초록 ▼

미래 사회에서는 신재생에너지 및 미활용에너지 등 새로운 에너지원 의 활용이 활발해짐에 따라 에너지 믹스의 다변화가 지금보다 더 가속 화될 것으로 예상하고 있다.
특히 신재생에너지는 태양광/태양열, 풍력, 바이오 등 다양한 에너지 원을 포함하고 있어, 이의 공급 비중이 증가할수록 에너지 시스템이 보 다 복잡해질 가능성이 높다. 게다가 신재생에너지 대규모 보급의 필수 요소라 할 수 있는 에너지저장장치(ESS), 스마트그리드 등의 병행 도입 은 이러한 기술 다변화를 더욱 촉진할 것으로 보인다. 에너지공급시스 템에 있어서도 분산형전원

미래 사회에서는 신재생에너지 및 미활용에너지 등 새로운 에너지원 의 활용이 활발해짐에 따라 에너지 믹스의 다변화가 지금보다 더 가속 화될 것으로 예상하고 있다.
특히 신재생에너지는 태양광/태양열, 풍력, 바이오 등 다양한 에너지 원을 포함하고 있어, 이의 공급 비중이 증가할수록 에너지 시스템이 보 다 복잡해질 가능성이 높다. 게다가 신재생에너지 대규모 보급의 필수 요소라 할 수 있는 에너지저장장치(ESS), 스마트그리드 등의 병행 도입 은 이러한 기술 다변화를 더욱 촉진할 것으로 보인다. 에너지공급시스 템에 있어서도 분산형전원 등 기존과 다른 형태의 시스템들이 등장할 것으로 예상하고 있다.
이처럼 향후 매우 다양한 에너지 기술의 활용이 예상되므로 에너지 기술 전망을 위해서는 보다 세분화된 분석이 필요한 상황이다. 이에 따 라 기존의 에너지와는 이용 양상이 다른 다양한 재생에너지원에 대한 기술적 이해가 필요하며, 이러한 세부적인 에너지원들의 기술적 이해를 바탕으로 한 에너지 기술 활용 전망 분석이 요구된다.
따라서 기존의 에너지 기술 전망 모형에서 신재생에너지 분야를 보다 강화한 개선된 모형이 필요한 상황이다. 그러나 일반적인 경제 모형에 서는 에너지 모듈 자체가 매우 단순한 형태로 구현되어 있어 세부적인 기술 분석은 어렵다. 신재생에너지의 경우 현재 모형들 내에서는 매우 단순한 형태로 고려되고 있거나, 아예 고려하지 못하고 있는 경우도 있다.
현실상에서는 매우 다양한 원들이 존재하고 활용되고 있으며, 이러한 소규모 에너지원들의 비중이 앞으로는 더욱 확대될 것으로 예상되기 때 문에 이를 최대한 반영하려는 노력이 필요하다.
본 연구는 기술 중심의 모형 구축을 통해 미래 에너지기술을 전망하 고 기술 변화에 의한 파급 효과 분석을 실시하고자 한다. 특히 신재생 에너지에 대한 보완 및 최신 연구 결과를 모형의 데이터로 활용하는 데에 중점을 두고 있으며, 태양광, 풍력, 바이오, 연료전지 등 주요 신 재생에너지원별 기술 수준 향상 및 경제성 개선에 따른 에너지 시스템 변화 전망 등을 실시하고자 한다. 이를 통해 시나리오를 구성하고 에너 지 기술의 선택 양상 변화 관측 및 그에 따른 비용 분석을 실시하였다.
본 연구에서는 에너지 기술 전망에 있어 유용한 모형인 MARKALTIMES( 이하, TIMES) 모형을 활용하였다. 현재보다 다양한 에너지관련 기술들이 활용될 것으로 예상되는 미래 에너지시스템에 대해서는 보다 원별로 보다 세분화하여 분석한 상황이지만 일반적인 경제모형, 특히 하향식(top-down) 모형에서는 세분화된 기술 분석이 불가능하다는 한 계점이 있다. 따라서 본 분석에서는 대표적인 상향식(bottom-up) 모형 중 하나인 TIMES 모형을 활용하는 것이 바람직하다.
부문별, 원별로 모형 개선을 하되 본 연구에서는 다양한 신재생에너 지원 또는 신기술이 사용될 수 있는 발전 및 수송 부문에 한정하였다. 특히 수송 부문에서는 신기술 도입 수단이 다양하고 효과가 큰 도로 교 통에 국한하여 연구를 수행하였다. 발전 및 도로 교통 부문은 최종 수요 가 전력 또는 수송수단의 대수 등 한 가지로 나타나므로 기술 간 경쟁 관계를 살펴보기에 보다 용이하기 때문이기도 하다.
발전 부문 분석에서는 신재생에너지 기술 보급을 확대한 경우에 대한 시나리오 분석을 실시하였다. 소극적 확대 시나리오에서는 신재생에너 지 중에서 태양광과 풍력을 확대하는 경우를 가정하였는데, 이 시나리오에서는 태양광의 경우 2050년에는 78GW가, 풍력의 경우 56GW의 설비가 필요한 것으로 나타났다. 이때 풍력 발전은 유연탄과 발전 비중 이 유사해질 정도로 성장하게 된다. 그리고 적극적 시나리오에서는 태 양광의 경우 2050년에는 115GW가, 풍력의 경우 78GW가, 바이오의 경우
5GW, 연료전지의 경우는 4.7GW의 용량이 필요한 것으로 나타났다.
사회적 에너지 시스템 비용의 경우 가장 저렴한 발전원 중 하나인 유 연탄을 대체하는 것이기 때문에 양(+)의 부호로서 도출되었다. 더 비싼 석유나 가스 발전원과의 대체를 고려한다면 양상이 달라질 수 있으나, 온실가스 감축 정책상 가스 발전 역시 감축 수단에 가깝기 때문에 배출 의 주범인 유연탄 발전을 대체하는 것을 가정했다. 신재생에너지의 32%까지 증가시켜도 전력 가격 상승분은 30원/kWh 내외로 나타났으 며, 유연탄이 아닌 가스를 대체할 경우는 이보다 훨씬 적은 비용이 들 것으로 예상되었다. 현재 평균 발전 원가가 100원/kWh 내외인 것을 고 려하면 30%내의 가격상승률이며, 신재생에너지의 대규모 보급에도 불 구하고 가격상승 폭은 예상보다 크지 않은 것으로 나타났다.
특히 본 분석에서 사용된 비용이 적극적 목표인 기술개발 로드맵 상 의 자료가 아니라, 보수적인 감소를 보이는 제4차 신재생기본계획 상의 자료를 사용했음에도 이러한 결과가 도출되었다는 것은 매우 고무적인 결과라 할 수 있다.
본 분석에서는 이 특성을 활용해 비용에 기반하여 어떠한 신재생에너 지 기술이 우선적으로 선택되는지 분석해 보았는데, 가스 발전, 태양광, 풍력, 바이오, 연료전지가 완전 경쟁인 상태에서 가스발전은 2030년까 지 비용경쟁력을 여전히 가질 것으로 나타났다. 본 분석 모형에서의 발 전 부문 기술 경로 분석을 보면 첨두부하를 담당하는 에너지원들은 2050년의 시계 내에서 가스->육상풍력->연료전지->태양광 순으로 나타났으며, 바이오와 해상풍력은 기간 내에 경제성을 확보하지는 못하 는 것으로 나타났다.
수송 부문의 경우 적용가능한 신재생에너지는 바이오연료 정도로 한 정되기 때문에 발전 부문과 같이 다각적인 분석은 불가능했다. 다만 향 후 국가 모형의 구축을 위해 구조적으로 복잡한 도로교통 부문의 모형 구축 수립 자체에 중점을 두었다.
시나리오상 국내에서 활용 가능한 바이오연료는 휘발유를 에탄올로, 경유를 바이오디젤로 대체하는 경우로 가정하였다. 바이오연료의 경우 어느 정도 시간이 경과하면 석유연료와 가격차가 사라질 것으로 기대하 고 있다. 그리고 국내 자원 부존량을 감안하여 보급률 자체를 크게 설정 하지 않았기 때문에 전반적인 사회적 비용 증가는 매우 적은 것으로 나 타났다. 반면 하이브리드 및 전기차 확대 시나리오의 경우 에너지 소비 절감 및 온실가스 감축에는 확연히 효과를 보이지만, 비용 측면에서는 부담이 큰 것으로 보인다. 따라서 도로 교통 부문은 단기적으로 바이오 연료 보급, 중ㆍ장기적으로는 하이브리드 및 전기자동차 등 신기술 보급 을 정책 수단으로 활용하는 것이 바람직해 보인다.

