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KEEI연구보고서KEEI 기본연구보고서 22-17A study on value of lost load (VoLL) to secure flexible resource required to carbon neutrality of electricity market

전력시장 탄소중립에 요구되는 유연성 자원의 확보를 위한 공급지장비용(VoLL) 연구(1/3)

연구책임자
이태의, 진태영
연구참여자
박원빈
발행사항
울산 에너지경제연구원 2022
형태사항
xiv 124p
총서사항
KEEI 기본연구보고서 22-17
서지주기
참고문헌(p.105-116)수록
소장정보
위치등록번호청구기호 / 출력상태반납예정일
이용 가능 (2)
자료실P427305대출가능-
자료실P427306대출가능-
이용 가능 (2)
  • 등록번호
    P427305
    상태/반납예정일
    대출가능
    -
    위치/청구기호(출력)
    자료실
  • 등록번호
    P427306
    상태/반납예정일
    대출가능
    -
    위치/청구기호(출력)
    자료실
책 소개
1. 연구의 필요성 및 목적 ■연구의 배경 및 필요성 ○ 탄소중립 달성을 위한 전지구적 노력은 에너지 부문의 혁신을 요구함. ○ 탄소중립 달성을 위한 에너지 부문의 주요 수단으로는 행동변화를 통한 에너지 절감, 에너지효율, 청정에너지, 전기화, CCUS 등이 있음. ○ 재생에너지 전력 공급원 확대로 인한 잠재적인 문제점이 있음. ○ 국내에서도 재생에너지 공급 확대로 인한 문제점 발생 ○ 전력계통에 유연성을 부여할 수 있는 유연성 자원(flexible reserve)의 확대가 요구됨. ■연구 목적 및 방법 ○ 본 연구의 목적은 국내 유연성 자원 가치 판단을 위한 기반마련의 일환으로, 제조업 부문에 대한 공급지장비용(Value of Lost Load, VoLL)을 추정함. ○ VoLL은 전력공급 지장에 대한 예상 피해비용, 전력계통의 공급신뢰도에 대한 가치라고도 할 수 있으며, 정전발생 시간대, 정전발생 계절, 정전 지속시간, 정전 사전고지 여부 등에 따라 달라질 수 있으므로 기준에 따라 달라질 수 있음. ○ CVM 및 CE의 경우 제조업 부문, 즉 전력소비자에 대한 설문을 통해 도출한 소비측면 분석으로서, 이 방법론들을 활용해 추정한 결과는 소비재로서의 가치를 의미 ○ 설문 기반 방법론 이외에 VoLL을 추정하는 데 널리 사용되는 방법론인 생산측면 방법론과의 결과를 비교 ○ VoLL 추정치 제시 및 두 방법론 결과비교를 통해 시사점을 도출함. 2. 연구내용 및 주요 분석 결과 ■CVM 분석 결과 ○ 제조업 부문에 대한 CVM 및 CE 설문 결과 총 1,023개의 제조업체 응답 수집 ○ CVM 및 CE 설문 외에도 기초통계량 자료를 함께 수집 ○ CVM 분석 방법론으로는 지불의사액(Willingness-to-pay, WTP) 질문을 주관식 형태로 질문하는 직접질문법과(open-ended), WTP를 제시하고 ‘예-아니오’ 선택에 따라 다음 질문이 달라지는 이중경계 양분선택형(Doublebounded dichotomous choice, DBDC) 모형을 혼합하여 사용 ○ 설문 결과 영(zero)의 WTP를 나타내는 지불거부자 비중이 72.1%로, WTP 추정을 위해 CVM 추정에 Spike 모형을 결합하여 추정 ■CE 분석 결과 ○ 본 연구에서는 VoLL에 영향을 미칠 수 있는 요인으로 정전 지속시간, 정전발생 계절, 정전발생 시간대, 정전 예고여부를 가정하고 혼합로짓 모형으로 한계 지불의사액(MWTP)을 