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자발적 온실가스 감축목표 달성을 위한 발전기술별 온실가스저감 잠재량 평가
Abatement Potentials of Power Generation Technologies for the Achievement of National INDC 원문보기

자원·환경경제연구 = Environmental and resource economics review, v.25 no.4, 2016년, pp.565 - 590  

백민호 (아주대학교 에너지시스템학과) ,  노민영 (아주대학교 에너지시스템학과) ,  (아주대학교 에너지시스템학과) ,  김수덕 (아주대학교 에너지시스템학과)

초록
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전 세계는 온실가스 배출량을 저감하기 위한 방안을 제시하고 있다. 우리나라는 2030년 전망치 대비 국내에서 25.7%, 전체로는 37%의 국가 자발적 감축목표를 제출하였다. 본 연구에서는 기술평가를 위한 통합평가모형인 GCAM(Global Change Assessment Model)을 이용하여 국가 자발적 감축목표에서 제시한 감축목표 25.7%가 우리나라 에너지시스템에 미치는 영향을 평가한다. 분석결과, 석탄, 가스를 사용하는 발전기술은 각각 28%, 13.5% 발전량이 줄어드는 것으로 나타나지만, 바이오매스, 풍력, 태양에너지는 각각 47.6%, 22.0% 그리고 45.4% 증가하는 것으로 나타났다. 주목할 점은 신기술로 분류되는 USC(초초임계발전) 등 화석연료 발전기술들이 온실가스 감축목표달성에 전혀 또는 거의 기여하지 못하는 결과를 보인다는 점에서 향후 신기술을 선정할 때 정량적 평가 등 세심한 주의가 필요함을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In accordance with the global efforts to reduce greenhouse gas emissions, Korean government submitted its INDC (Intended Nationally Determined Contribution) of 25.7% for domestic reduction and the total of 37% reduction by 2030 including the purchase of emission reduction permit from abroad. In this...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • GCAM 모형은 전 세계 32개 지역과 국제 에너지상품시장의 장기 균형결과가 산출되지만, 본 연구에서는 국가온실가스 배출제약이 부과된 상황에서 발전부문 전력공급의 동태적 변화의 결과에만 집중하여 점검하는 것을 목적으로 한다.8) 또한 GCAM은 1차 에너지원이 석유제품 등 2차 에너지원으로 전환되고, 이들이 다시 전력이나 도시가스 등으로 전환되는 모든 과정을 단계별로 고려한다는 특징이 있다.
  • 오히려 온실가스 감축제약이 주어지는 경우, 전통적인 석탄 발전기술이면서 대규모 전력생산을 하던 coal(conv pul) 기술을 비롯하여 그 외 나타나는 모든 기술들이 전력생산량이 거의 늘지 않거나 함께 줄어드는 것으로 나타나고 있다. 또 가스발전 기술의 경우에도 대규모 전력생산을 하던 gas(CC) 기술과 그 외 기술들이 2030년까지 거의 함께 줄거나 변함이 없다는 것과, 2035년 이후 나타나는 그 외 기술들의 증가도 그 폭이 그리 크지 않다는 점은 시사하는 바 크다고 하겠다.
  • 가 제시되고 있지만, 해당 결과를 각각 추출하여 정리하는 작업이 매우 복잡하다. 또 한국에 대해서 default 값으로 입력된 자료가 있기는 하지만 모든 에너지서비스 부문에 대해 이미 국내에서 확인된 정보들을 추가로 상세히 update하는 작업을 아직 본격적으로 진행하지 않았다는 점 또한 CO2만을 기준으로 분석하게 된 다른 이유라고 지적하고자 한다.
  • 우리나라는 발전부문의 온실가스 저감의 일환으로 청정화력발전 도입을 제시하고 있다. 본 연구에서는 GCAM을 이용하여 국내 온실가스 저감목표로 제출한 INDC 25.7%를 달성하고자 하는 경우 예상되는 발전믹스와 온실가스 배출에 미치는 영향을 평가하였다. 수급균형을 해로 도출하는 모형의 특성상, 에너지원간 상대가격 구조, 균등화된 비용, 해당기술의 효율 및 이용율 등의 기술별 물리적 특성이 기술경쟁과정에서 명시적으로 반영되고 있다는 점을 지적할 수 있다.
  • 본 연구에서는 기술평가가 가능한 통합평가모형으로 발전부문의 관련 기술경쟁력을 정량적으로 평가함으로써, INDC 목표달성을 위한 기술별 저감잠재량을 평가함과 아울러 결과가 갖는 의미를 점검해 보고자 한다. 분석을 위해 선택한 GCAM (Global Change Assessment Model)은 기본적으로는 상향식 모형의 특징을 갖고 있으며, 기술경쟁 및 선택에 있어 승자독식이 발생하지 않도록 조건부 로짓(conditional logit) 형태의 기술선택모형2)을 이용하는 것이 특징이다.
  • 6MtCO2eq와 약 1% 정도의 근소한 차이가 남을 지적한다. 본 연구에서는 이렇게 얻어진 기준안이 제공하는 흡수부문의 정보까지 모두 활용하기 위해, 총 배출량 기준으로 기준안을 활용하되, 온실가스 배출제약을 부과한 결과 또한 흡수부문을 포함하는 순배출량 기준으로 평가함을 지적한다.

