1. 연구의 필요성 및 목적

■ 연구의 필요성

○ 2016년 ‘공공기관의 운영에 관한 법률(공운법)’ 개정으로 일정규모 이상의 공공기관이 시행하는 전력설비 투자 사업은 의무적으로 ｢공공기관 사업 예비타당성조사 운용지침｣과 ‘공타 일반지침’에 의거하여 공타 평가 절차를 거쳐야 함

- ‘공공기관 사업 예비타당성조사’는 공공기관의 대규모 신규 투자 사업에 대한 타당성을 객관적으로 평가하여 해당 투자의 정당성을 인정받도록 함으로써 공공기관 투자에 대한 효율성을 제고하고, 재무건전성을 담보하는 것을 목적으로 실시

- 이에 따라 관련 법령에 의거하여 미래 15년 기간에 대해 전력수급과 계통운영의 안정성을 확보하기 위해 정부가 2년마다 수립하는 ｢전력수급기본계획｣, ｢장기 송･변전설비계획｣에 반영된 전력설비는 공타 평가를 의무적으로 수행해야 함

- 전력설비 투자 사업에 대한 공타 평가 방법과 분석 체계는 ‘공타 일반지침’ 에 따라 구체화되며, 이에는 공공성(경제성과 정책성 평가)과 수익성 평가에 대한 가중치, 경제적 타당성 평가에 적용될 비용과 편익항목이 규정됨. 또한, 개별 편익항목의 정량적 가치 도출을 위한 산정 방식과 원단위가 설정되며 설비 유형별로 적용 가능한 편익항목의 범위도 설정

○ 전력설비 투자 사업에 대한 평가를 제대로 수행하기 위해서는 공타 경제성 평가 체계가 전력산업의 특수성, 전력시장 및 운영제도의 변화, 대내외적인 전력정책 환경 변화를 시의성 있게 반영하여, 전력공급의 안정성과 친환경 전력 시스템으로의 전환정책이 원활하게 구현될 수 있도록 관련 운용지침 및 일반지침도 개선될 필요가 있음

- 그러나 현행 ‘공타 일반지침’은 전력설비 투자 사업의 전력시장과 전력계통에서의 이질적 기능과 역할을 명확히 이해하고, 이에 따른 계통안정과 관련된 편익 가치를 적정하게 반영하지 못하는 한계에 직면함

- 재생에너지의 간헐성과 변동성, 전력수요의 예측 오차 증대 등에 대응하기 위해 새로운 전력 기술이 시장에 대거 진입하고 있어, 이러한 설비가 제공할 수 있는 계통 신뢰도(공급 신뢰도), 계통 유연성과 안정성, 그리고 계통 회복 탄력성 등의 편익을 정량적･정성적으로 산정할 수 있는 분석 체계가 조속히 개발되어야 함

- 그러나 현행의 ‘공타 일반지침’은 전력공급 편익, 환경편익(온실가스 및 대기 오염물질) 증감, 송전손실 감소 등의 전통적인 편익항목만을 사용하여 경제성 평가에 반영하고 있어, 전력수급과 계통안정에 기여할 수 있는 설비 투자의 가치를 과소평가할 우려가 존재함

- 적절한 경제성 평가지표나 분석 방법 등의 한계로 인간의 삶의 질 향상에 필수적인 투자 사업이 공타 평가로 인해 철회되거나, 적기에 시행되지 않는다면 오히려 불필요한 비용을 초래하여 사회후생이 감소될 가능성도 있음

○ 또한, ‘공타 일반지침’은 전력설비의 특징과 기능적인 이질성을 고려하지 않고, 계통안정과 관련된 편익지표가 개발이 덜 되었거나, 개발 자체가 되지 않은 현실적인 고려 없이 B/C (Benefit-Cost) 비율 기반의 경제성 평가 방법을 거의 모든 투자 사업에 일률적으로 적용하고 있음

- 이러한 점으로 인하여 전력설비 투자 시행에 따른 경제적 가치를 적정하게 평가할 수 없다는 한계가 존재함

- 예를 들어 계통관성과 주파수제어 기능을 제공할 수 있는 배터리에너지저장장치(BESS)의 경제적 편익은 초속응성예비력(FFR)이라는 계통 기능을 정의하고, 이에 대한 보상 규정을 통해 측정될 수 있음

■ 연구의 목적

○ 본 연구는 전력부문에서 시행하는 다양한 전력설비 투자 사업에 대한 공타 제도의 경제성 평가와 관련된 주요 쟁점을 검토하고, 이에 대한 대안과 발전 방향을 제시할 목적으로 수행함

- 본 연구는 한국개발연구원(KDI)의 ‘공타 일반지침(제3판)’을 바탕으로 수행되고 있는 현행 경제성 평가 방법과 분석 체계로 연구의 범위를 한정함

