환경산업연관분석을 이용한 수자원 이동과 지역 물부족발자국 연구 = An Environmentally Extended Input-Output Analysis of Direct and Indirect Water Use Transfers and Regional Water Scarcity Footprints

국문 초록 (Abstract)

기후위기로 인한 수자원 변동성 심화와 글로벌 지속가능성 공시 체계의 강화에 따라, 산업 공급망 전반에 내재된 물 사용량을 파악하고 관리할 필요성이 커지고 있다. 예를 들어, 한국은 지속가능성기준위원회（KSSB）의 공시기준에 따라 2027년 사업연도부터 수자원 관련 정보의 공시가 단계적으로 의무화될 예정이다. 현행 수자원 통계와 관리 체계는 자기 공정의 직접 취수량 집계에 편중되어, 협력사 공급망을 거쳐 간접적으로 유발되는 물 사용량의 규모와 경로를 반영하지 못하는 구조적 공백을 안고 있다. 개별 공정과 사업장의 실측 자료를 취합하는 상향식 전과정평가 방법론은 상세한 현장 데이터의 수집이 필수적이나, 산업 현장의 물 인벤토리 데이터가 충분히 축적되지 않아 복잡하게 연결된 산업 간의 종합적인 물 소비를 산정하기 어렵다.
산업연관표의 화폐 거래 흐름을 추적하는 산업연관분석 기반의 물발자국 평가가 그 대안으로 활용되어 왔다. 기존 국내 연구는 분석 범위가 일부 산업에 한정되거나 물 사용량을 수질 구분이 없는 총량 단일 지표로 다루어 용수 용도별로 상이한 요구 수질을 반영하지 못하였다. 또한, 지역의 물부족 정도를 결합한 평가는 국내에 적용된 사례가 부족한 실정이다.
기존 연구의 공백을 해소하기 위해 본 연구는 환경산업연관분석（Environmentally Extended Input-Output Analysis, EEIO）을 활용하여 국내 산업 부문의 직접소비수와 간접소비수를 분리 산정하였다. 온실가스 배출량 산정에 적용되는 Scope 분류 체계를 물발자국에 적용하여 주력 수출 산업의 물 사용 구조를 분석하였다. 분석 단위를 17개 광역 지역으로 확장하고 지역별 물 사용량에 물스트레스지수（Water Stress Index, WSI）를 결합한 개념인 물부족발자국（Water Scarcity Footprint, WSF）을 도출하였다.
분석을 위해 부처별로 분산된 용수 통계를 통합하여 물 사용량 DB를 구축하였다. 담수 자원의 고갈을 유발하지 않는 해수는 ISO 14046（2014）의 기준에 따라 산정에서 제외하였다. 국가 단위 분석에는 2023년 산업연관표의 33개 산업 부문을 대상으로, 공업용수와 상수도, 농업용수로 세분화하여, 총 3개의 용도별 물 사용강도를 분석에 적용하였다.
국내 33개 산업 부문의 총 물발자국은 29,117,043천톤/년으로 산정되었다. 직접소비수가 30.4%, 간접소비수가 69.6%를 차지하여 직접소비수의 약 2.3배 규모로 분석되었다. 직접소비수 1단위가 유발하는 물발자국은 28개 부문 평균 약 3.3배이며, 다단계 가공에 특화된 비금속광물제품은 10.47배로 가장 높았다. 용도별 간접 비중은 농업용수 74.2%, 공업용수 64.5%, 상수도 53.6% 순으로 나타났다. 농업 관개에 쓰인 농업용수가 식품 가공과 외식 등 전방 부문으로 전이되며 누적되는 경로도 확인되었다.
5대 주력 수출 산업에 대한 Scope 분류 체계의 물발자국 분해에서는 산업별 물 사용 구조의 차이가 도출되었다. 운송장비는 자기 공정의 직접 소비가 부재함에도 협력사 공급망을 통해 유발된 간접소비수가 물발자국의 96.5%에 달하는 공급망 의존형 구조를 보였다. 컴퓨터, 전자 및 광학기기는 직접소비（Scope 1） 비중이 70.1%로 반도체 공정의 초순수 원수인 상수도 등급 고품질 담수에 의존하는 단일 용수 의존형 구조로 분석되었다.
간접유발효과를 협력사 공급망 단위로 분해한 결과, 5대 산업 평균으로 1차 유발이 총 물발자국의 약 46.4%, 2차 유발이 약 18.7%를 차지하였다. 1차 유발단계에서는 인프라부문이, 2차 유발 단계에서는 5개 산업 모두 농림수산품 부문이 공통적으로 식별되었다. 농림수산품의 2차 유발 단계에서의 식별은 직접 취수량 통계로는 파악되지 않는 농업용수의 제조업 공급망 내 간접유발효과를 나타낸다.
생산기준과 소비기준 물발자국의 비교 결과, 한국은 간접소비수 국내유입에 해당하는 결과가 도출되었다. 생산기준 29,117,043천톤/년과 소비기준 36,315,609천톤/년의 격차는 +7,198,566천톤/년으로 산정되었다. 수입 제품에 내재된 간접소비수가 국내 수출품에 내재된 수자원보다 더 많이 유입되는 구조가 확인되었다. 용수 용도별 물발자국 산정 결과는 농업용수와 상수도가 순수입 되고 공업용수가 순수출로 나타났다. 광산품과 농림수산품의 1차 산업 부문에 내재된 간접소비수의 수입 규모가 23개 순수출 부문 합계의 약 3.2배로 나타났다. 해당 결과는 한국을 간접소비수 순수입국으로 분류할 수 있는 결정적인 요인으로 해석된다.
