조전위: 블록체인 기술의 탄소 배출권 거래 시장 응용 탐구

이 글은 링크문에서 발췌한 것으로, 원제목은 《주전웨이: 블록체인이 탄소 배출권 거래 시장에서의 응용》이며, 저자는 주전웨이입니다.

2020년 9월, 시진핑 주석은 유엔 총회에서 "30·60" 목표를 명확히 제시하며 저탄소 발전을 국가 전략으로 격상시켰습니다. 모든 탄소 배출 감소 방법 중에서 탄소 배출권 거래는 가장 효과적인 시장화 방식이며, 탄소세 및 보조금 등의 재정 세제 조치가 작용하기 위한 전제는 시장화 거래를 통해 합리적인 탄소 배출권 가격이 형성되는 것입니다. 탄소 배출권 가격은 또한 탄소 정점 및 탄소 중립과 관련된 연구 개발 및 중장기 투자를 효과적으로 유도할 것입니다.

우리나라는 2011년부터 베이징, 상하이, 톈진, 충칭, 광둥, 후베이 및 선전 등지에서 탄소 배출권 거래를 시범 운영하였으나, 시범 운영 중 시장 규칙의 불일치, 정부 개입 정도의 차이, 탄소 할당 가격의 큰 차이 등의 문제가 발생했습니다. 2021년 6월 말, 전국 탄소 배출권 거래 시장이 상하이에서 시작될 예정입니다. 후베이에 위치한 전국 탄소 거래 등록 시스템(중탄등)은 첫 번째로 2225개의 이행 기업에 대한 계좌 개설 절차를 완료하였으며, 이들 기업은 모두 전력 산업의 주요 배출 단위입니다.

현재 단계에서 전국 탄소 배출권 거래 시장의 거래 제품은 주로 주요 배출 단위에 배정된 규정된 시간 내의 탄소 배출 할당량입니다. 생태환경부는 국가 온실가스 배출 총량 통제 및 단계 목표에 따라 할당량 총량 및 배분 계획을 수립합니다. 초기에는 무료 배분이 주를 이루며, 국가 요구에 따라 적시에 유료 배분을 도입할 예정입니다. 탄소 배출 할당량 하에서 기업은 더 진보된 저배출 장비를 사용하거나 기존 장비를 저배출으로 개조하거나, 탄소 배출 할당량이 남는 기업으로부터 탄소 배출 할당량을 구매할 수 있습니다.

탄소 배출권은 온실가스 배출의 권리 증명서로, 인류 사회가 경제 생태 발전의 필요에 따라 경제학 이론을 바탕으로 창출한 새로운 자산 유형으로, 금융 발전에 있어 획기적인 의미를 가집니다. 이러한 자산은 뚜렷한 금융 속성을 가지고 있으며, 동질성, 분할 가능성, 등록 및 관리 가능성, 현물 및 선물 거래 가능성 등을 포함합니다. 이론적으로, 서로 다른 국가 및 지역의 동등한 온실가스 배출이 대기 온도에 미치는 영향은 동일하며, 서로 다른 국가 및 지역에서 창출된 탄소 배출권도 상호 동등해야 합니다.

우리나라가 여러 지역의 탄소 배출권 거래 시범 시장에서 전국 탄소 배출권 거래 시장으로 나아가는 논리와 마찬가지로, 만약 서로 다른 국가 및 지역의 탄소 배출권 거래 시장이 상호 연결된다면, 이로 인해 형성된 글로벌 통일 탄소 배출권 거래 시장은 더 효율적이고 합리적인 가격 책정을 가능하게 하며, 서로 다른 국가와 지역의 탄소 배출권 가격이 일치하게 될 것입니다. 이러한 상황에서 탄소 배출 할당량 가격이 비교적 높은 지역은 탄소 배출 할당량 가격이 비교적 낮은 지역에 자금을 지원하는 것과 같습니다. 그러나 서로 다른 국가와 지역의 탄소 배출권 거래 시장은 설계에서 큰 차이가 있으며, 어떻게 상호 연결될 수 있을까요? 예를 들어, 유럽 탄소 배출권 거래 시스템(EU-ETS)은 2008년부터 운영되고 있지만, 미국은 현재까지 연방 차원의 탄소 배출권 거래 시장이 없으며, 북동부 10개 주를 포괄하는 지역 온실가스 거래 계획(RGGI)과 캘리포니아 탄소 배출 한도 및 거래 제도가 가장 규모가 크고 영향력이 있습니다.

