수요반응 사업의 확률론적 경제성 분석 연구
Economic Analysis for Demand Response using Stochastic Approach in South Korea
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초록
세계적으로 탄소중립을 이행하는 과정에서 재생에너지와 같은 친환경에너지가 확대되고 있지만, 기상조건에 의존하는 재생에너지는 변동성이 커 전력 수요와 공급의 균형을 맞추는 새로운 과제를 야기한다. 수요반응 사업은 전력거래소의 발령에 응답하여 전력 소비 패턴을 변경하여 전력 수급의 균형을 맞추는 데 기여한다. 본 연구는 산업용, 일반용, 주택용 전력 부문의 수요반응 사업을 대상으로 비용편익비율, 순현재가치(Net Present Value), 내부수익률(Internal Rate of Return), 손익분기점(Payback Period)을 분석하는 것을 목표로 한다. 하지만 수요반응 사업은 정부가 개입하여 국가의 보조금이 투입되는 사업이므로 국가적 관점과 이용자 관점을 구분하여 분석하도록 한다. 또한 비용 및 편익 항목의 불확실성을 반영하기 위해서 본 연구에서는 몬테카를로 시뮬레이션 방법을 이용하여 확률론적으로 경제성 분석을 수행하고자 한다. 분석 결과, 주택용 수요반응 사업의 경우 정부보조금이 많아 국가적 입장에서는 경제성이 매우 저조한 데 반해 이용자 입장에서는 경제성이 매우 높은 것으로 분석되었다. 일반용과 산업용 수요반응 사업의 경우 국가적 입장과 이용자 입장 모두에서 경제적 타당성을 확보하여 이해관계자 모두 윈윈(win-win)할 수 있는 바람직한 정책이므로 보급을 확산할 필요가 있는 것으로 나타났다.
Abstract
In the process of implementing carbon neutrality around the world, eco-friendly energy such as renewable energy is expanding. Because renewable energy, however, is highly variable and has a distributed form of energy, new challenges are created in balancing electricity demand and supply at the local level. Korea’s demand response projects have been mainly implemented in industrial and commercial sectors with high electricity consumption, but since 2018, small-scale demand response projects have been implemented for residential use as well. This study targets demand response projects in the industrial, commercial, and residential power sectors and estimates cost-benefit ratio (BC ratio), net present value (NPV), and internal rate of return (IRR). and break-even point (payback period). However, since the demand response project is a project in which the government intervenes and receives national subsidies, it should be analyzed separately from the government perspective and the user perspective. Additionally, in order to reflect the uncertainty of cost and benefit variable, this study intends to perform a stochastic economic analysis using Monte Carlo simulation methods. The result shows that in the case of the residential demand response project, the economic feasibility was very low from the government perspective due to the large amount of government subsidies, but from the user perspective, the economic feasibility was very high. In the case of commercial and industrial demand response projects, it was found that there was a need to expand their distribution as it is a desirable policy that can achieve a win-win for all stakeholders by securing economic feasibility from both the government and user perspectives.