1. 연구의 필요성 및 목적

■ 연구의 필요성

○ 2012년 도입된 신재생에너지 공급 의무화 제도(RPS)는 재생에너지의 양적 확산에 중요한 역할을 담당해 왔으나, 비용효율적 재생에너지 보급이라는 설계 목적에 부합하는지에 대한 의문이 동시에 제기되는 중

- SMP 변동과 REC 가격 변동이라는 현물시장에서의 이중 가격 불확실성, 복잡한 REC 가중치 체계, RPS 시장의 다양성 등의 요인이 비효율 유발 요인으로 지목

- 가격 불확실성으로 인한 공급 지연과 비용 증가는 비용효율적 재생에너지보급 확대의 장애요인으로 작용 우려

■ 연구의 목적

○ 본 연구는 REC 가격에 영향을 미치는 요인과 문제점을 정량적으로 분석하고, 재생에너지의 효율적인 확대를 위한 정책 방향을 제시하는 것을 목적으로 함.

- RPS 제도의 비효율성을 실증분석을 통해 제시하고, SMP와 REC 가격의 이중 불확실성이 재생에너지 보급을 저해하고 발전단가를 상승시킬 수 있음을 정량적으로 분석

- 이를 통해 재생에너지의 효율적인 확산 방안과 장단기 정책 방향을 제시

2. RPS 제도의 성과와 한계

■ RPS 제도의 성과

○ 재생에너지 발전설비의 누적 보급 용량은 RPS 제도가 시행되던 해인 2012년 약 8.2GW에 불과했지만, 2022년 33.8GW에 육박할 정도로 증가

- 2012년 약 1GW에 불과하던 태양광 발전설비는 2022년 누적 보급 용량이 약 24GW를 넘어서며 약 72.2%의 비중을 차지

- 다만, 풍력의 경우 해상풍력 보급 지연 등으로 신규 보급이 미흡

○ 재생에너지 발전량은 RPS 제도가 시행되던 해인 2012년 약 19.5GWh에서 2022년 57.8GWh로 증가

○ 2017년 이후 공급증가로 RPS는 본 궤도에 진입하였으나, 2021년 이후 수요가 공급을 초과하면서 목표 달성 어려움 증가

○ 재생에너지 공급 의무량이 늘어나면서 자체건설보다 현물과 자체계약 등 외부조달 비중이 증가함에 따라 외부조달 시장의 합리적 설계 및 운영의 중요도 증가

■ RPS 시장의 비효율성 유발 요인

○ 정부는 지난 12년 동안 RPS 제도를 운영하며 제도의 효율성과 시장의 안정성을 확보하기 위해 태양광 별도 의무량 폐지, 고정가계약 선정입찰의 도입, 한국형 FiT 제도의 도입 등 다양한 제도 개편을 시행

- 태양광 별도 할당 폐지는 태양광-비태양광 전원 간의 경쟁을 확대한다는 점에서 효율성에 집중한 제도 개편

- 고정가계약 선정입찰의 도입은 시장의 안정성과 예측 가능성을 제고함과 동시에 다양한 정책목표를 달성하기 위한 조치

- 현재는 폐지되었으나 한국형 FiT 제도 역시 시장의 안정성과 예측 가능성을 제고하는 것이 주된 도입 목적

○ 제도 개편을 통한 정부의 노력에도 불구하고, RPS 제도가 가지는 근본적인 한계와 최근의 시장 여건 변화로 인해 시장의 비효율성이 부각되고 있으며, 주요 요인들은 다음과 같음.

- (복잡한 REC 가중치 체계) REC 가중치는 에너지원, 설치유형, 설비용량에 따라 세분화되어 가격경쟁력이 낮은 전원과 사업의 시장진입을 유도할 뿐 아니라 복잡성을 증가시키고, 가중치 변경은 발전사업 수익의 불확실성을 증대시킴.

- (SMP 변동성) SMP는 연료비 및 외부 요인에 따라 급변하는데, SMP가 변화할 경우 전원별 수익성이 변화하게 되고, REC 가중치가 개편 당시의 최적자원배분 기능을 상실

- (REC 현물시장 이중 가격 불확실성) REC 가격과 SMP의 불확실성은 시장참여자의 시장진입을 저해하고, 불확실성에 대한 보상으로 리스크 프리미엄을 요구하여 재생에너지 공급비용 상승을 유발

- (불명확한 목적함수) REC 시장에서 수요자인 동시에 주요 공급자인 공급 의무자의 이중적 지위는 REC 시장이 비효율적으로 운영될 유인을 제공

- (RE100과의 수요 경합) 민간에 의한 REC 수요가 창출되면서 공공수요와 경합하여 REC 가격 상승을 유발하고 결국 전기소비자의 비용 부담이 증가

- (프로젝트의 진입 관리 어려움) 신규 사업에 대한 정부의 진입관리가 이루어지지 않는 현물시장과 자체계약 위주의 시장구성으로 인해 적정 전원믹스 구성, 지역 분산, 공급망 관리 등의 분야에서 발생하는 사회적 비용 증가

