에너지환경경제학Class 6: Domestic Energy

Market(2)

아주대학교 경제학과 , 에너지시스템학과 , 금융공학협동과정교수 김수덕 (suduk@ajou.ac.kr)

석유분야의 연구-. The Security of the Oil Market in Three Northeast Asian Countries (with I.W.Ahn), to be presented at Energy Security and Climate Change: Issues, Strategies, and Options, ESCC 2008, Regional Energy Resources Center ant AIT (Aian Institute of Technology in Thailand, 6-8 August 2008-. 동북아 3 국의 석유수급의미의 재검토 : 원유 , 석유제품 생산과 수출입 , 그리고 정제시설을 중심으로 ( 안일환 외 공동 ), 자원환경경제연구 , forthcoming, 2008.6-. 수송용 바이오에탄올 도입의 경제성평가 및 CDM 사업 타당성 분석 ( 민은주 공동 ), 에너지경제연구 , forthcoming, 2008 -. 에너지의 안정적 확보방안에 관한 연구 ( 이승훈 외 ), 전력산업연구회 , 산업자원부 , 2006.12-. 전략석유비축의 효율적 활용방안 연구 , 에너지경제연구원 /한국석유공사 , 2003. 1, 공동연구 -. 석유선물시장을 활용한 비축유의 효율적 구입 및 관리 방안 , 에너지경제연구원 , 2002. 12, 공동연구 -. 비축유 관리모형개발 및 시뮬레이션 분석 , 한국석유공사 연구보고서 , 2002.12-. 헤징계약 도입에 따른 국내전력시장의 영향분석 , ( 윤원철 , 손양훈공저 ) 2002. 산업조직연구 , 제 10 집 제 4 호 , pp.47-66-. 국제 원유가하락의 국민경제적분석 (1993, 12), 에너지경제연구원

가스분야의 연구-. LNG 도매시장의 경쟁도입방안 검토 , ( 연구책임 ), POSCO, 최종보고서 , 2005.3-. Forecasting Gas consumption in the Korean Industrial sector, Sponsored by Shell, Korea, 2008.4-. 차량용 LNG 연료 시장성 평가용역 , ( 경제성평가분야 연구책임 ), 한국가스공사 , 최종보고서 , 2004.12-. 미설명 도시가스의 분석 : 경인지역을 중심으로 , 에너지공학 , 2003. 11, 12 권 4 호 , pp 328-338-. 도시가스 판매량오차원인 분석결과에 따른 제도개선 ( 공동 ), 산업자원부 , KRISS/IR--2003-045, 2003.3 -. 도시가스 계량기술 및 판매시템 분석 ( 공동 ), 산업자원부 , KRISS/IR--2003-044, 2003.3 -. 적정 LNG 저장시설 산정모형 수립 및 시나리오 분석 , ( 정용헌 ) 1997, 에너지경제연구원 연구보고서 KEI97-13-. LNG Demand for Power Generation and Optimal LNG Storage, Journal of Economic Research, 1996, pp 381--398-. 장기천연가스 수요전망 , ( 문영석 외 ) 1995.8, 한국가스공사발주 용역보고서 , 공동연구-. 가스데이타 체계정립에 관한 연구 , (1993, 12), 에너지경제연구원

집단에너지분야의 연구-. 기상자료와 냉난방 실측자료를 이용한 열부하 추정과 예측 : 다계층모형의 활용 ( 문춘걸 공동 ), 자원환경경제학연구 , 16 권 4 호 , pp.803-833, 2007-. CES/ 소형열병합 사업타당성 분석모델 구축 프로젝트 , GS-Caltex, 2006.12 - 2007.8-. 'Modelling for Economic Evaluation of DHC/CHP - New Perspective and Opportunities' will be presented at Int'l Seminar on DHC/CHP (DHC/CHP toward the Future), AT Center, Nov.15-17, 2006-. 한국지역난방공사 전력시장 진입 최적방안연구 ," ( 윤원철 외 ) 2002.4, 에너지경제연구원 연구보고서 -. 열요금제도 효과분석 , ( 심상렬 외 ) 2001, 3, 에너지경제연구원 연구보고서

석유제품 수요예측 모형개발 연구 ( 최종보고 )

2009 년 11 월 26 일

연구책임 김 수 덕 공동연구책임 문 춘 걸

Petronet 자료 형태 (1) 국내 정제 제품 가격

Petronet 자료 형태 (2)

국제 석유 제품 가격

Petronet 자료 형태 (3)

국제 LPG 가격

석유공사보유 국내 석유제품 소비자료형식

본 연구의 예측대상과 기존연구들의 차이

2007.8

2007.9

2007.10

2007.11

• 원유의 세계시장가격과 국내 에너지가격을 명시적으로 모형에 고려함

• 세부용도 간에는 분리성 (separability) – 상호대체성이 없음

• 세부용도 내에서 세부유종 간에는 대체성 있음 – 동일 용도 내 세부유종들을 함께 모형화

GAUSS 로 작성한 DB 프로그램

최종 평가대상 유종선정 및 관련데이터 확보

계량모형의 흐름도

KNOC 석유수급 전망모형의 기본구조 세부용도별 모형 : 자기회귀시차분포모형 (ARDL)

세부용도 간에는 분리성 (separability) – 상호대체성이 없음 . ARDL 모형은 분석대상 변수가 비정상성 (nonstationarity) 을

가지는지의 여부와 관계없이 적합하고 포괄적인 분석모형임 . ARDL 모형은 기존의 다양한 시계열회귀분석모형을 포괄적으로

포함함 .: 정태모형 (static model), 자기회귀과정 (autoregressive process), 선행지수모형 (leading indicator), 성장률모형 (growth-rate model), 유한시차분포모형 (finite distributed lag model), 부분조정모형 (partial adjustment model), 자기회귀오차모형 (autoregressive errors, COMFAC), 차수정모형 (error correction model, ECM), dead-start model 등

