- EPRC 2014. 12. 1 이창호 chrhee@keri.re.kr - EPRC 전력산업연구센터 전력정책연구센터 한국전기연구원
순서 1 2 현황 해외동향 3 현안및자원평가 4 발전방향 - EPRC 전력산업연구센터 2
1 현황 - EPRC 전력산업연구센터
전력수요 - 수요예측 주요이슈 최대수요상승세와수요과소예측 전력수요증가추세지속여부 사회인구구조변화 에너지소비행태변화및전력화율 에너지간가격격차및연료전환 수요예측의신뢰성제고 중장기예측기법 : 구조적접근 단기예측모델 : 계량적접근 24 년최대수요 : 5 차 (95,038MW) 6 차 (102,839MW) 5 차대비 7.8GW 이상예측차이발생 전력수요와공급간에괴리확대 전력수요전망치의상향화추이 3 차계획 ( 06 년 ) - 75,000MW 에서포화예상 (2025 년 ) 6 차계획 ( 13 년 ) - 24 년목표수요 102,839MW 로 25GW 증가 연도 5 차기본계획 6 차기본계획 수요예측차이 2010 69,886 - - 2012 74,414 76,522( 실적 ) 2,108 2014 78,017 80,968 2,951 2016 81,988 84,576 2,588 2018 85,810 91,509 5,699 2020 89,225 95,316 6,091 2022 92,111 99,363 7,252 2024 95,038 102,839 7,801 - EPRC 전력산업연구센터 4
전력가격 연료가격급등및설비예비율하락 07 년 ~ 12 년 - 월평균 SMP - 연평균 SMP 연도 SMP [ 원 /kwh] 2001 48.79 2002 47.18 2003 50.42 2004 55.73 2005 61.55 2006 78.89 2007 83.50 2008 122.58 2009 104.62 2010 117.49 2011 126.31 2012 160.67 - EPRC 전력산업연구센터 5 5
수요관리현황 프로그램 1970s 1980s 1990s 2000s 2010s 누진요금제 주택, 일반 74 TOU( 계절, 시간별차등요금제 ) 대규모일반, 산업 77 기본요금피크연동제 78 부하 관리 심야전력요금제도 85 하계휴가지원제도 85-08 자율절전 95-08 부하이전 95-03 직접부하제어 01 비상절전 02 지정기간수요조정제 09 주, 일예고수요조정제 09 최대전력관리장치 05 원격제어에어컨 99 효율 향상 축열식난방. 온수, 축냉식냉방설비보급 ( 심야전력 ) 86, 91 고효율조명기기보급 94 고효율자판기 97-08 고효율인버터 01 고효율전동기, 펌프, 변압기 05 - EPRC 전력산업연구센터 6 6
수요관리현황 - 성과 수요관리사업평가 2008-2009 년 : 사업자자체평가결과 2010-2011 년 : 한국전기연구원평가결과 구분 프로그램 최대부하감축 (MW) 에너지감축 (MWh) 2008 2009 2010 2011 2008 2009 2010 2011 축냉식냉방설비 34.4 45.3 (19.0) (16.7) - - - - 부하관리 원격제어에어컨 10.9 6.6 (0.9) - 206 222 5 5 최대전력관리장치 24.6 85 41.7 42.6 - - - - 소계 69.9 136.9 41.7 (61.5) 고효율조명기기 34.9 9.4 40.6 42.6 (59.3) 25.3 (21.0) 206 222 5 5 175,170 64,325 176,717 106,675 고효율인버터 77.1 20.9 20.0 10.8 505,959 137,550 131,614 71,122 효율향상 요금지원 ( 수요조정 ) 고효율전동기 3.9 2.1 - - 25,745 13,527 - - - EPRC 전력산업연구센터 기타 3.4 4.2 7.4 소계 119.3 36.6 68.0 2.0 (4.5) 38.1 (36.3) 58,661 46,579 47,085 19,563 765,535 261,981 355,416 197,360 휴가보수 ( 지정기간 ) 1,597 1,649 (1,391) - - - - - 자율절전 ( 주간예고 ) 889 1,571 805 수요입찰 197 364 소계 2,683 3,584 총계 2,872 3,758 301 (406) 1,106 (1,896) 1,216 (1,926) 667 (0) 667 (0) 748 (96) - - - - - - - - - - - - - 765,741 262,203 355,421 197,365 수요입찰 상시제어적용 (08 년 ) 기타 ( 효율향상 ) : 고효율변압기, 고효율펌프등 ( ) 는하계기준시최대부하감축을나타낸것임 7
