Designing Emissions Trading Systems in Emerging Economies: A Firm-Level Simulation Framework and Application to Thailand

기술 요약: 신흥 경제국의 배출권 거래제 설계를 위한 기업 수준 시뮬레이션 프레임워크: 태국에 대한 적용을 중심으로

문제 제기
신흥 경제국들은 배출권 거래제(ETS)를 도입하는 과정에서 복잡한 설계 과제에 직면해 있다. 규제 당국은 네 가지의 상충할 수 있는 목표 사이에서 균형을 잡아야 한다: 환경적 무결성(배출량 감축 보장), 경제적 효율성(감축 비용 최소화), 행정적 실행 가능성(제한된 역량 내에서 보고 부담 관리), 그리고 경쟁력 관리(탄소 누출 방지). 기존 문헌은 주로 성숙한 시스템에 대한 사후 평가나 집계 데이터에 의존하며, 이는 이질적인 기업들에 미치는 정책 설계의 분배적 효과를 포착하지 못한다. 특히, 의무적인 시스템이 시행되기 전, 특정 설계 선택(예: 적용 범위 임계값, 캡 엄격성, 할당 규칙, 상쇄 제한 등)이 기업 수준의 준수 비용, 재무적 노출 및 전환 리스크로 어떻게 전이되는지를 시뮬레이션할 수 있는 사전(ex-ante) 도구가 부족하다. 태국은 공식적인 탄소 가격 책정 체계를 준비하는 동시에 EU의 탄소국경조정제도(CBAM)와 같은 외부 무역 압력에 직면해 있다는 점에서 시의적절한 사례 연구 대상이다.

방법론
본 연구는 사전적 규제 영향 평가를 위해 설계된 기업 수준 시뮬레이션 프레임워크를 개발하였다. 이 프레임워크는 다음과 같은 핵심 구성 요소를 통합한다:

1. 범위 및 임계값: 모델은 기준 배출량($E_{i0}$)과 규제 임계값($\tau$)을 기준으로 규제 대상을 선정한다. 이는 높은 비중의 배출량을 포착하는 것과 소규모 배출자를 규제하는 데 따르는 행정적 부담(측정, 보고 및 검증 - MRV) 사이의 절충안을 명시적으로 모델링한다.
2. 캡 및 할당: 시스템은 감소하는 배출 캡($C_t$)을 설정하고, 무상 할당(벤치마크 기반 또는 그랜더파더링 방식)과 유상 경매의 혼합을 통해 허용치를 배분한다. 태국 적용 사례의 경우, 검증된 시설 단위 출력 데이터가 아직 공개되지 않았기 때문에 "공개된 벤치마크 스타일 프록시"를 사용한다. 이는 매출 프록시를 산업별 벤치마크 강도로 매핑하는 방식이다.
3. 감축 및 상쇄: 기업은 볼록한 감축 비용에 직면한 상태에서 비용을 최소화하기 위해 감축률($q_{it}$)을 선택한다. 모델은 공동 결제 시장이 아닌, 외생적 공급 제약으로서 제한된 국내 상쇄 시장(T-VER 크레딧)을 포함한다.
4. 시장 결제: 허용량 가격($P_t$)은 직접 감축 공급 총량과 상쇄 사용 후 남은 직접 감축 목표량을 일치시키는 그림자 가격(shadow price)으로서 내생적으로 결정된다. 모델은 이분법(bisection method)을 사용하여 이 가격을 산출한다.
5. 재무 및 리스크 지표: 프레임워크는 총 준수 비용(감축 + 허용량 구매 + 행정 + 상쇄 비용)을 계산하고, 적정성 비율(매출 대비 비용 및 EBITDA 대비 비용)을 도출한다. 또한 배출 집약도, 무역 노출도, 비용 전가 능력을 기반으로 누출 리스크 지표를 구축한다.
6. 시나리오 분석: 저자들은 이 프레임워크를 61개 산업 단지의 데이터를 사용하여 태국의 산업 단지에 적용하였다(특히 S2 시나리오: 전력 생산을 제외한 Scope 1 배출량). 이들은 캡 감소, 무상 할당 비율, 경매 비율, 상쇄 제한을 변화시키며 "완만한 전환"(P1)부터 "성숙한 ETS"(P5)까지 5가지 정책 시나리오를 시뮬레이션한다.

