대학원/일상 생활 기록기

KEI 재생에너지 확산 이행방안 연구(Ⅰ) 중... 세계 재생에너지 시장은 아직 갈길이 멀다. 현재 점유율은 아래와 같다.  세계 최종에너지 대비 재생E 비중 재생에너지 확산에도 불구하고 최종에너지 대비 세계 재생에너지(바이오매스 등 전통적 재생에너지 제외) 비중은 현저히 증가되지 못하고 있다. 2013년 9.6%에서 2018년 11% 수준이다.  2018년의 재생에너지 비중인 11%는 발전부문에서 가장 높은 기여도(5.7%)를 보이며, 그 뒤를 건물부문(4.3%), 수송부문(1.0%)이 담당하고 있다.  동 기간 중 총 에너지수요 증가(353→378EJ)를 충족하기 위해 화석에너지 역시 증가(319→339EJ, 총 에너지 수요증가의 71%, 연평균 1.3% 증가)되어, 재생에너지 수요의 연평균 증가율은 4%(34→41EJ)로 크게 증가했지만 총수요 증가에서 차지하는 비중은 29%로서 1/3 수준에 그치고 있기 때문이다. 현재 재생에너지 목표는 2040년까지 30% 이상인데, 현재 상태에 비해 목표가 너무 높다. 한국 재생발전 목표

계통한계가격 (SMP : System Marginal Price) 는 한국전력공사가 발전공기업이나 민간발전사에서 구입하는 전력 가격이다.   SMP는 한전과 발전공기업 실적을 좌우한다. SMP가 낮으면 한전 실적이 개선되고, 발전공기업 실적은 악화된다.   SMP 가격을 결정하는 핵심 요인 중 하나는 원가가 높은 석탄·액화천연가스(LNG) 발전 전력 비중이다. 한전이 가장 최근 발표한 전력통계월보(5월 기준)에 따르면 발전원별 1kwh당 구입단가는 원자력 64.76원, 유연탄 117.27원, LNG 복합 102.71원, 신재생 89.32원 등이다.  지난 20년간 연료별 SMP 가격 (전력거래소) 이 중 신재생에너지는 변동성이 크기 때문에 급증하는 수요에 대처하기가 쉽지 않다. 저렴한 원자력에너지는 문재인정부 들어 추진한 탈원전 정책 때문에 이미 지은 설비를 총력 가동하는 수준 이상으로 비중을 늘리긴 어렵다.  SMP 상승은 한전의 실적과 전기요금 인상에 직결된다. 한전은 SMP를 기준으로 발전사에서 전력을 사서 소비자에게 공급한다. SMP가 높아질수록 한전의 발전원가는 상승할 수밖에 없고, 전기요금 인상 압력도 커진다.  우리나라 전력시장의 전력가격(SMP)은 하루 전 예측된 수요를 바탕으로 발전기의 제약만 고려해 시간대별로 결정된다. 이러한 방식은 다음과 같은 세 가지의 문제점을 가진다.  (1) 연료비 및 열간기동비용만을 비용 기준으로 고려하는 것 즉, 가격 입찰과 발전기의 제반 다른 비용이 현실적으로 고려되지 않는 점이다.  (2) 예비력과 송전제약 등의 전력계통 관련 제약과 환경제약 등이 고려되지 않아 실제보다 가격이 저평가된다는 점이다.  (3) 실 급전 시간에 정보가 갱신되지 않아 하루 전의 가상 가격이 지속된다는 점 등의 단점을 가진다. 이는 곧 발전사업자보다는 판매사업자, LNG와 같은 일반발전기보다는 석탄 및 원자력 등의 기저 발전기에 유리한 방식이다. 이러한 문제점을 극복...

 1. 전력의 가격탄력성은 0.024 로 거의 0에 가깝다. (석유 0.051 > 가스 0.413 > 석탄, 전기 0.024) 2. 전력은 저장이 매우 어렵다 .  3. 가스복합발전소(43만 kW) 건설에 보통 3년의 시간, 원자력 발전소(100만 kW)의 건설은 8년 이상 2조원 소요. 4. 전력산업은 자연독점산업으로 인식. 한전은 개편전까지는 발전, 송전, 배전, 판매 부분까지 총괄하는 수직적 통합.  99년 총 4단계로 구분하여 개편. 1단계: 원래 이전 계획 2단계: 한전의 발전부문을 수개의 발전 자회사로 분할 및 경쟁 도입  ⇒ 단계적 민영화 추진 경쟁입찰에 의한 전력거래제도 도입 3단계: 도매경쟁단계에서는 발전사와 배전사의 양방향 입찰제의 전력거래제도 운영 4단계: 배전망도 개방. 배전의 지역독점을 해제하고 소비자가 발전회사 및 판매사를 선택 가능하도록. 5. 개편 이후 , 발전부문은 중부발전, 서부발전, 남부발전, 남동발전, 한국수력원자력 등.. 으로 분리되어 나갔고, 2001년 전력거래소 설립 (현행) CBP(Cost Based Pool) 전력시장 구조 하지만 메이저 6개 발전소가 모두 한전 자회사라는 한계점. 6. 전력 단위당 거래금액은 각 발전소의 발전 비용에 의거하여 산정된  가격. 전력거래소는 거래일의 수요를 예측하여 하루 전에 발전사로부터 공급가능한 용량을 입찰받아 시간대별 수요에 맞게 발전계획을 수립하고 시장가격 결정.(하루전 시장, Day-ahead Market) (전력거래소) 7. 보상 체계