3. 연구내용 및 주요 분석 결과

■ REC 가격 결정요인 분석을 통한 시장 효율성 검토

○ SMP와 REC 가격이 음의 관계라는 것은 재생에너지 판매 수익이 원가인 LCOE 수준에서 적정 마진을 더한 수준이라는 전제에서 출발

- 러 - 우 전쟁 이후 SMP가 급등하는 시기에 REC 가격이 함께 상승하는 현상이 지속되면서, 제도의 설계 취지에 부합하게 시장이 운영되고 있는지에 대한 의문이 제기

○ RPS 제도의 효율성을 판단하기 위해 REC 현물가격과 SMP의 가격 전이효과를 분석함으로써 두 가격 사이에 음의 관계가 발생하고 있는지 확인함.

- REC 현물가격과 그에 영향을 미치는 변수 간의 장단기 영향을 분석하기 위해 비선형(nonlinear) ARDL 모형을 분석모형으로 활용

- 분석대상 기간은 고정가격계약 체결방식의 변화 시점인 2017년 4월부터 2024년 5월까지로 설정

- 전 기간을 대상으로 모형을 추정한 결과를 제시함과 동시에 REC 현물가격의 구조변화 시점을 기준으로 분석 기간을 전반기와 후반기로 구분하여 추정 결과를 비교 분석

○ 전 기간을 대상으로 분석한 결과에 따르면 단·장기적으로 SMP는 REC 현물가격에 통계적으로 유의미한 영향을 미치지 않는 것으로 확인

- RPS는 SMP와 REC 현물가격 간 음의 관계를 기본 전제로 REC 보조를 통해 재생에너지 발전의 시장 진입을 유도하며, 장기적으로 LCOE의 하락을 바탕으로 REC 보조없이 경제성을 확보할 수 있을 것으로 기대

- 하지만 이와 같은 결과는 RPS 제도의 설계 의도대로 시장이 반응하지 않고 있음을 의미

○ 분석 기간을 REC 가격 구조 변화 시점을 기준으로 전·후반기로 나누어 분석한 결과, SMP가 REC 현물가격에 미치는 영향은 비대칭적이며, 방향성이 합리적으로 해석되지 않는 것으로 나타남.

- 전반기(2017.4.~2021.10.)의 경우 SMP가 상승하면 REC 현물가격이 하락하는 음의 관계를 보이고, SMP가 하락하면 REC 현물가격이 하락하는 양의 관계로 추정

- 후반기(2020.11.~2024.05.)에는 SMP가 하락하면 REC 현물가격은 상승하며 음의 관계를 나타내지만, SMP가 상승할 때에도 REC 현물가격이 상승하는 양의 관계로 추정

- 이는 주로 REC 수급 요인에 의한 결과로 추정되는데, 그 이유는 전반기는 공급 우위, 하반기는 수요 우위의 수급 상황이었기 때문

○ 모든 기간에서 현물시장 거래량은 REC 가격 변화율을 증가시키는 것으로 나타나 향후 의무량과 현물비중이 늘어날수록 가격의 불확실성 증가 예상

○ 이러한 분석 결과는 SMP와 REC 가격 간의 관계가 RPS 제도 설계 시의 의도와 다르게 움직일 수 있음을 보여주며, 수급 여건이 REC 가격에 결정적인 영향 요인일 수 있음을 시사함.

○ 연구 결과를 통해 도출할 수 있는 정책적 시사점은 단기적 관점과 중장기적 관점에서 다음 두 가지로 요약이 가능

- 현물시장에서의 SMP와 REC 가격은 제도 설계 의도와 다르게 움직일 수 있는 것으로 나타나 비효율성과 불확실성이 우려되므로 현물시장의 비중 축소가 필요

- 현물시장의 수급 불일치 및 불안정 등이 시장의 비효율성을 유발하는 주요 요인임을 감안할 때 수급을 안정적으로 운영하고 수익 및 가격의 안정성이 높은 제도로의 전환 필요

■ 실물옵션을 활용한 투자 임계가격 분석

○ 앞서, SMP와 REC 가격이 수렴하는 방향으로 움직이지 않는 경향을 발견하였는데 이는 발전사업자 수익의 불확실성을 야기

○ 이러한 현물시장의 SMP와 REC 가격의 이중 불확실성이 신재생에너지 발전사업자의 투자 의사 결정에 미치는 영향을 정량적으로 분석

- 실물옵션 방법론을 기반으로 태양광 발전사업자의 수익성에 영향을 미치는 SMP와 REC 가격 이중 불확실성을 반영해서 태양광 발전사업의 최적 투자임계가격을 분석

- SMP와 REC 가격 각각을 기하 브라운 운동(GBM) 과정으로 가정한 시나리오와, 두 가격을 합한 통합 가격이 평균 회귀 과정(MRP)을 따르는 시나리오로 구분하여 분석

○ 분석 결과에 따르면 가격 불확실성이 반영된 투자 임계가격은 불확실성이 반영되지 않은 NPV 투자 임계가격 대비 31.8~37.3% 높은 수준을 보임.