KNOC ver.1 의 ARDL 모형의 장점

KNOC 석유수급 전망모형 (ARDL) 의 장단기 탄력성 이해

KNOC 모형에 사용된 추가 분석방법

국제 제품가격 모형 구조

국내 제품 ( 정유사 + 수입사 ) 세전가격 모형 구조

국내 제품 세전가격 모형 구조

국내 제품세전 가격 모형 구조 ( 계속 )

제품별 국제가격 추정결과 - 휘발유

제품별 국내 세전 가격 추정결과 - 휘발유

부문별 수요모형 추정결과 – 도로용휘발유

GUI 시스템 흐름도

시작화면

DB 업데이트 (1)

DB 업데이트 (2)

새 작업 & 불러오기 (1)

새 작업 & 불러오기 (2)

외생변수 편집 & 외생변수별 Kernel Density

세제정보 및 세율

외생변수 저장

현재 설정된 외생변수 저장 가능

전망 결과

변수 별 전망결과 선택 가능 1. 국내석유수요 2. 국내 석유제품 3. 세후 가격 , 4. 국제 석유제품가격 5. 국제유가 및 외생변수

-분석된 기간 설정 가능 ( 월 , 분기 , 년 )

-단위 : 천 bbl 혹은 제품별 고유단위 선택 가능

- 그래프 결과 창 이동 가능

전망 결과 ( 그래프 )

실적치와 전망치를 색으로 구분

-기간별 자세한 그래프는 오른쪽→왼쪽 드래그

- 원본으로 되돌아 갈 때는 왼쪽→오른쪽 드래그

결과저장 ( 엑셀파일과 연동 )

석유제품 산업중분류에 따른 추정 ( 추가 ) -1PEDSIS 에서 세로항목에 산업 (대 )/ 산업 ( 중 ), 가로항목에 제품 (중 ) 선택하여 각 월별 수요를 양식에 맞게 KNOC_DB2 파일에 업데이트이후 세로항목에 산업 ( 대 )/ 산업 (중 ), 가로항목에 제품 ( 소 ) 선택하여 프로판 , 부탄의 각 월별 수요를 양식에 맞게 KNOC_DB2 파일에 업데이트

석유제품 산업중분류에 따른 추정 ( 추가 ) -2

최근 3 년간의 월별 산업중분류별 제품별 자료를 각 워크쉬트에 역순으로 update해 나감으로써 최근의 자료를 반영한 중분류 추정이 가능하도록 함

석유제품 산업중분류에 따른 추정 ( 추가 ) -3세 가지 option 을

함께 고려하였음option 1 - 최근 12 개월의 각 월별 부문 ( 중 ) 수요의 비중을 고려하여 수요전망치 계산option 2 - 최근 24 개월의 각 월별 부문 ( 중 ) 누적수요의 비중을 고려하여 수요전망치 계산option 3 - 최근 36 개월의 각 월별 부문 ( 중 ) 누적수요의 비중을 고려하여 수요전망치 계산

석유제품 산업중분류에 따른 추정 ( 추가 ) - 방법

결과 Rate Matrix 형태

석유제품 산업중분류에 따른 추정 ( 결과예시 )

전체

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

국내석유

제품물량

Total

Total

실적65,007 6,5334 61,946 192,287

Total

추정63,703 63,567 61,640 188,910

Total

비교-2.0% -2.7% -0.5% -1.8%

산업부문 전체

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

산업부문

전체실적 36,349 36,228 35,744 108,321

전체 추정 35,026 34,554 34,846 104,426

전체비교 -3.6% -4.6% -2.5% -3.6%

산업부문 BC 유

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

산업부문

방카 C 유

실적2,265 1,887 1,874 6,026

방카 C 유

추정2,123 1,964 1,875 5,962

방카 C 유

비교-6.3% 4.1% 0.1% -1.1%

산업부문 납사

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

산업부문

납사

실적26,846 27,009 25,954 79,809

납사

추정26,664 25,801 25,936 78,401

납사

비교-0.7% -4.5% -0.1% -1.8%

산업부문 프로판

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2

분기

산업부

문

프로판

실적

1,64

4

1,69

1

1,91

3

5,24

8

프로판

추정

1,37

8

1,58

6

1,76

3

4,72

6

프로판

비교

-

16.2

%

-

6.2%

-

7.9%

-

9.9%

산업부문 부탄

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2

분기

산업부

문

부탄

실적

1,27

9

1,54

7

1,44

9

4,27

5

부탄

추정996

1,25

0

1,24

5

3,49

1

부탄

비교

-

22.1

%

-

19.2

%

-

14.1

%

-

18.3

%

산업부문 기타

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2

분기

산업부

문

기타

실적

1,41

8

1,35

8

1,50

4

4,28

0

기타

추정

1,12

5

1,14

9

1,12

8

3,40

3

기타

비교

-

20.6

%

-

15.4

%

-

25.0

%

-

20.5

%

에너지 산업부문 전체

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

에너지산업부문

전체

실적3,470 2,481 1,504 7,455

전체

추정3,149 2,462 2,108 7,718

전체

비교-9.3% -0.8% 40.1% 3.5%

에너지 산업부문 BC 유

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2 분기

에너지산

업부문

방카C

유

실적

2,825 1,682 608 5,115

방카C

유

추정

2,528 1,860 1,573 5,960

방카C

유

비교

-10.5% 10.6% 158.7

% 16.5%

에너지 산업부문 기타

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2 분기

에너지산

업부문

기타

실적645 799 896 2340

기타

추정621 602 535 1,758

기타

비교-3.7%

-

24.7

%

-

40.3

%

-

24.9

%

수송부문 전체

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5 월 09 년 6 월09 년 2

분기

수송부문

전체 20,911 22,803 21,009 64,723

전체

추정21,074 22,731 21,250 65,056

전체

비교-0.8% -0.3% 1.1% 0.5%

수송부문 휘발유 , 경유 , 부탄 ( 아래 )

