[논문]사회적 비용을 고려한 국내 주요 발전기술의 균등화발전비용 산정

조영탁; 석광훈; 박종배

doi:10.5370/kiee.2018.67.2.179

사회적 비용을 고려한 국내 주요 발전기술의 균등화발전비용 산정
LCOE Assessment of Major Power Generation Technologies Reflecting Social Costs 원문보기

A considerable cost gap between three major power generation technologies, namely nuclear, coal, and combined cycle gas turbine (CCGT), has been a well-established fact in the Korean electricity market. Alternatively, this paper analyzes the levelized costs of electricity (LCOE) of the three technologies reflecting overall social costs of electricity generation including accident risk, $CO_2$ emission, and air pollution damage. The paper unveils to what extent current discriminative subsidies on fuels regarding the social costs, mostly through tax exemptions, affect economic competitiveness of the technologies. In particular, it finds relative positions of coal and CCGT could be altered depending on appreciation level of the social costs. It has limits in analyzing fixed costs of the technologies, however, due to limited data availability of nuclear power, and suggests further studies on the issue.

문제 정의

이 논문은 이러한 문제의식 하에서 ‘균등화 발전비용(Levelized Cost of Electricity; LCOE)’의 개념으로 3대 주요설비인 원전, 석탄발전 그리고 가스복합의 고정비와 변동비를 재평가하고 여기에 제반 사회적 비용까지 고려하여 사회적 관점에서의 발전비용을 재산정하고자 한다. 이와 유사한 취지에서 각 설비별 발전비용을 재산정한 선행연구들도 다수 있다.

제안 방법

양자는 어느 것이 옳다기보다 아직 초기인 국내 연구여건상 서로 보완적으로 지속적인 연구축적이 필요한 상황으로 이 글은 이 가운데 후자의 흐름에 속한다. 그럼에도 이 글은 기존 연구와 크게 2가지 점에서 차별성을 갖는데, 하나는 사고위험 비용, 이산화탄소 비용, 대기오염 비용을 최근 자료수치 및 방법론을 활용하여 재산정한 점이고 다른 하나는 변동비 평가에서 최근 저유가 기조를 반영하면서 발전용 연료의 동등과세 문제를 다룬 점이라고 할 수 있다. 다만 이 글이 재산정한 외부비용과 연료비 전망은 수치상 불확실성이 높다는 점을 감안하여 시나리오 방식으로 접근하였다.
그럼에도 이 글은 기존 연구와 크게 2가지 점에서 차별성을 갖는데, 하나는 사고위험 비용, 이산화탄소 비용, 대기오염 비용을 최근 자료수치 및 방법론을 활용하여 재산정한 점이고 다른 하나는 변동비 평가에서 최근 저유가 기조를 반영하면서 발전용 연료의 동등과세 문제를 다룬 점이라고 할 수 있다. 다만 이 글이 재산정한 외부비용과 연료비 전망은 수치상 불확실성이 높다는 점을 감안하여 시나리오 방식으로 접근하였다.

대상 데이터

본 논문에서는 2014년 기준으로 집행된 발전소 및 송전선주변지역사업과 2014년 일반회계에서 지원되었던 각종 설비관련 사업예산을 모두 합산하고 이를 2014년 각 설비별 연간발전량으로 나눈 수치를 정책비용으로 사용하였다. 표 9는 그 산정결과를 나타낸 것으로 원전 2.

성능/효과

둘째, 사회적 비용에서는 원전은 사고위험비용, 석탄발전과 가스복합의 경우 이산화탄소 비용과 대기오염비용이 각 설비간 발전비용 격차에 큰 영향을 준다는 점을 확인할 수 있었다. 원전의 사고위험비용은 자료상은 물론 방법론상 불확실성이 있어 추가 연구가 필요하지만 석탄발전과 가스복합의 경우는 상대적으로 합리적 범위내의 이산화탄소와 대기오염비용을 상정했다는 점에서 이들 비용 감안시 석탄발전과 가스복합간의 발전비용은 근접하거나 경우에 따라서 역전될 가능성도 있음을 확인할 수 있었다.
셋째, 정책비용과 계통비용의 경우 현재 산정수치로는 비교적 작은 수치여서 설비간 발전비용 격차를 좌우할 만큼 영향력을 지니고 있지 못함을 확인할 수 있었다. 하지만 송전망 건설 및 운용에 따른 여려가지 외부비용을 추가로 고려하거나 이를 회피하기 위해 최근 논의되고 있는 고가의 HVDC 송전망을 감안할 경우 계통비용 특히 원전 및 석탄발전의 계통관련 비용 역시 현재 수치보다 증가할 가능성이 높다.
첫째, 연료비 전망과 발전용 연료세제의 동등과세가 각 설비간 발전비용 격차에 큰 영향을 미친다는 점이다. 연료비 전망의 경우 다소 불확실성이 있다고 하더라도 발전용 연료세제는 확실히 가스복합에 불리하게 작용하고 있으며, 동등과세를 시행하면 원전 및 석탄발전 대비 가스복합의 경제성은 분명히 개선됨을 확인할 수 있었다.

