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최병렬,강재성,박정순,정경화 에너지경제연구원 2006 연구보고서 Vol.2006 No.12
1. 연구 필요성 및 목적 쾌적한 에너지에 대한 수요의 증가와 에너지산업에 대한 경쟁이 강화됨에 따라 집단에너지사업자에게 난방연료를 공급하던 도시가스사업자들이 신규 지역난방사업에 대한 관심을 높이고 있으며, 실제로 사업에 참여하는 사례도 증가하고 있다. 새로운 형태의 집단에너지사업인 구역형집단에너지사업(CES)은 지역난방사업자가 생산한 전력을 집단에너지공급구역 내의 소비자에게 판매할 수 있다. 그리고 향후 냉 · 난방열과 전력, 취사용 도시가스까지 일괄 판매할 수 있는 종합적인 에너지사업으로 발전할 수 있는 잠재력도 지니고 있다. 만약 도시가스사업자가 지역난방사업을 직접 운영할 경우에는 연료 공급의 측면에서 안정성 확보, 거래비용의 축소, 더블 마진의 제거를 통한 효율성 제고와 같은 편익이 발생할 수 있다. 집단에너지를 둘러싼 사업여건의 변화는 지역의 난방시장에 참여하는 기업 간 전략적 제휴를 포함하여 다양한 형태의 기업결합을 가능하게 한다. 따라서 도시가스 사업자의 지역난방사업 진출은 수직적으로 결합된 독점사업자를 출현시킬 수 있고, 이는 곧 생산자 후생과 소비자 후생 즉 사회적 후생을 변화시키는 요인이 될 것이다. 본 연구에서는 난방연료를 공급하는 도시가스회사와 난방열을 생산 · 판매하는 지역난방회사간의 합병을 수직적 기업결합으로 규정하고자 한다. 대부분 독점적으로 운영되는 국내 에너지산업에 개방과 시장경쟁의 흐름이 나타나고 있는 현실적 여건 하에서 도시가스가 독점적으로 공급되는 어떤 구역 내에 독점적인 집단에너지시장이 창출될 경우, 신규 진입자의 사업형태에 따라 그 지역의 난방시장이 받는 영향은 다르게 나타날 것이다. 그러므로 사회적 후생을 증대시키는 방향으로 규제하려는 정부나 규제를 받는 기업의 입장에서 어떠한 시장형태를 유지하는 것이 사회적으로 바람직한 지가 관심 사항이 아닐 수 없다. 본 연구의 목적은 신규로 난방시장에 진입하는 지역난방 사업자가 독자적으로 사업을 운영하는 경우와 기존의 연료공급 사업자와 수직 결합하여 독점적으로 추진하는 경우 중 어느 것이 사회적 후생을 높일 수 있는지를 검토하는데 있다. 2. 연구결과 및 한계점 본 연구는 독점권이 인정되는 기존 도시가스사업구역 내에서 지역난방사업을 독점적으로 추진하고자 하는 어떤 지역을 가정하였다. 도시가스사업자는 독점지역 내에 개별난방용 연료를 MG<SUB>u</SUB>의 가격에 개별난방사업자에게 공급하고, 신규 지역난방사업자에게 P<SUB>w</SUB>의 가격으로 지역난방 연료용 도시가스를 공급한다. 난방시장에서 동일한 가치를 가진 동질적인 소비자가 [0,1]의 난방시장에 균일하게 분포한다고 전제하고, Hotelling의 가격경쟁 모형으로 시장균형을 모색하였다. 동 모형에 적용하는 수송비용(t)은 포괄적인 개념의 번잡비용(불편비용)으로 인식하였다. 이러한 모형을 이용하여 도시가스사업과 지역난방사업이 공존하는 복점시장, 두 기업이 수직적 결합을 이룬 자연독점시장의 사회적 후생의 크기를 각각 도출하고 이를 상호 비교하였다. 사회적 후생을 시장형태별로 비교해 본 결과, 복점과 자연독점 간에는 한계비용과 투자비의 조건에 따라 사회적 후생의 크기가 달라짐을 알 수 있었다. 모델 분석의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 도시가스를 독점적으로 공급하고 있는 지역 내에서 지역난방사업은 원활히 추진되기가 어렵다. 기존의 도시가스사업자가 지역난방용 연료에 독점가격을 높게 설정하여 시장 진입을 방해할 것이기 때문이다. 둘째, 정부(또는 규제기관)는 도시가스사업자(DU₁)의 지역난방용 연료가격(P<SUB>w</SUB>)을 규제함으로써 지역난방기업이 일정한 시장점유율을 확보할 수 있도록 유도할 수 있다. 주어진 연료가격 하에서 시장균형은 개별 난방투자비, 각 기업의 한계비용 차이, 그리고 제품의 선호도인 불편비용(t)에 의하여 결정된다. 셋째, 지역난방과 개별난방이 공존하는 복점시장에서는 P<SUB>w</SUB>=MC<SUB>u</SUB>=0인 경우, 즉 지역난방에 대한 시장진입의 장애가 없을 때가 사회적 후생이 높 1. Research Purpose As demand for clean and convenient energy increases and energy sector has been more competitive than before, local gas companies that supply fuel to district heating firms are interested in the district heating business. At present, some town gas companies enter into the district heating market, which is gradually growing. CES(community energy supply system), one type of integrated energy system, can sell to consumer the heat and power produced by district heating companies. It is highlighted as a emerging energy business model. This type of business has the possibility to evolve as a multi energy company supplying city gas for cooking, power for lighting and heating and cooling in the future. If a local gas firm operates directly district heating business in some areas, there would be benefits of low cost of fuel supplying, deduction of transaction cost, and removal of double marginalization. According to the change