- 전력설비 투자 사업 유형별로 전력계통에 제공하는 기능과 역할에 대한 편익을 적절하게 반영하지 못하는 문제를 인식하고, 이에 대한 대안과 개선 방향을 제시함

- 해외 전력설비 재정사업에 대한 경제성 평가 지침과 분석 지침 등 주요국 사례와 국내 평가제도를 비교･분석하여 우리나라 전력부문의 공타 경제성 평가 체계 개선을 위한 시사점을 도출함

○ 본 연구는 공타 경제성 평가 항목을 중심으로 평가 방법과 분석 체계의 쟁점과 개선 방향, 경제성 분석의 핵심인 편익항목의 쟁점 사항과 개선 방안 혹은 해결 방안, 그리고 전력설비 유형별 분류 기준 부재의 문제점과 이에 대한 개선방안을 제안함

- 국내와 해외 주요국의 경제성 평가 방법과 분석 체계, 편익항목 식별 정도, 전력설비 유형별 편익항목 연계 매트릭스, 설비 유형별 정량적, 정성적 경제성 평가 방식 등을 검토하여 국내에 적용 가능한 편익항목, 분석 방법, 원단위 전제 등의 개선 방향과 대안을 제시함

- 국내와 해외의 전력시장구조와 운영제도의 발전 수준, 다양한 편익에 대한 계량화 지표 개발 정도 등 현실적 한계를 고려하여, 국내 전력부문 투자 사업의 경제성 평가에 적용 가능한 전력설비 유형별 분류 기준을 새롭게 정립하고, 분류 유형의 성격에 부합하는 경제성 평가 방법을 제안함

○ 해외사례의 시사점과 국내 공타 경제성 평가제도의 전반적인 검토 결과를 토대로 향후 전력설비 투자 사업의 경제성 평가 결과에 대한 정확성, 신뢰성, 객관성을 향상시킬 수 있는 정책 시사점을 제시함

2. 연구내용 및 주요 분석 결과 

■ (해외 전력설비 유형별 경제성 평가 지침과 분석 사례의 시사점 : 본문 제3장 7절)

○ (국내외 전력설비 경제성 평가 지침의 유사성) 국내 ‘공타 일반지침’은 해외와 유사하게 개별 전력설비에 대해 적용 가능한 편익항목을 연계(매트릭스)

- 또한, 전력공급 편익(또는 생산비용 절감 편익), 환경편익 증감(온실가스 및 대기오염물질 배출량 증감(±)), 송전손실 절감 편익 등의 전통적 항목은 정의, 산정 방식, 그리고 원단위 지표가 매우 유사

- 경제성 평가 방법 역시 기본적으로는 B/C 비율 분석을 통해 계량화가 가능한 편익을 최대한 반영토록 규정

○ (국내외 전력설비 경제성 평가 지침의 차이점) 국내 ‘공타 일반지침’에 계통안정과 관련된 편익(계통 신뢰도, 계통 유연성, 회복탄력성 등)의 정량적･정성적인 산정 방식이 정립되어 있지 않음

- 유럽지역과 북미 지역은 전력시장구조와 제도가 국내보다는 고도화되었고, 설비가 제공할 수 있는 계통 신뢰도와 회복탄력성의 기능과 역할 역시 보다 명확하게 정의되어 있음

- 해외에서의 경제성 평가는 B/C 비율 기법을 최대한 반영하되, 정성적 편익은 정량적 방법(포인트 시스템, 서수척도 등)으로 계량화하여 추가 반영함

･ 계량적 편익 측정이 매우 어려운 설비(배전망 현대화 투자 등)의 경우 B/C 비율 분석 대신 ‘비용 효과성 분석(CEA)’과 비슷한 ‘최소비용･최적적합성(LCBF)’ 분석을 수행함

- 미국은 분산에너지 프로젝트의 경제성 평가를 위한 통일된 평가 매뉴얼과 세부지침(국가표준 실무 매뉴얼(NSPM)과 동반 문서인 MRT 핸드북)을 마련하였고, 대부분의 주정부는 이를 기반으로 관할권 내에서 시행하는 관련 재정 지출 사업의 경제적 편익을 평가

■ 공타 경제성 평가 체계의 일반쟁점 및 개선 방향

○ (공타 경제성 평가의 일반쟁점) KDI ‘공타 일반지침’은 안정적 전력수급과 계통 운영에 필수적인 편익항목이 아직 명확하게 식별되거나 개발되어 있지 않음

- ‘공타 일반지침’의 전력설비에 대한 편익항목은 ‘전력공급’, ‘환경효과(온실가스 및 환경오염물질 저감)’, 생산비용 절감, 송전손실 절감 등으로 제한적인 범위 내에서 규정