항목 [ 천 bbl]09 년 4

월

09 년 5

월

09 년 6

월

09 년 2

분기

수

송

부

문

휘발유

실적5,013 5,665 4,964 15,642

휘발유

추정4,879 5,193 4,510 14,581

휘발유

비교-2.7% -8.3% -9.2% -6.8%

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월09 년 5

월

09 년 6

월

09 년

2 분기

수

송

부

문

경유

실적8,811 9,474 8,765

27,0

50

경유

추정8,758 9,669 9,231

27,6

58

경유

비교-0.6% 2.1% 5.3% 2.2%

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2 분기

수송부문

부탄

실적3,655 4,033 4,069

11,75

7

부탄

추정4,084 4,264 4,124

12,47

2

부탄

비교

-

11.7

%

5.7% 1.3% 6.1%

수송부문 방카C 유

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5 월

09 년

6 월

09 년

2 분기

수송부문

방카C 유

실적

1,24

8

1,54

7

1,17

5

3,97

0

방카C 유

추정

1,47

2

1,51

6

1,43

2

4,41

9

방카C 유

비교

17.9

%

-

2.0%

21.9

%

11.3

%

가정상업부문 ( 전체 )

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5월 09 년 6월09 년 2

분기

가정상업

부문

전체

실적3,547 3,246 2,929 9,722

전체

추정3,759 3,167 2,761 9,688

전체

비교6.0% -2.4% -5.7% -0.4%

가정상업부문 프로판 , 등유항목 [ 천 bbl]

09 년

4 월

09 년

5월

09 년

6월

09 년

2분기

가정상업

부문

프로판

실적1,297 1,360 1,374 4,031

프로판

추정1,470 1,428 1,302 4,200

프로판

비교13.3% 5.0% -5.2% 4.2%

항목 [ 천 bbl]09 년

4 월

09 년

5월

09 년

6월

09 년

2분기

가정상업

부문

등유

실적1,033 816 683 2,532

등유

추정1,057 697 501 2,255

등유

비교2.3%

-

14.6%

-

26.6%

-

10.9%

공공부문 ( 전체 )

항목 [ 천 bbl] 09 년 4 월 09 년 5월 09 년 6월09 년 2

분기

공공부문

전체

실적730 576 760 2,066

전체

추정696 652 675 2,022

전체

비교-4.7% 13.2% -11.2% -2.1%

공공부문 항공유 , 경유 , 기타항목 [ 천 bbl]

09 년 4

월

09 년 5

월

09 년 6

월

09 년 2

분기

공공부문

항공유

실적323 280 383 986

항공유

추정299 299 321 918

항공유

비교-7.6% 6.6% -16.2% -6.9%

항목 [ 천 bbl]09 년 4

월

09 년 5

월

09 년 6

월

09 년 2

분기

공공부문

경유

실적298 216 269 783

경유

추정273 235 251 758

경유

비교-8.5% 8.9% -6.8% -3.1%

항목 [ 천 bbl]09 년 4

월

09 년 5

월

09 년 6

월

09 년 2

분기

공공부문

기타

실적109 80 108 297

기타

추정124 118 103 346

기타

비교14.2% 47.9% -4.5% 16.5%

에너지난방방식의 경제적 타당성 검토 연구

2009 년 04 월 20 일

한국경제연구원아주대학교

연구 배경 및 문제의 제기 ( 계속 )

정부주도의 에너지정책과 에너지 난방방식에 대한 시장검증 부재 1980 년대 이후 도시가스와 지역난방을 중심으로 급속히 확산 정부는 천연가스의 도입과 공급 그리고 지역난방을 공급하기 위한 열병합설비 및 배관망의 건설을 대형 공기업을 통하여 추진

특히 신도시의 건설과 함께 정부는 다양한 세제 및 금융적 지원 , 전력부문으로부터의 간접적 지원 , 지역지정제도와 같은 법제도적 장치를 동원하여 집단에너지사업을 육성

정부지원에 따른 값싼 공급 → 아파트 가격 상승 요인 → 수도권 신도시 주민들을 중심으로 지역난방에 대한 선호 확산

네트워크 산업의 특성상 도시가스와 지역난방의 경쟁은 개별적 단위로 진행되기보다는 공급권역별로 진행될 수밖에 없으며 공급권역의 부동산 가격과 연계하여 주민들의 단체적인 선택의 문제로 확산되고

있음 . 그러나 순수한 경제성에 따라 양 난방방식이 경쟁하지 않고 정부주도의 교차보

조 , 지원정책 및 규제방식에 의존하고 있어서 경쟁의 공정성 측면에서 심각한 갈등이 확산되고 있음

국가 전체적인 에너지의 합리적 이용과 절약이라는 측면에서 자원배분에 큰 왜곡 발생

정부주도의 에너지정책과 에너지 난방방식에 대한 시장검증 부재 1980 년대 이후 도시가스와 지역난방을 중심으로 급속히 확산 정부는 천연가스의 도입과 공급 그리고 지역난방을 공급하기 위한 열병합설비 및 배관망의 건설을 대형 공기업을 통하여 추진

특히 신도시의 건설과 함께 정부는 다양한 세제 및 금융적 지원 , 전력부문으로부터의 간접적 지원 , 지역지정제도와 같은 법제도적 장치를 동원하여 집단에너지사업을 육성