 현재 한국 전력시장은 경쟁시장이 아닌, 수직적 독점시장 에 가깝다.  한국의 전력시장이 경쟁시장으로 바뀌면 어떤 변화가 일어나고,  어떤 문제들이 발생하고  어떤  사항들을 고려해야할까? 먼저, 간단하게 요약하면,  1. 경쟁시장이라하면, 수요와 공급에 의해 가격이 결정된다. 만일하나  전력이 부족하게 되면, 전력가격이 치솟을수있다. (Price Strike) 2.  발전기 투자 유인의 부족  - 경쟁시장으로 바뀌면, 수익 구조가 없는 발전소를 지으려는 업체가 줄어들수있다. (거대기업의 또다른 독점 초래) 3.  전력은 공공재(Public Good)이다.  전력을 어느 특정 소비자에게만 보낼수없다. 경쟁시장에서 시장지배력 행사를 하게되면 큰 문제가 발생될수있다. 

2012년~2020년 에너지원별 발전량 현황 및 비중  한전 통계 재구성 석탄 발전(36%) : 원래 비중이 가장 높았지만, 탄소중립으로 인해 발전량이 점점 감소추세.  운전 유지비가 낮아, 변동비(SMP)가 낮은 수준. 정지상태에서 출력까지 수 시간이 걸리기 때문에 운전 유연성은 좋지 않음.  원자력 발전(30%) :  건설비가 매우 비싸고, 건설 소요기간이 길고, 고정 유지비가 높다. 가동 유연성이 낮아 기저부하용으로 발전해야한다. 하지만, 발전단가가 비교적 낮고, 대기오염물질을 배출하지 않는다는 점 이 장점. 가스 발전(26%) :  건설비 낮다. 운전 유지비용 낮다. 운전 유연성도 좋다. 높은 가스값으로 인해 발전단가 높다. SMP 높다. 대기오염 측면에서는 석탄, 중유 발전에 비해 유리하다. 앞으로 화력발전 비중을 줄이고, 가스발전 비중을 늘려야하기에  부연설명을 추가로 하자면,   (1) CO 2 보다 NOx, SOx를 배출하기에 탄소중립 기준을 맞추기에 좋다. 당장에 대체 에너지원이 없기에 중∙장기적으로 바라보기에 좋은 발전원. (2) 발전소의 크기가 작아도 되고, 가스 공급의 접근성이 용이하다. 도심 내에 지어도 되기에 송전설비 관련 비용 절감 측면도 장점이다.  재생에너지(6.6%):  소수점이 소중하다.. 갈 길이 너무 멈. 아래는 발전량 엑셀. 아래 엑셀을 도식화한게 위 Fig.

전력 생산에 있어 주파수는 전기 생산자와 소비자 측의 규정된 약속이므로 규정주파수의 전기가 공급되어야한다.  주파수 유지의 문제는 전력의 품질을 결정짓는 요소이기에 상당히 중요하다.  주파수는 전기를 생산하는 측과 사용하는 측의 약속이므로 규정주파수의 전기가 공급되어야 한다. 간략하게 말하면 매 초마다 60 Hz(회전수/초)를 유지 하도록 전력시스템에 발전기를 통하여 투입되는 에너지를 조정해야 하는 것이다.  주파수를 50Hz로 유지하는 국가도 있고, 한국처럼 60 Hz를 유지하는 국가도 있다. (한국은 미국의 영향으로 60Hz 도입) 주파수가 급변하거나 60Hz를 자주 벗어나면 산업체의 모터의 회전수가 정격치에서 벗어나 제품의 불량률이 높아지게 되며, 일상생활에서 회전체가 작용하는 전기기기가 비정상적으로 작동하고 각종 문제가 발생한다.  실시간 시스템 운용에 있어서는 기존의 발전원(화력, 원자력, 가스)의 비중 유지 없이 신재생에너지를 늘릴 경우, 자연력의 급격한 변화에 의하여 신재생에너지의 출력이 급변하여 주파수 유지에 있어서 문제가 발생할 수 있다. 그리하여 백업용으로 운전 중인 가스터빈발전기의 출력을 이용하여 규정 주파수를 유지하여야 한다. 신재생에너지발전의 출력을 기대할 수 없는 시간대가 있을 경우에도 가스터빈발전기 또는 중간부하용 발전기와 같은 백업용 발전기의 출력에 의존하여야 하며 이들은 신재생에너지발전의 보완역할을 하게 되므로 이용률이 낮아져 경제성이 낮아진다. 즉, 변동비가 0인 발전기이지만 출력을 예측하기 어려운(예측할수없는 기상상황) 신재생에너지발전이 도입됨으로 인하여 가스터빈 발전기와 같은 백업용 발전기가 오히려 추가적으로 건설되고 운전되어 전체 시스템운용비 및 건설비가 상승하게 된다. 현재 발전소들은 주파수 조정을 위해 최대출력을 내지 않고,  5%정도 감발 운전을 하고 있다. 급격한 수요변동으로 인해 주파수가 변동할시 표준 주파수로 맞추기 위해 예비력을 확보하고 있는 이유이다. 추가로,...

