분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익 추정 Measuring the benefits from integrated energy business-based combined heat and power plant as a decentralized generation source with a focus on avoiding the damages caused by large-scale transmission facilities원문보기
유연탄 및 원자력과 같은 기저 발전원은 대부분 수요지와 떨어진 곳에 위치해 있어 대규모 송전시설을 필요로 하는데, 이러한 송전시설은 다양한 사회적 비용을 야기하고 있다. 반면에 집단에너지사업 열병합발전과 같은 분산형 전원은 주로 수요지 인근에 설치되어 대규모 송전시설을 필요로 하지 않기에 송전시설로 인한 피해를 회피하는 편익을 창출한다. 이에 본 논문에서는 분산형 전원의 송전망 피해 회피편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 무작위로 추출된 전국 1,000 가구를 대상으로 조건부 가치측정법을 적용한다. 보다 구체적으로는, 현재 발전량 비중이 가장 큰 유연탄 화력발전을 통해 생산된 전력을 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전을 통해 생산된 전력으로 교체하여 사용하는 것에 대한 일반 국민의 지불의사액을 추정한다. 분석결과 유연탄 화력발전 대비 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익은 41.4(원/kWh)로 추정되었으며 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 이 값은 2014년 기준 주택용 전력 평균가격의 33%에 해당하는 값으로 분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 외부편익이 작지 않음을 시사한다.
유연탄 및 원자력과 같은 기저 발전원은 대부분 수요지와 떨어진 곳에 위치해 있어 대규모 송전시설을 필요로 하는데, 이러한 송전시설은 다양한 사회적 비용을 야기하고 있다. 반면에 집단에너지사업 열병합발전과 같은 분산형 전원은 주로 수요지 인근에 설치되어 대규모 송전시설을 필요로 하지 않기에 송전시설로 인한 피해를 회피하는 편익을 창출한다. 이에 본 논문에서는 분산형 전원의 송전망 피해 회피편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 무작위로 추출된 전국 1,000 가구를 대상으로 조건부 가치측정법을 적용한다. 보다 구체적으로는, 현재 발전량 비중이 가장 큰 유연탄 화력발전을 통해 생산된 전력을 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전을 통해 생산된 전력으로 교체하여 사용하는 것에 대한 일반 국민의 지불의사액을 추정한다. 분석결과 유연탄 화력발전 대비 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익은 41.4(원/kWh)로 추정되었으며 유의수준 1%에서 통계적으로 유의하였다. 이 값은 2014년 기준 주택용 전력 평균가격의 33%에 해당하는 값으로 분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 외부편익이 작지 않음을 시사한다.
Almost base-loaded power plants such as flaming coal and nuclear energy require large-scale transmission facilities (LTFs) in order to send electricity to remote consumption areas. As well known, LTFs incur various social costs. However, a decentralized generation source such as integrated energy bu...
Almost base-loaded power plants such as flaming coal and nuclear energy require large-scale transmission facilities (LTFs) in order to send electricity to remote consumption areas. As well known, LTFs incur various social costs. However, a decentralized generation source such as integrated energy business (IEB)-based combined heat and power (CHP) plant is located in nearby electricity-consuming area, and thus it does not demand LTFs, providing the benefits from avoiding the damages caused by them. This study attempts to measure the benefits of avoiding the damages from the LTFs by the use of the contingent valuation (CV) method. To this end, a national survey of randomly chosen 1,000 households was implemented and the public's willingness to pay (WTP) for substituting consumption of electricity generated from flaming coal-fired power plant, currently a dominant generation source in Korea, with that produced from IEB-based CHP plant. The results show that the WTP for the substitution is estimated to be about 41.4 won per kWh. Considering that this value amounts to 33% of the average price of residential electricity in 2014, the external benefit of the IEB-based CHP as a decentralized generation appears to be large.
