거래 시간대별 가격변동 특징

마지막 업데이트: 2022년 6월 28일 | 0개 댓글
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연구과제 상세정보

■ 본 연구의 목적은 금융시장에서의 가격변동의 방향을 예측하는 것이 가능한지를 분석하는 것임. 이를 위하여 다양한 시간척도별(즉, 다양한 수준의 저빈도자료 및 고빈도자료) 금융시장 자료를 이용하여 조건부확률을 계산하여 분석하고, 이를 기초로 가격변동 .

■ 본 연구의 목적은 금융시장에서의 가격변동의 방향을 예측하는 것이 가능한지를 분석하는 것임. 이를 위하여 다양한 시간척도별(즉, 다양한 수준의 저빈도자료 및 고빈도자료) 금융시장 자료를 이용하여 조건부확률을 계산하여 분석하고, 이를 기초로 가격변동 방향을 확률적으로 예측할 수 있는 확률예측모형이 작성될 수 있는지를 실증적으로 검토하고자 함.

■ 주식시장, 외환시장, 선물 및 옵션시장 등 주요 금융시장에서 가격변동 및 수익률 변화의 예측 가능성 여부는 금융이론과 현실 투자결정 양 측면 모두에서 매우 중요한 문제여서, 그동안 많은 이론적, 실증적 연구가 이루어졌음.

■ 가격변동에 대한 예측은 변동의 방향과 변동의 크기로 나누어 볼 수 있음. 가격변동의 ‘크기’에 대한 논의는 그 동안 다양한 형태의 GARCH 모형들을 이용한 조건부분산에 대한 연구, 가격변화의 절대값에 대한 통계적 분석, 수익률의 절대값이나 자승값에 대한 통계적 분석을 통한 연구 등으로 진행되어 왔음. 그러나 가격변동의 ‘방향’에 대한 연구는 독립된 연구영역으로 다루어지지 못하였으며, 이에 대한 연구도 많지 않음.

■ 그리고 그 몇 안 되는 기존 연구들도 어느 한 금융시장의 저빈도자료(주로 일별자료)를 이용한 연구이고, 그 때문에 가격변동 방향의 단기적 예측 가능성에 대한 종합적 연구는 없었음. 즉 시간척도가 작아질수록(즉, 30분, 10분, 5분 등) 가격변동 방향의 예측 가능성은 어떻게 달라지는지에 대한 분석은 현재로는 없음.

■ 본 연구는 다음의 측면에서 국내외 선행 연구들과 차별화됨.
- 가격변동의 ‘크기’가 아니라 ‘방향’에 초점을 맞춤.
- 어느 한 금융시장의 자료에만 실증분석을 국한하지 않고, 주요 금융시장의 자료를 모두 이용함으로써 금융시장 전반에 적용될 수 있는 일반적인 결론이 얻어질 수 있는지를 비교․검토하고자 함.
- 조건부확률을 이용한 분석기법이 가격변동 분석에 매우 유용하게 활용될 수 있음을 보이고자 함.
- 가격변동 방향을 예측할 수 있는 다양한 확률모형을 제안하고자 함.
- 과거 거래량의 정보가 가격변동 방향을 예측하는데 유용한지를 검정하고자 함.
- 실증분석에서 얻어지는 결론이 시간척도(time scale, 예: tick, 분, 5분, 10분, 시간, 일 등)에 따라 어떻게 다르게 나타나는지를 분석하고자 함.

(1) 학문발전 측면에서의 기대효과 및 활용방안
■ 본 연구는 복잡계경제학 혹은 경제물리학에서의 접근방법을 이용하여 우리나라 금융시장에서 나타나는 가격 및 거래량의 동학적 변동에 관련하여 실증분석하는 내용임. 따라서 본 연구는 다음 두 가지 측면에서 .

