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순수요 불확실성 하에서 에너지 저장장치 효용 최대화를 위한 대안 모색: 10차 전력수급기본계획을 기반으로
모정윤,전우영 재단법인 에너지경제연구원 2023 에너지경제연구 Vol.22 No.1
The traditional concern in the power market has been how to reduce peak demand to improve long-term supply efficiency. Along with the expansion of renewable generation, a new concern in the power market is how to respond cost-effectively to the uncertainty of renewable generation. Energy storage is a resource that can provide effective solutions to both these problems through shifting load and providing reserve. This study analyzed the effective use of energy storage when dynamic pricing and critical peak pricing under different supply curves in the Korean power system in 2030 are considered together with the stochastic renewable generation. The main results of this study are as follows. First, under Korea’s elastic supply curve, energy storage have a greater incentive to provide reserve, and if the critical peak pricing is applied, load shifting becomes an attractive option. Second, when storages are used to lower the mean net load, then it does not represent true peak reduction effect because it disregards the worst renewable generation scenario. Third, the peak reduction effect of the storage should be evaluated on the basis of maximum net load, and in order to effectively achieve reduction of maximum net load, storage capacity should be effectively allocated between shifting load and providing reserve is required. When an incentive system, in which storage capacities are optimally allocated to increase the efficiency of electricity supply, offered in the market, costs to achieve carbon net zero can be effectively reduced. 전력시장의 전통적인 고민은 장기적인 공급 효율성 개선을 위해 피크수요를 어떻게 경감시키느냐는 것이었다. 재생발전 보급확대와 함께 전력시장의 새로운 고민은 재생발전의 불확실성에 어떻게 비용 효율적으로 대응하냐는 것이다. 에너지저장장치는 부하이전과 예비력 제공을 통해 이 두 가지 문제에 모두 효과적인 해결을 제시할 수 있는 자원이다. 본 연구는 2030년 한국의 전력공급 환경에서 차등적 공급곡선 하에서의 동적요금제와 피크요금제가 재생발전의 확률적 특성과 함께 고려되었을 때 효과적인 분산형 에너지저장장치 활용방안에 대해서 분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 한국의 탄력적 공급곡선 하에서 에너지저장장치는 예비력 제공 기능으로 활용될 유인이 더욱 크며, 피크요금제가 적용될 경우 부하이전 기능으로 유도가 가능하다. 둘째, 일일전 시장 관점에서 평균적인 재생발전이 반영된 순수요의 피크를 낮추는 저장장치 운영전략은 예외적이지만 발생가능한 극단적 재생발전 상황을 간과하기 때문에 피크감축효과를 과대계상한다. 셋째, 저장장치의 피크감축효과는 최대 순수요 기반으로 평가받아야 하며 최대 순수요 경감을 효과적으로 달성하기 위해서는 부하이전과 예비력 제공간에 균형 잡힌 활용이 필요하다. 저장장치 자원이 전력공급 효율성을 높이는 방향으로 최적 배분되는 유인체계가 시장에서 작동할 때 탄소중립 비용을 효과적으로 줄여나갈 수 있을 것이다.
