민배현 교수 연구팀, 세계적 학술지 <Energy> 게재
민배현 교수 연구팀이 기후변화의 주요 원인인 온실가스 배출의 미래 변화를 예측할 수 있는 프레임워크를 개발했다. 연구팀은 ‘확률적 예측 기법(Stochastic Forecasting Process)’을 기반으로 미국, EU, 중국, 한국 등 주요 경제권이 2050년까지 배출하게 될 온실가스 변화 추이를 예측했으며, 이 결과는 세계적 학술지 <Energy(열역학 분야 상위 3.2%)> 7월호에 게재됐다.
온실가스 배출은 경제·사회·환경변수 간의 복잡한 상호작용에 영향을 받으며, 특히 경제 활동과 에너지 믹스와 밀접한 상관관계를 보인다. 민배현 교수팀은 특성공학(feature engineering)을 통해 인구, 도시화, 에너지 믹스가 온실가스 배출의 핵심 요인임을 확인했다. 또한 이들 요인의 영향은 경제 지역별로 상이하게 나타났다.
예측 온실가스 배출 추이 (2023~2050년) 및 배출량 확률분포 (2050년)
예측 결과에 따르면, 2022년부터 2050년까지의 온실가스 배출은 지역에 따라 -29%에서 +138%까지 다양하며, 상당한 불확실성이 존재했다. 이는 대부분의 국가들이 2050년까지 약 –100% 감축하기로 설정한 목표와 큰 차이를 보였다.
기후변화 대응 선도 지역인 EU는 친환경 에너지 믹스와 배출허용량의 설정, 화석연료 보조금 축소, 높은 환경세와 같은 엄격한 정책 덕분에 2050년까지 지속적인 배출 감소가 예측됐다. 미국은 서비스 중심 산업 구조로 인해 온실가스 배출이 계속 줄어들 것으로 보이지만, 향후 감축 속도는 석유·가스 산업에 대한 지원 축소 여부에 달려 있으며, 2050년까지의 변화율은 -24%에서 +18% 사이로 99% 신뢰구간 내에서 예측됐다. 미국의 경우 높은 화석연료 보조금과 석유 생산 증가로 인해 EU보다 감축 성과는 뒤처질 것으로 전망됐다.
중국은 2050년까지 배출 증가 추세를 반전시키는 데 큰 어려움을 겪을 것으로 전망됐다. 중국은 에너지 믹스에서 재생에너지 비중을 확대하고 청정에너지에 대한 투자를 늘리고 있지만, 석탄 에너지에 대한 높은 의존도가 저탄소 경제로의 전환을 방해하고 있는 것으로 분석됐다. 한국은 배출 증가에서 감소 추세로 전환되는 갈림길에 있으며, 변화 방향에 대한 불확실성은 높게 나타났다. 2050년까지의 예측 변화율은 −41%에서 +23% 사이로, 표준편차는 14% 수준으로 분석됐으며, 최근 인구 감소와 석탄 소비 감소는 한국의 탄소 배출 감축을 뒷받침할 것으로 전망됐다.
상기 분석을 종합했을 때, 현재의 저탄소 경제 전환 속도 대로라면 모든 경제 지역이 파리협정에서 설정한 2050년 탄소 중립 목표를 달성하지 못할 가능성이 매우 높을 것으로 예측된다. 이에 따라 연구팀은 화석연료 기반 에너지의 재생에너지로의 전환을 가속화할 필요가 있으며, 배출 감축의 규모와 불확실성은 각 지역의 경제 구조, 에너지 믹스, 기후 정책, 미래 에너지 투자 등에 따라 크게 달라질 것임을 제시했다.
민배현 교수는 “연구팀이 개발한 온실가스 배출 예측 모델은 향후 국가와 기업이 직면한 기후변화 리스크를 평가하고, 효과적인 기후 정책 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.
민배현 교수 | 장민철 박사
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 중견연계 신진후속사업, 교육부와 한국연구재단이 주관하는 중점연구소지원(기후변화분야)사업, 산업통상자원부 Net-Zero수요관리사업의 지원을 받아 민배현 교수(교신저자), 장민철 박사(제1 저자)가 수행했다. 또한, 포항공대, 고려대, 코리안리재보험과 함께 기후변화로 인한 한국의 재난 리스크를 분석하는 모델을 개발하는 산학 프로젝트의 일환으로 수행됐으며, 기상청과 한국기상산업기술원이 후원하는 기상기후데이터 융합분석 특성화대학원의 지원을 받았다.