수요관리목표 년도 수요관리량 (MW) 문제점 5 차계획 6 차계획 최대전력 (MW) 수요관리량비율 수요관리량 (MW) 최대전력 (MW) 수요관리비율 2014 5,343 83,360 6.4% 1,340 82,309 1.6% 2016 7,641 89,629 8.5% 2,343 86,919 2.7% 2018 9,265 95,075 9.7% 3,185 94,694 3.4% 2020 10,428 99,653 10.5% 6,889 102,205 6.7% 2022 11,533 103,644 11.1% 10,113 109,476 9.2% 2024 12,399 107,437 11.5% 13,763 116,602 11.8% 2026 최대전력전망에수요관리목표량 15,413 123,450 12.5% 2027 반영하지않음 15,854 126,740 12.5% - EPRC 전력산업연구센터 8 8
수요관리투자 ( 단위 : 억원 ) 구분 2001-07 2008 2009 2010 2011 2012 부하관리 4,351 692 606 855 1,218 2,546 효율향상 2,254 765 540 545 471 470 홍보 / 기타 265 34 25 32 38 12 ( 단위 : 억원 ) 연도 2013 2015 2020 2022 2024 합계 부하관리 666 907 948 972 997 13,876 효율향상 337 974 2,394 3,149 3,809 25,717 합계 1,112 1,881 3,342 4,121 4,806 39,593 주 : 지원금만산정, 현재단가의불변가격기준으로산정 ( 에너지이용합리화계획제외 ) - EPRC 전력산업연구센터 9 9
목표및성과 효율향상사업 효율향상의에너지절감목표량 (GWh) - 누적 효율향상목표 (5 차계획 ) [GWh] 25,000 20,000 15,000 10,000 5,000 0 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 효율향상사업실적 [GWh] - EPRC 전력산업연구센터 10
수요자원시장 도입안 (KPX) 제도 참여자원 활용 보상방식 보상수준 기존제도도입단계통합단계 주간예고, 지능형 DR 등 수요자원 예비력확보 900 원 /kwh ( 주간예고 3 시간전 ) 수요반응자원 ( 신뢰성 DR) 1 하루전시장자발적입찰 2 한시간전의무적감축 수요반응자원거래시장 신뢰성높은피크수요감축 전력시장정산금절감 기본급 실적급 시장메커니즘 경제성 DR(only) 신뢰성 DR ( 경제성 DR) 전력시장가격 ( 신뢰성 DR) 용량요금 + 최고변동비 ( 도입초기에는기존제도의보상수준연계검토 ) 재원기반기금전력시장 사업구조 - 기존수요관리제도와병행전력시장으로통합 전력수급기본계획 수요감축량반영 설비자원반영검토 - EPRC 전력산업연구센터 11
2 해외동향 - EPRC 전력산업연구센터
수요자원평가 Supply Curve - EPRC 전력산업연구센터 13
해외수요관리정책 - 개요 - EPRC 전력산업연구센터 14
해외의 EE 정책 EU 최종목표 - EPRC 전력산업연구센터 15
미국 EERS 현황 주별목표량및달성량 - EPRC 전력산업연구센터 16