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Bass 확산 응용모형을 기반으로 한 국내 전기자동차수요 전망
모정윤,김상훈 경성대학교 산업개발연구소 2017 산업혁신연구 Vol.33 No.3
With the emergence of a Paris agreement to replace the Kyoto Protocol, Korea has also set a greenhouse gas reduction target to reduce its greenhouse gas emissions by about 37% in 2030. In order to respond to the strengthening of greenhouse gas emission regulations in the transportation sector, electric vehicles and related infrastructures are essential. However, research on the demand forecast of domestic electric vehicle, which is the basic data for this, is very limited. Therefore, the object of the study is to forecast Korea Electric Vehicle demand using Bass model based on six foreign countries data such as Neverland, Norway, France, Germany, Japan, and United Kingdom. After estimating the innovation and imitation factors affecting the electric vehicle demand in each country, the degree of the factors affecting the electric vehicle demand by country was scored by the expert questionnaire. Based on the results of the questionnaire survey, we revise the coefficients of innovation and imitation to match the Korean situation. As a result, demand for domestic electric vehicles will increase from 230,000 units in 2020 to 2,500,000 in 2030. 2020년 만료 예정인 교토의정서를 대체하여 2020년 이후의 기후변화 대응을 담은 국제협약인신 기후체제의 등장으로 우리나라도 2030년 온실가스 배출 예상량 대비 약 37%를 감축해야 하는 온실가스 감축목표를 수립하였다. 수송 부문에서의 온실가스 배출 규제 강화에 대응하기 위해 친환경차인 전기자동차 및 관련 인프라의 보급·확산이 필수적이나, 이를 위한 기초자료인 국내전기자동차 수요 전망과 관련된 연구는 매우 제한적이다. 따라서 본 연구는 국내 전기자동차수요를 전망해 보기 위해 Bass 확산모형을 기반으로 네덜란드, 노르웨이, 프랑스, 독일, 일본 및영국 등 여섯 개 나라의 전기자동차 수요 데이터를 분석의 기초 대상으로 선택하여 국내 전기자동차 수요를 유사추론 하였다. 각 나라의 전기자동차 수요에 영향을 주는 혁신계수 및 모방계수를 추정 후 나라별 전기자동차 수요에 영향을 주는 요인들의 정도를 전문가 설문조사를 통해점수화하였다. 전문가 설문조사의 결과를 기반으로 혁신계수 및 모방계수를 한국의 실정에 맞게보정하는 작업을 거쳐 보다 정밀한 국내 전기자동차 연도별 수요를 전망한 결과 국내 전기자동차 수요는 2020년 약 23만대에서 2030년 250만대로 빠르게 증가할 것으로 예측되었다.
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탄소배출권거래제가 기업의 탄소생산성에 미치는 효과: 확률 프런티어 모형과 맘퀴스트 생산성 지수 모델을 중심으로
모정윤 산업연구원 2022 산업연구(JIET) Vol.6 No.1
In December 2020, the government announced the “2050 Carbon Neutral Promotion Strategy”. For the paradigm shift to a carbon-neutral society, it is necessary to prepare an evaluation index to see whether our society is effectively reducing greenhouse gases, considering two goals such as carbon reduction and economic growth. This study evaluates the carbon productivity of firms participating in the KETS by estimating total factor carbon productivity based on the stochastic frontier model and the Malmquist productivity index. In this study, carbon productivity is indexed by 26 detailed industries, and productivity levels across industries are compared and analyzed to present efficient carbon productivity improvement schemes for specific industries. From the empirical results, it is confirmed that the carbon productivity in Korea is higher than 1 on average during the observation period, resulting in a conclusion that productivity has been steadily increasing compared to the previous year, but the increase rate has been steadily slowing. It is also revealed that technological change is a main driver to increase the total factor carbon productivity. The industries with high carbon productivity are analyzed in the order of refinery, complex energy, telecommunications, food and beverage and aviation industries among the total 26 industries. On the other hand, cement, waste and mining industries are analyzed as those with low carbon productivity.
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국내 중대형 이차전지 재활용 사업의 경제성 분석 및 발전방안 연구
모정윤(Jung-Youn Mo) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.9