(1) 학문발전 측면에서의 기대효과 및 활용방안
■ 본 연구는 복잡계경제학 혹은 경제물리학에서의 접근방법을 이용하여 우리나라 금융시장에서 나타나는 가격 및 거래량의 동학적 변동에 관련하여 실증분석하는 내용임. 따라서 본 연구는 다음 두 가지 측면에서 금융분야 연구의 학문적 발전에 기여할 것으로 기대함.
■ 첫째, 본 연구는 고빈도자료, 모형, 시간척도에 따른 분석 등 전통적 금융이론에서 자주 다루지 않는 자료와 분석기법을 사용한다는 점에서 금융분야 학계 연구에 자극을 줄 수 있을 것으로 기대함. 더 나아가 복잡계경제학 혹은 경제물리학에서 개발된 다양한 새로운 이론 및 분석기법을 금융 연구자들에게 소개하는 계기가 될 수 있다고 기대함(이 분야의 전반적인 연구동향에 대해서는 www.santafe.edu, www.cinef.org, www.unifr.ch/econophysics, www.olsen.ch/research/ 등을 참조 바람).
■ 둘째, 본 연구는 대학원생(경제학과 및 물리학과 석박사 과정)들과 함께 운영하고 있는 세미나팀에서의 연구주제의 하나로 연구될 계획이므로, 두 학과 대학원생들의 연구활동에 많은 자극을 주고 그들에게 연구방법을 전수하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대됨.
■ 사실 복잡계경제학 혹은 경제물리학의 접근방법은 많은 장점이 있음에도 불구하고 국내에서는 이 분야의 연구자를 발견하기가 매우 어려움. 이 분야의 연구를 효율적으로 수행하기 위해서는 경제학과 물리학의 학제간의 연구가 필요하며, 어느 한 쪽의 지식만으로는 제대로 연구하기가 어려움. 국내에서 이 분야의 연구가 부진한 주된 이유는 현재 학계에서 경제학자-물리학자의 협력이나 공동연구가 극히 부족하기 때문이라고 생각됨.
■ 본 연구자는 지난 3년 두 학문분야의 교수 및 대학원생들과 함께 매주 복잡계경제학 혹은 경제물리학 분야의 세미나를 진행하고 있음. 우리는 많은 논문을 읽었으며, 외국 SCI급 저널에 여러 편의 논문을 게재하고 또 투고해 두었고, 석사 및 박사학위 논문을 작성하는 등 이미 공동연구의 가시적인 성과들을 얻고 있음.

(2) 사회발전 측면에서의 기대효과 및 활용방안
■ 금융시장이 랜덤워크를 하는지 여부는 금융시장정책 입안자와 투자자 모두에게 유용한 정보를 제공함. 따라서 본 연구는 다음과 같이 현실적 측면에서도 중요하게 기여할 것으로 기대함.
■ 본 연구에서는 시간척도의 차이에 따라 랜덤워크 가설의 타당성이 다르게 나타나는지를 알아볼 것인데, 이 부분의 연구결과는 금융시장의 효율성을 높이려고 유도하고자 하는 목적을 가진 정책입안자에게 중요한 정책자료를 제공할 수 있음.
■ 투자자나 펀드관리자의 입장에서는 그들이 빈번히 사용하고 있는 투자전략 및 기법들(예를 들면, 기술적 분석, 모멘텀 투자기법 등)이 과연 의미있는 것인지를 알고 싶어 하는데, 본 연구의 결과는 그들의 관심사에도 어느 정도 부응할 것으로 기대함. 그리고 투자자나 펀드관리자들이 올바른 정보에 근거하여 투자결정을 할 수 있다면, 이는 우리나라 금융시장을 보다 효율적으로 유도하는 데에도 기여할 수 있을 것임.

(1) 연구범위
■ 본 연구에서는 가격의 동적 변동 방향이 조건부확률 기법 및 확률예측모형에 의해 예측 가능한지를 다양한 시간척도의 금융시장 자료를 이용하여 실증적으로 분석하고자 함.
■ 이를 위하여 본 연구에서는 연구의 범위를 다음과 같이 설 .

(1) 연구범위
■ 본 연구에서는 가격의 동적 변동 방향이 조건부확률 기법 및 확률예측모형에 의해 예측 가능한지를 다양한 시간척도의 금융시장 자료를 이용하여 실증적으로 분석하고자 함.
■ 이를 위하여 본 연구에서는 연구의 범위를 다음과 같이 설정하고자 함.
- 금융시장에 분석에 적용될 수 있는 조건부확률 기법의 소개
- 랜덤워크 모형, 효율적 시장가설 및 조건부확률의 이론적 관계
- Delayed Random Walk 모형 및 Continuous Time Random Walk 모형의 적용 가능성 검토
- 가격변동의 방향에 대한 확률적 예측모형의 작성
- 주식, 외환, 선물 및 옵션 시장의 tick data로부터 고빈도자료(시간별, 10분별, 5분별, 1분별 자료) 추출 및 그것의 통계적 특성 분석
- 고빈도자료 및 저빈도자료를 이용한 조건부확률 계산 및 분석
- 가격변동 방향에 대한 예측 가능성에 대한 통계적 분석
- 가격변동의 방향에 대한 확률적 예측모형의 추정 및 결과 분석
- 다양한 예측모형의 예측력 비교 분석
- 과거 거래량 정보가 예측모형의 예측력을 높이는지에 대한 분석(즉, 거래량의 정보효과 분석)
- 금융시장 효율성에 대한 통계적 검정 결과가 시간척도에 따라 어떻게 다르게 나타나는지에 대한 분석
- 조건부확률 기법 및 확률적 예측모형의 유용성에 대한 평가 및 활용방안
■ 이상의 연구내용에 기초하여 한 편의 주 논문 이외에 1-2 편의 논문을 더 작성할 계획임.