- 그러나 장･단기의 안정적 전력수급과 계통운영에 필수적인 계통 신뢰도(System reliability), 계통 유연성 및 안정성(System flexibility and stability), 그리고 계통 회복탄력성(System resilience) 등의 지표는 식별되지 않음

○ (공타 경제성 평가의 개선방향) 전력부문 설비 투자 사업의 경제성 분석에 특화된 세부지침 마련이 필요

- 전력설비 투자 사업에 대해 ‘공타 일반지침’의 평가 체계를 준용하면 해당 부문의 특성과 고유 기능을 적정하게 평가할 수 없음

- 전력부문에 특화된 ‘공타 평가 세부지침’을 마련하여 기존에 미식별된 편익 항목을 재정립함과 동시에 전력 신기술의 편익을 보다 정확하게 반영할 수 있는 관련 지표를 적극 개발

- 참고로 KDI의 예비타당성조사 제도에서는 도로, 철도, 항만, 문화･관광, 수자원, 기타 재정 사업 부문별 세부지침이 마련되어 있음

■ (기 식별된 편익항목의 문제점과 개선 방안 검토) ‘공타 일반지침(제3판)’에서 기 식별된 편익 중 전력공급 항목의 원단위 전제인 계통한계비용(SMP)의 추정 방법과 온실가스 환경편익 산정 방법에 대한 개선 방안 검토

○ (SMP 추정 방식의 문제점과 개선 방안)

- SMP는 도매전력시장에서 한계가격을 결정하는 횟수가 가장 많은 LNG발전에 가장 큰 영향을 받으므로, KDI는 유가에 연동되는 국내 LNG 도입가격을 반영하여 ‘유가 → 천연가스 가격(JKM) → LNG 열량단가 → SMP’로 연결되는 순차적인 시계열 추정방정식을 개발하여 미래 SMP를 전망

- 그러나 장기적으로 원전, 재생에너지, 청정수소 및 암모니아 등 저탄소･무탄소 발전 비중이 대폭 증가하는 경우, LNG복합발전의 이용률은 대폭 하락하고, 한계가격을 결정하는 빈도 역시 감소할 수 있음을 의미

- 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결할 수 있는 3가지 방안을 제시

･ 1) LNG복합발전의 장기 이용률 전망치를 기존 SMP 추정 방식에 추가하여 보정하는 방식(유가 전망치→천연가스 가격(JKM)→ LNG 열량단가→LNG 이용률 보정→SMP)

･ 2) KDI가 전망한 장기 국제 연료가격 전망 결과를 토대로 ‘사전 공타’ 평가 과정에서 설비확장 모형 혹은 전력시장 분석모형을 통해 장기 SMP를 추정하는 방식

･ 3) KDI가 추정한 국제 연료가격 전망 결과를 기초로 ‘본 공타’ 평가 과정에서 전력시장 분석모형을 직접 운용하여 SMP를 추정하는 방식

- 또한, 이 연구에서는 전력공급편익을 산정하는 원단위 전제로서 SMP가 적절한지에 대한 전반적인 재검토가 필요하다는 의견을 제시함

･ SMP는 변동비(비용)만을 반영하므로 생산자와 수요자의 효용 변화를 제대로 반영하지 못하는 한계가 있음. 향후 양방향 가격입찰제도가 정착되는 시점에서는 생산자와 수요자가 경쟁 입찰을 통해서 형성된 시장가격을 전력공급 편익 산정의 원단위로 활용하는 방안 등도 검토가 필요해 보임

○ (온실가스 환경편익 산정 방식의 쟁점과 개선 방안)

- 해외의 경우 온실가스 저감 편익은 배출권거래제 등 정부 규제 순응 비용이 반영된 내부비용(Internal costs)과 사회적 비용에서 내부비용을 차감한 외부비용(External costs)을 구분하여 해당 편익의 화폐적 가치를 산정함

- 반면, 국내의 경제성 분석에서는 이러한 구분 없이 온실가스의 사회적 비용을 해당 편익의 화폐적 가치를 산정하는 데 적용하고 있어, 중복 계산 문제가 발생할 수 있음. 국내의 전력시장가격(SMP)에는 온실가스 배출권 구매비용이 ‘배출권 열량단가’의 형태로 포함되어 있음

- 이러한 편익 중복 계산의 쟁점을 개선하기 위해 본 연구에서는 다음과 같은 온실가스 배출량 증감 편익 산정 방식을 제안함

∘ 기존 온실가스 증감(±) 편익 산정 방식 : [온실가스 배출량 증감량 × 사회적 비용 원단위 전제(원/tCO2)]

⇓

∘ 개선된 온실가스 증감(±) 편익 산정 방식 : [온실가스 배출량 증감량 × (사회적 비용 원단위 전제(원/tCO2) - 내부비용 원단위 전제(원/tCO2))

