An analysis on the role of nuclear energy system for meeting the future global environmental constraint of $CO_2$ emission regulation was made using an energy-economy interaction model - EFOM-MACRO-KOREA. In case of carbon taxation which is likely to be adopted as policy measure for $CO_2$ abatement, the role of nuclear energy for sustainable energy system as well as the economic impacts has been assessed.
For the analysis, the energy system optimizations under the various scenarios of tax rate and nuclear installation expansion have been achieved using non-linear programing whose objective function is the summation of discounted utilities of whole periods.
As a result, the role of nuclear energy system up to the year 2040 is forecasted. In order to stabilize the carbon emission during the whole period to the emission level of 2005 at business-as-usual scenario, the carbon tax of 400 US dollars per ton of carbon is required. For two scenarios with the same tax scheme and different nuclear installation growth, the smaller the nuclear growth, the more GDP loss and $CO_2$ emission. Required nuclear energy capacity for stabilization would be over 80 additional nuclear power units. However, the maximum proposed sites in Korea is about 40 units. The realistic limitation to nuclear power expansion would be siting due to the public acceptance.
The results shows that the adopted modeling approach is suitable for the impacts analysis of the environmental policy such as carbon tax imposition which affects economy as well as the energy sector.
에너지-경제 연계모형인 EFOM-MACRO-KOREA를 사용하여 지구환경문제로 인한 이산화탄소 배출제약 등 환경제약이 도입될 경우의 국내 장기 에너지 수급체계에서 원자력의 역할을 평가하였다.
에너지 수급과정에서 이산화탄소 배출을 감소시키기 위한 정책대안으로서 탄소세의 도입을 시나리오로 구성하고 할인된 전체효용을 목적함수로 하는 비선형계획법을 이용하여 국내 에너지체계의 최적화를 수행하였다. 이를 통해 2040년까지의 장기적인 원자력의 역할을 전망하고 대상기간 동안의 이산화탄소 배출을 기준안의 2005년 수준으로 안정화하는 탄소세 시나리오를 도출하였다. 모형에서 이산화탄소 배출을 안정화하기 위해서는 적극적인 원자력의 도입과 함께 2000년에 400 달러/탄소톤의 탄소세를 부과하고 그 세율을 에너지 가격 상승에 맞추어 상승시키는 방식의 탄소세 도입이 요구되는 것으로 나타났다. 동일한 탄소세와 원자력 도입정도가 다른 두 시나리오를 비교한 결과, 원자력의 도입이 충분히 이루어지지 않는 경우 더 많은 GDP 감소가 발생하는 것으로 분석되었다. 기준안 하에서 원자력은 미래의 에너지체계에서 중요한 역할을 담당하고 특히 이산화탄소 배출제약 하에서는 원자력의 중요성이 더욱 커지는 것으로 분석되었다. 이산화탄소를 안정화하기 위해 요구되는 원자력발전의 수요는 약 80여기를 넘는 것으로 나타났다. 국내에서 확보 가능한 부지가 약 40여 곳에 불과한 사정을 감안할 때 향후 원자력발전의 활발한 추진에 부지확보가 현실적인 제약이 될 것으로 보여진다.
본 연구에서 사용된 모형은 탄소세와 같이 에너지 부문뿐 아니라 경제에 영향을 미치는 환경정책의 영향을 분석하는데 유용한 것으로 보여진다.