< 목 차 >
Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 가격변동 거래 시간대별 가격변동 특징 방향 분석을 위한 기법 및 모형
(1) 조건부확률 기법
(2) 랜덤워크 모형들의 적용 가능성
(3) 확률적 예측모형 작성
(4) 가격변동의 방향과 거래량의 정보효과
(5) 시간척도와 효율적 시장가설
Ⅲ. 자료
(1) 고빈도자료의 추출방법
(2) 기초통계량 분석
(3) 단위근 및 정규성 검정
Ⅳ. 실증분석
(1) 조건부확률의 계산 및 분석
(2) 확률적 예측모형들의 추정 및 비교 분석
(3) 시간척도별 추정 및 결과 해석
(4) 거래량의 정보효과 및 시장효율성 검정
Ⅴ. 결 론

■ 본 연구에서는 위와 같은 목차로 연구를 진행시킬 계획임. 각 절에서의 구체적인 연구내용은 다음과 같이 계획하고 있음.
■ Ⅰ절의 서론에서는 본 연구의 목적 및 필요성, 국내외 연구동향, 연구범위 및 방법 등을 간략히 설명하고, 논문 전체의 서술 체계를 요약할 계획임.
■ Ⅱ절에서는 본 연구의 실증분석을 위한 분석기법 및 연구모형 작성방법을 설명하고자 함. 이를 위해 조건부확률 기법, 확률적 예측모형, 거래량의 정보효과, 다양한 랜덤워크 모형들, 효율적 시장가설 등 본 연구와 관련된 선행 이론적 연구들을 광범위하게 수집하여 각 연구의 핵심을 파악할 계획임. 이 부분에서는 기존의 연구결과들을 단순히 요약․정리하는 수준에 머무르지 않고, 각각의 상호관계에 초점을 맞추어 이론적으로 일관되게 설명할 수 있도록 노력할 계획임.
■ Ⅲ절에서는 본 거래 시간대별 가격변동 특징 연구의 실증분석에 사용할 변수의 정의와 고빈도자료의 추출방법을 설명하고, 추출된 자료의 다양한 기술통계량을 구하여 주요 금융시장 고빈도 및 저빈도 시계열자료의 통계적 특성을 파악하고자 함. 그리고 각각의 시간척도별 자료가 정상시계열인지를 알아보기 위한 단위근검정 및 정규성에 대한 검정을 실시할 계획임.
■ Ⅳ절에서는 다양한 시간척도별로 조건부확률을 계산하고 그것의 통계적 특성을 분석하고자 함. 그리고 랜덤워크 모형들, 선형 및 비선형 probit 및 logit 모형, minority game 모형 등을 포함한 다양한 확률적 예측모형들을 추정하고 그 모형들의 예측력을 시간척도별로 비교 분석함. 또 추정결과를 이용하여 거래량의 정보효과가 존재하는지를 검정하고, 금융시장의 효율성이 시간척도별로 어떻게 달라지는지를 분석하고자 함.
■ Ⅴ절에서는 본 연구에서 얻은 주요 결론을 요약하고, 그것이 가지는 이론적 함의 및 현실적 활용방안을 설명하고자 함. 그리고 조건부확률 기법 및 확률적 예측모형의 유용성 혹은 현실적용 가능성을 평가하고, 향후의 연구과제를 제시하고자 함.

(3) 연구방법
■ 조건부확률 기법은 경제학보다는 물리학 분야에서 깊이있게 연구되어 왔음. 따라서 본 연구 연구방법의 특징은 경제학과 물리학의 학제간연구 분야인 복잡계경제학 및 경제물리학에서의 접근방법을 취한다는 것임.
■ 기본적인 접근방법은 이와 같으며, 세부적 연구방법은 연구계획서에서 살명하기로 함.

