직접 공기 포집 확대의 정책 비용 불확실성

초록

본 논문은 직접 공기 탄소 포집·저장(DACCS)의 기술·경제·정책 불확실성을 정량화하고, 전역 민감도 분석을 통해 보조금 규모와 정책 목표가 배출량 감축과 경제적 회수에 미치는 영향을 평가한다. 결과는 DACCS가 기가톤 규모로 확대될 확률이 4‑6%에 불과하며, 이를 위해서는 톤당 200‑330 USD 수준의 지속적인 보조금이 필요하고, 전체 공공 지원 규모는 9‑30 억 USD에 달한다는 점을 보여준다.

상세 분석

이 연구는 WITCH 통합평가모델에 세 가지 DACCS 기술(액체 용제, 고체 흡착제, CaO 대기 풍화)을 구현하고, 36개의 불확실성 입력 변수를 네 가지 차원(기술 특성, 시장 침투, 자금조달 비용, 보조금 정책)으로 정의하였다. 각 입력 변수는 최신 문헌과 데이터베이스를 기반으로 확률분포를 부여했으며, 3 000개의 몬테카를로 샘플을 NDC와 LTS 두 정책 시나리오에 적용해 총 6 000번의 시뮬레이션을 수행하였다.

민감도 분석에는 Optimal Transport 기반 지표를 사용했는데, 이는 다변량 출력(시간에 따른 CO₂ 제거량, 보조금 규모, GDP 변동)과 입력 변수 간의 비선형 상관관계를 정량화할 수 있다. 결과는 보조금의 피크 규모와 도입 시점이 DACCS 배출량 감소에 가장 큰 영향을 미치며, 특히 피크 보조금이 톤당 425 USD 이하이면 기가톤 수준의 제거는 거의 불가능함을 보여준다. 기술적 파라미터(자본비, 운영비, 에너지 요구량 등)는 전체 변동성에 미치는 기여도가 낮아, 정책적 지원이 기술적 개선보다 배포 확대에 결정적임을 시사한다.

경제적 측면에서는 NDC 시나리오에서 DACCS 투자에 따른 GDP 손실이 평균 -10 억 USD(2050)까지 확대되는 반면, LTS 시나리오에서는 2050년까지 +173 억 USD의 순이익이 예상된다. 이는 강력한 배출 감축 목표가 없을 경우 DACCS에 대한 공공 투자 회수가 어려워짐을 의미한다. 또한, 보조금 비용이 200‑330 USD/tCO₂ 범위에서 수십 년간 지속될 경우, 총 공공 지원액은 9‑30 억 USD에 달하지만, 이 비용은 2050년까지의 기후 이득(예: 기후 피해 감소)으로 상쇄될 가능성이 있다.

전반적으로 이 논문은 DACCS 확대가 기술적 한계보다 정책적·재정적 환경에 크게 좌우된다는 점을 정량적으로 입증했으며, 보조금 설계 시 최소 피크 수준과 장기 지속성을 고려해야 함을 강조한다.