산업별 전력수요의 기온효과 분석

이용주,김인무,이성로,김대용 한국환경경제학회 2016 자원·환경경제연구 Vol.20 No.2

This paper, using AMR (Automatic Meter Reading) electricity data accurately measured in real time, analyses the characteristics and patterns of temperature effect on the industrial electricity usage. For this goal, the paper constructs and estimates a model which captures the properties of AMR time series including long-term trends, mid-term temperature effects, and short-term special day effects. Based on the estimated temperature response function and the temperature effect, we categorize the whole industry into two groups: one group with sharp temperature effect and the other with weak temperature effect. Furthermore, the industry group with sharp temperature effect is classified into a summer peak industry group and a winter peak industry group, based on the estimates of the temperature response function. These empirical results carry practical policy implications on the real time electricity demand management. 본 논문은 실시간으로 측정되는 자동원격검침(AMR) 전력수요량을 사용하여 산업별 전력수요의 기온효과에 대한 특성과 패턴을 분석하였다. AMR 전력사용량의 시계열적 특징으로부터 장기 추세효과와 중기 기온효과 그리고 단기 특수일 효과로 구성되는 공적분 모형을 구축하고, 기온효과를 연속적인 기온반응함수를 통하여 분석하기 위하여 기온반응함수를 푸리에 플렉서블 폼(Fourier Flexible Form; FFF) 비선형 함수로 추정하였다. 추정 결과 도출된 기온반응함수와 기온효과를 통하여 기온효과가 뚜렷하게 나타나는 서비스업군과 기온효과가 미약하게 나타나는 제조업군으로 구분하였다. 그리고 기온효과가 뚜렷하게 나타나는 서비스업군을 기온반응함수의 추정치에 근거하여 여름피크 산업과 겨울피크 산업으로 구분하였다. 이러한 실증분석 결과는 산업별, 계절별 전력수요관리정책 수립에 정책적 기초를 제공한다. 또한 실시간으로 측정되는 AMR 전력수요량 분석이라는 점에서 시차의 발생없이 신속하게 전력수요관리에 반영될 수 있다는 의미가 있다.

산업별 전력수요의 기온효과 분석

김인무 ( In Moo Kim ),이용주 ( Yong Ju Lee ),이성로 ( Sungro Lee ),김대용 ( Daeyong Kim ) 한국환경경제학회·한국자원경제학회(구 한국환경경제학회) 2016 자원·환경경제연구 Vol.25 No.2

본 논문은 실시간으로 측정되는 자동원격검침(AMR) 전력수요량을 사용하여 산업별 전력수요의 기온효과에 대한 특성과 패턴을 분석하였다. AMR 전력사용량의 시계열적 특징으로부터 장기 추세효과와 중기 기온효과 그리고 단기 특수일 효과로 구성되는 공적분 모형을 구축하고, 기온효과를 연속적인 기온반응함수를 통하여 분석하기 위하여 기온반응함수를 푸리에 플렉서블 폼(Fourier Flexible Form; FFF) 비선형 함수로 추정하였다. 추정 결과 도출된 기온반응함수와 기온효과를 통하여 기온효과가 뚜렷하게 나타나는 서비스업군과 기온효과가 미약하게 나타나는 제조업군으로 구분하였다. 그리고 기온효과가 뚜렷하게 나타나는 서비스업군을 기온반응함수의 추정치에 근거하여 여름피크 산업과 겨울피크 산업으로 구분하였다. 이러한 실증분석 결과는 산업별, 계절별 전력수요관리정책 수립에 정책적 기초를 제공한다. 또한 실시간으로 측정되는 AMR 전력수요량 분석이라는 점에서 시차의 발생없이 신속하게 전력수요관리에 반영될 수 있다는 의미가 있다. This paper, using AMR (Automatic Meter Reading) electricity data accurately measured in real time, analyses the characteristics and patterns of temperature effect on the industrial electricity usage. For this goal, the paper constructs and estimates a model which captures the properties of AMR time series including long-term trends, mid-term temperature effects, and short-term special day effects. Based on the estimated temperature response function and the temperature effect, we categorize the whole industry into two groups: one group with sharp temperature effect and the other with weak temperature effect. Furthermore, the industry group with sharp temperature effect is classified into a summer peak industry group and a winter peak industry group, based on the estimates of the temperature response function. These empirical results carry practical policy implications on the real time electricity demand management.