탄소 배출권 거래 시장의 또 다른 중요한 문제는 참여 주체입니다. 이론적으로, 주요 배출 단위 외에도 기관 투자자와 개인 투자자가 참여할 수 있습니다. 이들은 탄소 자산의 가치 보존 및 증대의 투자 가치를 중시할 수도 있고, 녹색 전환 및 발전에 대한 책임감에서 참여할 수도 있습니다. 참여자의 다양성은 탄소 배출권 거래 시장의 가격 발견 효율성을 높이는 데 기여하며, 시장의 건강한 발전에 매우 유익합니다. 또한, 많은 기관과 개인이 탄소 배출권 거래 시장에 직접 참여하지 않더라도 녹색 전환 및 발전을 위해 기여하고자 합니다. 이러한 기관과 개인을 위한 인센티브 메커니즘을 어떻게 설계하여 탄소 배출권 거래 시장이 더 큰 사회적 효력을 발휘할 수 있을까요?

블록체인 기반의 탄소 배출권 거래 시장 상호 연결 메커니즘

상호 연결 메커니즘의 두 가지 주요 참여자

첫째, 서로 다른 국가와 지역에서 탄소 배출권 거래 시장에 해당하는 탄소 배출권 등록 시스템이 있으며, 이는 탄소 배출권의 권리 등록, 거래 결제 및 배분 이행 등의 기능을 수행하며, 증권 시장의 중앙 증권 보관 기관(CSD) 및 증권 결제 시스템(SSS)에 해당합니다. 탄소 배출권 등록 시스템은 한편으로는 배출 보고 시스템과 연결되어 관할 구역 내 기업의 배출 및 검증 데이터를 확보하여 탄소 할당량 배분 및 이행을 지원하고, 다른 한편으로는 탄소 배출권 거래 시스템 및 청산 은행과 연결되어 탄소 자산의 거래 변경 권리 및 자금의 청산 서비스를 제공합니다.

둘째, 서로 다른 국가와 지역에서 탄소 배출권 거래 시장의 일정 수의 중요한 참여 주체(예: 주요 배출 단위)를 선택하여 이들이 해외 거래 상대방과 탄소 배출 할당량을 사고팔 수 있도록 허용합니다. 이러한 참여자는 탄소 배출권의 수출입업자에 해당합니다.

상호 연결 네트워크

상호 연결 메커니즘의 핵심은 "상호 연결 네트워크"라고 불리는 연합 체인입니다. 연합 체인 노드는 상호 연결 메커니즘에 참여하는 탄소 배출권 등록 시스템이 운영합니다.

탄소 배출권은 상호 연결 네트워크에서 디지털 증명서로 나타납니다. 각 상호 연결 메커니즘에 참여하는 국가와 지역에서, 해당 국가의 참여 기관이 자국의 탄소 배출권 등록 시스템에 신청하면, 탄소 배출권 등록 시스템은 탄소 배출권을 1단위 소각할 때마다 연합 체인에서 1단위 디지털 증명서를 생성합니다(디지털 증명서 발행); 반대로, 해당 국가의 참여 기관이 연합 체인에서 1단위 디지털 증명서를 소각할 때마다 탄소 배출권 등록 시스템은 1단위 탄소 배출권을 생성합니다(디지털 증명서 상환). 이는 탄소 배출권 거래 시장의 규율과 완전성을 유지하고, 탄소 배출권 또는 디지털 증명서의 허위 증가를 방지하기 위한 것입니다.

서로 다른 국가와 지역에서 창출된 탄소 배출권은 상호 동등하며, 서로 다른 탄소 배출권 등록 시스템에서 생성된 디지털 증명서도 상호 동등해야 하며, 동일한 시간에 동일한 가격이어야 합니다. 이렇게 하면 디지털 증명서의 국경 간 거래를 위한 기초가 마련됩니다.

서로 다른 국가와 지역의 참여자 간에 상호 연결 네트워크에서 디지털 증명서 거래는 결제 통화를 자유롭게 약정할 수 있습니다. 규정 준수 안정 코인을 도입하면 결제 효율성이 더욱 높아지며, 스마트 계약을 통해 은행과 화폐의 대가(DvP)를 실현할 수 있습니다.

