2021년 미국 산업 부문 석탄 CO₂ 배출량, 어느 주에 집중됐나

2021년 미국 산업 부문에서 석탄 사용과 연결된 에너지 관련 이산화탄소 배출량을 주별로 비교하면 분포가 매우 한쪽으로 치우쳐 있습니다. EIA가 제공한 50개 주와 워싱턴 D.C.의 51개 관할구역 값을 합치면 약 97.26백만 톤 CO₂이며, 펜실베이니아가 15.16백만 톤으로 가장 높고 인디애나가 14.37백만 톤으로 뒤를 잇습니다. 두 곳만 합쳐도 주별 합계의 약 30.4%이고, 상위 5곳은 55.5%를 차지합니다. 따라서 미국 주별 산업 석탄 CO₂ 배출량은 몇몇 주의 값이 전체 분포를 크게 끌어올리는 구조로 읽는 것이 적절합니다.

이 지표는 미국 전체의 산업 온실가스 배출량이나 석탄 생산량을 뜻하지 않습니다. 미국 에너지정보청(EIA)의 State Energy Data System(SEDS)에서 산업 부문이 석탄을 소비하면서 발생한 에너지 관련 CO₂를 집계한 값입니다. EIA 설명상 산업 부문에는 산업용 열병합발전(CHP)과 산업용 전력 전용 설비가 포함되며, 연료가 실제로 연소되어 CO₂가 발생한 경우를 다룹니다. 즉 제조업·광업·건설업 등 산업 활동을 한 숫자로 모두 설명하는 지표라기보다, 그중 석탄 연소와 연결된 CO₂가 어느 주에서 컸는지를 비교하는 자료입니다.

펜실베이니아와 인디애나 두 곳이 뚜렷한 최상위권이었다

큰 순서로 정렬하면 펜실베이니아 15.16백만 톤, 인디애나 14.37백만 톤이 나란히 1·2위에 위치합니다. 3위 오하이오는 9.68백만 톤, 4위 노스다코타는 8.10백만 톤, 5위 일리노이는 6.68백만 톤으로 내려갑니다. 즉 2위와 3위 사이에서 약 4.69백만 톤의 간격이 생기며, 10백만 톤을 넘는 관할구역도 펜실베이니아와 인디애나 두 곳뿐입니다. 이 점은 상위권이 단순히 완만한 계단식 분포가 아니라 최상단 두 곳이 따로 두드러지는 형태라는 뜻입니다.

그 다음 그룹에는 미시간 4.21백만 톤, 앨라배마 3.69백만 톤, 아이오와 3.57백만 톤, 버지니아 3.40백만 톤, 테네시 2.93백만 톤이 포함됩니다. 웨스트버지니아 2.88백만 톤, 캘리포니아 2.70백만 톤, 와이오밍 2.51백만 톤도 2백만 톤을 넘습니다. 산업 구조가 서로 다른 주가 같은 상위 목록에 섞여 있으므로 순위를 보고 하나의 공통 원인으로 설명하면 안 됩니다. 현재 자료는 배출량 결과를 보여 주지만 공장 업종, 공정별 에너지 사용, 연료 전환 시점, 설비 효율 같은 원인 변수를 함께 제공하지 않습니다.

상위 5곳이 55.5%, 상위 10곳이 73.8%를 차지했다

51개 주별 행의 합계 97.26백만 톤을 기준으로 누적 비중을 계산하면 상위 5곳이 55.5%, 상위 10곳이 73.8%, 상위 20곳이 92.0%를 차지합니다. 다시 말해 관할구역 수로는 약 5분의 1에 불과한 상위 10곳에 주별 합계의 거의 4분의 3이 모여 있습니다. 상위 20곳까지 포함하면 90%를 넘고, 나머지 31곳의 합계는 전체의 약 8.0%입니다. 미국 주별 산업 석탄 CO₂ 배출량을 평균값 하나로 설명하기보다 누적 집중도를 함께 보는 이유입니다.

이 집중도는 인구 규모나 주 경제 규모로 보정한 값이 아닙니다. 모든 수치는 백만 톤 CO₂라는 절대량이며, 인구 1인당이나 제조업 부가가치 1달러당 배출량을 뜻하지 않습니다. 따라서 “어느 주 산업이 더 탄소집약적인가”를 직접 판정하려면 산업 생산량이나 부가가치, 업종 구성 같은 분모가 추가로 필요합니다. 이 글에서 계산한 비중은 오직 2021년 주별 석탄 관련 산업 CO₂ 절대량이 상위 지역에 얼마나 모여 있는지를 보여 줍니다.