Almost base-loaded power plants such as flaming coal and nuclear energy require large-scale transmission facilities (LTFs) in order to send electricity to remote consumption areas. As well known, LTFs incur various social costs. However, a decentralized generation source such as integrated energy business (IEB)-based combined heat and power (CHP) plant is located in nearby electricity-consuming area, and thus it does not demand LTFs, providing the benefits from avoiding the damages caused by them. This study attempts to measure the benefits of avoiding the damages from the LTFs by the use of the contingent valuation (CV) method. To this end, a national survey of randomly chosen 1,000 households was implemented and the public's willingness to pay (WTP) for substituting consumption of electricity generated from flaming coal-fired power plant, currently a dominant generation source in Korea, with that produced from IEB-based CHP plant. The results show that the WTP for the substitution is estimated to be about 41.4 won per kWh. Considering that this value amounts to 33% of the average price of residential electricity in 2014, the external benefit of the IEB-based CHP as a decentralized generation appears to be large.
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문제 정의
사용가치뿐만 아니라 비사용가치도 포함하여 편익을 추정할 수 있는 대표적인 경제학적 방법론은 조건 부 가치측정법(contingent valuation method, CVM)이다. 따라서 본 연구에서는 CVM을 적용하여 송전망 피해 회피편익을 추정하고자 한다. 이를 위한 본 논문의 이후 구성은 다음과 같다.
이에 본 논문에서는 집단에너지사업 열병합발전이 가지는 여러 외부편익 중에서 송전망 피해 회피편익을 정량적으로 평가하고자 한다. 송전망 피해 회피편익이란 분산형 전원을 이용하는 경우 송전망 건설을 하지 않아도 되므로 송전망 주변지역의 지가하락 등 주민들에게 미치는 여러 피해가 감소하는 편익을 의미한다.
제안 방법
본 연구의 평가대상 재화인 발전원에 대하여 응답자가 가장 친숙하게 느끼며, 현실에서 실제 지불하는 수단은 전력요금이다. 따라서 지불수단은 전력요금 으로 하였으며, 활용이 용이한 정보를 도출하기 위하여 단위 생산량당 추가적인 전력요금을 기반으로 제시 금액 및 WTP 질문을 제시하였다. 또한 Arrow et al.
대표적 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전의 확대는 이러한 송전시설 피해를 회피하는 방안이며, 이에 따른 편익정보는 관련 정책 수립 및 평가에 있어 중요한 참고자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 대규모 송전시설을 필요로 하는 유연탄 발전소를 대신하여 집단에너지 열병합발전이라는 분산형 전원을 활용함으로써 얻을 수 있는 송전망 피해 회피편익을 CVM으로 평가하였다. 유연탄 화력발전 대신 집단에너지사업 열병합발전을 이용해 전력을 공급한다면, 송전시설과 관련된 비용을 근본적으로 회피할 수 있게 된다.
유연탄 화력발전 대신 집단에너지사업 열병합발전을 이용해 전력을 공급한다면, 송전시설과 관련된 비용을 근본적으로 회피할 수 있게 된다. 본 연구에서는 집단에너지사업 열병합발전이 갖는 분산형 전원의 편익 중에서 송전망 피해 회피편익에 초점을 맞춰 실증분석을 수행하였다. 분석 결과 유연탄 화력발전을 대신하여 집단에너지사업 열병합발전으로 생산한 1kWh 의 전기를 사용하기 위해 국민들은 2014년 주택용 전력요금인 125.
설문지는 1) 국내 대규모 발전원으로 인해 고압송 전시설이 야기하는 여러 가지 피해 및 분산형 전원의 개념, 2) 시나리오 제시, 3) WTP에 대한 질문, 4) 사회경제적 변수에 대한 질문으로 구성하였다. 배경에 대한 설명 및 인식에 대한 질문은 응답자가 보다 설문에 몰입할 수 있도록 제시하였으며, 대규모 발전원으로 인한 송전시설이 야기하는 문제에 관해 설명하였다.
특히 『『제7차 전력수급기본계획』』에 따르면 향후 유연탄 화력발전소 20기가 추가로 건설될 것이므로 대규모의 송전시설의 증설은 불가피한 상황이다. 즉 본 연구에서는 현재 발전량 비중이 가장 큰 유연탄 화력발전을 통해 생산된 전력을 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전을 통해 생산된 전력으로 대체하여 사용하는 것에 대한 일반 국민의 WTP를 추정한다.
대상 데이터
본 연구에서 평가대상으로 하는 것은 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익이 다. CVM 적용연구에서는 현재 상태(Q0)와 목표 상태 (Q1)를 명확하게 설정해야 하며 CVM에서 평가하는 현재 상태에서 목표 상태로 가기 위한 WTP를 평가하게 된다.
