[논문]Post-2020 신기후체제의 발전부문 대응에 따른 경제적 파급효과 분석

윤태식; 이봉용; 노재엽

doi:10.5855/energy.2016.25.3.136

Post-2020 신기후체제의 발전부문 대응에 따른 경제적 파급효과 분석
Economic Effects of the Post-2020 Climate Change Mitigation Commitments: From the Generation Industry's Perspective 원문보기

에너지공학 = Journal of energy engineering, v.25 no.3, 2016년, pp.136 - 148

윤태식 (한국수력원자력주식회사 중앙연구원 원전사후기술센터 해체팀) , 이봉용 (한국수력원자력주식회사 경영혁신실 경영연구소) , 노재엽 (한국수력원자력주식회사 경영혁신실 경영연구소)

초록
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본 논문은 최근 공표된 Post-2020 신기후체제의 국가적 대응에 따른 발전부문의 역할들을 시나리오로 설정하여 경제적 파급효과를 비교 분석 하였다. 이를 위해 제7차 전력수급기본계획에서 제시한 2030년 발전원별 추정 발전량에 IAEA에서 발표한 온실가스 배출계수를 적용하여 온실가스 배출량을 예측하여 발전부문에서 발생시키는 초과 배출량을 산정하였다. 초과 배출량 감축을 위해 세 가지 시나리오를 기반으로 하였으며, 이들은 원자력발전소로 대체, 신재생발전설비 확대, CCS 도입 등이다. 분석 결과 원자력 발전소 대체 시나리오가 배출량 감소 및 경제적인 측면에서 가장 긍정적인 결과를 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper

We analyze economic effects of GHG reduction measures of the generation industry to meet 2030 GHG reduction target using the scenario based approach. We estimate the GHG emission of the Korean power industry in 2030 based on both the $7^{th}$ Electricity Supply & Demand Plan and the GHG emission coefficients issued by IAEA. We set up three scenarios for reduction measures by replacing the coal fired plants with nuclear power, renewable energy and carbon capture and storage. Once and for all, the nuclear power scenario dominates the other energy technologies in terms of GHG reduction quantities and economic effects.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

선행연구 결과들은 우선 온실가스 감축에 있어서 발전 부문 역할과 함께 감축 정책의 중요성을 인지하는 계기가 되었다. 그러므로 본 연구는 최근정책의 변화를 연구에 반영하기 위해 2014년에 발표된 국가온실가스 감축 로드맵과 2015년에 발표된 제7차 전력수급기본계획을 기반으로 하여 Post-2020 국가감축목표(2030년 감축목표)에 대한 국가적 대응에 따른 경제적 파급효과와 원전 산업에 미치는 영향을 분석하였다.
본 연구는 감축 시나리오별 경제적 파급효과를 투자비용, 필요부지, 전력요금 영향을 중심으로 감축 시나리오를 분석 하는 것이다. 우선 투자비용 산정을 위해서 석탄 발전소 대체를 위한 시나리오별 대체 발전원의 건설단가를 사용 하여 식(1)과 같이 투자비용을 산정 하였다.
본 연구는 국가적 온실가스 감축목표 달성을 위해 발전부분에서의 감축해야 하는 배출량을 제7차 전력수급 계획기반¹⁾으로 산정하고 이를 위한 감축 시나리오를 설정하여 이로 인한 경제적 파급효과를 정량적으로 제시함이 주요목적이다.

가설 설정

Post-2020 신기후체제 대응을 위한 2030년 국가감축 목표는 제시한 상황이나, 발전부문에 대한 감축목표는 아직 미정이므로 Post-2020 국가감축목표에서 제시된 온실가스 배출 예상량(BAU) 중 전환부문의 2030년 배출예상의 95%를 발전부문 온실가스 배출 예상치로 가정하여 산정 하였다. Post-2020 감축목표, 제7차 전력수급기본계획 그리고 WASP 기반 발전부문 배출 Base Line간의 배출량 차이를 분석하여 2030년 발전부문에서 추가적으로 감축해야할 온실가스 배출량을 산정하였다.
을 활용하여 2030년 발전원별 발전량을 계산하였으며, 이렇게 산정된 발전량을 기준으로 발전원별 배출계수(IAEA, 2006)를 적용하여 온실가스 배출량을 전망하였다. 제7차 전력수급기본계획은 2029년까지의 발전원별 발전량 이므로, 본 연구에서는 2029년의 전원구성비가 2030년까지 유지된다는 가정하에 발전 부문 온실가스 배출 Base Line을 산정 하였다.

