• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제28권2호
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• pp.177-200
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• 2019

전력수급계획의 근간이 되는 전력수요 전망은 GDP와 기상변수 등 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 확률 프로세스로 이해할 수 있다. 이 전망치를 바탕으로 전력설비의 구성 방안이 수립되는데, 실제 의사결정 과정은 주어진 확률분포에 대한 정보가 온전하다고 가정한다는 한계를 가진다. 그러나 현실적으로는 확률분포 자체의 중첩 불확실성이 존재하기 때문에 강건한 최적계획(robust optimization)의 수립이 필요하다. 본 논문은 중첩 불확실성을 포함한 발전설비 조정의 최적의사결정을 연구한다. 구체적으로 원자력의 감축투자 관련 실물옵션 모형을 수립하고 우리나라 전력수급기본계획의 특성을 고려한 중첩 불확실성하에서 원전감축 투자를 분석한다. 분석 결과, 현재의 원전축소 정책은 전력수요 증가율이 낮다는 것을 전제로 한 정책으로서 전력수요 증가에 대응할 수 있는 정책 강건성을 갖추지는 못한다는 것을 보여준다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제16권1호
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• pp.27-63
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• 2007

본 연구는 OPEC의 감산합의 또는 투기적 비축 등과 같은 전략적 또는 자발적 수출제약으로 인해 필요한 원유를 충분히 확보하지 못할 때 발생하는 원유공급 위기가 우리 경제에 미치는 효과를 분석하였다. 원유가격의 변화가 예측이 불가능한 현상으로 가정하고 외생적인 변수로 간주하는 기존의 연구와 달리, 본 연구는 자발적 수출제약으로 인해 원유가격이 내생적으로 결정되는 동태적 연산 가능 일반균형 모형을 이용하여 원유공급 위기에 따른 파급효과를 분석하였다. 본 연구의 분석시나리오는 IEA의 단계별 비상조치에 근거하여 원유공급량이 BaU 대비 7%와 12% 감소하는 경우로 설정하였다. 모의실험 결과 원유공급이 7%와 12% 감소하면 원유도입가격은 약 17.3%와 33.5% 증가할 것으로 예측된다. 이에 따른 경제성장률은 약 0.52%p와 0.96%p 감소하는 것으로 추정된다. 다시 말하면 원유도입가격이 1% 증가하면 경제성장률은 0.03%p 감소하는 것에 해당한다. 반면 소비자물가는 0.8%p와 1.51%p 증가하여, 원유도입가격이 1% 증가하면 소비자물가는 약 0.045% 증가할 것으로 예측된다. 원유공급 위기가 발생하면 전력의 생산량은 감소하고 전력가격은 수요 감소로 인해 1차년도에 약간 감소하다가 생산비용 증가효과로 인해 전력가격은 상승하는 것으로 추정된다. 전원 믹스에 미치는 효과를 살펴보면, 석유제품의존도가 높은 화력과 자가발전의 생산량 감소가 상대적으로 큰 것으로 나타난다. 원유의 공급위기로부터 직접적인 영향을 받는 석유제품은 큰 폭으로 하락하는 반면 석탄과 열에너지는 대체효과로 인해 오히려 소비량이 증가하는 것으로 추정된다. 액화천연가스는 당해 연도에는 경기침체와 함께 소비량이 줄어들지만 시간이 지날수록 석유와의 대체관계로 인해 소비량이 증가할 전망이다. 생산량이 대폭 감소하는 석유제품산업은 가격이 큰 폭으로 상승하여 판매액은 오히려 증가한다. 열에너지와 석탄산업은 대체효과로 인해 생산량이 증가하는 반면 그 외의 모든 산업은 원유공급 위기가 발생하면 생산량과 생산액 모두 감소하는 것으로 나타난다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제28권2호
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• pp.307-326
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• 2019

