소중립을 고려한 에너지안보 대응

참고문헌

Executive Summary

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