기온의 연속,누적효과가 일일 최대전력소비에 미치는 영향에 관한 연구

신동현 ( Dong Hyun Shin ),조하현 ( Ha Hyun Jo ) 한국응용경제학회 2014 응용경제 Vol.16 No.3

본 연구는 우리나라의 일일 최대전력소비에 대한 기온의 연속ㆍ누적효과를 분석하였다.과거 기온의 이동평균과 이동표준편차를 이용하여 기온의 연속ㆍ누적효과를 정의하고 Markovregimeswitching모형,Thresholdregression모형,Smooth transition regression모형 등과 같은 비선형 모형을 적용하였다.우리나라의 2011.1.1.∼ 2013.12.23.일일자료에 대한 실증분석결과 기온의 연속ㆍ누적효과가 최대전력소비에 유의한 영향을 주는 것으로 나타났다.즉,기온이 일정기간 동안 연속적으로 일정수준 이상 또는 이하로 높고 낮음이 지속될 경우에 최대전력소비가 더욱 더 증가하는 것을 확인할 수 있었다.또한 최대전력소비를 예측함에 있어서 기온,상대습도,풍속 등과 함께 기온의 연속ㆍ누적효과를 고려하면 최대전력소비에 대한 예측력을 높일 수 있음을 표본외 예측을 통해서 확인하였다.이러한 본 연구의 실증분석결과들은 정확한 최대전력 소비를 예측을 위해서는 현재의 기상정보와 함께 기온의 연속ㆍ누적효과와 같은 과거 기온들에 관한 정보를 적극 활용하여야 함을 시사하고 있다. This paper investigates the continuous and cumulative effect of temperature on the daily maximum electricity consumption of Korea. After defining the continuous and cumulative effect of temperature using moving average and moving standard deviation of past temperature, nonlinear models such as markov regime switching model, threshold regression and smooth transition model are applied for empirical analysis. The empirical result shows that the continuous and cumulative effect of temperature has a significant impact on daily maximum electricity consumption in Korea. That is, if temperature higher or lower than the threshold persists during a period of time, daily maximum electricity consumption increases. Furthermore, out of sample forecast says that using the continuous and cumulative effect of temperature with temperature, relative humidity and wind velocity can improve the prediction power of daily maximum electricity load. These empirical results imply that the information of past temperature should be positively used in forecasting daily maximum electricity consumption with present climate conditions.

한국의 도시화에 의한 극한기온의 변화

이승호(Seungho Lee),허인혜(Inhye Heo) 대한지리학회 2011 대한지리학회지 Vol.46 No.3

이 연구에서는 극한기온 지수의 변화 경향을 분석하여 도시화 효과가 극한기온의 변화에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 한국에서 60개 기상관측지점을 대상으로 극한기온과 관련된 16개의 지수를 분석하였다. 여름철 관련 극한기온 지수값은 대부분 증가하였고, 겨울철 관련 극한기온 지수값은 감소하였다. 여름철 지수 중 변동 임계치를 갖는 지수가 열대야와 같은 고정 임계치를 갖는 경우보다 증가 경향이 더 뚜렷하였다. 겨울철과 관련된 극한기온 지수값의 감소 경향이 여름철과 관련된 극한기온 지수의 증가 경향보다 뚜렷하였다. 이는 도시의 기온이 여름철보다 겨울철에 더 상승하는 것과 비슷한 결과이다. 일최고기온과 관련된 지수의 증가 경향보다 일최저기온과 관련된 지수의 감소 경향이 뚜렷하다. 이런 결과도 도시에서 최고기온보다 최저기온의 상승 경향이 더 뚜렷한 것과 비슷한 경향이다. This study aimed to analyze the changes of extreme temperature indices in order to investigate impacts of urbanization on changes of extreme temperature. It was analyzed 16 indices related to extreme temperature indices to 60 weather stations in South Korea. Extreme temperature indices-related summer mostly increased, and its related to winter decreased. Percentile-based indices were clearly increased more than fixed-based indices as a tropical night. Decreasing trend of extreme temperature indices related to winter had more clear than increasing trend of extreme temperature indices related to summer. It was similar to trend that urban temperature was more clearly increased in winter than summer. Decreasing trend of indices-related daily minimum temperature had more clear than increasing trend of indices-related daily maximum temperature. Also, it was similar to increasing trend of minimum temperature had more clear than maximum temperature.