설문조사는 전문조사기관에 의뢰하였으며, 설문대 상자는 만 20세 이상 65세 이하의 세대주 또는 세대주의 배우자로 한정하였다. 설문방법으로 일대일 개별 면접을 통해 자료를 수집했으며, 설문단위는 무작위 추출된 전국(제주도 제외) 1,000가구를 대상으로 하였다. 표본추출의 범위를 송전망 입지 지역주민으로만 한정 하지 않고 전국으로 한 것은, 앞서 설명하였듯이 사용 가치뿐만 아니라 비사용가치도 포함한 편익을 추정하기 위해서이다(Yoo and Kwak, 2009; Lee and Yoo, 2009).
설문조사는 전문조사기관에 의뢰하였으며, 설문대 상자는 만 20세 이상 65세 이하의 세대주 또는 세대주의 배우자로 한정하였다. 설문방법으로 일대일 개별 면접을 통해 자료를 수집했으며, 설문단위는 무작위 추출된 전국(제주도 제외) 1,000가구를 대상으로 하였다.
이론/모형
이중경계 모형은 WTP 응답 자료를 늘려 통계적 효율성을 제고할 수 있다는 장점이 있으나, 두 번의 질문에 따른 응답 편의가 발생할 가능성이 커지는 문제가 있다(Cameron and Quiggin, 1994; McFadden, 1994). 따라서 본 연구에서는 단일경계 모형을 적용한다.
본 연구에서는 DC-CV 자료로 힉스적 후생을 측정 하는 Hanemann(1984, 1989)의 효용격차모형을 적용 하되, 대표값 WTP의 추정을 위해 한국개발연구원(2012) 의 지침을 활용한다. 한국개발연구원(2012)에서는 지불 거부자를 파악한 후 이들 응답을 제외한 후 지불의사가 있는 응답자의 자료만을 가지고 중앙값 WTP를 추정한 후, 다시 지불의사가 있는 응답자의 비중을 곱해 대표 값 WTP를 구하도록 하고 있다.
지불의사 유도방법으로는 시장에서의 물건 구매 행위와 유사하여 응답자의 응답이 용이한 양분선택형(dichotomous choice, DC) 질문법을 선택하였다. DC 질문법은 개방형 질문법(open question)과 달리 응답자의인식상의 부담이 적고 유인일치적이므로 지불의사를 묻는 질문에 수반되는 편의가 낮다.
Table 3에는 Table 2의 추정결과와 식 (5)를 이용하여 대표값 WTP를 추정한 결과를 제시하였다. 한편 대표값 WTP 추정에 수반된 불확실성을 명시적으로 반영하기 위해 Krinsky and Robb(1986)이 제안한 모수적 부트스트랩(parametric bootstrap) 기법인 몬테칼로 시뮬레이션 기법을 적용하여 구한 대표값 WTP에 대한 95% 신뢰구간도 함께 제시하였다. 이를 위한 이 기법의 적용 절차는 다음과 같다.
성능/효과
본 연구에서는 집단에너지사업 열병합발전이 갖는 분산형 전원의 편익 중에서 송전망 피해 회피편익에 초점을 맞춰 실증분석을 수행하였다. 분석 결과 유연탄 화력발전을 대신하여 집단에너지사업 열병합발전으로 생산한 1kWh 의 전기를 사용하기 위해 국민들은 2014년 주택용 전력요금인 125.14(원/kWh)에 추가적으로 41.4(원/kWh) 을 더 지불할 의사가 있었다.
본 연구는 대규모 송전시설을 필요로 하는 유연탄 발전소를 대신하여 집단에너지 열병합발전이라는 분산형 전원을 활용함으로써 얻을 수 있는 송전망 피해 회피편익을 CVM으로 평가하였다. 유연탄 화력발전 대신 집단에너지사업 열병합발전을 이용해 전력을 공급한다면, 송전시설과 관련된 비용을 근본적으로 회피할 수 있게 된다. 본 연구에서는 집단에너지사업 열병합발전이 갖는 분산형 전원의 편익 중에서 송전망 피해 회피편익에 초점을 맞춰 실증분석을 수행하였다.