평균 1.91백만 톤보다 중앙값 0.54백만 톤이 훨씬 낮다

51개 관할구역의 단순 평균은 1.91백만 톤이지만 중앙값은 0.54백만 톤입니다. 평균이 중앙값의 약 3.5배인 이유는 상단의 몇 개 큰 값이 평균을 끌어올리기 때문입니다. 1사분위수는 0.13백만 톤, 3사분위수는 2.25백만 톤으로, 가운데 50%의 관측치는 대략 0.13~2.25백만 톤 사이에 놓입니다. 최고값 펜실베이니아 15.16백만 톤은 중앙값의 약 28.1배입니다.

구간별로 나누면 정확히 0인 곳이 10곳이고, 0보다 크고 0.5백만 톤 미만이 14곳입니다. 0.5~2백만 톤 미만은 14곳, 2~5백만 톤 미만은 8곳, 5~10백만 톤 미만은 3곳, 10백만 톤 이상은 2곳입니다. 즉 51곳 가운데 절반 가까이가 0.5백만 톤 미만에 머물지만, 최상단 두 곳은 14~15백만 톤대입니다. 이런 분포에서는 평균보다 중앙값과 구간별 개수를 함께 보는 편이 전형적인 관측치를 이해하기 쉽습니다.

0으로 기록된 10곳과 매우 낮은 값은 결측치와 다르다

2021년 산업 석탄 CO₂ 값이 정확히 0.0으로 기록된 곳은 Connecticut, District of Columbia, Delaware, Hawaii, Massachusetts, Maine, New Hampshire, New Jersey, Rhode Island, Vermont의 10개 관할구역입니다. 이 데이터셋에는 결측값이 없으므로 0은 “자료 없음”을 대신 넣은 값이 아닙니다. EIA 표기에서 대시(—)는 소비가 없는 경우를 나타낼 수 있고, API에서 이번 비교에 들어온 0.0은 실제 숫자로 취급됩니다. 따라서 지도나 표에서 0을 결측으로 바꾸거나, 반대로 빈 값을 0으로 채우는 방식은 모두 피해야 합니다.

0에 가깝지만 양수인 값도 별도로 존재합니다. 예를 들어 Alaska 0.00, Kansas 0.12, Oregon 0.12, New Mexico 0.13, Washington 0.14, Mississippi 0.21, Idaho 0.29, South Carolina 0.32백만 톤 등은 모두 0보다 큰 관측치입니다. 알래스카는 약 0.002백만 톤으로 특히 작지만 0은 아닙니다. 낮은 값의 주들을 편의상 모두 “석탄 산업 배출 없음”으로 묶으면 원자료의 구분이 사라집니다. 미국 주별 산업 석탄 CO₂ 배출량 비교에서는 0, 매우 작은 양수, 일반적인 중간값을 서로 구분하는 것이 중요합니다.

높은 값은 산업 중서부와 애팔래치아권에 많이 보이지만 원인을 단정할 수 없다

상위 15개를 지리적으로 보면 펜실베이니아·오하이오·웨스트버지니아처럼 애팔래치아와 인접한 주, 인디애나·일리노이·미시간·아이오와·미네소타·위스콘신처럼 중서부의 주, 노스다코타·와이오밍처럼 북부와 서부의 주가 함께 나타납니다. 동부와 중서부에 높은 값이 여러 개 이어지는 공간 패턴은 확인할 수 있지만, 이 패턴 자체가 특정 산업 한 종류나 특정 정책 때문에 생겼다고 말할 수는 없습니다. 주별 산업 구성과 석탄 사용처가 서로 다르기 때문입니다.

예를 들어 산업 부문 안에는 제조업 시설뿐 아니라 산업용 CHP와 전력 전용 설비도 포함됩니다. 한 주의 값이 높다는 사실만으로 철강, 시멘트, 화학, 광업 등 어느 업종이 주된 원인인지 결정할 수 없습니다. 정확한 원인 분석에는 업종별 연료 소비와 시설 수준의 배출 자료가 필요합니다. 타일 그리드는 그래서 “어디가 높고 낮은가”를 빠르게 보는 도구로 사용하고, 원인 설명은 현재 데이터가 실제로 지원하는 범위 밖으로 확장하지 않았습니다.