- 현행 ‘공타 일반지침(제3판)’의 온실가스 원단위 전제는 IWG(2021. 2)가 제시한 사회적 비용을 토대로 가치이전을 통해 도출한 추정치이므로, 이 비용은 외부비용이라기보다는 사회적 비용 개념이라 볼 수 있음

･ 배출권 구매비용은 SMP에 이미 반영되고 있고, 이를 통해 전력공급편익이 산정되고 있으므로 사회적 비용 중 내부화된 비용을 제외한 나머지 비용만을 온실가스 증감 편익에 포함하는 것이 더 적절해 보임

- 온실가스의 사회적 비용 원단위 지표는 장기적으로 해당 가치가 변화하므로 이러한 점을 고려하기 위해 온실가스의 장기 사회적 비용 추정 연구도 필요

･ 온실가스의 사회적 비용에 대한 장기 전망치는 IWG, IEA 등 해외 주요 기관의 전망 결과를 바탕으로 편익이전(가치이전) 과정을 거쳐 도출할 수 있음

■ (계통안정 관련 신규 편익항목의 산정 방식과 원단위 전제 제안) 기존 ‘공타 일반지침’에서 일부만 식별되거나, 전혀 식별되지 않았던 계통 신뢰도(공급 신뢰도), 계통 유연성, 그리고 BESS(배터리 에너지저장 시스템) 설비의 편익 산정에 필요한 초속응성예비력(FFR)의 화폐적 가치 산정 방식을 새롭게 개발하여 제안함

○ (공급 신뢰도 산정 방식과 원단위 전제 : 본문 제4장 3절 2항) 계통 신뢰도의 계통안정 기능과 역할에 대한 정의는 국가마다 다르고, 관련 편익항목에 대한 개념 범위도 다르게 설정됨(<표 3-23> 참조). 본 연구는 EU ENTSO-E CBA를 참조하여 계통 신뢰도 정의를 공급 신뢰도의 기능으로 한정하여 관련 지표의 산정방식과 원단위 지표를 개발하여 제안함

- 공급 신뢰도(계통 신뢰도) 산정 방식은 다음과 같이 정의함

□ 공급 신뢰도(계통 신뢰도) 편익 산정 방식

◦ 정량적 측정: 회피된 EENS는 MWh/년으로 제공되며, 금전적 가치는 원/년으로 보고

◦ 화폐적 단위: [ (EENS 절감량) × 공급지장비용(VoLL, Value of Lost Load) ]

* VoLL: 수요가 공급보다 커서 공급지장이 발생할 경우, 발생하는 사회적 손실비용으로 전력시장에서 가격상한을 정하는 참고가격으로 사용하며 전력량 1kWh를 공급하지 못함에 따라 발생하는 소비자비용(원/kWh)으로 정의

* EENS(Expected Energy Not Served) : 공급지장전력량 의미

- 이 편익항목을 화폐적 단위로 측정하기 위해 필요한 원단위 지표(VoLL, 공급지장비용)는 국내외 관련 선행연구를 토대로 메타회귀분석-가치이전(편익이전) 기법을 통해 도출함

- 추정결과에 따르면 VoLL에 대한 원단위는 비주거 부문(중소기업 및 대기업 등 산업부문)의 경우 5.53USD/kWh)이며, 주거 부문(가정 부문)은 1.87USD/kWh로 도출함(<표 4-11>, <표 4-12> 참조)

- 전력설비 투자 경제성 평가의 편익분석 과정에서 이 두 가지 원단위 지표의 가중치를 단일 지표로 활용하거나, 민감도 분석을 병행하는 방식으로 공급신뢰도(계통 신뢰도) 편익을 화폐적 가치로 산정할 수 있음

- 다만, 이 연구에서 구축한 시범적인 데이터 및 비교･분석 결과는 미국의 주별 메타데이터 분석과 국가 차원에서의 업종별 VoLL 추정 결과와는 다른경향성을 보인다는 점은 유의해야 함

･ 따라서 메타회귀분석-가치이전(편익이전) 기법을 기반으로 보다 폭넓은 관련 문헌을 포함한 VoLL 원단위에 대한 재검증 작업이 반드시 필요해 보임

○ (계통 유연성 산정 방식과 원단위 지표 : 본문 제4장 3절 3항) 유럽 및 북미 지역의 전력설비 투자 사업의 경제성 평가 지침과 핸드북 사례에서는 계통 유연성 편익을 주로 예비력･보조서비스를 통해 제공하고 있으며, EU ENTSO-E CBA에서도 계통 유연성 편익은 주파수제어와 주파수조정(회복)예비력에 의해 제공됨