미국 에너지절감목표 미국 13 개주의연도별 EERS Target(2011~2020) 검토결과 구분 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Min Max 최소목표 (%) 0.10 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.38 0.37 0.21 0.21 0.10 0.38 최대목표 (%) 2.00 2.40 2.40 2.40 2.40 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 2.00 2.50 평균목표 (%) 0.98 1.14 1.21 1.27 1.29 1.33 1.36 1.38 1.46 1.46 0.98 1.46 - EPRC 전력산업연구센터 17
미국 주별절감목표 % 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 미국 13 개주의연도별 EERS Target (2011~2020) 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 Massachusetts Arizona Hawaii Illnois Washington Minnesota Colorado Indiana California Ohio Michigan New Mexico Texas North Carolina - EPRC 전력산업연구센터 18
미국 - 자원거래 - EPRC 전력산업연구센터 19
미국 - 정책간연계 국내시사점 - EPRC 전력산업연구센터 20
3 현안및자원평가 - EPRC 전력산업연구센터
- EPRC 전력산업연구센터 22 수요관리현안 수요증가 수요예측전망 전력수급기본계획을토대로과거실적및예측추이를고려하여수요대안설정 - 최근의수요실적이대부분수급계획의예측치를상회 - 10 년실현수요는 00 년예측대비 24%, 04 년예측대비 14% 수준 2020 년수요를기준으로볼때, 제 5 차 BAU 수요는 3 차대비 25%, 4 차대비 21% 제 5 차목표수요는 3 차대비 12%, 4 차대비 8%
- EPRC 전력산업연구센터 23 수요관리현안 냉난방부하급증 하계냉방부하의지속적인증가 - 냉방부하규모 : 8,910MW (2003) 11,560MW (2006) 17,000MW (2013) - 냉방부하의발생원인및실태에대한분석과대책마련시급 연료전환에따른난방부하의급증으로 2009 년이후동계피크로전환 - 난방부하규모 : 7,250MW (2003) 10,130MW (2006) 15,000MW (2011) - 대체관계에있는에너지와의가격불균형을완화할수있는피크요금제도필요
수요관리현안 구입가격상승 높은 SMP 시간대수요반응에의한가격안정, 요금감소 - SMP 가높은시간대 DR 시행에따른시장요금인하 : DR 규모 : 500MW/ 회이상시행목표 : SMP 감소 : 30 ~ 60 원 /kwh : 시장구입비감소효과 : 360 ~ 1,030 억 2013 년시행가정 SMP 누적곡선 - 경제성 DR 시행 : 500MW/ 회 - 인센티브지불액 : 2.5 억 ~ 5.0 억원 /1 시간 ( 인센티브 : 500 ~ 1,000 원 /kwh 기준 ) 연간 60 시간이하 SMP 구간 SMP발생 ( 시간 ) 가격하락 ( 원 /kwh) 시장구입비용보정정산적용 (32%) 감소 ( 억원 ) ( 억원 ) 구간 누적 1회당 구간계 1회당 구간계 280 이상 10 10 58 36.5 365.4 11.7 116.9 2013 년은높은 SMP 의발생빈도증가 - 수급악화, 연료가격증가로높은빈도유지 - 동계에집중발생, 하계발생빈도낮음 260~280 11 21 48 30.2 332.6 9.7 106.4 240~260 11 32 38 23.9 263.3 7.7 84.3 220~240 4 36 28 17.6 70.6 5.6 22.6 200~220 24 60 14 8.8 211.7 2.8 67.7 180~200 62 122 9.2 5.8 359.4 1.9 115.0 160~180 334 456 1.84 1.2 387.2 0.4 123.9 - EPRC 전력산업연구센터 24
