전력 시장에서 수요 반응에 의한 시장지배력 완화에 관한 연구

Abstract

지난 20 여 년 동안 전력 산업에서는 시장 경쟁 도입을 통해 효율성을 향상시키려는 노력이 이루어져 왔으며, 상당부분 성과를 이루었다. 그러나 전력 산업에서의 발전 부분은 과점의 형태를 띨 수 있으며, 이에 따른 발전사업자의 시장 지배력 행사는 경쟁 도입의 효과를 약화시키는 원인이 되어 왔다. 이에 발전 사업자의 시장 지배력 행사를 억제하기 위한 여러 가지 수단이 도입되어 왔다. 그 중 하나인 수요 반응은 발전 사업자의 시장 지배력을 완화할 수 있는 수단으로 주목 받고 있다. 본 논문에서는 발전 회사들의 전력 시장 하에서의 시장 지배력 행사를 인센티브를 제공하여 수요 반응을 통해 완화시키는 방법에 대해 알아보았다. 자율적 풀 형태의 전력 시장 하에서, 각 시장 참여자들의 전략 행위에 의한 시장 균형을 게임 이론적 접근을 통하여 분석하였다. 발전 회사와 소비자들의 이윤함수를 구성하고, 가격 결정자들의 이윤최대화 조건인 최적 반응 함수를 유도하여, 시장 균형을 도출하고, 이에 대해 분석하였다. 전일 에너지 시장에서의 균형은 가격결정자들의 발전량 또는 수요 절감량을 통한 경쟁을 다룰 수 있는 쿠르노 모형을 통해 도출하였다. 자율적 수요 반응 참여에서도 발생할 수 있는 발전 회사의 시장지배력의 행사에 의한 시장 가격 상승 및 잉여의불공정한분배를 더욱 개선하기 위하여, 가격 수용자로 행동하는 소비자가 가격결정자로 행동하는 소비자에게 수요 절감에 따른 인센티브를 제공하게 하여, 그 수준을 시장 개설 이전에 공표하는 선행 전략으로서의 수요 자원 이용 방법을 연구하였다. 본 방법은 사전에 인센티브가 공표되는 수요 반응 프로그램의 특성에 고려하여, 적정 인센티브 수준이 후행 참여자들의 전략에 영향을 미칠 수 있다는 점에 착안하였다. 이를 순차 게임인 슈타켈버그 모형을 통해 참여자들의 행태를 분석하고 균형점을 도출하는 방법에 대해 간단한 참여자 구성에서 해석적인 해를 유도해내었다. 하지만, 가격 결정자로 행동하는 참여자가 늘어날 경우, 해석적인 방법을 통한 분석이 힘들기 때문에, 사례 연구에서는 인센티브 사전 공표 상황, 자율적 수요 반응 참여 상황, 과점 상황, 이상적인 완전 경쟁 상황에서의 시장 균형 값과 그에 따른 잉여들을 비교 분석하였다. 인센티브를 사전 공표하는 수요 반응 상황에서는, 시장 가격의 하락 및 플레이어들에게 과점에서의 후생 분배보다 좀더 공정한 사회 후생 분배를 이루었고 이로 인하여 시장지배력을 완화시키는 결과를 가져오게 되었다.