최근 정부는 효율적이며 실효성 있는 온실가스 감축을 위해 ‘2050 탄소중립 추진전략’ 및 제3차 배출권거래제 기본계획(안)을 확정·발표하였다. 먼저 2020년 12월 발표된 ‘2050 탄소중립 추진전략’은 경제구조를 개편하고 저탄소산업 육성 생태계를 조성하며 공정 전환을 달성하는 등 탄소중립사회로의 패러다임 변화를 위한 전략들로 구성되어 있다. 동 전략의 기본 목표는 경제 성장과 탄소중립을 동시에 달성할 수 있는 사회적 기반 및 경제시스템의 구축이다. 또한 제3차 배출권거래제 기본계획(안)은 배출권 거래제 1·2차 계획기간의 한계를 보완하고 배출권거래제 시스템의 고도화 달성을 위해 실효적인 온실가스 감축 추진, 할당방식 개선 및 시장기능 확대 등을 중점 전략으로 수립하였다. 동 정책들이 실효성을 거두기 위해서는 산업계의 적극적이며 자발적인 온실가스 감축 유도가 필수적이나 두 정책 모두 산업부문의 적극적인 온실가스 감축 유도 및 기술개발 지원을 위한 구체적인 전략이 미흡한 한계가 존재한다. 탄소 중립과 경제 성장이라는 상충되는 두 가지 목표를 동시에 달성하기 위해서는 전환의 가장 중요한 대상인 산업부문의 부담을 최소화하면서 산업계의 자발적이며 비용효과적인 온실가스감축을 유도해야 한다. 이를 위해서는 세부 산업별로 온실가스 배출을 고려하여 생산이 얼마나 효율적으로 이루어지고 있는지를 추정하고 이를 바탕으로 탄소 생산성 제고에 유의미한 영향을 주는 요인들을 발굴하여 효과적인 중장기 온실가스 감축 전략을 수립해야 한다.

탄소중립사회로의 패러다임 전환을 위해서는 온실가스 감축 및 경제 성장 등 두 가지 목표를 모두 고려한 개념인 탄소 생산성을 살펴보고 산업 및 공정의 특성을 고려한 탄소 생산성 제고 정책을 설계하여 실행하는 전략을 수립하여야 한다. 이를 위해서 동 연구에서는 국내 배출권거래제 2차 계획기간에 참여하고 있는 전체 기업들을 대상으로 기업들의 탄소 생산성에 영향을 주는 다양한 결정 요인들을 살펴보고 특히 기업의 혁신 활동과 배출권거래제 도입 등의 환경 정책이 생산성 제고에 어떤 영향을 미치는지 분석하고자 한다. 혁신 활동 및 환경 정책 도입 등과 탄소 생산성 간의 관계는 산업별로 다르게 나타날 수 있다. 산업의 에너지소비구조 및 생산 공정이 상이하고 현재의 상황에서 도입 및 실행이 가능한 온실가스 감축 능력이 상이하기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 산업별로 탄소 생산성에 영향을 미치는 다양한 결정요인을 비교 분석하여 산업별 중장기 탄소 생산성 제고 정책과 관련된 시사점을 도출하고자 한다. 본 연구는 세 가지 부문에서 기존의 선행연구와의 차별성이 존재한다. 첫째, 본 연구는 배출권거래제에 참여하는 전체 기업들을 대상으로 탄소 생산성을 추정하여 기업들의 탄소 생산성에 영향을 미치는 요인 중 혁신활동 및 환경정책의 효과를 실증분석하였다. 둘째, 배출권거래제 참여기업들을 세 가지 산업군으로 구분하여 세부 산업별 탄소 생산성에 영향을 미치는 요인 및 그 강도를 비교·분석하였다. 마지막으로 본 연구에서는 실증 분석 결과를 바탕으로 산업별 탄소 생산성 제고를 위한 정책적 시사점을 도출하였다. 본 연구의 구성은 다음과 같다. 제2장에서는 탄소 생산성과 관련된 이론적 배경을 고찰하고 연구가설을 수립하였다. 제3장에서는 국내 배출권거래제 참여 기업들의 통계자료 및 연구 방법론을 소개하였다. 제4장에서는 혁신활동 및 환경정책과 탄소 생산성과의 관계를 실증 분석하고, 제5장에서는 탄소 생산성 제고를 위한 정책적 방안 및 시사점 등을 도출하였다.

탄소 배출 대비 산출이 얼마나 효율적으로 이루어지고 있는가를 의미하는 탄소 생산성을 추정하기 위해 다양한 분석방법 및 지표들이 많은 선행연구들에 의해 개발되어져 왔다. 먼저 Kaya and Yokobori (1997)는 지속 가능한 발전의 성과를 측정하기 위한 지표로써 해당 국가 또는 산업의 총 산출을 총 탄소 배출량으로 나눈 탄소 생산성의 개념을 제시하였다. 동 지표는 지표의 산출과 해석이 용이하며 환경을 고려하여 경제성장의 성과를 측정할 수 있다는 장점이 존재한다.