- 이를 참조하여 계통 유연성 편익은 해당 설비가 제공한 다양한 종류별 예비력･보조서비스 수량에 예비력･보조서비스 종류별로 제공되는 보상 요율(정산단가 또는 시장이 존재하는 경우 시장가격 실적 데이터)을 곱하여 산정하는 방식을 제안함(<표 2-19>, <표 2-20> 참조)

□ 계통 유연성 편익 산정 방식

◦ 정량적 측정: 제공된 예비력･보조서비스 제공량 (각각의 예비력 종류별 MWh/년으로 제공되며, 금전적가치는 원/년으로 보고

◦ 화폐적 단위: [ (종류별 예비력･보조서비스 제공 수량) × (종류별 예비력･보조서비스정산단가 혹은 실적 시장가격)

- 현재 국내에서는 제주지역을 대상으로 예비력･보조서비스시장이 개설되어 시범적으로 운영되고 있음. 향후 해당 시장이 전국 단위로 확대되어 정착되는 단계에서는 지금 보다 더욱 세분된 종류의 예비력･보조서비스에 대해서 실적 데이터를 활용하여 계통 유연성 편익을 보다 정확하게 경제성 평가에 반영할 수 있을 것임(<표 2-21> 참조)

○ (초속응성예비력 산정 방식과 원단위 전제 : 본문 제4장 3절 3항) BESS와 같은 전력설비는 전통적 전력설비가 제공하는 관성 서비스, 주파수제어서비스(Regulation), 주파수조정(회복)예비력 중 1차 예비력(조속기 운전, GF)을 대체할 수 있음에도 불구하고, 이러한 설비가 제공하는 초속응성예비력(FFR)에 대한 보상 규정은 없음

- BESS 등 FFR 기능을 제공하는 전력설비의 경제성 평가를 위해서는 이 편익에 대한 산정 방식과 원단위 지표 개발이 필요

- 본 연구는 FFR 보조서비스시장이 개설되어 활발히 운영되고 있는 호주와 미국 ERCOT 사례를 참조하여 FFR의 편익 산정 방식과 원단위 지표를 다음과 같이 제안

･ BESS는 충전과 방전 기능을 이용하여 주파수 교란 발생 시 상향과 하향 예비력을 모두 제공할 수 있으므로, 이를 구분하여 각각의 산정 방식을 제안

□ 국내 BESS의 FFR 편익 산정 방식

◦ 정량적 측정: FFR 제공(상향 또는 하향) 수량 (MWh/년)

◦ 산정 단위:

1) 상향 서비스: (BESS가 연간 제공한 관성 + 1차 예비력(GF) + 주파수제어예비력(AGC) 기여 물량) ×FFR 인센티브(원/MWh)

2) 하향 서비스 : (BESS가 연간 제공한 하향 주파수 예비력 물량) × (FFR 인센티브(원/MWh)

◦ 원단위 전제: 상향 예비력 → 주파수제어예비력 정산단가(원/MWh), 하향 예비력 → 하향 주파수 예비력 정산요율

- 예비력･보조서비스의 제공 가치는 응동 속도가 빠를수록 더 높게 책정되므로 FFR 상향 예비력에 대한 원단위 지표는 2023/2024년 국내 계통운영 보조서비스 중 가장 높은 요율로 보상되는 1차 주파수예비력의 정산단가(1,502원/MWh)를 대용값(proxy value)로 설정할 수 있으며, FFR 하향 예비력의 원단위는 하향 주파수예비력에 제공되고 있는 정산요금을 원단위로 사용할 수 있음(<표 2-18>, <표 2-19> 참조)

■ (전력설비 투자 사업 유형별 분류 방식의 문제점과 새로운 분류 기준 제안 : 본문 제4장 4절) 국내의 경우 특히 계통안정과 관련된 기능과 역할 수행하는 전력설비는 편익을 계량화하기 어렵고, 전력시장구조와 시장제도, 그리고 계통운영이 선진화되어 있지 않아 모든 사업에 대해 B/C 비율 기반의 경제성 평가를 수행하는 것은 부적절한 측면이 있음

○ 본 연구에서는 위와 같은 국내 전력산업의 현실적인 제약을 고려하여 전력시장제도와 편익항목 식별 정도가 고도화되기 이전까지 적용 가능한 과도기 성격의 경제성 평가 방법을 전력설비 유형별로 제안함

○ 이를 위해 우선 전력설비를 유형별로 분류할 수 있는 기준을 재정립함

- 유형 분류 기준은 1) 설비 유형별 전력시장과 계통운영에서의 기능과 역할(설비 투자의 주요 목적), 2) 설비 유형별 정량적･정성적 편익 측정 가능 정도, 3) 기타 유형(지역 주민 반발로 불가피 하게 수행해야 하는 전력설비 옥내화, 현대화 투자 사업이 대표적임)으로 설정