주요 기여

1. 전이 가능한 설계 프레임워크: 본 논문은 시설 데이터가 불완전하고 행정 역량이 제한된 신흥 경제국을 위한 ETS 설계 문제를 재정의하며, 구현 전 설계 선택을 평가할 수 있는 구조적 접근 방식을 제공한다.
2. 통합 시뮬레이션 구조: 범위 기반의 커버리지, 동적 캡, 이질적인 감축 비용, 행정 부담 모델링, 그리고 수익 재투자를 하나의 시뮬레이션 엔진으로 독특하게 결합하였다.
3. 기업 수준의 재무적 노출: 배출량 규모에만 집중하는 모델과 달리, 본 프레임워크는 ETS 설계를 기업의 재무적 취약성(매출/이익 대비 비용) 및 누출 리스크와 명시적으로 연결하여, 감독 기관과 투자자가 전환 리스크를 평가할 수 있는 도구를 제공한다.
4. 인과적 평가를 위한 경로: 본 연구는 태국의 의무적 ETS가 운영될 때, 이 스크리닝 도구를 회귀 불연속 설계(RDD) 또는 이중차분법(DiD)을 활용한 인과적 실증 연구로 업그레이드하는 데 필요한 구체적인 시설-기업 데이터 요구사항(예: 검증된 배출량, 소유 구조 교차 확인)을 식별한다.

결과
태국 산업 단지에 대한 적용 결과는 다음과 같다:

• 임계값 효율성: 부분적 커버리지는 매우 효과적이다. 20,000 tCO2e의 임계값(S2-2)은 55개 공장을 규제 대상으로 선정하여 S2 전체의 약 87%에 해당하는 9.43 MtCO2e를 포착하면서도, 낮은 임계값에 비해 행정적 부담을 크게 줄였다.
• 시나리오 성능:
  • **P4 (재투자가 포함된 경매 방식)**가 가장 높은 순위로 나타났다. 이 시나리오는 15%의 캡 삭감, 50%의 무상 할당, 50%의 경매, 10%의 상쇄 제한을 특징으로 한다. 이는 463 THB/tCO2e의 그림자 가격과 전환 지원을 위한 1.86조 THB의 경매 수익을 창출한다. 결정적으로, 이 시나리오는 90백분위수의 매출 대비 비용 비율을 1.27%로 유지하여, 연구에서 설정한 1.5%의 적정성 기준을 충족한다.
  • **P2 (균형 잡힌 ETS)**는 두 번째로 우수한 선택지로, 낮은 부담(297 THB/tCO2e)을 제공하지만 전환 금융을 위한 수익은 적다.
  • **P3 (엄격한 ETS)**와 **P5 (성숙한 ETS)**는 높은 그림자 가격(630–895 THB/tCO2e)과 적정성 임계값을 초과하는 매출 대비 비용 비율(각각 2.81% 및 4.06%)로 인해 단기적으로 실행 가능성이 낮은 것으로 판단된다.
• 누출 리스크: 기초 소재 및 산업 부문은 높은 배출 집약도와 무역 노출도로 인해 가장 높은 누출 리스크 지수를 보였으며, 이는 해당 부문들이 광범위한 면제보다는 표적화된 전환 보호(예: 벤치마크 기반 무상 할당)가 필요함을 시사한다.
• 강건성: 몬테카를로 민감도 분석은 감축 비용 및 재무 프록시에 관한 다양한 불확식성 상황에서도 P4가 최상위 시나리오임을 확인해주었으나, 가장 엄격한 시나리오(P5)는 기술적 불가능성의 확률이 0이 아님을 보여준다.

의의 및 주장
본 논문은 실현된 ETS 효과에 대한 경험적 추정치의 원천이라기보다 정책 교정 도구로서 자리매김한다. 본 연구의 의의는 다음과 같다:

• 지속가능한 발전의 실행화: 본 연구는 탈탄소화와 산업 경쟁력 및 전환 금융 사이의 균형을 맞춤으로써, ETS 설계가 어떻게 SDG 13(기후 행동), SDG 9(산업 혁신), SDG 12(책임 있는 소비)와 정렬될 수 있는지 보여준다.
• 규제 전략에 대한 정보 제공: 결과에 따르면 태국(및 유사한 신흥 경제국)을 위한 신뢰할 수 있는 ETS는 적절한 임계값(예: 20,000 tCO2e)으로 시작하여, 벤치마크 스타일의 전환기 무상 할당을 사용하고, 점진적으로 경매 비율을 높이며, 경매 수익을 저탄소 투자에 배정해야 한다.
• 한계 및 향-후 과제: 저자들은 보고된 순위가 시뮬레이션 가정과 프록시 데이터에 조건부임을 명시적으로 밝히고 있다. 이들은 인과적 처치 효과를 추정하려는 것이 아니다. 본 프레임워크는 사전적 설계와 공시를 안내하기 위한 것이며, 공식적인 의무적 ETS 데이터가 가용해지는 대로 향후 사후적 인과 평가를 수행하기 위한 구체적인 데이터 요구사항을 제시하고 있다.