SMP 불확실성을 고려한 혼소발전 투자 결정의 실물옵션 모형 구축 연구 = Developing a Real Options Model for Co-firing Generation Investment under SMP Uncertainty

국문 초록 (Abstract)

2050 탄소중립 목표 달성을 위해 무탄소 전원으로의 전환이 시급하며, 기존 화력발전 인프라를 활용할 수 있는 혼소발전이 현실적인 대안으로 주목받고 있다. 그러나 연료 가격 및 전력 시장가격의 높은 불확실성은 민간 사업자의 투자에 영향을 미치는 주요 요인이다. 이에 본 연구는 실물옵션(Real Options) 기법을 적용하여, 불확실성 하에서의 투자의 비가역성과 운영의 유연성을 고려한 최적 투자 임계가격을 도출하는 모형을 이론적으로 구축하였다. 특히 SMP의 확률적 특성을 기하브라운운동(GBM)과 평균회귀과정(MR)으로 각각 모델링하여 비교 분석함으로써, 확률과정의 가정에 따라 투자 임계가격이 달라짐을 보였다. 본 연구의 결과는 혼소발전의 경제성 확보를 위해 차액계약제도(CfD)와 같은 리스크 분담 정책이 필요함을 시사하며, 향후 다양한 무탄소 전원의 적정 지원 수준을 산정하는 데 유용한 분석 도구로 활용될 수 있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The transition to carbon-free power sources is urgent for achieving the 2050 Net-Zero goal, and co-firing generation, which utilizes existing thermal power infrastructure, is gaining prominence as a realistic alternative. However, the high uncertainty of fuel prices and electricity market prices acts as a major factor affecting the investment decisions of private operators. Accordingly, this study theoretically constructs a model to derive the optimal investment threshold price by applying Real Options analysis, considering the irreversibility of investment and operational flexibility under uncertainty. In particular, by modeling the stochastic characteristics of the System Marginal Price (SMP) using Geometric Brownian Motion (GBM) and Mean Reversion (MR) processes respectively, this study demonstrates that the investment threshold price varies depending on the assumptions of the stochastic process. The results suggest that risk-sharing policies, such as Contracts for Difference (CfD), are essential to secure the economic feasibility of co-firing generation. Furthermore, the proposed model can serve as a useful analytical tool for estimating appropriate support levels for various carbon-free power sources in the future.