- 다만, 전력망 확충의 시급성과 필요성이 인정되는 설비는 ｢전력계통 혁신대책｣, ｢11차 전기본｣, 그리고 ｢국가 기간 전력망 확충 특별법｣ 제정 등을 통해 추진할 계획이므로 이에 해당될 수 있는 설비는 예외적인 유형으로 분류함

○ 분류된 설비 유형별로 적용 가능한 경제성 평가 방법과 공타 면제 대상에 포함할 필요가 있는 투자 사업을 검토함

- 올해 6월 기획재정부는 ｢전력계통 혁신대책｣의 일환으로 용인반도체클러스터에 안정적인 전력을 공급하기 위해 동해안 및 호남지역의 일부 345kV 송전망 투자 사업에 대한 공타 평가를 면제하였음

- 따라서 긴급한 경제･사회적 상황에 대응하기 위해 국가 정책적으로 시급히 추진할 필요가 있는 일부 전력설비 투자 사업에 대해서는 ‘공타 운용지침’과 ‘일반지침’의 개정을 통해 면제 대상 지정을 명문화할 필요가 있어 보임

3. 정책 시사점

■ 전력설비 투자 사업의 공타 평가 체계, 경제성 분석에 대한 쟁점 사항과 개선 방안, 그리고 해외 전력설비 프로젝트의 경제성 분석 지침 사례 등을 통해 도출한 결과를 바탕으로 본 연구에서는 다음과 같은 몇 가지 정책 시사점을 제시함

■ 첫째, 현행 공타 평가 제도와 관련된 지침(｢공타 사업 운용지침｣, ‘공타 일반지침(제3판)’)의 일부 사항에 대해 조속한 개정이 필요함

○ 본 연구에서 새롭게 제안한 편익항목과 전력설비 유형별 분류 기준, 그리고 해외 경제성 분석 사례의 시사점 등에 토대로 기존 ｢공타 사업 운용지침｣과 ‘공타 일반지침(제3판)’의 내용을 수정･보완할 필요가 있음

- 본 연구에서 제안한 SMP 원단위 산정방식, 온실가스 편익 산정 등 전통적 편익항목에 대한 개선 방안을 신속히 검토 후 반영이 필요함

- 간헐성과 변동성이 큰 재생에너지 비중 확대에 따라 그 중요성이 커지는 계통 신뢰도(공급 신뢰도), 계통 유연성 등 계통안정 관련 편익항목은 공타 경제성 평가에 신속히 적용될 필요가 있음

- 객관적이고 신뢰할 수 있는 공타 경제성 평가 결과를 담보하기 위해서는 전력설비 투자 시행에 따른 계량적･비계량적 편익 가치를 최대한 반영해야 함

■ 둘째, 전력산업 부문의 특성과 특수성을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 해당 부문에 특화된 경제성 평가 매뉴얼과 관련 지침(가칭, ｢공공기관･준정부 기관 예비타당성조사수행을 위한 세부지침 – 전력산업 부문｣)을 중･장기적으로 마련해야 함

○ 국내 전력산업 및 시장구조, 그리고 시장제도와 계통 운영의 성숙 정도를 고려하여 전력설비 유형에 적합한 경제성 평가 방법과 분석 체계를 마련함

- 현재 KDI ‘공타 일반지침(제3판)’에서는 전력부문을 별도의 섹션으로 다루고 있지만, 전력설비 유형별로 전력수급과 계통 안정성 유지에 제공되는 기능과 역할이 매우 상이하고, 기존의 평가 지침에서 다루지 않는 새로운 신기술이 시장에 진입하고 있다는 점에서 일반지침 내 섹션보다는 독립된 세부지침의 형태로 마련할 필요가 있음

- 세부지침에서는 전력시장과 계통운영에서 전력설비의 기능 및 역할, 편익항목 계량화 가능 여부 등을 고려하여 각각의 유형에 적합한 경제성 평가 방법과 편익항목을 명확하게 설정해야 함

○ 미국, EU의 전력설비 투자 유형별 경제성 평가 지침 및 핸드북 사례 등을 참고하여 경제성 평가 방법론, 편익항목의 개념 및 산정 절차, 적용 가능한 원단위 추정 방식과 자료출처 등 핵심 사항을 구체적이고, 명확하게 설정해야 함

■ 셋째, KDI 공투 센터, 전력 유관기관, 전문가 등으로 구성된 ｢상시 협력 플랫폼｣ 운영이 필요해 보임

○ 경제성 분석에 활용되는 전력시장 및 송전망 분석모형, 그리고 모형 운용에 필요한 입력 자료의 취득과 구축을 위해서는 관련 유관기관의 협력이 필수적임

