중국 및 일본의 에너지 및 대기 정책 시나리오별 배출 전망 분석 = Future Emissions Prospects by Energy and Air Quality Policy Scenarios in China and Japan

국문 초록 (Abstract)

아시아의 급속한 경제성장, 많은 인구로부터 비롯된 강력한 인위적 활동 및 높은 에너지 소비로 인한 환경 오염 문제는 많은 주목을 받고 있다. 우리나라의 경우, 지리 기상학적인 특성상 동아시아 주변 국가들에서 발생된 다양한 오염물질들이 이동되어 국내에서 발생된 오염물질들과 함께 고농도 오존 및 미세먼지 오염을 유발시키는 등 국내 대기질에 심각한 영향을 미치고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 우리나라 주변국의 대기오염물질 배출원을 체계적으로 정리하여 배출원별 대기오염 배출량 자료를 구축하는 연구들이 수행되었다. 그중에 AQNEA 연구에서 IIASA의 통합평가모형인 GAINS를 이용하여 우리나라 주변국 에너지 및 대기 정책 시나리오별 배출 전망 인벤토리가 작성되었다.
그래서 본 연구에서는 탄소중립 시나리오까지 반영되어있는 AQNEA 인벤토리를 활용하여 우리나라 주변국인 중국과 일본의 미래 배출량을 전망하고 그에 원인이 되는 대기오염 정책을 분석했다.
AQNEA 미래 전망 배출량은 한국, 일본과 중국 연구팀이 에너지 경제 통합평가모형을 활용하여 작성하였다. 에너지 전망은 일본과 중국이 각각 정의한 BAU시나리오인 Baseline 시나리오와 NET-Zero 시나리오, 그리고 국가별 중간 수준의 시나리오(e.g. SDS 시나리오)를 작성하고 기본적인 시나리오 가정은 공통적으로 SSP 2 (Shared Socioeconomic Pathways 2)를 전제로 하여 시나리오가 작성되었다. 이러한 에너지 전망에 대기 정책 시나리오인 CLE와 MFR 시나리오가 합쳐지면서 에너지 및 대기 정책 시나리오 전망 배출량이 작성되는데 본 연구에서는 중국와 일본을 대상으로 CO2, CO, SO2, NOx, NH3, VOC, PM2.5 오염물질에 대한 배출전망을 분석 했다.
CO2 배출 전망에서는 중국은 산업 연소 부문 일본은 발전 부문에서 감소량이 많았으며, CO의 배출 전망에서는 중국은 산업 연소에서 일본은 비도로이동오염원에서 감소량이 높았다. NOx 배출 전망에서는 중국의 경우 산업 연소에서 저감이 높았고 일본이 경우 비도로오염원에서 많은 감소를 전망하였다. PM2.5 배출 전망에 있어서 중국은 가정 상업 부문에서 감소량 크고 일본은 산업 연소의 감소가 PM2.5 감소를 주도 했다.
중국과 일본이 탄소중립을 달성하기 위해 NZE로 시나리오에서 많은 저감량을 보여줬는데 특히 일본에서는 CO2, SO2 배출량이 최대 73% 저감율 보였으며, 중국은 NZE_MFR 2050년 시나리오에서는 CO, SO2, NOx, PM2.5, 물질이 BAS_CLE의 2020년 배출량의 90%가 넘는 저감율을 보였다.
중국, 일본의 미래 배출 전망에서 추가적으로 저감 계획이 필요하다면 대기오염물질 VOC와 NH3이라 판단된다. 저감 기술이 다른 부문보다 적용율이 낮아 다른 오염물질에 비해 상대적으로 저감율이 낮게 전망되었다.
이렇게 분석된 인벤토리는 대기질의 문제를 해결하기 위한 대기오염 문제와 대기오염-기후변화 유발 원인의 과학적인 근거가 될 수 있으며, 배출량과 대기 정책이 담긴 여러 가지의 시나리오 배출목록은 장·단기 미래 배출에 대한 관리방안 수립에 도움을 줄 수 있다고 판단했다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Asia's rapid economic growth, strong anthropogenic activities from large populations, and environmental pollution due to high energy consumption are receiving much attention. In the case of Korea, due to geometeorological characteristics, various pollutants generated in neighboring countries in East Asia are moved and have a serious impact on domestic air quality, such as causing high-concentration ozone and fine dust pollution together with domestic pollutants.