전기자동차는 수송부문의 대표적인 온실가스 및 미세먼지 감축 대책으로 손꼽히고 있다. 세계 각 국가들은 전기자동차 보급 확대를 위해 구매 보조금 및 세제 감면 등의 자원제도를 시행하고 있다. 전기자동차는 주행 중에 발생하는 환경오염물질이 없다는 점에서 무배출차량(ZEV: Zero-Emission Vehicle)로 분류되지만 이는 전기자동차에 사용되는 전력을 생산하는 과정에서 발생되는 간접적인 배출을 고려하지 않은 것이다. 따라서 전기자동차의 보급에 따른 환경적 편익 증대는 전력 믹스에 따라 달라진다. 본 논문에서는 국내의 전원 구성 환경과 향후 진행될 에너지 전환에 따른 전기자동차의 환경적 영향을 분석하였다. 상세한 대기오염물질 배출 산정을 위해 각 발전소의 시간별 오염물질 배출과 발전량 데이터를 구축하여 발전소별 발전효율 및 오염물질 배출량 저감 노력 등을 반영하였다. 분석결과 현재의 발전원별 비중에서는 전기자동차의 환경적 편익이 -0.41~10.83원/km에 불과한 것으로 분석되었다. 또한 에너지 전환 시나리오에 따른 전기자동차의 환경편익 분석결과 석탄 발전의 비중이 상당한 정도로 줄어드는 경우에만 전기자동차가 내연자동차에 비해 높은 수준의 환경 편익이 발생하는 것으로 나타났다.

• KDI Journal of Economic Policy
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• 제34권2호
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• pp.55-93
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• 2012

우리나라에서 에너지정책은 다양한 에너지 관련 계획들을 통해 구체화된다. 그런데 최근 비전으로서의 성격이 강한 상위계획에서 설정되는 부문별 목표가 지속적으로 상향 조정됨에 따라 상위계획과의 정합성을 유지해야 할 필요가 있는 (실행계획으로서의) 하위계획 수립에서 왜곡이 발생하고 있다. 이와 더불어 개별 하위계획 자체도 미래의 불확실성에 대응하여 계획의 유연성을 확보하는 측면에서 한계를 보이고 있다. 이러한 문제들은 잠재적으로 막대한 사회적 비용을 초래할 위험을 내포하고 있다. 이에 본 논문은 우리나라 에너지 계획의 수립 집행과 관련한 개선방안의 논의에 실증적인 근거를 제시하기 위해 실행계획 가운데 가장 중요하게 인식되고 있는 전력수급기본계획을 주된 분석대상으로 삼아, 전력수급기본계획 자체의 문제, 전력수급기본계획과 상위계획 간 정합성을 유지하는 과정에서 발생할 수 있는 문제를 논리적으로 설명하고, 현실적인 상황을 가정하여 그러한 문제들이 초래할 수 있는 사회적 비용의 규모를 추정하였다. 분석 결과, 전력수급기본계획 수립 시 최대전력이 실적치보다 7%(15%) 적게 추정되는 경우 2020년 기준으로 연간 발전비용이 약 2,860억원(1조 2,160억원) 증가하며, 이러한 사회적 비용은 상위계획인 국가에너지기본계획에서 설정한 미래 전력수요 목표치에 맞추어 전력수급기본계획이 수립 집행되는 경우에도 유사하게 발생함을 보였다. 또한 상위계획인 온실가스 감축 마스터플랜에서 전력부문에 부과하는 감축목표량이 과도하게 설정되어 탄소배출비용이 0일 경우의 적정 전원구성에서 발생하는 온실가스 배출량의 5%를 추가 감축해야 하는 경우에도 연간 발전비용은 2020년 기준으로 약 9,150억원 증가한다. 반면, 우리나라의 경우 전원별 경제성에 큰 차이가 존재하는 특성으로 인해 전력수급기본계획 수립 시 미래 $CO_2$ 가격의 불확실성이 초래하는 잠재적인 사회적 비용의 크기는 매우 작은 수준으로 분석되었다.

• 전기학회논문지
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• 제67권2호
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• pp.173-178
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• 2018

This study organizes scenarios on the power supply and demand plans considering the uncertainties and the portion of distributed energy resources. In analysing the scenarios, it estimates total electricity supply cost in the social aspect, natural gas demand and air pollutants emission including carbon dioxide. Also the analysis is performed to estimate the marginal cost of carbon dioxide reduction for the fuel switching from coal to liquified natural gas. In result, the social cost could be decreased by replacing some portion of renewable energy by LNG-based combined heat and power and delaying the construction of large base-load generators such as coal and nuclear plants. The marginal carbon dioxide reduction cost by fuel switching is in plausible range for fuel switching to be an option for carbon dioxide emission reduction when the social cost is considered.