후속연구

이러한 연구결과와 함께 이 글이 지니고 있는 한계 역시 존재하는데 첫째, 원전의 발전비용 재산정이 자료제약과 방법론상 한계로 인해 충분하게 이루어지지 못했다는 점이다. 둘째, 석탄발전과 가스복합의 외부비용으로 이산화탄소 비용과 대기오염비용 역시 원전 사고위험비용보다는 객관적인 자료와 합리적인 범위로 접근하긴 했지만 이 역시 여전히 불확실성이 개재되어 있다. 셋째, 계통비용과 이와 관련된 외부비용 혹은 이를 회피하기 위한 HVDC 비용에 대한 추가 연구도 필요하다.
둘째, 석탄발전과 가스복합의 외부비용으로 이산화탄소 비용과 대기오염비용 역시 원전 사고위험비용보다는 객관적인 자료와 합리적인 범위로 접근하긴 했지만 이 역시 여전히 불확실성이 개재되어 있다. 셋째, 계통비용과 이와 관련된 외부비용 혹은 이를 회피하기 위한 HVDC 비용에 대한 추가 연구도 필요하다. 향후 이러한 주제에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
이러한 연구결과와 함께 이 글이 지니고 있는 한계 역시 존재하는데 첫째, 원전의 발전비용 재산정이 자료제약과 방법론상 한계로 인해 충분하게 이루어지지 못했다는 점이다. 둘째, 석탄발전과 가스복합의 외부비용으로 이산화탄소 비용과 대기오염비용 역시 원전 사고위험비용보다는 객관적인 자료와 합리적인 범위로 접근하긴 했지만 이 역시 여전히 불확실성이 개재되어 있다.

핵심어

질문

논문에서 추출한 답변

균등화 발전비용이란?

균등화 발전비용은 국제적으로 공인된 발전비용 산정방식의 하나로서 여건상 매년 달라지는 실제의 발전비용을 설비수명 기간 동안 균등화하여 회수한다는 전제하에 설비간 발전비용을 비교하는 방법이다.[6] 따라서 분석을 위해서는 비교대상이 되는 대상설비를 선정하고 고정비와 관련되는 비용항목(건설단가와 운전유지비 등), 변동비와 관련되는 비용항목(열량단가와 열소비율 등) 그리고 경제적 및 기술적 전제조건(할인율, 환율, 설비이용율, 소내소비율 등)을 사전에 결정해야 한다.

최근 미래 전원구성의 논의가 활발히 진행되는 이유는 무엇인가?

최근 원전 사고위험, 미세먼지와 온실가스 문제, 장거리 송전망 갈등으로 원전과 석탄발전에 대한 우려가 증폭되면서 미래 전원구성에 대한 논의가 활발히 진행되고 있다. 하지만 현재 우리 나라 전원구성에서 원전과 석탄발전 비중은 여전히 높은 편이다.

우리나라 원전과 석탄발전 비중이 높은 이유는 무엇인가?

하지만 현재 우리 나라 전원구성에서 원전과 석탄발전 비중은 여전히 높은 편이다. 그 이유에는 여러 가지가 있지만 이들 설비의 발전원가가 다른 설비보다 저렴하다는 것이 주된 이유다. 이는 다른 나라에서도 나타나는 현상이지만 유독 우리나라는 주요 3대 설비인 원전, 석탄발전, 가스복합간의 발전비용 격차가 매우 큰 편이다.

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