제안 방법

2030년 발전부문 온실가스 배출 Base Line을 산정을 위해 WASP 모형⁵⁾을 활용하여 2030년 발전원별 발전량을 계산하였으며, 이렇게 산정된 발전량을 기준으로 발전원별 배출계수(IAEA, 2006)를 적용하여 온실가스 배출량을 전망하였다. 제7차 전력수급기본계획은 2029년까지의 발전원별 발전량 이므로, 본 연구에서는 2029년의 전원구성비가 2030년까지 유지된다는 가정하에 발전 부문 온실가스 배출 Base Line을 산정 하였다.
Post-2020 신기후체제 대응을 위한 2030년 국가감축 목표는 제시한 상황이나, 발전부문에 대한 감축목표는 아직 미정이므로 Post-2020 국가감축목표에서 제시된 온실가스 배출 예상량(BAU) 중 전환부문의 2030년 배출예상의 95%를 발전부문 온실가스 배출 예상치로 가정하여 산정 하였다. Post-2020 감축목표, 제7차 전력수급기본계획 그리고 WASP 기반 발전부문 배출 Base Line간의 배출량 차이를 분석하여 2030년 발전부문에서 추가적으로 감축해야할 온실가스 배출량을 산정하였다. 초과 온실가스 배출량에 대해서는 발전부문에서 온실가스를 가장 많이 배출하는 석탄발전을 대체하는 방안을 선정하였다.
감축 시나리오에 대한 전력요금 영향을 예측하기 위하여, 2001년 전력산업구조개편 이후부터 2014년까지 전력거래소에서 거래된 도매시장 정산단가 추이를 기준으로 2015년 이후 정산단가의 연평균 증가율을 도출하여 2030년 발전원별 정산단가를 전망 하였다.
본 논문에서는 정책적 정합성을 유지하여 2030년 발전부문 온실가스 배출 Base Line을 제7차 전력수급기본 계획에 제시된 발전설비 구성을 기반으로 산정하였다. 제7차 전력수급기본계획의 주요 특징은 저탄소 전원믹스가 강화되었다는 점이다.
정책 정합성을 유지하기 위해 전력거래소가 전력수급계획 수립 시 사용하는 WASP 모형을 활용하여 발전량 및 온실가스 배출량 추정에 사용하였다. 온실가스 초과 배출량은 800MWe 규모 석탄 발전소 2.1기에서 발생하는 온실가스 수준으로 이를 감축하기 위한 주요 방안으로 원자력발전소로 대체, 신재생발전설비 확대, 탄소수집 및 저장 설비 도입을 시나리오로 설정하여 분석 하였다. 온실가스 절감, 투자비용, 향후 전기요금 상승영향을 분석한 결과 시나리오 1이 가장 긍정적인 결과를 보였다.
주요감축 수단은 본 논문의 주요 시나리오에 적용하였으며, 발전부문 수요관리는 제7차 전력수급기본계획에서 제시한 수요관리 목표를 준용하여 연구를 진행 하였다.

대상 데이터

발전부문 온실가스 감축로드맵 수립(에너지관리공단, 한국전력공사, 2014)연구는 제6차 전력수급기본계획에 기반하여 온실가스 감축기술과 신재생에너지 개발 등을 중점적으로 검토 하였다. 발전부문 적용 감축기술 가운데 검토 가능한 8개 기술군³⁾을 대상으로 선정하여 분석하였다. 2020년 발전부문 감축 목표는 26.
시나리오별 2030년 도매시장 평균판매단가를 추정하였으며, 발전량, 투자비용, 배출권을 주요 영향요인으로 전력 판매단가 상승으로 인한 파급효과를 예측하였다. 석탄 발전량 감소 및 원전, 신재생에너지 발전량 확대는 발전원별 2030년 추정 단가 차이에 따라 전력판매 단가에 영향을 미치게 되므로 이에 따른 전력판매단가 변화를 반영하였다.