- 공타 경제성 분석 결과의 정확성과 신뢰성을 제고하기 위해서는 국내 전력시장 및 계통운영을 현실적으로 반영할 수 있는 정교한 분석모형과 모형 운용에 필수적인 전력설비 특성 정보, 전력시장 및 계통 정보가 필요함

- 국내에는 이러한 정보가 비공유･비공개되고 있어 설비 투자의 경제성 분석에 활용되지 못하고 있음

○ 공타 평가의 수행 주체인 KDI와 ｢전기본｣및 ｢장기 송･변전설비계획｣을 주관하는 한국전력거래소와 한국전력공사, 그리고 분석 전제 및 입력자료의 적절성을 객관적으로 검토할 수 있는 국책연구기관(예 : 전기연구원, 에너지경제연구원 등) 등으로 구성된 ｢상시 협력 플랫폼｣을 통해 경제성 분석 결과의 정확성과 객관성을 제고할 수 있음

- 공식적이고 통일된 분석모형과 분석모형 운영에 필요한 기초자료가 구축되지않은 관계로 전력설비 투자 사업에 대한 경제성 분석은 이를 수행하는 기관별로 분석 방법론, 입력자료 및 분석전제가 일관성을 유지하지 못하고 있음

- ｢상시 협력 플랫폼｣은 이러한 문제점을 완화함과 동시에 경제성 분석에 사용되는 편익항목의 정의와 원단위 전제 등에 대한 개선 의견도 적기에 수렴할 수 있음

■ 넷째, 공타 평가 ｢운용지침｣ 및 ｢일반지침｣의 상시적인 수정･보완 노력이 필요하며, 전력산업 및 시장제도 변화에 발맞춰 경제성 분석에 적용 가능한 신규 편익항목과 관련된 원단위 지표를 지속적으로 검토하고 개발해야 함

○ 공타 평가 수행 기관은 경제성 평가에 큰 영향을 미칠 수 있는 전력시장구조 및 제도 변화를 지속적으로 모니터링하고, 변화되는 내용을 평가 지침에 신속히 반영해야 함

- 국내 전력부문은 전력 시스템의 탈탄소화, 분산에너지 활성화, 국가기간 전력망 신속 확충 등 정부 시책을 원활히 추진하기 위해 전력시장구조와 제도, 그리고 시장가격 책정방식 등의 개편 작업이 진행 중에 있음

- 전력시장과 운영제도의 중요 개편 사항을 공타 경제성 평가에 적기 반영하지 못하여 실제로 경제적 편익이 상당함에도 불구하고, 공타 평가를 통과하지 못해 사업이 철회되거나 지연된다면 사회적 후생은 감소될 수 있음

○ KDI 공투 센터는 ｢상시 협력 플랫폼｣을 활용하여 전력부문의 제도 개편 사항을 실시간으로 파악하고, 경제성 분석에 영향을 미치는 관련된 내용은 경제성 평가 지침에 신속하게 반영할 수 있음

○ 재생에너지 발전 비중이 확대됨에 따라 계통의 안정성과 유연성을 제공하는 다양한 형태의 전력 신기술이 시장에 진입하고 있음

- 지속적인 정책연구를 토대로 전력기술별 특징과 기능을 파악하고, 경제성 분석에 적용 가능한 정량적･정성적 편익지표, 원단위, 분석 방법 등을 선제적으로 준비할 필요가 있음

■ 다섯째, 공타 평가 수행기관을 다원화할 필요가 있어 보임

○ 전력설비 투자 사업에 대한 경제성 평가 결과의 객관성과 신뢰성을 확보하기 위해서는 전력부문에 대한 전문성을 보유하고, 경제성 평가에 대한 이해도가 높은 전문기관을 공타 평가의 공동 수행 기관으로 지정할 필요가 있음

- 현재 공타 평가 수행기관은 KDI(공투 센터)이며, 자원개발 탐사사업의 경우에는 한국지질자원연구원과 공동으로 수행할 수 있음(｢공기업･준정부기관사업 예비타당성 운용지침｣ 제16조)

- 다만, 기획재정부장관이 필요성이 인정되는 경우에는 수행기관을 변경하거나 추가로 지정할 수 있음(동 지침 제16조제1항)

○ 전력산업, 전력정책, 그리고 시장제도에 대해 풍부한 경험과 높은 식견을 보유한 국책연구기관을 공동 수행기관으로 지정함으로써 공타 조사의 효율성 제고와 평가 결과의 질적 향상을 도모할 수 있음

■ 마지막으로 분산에너지 투자 사업의 사회적･경제적 편익 산정을 위한 평가 매뉴얼과분석 지침을 ‘공타 일반지침’ 과는 독립적으로 마련할 필요가 있음