후속연구
예를 들어, 『『제7차 전력수급기본계획』』에 따르면 향후 20기의 석탄 화력발전이 신규로 건설 중이거나 건설될 예정이다. 그러나 최근 전력수요가 정체되고 있고 이러한 전력수요 증가 둔화 추세가 향후에도 지속된다면, 미래에 건설 예정인 발전소에 대한 평가가 필요할 수도 있다. 특히 대규모 발전원인 유연탄 화력발전원의 신규건설 및 송전시설 증설에 대한 평가 등에서 본 연구의 결과가 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
송전시설은 다양한 사회적 비용을 유발하는데 이 중에서도 송전망 피해 비용은 송전시설 적기건설 및 전력수급계획 달성을 위해 사전에 충분히 고려되어야한다. 대표적 분산형 전원인 집단에너지사업 열병합발전의 확대는 이러한 송전시설 피해를 회피하는 방안이며, 이에 따른 편익정보는 관련 정책 수립 및 평가에 있어 중요한 참고자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 대규모 송전시설을 필요로 하는 유연탄 발전소를 대신하여 집단에너지 열병합발전이라는 분산형 전원을 활용함으로써 얻을 수 있는 송전망 피해 회피편익을 CVM으로 평가하였다.
분석된 분산형 전원의 송전망 피해 회피편익 정보는 향후 분산형 전원 확대정책, 송전시설 관련 정책(예, ‘송주법’) 및 발전구성 결정 관련 정책에 대한 논의시 참고자료로 활용 될 수 있을 것으로 기대된다. 예를 들어, 『『제7차 전력수급기본계획』』에 따르면 향후 20기의 석탄 화력발전이 신규로 건설 중이거나 건설될 예정이다.
그러나 최근 전력수요가 정체되고 있고 이러한 전력수요 증가 둔화 추세가 향후에도 지속된다면, 미래에 건설 예정인 발전소에 대한 평가가 필요할 수도 있다. 특히 대규모 발전원인 유연탄 화력발전원의 신규건설 및 송전시설 증설에 대한 평가 등에서 본 연구의 결과가 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
다수의 소규모 발전소 도입의 장점은 무엇인가?
송전시설의 사회적 비용을 회피할 수 있는 분산형 전원은 소규모로 전력 수요지 인근에 건설되어 송전 시설을 필요로 하지 않는다. 또한 소규모 발전소가 곳곳에 위치함에 따라 정전발생시 대규모 정전으로 번질 위험성이 낮아 국가 전체의 전력공급 신뢰도를 개선시킬 수 있다. 산업통상자원부(2015)에서 제시하고 있는 분산형 전원에는 신재생에너지, 집단에너지사업 기반 열병합발전(combined heat and power, CHP), 자가발전시설이 있다.
CVM이란 무엇인가?
CVM은 시장에서 거래가 되고 있지 않은 비시장재화(non-market goods)의 경제적 가치를 추정할 수 있는 대표적인 방법이다. CVM에서는 가치를 추정하는 방안으로 평가대상 재화에 대한 잠재적 수요 자료를 대상으로 한 설문조사를 통해 수집된 자료를 분석하는 방식이 적용되고 있다.
유연탄 화력발전 및 원자력 발전으로 인한 사회적 비용의 항목은 무엇인가?
원거리 송전 발전원인 유연탄 화력발전 및 원자력 발전으로 인해 발생하는 사회적 비용은 크게 다음과 같다. 먼저 송전망 건설비 용이 발생한다(한국지역난방공사, 2014 ; 한국전력거 래소, 2014). 둘째, 원거리 송전으로 인해 송전손실이 유발된다(김용하 외, 2011 ; 한국지역난방공사, 2014). 셋째, 최대 전력 소비지인 수도권의 송전 병목현상에 따른 송전망 혼잡비용이 초래된다(박성민 외, 2014). 마지막으로 송전시설 입지지역의 사회적 갈등, 경관훼손, 토지이용 제한 및 지가하락, 전자파에 의한 건강피해 등의 송전시설 피해가 일어난다(예, Ju and Yoo, 2014). 그 중에 송전망 피해 회피편익 산정과 관련된 Ju et al.
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