- 순현재가치(NPV) 기반 투자 임계가격은 153.7원/kWh, GBM 기반 투자 임계가격은 211원/kWh, MRP 기반 투자 임계가격은 202.5원/kWh으로 도출

- SMP와 REC 가격의 개별가격 변동성이 감소할수록 투자 임계가격은 감소하며, 태양광 이용률과 REC 가중치 역시 투자 임계가격의 핵심 변수

- GBM 모형에서 두 가격 간의 상관관계가 투자 임계가격 결정에 중요한 역할을 하며, 현재 두 가격 간에 약하지만 음의 상관관계는 가격 변동성을 완충하고 사업자의 위험을 감소시키는 긍정적인 역할을 하는 것으로 분석

○ 연구 결과를 통해 도출할 수 있는 시사점은 다음과 같이 요약 가능

- 가격 불확실성은 실질적인 비용 증가로 이어지며, SMP와 REC 가격의 이중불확실성은 이를 증폭시킴.

- RPS의 과도한 사업자 가격 리스크 문제와 FIT에서 지적되는 가격발견 문제를 동시에 해결할 수 있는 시장제도로 전환 필요

4. 정책적 시사점

■ 재생에너지 보급 확대를 위한 제도 개선 방향

○ 이상의 분석 결과는 현물시장에서 SMP와 REC 가격 불확실성의 양태와 원인을 보이고 이중 불확실성이 야기하는 문제점을 제시함.

○ 이로 인해 발생하고 있는 RPS 제도의 비효율성은 재생에너지 보급 확산 저해, 투자 임계가격 상승과 같은 재생에너지 비용 증가로 이어지므로, 비용 효율적인 재생에너지 보급 확산을 위한 제도 개선이 필요

○ 단기적으로 현물시장의 비중 축소와 동시에 가격 불확실성을 완화하고, 중장기적 방향으로 경매제도로의 전환이 필요

- (단기적 정책 방향) 시장의 안정성 확보와 REC 현물가격의 하향 안정화를 위해 규제적 수단과 경제적 수단을 통해 현물시장의 거래량을 관리할 필요

- (중장기적 정책 방향) 경매제도로의 전환을 통해 재생에너지 투자 안정성 제고 및 비용 효율화

- (기타 정책방향) 이격거리 규제 완화, 영농형 태양광 활성화, 해상풍력 특별법 도입, 송전망 확보 등을 통한 공급확대 병행 필요

요약 ⅶ

제1장 서론 1

1. 연구 배경 1

2. 연구 목적 3

제2장 RPS 제도의 성과와 한계 5

1. RPS 제도의 개요 5

2. 신재생에너지 보급 현황 9

3. RPS 시장 운영 실적 12

3.1. RPS 대상 설비 및 용량 12

3.2. REC 발급량 13

3.3. RPS 의무 공급량 및 이행 실적 14

3.4. 조달 시장 및 원별 REC 제출 실적 15

4. RPS 제도의 문제점 및 한계 17

4.1. 재생에너지 시장제도 17

4.2. 우리나라 RPS 제도의 특징 19

4.3. 시장 비효율성 발생 요인 20

제3장 REC 가격 결정요인 분석을 통한 시장 효율성 검토 31

1. 분석 배경 31

2. 선행연구 및 SMP-REC 가격 변화 추이 34

2.1. 선행연구 34

2.2. SMP-REC 가격 간 변화방향 36

3. 분석모형 38

4. 분석자료 40

5. 분석결과 43

5.1. 분석기간 설정과 비대칭성 고려 필요성 43

5.2. 분석 결과 46

6. 소결 51

제4장 이중 가격불확실성을 고려한 실물옵션모형 기반

재생에너지 투자 임계가격 분석 55

1. 분석 배경 및 연구 목적 55

2. 선행연구 58

3. 분석 모형 59

3.1. SMP 및 REC 현물가격 시계열 자료 59

3.2. GBM 기반 실물옵션 모형 61

3.3. MRP 기반 실물옵션 모형 67

3.4. 태양광 사업 기초 자료 71

4. 태양광 사업 투자 임계가격 분석 72

4.1. GBM 모형 기반 투자 임계가격 72

4.2. MRP 모형 기반 투자임계 가격 76

5. 소결 77

제5장 결론 및 정책적 시사점 81

1. 요약 및 결론 81

2. 재생에너지 보급 확대를 위한 제도 개선 방향 83

2.1. [단기] 현물시장 비중 축소 및 고정가계약 유인 확대 83

2.2. [중장기] 경매제도로의 전환 84

2.3. 공급확대를 위한 제도 개편 86

참고문헌 89