Abstract ▼

For the effective use of existing fossil fuel resources and energy conservation, the development and deployment of renewable energy is being utilized as one of the most promising solutions.
There are therefore continuous efforts to establish the research foundation related to renewable energy, wh

For the effective use of existing fossil fuel resources and energy conservation, the development and deployment of renewable energy is being utilized as one of the most promising solutions.
There are therefore continuous efforts to establish the research foundation related to renewable energy, while also supporting the budget for industrialization and making investments on technology R&D.
New and renewable energy includes various energy resources, so the energy system would be more complicated as more share renewabl energy have in energy supplies. Moreover, the introduction of related technologies as energy storage system (ESS) and smart grid will be expected to extend the variety of energy supply technologies.
The future society would use more various energy technologies, and require the analysis on more detailed components. This change needs the understanding of technological specifications and forecasting the use of energy technologies.
This research aims to prospect the using pattern of future energy technologies and analyze the effect of the introduction of the technologies through the technology based model. Especially, this analysis focuses on using the newest data and previous researches for renewable energy. This research is based on the scenario analysis and cost estimation.
This research use MARKAL-TIMES, which is an useful model in tehnological forecasting. The analysis in this year is restricted in the power and transportation sectors, main sector of using renewable energy.
The analysis of power sector use the technological options as solar PV, wind (on-shore and off-shore). Passive and active extention scenarios are analyzed for the cost estimation and capacity forecasting. The analysis of transportation sector use the technological options as electric & hybrid car and biofuel use.