정부지원에 따른 값싼 공급 → 아파트 가격 상승 요인 → 수도권 신도시 주민들을 중심으로 지역난방에 대한 선호 확산

네트워크 산업의 특성상 도시가스와 지역난방의 경쟁은 개별적 단위로 진행되기보다는 공급권역별로 진행될 수밖에 없으며 공급권역의 부동산 가격과 연계하여 주민들의 단체적인 선택의 문제로 확산되고

있음 . 그러나 순수한 경제성에 따라 양 난방방식이 경쟁하지 않고 정부주도의 교차보

조 , 지원정책 및 규제방식에 의존하고 있어서 경쟁의 공정성 측면에서 심각한 갈등이 확산되고 있음

국가 전체적인 에너지의 합리적 이용과 절약이라는 측면에서 자원배분에 큰 왜곡 발생

6666

연구 배경 및 문제의 제기

국제적 비교를 통해서 본 우리나라 지역난방 방식의 특이성 유사한 난방일수와 위도 상에 있는 국가 중 우리나라만큼 지역난방이 광범위하게 확산되어 있는 나라는 없음 .

지역난방이 담당하는 지역의 크기에 있어서 서울을 환상형으로 둘러쌀 정도로 대규모로 지역난방을 네트워크망으로 공급하는 경우는 세계에서 찾아볼 수 없음

지역난방의 경제적 타당성에 대한 근본적 문제제기의 정황을 제공

우리나라 지역난방의 근본적 효율성에 대한 재검토 논의 : 인하대 박희천 교수 `07. 9. 7 공청회 ( 에너지경제연구원 ) `07. 11. 5 국제에너지경제학회 논문 발표

국제적 비교를 통해서 본 우리나라 지역난방 방식의 특이성 유사한 난방일수와 위도 상에 있는 국가 중 우리나라만큼 지역난방이 광범위하게 확산되어 있는 나라는 없음 .

지역난방이 담당하는 지역의 크기에 있어서 서울을 환상형으로 둘러쌀 정도로 대규모로 지역난방을 네트워크망으로 공급하는 경우는 세계에서 찾아볼 수 없음

지역난방의 경제적 타당성에 대한 근본적 문제제기의 정황을 제공

우리나라 지역난방의 근본적 효율성에 대한 재검토 논의 : 인하대 박희천 교수 `07. 9. 7 공청회 ( 에너지경제연구원 ) `07. 11. 5 국제에너지경제학회 논문 발표

6767

연구의 목적

도시가스 개별난방과 지역난방의 공정한 경쟁방안 제시 본 연구는 개별난방에 사용되는 콘덴싱 보일러 , 기저 첨두부하 등의

발전효율 , 송배전손실 등 에너지효율 측면의 다양한 조건들을 고려하여 개별난방과 지역난방사업 간의 쟁점을 가치중립적 입장에서 재평가하고

난방방식별 비교평가의 기준을 검토함으로써 도시가스 개별난방과 지역난방 방식의 공정한 경쟁방안을 제시

난방에너지의 합리적 자원배분 방식 제안

도시가스 개별난방과 지역난방의 공정한 경쟁방안 제시 본 연구는 개별난방에 사용되는 콘덴싱 보일러 , 기저 첨두부하 등의

발전효율 , 송배전손실 등 에너지효율 측면의 다양한 조건들을 고려하여 개별난방과 지역난방사업 간의 쟁점을 가치중립적 입장에서 재평가하고

난방방식별 비교평가의 기준을 검토함으로써 도시가스 개별난방과 지역난방 방식의 공정한 경쟁방안을 제시

난방에너지의 합리적 자원배분 방식 제안

6868

7070

도시가스사업 지원제도

에너지 및 자원사업 특별회계공급배관 건설자금안전관리자금제세부담금 감면 및 조세감면

에너지 및 자원사업 특별회계공급배관 건설자금안전관리자금제세부담금 감면 및 조세감면

( 단위 : 억원 )

구 분 ~ '90 '91~'95 '96~'00 '01~'03 2004 2005 2006 2007 합 계

도시가스사(33 개사 )

총투자비 3,134 9,207 15,701 12,848 4,001 4,282 3,789 4,190 57,152

에특회계 1,390 776 2,175 1,419 399 390 411 320 7,280

비율(%)

44.4% 8.4% 13.9% 11.0% 10.0% 9.1% 10.8% 7.6% 12.7%

* 자료 : 도시가스사업편람 ( 도시가스협회 )

[ 에너지 및 자원사업 특별회계 ]

7171

집단에너지사업 지원제도

에너지 및 자원사업 특별회계에너지이용합리화사업의 위한 자금지원세제지원부지관련지원환급 및 환경관련지역지정제도

에너지 및 자원사업 특별회계에너지이용합리화사업의 위한 자금지원세제지원부지관련지원환급 및 환경관련지역지정제도

[ 에너지 및 자원사업 특별회계 ]

( 단위 : 억원 )

구 분 ~ '90'91~'95

'96~'00

'01~'03

2004 2005 2006 2007 합 계

한국지역난방공사

총투자비 805 6,168 9,224 3,875 1,868 2,657

3,639

3,631 31,867

에특회계 460 3,314 5,310 2,795 1,205 427 639 1,299

15,449

비율(%)

57.1% 53.7% 57.6% 72.1%64.5%

16.1%

17.6%

35.8% 48.5%

※자료 : 경영통계자료 ( 지역난방공사 )

