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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 전의찬
- 발행연도
- 2021
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수8
이 논문의 연구 히스토리 (2)
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정부는 3차 에너지기본계획(2019.6.)과 9차 전력수급기본계획(2020.12.)을 발표하면서, 안전하고 깨끗한 전원믹스로의 에너지전환과 2050년 탄소중립으로 나아가기 위한 적극적인 온실가스 감축 이행을 강조하였다. 9차 전력수급기본계획에는 국가 온실가스 감축 목표를 달성하기 위하여 석탄화력발전 비중 감소, 신재생에너지발전 비중 확대 등 공급부문 수단 등은 구체적으로 포함되었으나, 수요관리 부문 대책과 수요자원시장 활용은 충분히 반영되지 못하였다.
장기전력계획 수립 시 수요관리는 발전소 건설 회피와 첨두부하관리 등에 중대한 영향을 미치지만, 수요자원시장의 경제적·환경적 가치에 관한 연구는 미흡한 편이다. 본 연구에서는 수요관리의 중심역할을 하는 수요자원 관리에 따른 구체적인 효과와 경제적 가치 그리고 환경 편익을 분석하고자 하였다.
수요자원 관리에 따른 전력수요감축 효과와 이에 따른 온실가스 배출 및 초미세먼지 감축 결과를 분석하기 위한 시나리오를 설정하였다. 8차 전력수요기본계획의 전력수요를 ‘기준 시나리오(시나리오 S0)’로 하고, 발전량을 각각 1%, 5%, 10%, 15% 감축하는 것을 시나리오 S0 ~ 시나리오 S4로 하였다. 수요자원감축에 의한 연도별 발전원별 감축량은 장기발전설비계획모형(WASP)을 사용하여 산정하였다. 모델링 결과, 수요자원 관리에 따른 온실가스 배출량 감축량은 3백만톤에서 많게는 48백만톤이 감소하고, 초미세먼지 배출은 224톤 ~ 3,715톤이 줄어드는 것으로 분석되었다.
태양광발전, 풍력발전 등 재생에너지 발전량이 증가하면서 전력수요 패턴에 많은 변화를 주고 있으므로, 기본 시나리오에 추가하여 신재생에너지 발전을 추가로 고려하는 시나리오 S1-R ~ S4-R을 설정하였다. 수요자원에 의한 수요감축과 신재생에너지 발전량을 함께 반영한 입력발전량을 주요변수로 사용하였다. 신재생에너지 발전용량은 제8차 전력수급기본계획 상의 용량을 적용하였고, 최근 최대전력 시간대의 피크기여도를 사용하였다. 신재생발전을 추가한 감축 결과, 온실가스 배출량은 25백만톤에서 많게는 74백만톤이 감소하고, 초미세먼지 배출은 1,653톤 ~ 5,841톤이 줄어드는 것으로 분석되었다.
이에 따른 배출권 거래 회피비용, CO2와 PM-2.5 배출의 대기오염의 사회적 비용을 반영한 환경 편익 등을 산정하였다. 8차 전력수급기본계획 상의 전력소비량 감축 목표(14.5%)와 다른 수요관리제도를 고려하여, 실현 가능성이 큰 시나리오 S3와 S3-R의 경우, 온실가스감축효과는 약 7497억원(S3)과 1조4175억원(S3-R)으로 나타났으며, 미세먼지(PM-2.5) 감축효과는 약 1120억원~5986억원(S3)과 2318억원~1조2385억원(S3-R)으로 나타났다.
또한, 주요요인이 미치는 영향으로 가격탄력성을 고려한 전력가격 인상 효과, 수요자원의 부하이전을 상정한 리바운드 효과도 분석하였다. 수요자원감축 시나리오 S3에 더하여 전력요금 10% 인상에 따른 온실가스 감축 효과(회피비용)는 약 9076억원으로 나타났으며, 미세먼지(PM-2.5) 감축효과는 약 1433억원~ 7657억원으로 나타났다.
단순히 전기소비자들을 설득하여 전력소비량 감축을 실행하는 데에는 공감대를 마련하기에 어려움이 있다. 따라서 수요자원시장의 경제적 가치와 환경적 편익을 정확히 분석하고, 홍보와 인센티브 보상 등으로 소비자 참여를 유도한다면 미세먼지 배출감소에 따른 국민 건강권 회복과 온실가스 감축에 탄소중립 달성에 크게 기여할 수 있을 것이다.
장기전력계획 수립 시 수요관리는 발전소 건설 회피와 첨두부하관리 등에 중대한 영향을 미치지만, 수요자원시장의 경제적·환경적 가치에 관한 연구는 미흡한 편이다. 본 연구에서는 수요관리의 중심역할을 하는 수요자원 관리에 따른 구체적인 효과와 경제적 가치 그리고 환경 편익을 분석하고자 하였다.