가정해보면, 한 참여자가 매매를 통해 일정 수량의 디지털 증명서를 순수하게 얻고, 자국의 탄소 배출권 등록 시스템에 상환을 신청하면, 탄소 배출권 등록 시스템은 동일한 수량의 탄소 배출권을 생성하여 해당 참여자에게 부여합니다. 이러한 탄소 배출권은 해당 국가의 탄소 배출권 거래 시장에 유통될 수 있으며, 국내의 다른 기관에 판매될 수 있습니다.

"상호 연결 네트워크"는 탄소 배출권의 국경 간 거래를 용이하게 할 뿐만 아니라, 연합 체인의 신뢰 구축 기능을 통해 서로 다른 국가와 지역의 탄소 배출권 등록 시스템 간의 상호 신뢰를 높이고, 탄소 배출권 거래 시장에서의 서로 다른 국가와 지역의 차이(예: 사용되는 시스템, 거래 시간, 가격 표기 방법 등)를 수용할 수 있습니다.

상호 연결 한도

상호 연결 네트워크에서 생성되고 거래될 수 있는 탄소 배출권 디지털 증명서의 수량이 제한되지 않는다면, 차익 거래 메커니즘의 유도에 따라 서로 다른 국가와 지역의 탄소 배출권 가격은 일치하게 될 것입니다. 그러나 상호 연결 메커니즘 발전 초기에는 각국 및 지역의 탄소 배출권 거래 시장에 큰 충격을 주지 않도록(특히 많은 국가의 탄소 배출권 거래 시장이 미성숙한 상황에서) 상호 연결 네트워크에서 생성되고 거래되는 탄소 배출권 디지털 증명서의 수량에 제한을 두어야 합니다. 전반적인 원칙은 개발도상국이 매년 일정 수량의 부정적 탄소 할당량을 상호 연결 메커니즘을 통해 선진국에 판매할 수 있도록 허용하여 개발도상국의 녹색 전환 및 발전을 촉진하는 것입니다.

상호 연결 한도는 필요에 따라 동적으로 조정될 수 있으며, 연합 체인과 스마트 계약이 이러한 조정을 용이하게 할 것입니다. 한도가 높을수록 상호 연결 메커니즘이 서로 다른 국가와 지역의 탄소 배출권 가격을 "평준화"하는 효과가 더욱 뚜렷해집니다.

블록체인 기반의 탄소 포인트 메커니즘

일반 기관과 개인은 어떻게 탄소 배출권 거래 시장에 참여할 수 있을까요? 이들이 직접 거래에 참여하도록 허용할 경우, 세 가지 문제를 고려해야 합니다. 첫째, 탄소 배출권 가격 책정은 전문 지식이 요구되므로, 일반 기관과 개인이 관련 지식이 없을 경우 시장 투기를 조장할 수 있습니다. 둘째, 탄소 배출권 거래 시장 발전 초기에는 탄소 배출권 가격이 높지 않으며, 소액 거래는 수수료 면에서 비경제적일 수 있습니다. 셋째, 탄소 배출권 거래 시장의 관리 난이도를 증가시킬 수 있습니다.

우리나라 A주 시장의 사례를 참고하여, 탄소 배출권 거래 시장은 회원제로 운영되며, 주로 기관 참여자를 대상으로 하지만, 참여자 집단은 현재의 기반 위에서 다양화되어야 합니다. 예를 들어, 은행, 증권사 및 보험사와 같은 금융 기관을 흡수하여 탄소 배출권 거래 시장이 금융 시장의 유기적 구성 요소가 되도록 합니다. 일반 기관과 개인은 탄소 배출권 거래 시장의 일부 특별 회원(이들은 탄소 배출권 거래 시장의 증권사에 해당)을 통해 전국 탄소 거래 등록 시스템에 실명으로 계좌를 개설하고, 이러한 특별 회원을 통해 주문 거래를 할 수 있습니다. 다시 말해, 탄소 배출권 거래 시장은 직접 보유 모델을 채택합니다. 일반 기관과 개인이 보유한 탄소 배출권은 이러한 특별 회원이 대신 관리하며, 특별 회원이 보유한 탄소 배출권과 고객을 대신하여 보유한 탄소 배출권은 모두 전국 탄소 거래 등록 시스템에 기록됩니다.