7272

정부의 규제 및 지원제도의 문제점

공정한 경쟁여건의 저해 경쟁과 소비자의 선택을 중시하여야 하는 새로운 에너지산업의 패러다임에 위배 에너지원간 교차보조는 지역난방요금에 대한 지원제도로 활용됨 . 이와 같은 법제도적인 장치와 가격정책은 에너지원간 공정한 경쟁여건 저해 지역지정제도의 절차상의 문제점 : 경제성에 대한 충분한 검토보다는 집단에너지

지역지정을 위한 형식적인 요건을 갖추기 위한 절차

자원배분의 왜곡 에너지의 합리적 이용에 위배 : 신도시 및 수도권에서 나타나고 있는 겨울철

에너지난방의 과다소비 문제 이는 지나치게 낮게 책정된 지역난방 요금에 따른 결과

효율성이 떨어지는 지역난방의 확산에 따른 국민경제적 자원배분의 왜곡 문제 지역간 교차보조의 문제

지역난방의 경우 수도권 지역난방 사업에서 난방일수가 현저히 떨어지는 남부의 지역난방사업을 지원하는 사내의 지역간 교차보조를 통해 전국적인 공급지역 확대 → 심각한 자원배분의 왜곡

도시가스의 경우 개별사업자에 의한 지역분할 → 지역별 경제성에 따라 공급하고 소비함으로써 균형 있고 건강한 공급 및 소비구조 유도

공정한 경쟁여건의 저해 경쟁과 소비자의 선택을 중시하여야 하는 새로운 에너지산업의 패러다임에 위배 에너지원간 교차보조는 지역난방요금에 대한 지원제도로 활용됨 . 이와 같은 법제도적인 장치와 가격정책은 에너지원간 공정한 경쟁여건 저해 지역지정제도의 절차상의 문제점 : 경제성에 대한 충분한 검토보다는 집단에너지

지역지정을 위한 형식적인 요건을 갖추기 위한 절차

자원배분의 왜곡 에너지의 합리적 이용에 위배 : 신도시 및 수도권에서 나타나고 있는 겨울철

에너지난방의 과다소비 문제 이는 지나치게 낮게 책정된 지역난방 요금에 따른 결과

효율성이 떨어지는 지역난방의 확산에 따른 국민경제적 자원배분의 왜곡 문제 지역간 교차보조의 문제

지역난방의 경우 수도권 지역난방 사업에서 난방일수가 현저히 떨어지는 남부의 지역난방사업을 지원하는 사내의 지역간 교차보조를 통해 전국적인 공급지역 확대 → 심각한 자원배분의 왜곡

도시가스의 경우 개별사업자에 의한 지역분할 → 지역별 경제성에 따라 공급하고 소비함으로써 균형 있고 건강한 공급 및 소비구조 유도

7474

7575

한난 전국 투입에너지 , 생산량 , 판매량 (2007)

[ 주요 집단에너지사업자 실적요약 (2007)]

자료 : 집단에너지 관련자료집

7676

한난 전국 평균 CHP 효율 산정 (2007)

자료 : 집단에너지 관련자료집

[ 주요 집단에너지사업자 효율분석 (2007, 연료사용량에 수열보상량 포함 )]

7777

한난 전국 평균 CHP 효율 산정 (2007)

자료 : 집단에너지 관련자료집

[ 주요 집단에너지사업자 효율분석 (2007, 연료사용량에 수열보상량 불포함 )]

7878

CHP 종합효율 산정에서의 고려사항

한난의 보고서에서도 이미 배관내 손실 4% 와 단지내 손실 11%를 합하여 15% 의 손실이 생산과 판매과정에서 발생한다고 보고하고 있기 때문에 생산대비 판매 비율이 90% 를 훨씬 상회하는 값을 보고하고 있으나 이는 불가능한 수치CHP, HOB 그리고 외부수열량은 그 생산과 공급원이 명확하여 용도별 구분이 가능하다고 하겠다 . 하지만 최종소비자가 열을 소비할 경우 , 그 소비된 열이 어디에서 생산된 것인지를 구분하는 것은 전력시장에서와 마찬가지로 네트워크 산업의 특성상 매우 쉽지 않은 문제임

한난의 보고서에서도 이미 배관내 손실 4% 와 단지내 손실 11%를 합하여 15% 의 손실이 생산과 판매과정에서 발생한다고 보고하고 있기 때문에 생산대비 판매 비율이 90% 를 훨씬 상회하는 값을 보고하고 있으나 이는 불가능한 수치CHP, HOB 그리고 외부수열량은 그 생산과 공급원이 명확하여 용도별 구분이 가능하다고 하겠다 . 하지만 최종소비자가 열을 소비할 경우 , 그 소비된 열이 어디에서 생산된 것인지를 구분하는 것은 전력시장에서와 마찬가지로 네트워크 산업의 특성상 매우 쉽지 않은 문제임

)(HOB-Energy Salse Total SE

)-(HOB-EnergyInput TotalIE

100IE

SEη

소각수열판매외부수열판매판매수열보상투입

7979

한전 수열보상량 분석

[ 수열보상량과 수열량 (2006)]

[ 수열보상량과 수열량 (2007)]

8080

열생산 대비 판매비율 및 열효율 관련 (2006)

지역난방공사의 외부수열과 생산대비 판매 비율이 76%, HOB와 CHP 는 93% 이상이고 , GS Power 의 경우 외부수열과 HOB 96% 이상 , CHP 67% 에 그침

[ 한국지역난방공사 & GS Power 열생산 대비 판매비율(2006)]

8181

열생산 대비 판매비율 및 열효율 관련 (2007)

지역난방공사 HOB 의 생산대비 판매비율이 114%, CHP 가 93%, 외부수열이 66% 를 보임GS Power 의 경우 모든 설비에서 90% 상회함

[ 한국지역난방공사 & GS Power 열생산 대비 판매비율(2007)]