  (산업연구원) 전력시장 특성, (에경연 2020) 배출권비용의 전력시장 반영방안 연구보고서 中.. 한전이 부과하는 전력요금 = 적정원가(발전원가+송배전원가+판매원가)와 적정이윤(요금 기저에 투자보수율)의 산정을 통해 결정 전력시장 거래절차 CBP 전력시장의 특성   (1) 강제적 전력시장: 모든 전력거래는 전력거래소 통해야함. (2) 변동비 반영시장: 발전변동비에 기초한 발전 경쟁시장 (3) 적용 가격: 전력량가격-시간대별 한계가격, 기준 용량가격 - 9.46/kWh (건설투자비+운전유지비+송전접속비용+수전 전력요금) (4) 지역별 차별요소: 전력량 적용가격에 송전손실계수 적용 (5) 기준 용량가격은 지역별 월별, 시간대별 차등계수 적용 하지만 이와 같은 산정은 CBP에 의한 보상체계 하에서 산정되는 정산단가와 무관된 결정. ⇒ 현행 CPB 제도가 원가에 근접하는 적정수준의 보상과 발전회사 간 경쟁형평성 또는 경쟁상의 공정성을 제고하는가에 초점을 맞춰야함. 정태적 관점에서는 한전과 민간발전사 간에 경쟁형평성을 제고하는데 초점. 미래지향적 관점에서는 기존 발전사업자와 잠재적 진입 발전사업자 간에 경쟁형평성을 제고하는데 초점. 각 발전기별로 원가에 보다 근접하도록 보상해주는 정산방식도 고려해볼만 하다. 위 보고서의 제안에 산업계의 반대되는 입장을 들어보자. (1) CBP 시장이 원가에 적정이윤을 더한 금액을 보상받는다는 논리는 적절치 않는다.  (CBP 시장의 원리는 일반적인 전력시장의 단기한계 비용을 기초로 하는 가격 메커니즘이기에, 원가에 적정이윤을 더한 보상이 아니라, 발전기별로 기여도에 따라 초과수익 or 초과손실을 입을 수 있는 체계이다.) 용량가격 산정을 위한 주요 factor 단기한계비용 = 계통한계변동비 + 공급지장비 고정비 보전 : 용량가격(CP, Capacity Payment)으로 지급 용량가격 산정을 위한 주요 factor - 기준용량가격(RCP) = 진입연도별 단위전력당 건설투자비 + 당해연도 단위 전력당 운전유...

KEI 저탄소 포럼 中..    전력시장의 구조적 문제 - 전원별 공급 원가 편차 과다  (현황) 원전, 석탄, 가스복합전원, 재생에너지 등의 원별로 공급비용 격차 과다  (결과) 전력시장의 유효 경쟁 불가: 계단식 공급 곡선 - 거래 방식 및 가격에 대한 규제  (원인) 현물시장, CBP 방식의 시장 운영: 기저원인(원전/석탄), 분산전원(CHP, 재생에너지)에 대한 시장기능 미작동  (결과) 보정계수(기저전원), CP(Capacity Payment,용량지불액), PCF, TCF, RCF(용량가격계수) 등을 도입해 인위적으로 비용 조정 - 수급 계획을 통한 전원믹스 조정  (원인) 수요 예측, 탈원전, 미세먼지 등 정책적 요인들로 인한 전원믹스 변동, 혼동  (결과) 전원 규모 및 전원믹스의 변동과 에너지믹스와의 연계성 미흡 전력시장 개선의 기본 방향  전력시장의 개선 방향 - 운영 방식 보완  (1) 제 3자의 변동비 평가 방식을 토대로 운영되는 기존 대규모 전원 중심의 에너지믹스 구조를 개선할 필요가 있다  ⇒ 시장참여자의 본래 기능 회복과 에너지원의 다양성 추구  (2) 온실가스 감축 등 국가 에너지정책을 반영할 수 있도록 시장 운영 규칙 변경 ⇒ 발전 부문의 환경제약 반영이 가능한 급전 방식 도입  (3) 분산전원 등에서 발생하는 분산편익(송전회피, 손실 절감 등)이 전력시장에서 가격으로 반영될수있도록 시장규칙 보완 ⇒ 분산편익을 객관적으로 평가 후 시장가격으로 전환