• 에너지공학
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• 제23권2호
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• pp.125-148
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• 2014

본 논문은 기술-제도 복합시스템을 활용하여 우리나라의 전력 산업이 현재의 탄소의존 경로에 이르게 된 다양한 원인들을 역사적으로 분석하고, 우리나라 전력산업이 탄소고착에서 벗어나 지속가능한 체제로 전환할 수 있는 가능성에 대해 평가하였다. 분석의 결과 우리나라 전력산업의 탄소고착을 강화시키는 요인들은 시장, 기업, 소비자, 정부측면에 고르게 분포되어 있는 것으로 드러났다. 경제성에 근거한 대규모 발전설비를 선호하는 정부정책과 저렴한 전기요금제도, 요금 인상을 엄격히 억제하는 물가관리 시스템, 여름철과 겨울철 전력수요 급증, 탄력적인 요금제도의 부재, 유연탄과 천연가스 설비의 확대 등이 그것이다. 반면 원자력발전과 스마트 그리드를 제외하면, 탄소고착을 완화시키는 요인들은 주로 환경관련 법률이나 신재생관련 법률이다. 전력산업의 탄소배출이 전원구성에 의해 가장 큰 영향을 받고, 우리 경제가 제조업 기반의 수출 위주이며, 산업과 상업부문의 전력소비가 총 85% 이상이라는 점 등을 고려할 때, 우리나라 전력산업이 이른 시일 내에 탄소고착에서 벗어날 수 있을 가능성은 그리 높아 보이지 않는다. 따라서 우리나라 전력산업이 탄소고착을 탈피하기 위해서는 시장, 기업, 소비자, 정부 차원에서 복합적인 개선 노력이 필요하다. 우선, 시장측면에서는 주요국처럼 독점을 완화하여 적극적인 신재생에너지 확대와 소비자 선택권을 보장하는 조치가 필요하다. 기업측면에서는 적극적인 수요관리와 신재생을 포함하는 분산전원의 확대가 시급한 과제이다. 소비자측면에서는 탄소고착 완화를 위한 다양한 요금제 도입과 소비자의 의식전환 노력 등이 필요하다. 마지막으로, 정부에서는 수급계획 수립 시 중요하게 고려되지 못했던 다양한 외부 비용들, 예를 들어 환경비용, 사회적 갈등비용 등을 포함하는 제도 개선이 시급히 필요하다.

• 에너지공학
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• 제15권2호
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• pp.83-95
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• 2006

본 연구에서는 기준안으로 2040년까지 최종에너지의 15%를 수소로 대체한다는 목표를 세우고, 수소이용 효율이 가장 높은 수송부문을 주대상으로 2040년까지 자동차의 50% 이상을 연료전지 자동차로 대체하고, 기타, 가정 상업 및 산업부문에서도 각각 22%, 23%를 연료전지로 대체하는 계획을 수립하였다. 수소의 제조와 저장, 운반 등 공급인프라 부분에서는 2020년까지는 LNG와 석탄 등의 화석연료를 주원료로, 2040년까지는 신 재생에너지의 비중을 60%까지 늘리는 것으로 목표를 설정하였다. 기준안(수소비 중 15%)으로 제시한 수소경제가 실현되는 경우 1차에너지가 9% 저감되고, 석유가 22.7%, 원자력이 17.8%, LNG가 8.9%, 석탄이 3.1% 줄어들고 대신 신 재생에너지는 47.3% 증가하여 지속가능한 에너지믹스가 실현되는 것으로 나타났다. 이에 따라 에너지자급도의 개선, 에너지수입대체효과, 환경편익, 신성장동력으로서 수소 연료전지 산업 정착에 따른 고용창출효과 등 경제적 파급효과도 막대한 것으로 나타났다. 또한 수소경제의 적정산업규모를 갖추기 위한 투자비를 산출한 결과 2040년까지 총 200조원 이상이 필요하다. 방대한 재원을 조달하기 위해 민간자본의 유치와 정부의 효과적 정책개발이 요청된다. 수소경제의 비용효과적인 조기실현을 위해서는 전담기구의 신설과 민간의 전문인력 양성, 그리고 수소 연료전지 산업육성을 위한 규격 및 표준화 마련도 시급한 것으로 판단된다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제14권4호
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• pp.817-838
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• 2005