현재 우리나라는 친환경 및 원전비중 축소라는 에너지 정책의 큰 변화에 직면하고 있다. 그러나 에너지 정책 변화에 따라 폭발적 증가가 예상되는 전기차 배터리 및 에너지저장시스템 등 중대형 이차전지의 폐기물 사후관리체계 및 관련 정책은 매우 미비한 상태이다. 따라서 본 연구는 국내에서 폭발적인 증가가 예상되는 중대형 리튬이온전지의 철거량을 추정해 보고, 중대형 이차전지 재활용 산업의 경제성 분석을 실시하고자 한다. 이를 토대로 국내 중대형 이차전지 재활용 산업의 수익성 분석 및 관련 재활용 산업의 활성화를 위한 정책적 대안을 모색하고자 한다. 연구 분석 결과 국내 중대형 리튬이온전지 재활용 사업의 경우 B/C 비율이 1.06으로 편익이 그 비용보다 높아 사업의 경제성이 존재하는 것으로 분석되었다. 동 사업의 경제성이 높고, 현재 국내에 중대형 이차전지 재활용 관련 부분적 원천기술 및 응용기술이 확보되어 있음에도 불구하고 산업 활성화가 되지 않는 이유는 중대형 이차전지 재활용의 법제화가 이루어지지 않아 국내 수요가 낮기 때문인 것으로 분석된다. 따라서 본 연구에서는 생산자책임재활용 제도의 의무대상 품목에 리튬이차 전지를 추가하여, 중대형 이차전지 재활용의 국내 수요 확대를 통한 산업 활성화 방안을 제시하였다. Korea faces major changes in energy policy, which include eco-friendly and zero-nuclear power. On the other hand, there are very few policies for the waste-management of mid- to large-sized lithium-ion batteries, such as electric car batteries and energy storage systems, which are expected to increase explosively due to such energy policy changes. Therefore, this study estimated the amount of mid- to large-sized lithium ion batteries waste and performed economics analysis of a middle and large sized secondary battery recycling project. Based on the results, a policy alternative for the revitalization of the related lithium-ion battery recycling industry is suggested. As a result, the B / C ratio of a domestic mid - to large - sized lithium ion battery recycling project is 1.06, in which the benefit is higher than the cost, so the business is economic feasible. Although the recycling project’s economic efficiency is high, the recycling industry has not been activated in Korea because the domestic demand for rechargeable batteries recycling is very low. To solve this problem, this study proposes a plan to activate the industry by adding lithium secondary batteries to the EPR (Extended Producer Responsibility) items.
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모정윤(Jung Youn Mo),김민지(Min Ji Kim) 한국산학기술학회 2020 한국산학기술학회논문지 Vol.21 No.5
최근 정부정책에 따른 원자력 발전의 감축과 신재생에너지의 급속한 보급확대에 따라 국내 태양광 발전 설치가 급격히 확대되고 있다. 이러한 태양광 발전 설비의 급속한 증가는 필연적으로 신재생에너지 산업에서의 폐기물 증가로 이어진다. 그러나 현재 신재생에너지 분야에서 발생한 폐기물에 대한 국내 사후 관리 시스템 구축에 대한 정책 논의는 미비하다. 동 연구는 태양광 패널 재활용 산업의 비용 및 편익을 추정하고 한국의 태양광 폐기물 재활용 정책에 대한 시사점을 도출하고자 한다. 동 연구의 결과에 따르면, 태양광 패널 재활용 사업의 실행 기간이 10년일 경우, 재활용 프로젝트의 수익성이 매우 낮다는 결론이 도출된다. 반면 재활용 프로젝트의 기간이 20년으로 연장될 경우, 2030년 이후 국내 태양광 폐기물의 총 용량이 크게 증가하여 규모의 경제로 인해 프로젝트의 경제 효율성이 충분히 높아질 수 있다는 결론을 도출하였다. 태양광 패널 재활용 사업의 경우 단기적으로는 경제적 효율성이 매우 낮기 때문에 민간 기업의 자발적 사업 참여를 기대하기 어렵다. 따라서 재활용 사업의 경제성 향상 및 관련 산업 활성화를 위한 다양한 정부의 정책마련이 긴요하다. 이를 위해서는 i) 폐태양광 패널의 재활용을 위한 법률 제정, ii) 태양광 패널 폐기물 모니터링 및 비용관리를 위한 협회 지정, iii) 태양광 패널 재활용 관련 R & D 수립 및 재활용과 관련된 다양한 비즈니스 모델 개발 등의 정책 마련이 필요하다. In accordance with the government"s expansion of solar power generation, the installation of solar panels is expected to expand in Korea. On the other hand, policy discussions on the establishment of a domestic post-management system for waste from photovoltaic power are insufficient. This study estimated the benefit-cost of solar PV Panel recycling and derived the implications for the photovoltaic waste policies in Korea. Overall, the profitability of the recycling project is very low when the project execution period is 10 years. On the other hand, the economic efficiency of the project can be sufficiently high when the duration of the solar panel recycling project is extended to 20 years. In the short term, it is challenging to expect voluntary companies to enter this recycling business because of low economic efficiency. Therefore, it is necessary to prepare various policies to improve the economic efficiency of the recycling business. In conclusion, the following policy implications for PV panel recycling activation are proposed: i) legislation for the recycling of waste solar photovoltaic panel, ii) designation of Association for Solar Panel waste monitoring, and iii) expansion of R & D and the development of various business models related to solar recycling.
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