8282

서울지역 집단에너지사업자별 CHP 효율 (2007)

실적을 근거로 각 년도별 CHP 효율을 분석 정리

[ 서울지역 집단에너지사업자별 CHP 효율 (2007)]

난방방식별 효율성 비교

8383

GS Power, 콘덴싱보일러 효율 95% 적용 , 2007 년

효율분석 비교결과의 시사점한국지역난방공사의 실적 2007 년 HOB 열생산량 대비 판매량 비율이 114.47% 에 달하거나 , 90% 이상으로

보고되는 것은 배관손실 4% 와 단지내 손실 11% 를 감안되지 않은 값으로 자료의 정확성 요구됨

선택가능성 등을 제한하는 조치가 합당한 정당성 의문 GS 파워와의 비교결과로 나타난 에너지효율 2.33% 우위는 사실상 지역지정제도

등을 통한 소비자선택권 제한을 감안함에도 불구하고 크게 차이를 보이지 않음

유럽공동체 (Directive 2004/8/EC) 는 CHP 가 개별난방에 비해 10% 이상의 에너지 절감효과가 있는 경우만을 고효율 열병합(high-efficiency cogeneration) 이라고 정의

8484

8585

8686

실측을 통한 난방방식별 에너지절약현황 분석

난방방식별 세대 선정 기준32 평 기준난방방식별 동일온도조건 에너지사용량 시험 표본 각5세대

난방방식별 실생활온도조건 에너지사용량시험 표본 각 5세대

아파트건축연도가 유사할 것두 난방방식아파트가 서로 지근거리에 위치할 것실험세대는 5가구씩 집단으로 집중하여 선정실험세대는 아파트의 최상하층 , 바깥쪽세대는 피할 것

자료 : 한국지역난방공사 . 2006

난방방식별 세대 선정 기준32 평 기준난방방식별 동일온도조건 에너지사용량 시험 표본 각5세대

난방방식별 실생활온도조건 에너지사용량시험 표본 각 5세대

아파트건축연도가 유사할 것두 난방방식아파트가 서로 지근거리에 위치할 것실험세대는 5가구씩 집단으로 집중하여 선정실험세대는 아파트의 최상하층 , 바깥쪽세대는 피할 것

자료 : 한국지역난방공사 . 2006

8787

에너지사용량 실증분석 (1)

8888

에너지사용량 실증분석 (2)

9090

경제성분석 _( 기존의 부하분석 기준 )

부하분석 기준부하분석 기준

구 분 난방면적 (㎡ )단위난방부하 (kcal/ ․㎡ hr)

A B C D

아 파 트

60 초과 55 53 49 45

45～ 60 이하 57.7 55.6 51.4 47.2

33～ 45 이하 58.8 56.7 52.4 48.1

33 이하 60.5 58.3 53.9 49.5

연립주택60 초과 60.5 58.3 53.9 49.5

60 이하 66.5 64.1 59.2 54.4

* A, B, C, D 지역구분 ,A : 대전․춘천지역 , B : 수원․청주지역 , C : 서울 및 수도권․인천․안산․전주․광주․대구․강릉지역 D : 부산․양산․김해․울산․여수․목포지역

[ 공동주택의 단위난방부하 기준 ]

9191

경제성분석 _( 기존의 부하분석 기준 )

부하분석 기준 난방 면적

건축연면적에 지하층을 고려한 건물용도별 난방면적비율을 건축연면적에 곱하여 난방면적을 산정

( 건축연면적 × 난방면적비율 )

부하분석 기준 난방 면적

건축연면적에 지하층을 고려한 건물용도별 난방면적비율을 건축연면적에 곱하여 난방면적을 산정

( 건축연면적 × 난방면적비율 )

[ 일반건물의 단위냉방부하 기준 ]

구 분 세부 내역 난방면적비율

주 택 아파트 , 연립 , 주상복합 ( 주거부분 ) * 80%

상업시설 근린․일반․중심상업 , 주상복합 ( 주거제외 ) 등 70%

업무시설 업무시설 , 도시지원시설 등 84%

교육연구 학교 , 교육원 , 직업훈련소 89%

공용의 청사 및 공공시설 공공청사 , 우체국 , 경찰서 , 소방서 등 84%

의료시설 병 원 96%

복지시설 노유자시설 등 100%

열공급설비 열공급설비 84%

* 주택의 난방 면적비는 발코니 확장등을 고려하여 95% 이내에서 적용

9292

경제성분석 _( 기존의 부하분석 기준 )

부하분석 기준 냉방 면적

중온수에 의한 지역냉방은 난방면적을 기준으로 공급이 가능한 업무용은 난방면적의 30%,

공공용은 난방면적의 15% 를 산정

연결 열부하

연결열부하는 각 사용자의 설비용량과 지역냉난방 배관망의 설계기준이 되는 열부하로 난방면적에

용도별 단위열부하를 곱하여 산출

냉방 연결열부하

냉방 연결열부하는 중온수에 의한 냉방방식의 경우 , 중온수흡수식 냉동기의 성적계수가 0.72(2 단

흡수식냉동기 성적계수 0.64) 를 고려하여 산출

부하분석 기준 냉방 면적

중온수에 의한 지역냉방은 난방면적을 기준으로 공급이 가능한 업무용은 난방면적의 30%,

공공용은 난방면적의 15% 를 산정

연결 열부하

연결열부하는 각 사용자의 설비용량과 지역냉난방 배관망의 설계기준이 되는 열부하로 난방면적에

용도별 단위열부하를 곱하여 산출

냉방 연결열부하

냉방 연결열부하는 중온수에 의한 냉방방식의 경우 , 중온수흡수식 냉동기의 성적계수가 0.72(2 단

흡수식냉동기 성적계수 0.64) 를 고려하여 산출

난방 연결열부하 = ∑( 난방면적 × 단위열부하 )

냉방 연결열부하 = ∑[ 냉방면적 × 단위냉방부하 ÷ 성적계수

(0.72)]

9393

경제성분석 _(Load Following)

CES or SCG

Hourly Load Forecast

Load Analysis &Estimation

Power,Heat,Cool

Usage, Region (Temperature and Humidity) and other information such as Area width, etc.