소백산 남북사면의 기온 비교

이승호,허인혜 建國大學校基礎科學硏究所 1999 理學論集 Vol.24 No.-

본 연구에서는 소백산의 남사면과 북사면의 기온 특성을 파악하기 위하여, 상층 풍향별로 소백산과 영주, 제천 관측소의 일별 평균기온 자료를 이용하여 양 사면 간의 기온과 환경 기온감율의 차이를 분석하였다. 남동사면의 월평균 기온이 북서사면 보다 항상 높다. 계절별로는 겨울철에 그 차이가 크고, 여름철에 작으며, 풍향별로는 북서풍일 때 그 차이가 가장 크고, 서풍과 북풍일 때도 비교적 크다. 남동사면의 연평균 환경기온감율은 0.63℃/100m로 대류권에서의 평균값보다 크다. 북서풍일 때, 0.75℃/100m로 가장 크고, 남서풍일 때 가장 작다(0.54℃/100m).또한 봄철이 가장 크고(0.69℃/100m), 가을철이 가장 작다. (0.57℃/100m). 북서사면의 환경기온감율은 0.52℃/100m로 대류권의 평균값과 비슷하고, 풍향별로는 남동사면과 비슷한 경향이며, 여름철이 가장 크고(0.59℃/100m), 겨울철이 가장 작다(0.46℃/100m). 양사면간의 환경기온감율의 차이는 겨울철이 가장 큰 0.20℃/100m이며, 풍향별로는 북서풍일 때의 차이가 가장 크다. 이와 같은 기온과 환경기온감율의 차이에는 대기 중의 수중기량, 소백산의 장벽효과와 산정의 구름효과가 영향을 미쳤다. This paper examined the characteristics of air temperature between the southern and the northern slopes of Mt. Sobaek. The daily mean air temperature at the three stations(Chechon, Youngju, and Mr. Sobaek) was analyzed by the wind direction at 850hPa height in the Osan upper weather station. The monthly mean air temperature at Youngju is higher than that at Chechon. The difference in the monthly mean air temperature is large in winter, and it is low in summer. In relation to the upper wind, the temperature difference is largest at the northwesterly, and is relatively large at the westerly and northerly. The annual mean environmental lapse-rate of the southeastern slope(0.63℃/100m) is greater than the mean value in the troposphere. The environmental lapse-rate of the northwesterly is greatest at 0.75℃/100m, and that of the southwesterly is smallest(0.54℃/100m). The spring is also large(0.69℃/100m), while fall is small(0.57℃/100m). The environmental lapse-rate of the northwestern slope is similar to the mean of the troposphere(0.52℃/100m), and has a similar trend to the southeastern slope in relation to the upper wind. The environmental lapse-rate of summer is greatest(0.59℃/100m), while that of winter is smallest(0.46℃/100m). The difference of environmental lapse-rate between the two slopes is greatest(0.20℃/100m) in winter, and is also great at the northwesterly. With these, the differences of environmental lapse-rates are affected by the amount of water vapour, the barrier effect of Mt. Sobaek, and the cloud effect at the summit of the mountain.

기온효과를 반영한 한국의 환경쿠즈네츠가설 검정

박철웅(Choelwung Park),이용주(Yong-Ju Lee) 에너지경제연구원 2018 에너지경제연구 Vol.17 No.1

본 논문은 1971년부터 2014년까지 한국의 단일 시계열자료를 이용하여 한국에서 환경쿠즈네츠가설(Environmental Kuznets Curve Hypothesis)이 성립하는지 여부를 검정하고, 1인당 탄소배출량에 영향을 미치는 요인들을 분석하였다. 이를 위해 1인당 GDP뿐만 아니라 전원믹스 중 신재생에너지 비중, 1인당 최종 에너지소비량, 그리고 기온효과를 대리하는 냉난방도일을 설명변수로 고려하였다. 그리고 견고한 공적분 관계를 보이는 불안정 시계열과 정상시계열을 대상으로 공적분 회귀모형을 추정하여 변수들 사이의 장기균형관계를 살펴보고, 오차수정모형을 통해 장기균형에서 이탈된 시계열이 장기균형으로 조정되는 단기동학관계를 분석하였다. 분석 결과, 1인당 GDP, 냉난방도일, 그리고 1인당 최종에너지소비량의 경우 탄소배출량에 통계적으로 유의하게 양(+)의 영향을 미치고, 1인당 GDP 제곱과 신재생에너지 비중은 탄소배출량에 음(-)의 영향을 주는 것으로 나타났다. 본 연구는 한국에서 환경오염과 경제성장 간에 환경쿠즈네츠가설이 성립하고, 기존 연구에서 생략변수로 취급되었던 기온효과가 탄소배출에 유의한 영향을 미친다는 점을 확인했다는 점에서 의의가 있다. This paper tests Environmental Kuznets Curve Hypothesis using time series data of Korea in the time period between the years 1971 and 2014, and analyzes the determinants of CO₂ emissions. For this purpose, we consider GDP per capita, the portion of renewable energy relative to the nation’s power source, final energy consumption per capita, and cooling and heating degree day as the explanatory variables. And, considering nonstationarity of the time series, we analyze the relationship between CO₂ emissions and explanatory variables in the framework of a cointegration model and an error correction model. The test results show that there exists a statistically significant positive relation among GDP, cooling and heating degree day, final energy consumption and CO₂ emissions, and a statistically significant negative relation among GDP square, the portion of renewable energy and CO₂ emissions. That is, the results ascertain the existence of Environment Kuznets Curve in Korea and the significancy of temperature effects on CO₂ emissions.