탄소 배출을 최소화하며 동시에 경제 성장을 지속하려면 에너지효율 향상 및 저탄소 기술 개발을 통해 공정에서 발생하는 온실가스를 감축하거나 새로운 생산 공정의 개발 및 도입을 통해 산출물 증대 및 온실가스 감축을 동시에 달성하여 탄소 생산성을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 기업들의 탄소 생산성에 영향을 미치는 다양한 요인 중 혁신 활동과 환경 정책의 효과를 살펴보고 산업별 동 요인들의 차별적 효과 및 강도를 살펴보고자 한다. 연구개발투자 및 특허출원과 같은 기업의 활발한 혁신 활동은 최종 산출물의 품질 향상, 현재 생산 공정의 에너지효율 향상·저탄소 관련 기술의 개발 및 신공정 도입 등을 유도하여 최종적으로 기업의 탄소 생산성 제고에 유의미한 효과를 가져올 수 있다. 또한 탄소세 및 배출권거래제와 같은 환경 정책은 기업들로 하여금 한계탄소감축비용을 시장 가격에 내재화하여 탄소 감축과 관련되어 있는 기술 투자를 장려할 수 있다.

먼저 기업의 연구개발투자와 특허출원 등의 혁신 활동과 탄소 생산성 간의 관계를 살펴본 선행연구로는 Choi (2011), Mensah et al. (2018), Du and Li (2019), Alam et al. (2019) 및 Fan et al. (2021) 등이 존재한다. 또한 탄소배출권거래제 등의 환경 정책과 탄소 생산성의 관계를 분석한 연구로는 Jaraitė et al. (2012), Zhang et al. (2016) 및 Yu et al. (2017) 등이 존재한다. Choi (2011)은 G20 국가 데이터를 대상으로 해당 국가들의 녹색 생산성을 추정 후 생산성에 영향을 주는 결정요인들을 비교 분석하였다. 그 결과 국가 총생산 및 다양한 생산 요소의 집약도 등이 정부의 환경 정책보다 탄소 생산성에 더 큰 영향을 미친다는 결론을 도출하였다. Mensah et al. (2018)은 28개의 OECD 국가 자료를 바탕으로 혁신 활동과 탄소 배출량과의 관계를 살펴보았다. 분석 결과 혁신 활동은 탄소감축에 중요한 요인이 될 수 있으나 그 효과 및 강도는 나라마다 다르다는 결론을 도출하였다. Du and Li (2019)는 1992년부터 2012년까지의 전 세계 데이터를 사용하여 에너지 기술 특허와 탄소 생산성 사이의 관계를 분석하였다. 그 결과 저 탄소 에너지 기술 특허는 소득 수준이 높은 국가의 탄소 생산성에 영향을 미칠 수 있다는 결론을 도출하였다. Alam et al. (2019)는 G-6 나라의 기업 자료를 바탕으로 연구개발투자액과 탄소 생산성과의 관계를 분석하였다. 분석 결과 혁신 활동은 탄소 생산성 제고에 통계적으로 유의미한 영향을 미친다는 결론을 도출하였다. Fan et al. (2021) 등은 1995년부터 2015년까지 중국의 기업 데이터를 기반으로 다양한 기술들이 탄소 생산성에 미치는 효과를 살펴보았다. 그 결과 에너지 효율 향상 기술이 탄소 생산성 제고에 통계적으로 유의미한 효과를 지니고 있다는 점을 밝혀내었다.

또한 Jaraitė et al. (2012)은 유럽 연합의 데이터를 기반으로 EU ETS가 발전 산업의 생산성에 미치는 효과를 분석하였다. 그 결과 배출권가격의 상승이 발전 산업의 생산성 및 효율성 제고에 통계적으로 유의미한 효과를 가져올 수 있다는 점을 밝혀내었다. Zhang et al. (2016)은 2006년부터 2014년까지 중국의 산업 데이터를 활용하여 배출권거래제 도입은 기업의 탄소 생산성 제고에 영향을 미친다는 결론을 도출하였다. Yu et al. (2017)는 국내 배출권거래제 참여기업들을 대상으로 온실가스 감축 정책과 배출량과의 관계를 실증 분석하였다. 그 결과 대부분의 산업부문은 배출권거래제로 인한 정책효과가 있으나 발전 산업은 온실가스 감축의 효과가 없다는 결론을 도출하였다.

기업의 혁신 활동 및 환경 정책 도입 등의 요인들과 탄소 생산성과의 관계를 분석한 선행 연구들을 통해 탄소 생산성 제고에 영향을 주는 요인 및 강도는 국가 및 지역별로 상이할 수 있다는 결론을 도출하였다. 따라서 본 연구에서는 국내 배출권거래제 참여 기업들을 대상으로 탄소 생산성에 영향을 주는 다양한 결정요인들을 발굴하고 요인들의 효과를 실증 분석한 후 아래의 연구 가설들을 검정해 보고자 한다.

• 가설 1: 혁신 활동은 국내 배출권거래제 참여기업들의 탄소 생산성 제고에 긍정적 효과를 미친다.
• 가설 2: 배출권거래제 도입은 참여기업들의 탄소 생산성 향상에 긍정적 효과를 미친다.
• 가설 3: 혁신 활동 및 환경 정책이 탄소생산성 제고에 미치는 효과는 산업마다 다를 것이다.

