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집단에너지 사업의 경제성 평가 - 사회적 편익과 천연가스 가격의 불확실성을 고려하여 - : An Economic Analysis of a COmbined HEat and Power System : Considering Social benefit and Uncertainty in Natural Gas Prices

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Authors

이성재

Advisor
홍종호
Major
환경대학원 환경계획학과
Issue Date
2014-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
집단에너지 사업천연가스 가격의 불확실성실물옵션블랙-숄즈모형대기오염 감축효과연료사용량 저감효과
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 환경대학원 : 환경계획학과, 2014. 8. 홍종호.
Abstract
현재 우리나라의 에너지 체제는 대규모의 중앙집중형 위주에서 중앙집중형과 지역중심의 분산형 에너지 체제가 혼합된 형태로 전환되고 있다, 특히 집단에너지 사업은 분산형 에너지 체제의 핵심 중 하나로 평가되고 있으며, 정부는 보급 확대를 추진하고 있다. 집단에너지는 다른 발전에 비해 에너지 효율이 높고 이로 인해 온실가스 배출을 감소시키는 효과가 있으며, 생산과 소비가 동일한 지역에서 이뤄져 사회적 문제가 되고 있는 송전선로 건설을 줄일 수 있는 대안으로 평가된다. 하지만 현재 국내 집단에너지 사업은 이러한 장점에도 불구하고 천연가스 가격의 급격한 상승 및 열요금 문제로 인해 많은 기업이 적자인 상황이다. 이와 함께, 국내 천연가스 가격은 2017년을 전후로 셰일가스 수입, 저장시설 확충, 에너지 세제 개편 등으로 인해 불확실성이 존재한다.
본 연구는 집단에너지 사업이 처한 현재 상황을 고려하였을 때 경제성 확보가 가능한가에 대해 분석하고, 사업 확대를 위한 정책적인 시사점을 제시하고자 하였다. 본 연구의 경제성 분석 진행 순서는 다음과 같다. 우선, 경제성 분석을 위해 분석대상, 분석방법, 분석을 위한 데이터를 정리하였다. 그리고 분석대상에 따라 열수요를 예측하고 시설용량을 추정하여 시설투자비를 산정하였다. 다음으로 연료사용량 절감 및 대기오염물질 감축효과에 대한 사회적 편익을 추정하고 집단에너지 사업의 타당성을 평가하였다. 마지막으로 2014년 초부터 2017년 초까지 3년 동안을 의사결정의 유연성이 존재하는 구간으로 보고 실물옵션 개념을 도입하여 프로젝트에 내재한 가치를 평가하였다.
연구 결과를 보면, 사회적 편익을 고려했음에도 모든 세대에서 집단에너지 사업의 경제성 확보가 어려운 것으로 나타났다. 3만 세대에서 8만 세대의 경우 편익이 비용보다 높은 기간이 존재하였지만, 초기투자비용보다 수입이 적어 20년이 지나도 경제성을 확보하지 못하였다. 또한, 천연가스 가격의 불확실성을 고려하기 위해 실물옵션을 도입함에도 불구하고 경제성 확보가 어려웠다. 현재 일정수준 열요금 및 천연가스 가격을 변화시킴에 따라 기존 NPV에 비해 적자가 상당히 완화되었지만, 경제성 확보에는 무리가 있었다.
이렇듯 집단에너지 사업의 경제성 평가 결과가 부정적으로 나온 이유는 여러 요인이 존재한다. 우선, 현재 열요금은 천연가스 가격의 급격한 증가를 제대로 반영하지 못하고 있다. 또한, 사업자에 따라 적정원가가 다름에도 불구하고 거의 동일한 요금제를 사용하여 규모가 작을수록 수익성 확보가 어렵다. 이와 함께, 중소규모의 집단에너지 사업의 경우에는 대규모 사업에 비해 천연가스 가격이 비싼 것도 경제성 확보를 어렵게 하는 요인으로 풀이된다. 마지막으로 열수요가 점차 낮아지고 있어 사업의 경제성 확보가 과거에 비해 어려운 것으로 보인다. 현재와 같이 사업의 경제성 확보가 어려운 상황에서는 사업자의 참여가 쉽지 않아 보급 확대가 어려울 것으로 판단된다.
만일 정부가 집단에너지 사업을 확대하고자 한다면 여러 제도적 개선이 필요하다. 우선, 열요금은 사업자 특성에 따라 적정원가 수준이 다르므로 차등화된 열요금제를 적용해야 한다. 이와 함께, 사업자의 경우 저가열원을 확보하여 열 생산비용을 낮추는 방안을 마련할 필요가 있다. 다음으로, 소규모 사업의 경제성 확보를 위해 천연가스 가격을 대규모 집단에너지 시설에 적용되는 저렴한 가격으로 통일시킬 필요가 있다. 마지막으로 집단에너지 사업이 발생시키는 사회적 편익이 사업자의 수익에 반영되도록 보조금 지원 등이 필요할 것으로 보인다.
Language
Korean
URI
https://hdl.handle.net/10371/129891
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