기온효과를 고려한 건설업생산지수 예측모델 개발

김석종,김현우,진경호,장한익,Kim, Seok-Jong,Kim, Hyun-Woo,Chin, Kyung-Ho,Jang, Han-Ik 한국건설관리학회 2013 한국건설관리학회 논문집 Vol.14 No.5

1990년대 이후 국가경제에서 미치는 영향이 감소 추세에 들어선 건설업은 호황과 불황을 넘나들고 있다. 건설업의 경기변동이 심할수록 경기예측은 어려워지며, 불확실한 예측의 피해는 기업과 건설 종사자들이 직접적으로 받게 되므로 건설경기를 예측하는 것은 매우 어려우면서 중요한 일이다. 본 연구에서는 건설경기를 나타내는 지표 중 하나인 건설업생산지수를 GDP와 기온효과를 이용하여 실질소득과 야외활동이 많은 건설업의 특성에 따라 기온효과를 반영한 공급측면에서의 단기 건설 경기예측 모형을 제시하였다. 분석결과, 건설경기는 뚜렷한 기온효과가 있으며 GDP에도 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 이와 같은 과정을 통해 입증된 건설경기 예측모델을 기반으로 GDP예상증가율 3.5%와 2.4%일 때, 두 가지 시나리오로 2013년도 건설업생산지수를 예측하였다. 본 연구결과는 건설업의 경기를 판단하는 지표 중 하나로 활용 가능할 것이며, 향후 기후변화가 건설업에 미치는 영향에 대한 연구의 초석이 될 것이다. After 1990s, the influence of construction industry has been decreased on national economy and construction business condition has been changed on economic recession and boom repeatedly. Larger fluctuation of business condition makes a forecast of it to be more difficult. Uncertainty in business prediction results in damages on construction companies and stakeholders. Therefore, study on forecasting a construction business is very important. This study suggests the Construction Industry Production Index(CIPI) to predict a construction business in consider of temperature effects. The results show that construction business is much influenced by temperature effects certainly and GDP. With the CBFM, this study examines CIPI for 2013 with two scenarios: 1)with GDP growth rate of 3.5% 2)with GDP growth rate of 2.4%. Thus, CIPI would be used as the economic state index to display the construction business conditions. Also, CIPI will be utilized as basic methodology in the impact of climate change in the construction industry.

교차기온반응함수로 추정한 전력수요의 냉난방 수요 변화 추정

박성근 ( Sung Keun Park ),홍순동 ( Soon Dong Hong ) 한국환경경제학회·한국자원경제학회(구 한국환경경제학회) 2018 자원·환경경제연구 Vol.27 No.2