위의 세 가지 가설을 검정하기 위해 본 연구에서는 패널 분석 방법론을 기반으로 탄소생산성 결정 요인을 분석하였다. 분석에 사용된 자료들은 2011년부터 2019년까지 연도별 배출권거래제 2차 계획기간 전체 참여기업들의 통계 자료로써 횡단면과 시계열 자료의 성격이 혼재되어 있다. 따라서 패널 분석을 적용하여 자기상관 및 오차항의 이질성 문제 등을 해결하며 설명변수의 내생성 문제를 완화하였다. 탄소 생산성에 영향을 주는 다양한 변수들을 혁신활동, 탄소배출권거래제 도입 및 본격시행, 기업특성변수 및 추세 등으로 선정 후 변수 중 각 요인들이 탄소 생산성에 미치는 효과를 모형을 통하여 검정하고자 한다.

본 연구에서는 배출권거래제 참여기업들의 탄소 생산성을 분석하기 위해 2011년부터 2019년까지 배출권거래제 2차 계획기간의 모든 참여 기업들의 탄소 생산성에 영향을 주는 요인들을 분석하였다. 그 결과 기업들의 혁신 활동, 배출권거래제의 본격 시행, 기업의 연령, 규모 및 에너지소비구조 등이 탄소 생산성에 통계적으로 유의미한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 세부 산업별 비교 분석 결과를 바탕으로 산업별로 탄소 생산성 제고에 영향을 미치는 요인 및 그 강도는 다르다는 결론이 도출되었다. 철강, 석유화학 및 정유 산업 등의 장치산업 및 조립 산업은 기업의 혁신 활동 및 배출권거래제 2차 계획기간의 도입 등과 같은 환경 정책이 해당 산업의 탄소 생산성 제고에 영향을 주었다. 반면, 첨단기술 산업의 경우 배출권거래제의 도입 및 본격 시행은 탄소 생산성 제고에 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않았다. 첨단기술 산업 및 조립 산업의 경우 에너지소비구조는 산업의 탄소 생산성 제고에 영향을 주지 않는다는 결론을 도출하였다.

동 연구를 통해 배출권거래제 참여 기업들의 탄소생산성 제고를 위해서는 해당 기업들의 혁신 활동을 장려하는 정책이 필요하다는 시사점이 도출되었다. 기업들의 생산 공정 및 에너지소비구조에서의 탄소감축을 유도하기 위한 저탄소감축기술 및 에너지효율향상 기술의 개발 및 도입을 위한 정부의 지원이 필요하다. 또한 배출권 할당 시 참여 기업의 탄소감축능력 및 관련 기술개발 의지를 반영하여 보다 많은 기업들이 자발적으로 저탄소기술관련 투자를 확대하고 생산 공정에 관련 기술을 빠르게 도입하려는 유인을 마련할 필요가 있다. 효율적인 탄소 감축을 위해서는 현재의 에너지다소비 산업구조를 전환하여 생산 공정의 전환 및 에너지소비의 효율성을 증대시키고 산업구조개편 및 고도화를 위한 구체적인 중장기 산업구조 고도화 전략 수립 또한 긴요하다.

또한 산업별 특성을 반영한 차별화된 산업별 온실가스감축 정책을 수립·지원하여야 한다. 장치 산업의 경우 기후변화 대응 관련 R&D 확대, 신재생에너지 및 저탄소 에너지로의 소비구조 개편을 통해 생산 공정에서의 탄소 감축을 효율적으로 추진하는 전략을 수립해야 한다. 첨단기술 산업의 경우 공정에서 배출되는 탄소 저감을 위해 식각 및 증착공정에서의 저탄소 관련 특허출원 및 연구개발을 지원하는 정책 수립이 효율적이다.

본 연구의 한계는 다음과 같다. 첫째, 본 연구에서는 배출권거래제 2차 계획기간에 참여하고 있는 기업들만을 대상으로 분석을 시행하였다. 만약 추후 국내 전 산업 및 수송 부문 등의 데이터 확보가 가능할 경우 대상을 확대하여 비교분석을 실시하면 보다 많은 정책적 시사점 도출이 가능할 것이다. 둘째, 본 연구에서는 탄소 생산성을 추정 시 기업들의 산출물로써 생산량이 아닌 매출액을 활용하여 탄소 생산성을 추정하였다. 추후 개별기업들의 생산량 자료가 가용할 경우 매출액이 아닌 생산량으로 대체하여 탄소 생산성을 분석하면 보다 정확한 탄소 생산성 분석이 가능할 것이다. 셋째, 본 연구에서는 부분 요소 생산성에 기반한 탄소 생산성을 도출하였다. 매출액 및 탄소 배출량에 영향을 주는 다양한 생산 요소 및 외부적 환경 요인을 고려할 수 있는 총 요소 탄소 생산성을 추정한다면 보다 종합적인 관점에서의 정교한 탄소 생산성의 추정 및 요인 분석이 가능할 것이다.