○ 분산에너지 사업의 경제성 분석 평가 지침은 공타 평가제도와는 직접적인 관계가 없지만, ｢분산에너지 활성화 특별법｣의 시행에 따라 소관 부처(산업통상자원부)의 장은 필요하다고 인정되는 재정 사업에 대해서는 사회적･경제적 편익분석에 대한 평가를 전문기관을 지정하여 수행해야 함

- 따라서 산업통상자원부는 ‘공타 일반지침’과는 별도의 독립적인 경제성 평가지침을 개발･활용함으로써 분산에너지 재정 사업의 효율성과 투명성을 제고할 필요가 있음

○ 분산에너지 재정 사업에 대해 통일된 경제성 평가 매뉴얼과 분석 지침을 중앙정부 차원에서 개발하고, 이 지침을 지방정부가 활용한다면 경제성 평가의 일관성뿐만 아니라 분석결과의 정당성과 객관성도 확보할 수 있을 것임

- 국내 분산에너지 경제성 평가 매뉴얼과 분석 지침은 미국 주 정부가 분산에너지 재정 사업의 경제성을 평가하기 위해 개발한 ‘국가표준 실무 매뉴얼(NSPM)’과 동반 문서인 ‘MRT 핸드북’을 벤치마킹할 수 있을 것임(제3장 5절 참조)

요약 ⅸ

제1장 서론 1

1. 연구 배경 및 필요성 1

2. 연구 목적과 주요 내용 4

제2장 전력부문 공타 제도 현황 및 쟁점 사항 7

1. 공타 제도 일반 현황 및 쟁점 사항 7

1.1. 공타 제도 개요 및 연혁 7

1.2. 전력부문 공타 수행 실적 및 특징 12

1.3. 공타 평가 체계 개요 16

1.4. 전력부문 관련 공타 평가 체계 쟁점 사항 24

2. 전력부문 공타 경제성 평가 편익항목 현황 및 쟁점 사항 29

2.1. 경제성 평가 편익항목 식별 현황과 쟁점 29

2.2. SMP 추정 방법 및 문제점 33

2.3. 환경편익 추정 방법 및 쟁점 사항 36

2.4. 송전손실･계통안정 편익 추정 방법 및 쟁점 사항 38

3. 전력부문 공타 설비 유형 분류 현황 및 쟁점 사항 45

3.1. 공타 일반지침(제3판)의 전력설비 유형별 분류 및 편익항목 매칭 현황 45

3.2. 전력설비 유형별 분류 쟁점 사항 50

제3장 국내외 전력설비 관련 경제성 평가 사례 비교 55

1. 송전설비 투자 사업 경제성 분석 사례 56

1.1. ENTSO-E의 CBA 지침 58

1.2. 미국 Brattle Group의 송전망 프로젝트 경제성 평가 68

1.3. 국내 송전망 투자 사업 경제성 평가 사례 72

2. 배터리에너지저장장치(BESS) 경제성 평가 사례 78

2.1. Brattle Group BESS 경제성 평가 사례 78

2.2. EU ENTSO-E CBA : BESS 경제성 평가 지침 83

3. 전력계통 현대화 투자 사업 경제성 평가 사례 85

4. 배전망 투자 사업에 대한 비계량적 편익 산정 사례 92

5. 미국 분산에너지자원(DER) 경제성 평가 매뉴얼 - ｢국가표준 실무 매뉴얼

(National Standard Practice Manual, NSPM)｣98

6. NYSEG･RG&E의 DER 비용-편익 분석 핸드북 118

7. 소결: 국내외 경제성 평가 방법 비교 및 시사점 123

제4장 전력설비 공타 경제성 평가 개선 방향 131

1. 공타 제도 및 평가 체계 개선 방향 132

2. 기 식별된 전통적 편익항목 개선 방안 139

2.1. 전력공급편익 산정 및 SMP 원단위 개선 방안 139

2.2. 온실가스 증감 편익 개선 방안 144

3. 미성숙･미식별 편익항목 산정 방안 146

3.1. 계통안정 관련 편익항목 개념과 기능적 범위 설정 146

3.2. 계통 신뢰도 편익 산정 방식 제안 151

3.3. 계통 유연성 및 초속응성예비력 편익 산정 방식 제안 165

3.3.1. 계통 유연성 산정 방식 166

3.3.2. 초속응성예비력(FFR) 산정 방식 168

4. 전력설비 유형별 분류 기준 개선 방안 180

제5장 결론 및 정책 시사점 187

1. 주요내용 요약 187

2. 정책 시사점 193

참고문헌 199

부록 217

1. NYSEG BCA 핸드북 편익항목 주요 내용 요약 217

2. 메타회귀분석 데이터베이스 구축 226

3. 호주와 미국 ERCOT의 보조서비스 및 FFR 운영 현황 231