Report on Hourly Load Forecast

Peak load of Power, Heat will be estimated !

Equipment Selection

Economic Feasibility Analysis

Information on fixed and variable costs provided!

Since there are many commercial software packages for this, we allow this be determined outside of the program!

Final ReportOperational Strategies

Load Following Strategies based on hourly NB

9494

Modularizing of System Analysis

Category Contents

Individual Module Development

Hourly Load Pattern Analysis/ Load Forecast Module

Power/Heat/Cool/Load Analysis and ForecastRelated information should be easily manageable.

CES/SCG system Module

CHP equipments, Heat Container, HOB, Pattern of Heat Import from outside of System, etc

Economic Feasibility Test Module

Construction related costs and other O&M cost information InputRevenue, Cashflow Calculation, Calculation of NPV, IRR

DB Module Development

DB Module Design the Current Requirement of System Additional Consideration for Expandability

경제성 분석 _1

9595

분석결과구분 30Gcal/h 50Gcal/h 100Gcal/h 150Gcal/h 250Gcal/h

전기직판

수도권 1.93 2.02 5.06 5.87 7.09

중부권 -2.97 -2.02 1.92 3.08 7.07

남부권 0.85 1.18 4.30 4.92 6.54

전기역송

수도권 -4.22 0.91 1.33 4.23 6.44

중부권 -13.20 -2.24 -0.55 2.95 7.23

남부권 -5.06 0.44 1.23 4.02 6.53

* 연료비의 급격한 상승이 전기와 열의 판매가격에 반영되지 않아 경제성이 과거에 비해 나빠짐경제성 판단기준은 에특이자율 (5.026%)

경제성분석 결과 ( 내부수익률 )(1)

구분 2005 년 2006 년 2007 년

Dubal[$/bbl] 49.37 61.55 68.43

도시가스 요금 [ 원 /m3] 401.19 480.37 541.17

전력판매 가격 [ 원 /kWh] 54.60 55.10 55.10

한난 열판매 가격 [ 원 /Mcal] 44.78 53.11 57.05

* 전력요금은 주택용 저압의 전력량 요금으로 처음 100kWh 에 해당하는 요금* 도시가스 요금은 열병합용 도매요금으로 12 월 요금 , 열요금은 주택용 12 월 요금

구분 30Gcal/h 50Gcal/h

비연계 연계 비연계 연계

전기직판 1.93 5.01 2.02 4.83

전기역송 -4.22 5.03 0.91 5.06

주요가격의 변동

열원의 독립 혹은 연계에 따른 경제성

에너지경제연구원 (2008), 집단에너지 공급대상지경 지정제도 개선방안

지역지정제도 ( 안 ) 에 대한 평가다음과 같은 문제점을 확인하였음에도 집단에너지보급촉진을 전제로 한 지역지정제도의 개선안이 제시됨 소비자선택권 제한 등 지역지정제도의 문제점 존재

효율적 에너지 활용이 가능한 소비자의 열생산설비를 타열원 사용으로 규제 기술개발 및 시장개발로 새로운 에너지 공급방식의 출현 불인정 소비자의 선택에 의해 고비용의 에너지 소비 부담 회피 기회 박탈

공급대상지역내에서의 경제성 미확보 집단에너지공급타당성 검토기간 부족

그러나 이미 연구자는 다음의 사항을 제시하고 있음에 주목할 필요가 있음 .

장기적으로 공급지역지정제도 및 타열원 제약 해제가 바람직 시장에서 소비자의 자유로운 선택에 따른 열원 결정 현 지원제도의 보완 등이 선행 되어야 함

지역지정내의 타열원 제한의 단계적 완화 - 비주거용인 자가용 소형열병합설비부터 소비자 선택권 보호로 설치 허용 검토

9696

경제성 분석 _2

9797

민감도 분석결과 ( 중규모 )

구 분 -30% -20% -10% 기준 10% 20%

운전모드Ⅰ

연료비NPV(백만

원 )-1,390 -29,855 -67,218

-104,582

-141,945

-179,308

IRR(%) 5.15 2.88 -0.83 - - -

열요금NPV(백만

원 )-144,870 -131,440 -118,011

-104,582

-91,152 -77,723

IRR(%) - - - - - -

전기요금

NPV(백만원 )

-189,650 -161,294 -132,938 -

104,582 -76,225 -47,869

IRR(%) - - - - - 1.23

운전모드Ⅱ

연료비NPV(백만

원 )10,888 -4,103 -20,854 -43,619 -67,108 -90,597

IRR(%) 6.06 4.94 3.63 1.64 -0.81 -

열요금NPV(백만

원 )-83,907 -70,478 -57,049 -43,619 -30,190 -18,123

IRR(%) - - 0.31 1.64 2.85 3.84

전기요금

NPV(백만원 )

-128,688 -100,332 -71,975 -43,619 -17,039 2,178

IRR(%) - - - 1.64 3.94 5.41

운전모드Ⅲ

연료비NPV(백만

원 )10,335 -15,675 -52,802 -92,184

-131,566

-170,948

IRR(%) 6.01 4.04 0.73 - - -

열요금NPV(백만

원 )-132,472 -119,043 -105,613 -92,184 -78,754 -65,325

IRR(%) - - - - - -0.64

전기요금

NPV(백만원 )

