Which Green Technology to Subsidize? Evidence from Electric Vehicles in South Korea

기술 요약: 어떤 녹색 기술에 보조금을 지급할 것인가? 한국의 전기자동차 사례를 통한 증거

문제 제기
국가들이 넷제로(Net-Zero) 온실가스(GHG) 목표를 추진함에 따라, 정책적 초점은 흔히 하이브리드 전기차(HEV)를 희생시키면서까지 배터리 전기차(BEV)를 결정적인 장기 솔루션으로 선호해 왔다. 그러나 BEV 채택은 높은 비용과 인프라 우려로 인해 목표치에 미치지 못하는 경우가 빈번한 반면, HEV는 적은 정책적 지원에도 불구하고 상당한 시장 점유율을 확보했다. 여기서 핵심적인 질문이 남는다. 즉, 가장 "깨끗한" 기술(BEV)에 보조금을 지급하는 것이 항상 중간 단계 기술(HEV)에 보조금을 지급하는 것보다 더 큰 배출량 감소를 가져오는가? 본 논문은 중간 단계 기술의 우수한 대체 잠재력이 현재의 조건 하에서, 가장 깨끗한 가용 기술보다 더 효과적인 배출 저감 도구가 될 수 있는지 조사한다.

연구 방법론
저자들은 BEV와 HEV 보조금의 상대적 효과성을 비교하기 위해 이론적 프레임워크와 실증적 수요 모델을 개발하였다.

• 이론적 프레임워크: 이 모델은 기술의 차량당 배출 우위와 고배출 내연기관차(ICEV)로부터의 대체 유도 능력 사이의 상충 관계를 설정한다. 저자들은 (명제 1에 따라) HEV 보조금이 충분히 큰 수요 반응을 생성하고 BEV 보조금보다 더 많은 판매를 ICEV로부터 전환시킨다면, HEV가 더 높은 차량당 배출량을 가짐에도 불구하고 HEV 보조금이 총 배출량을 더 효과적으로 줄일 수 있다는 조건을 도출한다.
• 실증적 구현:
  • 데이터: 본 연구는 17개 시·도를 포함하여 366개 제품을 다루는 2012년부터 2023년까지의 한국 신규 승용차 시장의 포괄적인 데이터셋을 활용한다. 데이터 소스는 차량 판매량, 가격, 특성 및 차량 검사를 통한 개인별 연간 주행거리이다. 분석에는 소비자 설문 데이터(차선책 응답)를 통합하여 대체 패턴을 식별한다.
  • 수요 추정: 일반화 적률법(GMM)을 사용하여 무작위 계수(RC) 로짓 수요 체계를 추정한다. 결정적으로, 모델은 **주행거리 이질성(mileage heterogeneity)**을 통합하여 연료 유형에 대한 소비자의 가치가 연간 주행 거리에 따라 달라질 수 있도록 한다. 설문 데이터와 검사 기록에서 도출된 마이크로 모먼트(micro-moments)를 사용하여 이러한 파라미터를 식별한다.
  • 배출량 측정: 저자들은 차량 주기 배출량(생산, 재활용)과 연료 주기 배출량(사용)을 포함하는 전생애주기(lifecycle) 온실가스 배출량 척도를 구성한다. 연료 주기 배출량은 BEV를 위한 특정 전력 생산 믹스와 ICEV/HEV의 연비를 기준으로 계산되며, 개별 소비자 주행거리에 따라 조정된다.
  • 역사실적 분석(Counterfactual Analysis): 베르트랑 가격 설정 기업의 균형 모델을 사용하여 가격 반응을 시뮬레이션한다. 저자들은 현재의 BEV 보조금 체제를 동일한 예산 규모 내에서 균등한 HEV 보조금으로 재배분하는 시나리오와 비교한다.

주요 결과

1. 대체 패턴: 수요 추정 결과, 소비자들은 동일한 연료 유형의 차량을 가장 가까운 대체재로 인식하는 것으로 나타났다. 더 중요한 점은, 연료 유형 간의 비교에서 HEV가 BEV보다 기존 ICEV에 더 가까운 대체재로 인식된다는 것이다. 주행거리가 긴 소비자들은 낮은 운영 비용을 가진 차량(HEV 및 BEV)에 더 높은 가치를 부여하며, 이는 ICEV로부터의 상당한 대체를 유도한다.
2. 배출량 감소: 현재 한국의 전력 생산 믹스 하에서, 기존 보조금 예산을 BEV에서 HEV로 재배정하면 총 온실가스 배출량을 추가로 47% 더 줄일 수 있다.
   • BEV는 (현재 믹스에서 HEV보다 15% 낮은) 더 낮은 차량당 전생애주기 배출량을 갖지만, BEV 보조금은 주로 BEV 범주 내에서의 대체나 다른 저배출 차량으로부터의 대체만을 유도한다.
   • 반면, HEV 보조금은 고배출 ICEV(가솔린, 디젤, LPG) 및 "외부 선택지"(중고차)로부터 훨씬 더 큰 대체를 유도하여, HEV의 더 높은 차량당 배출량에도 불구하고 더 큰 총 배출량 감소를 이끌어낸다.
3. 전력 믹스에 대한 민감도: BEV 보조금의 상대적 효과성은 전력 생산의 탄소 집약도에 크게 의존한다. 저자들은 BEV 중심의 정책이 HEV 중심의 정책보다 더 나은 성과를 내기 위해서는 한국의 전력 생산 믹스가 약 45% 더 깨끗해져야(포르투갈 수준에 도달해야) 한다는 것을 발견했다. 만약 전력망이 인도나 카자흐스탄과 같은 국가들처럼 탄소 집약적인 상태로 남아 있다면, BEV 보조금은 HEV 보조금에 비해 오히려 배출량을 증가시킬 수도 있다.
4. 강건성(Robustness): 이러한 결과는 대안적 수요 모델, 다양한 차량 운행 수명(6~15년), 그리고 기업 소유 구조에 대한 다양한 가정에 걸친 여러 명세(specification)에서도 일관되게 나타난다.

의의 및 주장
본 논문은 대안적인 배출 저감 기술에 대한 보조금의 상대적 효과성을 비교하기 위한 엄격한 프레임워크를 제공한다고 주장한다. 이 논문의 주요 기여는 보조금이 반드시 가장 낮은 차량당 배출량을 가진 기술을 목표로 해서는 안 된다는 점을 입증한 데 있다. 대신, 중간 단계 기술이 지배적인 고배출 기술로부터 더 큰 대체를 유도한다면 더 효과적일 수 있다.

저자들은 이러한 상충 관계가 동적(dynamic)이라는 점을 강조한다: 즉, 전력 생산이 충분히 탈탄소화되거나 BEV로의 전환 의지가 높아질 때까지는 중간 단계 기술(HEV 등)에 대한 보조금이 더 효과적일 가능성이 높다. 또한 본 논문은 환경 정책을 평가할 때 소비자 주행거리 이질성과 전생애주기 배출량(생산 및 전력망 포함)을 고려하는 것이 중요함을 강조하며, 이를 간과할 경우 중간 단계 기술의 이점을 크게 과소평가할 수 있다고 지적한다.

본 분석은 많은 국가의 지속적인 BEV 독점 집중이 즉각적인 환경적 관심사 이상의 산업 정책적 목표를 반영하거나, 현재의 대체 패턴 및 전력망 현실과 불일치할 수 있음을 시사한다. 결론적으로, 전력망이 충분히 탈탄소화될 때까지는 HEV 보조금이 한국과 같은 시장에서 총 온실가스 배출량을 줄이는 데 더 효과적인 도구로 남을 것이다.