구입가격감소 CBP 가격결정체계 - DR 을통한수요감소로직접적인 SMP 감소효과없음 - 수요예측에적용되는전일부하감소를통해익일 SMP 결정시인하되는간접효과발생 실시간가격결정체계 - 수요가높은시간대피크삭감을통한 SMP 감소효과 - 전력가격이급변하는시간대부하변동지연을통한 SMP 상승지연효과 전력공급곡선 가장높은부분 : 1000MW 증가당공급단가 23~45 원 /kwh 증가 SMP 피크시간대 500MW DR 감축시 12~23 원 /kwh 의거래가격감소효과 전력공급의공공성강화 에너지서비스사업 - 발전소 / 송전망건설지연을통한환경부담완화 - 전력및에너지최적화서비스 - 환경보호라는사회적책임이행 - 효율향상, CO2 배출관리등신규사업확보 - EPRC 전력산업연구센터 25
수요관리현안 시행방법 시행에따른성과평가기능미비수요관리성과의평가제도및기준부재지정기간 / 주간예고 - 한전 3,037MW, 전기연 1,464MW 수요입찰 수요관리성과의신뢰성확보필요 915 단전시수요관리프로그램미작동 - 제 3 자성과검증필요 ( 객관성및투명성확보 ) 프로그램발령시정확한자원예측불가 - 전력자원으로써의역할불확실 - 거래소 513MW, 전기연 301MW 시행시기와피크발생시기의불일치지정기간프로그램사례 - 2010년시행시기 : 2010.7.19 ~ 23, 8.9 ~ 20 - 피크발생시기 : 2010.12.15 (71,308MW) 신규자원발굴및활용시급 세계최고수준의 IT 인프라활용한 Auto DR 자원및프로그램개발필요 업무용등빌딩의신규수요자원을발굴하고활용할수있는프로그램개발필요 - EPRC 전력산업연구센터 26
자원평가 잠재량 ( 건물용도별 ) DR 잠재량 HVAC : 총 DR 자원의 50% 이상점유 HVAC + 조명 : 1,600MW(2016) 건물용도별도달가능잠재량 (AP, 2016) 용도 TP AP End-use [MW] 도소매숙박업음식점사무실학교병원체육 / 문화 Total 도소매 13.7% 7.7% 숙박업 17.2% 4.5% 음식점 13.3% 4.8% 조명 83 6 74 272 10 8 22 476 HVAC 449 63 249 245 12 41 65 1,124 사무실 16.2% 7.1% 학교 8.0% 3.5% 병원 9.7% 2.9% 체육 / 문화 13.0% 5.1% 동력 42 20-127 1-14 205 기타 230 - - - - 8-238 Total 803 88 324 644 24 56 100 2,039 27
자원평가 잠재량 (End-use 별 ) DR 자원잠재량 : 1,484MW (2012) 2692 MW (2020) HVAC 및조명 : 최소 2,000MW (2020) 단위 (MW) 2011 2012 2014 2016 2018 2020 조명 334 342 359 477 602 626 HVAC 804 825 865 1,137 1,428 1,485 동력 143 147 154 205 259 269 기타 166 170 179 237 300 312 Total 1,448 1,484 1,556 2,055 2,590 2,692 28
자원평가 - 성과계량 목표대비성과평가 사업명 수급계획 (5 차 ) 목표 (MW) 시행계획 ( 기반실 ) 시행기관자체평가 제 3 자평가 (KERI) (MW) 하계기준 동계기준 지정기간 1,768 1,510 1,648 1,390.8 - 수요조정 주간예고 1,061 1,500 1,389-805.4 수요입찰 707 450 570 405.5 300.5 소계 3,536 3,460 3,607 1,796 1,106 기기 축냉식냉방설비 원격관리시스템 최대전력관리장치 38 26 19 19.0-22 4 1 0.9-32 78 42 41.7 41.7 소계 92 108 62 62 42 합계 3,628 3,568 3,669 1,858 1,148 - EPRC 전력산업연구센터 29
kwh 자원평가 검증기법 1,000,000 750,000 Savings 500,000 250,000 Baseline Period Performance Period - EPRC 전력산업연구센터 30
4 발전방향 - EPRC 전력산업연구센터
