매 2년마다 수립되고 있는 국가 ‘전력수급기본계획’은 에너지 다소비 제조 산업 중심의 우리나라 사회·경제·환경에 막대한 영향을 미치는 국가적인 중요 사안이기에 많은 전문가들의 관심을 받고 있다. 특히, 최근 신정부의 탈원전·
탈석탄·신재생 에너지 확대를 골자로 한 에너지 정책이 주목을 받으면서 일 반 대중들에게도 많은 관심을 받고 있다. 산업통상자원부는 많은 관련 전문가 들과 함께 비용 효율성, 전력시장 수급 안정성, 온실가스 및 환경오염 물질 배출량 등 다양한 사항들을 고려하여 국가 ‘전력수급기본계획’에 대한 의사결 정을 내리고 있다.
본 연구에서는 최근 관련 전문가 및 단체들이 서로 다른 의견을 내 논란의 중심에 있는 ‘제8차 전력수급기본계획’에서 제시될 것으로 예상되는 전원구성 계획의 수급 안정성 및 적정 예비율에 관련된 연구를 수행하였다. 특히, 원자 력 및 석탄 발전의 비중이 대폭 줄어들고 신재생 에너지의 비중이 급격하게 증가하는 새로운 전원구성 계획의 특성을 고려하였다. 그동안 비중이 크지 않 아 심각하게 고려되지 않았던 신재생 에너지의 공급 불확실성이 전력시장의 수급 안정성 및 적정 예비율에 미치는 영향을 명시적으로 분석할 수 있는 시 뮬레이션 기반의 새로운 평가 모형을 제안하였다.
본 논문에서 제시한 평가 모형에 기반하여 분석한 결과를 요약하면 다음 과 같다. 첫째, 전력 수요와 전원구성 확장 계획이 모두 ‘제7차 전력수급기본 계획’을 따른다고 하더라도, 신재생 에너지의 공급 불확실성은 계획기간의 후 반부(2024년 이후)에 전력 시장의 수급 안정성에 문제를 일으킬 수 있는 가능 성을 확인할 수 있었다. 이러한 수급 안정성 문제를 보완하기 위하여 약 4GW 이상의 수급 안정성에 도움이 되는 발전 설비용량을 확보하는 것이 필 요함을 분석할 수 있었다. 앞으로 수립될 것으로 예상되는 ‘제8차 전력수급기 본계획’의 경우를 살펴보면, 하향 조정된 수요 전망으로 인해 평균 예비율은 증가할 것으로 예상됨에도 불구하고 신재생 에너지의 불확실성에 의하여 목 표 공급 신뢰도를 만족하지 못하는 결과가 발생할 것으로 분석되었다. 따라서 수급 안정성 문제를 보완하기 위한 발전 설비용량을 추가로 확보해야 된다는 것을 확인하였다.
본 연구는 우리나라 전력 시스템의 최신 자료를 활용하지 못하였다는 점에 서 한계를 지니고 있다. 그럼에도 불구하고, 본 연구의 분석 결과는 신재생 에너지의 공급 불확실성에 대한 타당한 고려 없이 장기 전원구성 계획을 수 립할 경우 우리나라 전력 시장의 수급 안정성에 비효율성을 초래할 수 있는 가능성이 높다는 점을 보여주고 있다. 또한, 전력 시장의 수급 안정성을 높이기 위해서 추가로 확보해야할 발전 설비용량에 대한 의사결정 시 본 연구에서 제안한 평가 모형의 활용 타당성을 제시하고 있다.
본 연구의 제안모형을 개선하기 위하여 다음과 같은 사항을 고려하는 것이 필요하다. 첫째, 본 연구에서는 계산 효율을 고려하여 4단계의 블록화 된 부하 지속곡선을 이용하였다. 부하지속곡선의 블록을 보다 세밀하게 구성함으로써 우리나라 전력 수요의 특성을 보다 자세하게 반영하는 것이 가능할 것이다.
둘째, 본 연구에서 가정한 분포를 보다 현실적으로 개선할 필요가 있다. 예를 들어, 기존 발전원의 고장정지확률을 독립 이항분포로 가정하였으나, 이항분포 의 독립성을 수정함으로써 발전설비의 이질성을 반영할 수 있다.
접수일(2017년 10월 18일), 게재확정일(2017년 11월 9일)
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부 록
시나리오 1 시나리오 2
설비예비율 (%)
공급예비율
(%) LOLP (%) 설비예비율 (%)
공급예비율
(%) LOLP (%)
2014 16.02 7.64 0.180 16.02 7.68 0.197
2015 11.53 3.49 4.627 11.53 3.52 4.310
2016 19.28 10.60 0.000 19.28 10.64 0.007
2017 23.73 14.80 0.000 23.73 14.82 0.000
2018 21.90 13.47 0.000 21.90 13.46 0.000
2019 20.69 12.47 0.003 20.69 12.46 0.007
2020 21.35 13.35 0.003 21.35 13.37 0.000
2021 22.62 14.73 0.000 22.61 14.75 0.000
2022 23.09 15.59 0.000 23.09 15.58 0.000
2023 20.71 13.73 0.010 20.71 13.74 0.003
2024 17.87 11.42 0.157 18.96 12.44 0.047
2025 16.70 10.66 0.540 19.10 12.94 0.043
2026 16.79 11.07 0.437 16.16 13.30 0.037
2027 16.85 11.47 0.463 19.19 13.68 0.037
2028 16.90 11.80 0.440 20.24 14.99 0.013
2029 16.98 12.23 0.523 19.88 14.95 0.013
<표 A1> 분석결과 – 시나리오 1 & 2
시나리오 1 시나리오 2 설비예비율
(%)
공급예비율
(%) LOLP (%) 설비예비율 (%)
공급예비율
(%) LOLP (%)
2014 16.02 7.67 0.123 16.02 7.66 0.150
2015 16.75 8.35 0.073 11.53 3.49 4.347
2016 18.48 9.87 0.007 19.28 10.65 0.003
2017 27.29 18.13 0.000 23.73 14.81 0.000
2018 30.80 22.10 0.000 22.97 14.78 0.000
2019 28.96 20.95 0.000 21.02 13.48 0.003
2020 27.44 20.18 0.000 19.11 12.32 0.163
2021 23.13 16.69 0.003 14.75 8.75 4.923
2022 20.42 14.93 0.140 11.26 6.16 14.443
2023 20.26 15.55 0.080 11.33 6.99 14.583
2024 20.31 16.38 0.167 10.82 7.22 15.583
2025 20.62 17.35 0.147 10.84 7.87 15.720
2026 20.53 18.05 0.250 10.62 8.29 16.067
2027 21.01 19.15 0.163 10.73 9.08 16.257
2028 20.74 19.59 0.297 9.82 8.76 17.000
2029 20.83 20.42 0.290 9.03 8.69 19.367
<표 A2> 분석결과 – 시나리오 3 & 4