가구부문의 에너지 소비요인과 이산화탄소 배출구조 분석

Abstract

인간이 배출하는 온실가스의 대부분이 우리가 사용하는 에너지를 생산하는 과정에서 배출된다는 사실이 인식되면서 에너지 소비감소를 위한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 특히 재화와 서비스의 최종 소비자로서 직·간접적으로 다른 에너지 소비부문에 미치는 영향이 크면서 에너지 소비 감소효과가 빠른 가구의 에너지 소비에 대한 관심이 높아지고 있다. 이와 같은 맥락에서 본 연구는 가구부문의 에너지 소비에 영향을 미치는 요인들을 도출하고, 에너지 소비요인들이 가구의 이산화탄소 배출량에 영향을 미치는 이산화탄소 배출구조를 분석하는데 목적을 두었다. 이를 위해 먼저 이론 및 선행연구 고찰을 통해 가구의 에너지 소비요인을 도출하였다. 다음으로 국내 에너지 소비자료를 이용하여 도시 가구부문의 에너지원별(석유·도시가스, 전력, 자가용) 소비에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 그리고 에너지 소비요인들이 이산화탄소 배출에 미치는 가구부문의 이산화탄소 배출구조를 설정하고 국내 81개 도시를 대상으로 PLS-구조방정식모형을 이용하여 실증 분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 가구, 주택, 교통기반시설, 자가용 이용, 도시유형, 도시특성 등 6개 에너지 소비요인들은 가구부문의 에너지 소비와 에너지원에 영향을 미침으로써 이산화탄소 배출에 직·간접적인 영향을 주는 것으로 나타났다. 주택특성(신규주택·아파트), 가구특성(고소득·젊은층·2인이상 가구)은 모두 석유·도시가스 소비에 의한 이산화탄소 배출을 감소시키는 것으로 나타났다. 주택 특성은 탄소 배출량이 적은 도시가스 비중을 증가시킴으로써 이산화탄소 배출량을 줄이는 간접효과도 함께 나타나서 석유·도시가스 소비가 주택의 물리적 특성에 큰 영향을 받고 있음을 알 수 있으며, 가구 특성은 가구부문의 전력소비에 가장 영향을 크게 미치는 요인으로 나타났다. 한편 가구의 자가용 이용 특성(자가용 보유와 이용)은 가구부문의 자가용 에너지 소비를 증가시키는 요인이며, 이와 반대로 대중교통 보급수준은 자가용 에너지 소비를 유의하게 감소시키는 것으로 나타났다. 에너지 소비요인 중 도시유형(수도권과 일반시)과 도시특성(인구밀도)은 가구, 주택, 교통기반시설과 같은 에너지 소비요인을 통해 가구부문의 에너지 소비에 간접적인 영향만을 나타냈다. 도시유형은 주택특성, 가구특성을 증가시켜 석유·도시가스 소비량은 감소시키지만 전력은 증가시키는 것으로 나타나 도시의 입지 및 사회·경제적 특성이 가구부문의 에너지원별 소비량에 유의한 영향을 미치고 있음을 알 수 있다. 또한 도시특성은 도시의 대중교통보급수준을 증가시켜 가구부문의 자가용에너지 소비를 감소시크는 것으로 나타나 압축도시가 교통에너지 소비를 줄이는 도시형태임을 보였다. 이산화탄소 배출구조 분석결과 에너지 소비요인들이 가구부문의 이산화탄소 배출에 미치는 영향이 에너지원별로 다른 것으로 나타났다. 때로는 각 에너지원에 미치는 영향력이 상충되어 에너지 소비요인이 이산화탄소 배출에 미치는 총체적 영향을 파악하는 것이 매우 어려움을 보여주었다. 에너지 소비요인 중 가구특성과 도시유형은 모두 석유·도시가스에 의한 이산화탄소 배출은 줄이지만 전력과 자가용에 의한 배출량은 증가시키는 효과를 보였다. 두 특성 모두 증가효과에 비해 감소효과가 크기 때문에 결과적으로 가구부문의 이산화탄소 배출량을 감소시키는 것으로 나타났으나 이와 같은 결과는 두 특성의 사회적 변화들이 가구부문의 이산화탄소 배출에 미치는 영향을 예측하기 매우 어렵다는 것을 보여준다. 또한 이산화탄소 배출구조를 통해 에너지 소비요인들이 가구부문의 이산화탄소 배출에 간접적인 영향을 미치는 경로를 분석하였다. 특히 도시특성들이 가구부문의 에너지 소비와 이산화탄소 배출에 미치는 간접영향의 경로와 크기를 분석하는 것은 저탄소 도시계획을 수립하는데 있어서 매우 중요하다. 그동안 연구에 따라 도시의 형태, 밀도, 공간구조와 같은 도시특성들이 가구부문의 이산화탄소 배출량에 미치는 영향이 다르게 나타난 것은 간접적인 영향에 대한 연구가 부족했기 때문이라고 볼 수 있다. 도시특성들은 가구, 주택, 기반시설 등을 통해 가구부문의 이산화탄소 배출에 영향을 미치기 때문에 인구의 사회·경제적 구성과 주택유형, 교통기반시설 여건에 따라 도시특성이 가구부문의 에너지 소비와 이산화탄소 배출에 미치는 영향을 다르게 나타날 수 있다. 따라서 가구부문의 이산화탄소 배출요인을 도출하고 각 요인들의 영향력을 분석하기 위해서는 가구, 주택은 물론 도시의 사회·물리적 특성을 고려한 구조적이면서 통합적인 분석이 필요하다. 본 연구는 가구의 에너지 소비를 주거에너지와 자가용 에너지 소비를 통합함으로써 그동안 주택 내 에너지 소비로 한정되어 오던 가구부문의 에너지 소비에 대한 관점을 확장했다는 데 의의가 있다. 또한 에너지 소비요인들이 에너지 소비에 미치는 영향을 에너지원별로 분석함으로써 가구부문의 이산화탄소 배출에 대한 세분화된 정보를 제공하였다. 이와 더불어 다양한 요인들이 가구부문의 이산화탄소 배출에 미치는 영향을 분석하기 위한 방법으로 PLS-구조방정식을 소개하고 국내 자료를 이용해 그 유용성을 검증했다는 점에서 선행연구와의 차별성 및 학문적 의의를 갖고 있다. 국내 도시 가구부문의 이산화탄소 배출구조 분석을 통해 본 연구는 다음과 같은 정책적 시사점을 도출하였다. 첫째, 가구부문의 이산화탄소 배출량 감소를 위해서는 석유·도시가스 소비에 의한 이산화탄소 배출량을 감소시키기 위한 노후주택을 개량하는 공공의 노력이 필요하다. 주택의 물리적 성능개선은 열효율 개선과 도시가스 보급을 통해 효율적인 이산화탄소 배출량 감소효과를 갖고 있다. 그러나 노후 주택은 저소득층이 생활할 가능성이 높기 때문에 저소득층의 노후주택 개량을 위한 공공의 노력이 필요할 것으로 보인다. 둘째, 지역의 인구 및 가구특성을 고려한 지역 맞춤형 이산화탄소 배출 감소 정책을 수립해야한다. 소득, 연령, 가구규모 등 가구의 사회·경제적 특성은 가구부문의 모든 에너지원별 소비에 직·간접 영향을 미친다. 따라서 효율적인 이산화탄소 배출량 감소를 위해서는 주택 및 기반시설의 개선과 더불어 인구와 가구특성을 고려한 계획이 수립되어야한다. 셋째, 저탄소 도시계획을 위해 도시형태, 입지, 공간구조 등 도시 특성과 도시 구성요소를 함께 고려해야한다. 도시특성의 변화는 가구, 주택, 도로와 같은 요인들을 통해 가구부문의 에너지 소비에 간접적인 영향을 미치기 때문에 이산화탄소를 감소를 위한 도시계획은 이와 같은 중간단계를 고려한 구조적이고 통합적인 접근방법이 필요하다.