-177,252 -148,896 -120,540 -92,184 -63,828 -35,471

IRR(%) - - - - -0.44 2.39

분석결과

에너지경제연구원 (2008), 규제완화 및 제도개선을 통한 구역형집단에너지의 활성화 방안 연구

요약

효율성의 측면에서 개별난방에 비해 집단에너지의 탁월한 우월성을 확인할 수 없는 점그럼에도 불구하고 국가적차원에서 지원되는 다양한 지원제도와 지역지정제도를 통한 소비자 선택권의 박탈다양한 지원제도 하에서도 여전히 경제성확보에 실패하고 있는 현황에 대해 기술지역지정을 위해서는 10% 이상의 확실성 있는 효율적 우위를 요구하는 해외사례제시특히 , 실측결과에서 확인된 비에너지절약적인 집단에너지소비자의 행동에 주목 , 에너지효율적 대안마련이 필요함을 확인함 . 신규 지역지정을 통한 문제야기 이전에 , 집단에너지사업자는 통계의 공정성을 확보하고 이를 통해 합당한 평가받아 스스로 효율적이고 경제성이 확보되는 사업임을 스스로 입증할 책임이 있음

효율성의 측면에서 개별난방에 비해 집단에너지의 탁월한 우월성을 확인할 수 없는 점그럼에도 불구하고 국가적차원에서 지원되는 다양한 지원제도와 지역지정제도를 통한 소비자 선택권의 박탈다양한 지원제도 하에서도 여전히 경제성확보에 실패하고 있는 현황에 대해 기술지역지정을 위해서는 10% 이상의 확실성 있는 효율적 우위를 요구하는 해외사례제시특히 , 실측결과에서 확인된 비에너지절약적인 집단에너지소비자의 행동에 주목 , 에너지효율적 대안마련이 필요함을 확인함 . 신규 지역지정을 통한 문제야기 이전에 , 집단에너지사업자는 통계의 공정성을 확보하고 이를 통해 합당한 평가받아 스스로 효율적이고 경제성이 확보되는 사업임을 스스로 입증할 책임이 있음

9999

집단에너지사업의 효율성 , 경제성 측면에서 점검

난방방식별 효율비교결과 2007 년 HOB 열생산량 대비 판매량 비율이 114.47% 에 달하거나 , 90% 이상으로

보고되는 것은 배관손실 4% 와 단지내 손실 11% 를 감안되지 않은 값으로 자료의 정확성 요구됨

2007 년 ( 주 )GS 파워는 개별 난방에 비해 최대 2.33% 의 효율개선이 보였지만 조건에 따라서는 개별난방에 비해 에너지효율적인 측면에서 이에 미치지 못하는 경우가 나타남

난방방식별 에너지 실온도세대의 실측자료를 통해 두 난방방식을 이용하는 실세대 소비자의

에너지소비행태를 연구한 한국지역난방공사 (2006) 의 연구결과는 실생활온도조건에서의 지역난방소비자가 개별난방에 비해 29% 이상의 많은 에너지를 소비한다는 것을 보여줌

유럽위원회의 집단에너지정책 유럽공동체 (Directive 2004/8/EC) 는 CHP 의 보급이 자율적인 에너지 시장에서 보급이 어려울 것이고 뒤떨어진 정책이라 여겨 , CHP 가 개별난방에 비해 10% 이상의 에너지 절감효과가 있는 경우만을 고효율 열병합 (high-efficiency cogeneration) 에 해당됨을 명시하였고 , 관련 내용을 면밀히 조사해야 한다고 지적한 사례도 확인

CGE 모형을 이용한 지역지정제도 규제의 경제적 효과 CGE 모형을 이용한 실증분석 결과 소비자의 선택권이 강제적으로 박탈될 경우 수요와

공급의 원리가 제대로 작동하지 않아 비효율적인 자원배분을 야기하며 , 결국 국가적 손실로 이어지게 된다는 것을 보여줌

난방방식별 효율비교결과 2007 년 HOB 열생산량 대비 판매량 비율이 114.47% 에 달하거나 , 90% 이상으로

보고되는 것은 배관손실 4% 와 단지내 손실 11% 를 감안되지 않은 값으로 자료의 정확성 요구됨

2007 년 ( 주 )GS 파워는 개별 난방에 비해 최대 2.33% 의 효율개선이 보였지만 조건에 따라서는 개별난방에 비해 에너지효율적인 측면에서 이에 미치지 못하는 경우가 나타남

난방방식별 에너지 실온도세대의 실측자료를 통해 두 난방방식을 이용하는 실세대 소비자의

에너지소비행태를 연구한 한국지역난방공사 (2006) 의 연구결과는 실생활온도조건에서의 지역난방소비자가 개별난방에 비해 29% 이상의 많은 에너지를 소비한다는 것을 보여줌

유럽위원회의 집단에너지정책 유럽공동체 (Directive 2004/8/EC) 는 CHP 의 보급이 자율적인 에너지 시장에서 보급이 어려울 것이고 뒤떨어진 정책이라 여겨 , CHP 가 개별난방에 비해 10% 이상의 에너지 절감효과가 있는 경우만을 고효율 열병합 (high-efficiency cogeneration) 에 해당됨을 명시하였고 , 관련 내용을 면밀히 조사해야 한다고 지적한 사례도 확인

CGE 모형을 이용한 지역지정제도 규제의 경제적 효과 CGE 모형을 이용한 실증분석 결과 소비자의 선택권이 강제적으로 박탈될 경우 수요와

공급의 원리가 제대로 작동하지 않아 비효율적인 자원배분을 야기하며 , 결국 국가적 손실로 이어지게 된다는 것을 보여줌

100100