주별 합계 97.26백만 톤과 EIA 미국 전체 91.718백만 톤은 같은 숫자가 아니다

이번 51개 주·D.C. 행을 직접 더하면 97.260백만 톤 CO₂가 됩니다. 그러나 EIA의 미국 전체 산업 부문 표에서 2021년 석탄 항목은 91.718백만 톤입니다. 차이는 약 5.542백만 톤입니다. 이를 데이터 오류로 보면 안 됩니다. EIA는 미국 전체 값에 “주에 배분되지 않은 coal coke net imports”가 포함된다고 주석으로 명시합니다. 따라서 국가 합계 계열과 51개 주 행의 단순 합계는 구조적으로 정확히 일치할 필요가 없습니다.

이 구분은 특히 합계와 비중을 계산할 때 중요합니다. 이 글의 상위 5·10·20 비중은 51개 주별 행끼리의 분포를 설명하기 위해 주별 행 합계 97.26백만 톤을 분모로 사용했습니다. 반면 미국 전체 산업 부문의 공식 국가 수치를 인용할 때는 EIA의 미국 전체 계열 91.718백만 톤을 그대로 사용해야 합니다. 서로 다른 집계 규칙을 가진 두 수치를 섞어 하나의 “오차”처럼 처리하지 않는 것이 정확합니다.

이 지표로 알 수 있는 것과 알 수 없는 것을 구분해야 한다

이 데이터로 직접 답할 수 있는 질문은 명확합니다. 2021년 산업 부문의 석탄 관련 CO₂ 절대량이 어느 주에서 높았는지, 주별 분포가 얼마나 치우쳐 있는지, 0 또는 매우 낮은 값이 얼마나 많은지, 상위 주의 누적 비중이 어느 정도인지 알 수 있습니다. 반대로 미국 전체 산업의 모든 연료 배출량, 발전 부문의 석탄 배출량, 주별 석탄 생산량, 석탄 매장량, 공장 수, 산업 생산성은 이 파일만으로 계산할 수 없습니다.

또한 2021년 한 해의 단면 자료이므로 감소 추세나 증가 추세를 말하기에도 부족합니다. EIA는 장기간의 시계열을 제공하지만 이번 비교 파일은 모든 주가 동일한 2021년을 쓰도록 고정되어 있습니다. 전년 대비 변화나 장기 전환 속도를 분석하려면 동일한 지표의 여러 연도를 함께 불러와야 합니다. 현재 글은 시간 변화보다 같은 해의 지역 차이에 초점을 맞추며, 그 덕분에 연도 차이를 지역 차이로 잘못 읽는 문제를 피합니다.

자료 기준과 계산 방법

원자료는 U.S. Energy Information Administration의 CO2 Emission Aggregates API와 State Energy Data System(SEDS) 산업 부문 표입니다. 연료는 Coal, 부문은 Industrial, 빈도는 annual, 기준연도는 2021년이며 단위는 million metric tons of CO2입니다. 50개 주와 워싱턴 D.C.를 합쳐 51개 행이 있고 모두 숫자 값이 존재합니다. 모든 순위, 평균, 중앙값, 사분위수, 구간 개수와 누적 비중은 이 51개 값에서 직접 계산했습니다.

EIA의 산업 부문 설명에는 산업용 열병합발전과 산업용 전력 전용 설비가 포함됩니다. 또 EIA는 주별 데이터와 미국 전체 계열 사이에 주에 배분되지 않은 석탄 코크스 순수입 항목이 존재할 수 있음을 주석으로 밝힙니다. 이 두 정의를 함께 봐야 “산업 부문”과 “미국 전체 합계”를 과도하게 단순화하지 않을 수 있습니다. 미국 주별 산업 석탄 CO₂ 배출량은 특정 업종의 환경성과를 평가하는 최종 지표라기보다, 주별 석탄 연소 관련 산업 CO₂의 공간적 집중을 비교하는 출발점으로 보는 것이 적절합니다.

자주 묻는 질문

관련 지도

• 국가별 석탄 발전 비중 지도 – 2021년 전력 믹스 비교
• 화석연료 발전 의존도 지도 – 2021년 국가별 전력 믹스 비교
• 천연가스 발전 비중 지도 | 2021년 국가별 전력 믹스
• 재생에너지 발전 비중 지도 | 2021년 국가별 비교
• 석유 발전 비중 지도 | 2021년 국가별 비교