It is commonly acknowledged that most anthropogenic GHGs(Green-House Gas) are emitted during production of energy and many disciplines have been investigating on this topic for years to reduce energy consumption. Various researchers paid attention to household sector, in particular. Because it presents a simplified mechanism of energy consumption in comparison to commercial, industrial and transportation sectors. Furthermore, any changes in consumption of energy in household sector can show results in shorter span of time than other sectors. The purpose of this study is to determine various factors that affect energy consumption per capita and analyze CO2 emissions structure in household sector. For the purpose, household energy consumption is separated into three areas: -oil and city-gas, electricity, and private cars. This paper empirically examines the effects of 5 different factors on household energy consumption and CO2 emissions in 81 cities.: household characteristics(income level, age, single-person household), housing characteristics(housing type and year built), transport infrastructure(road density, public transportation), Urban characteristics(type and form) and urban compactness(population density). The results of PLS-SEM show that all the factors affect residential and transportation energy consumption and energy source both directly and indirectly. People living in new residential houses and apartments consume less oil and city-gas than that those who live in older or detached houses. Also, high income households use less oil and city-gas than low-income households, although the latter use more electricity and private cars. On the contrary, aged people and single-person households use more oil and city-gas and less electricity and private cars. It shows that while oil and city-gas consumptions for heating are affected by housing performance more than household characteristics, electricity and private car-use depend on household consumption behavior. Also transportation infrastructure, especially pubic transportation, can reduce energy consumption by private cars. Unlike the aforementioned three factors, urban characteristics and compactness indirectly affect on both residential and transportation energy consumption by influencing household characteristics and housing characteristics significantly. In particular, as population density increases, oil and city-gas consumption and private car use decrease but electricity consumption increases. The implications for reducing CO2 emissions resulting from energy consumption in urban household sector are as follow. First, to reduce residential energy consumption and CO2 emissions, a house improvement and supplying low-carbon energy such as city-gas are important. Heating energy consumption which occupy most of residential energy consumption depend greatly on energy-efficiency in a house. And as city-gas is more efficient low-carbon fuel than oil, households using the former can reduce emissions even if they consume equal amount of energy. Secondly, policy makers need to consider socio-economical and demographic attributes of a city to make efficient energy policies. Because household attributes such as income, age and household size are closely related to household energy consumption behaviors, differences in these attributes to noticeable changes in energy consumption between households and cities. Thirdly, an integrated and structural approach is important to researches about energy consumption and CO2emissions. Household energy consumptions are affected by various factors from different scales and dimensions. Moreover, these factors are interrelated. Consequently, to recognize direct and indirect affects of each factor on household energy consumption and CO2 emissions, It is necessary to take a integrated and structural approach that can explore and interpret relationships between factors.