데이터처리

2030년 평균 추정 전력판매단가를 기준으로 시나리오별로 전력요금 영향을 계산하였다. 시나리오 1의 경우 원자력 발전량의 22,338GWh 증가와 석탄 발전량 22,338GWh 감소로 인하여 1.

이론/모형

8백만톤이 예상된다. 정책 정합성을 유지하기 위해 전력거래소가 전력수급계획 수립 시 사용하는 WASP 모형을 활용하여 발전량 및 온실가스 배출량 추정에 사용하였다. 온실가스 초과 배출량은 800MWe 규모 석탄 발전소 2.

성능/효과

Post-2020 국가온실가스감축 목표 설정에서 예상한 2030년 온실가스 배출전망(BAU)는 총 850.6백만톤이며 이중 발전, 도시가스, 지역난방으로 구성된 전환부문 온실가스 배출량은 2030년 기준 333.1백만톤으로 전망하였다. 전환부문 배출량의 95%를 차지하는 발전부문의 2030년 배출전망(BAU)는 316.

후속연구

발전부분 온실가스 배출 예상량(BAU)과 2030년 감축목표 및 방안 수립의 구체적인 논의는 2015년 12월 당사국총회(COP21) 이후 2016년에 이루어질 것으로 보인다. 사회적으로 합의된 발전부문 온실가스 배출 예상량(BAU)과 감축목표가 정해지지 않은 상황에서 본 연구는 가설적인 접근을 통하여 분석을 진행하였으므로 향후 정책 방향에 따라 연구결과의 변화가 예상된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	제7차 전력수급기본계획의 주요 특징은 무엇인가?	본 논문에서는 정책적 정합성을 유지하여 2030년 발전부문 온실가스 배출 Base Line을 제7차 전력수급기본 계획에 제시된 발전설비 구성을 기반으로 산정하였다. 제7차 전력수급기본계획의 주요 특징은 저탄소 전원믹스가 강화되었다는 점이다. 연료의 온실가스 취약성 때문에 허가받지 못한 석탄발전소 4기를 계획에서 제외하여 온실가스 배출부담이 큰 석탄 발전 비중이 줄어들었다4).
	제7차 전력수급기본 계획에서 제외된 석탄발전 설비들은 어떠한 것으로 대체되었는가?	연료의 온실가스 취약성 때문에 허가받지 못한 석탄발전소 4기를 계획에서 제외하여 온실가스 배출부담이 큰 석탄 발전 비중이 줄어들었다4). 제외된 석탄발전설비들은 원자력발전소 2기로 대체하였고 이는 제2차 에너지기본계획의 원자력발전 비중 목표 (2035년, 29%)에도 부합하는 결과가 되었다. 신재생에너지 설비용량도 제2차 에너지기본계획, 제4차 신재생에너지기본계획에 따라 계획되어 2029년 신재생에 너지의 설비용량은 33,890MWe, 발전량은 83,090GWh으로 전망하고 있다.
	초과 배출량 감축을 위한 시나리오는 무엇이 있는가?	이를 위해 제7차 전력수급기본계획에서 제시한 2030년 발전원별 추정 발전량에 IAEA에서 발표한 온실가스 배출계수를 적용하여 온실가스 배출량을 예측하여 발전부문에서 발생시키는 초과 배출량을 산정하였다. 초과 배출량 감축을 위해 세 가지 시나리오를 기반으로 하였으며, 이들은 원자력발전소로 대체, 신재생발전설비 확대, CCS 도입 등이다. 분석 결과 원자력 발전소 대체 시나리오가 배출량 감소 및 경제적인 측면에서 가장 긍정적인 결과를 보였다.

참고문헌 (16)

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Korea exchange, Emission credit price, 2015, http://www.ets.co.kr
Eenergy Information Agency, 2013, Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generation Plants, pp. 51-54

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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