of these business circumstances, heating market players can be integrated in various types of form as well as strategic alliance. Entering the heating market, a gas supplier can be a vertical integrated monopoly company and thus it may affect social welfare. In this study, a gas supplier vertically integrates with a district heating company. Suppose a vertically integrated firm in energy market exists under prevailing market circumstances. New entrant in the market brings changes in the local heating market. Therefore, it is interesting to review the market structure raising up more the social welfare to both regulator and business company controlled by ruler. The aims of this study are to analyze whether vertical integration between a local supplier and a district heating company leads to higher social welfare or not. 2. Summary This study supposes that the monopoly district heating business will be developed in the monopoly local gas supplying area. Gas supplier provides city gas for individual heating with the price of MC<SUB>U</SUB> and for district heating with the price of P<SUB>W</SUB> > MC<SUB>U</SUB> to district heating company. In order to explore the market equilibrium we use a traditional Hotelling's price competition model. The model assumes homogeneous consumers distributed in the interval of [0,1] heating market. We understand the concept of Hotelling's transportation cost(t) as a cumbersome disutility. Using this model, we compare the social welfare of duopoly with that of natural monopoly in heating market. In duopoly, two products(individual heating and district heating) are produced by two firms (local gas firm and district heating firm), and in monopoly, two products are supplied by a vertically integrated firm. From the result of analysis, the social welfare varies between the duopoly and monopoly of the heating business depending on the marginal cost and investment of individual heat producing equipment. Main results of this study are as follows. First, it is found that a district heating business can not enter the local heating market through the market competition, as the existing local gas firm deters the entrance of the district heating firm by raising the fuel price for district heating. Second, regulator can induce the constant market shares for two firms in the district heating market by controlling of gas price for district heating. Under the given fuel price, market equilibrium depends on individual heating investment, heterogeneity of marginal costs, and consumers' preferences of two products. Third, in duopoly market, social welfare is the highest at the gas price of P<SUB>w</SUB> = MC<SUB>u</SUB> = 0, where there exist no entrance barriers. As fuel price of Pw becomes higher, the market share of new entrant would be smaller, and the social welfare also diminishes due to price increase in the heating market. Fourth, government or regulator can maximize social welfare when firms set the product price at P=MC. This is the s
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