In order to solve this problem, studies have been conducted to systematically organize the emission sources of air pollutants in neighboring countries of Korea and to establish air pollution emission data by emission source. Among them, in the AQNEA study, IIASA's integrated evaluation model, GAINS, was used to create an emission forecast inventory for each energy and atmospheric policy scenario in neighboring countries in Korea.
Therefore, in this study, by using the AQNEA inventory, which even reflects the carbon-neutral scenario, the future emissions of China and Japan, which are neighboring countries of Korea, were predicted and the air pollution policies that caused it were analyzed.
The AQNEA future projection emissions were prepared by a research team from Korea, Japan and China using the Energy Economy Integrated Assessment Model. For the energy forecast, the BAU scenario defined by Japan and China, the Baseline scenario and the NET-Zero scenario, and the mid-level scenario by country (e.g. SDS scenario) are prepared, and the basic scenario assumption is SSP 2 (Shared Socioeconomic Pathways 2) in common. The scenario was written based on the premise. As the CLE and MFR scenarios, which are atmospheric policy scenarios, are combined with these energy forecasts, the energy and atmospheric policy scenario forecast emissions are created. In this study, CO2, CO, SO2, NOx, NH3, VOC, PM2.5 pollutants for China and Japan We analyzed the emission projections for In the CO2 emission forecast, the reduction in industrial combustion in China and in the power generation sector in Japan was large. In the CO emission forecast, the reduction in industrial combustion in China and non-road transport pollutants in Japan was high. In terms of NOx emission projections, in the case of China, the reduction was high in industrial combustion, and in the case of Japan, a large reduction was expected in non-road sources. In terms of PM2.5 emission projections, China has a large reduction in the household and commercial sector, while Japan's decrease in industrial combustion has led to PM2.5 reduction.
In order to achieve carbon neutrality, China and Japan showed a large amount of reduction in the scenario with NZE. In particular, CO2 and SO2 emissions in Japan showed a reduction rate of up to 73%, and in China, CO, SO2, NOx, PM2.5 , the substance showed a reduction of more than 90% of BAS_CLE's 2020 emissions.
If additional reduction plans are needed in the future emission forecasts of China and Japan, it is judged that air pollutants VOC and NH3 are required. The reduction rate was expected to be relatively low compared to other pollutants because the reduction technology was less applied than other sectors.
The inventory analyzed in this way can serve as a scientific basis for air pollution problems and causes of air pollution-climate change to solve air quality problems. In addition, it was determined that a multi-scenario emission inventory with emissions and standby policies could help establish management plans for long-term and short-term future emissions.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 . 1
• 제1절 연구의 배경 및 목적. 1
• 제2절 연구의 범위 및 방법. 4
• 제2장 이론적 고찰. 6
• 제1절 AQNEA 인벤토리의 중국, 일본 지역 에너지 전망. 6
• 제2절 GAINS 모형 Framework의 기능 및 종류 8
• 1. GAINS 모형 Framework의 기능 8
• 2. GAINS 모형 Framework의 배출량 산정 방법 및 데이터 구성 10
• 3. GAINS 모형 Framework의 종류 12
• 제3장 중국 및 일본의 에너지 및 대기 정책 시나리오 구성 13
• 제1절 에너지 시나리오. 13
• 1. 중국 에너지 시나리오. 13
• 2. 일본 에너지 시나리오. 16
• 제2절 대기정책. 18
• 1. 중국 18
• 1. 일본 22
• 제4장 에너지 및 대기 정책 시나리오 배출 전망 분석 24
• 제1절 중국 24
• 1. CO2 배출 전망 24
• 2. CO 배출 전망. 26
• 3. SO2 배출량 전망. 29
• 4. NOx 배출량 전망 31
• 5. NH3 배출량 전망 35
• 6. VOC 배출량 전망. 37
• 7. PM2.5 배출량 전망. 39
• 제2절 일본 42
• 1. CO2 배출 전망. 42
• 2. CO 배출 전망 43
• 3. SO2 배출량 전망 46
• 4. NOx 배출량 전망. 48
• 5. NH3 배출량 전망. 50
• 6. VOC 배출량 전망. 52
• 7. PM2.5 배출량 전망. 54
• 제3절 중국과 일본 배출량 전망 비교 56
• 제4절 기존 미래배출량 전망연구와의 비교 . 62
• 제5장 결론 67
• 참고문헌 70
• 국문초록 72