본 연구는 전력수요의 냉방 및 난방 수요를 측정하고 분석한다. 이를 위해 냉난방기온 효과를 추정하고 이를 Chang et al. (2014)의 전력수요함수 모형에 적용하여 전력수요를 기본 수요, 냉방수요 그리고 난방수요로 분해하였다. 1999년 1월부터 2016년 12월의 한국의 일반용과 주택용 전력수요를 분석한 결과, 난방수요의 증가율이 기본수요와 냉방수요의 증가율을 월등히 상회하였으며 특히 일반용에서 난방수요 증가가 두드러졌다. 평년기온으로 통제한 기온 보정된 난방수요는 실현된 난방수요보다 상대적으로 ‘더’ 증가하였고, 냉방수요는 반대로 기온 보정된 수요가 실현된 수요에 비해서 ‘덜’ 증가하였다. 본 논문은 전력수요 내의 냉방 및 난방 수요를 측정할 뿐 아니라 경제주체들의 전력수요 변화 패턴을 확인했다는 점에 의의가 있으며, 추정 결과들은 향후 전력수요예측과 에너지수요관리 정책 수립에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다. This paper measures and analyzes cooling and heating demand in Korean electricity demand using time-varying temperature response functions and cooling and heating temperature effects. We fit the model to Korean data for residential and commercial sector over 1999:01~2016:12 and the estimation results show that the growth rate of heating demand is much higher than that of base and cooling demand, and especially the growth rate of heating demand in commercial sector is much higher. And we define the temperature-normalized demand conditioning that monthly temperatures are assumed as average monthly temperatures. The growth rate of heating demand in the estimated temperature-normalized demand is higher than that in the real demand. Our results are expected to be a base data for Winter Demand Management and short-term electricity demand forecasting.

극한 기온이 사망자 수에 미치는 영향: 2019년 장래인구추계 평가

최용옥 동국대학교 사회과학연구원 2019 사회과학연구 Vol.26 No.3

The number of deaths shows an increasing trend as the population ages and a distinct seasonality as it is high in winter and low in summer. In this study, we propose and estimate a model for the number of deaths. To reflect the seasonality, we introduce the concept of a temperature effect on the number of deaths. The temperature effect is defined by the integral of a temperature response function with respect to the temperature density for target period. From the estimation results, we find the number of deaths is increasing as the temperature drops, and the number of deaths spikes below –10℃. In March 2019, Statistics Korea released the population projections for Korea (2017~2067). In that report, the life expectancy at birth in 2018 would be stagnated and the rate of mortality improvement would be lower due to the increase in deaths in 2018. However, most of the increase in deaths in 2018 seems to be a temporary phenomenon due to the record cold wave. By eliminating the effects of cold and analyzing the mortality rate, the expected life expectancy in 2018 is estimated by 0.2 years higher than that from Statistics Korea. The results of this study have important implications for the population projection. It is necessary to eliminate the fluctuation in mortality due to the abnormal temperature before we analyze the trend of the mortality. Since the mortality rate shows a significant deterministic time trend, the level of the most recent year would make a permanent impact on forecasts for long time. Using upward biased mortality rates due to abnormal temperatures, such as cold weather, can lead to long-term over-forecast of mortality. 인구구조가 고령화되면서 사망자 수는 증가하는 추세에 있으며, 기온에 의한 영향으로 동고하저의 뚜렷한 계절성을 보인다. 본 연구에서는 사망자 수의 추세와 계절성을 반영하여 사망자수가 결정되는 모형을 제안하고 추정하였다. 특히, 기온이 사망률에 미치는 영향을 체계적으로분석하였다. 기온이 낮아지면서 사망자 수는 점증하는 것으로 나타났으며, 영하 10도 이하에서사망자 수가 급증하는 것으로 분석되었다. 2019년 3월에 공표한 장래인구특별추계에서, 통계청은 2018년도 사망자 수의 증가로 인해 2018년도 기대수명은 정체되고, 향후 50년 동안의 사망률 개선추세가 낮아진 것으로 발표하였다. 그러나 2018년도 사망자 수 증가의 대부분은 기록적인 한파에 기인한 일시적인 현상으로 보인다. 혹한으로 인한 효과를 제거하고 사망률을 분석한 결과, 2018년도 기대수명은 통계청 공표값 대비 0.2세 증가한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 향후 장래인구추계에 중요한 시사점을 갖는다. 향후 격년으로 발표되는 장래인구추계에서 사망률을 예측할 때, 이상 기온에 의한 사망률의 변동을 제거하고 분석을 해야 할 것이다. 사망률과 같이 연도에 따라서 뚜렷한 추세를 보이는 시계열의 예측치는 가장 최근 연도의 수준에 지속적인 영향을 받게 된다. 혹한 등과 같은 이상기온에 의해서 높게 실현된 사망률을사용하면 장기적으로 사망률을 과대예측하게 되는 결과를 가져올 수 있다.

도시 내 공원과 하천의 기온변화율과 기온완화효과에 관한 연구

이강국(Lee. Kang-Guk),김태우(Kim, Tae-Woo),서원덕(Seo, Won-Duck),홍원화(Hong, Won-Hwa) 한국생태환경건축학회 2011 한국생태환경건축학회 논문집 Vol.11 No.3