추정함. ○ VoLL의 네 가지 영향요인(정전 지속시간, 정전발생 계절, 정전발생 시간대, 정전 예고여부)에 따라 기준 시나리오(CVM 결과)를 제외하고 총 여덟 가지 시나리오에 대한 WTP 변화를 추정 ○ 월 전기요금(원), 월 전력소비량(kWh), 월 전기사용시간(시간)을 활용해 WTP(%)를 VoLL(원/kWh)로 환산할 수 있음. ■생산측면 방법론 비교결과 ○ 전력을 부가가치 생산을 위한 투입요소로 가정할 경우, 업종별 부가가치, 전력소비량, 조업시간으로부터 생산측면 VoLL을 산정할 수 있음. ○ 조업시간을 가정하지 않을 경우 부가가치를 전력소비량으로 나눈, 전력원단위(kWh/원)의 역수가 VoLL로서 활용될 수 있음. 3. 결론 및 정책제언 ■결론 ○ 전력시장 탄소중립을 위해서는 재생에너지 증가와 함께 전력계통을 백업할 수 있는 유연성 자원(flexible reserve)이 필요 ○ 해외에서는 유연성 자원을 예비력 수준에 따른 총 계통비용으로 평가하여 최적의 계통 예비력 수준을 결정하고 유연성 자원에 대한 보상체계를 설계 ○ 진술선호법(CVM 및 CE)과 생산측면 VoLL 추정 간에 차이가 있음. ○ 두 방법론 간의 간극을 좁히기 위한 다양한 수단이 필요 ■정책제언 ○ 정확한 VoLL을 산정하기 위한 정책연구 프레임워크를 구성하는 작업이 선행될 필요가 있음. ○ 정책연구 프레임워크를 생성하면서 약 1,023개의 제조업체 대상 VoLL을 추정하기 위한 파일럿 CVM 설문에서 도출된 다양한 미비점을 보완해야 함. ○ VoLL의 상시조사체계를 마련하여 표본을 넓히고, 분석된 진술선호법 기반 ■연구의 한계점 및 향후 계획 ○ 방법론적 한계점 - CV 설문 진행 시 닻 효과로부터 발생할 수 있는 편의나, 대면설문 등의 환경적인 요인으로 인한 한계점이 있음. 향후 연구에서는 개선되어야 함. - 생산측면 방법론 선정 시 자료 가용성의 한계로 생산함수 추정 보다는 전력원단위에 기반한 VoLL을 비교용도로 사용함. - 이 때문에 상기 기술한 대로 본 연구의 생산측면 VoLL은 과대추정의 여지가 있음. 향후 업종별 패널분석 등의 도입을 통해 생산측면 VoLL을 정교화해야 함. ○ 제조업 부문 외에 가정부문, 상업 및 공공부문에 대한 VoLL을 추정하여 국가 전체의 VoLL을 종합할 필요가 있음.
목차
요약   제1장 서론  1. 연구 배경 및 필요성  2. 연구 목적 및 방법   제2장 유연성 자원 가치 산정과 VoLL 활용 사례  1. 텍사스 ERCOT  2. 영국 OFGEM   제3장 공급지장비용(VoLL) 분석 방법론  1. 공급지장비용의 정의  2. 공급지장비용 관련 선행연구   2.1. 국내 선행연구   2.2. 해외 선행연구  3. 분석 방법론   3.1. 조건부가치측정법(Contingent Valuation Method, CVM)   3.2. 선택실험법(Choice Experiment, CE)   제4장 제조업 부문 공급지장비용 분석 결과  1. 설문 결과   1.1. 응답자 기초 통계  2. CVM 분석 결과   2.1. DBDC Spike 모형 추정 결과   2.2. 설명변수 추가 DBDC Spike 모형 추정 결과  3. CE 분석 결과  4. 공급지장비용 분석 결과   4.1. 시나리오별 분석   4.2. 직접질문법 분석 결과   제5장 분석 결과 고찰  1. 선행연구와의 결과비교   1.1. 국내 선행연구   1.2. 해외 선행연구  2. 생산측면 추정법과의 결과비교   2.1. 생산측면 추정법   2.2. 결과 비교분석   제6장 결론  1. 분석 결과 요약  2. 결론 및 시사점   참고문헌   부록