기본방향 부하관리패러다임변화 실시간 (Real-time), 양방향 (Interactive), 상시 (Economic) 프로그램으로전환 기후변화및발전설비계획변화에대비한부하관리중요성확대 최대피크발생시기의변동성증대 ( 이상기온) 발전설비계획의변동성증대 ( 일본의원전사고 ) - 상시및비상시대응필요 ( 에너지가격및예비력연동 ) - 계량검증 (M&V) 방법표준화에의한신뢰성및객관성확보 - 단기및중장기수급에대처 부하관리 추진 기본방향 - 개선된계량기술접목및표준화된효과산정에근거한투명한인센티브지급 ( 기금의투명한집행 ) - 투자대비편익제고 ( 국가적편익, 이해당사자간편익 ) - EPRC 전력산업연구센터 32
수요자원개발방향 신뢰성자원 ( 용량 DR) 연간최대수요억제 ( 신규발전설비건설억제 ) 계통운영안정을위한운영예비력확보 (1차확보수준 ) 계약을통한자원확보및연간일정시간이상 DR자원상시운영 ( 예비력 5,000MW 이하등 ) 비상 자원 계통운영및공급신뢰도확보 전력수급균형이급격하게하락하여긴급차단필요시 DR 자원활용 운영예비력수준에따른비상 DR 단계설정 (4,000~2,000MW) 경제성자원 ( 에너지 DR) 전력가격급등시전력시장가격안정 전력공급자의구입전력비용절감 전력시장가격변동에따라상시시행 : 소비자소매요금과연관 보조서비스 자원 비싼발전기가 AS 를공급하기위하여감발및대기하는대신에수요자원을 AS 자원으로활용 AS 요구량의일정부분을발전과경쟁, 사전계약으로 DR 자원을참여 공급력확대에따른시장가격안정과 DR 자원시장확대 - EPRC 전력산업연구센터 33
기술개발방향 Fast DR 분산전원출력변동대응자원 태양광 / 풍력등확산되는신재생전원의출력변동대응 발전자원의추가없이자동화된수요반응 (Auto-DR) 을통해신재생전원의출력변동에반응 10분 ~ 10초까지의빠른반응으로순동예비력및주파수조정서비스로수요자원을활용 물리적관성이없는수요반응자원을효율적으로제어할경우발전설비보다뛰어난주파수조정특성을보임 확대되는신재생전원에대응할수있는 Fast-DR 자원의확보를위한노력필요 - EPRC 전력산업연구센터 34
시행방향 시행체제개선 ( 안 ) 기관현행개선안 정부 ( 지식경제부 ) 수요관리총괄및관리감독 장기계획수립및정책목표설정 좌동 ( 운영, 제도총괄감독 ) 기반센터기금관리수요관리자금운영및집행 전력거래소 (KPX) 수요입찰제실행주관 ( 기획 / 평가지원 ) 신뢰성프로그램개발 / 관리 전력회사 (KEPCO) 지정기간, 주간예고, 직접부하제어 실행주관 ( 기획 / 평가지원 ) 경제성프로그램개발 / 관리 수요사업자 (LA, ESP) 없음 프로그램시행 ( 자원매집 / 컨설팅 ) 제3자평가기구 없음 프로그램기획 / 평가검증 재원조달개선 ( 안 ) 기관 현행 개선안 신뢰성 / 비상자원 기금 전력시장 / 기금 에너지절약자원 기금 전기요금 / 기금 보조서비스자원 - 전력시장 ( 계통운영비 ) 경제성자원 - 시행자 / 사업자 35 - EPRC 전력산업연구센터 35
시행여건 ISO vs. Utility ISO/Utility 모델 구분 ISO 모델 Utility 모델 운영자 ISO Utility 시행자 없음 ( 시장운영 ) Utility / LA 재원 시장운영비용 전기요금 (Surcharge) 조달방식 시장 입찰 / 계약 프로그램 ( 시장 ) 용량 / 에너지 / 보조서비스 프로그램 : BIP, DBP, CBP 등요금제 : RTP, CPP 등 사례 PJM, NYISO, ISO-NE SCE, PG&E, SDG&E ISO 모델 : 용량 / 에너지 / 보조서비스시장이확립된동부지역 (PJM, NE-ISO 등 ) Utility 모델 : 시장역할이약한서부지역 미최대의 LA 사업자인 EnerNOC 의사업현황 - 전력시장 : ISO-NE, NYISO, PJM, ERCOT - Utility : 아리조나, 캘리포니아, 콜로라도, 플로리다, 아이다호등 - EPRC 전력산업연구센터 36
발전방향 - EPRC 전력산업연구센터 37
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