본 논문에서는 시장기능을 통하여 담보되지 않는 자원의 적성성과 최적의 전원구성을 과도기적으로 공적인 기구를 통하여 결정하고 이를 투자와 운영 2단계의 경쟁을 통하여 효율적으로 달성하는 방법을 제시하였다. 자원의 적정성을 나타내는 신뢰도지수와 이를 바탕으로 이루어지는 최적의 전원구성은 사회적인 합의를 반영할 수 있는 공적인 기구를 통하여 결정한다. 이 때 수요관리나 재생에너지와 같은 공적인 자원은 우선적으로 할당되고 최적의 자원 구성은 경제성, 환경성, 에너지 안보, 사회적인 수용성 등을 감안한 다속성 의사결정 방식을 통하여 결정한다. 공적인 기구를 통하여 결정된 최적 전원구성을 구현하기 위한 투자 단계의 효율성을 기하기 위하여 결정된 전원별 설비용량을 제시된 고정비를 기준으로 경쟁적인 입찰을 통하여 확보한다. 입찰 과정에서 투자비에 대한 비용절감을 유도하면서도 선정된 발전기에 대하여 고정비의 회수를 보장함으로써 투자에 따른 미래의 불확실성을 감소시킬 수 있다. 투자비 회수보장으로 인한 불확실성의 감소와 경쟁입찰을 통하여 민간사업자의 신규진입을 활성화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 설비가 건설된 상태에서의 운영은 현재와 유사한 변동비에 근거한 시장을 운영함으로써 시장을 통한 경쟁에 의하여 변동비의 절감을 유도한다. 고정비 회수에 대한 보장과 변동비 절감유인을 제공하기 위하여 시장을 통한 수익성을 바탕으로 발전회사의 성과에 따라 인센티브를 지급하는 유인규제(perfomance based regulation) 방식을 제안하였다. 이 때 발전회사의 추가적인 노력이 없이 기존 전원구성의 왜곡 등으로 인하여 발생하는 초과수익을 회수하여 공정한 경쟁을 유도하도록 하였다. 본 연구는 향후 완전경쟁시장으로 이행하면서 발생할 좌초비용을 가능한 한 줄일 수 있도록 하는 전력수급정책과 시장제도를 개선하는 방안을 제안한 것으로, 현재의 과도기에만 적용 가능하며 장기적으로는 완전경쟁시장에 기초하여 전력수급정책이 마련되어야 할 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제38권4호
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• pp.461-466
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• 2010

본 연구는 미생물연료전지를 이용하여 액비를 처리하고 동시에 유용한 전기에너지 발생이 가능한지를 실험한 것이다. 탄소섬유전극(graphite felt)와 스테인레스 스틸망을 다른 비율로 충진한 single-chamber 미생물연료전지를 이용하였으며 탄소섬유전극보다 스테인레스망을 더 많이 충진한 미생물연료전지를 대조구(CMFC)로 하여 탄소섬유전극이 더 많이 충진된 미생물연료전지(SMFC)와 서로 비교하였다. 농화 배양이 끝난 후, SMFC로부터 발생되는 전류는 $3.167{\pm}80\;mg/L$ 의 액비를 공급할 때 18 mA가 안정적으로 발생되었다. 이때 최대 전력밀도와 전류밀도는 각각 $680\;mW/m^3$와 $3,770\;mA/m^3$이었으며, CMFC의 전력밀도와 전류밀도보다는 높았다. 화학적산소요구량(COD)는 SMFC와 CMFC에서 $3.718{\pm}80\;mg/L$에서 $865{\pm}21$과 $930{\pm}14\;mg/L$로 감소하여 각각 72.7%와 70.6%가 감소되었다. SMFC와 CMFC로부터 부유물질(SS)은 99% 이상이 감소되는 것을 확인하였다. 또한 SMFC의 암모니아성질소, 질산성질소, 그리고 인산염인과 같은 영향물질 농도의 변화도 각각 65.4%, 57.5%, 그리고 73.7%이 감소되었으며 CMFC의 경우도 거의 유사한 제거율을 보였다. 이들 결과로부터 저가 재료가 충진한 미생물 연료전지를 이용함으로써 경제적 효과를 기대할 수 있음은 물론 가축분뇨로부터 적지만 전기 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.