이러한 제도적 배치 하에, 탄소 배출권은 실제로 대중이 소유할 수 있는 주류 자산 유형이 될 것입니다. 앞으로 모든 사람의 금융 관련 APP에는 얼마나 많은 예금, 주식, 펀드 및 재테크 상품이 있는지 외에도 얼마나 많은 탄소 배출권이 있는지도 표시될 것입니다.

일반 기관과 개인은 탄소 배출권을 투자 상품으로 구매하는 것 외에도, 부정적 탄소 할당량을 구매하여 탄소 정점 및 탄소 중립에 기여할 수 있습니다. 이는 국가 인증 자발적 감축량(CCER)과 관련이 있습니다. 현재, 많은 APP가 일반 기관과 개인의 탄소 발자국을 평가하는 데 도움을 주고 있습니다. 예를 들어, 국내 여행이 얼마나 많은 탄소 배출을 발생시키는지 개인은 평가 결과에 따라 탄소 배출권 거래 시장의 특별 회원을 통해 부정적 탄소 할당량을 구매하여 헤지할 수 있습니다. 사회 전체의 녹색 전환 및 발전에 대한 인식이 점점 강해짐에 따라, 이러한 응용 프로그램은 점점 더 많은 응용 장면을 가질 것입니다.

일반 기관과 개인의 탄소 감축 노력이 "작은 것이 모여 큰 것" 효과를 발휘하도록 하고, 탄소 감축이 사회 생활의 모든 측면에 깊숙이 스며들도록 하기 위해, 시도해볼 만한 방법은 블록체인 기반의 탄소 포인트 메커니즘을 설계하는 것입니다:

탄소 포인트 연합은 사회 생활에서 중요한 역할을 하는 여러 기관으로 구성됩니다. 예를 들어, 전력망, 가스망, 대중교통망, 가전 회사, 자동차 회사, 쇼핑몰, 레스토랑 및 기타 소비 장소 등이 있습니다.

연합 구성원 기관은 연합 체인을 운영하며, 연합 체인에서 탄소 포인트를 생성하고 자신의 사용자에게 발급합니다. 탄소 포인트는 탄소 배출권으로 교환하는 것 외에는 다른 용도가 없으며, 특히 법정 통화로 직접 거래할 수 없습니다.

연합 구성원 기관은 자신의 사용자들이 관련 장면에서 행동한 결과를 참고하여 탄소 발자국 평가 결과를 바탕으로, 사용자에게 탄소 감축 노력을 반영하는 탄소 포인트를 부여합니다. 동일한 기관에서 발급한 탄소 포인트는 공통적이지만, 서로 다른 기관에서 발급한 탄소 포인트는 공통적이지 않습니다. 스마트 계약을 통해 사용자는 여러 기관에서 보유한 탄소 포인트를 편리하게 관리할 수 있습니다. 일부 응용 장면은 여러 연합 구성원 기관과 관련이 있을 수 있으며, 이들은 스마트 계약의 도움을 받아 서로 충돌하지 않게 사용자에게 자신의 탄소 포인트를 발급할 수 있습니다.

각 연합 구성원 기관이 사용자에게 발급한 탄소 포인트를 누적하면, 이는 해당 기관이 자신의 응용 생태계에서 탄소 감축을 추진하는 강도를 반영하며, 정량화 및 인증 후 CCER 메커니즘과 연결될 수 있습니다. 연합 구성원 기관은 이를 통해 탄소 할당량을 얻을 수 있습니다.

연합 구성원 기관은 사용자 보유 탄소 포인트의 상황에 따라 탄소 할당량의 일정 비율을 교환하여 사용자에게 보상합니다. 교환 규칙은 연합 구성원 기관이 자율적으로 정합니다. 사용자가 서로 다른 기관을 통해 얻은 탄소 할당량이 모이면(탄소 할당량은 공통적임), "작은 것이 모여 큰 것" 효과를 실현하여 사용자가 탄소 감축에 더 많은 동기를 부여받을 수 있습니다. "작은 선행도 하지 않으면 안 된다"는 경제적 유인이 뒷받침되어야 합니다.

블록체인 기반의 탄소 포인트에서 블록체인은 서로 다른 연합 구성원 기관 간의 신뢰를 구축하는 역할을 합니다. 스마트 계약은 한편으로 서로 다른 기관이 자신의 탄소 포인트 시스템을 병행하여 운영할 수 있도록 돕고, 다른 한편으로 사용자가 자신의 다양한 탄소 포인트 자산을 더 잘 관리할 수 있도록 돕습니다.