수요자원 관리에 따른 전력수요감축 효과와 이에 따른 온실가스 배출 및 초미세먼지 감축 결과를 분석하기 위한 시나리오를 설정하였다. 8차 전력수요기본계획의 전력수요를 ‘기준 시나리오(시나리오 S0)’로 하고, 발전량을 각각 1%, 5%, 10%, 15% 감축하는 것을 시나리오 S0 ~ 시나리오 S4로 하였다. 수요자원감축에 의한 연도별 발전원별 감축량은 장기발전설비계획모형(WASP)을 사용하여 산정하였다. 모델링 결과, 수요자원 관리에 따른 온실가스 배출량 감축량은 3백만톤에서 많게는 48백만톤이 감소하고, 초미세먼지 배출은 224톤 ~ 3,715톤이 줄어드는 것으로 분석되었다.
태양광발전, 풍력발전 등 재생에너지 발전량이 증가하면서 전력수요 패턴에 많은 변화를 주고 있으므로, 기본 시나리오에 추가하여 신재생에너지 발전을 추가로 고려하는 시나리오 S1-R ~ S4-R을 설정하였다. 수요자원에 의한 수요감축과 신재생에너지 발전량을 함께 반영한 입력발전량을 주요변수로 사용하였다. 신재생에너지 발전용량은 제8차 전력수급기본계획 상의 용량을 적용하였고, 최근 최대전력 시간대의 피크기여도를 사용하였다. 신재생발전을 추가한 감축 결과, 온실가스 배출량은 25백만톤에서 많게는 74백만톤이 감소하고, 초미세먼지 배출은 1,653톤 ~ 5,841톤이 줄어드는 것으로 분석되었다.
이에 따른 배출권 거래 회피비용, CO2와 PM-2.5 배출의 대기오염의 사회적 비용을 반영한 환경 편익 등을 산정하였다. 8차 전력수급기본계획 상의 전력소비량 감축 목표(14.5%)와 다른 수요관리제도를 고려하여, 실현 가능성이 큰 시나리오 S3와 S3-R의 경우, 온실가스감축효과는 약 7497억원(S3)과 1조4175억원(S3-R)으로 나타났으며, 미세먼지(PM-2.5) 감축효과는 약 1120억원~5986억원(S3)과 2318억원~1조2385억원(S3-R)으로 나타났다.
또한, 주요요인이 미치는 영향으로 가격탄력성을 고려한 전력가격 인상 효과, 수요자원의 부하이전을 상정한 리바운드 효과도 분석하였다. 수요자원감축 시나리오 S3에 더하여 전력요금 10% 인상에 따른 온실가스 감축 효과(회피비용)는 약 9076억원으로 나타났으며, 미세먼지(PM-2.5) 감축효과는 약 1433억원~ 7657억원으로 나타났다.
단순히 전기소비자들을 설득하여 전력소비량 감축을 실행하는 데에는 공감대를 마련하기에 어려움이 있다. 따라서 수요자원시장의 경제적 가치와 환경적 편익을 정확히 분석하고, 홍보와 인센티브 보상 등으로 소비자 참여를 유도한다면 미세먼지 배출감소에 따른 국민 건강권 회복과 온실가스 감축에 탄소중립 달성에 크게 기여할 수 있을 것이다.
목차
목 차제1장 서 론제1절 연구 배경 및 필요성 1제2절 연구 목적 3제3절 연구 절차 및 내용 5제2장 이론적 고찰제1절 수요자원시장 9제2절 수요자원의 경제적·환경적 가치 34제3절 장기발전계획모형 44제4절 선행연구 분석 49제3장 연구방법제1절 연구방법 개요 61제2절 장기발전설비계획모형(WASP) 64제3절 시나리오 구성 및 입력자료 77제4절 신재생발전 추가 시나리오 구성 및 입력자료 87제4장 수요자원의 경제적·환경적 가치분석 연구제1절 “수요자원감축” 시나리오별 발전량 91제2절 시나리오별 온실가스 및 초미세먼지 배출량 95제3절 전력시장내 수요자원의 경제적 가치 산정 102제4절 신재생발전 추가 수요감축 시나리오 발전량 및 배출량 108제5절 배출권 거래 회피비용 115제6절 사회적 비용을 고려한 기후환경 편익 119제5장 주요요인 변화에 따른 영향분석제1절 수요자원 감축부하의 리바운드 효과 123제2절 전력가격변화에 따른 기후환경 영향분석 129제6장 결 론제1절 연구 요약 135제2절 연구의 한계와 시사점 138참고문헌 141부 록 145Abstract 161
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