가설 설정

  • 관련 설비용량과 수명은 7차 전력수급계획에 제시된 값을, 그리고 용량계수는 전력통계정보시스템(2016)의 2010년~2014년 발전설비용량, 발전량으로부터 얻은 값을 적용하였다.13) 일반수력, 양수, 소수력은 발전설비의 7차 전력수급계획 이후 구간(2030~2050년)에 대해서는, 해당 설비가 크게 증가하지 않는 추세를 감안, 편의상 발전량이 동일한 것으로 가정하였다.
  • 3) 수송부문은 여객과 화물로 서비스수요가 구분되어 있다. 여객서비스수요는 기준년도 대비 1인당 소득, 사용자비용, 인구, 소득탄력성, 여객수요의 가격탄력성 등으로 결정되고, 화물서비스수요는 기준년도 대비 GDP, 사용자비용, GDP탄력성, 화물서비스의 가격탄력성 등으로 나타내고 있다(Mishra et al.
  • 7차 전력수급기본계획 중 원자력 발전과 자원제약으로 설비증설이 고정되어 있는 수력은 제시된 발전량을 입력하되, 이들을 제외한 나머지 필요전력량은 신재생을 포함하는 모든 발전설비들의 경쟁을 통해 충족되도록 하였다. 원자력 발전의 경우, 기존 설치된 원전은 주어진 설비용량이 설계수명 종료 시점에 설비폐지되는 것으로 가정하였다. 관련 설비용량과 수명은 7차 전력수급계획에 제시된 값을, 그리고 용량계수는 전력통계정보시스템(2016)의 2010년~2014년 발전설비용량, 발전량으로부터 얻은 값을 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
온실가스 배출량 감축을 위한 정부 정책은 무엇인가? 정부는 온실가스 배출량 감축을 위해 2009년에는 2020년 BAU 대비 30% 온실가스 감축목표를 발표하였으며, 2011년 저탄소녹색성장 기본법을 입안하고 에너지목표관리제, 국가온실가스감축로드맵, 배출권거래제도와 국가기후변화 적응 기본계획 등을 수립한 바 있다(외교통상부, 2016). 2015년 제출한 자발적 감축목표(Intended Nationally Determined Contribution, INDC)에서 우리나라는 2030년 BAU를 850.
국내 에너지모형은 어떤 방식을 채택하고 있는가? 국내에서는 상향식 모형을 이용하여 발전기술 보급에 의한 온실가스 저감 잠재력 평가, 하향식 모형을 이용하여 온실가스 감축을 위한 정책수단 평가, 그리고 두 모형을 연계하여 정책수단과 기술보급의 영향을 함께 평가하고 있다. Park et al.
최근 에너지모형은 어떻게 구분되는가? (2015)에 의하면, 기술평가 모형은 정의된 시스템의 물리적 특성을 반영할 수 있어야 한다고 지적하였으며, 모형을 방법론에 따라 축차적 모형과 최적화 모형으로 구분하였다. 최근 에너지모형은 일반균형모형(General Equilibrium Model) 유형의 하향식(Top-down) 모형, 최적화 및 축차적 시뮬레이션(Optimization & Simulation) 방식을 활용하는 상향식(Bottom-up) 모형, 그리고 이들 특성을 같이 구현하는 hybrid 형태의 모형으로 구분된다. 하향식 모형은 투입산출표와 경제주체별 최종지출부문(가계, 기업, 정부와 순수출)을 미시적 모형으로부터 거시적 aggregation까지의 모델링을 통해, 세부 부문변화가 거시경제에 미치는 영향을 평가한다.
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참고문헌 (45)

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  8. 노동운.부경진.조상민, "미래 수소경제 실현을 위한 기반 구축연구: 수소경제 이행의 산업 및 국민경제 파급효과 분석", 에너지경제연구원, 기본연구보고서 2011-10, 경기, 2010, pp. 1-355. 

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  11. 백민호.Zulfikar Y..오재익.김수덕, "GCAM-EML을 이용한 대형상업용 건물에너지 효율변화의 장기영향 분석", 에너지경제연구, 제14권 제3호, 2015, pp. 229-264. 

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  13. 산업통상자원부, "제7차 전력수급기본계획(2015-2029)", 산업통상자원부, 세종, 2015, pp. 1-77. 

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  44. Zhou, Y., J. Eom, and L. Clarke, "The effect of global climate change, population distribution, and climate mitigation on building energy use in the U.S. and China", Climatic Change, Vol. 119, Issue 3, 2013a, pp. 979-992. 

  45. Zhou, S., G. P. Kyle, S. Yu, L. E. Clarke, J. Eom, P. Luckow, and J. A. Edmonds, "Energy use and $CO_2$ emissions of China's industrial sector from a global perspective", Energy Policy, Vol. 53, 2013b, pp. 284-294. 

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