분석 단위를 17개 광역 지역으로 확장한 지역 단위 분석은 2020년 지역산업연관표를 기반으로 한다. 17개 지역, 10개 통합 산업 부문, 3개 용수 용도를 조합한 510개 물 사용강도를 적용하였다. 지역별 물발자국 산정에서는 전국 물발자국 27,636,066천톤/년 중 경기와 서울의 합계가 약 38.5%를 차지하는 수도권 집중 구조가 나타났다. 지역 간접유발효과 17,036,764천톤/년은 직접유발효과 10,599,303천톤/년의 1.6배로, 경기와 서울, 인천의 수도권 지역이 전국 물발자국의 43.1%를 차지하였다. 지역 간 내재된 간접소비수 이동 분석에서는 전남, 경북, 충남, 전북, 강원의 농·공업 거점 지역이 순유출량이 많고, 서울과 경기 등 대도시가 순유입량이 많은 것으로 나타났다.
지역별 물 사용량에 물스트레스지수를 가중한 물부족발자국은 전국 5,552천톤-eq/년으로 산정되었다. 농업용수 사용량이 집중된 호남과 충청권이 물스트레스지수가 높은 지역과 일치하였다. 농업용수의 비중이 64.8%로 물발자국 기준 60.7%보다 커지는 결과가 나타났다. 물발자국 순위와 비교하면 전북의 사용량이 중간 수준임에도 전국 최고 수준의 물스트레스지수（0.391）가 결합된 물부족발자국 순위가 10위에서 3위로 상승하였다. 그러나, 경남은 낮은 물스트레스지수（0.072）가 가중되어 물부족발자국 순위가 3위에서 7위로 하락하였다. 물스트레스지수를 가중하면 단순 사용량 기준으로 정책 우선순위를 설정할 때 물부족 지역의 환경 부담이 과소평가될 수 있다.
지역과 산업, 용수의 510개 조합 중 물부족발자국 상위 10개 부담 지점의 7개가 농림수산 부문의 농업용수에 집중되어 전국의 약 59.3%를 차지한다. 물부족 부담 상위 지역은 농림수산 부문이 부담의 다수를 차지하는 농업지배형과 서비스 부문이 부담을 주도하는 서비스지배형으로 구분된다. 물스트레스를 가중한 지역 간 간접 물부족 부담에서는 전남과 전북 등 생산 중심 지역이 물 부족 부담을 순 공급하고, 서울과 경기 등 소비 중심 지역이 부담을 순 유입하는 비대칭 구조가 도출된다.
본 연구의 학술적 의의는 다음과 같다. 첫째, 용수 용도별 수질 특성을 반영하여 직접소비수와 간접소비수를 분리 산정함으로써, 수질 구분이 없는 단일 총량 지표에 기반한 선행 연구와 차별성을 확보하였다. 둘째, 온실가스 산정의 국제 표준인 Scope 분류 체계를 물발자국에 적용하여, 기업과 산업이 온실가스와 동일한 보고 체계로 물 소비를 관리할 근거를 제시하였다. 셋째, 산업연관분석 기반의 물부족발자국을 국내 지역 단위로 산정하여, 사용량 규모와 사용 지역의 물 부족 정도를 함께 평가하는 기준을 마련하였다.
본 연구의 결과는 수자원 관리 정책에 대한 함의를 가진다. 첫째, 취수량 중심의 현행 통계는 산업의 간접 물 사용을 포괄하지 못하므로, 물관리계획의 수요 산정 단위를 물발자국으로 확장할 근거를 제공한다. 둘째, Scope 분류를 적용한 산정틀은 공급망 거래 자료에 기반한 간접 물 사용 평가를 가능하게 하여, 수자원 공시의 산정 기반이 된다. 셋째, 생산지와 소비지 간 물 부족 부담의 비대칭은 수자원 이용의 편익과 부담을 분리시키므로, 지역 간 책임 배분의 제도적 기준이 요구된다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구의 배경 및 필요성 1
• 제2절 연구의 목적 5
• 제3절 연구의 내용 및 범위 7
• 제2장 이론적 고찰 11
• 제1절 글로벌 수자원 지속가능성 공시 11
• 제2절 물발자국의 개념 및 평가 22
• 제3절 물스트레스지수와 물부족발자국 38
• 제4절 용수 용도별 수질등급 및 관리체계 46
• 제5절 선행연구 분석 54
• 제3장 연구방법 63
• 제1절 환경산업연관 분석 방법 63
• 제2절 물 사용량 DB 구축 방법 77
• 제3절 물 사용강도와 물발자국 산정 방법 98
• 제4절 물스트레스지수와 물부족발자국 분석 방법 107
• 제4장 국내 산업의 물발자국 분석 113
• 제1절 산업의 직접 및 간접소비수 분석 113
• 제2절 산업의 물 흐름 경로 분석 139
• 제3절 생산기준 및 소비기준 물발자국 173
• 제5장 지역 물발자국과 물부족발자국 분석 187
• 제1절 지역 물발자국 187
• 제2절 지역간 간접소비수 이동 분석 215
• 제3절 지역의 물부족발자국 분석 236
• 제6장 결 론 273
• 제1절 연구 요약 273
• 제2절 연구 의의와 한계 275
• 제3절 시사점 및 향후 연구 제언 277
• 참고문헌 285