  • 한글키워드
  • 가격변동 방향,확률예측모형,고빈도자료,조건부 확률,효율적 시장가설,거래량의 정보효과,지연된 랜덤워크 모형,시간척도,랜덤워크 모형,연속시간 랜덤워크 모형
  • 영문키워드
  • Efficient Market Hypothesis,Direction of 거래 시간대별 가격변동 특징 Price Movement,Conditional Probability,Information Contents of Volume,Continuous Time Random Walk Model,Delayed Random Walk Model,Random Walk Model,High Frequency Data,Probability Forecasting Model,Time-Scale

금융시장에서 가격변동 및 수익률 변화의 예측 가능성 여부는 금융이론과 현실 투자결정 양 측면 모두에서 매우 중요한 문제이다. 가격변동에 대한 예측은 변동의 방향과 변동의 크기로 나누어 볼 수 있다. 가격변동의 ‘크기’에 대한 논의는 그 동안 다양한 형태의 GARCH .

금융시장에서 가격변동 및 수익률 변화의 예측 가능성 여부는 금융이론과 현실 투자결정 양 측면 모두에서 매우 중요한 문제이다. 가격변동에 대한 예측은 변동의 방향과 변동의 크기로 나누어 볼 수 있다. 가격변동의 ‘크기’에 대한 논의는 그 동안 다양한 형태의 GARCH 모형들을 이용한 조건부분산에 대한 연구 등을 통해 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 가격변동의 ‘방향’에 대한 연구는 독립된 연구영역으로 다루어지지 못하였으며, 이에 대한 연구도 많지 않다.
본 연구의 목적은 금융시장에서의 가격변동의 방향을 예측하는 것이 가능한지를 분석하는 것이다. 이를 위하여 다양한 시간척도별 금융시장 자료를 이용하여 조건부확률을 계산하여 분석하고, 이를 기초로 가격변동 방향을 확률적으로 예측할 수 있는 예측모형이 작성될 수 있는지를 실증적으로 검토하였다.
조건부 확률을 측정하고 분석한 결과 그것의 확률분포는 정규분포와는 차이가 크게 나타났다. 따라서 가격변동의 방향을 예측할 수 있는 모형을 작성할 필요가 제기된다. 본 연구에서는 AR 모형, Probit 모형, Logit 모형 등 세 가지 모형을 작성하여 추정하고, 그 결과를 이용하여 가격변동 방향의 예측을 시도하였다.
세 가지 모형의 예측치로부터 예측일치도를 구해 본 결과 세 모형 모두 무작위행보(random walk) 모형보다 예측의 정확도가 높은 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 효율적 시장가설의 타당성에 대해 의문을 제기하는 것이며, 금융시장 투자자에게 새로운 투자전략을 제시하는 것이다.

It is very an important subject in both financial theory and investment decision whether one can forecast financial asset price dynamics. This problem can be considered in view of two related matters. One is the magnitude of change; the other is the d .

It is very an important subject in both financial theory and investment decision whether one can forecast financial asset price dynamics. This problem can be considered in view of two related matters. One is the magnitude of change; the other is the direction of change. There are many studies on the subject of magnitude, for example, by using various GARCH class models to measure the conditional variances (volatility). But few studies are concerned with the direction of change.
The object of this study is 거래 시간대별 가격변동 특징 to investigate whether one can predict the direction of price changes in financial markets. For this purpose, we calculated conditional probabilities of financial asset price changes by various time scales and investigated empirically the possibility that one can set up forecasting models to predict the directions statistically.
We calculated and analyzed the conditional probabilities of the price change directions, and found that their densities are very different from normal distribution. This means that development of forecasting models are possible and necessary. So we set up three forecasting models (AR, Probit and Logit models), and predicted the direction of price changes by using the estimation results of those models.
We also measured the correct prediction ratio, and found that the above three models outperformed the random-walk model in their forecasting ability. This findings imply that the efficient market hypothesis may not hold true in Korean financial markets and investors can find-out a new investment strategy.

주식시장, 외환시장, 선물 및 옵션시장 등 주요 금융시장에서 가격 및 수익률 변화의 예측 가능성 여부는 금융이론과 현실 투자결정 양 측면 모두에서 매우 중요한 문제여서, 그동안 많은 이론적, 실증적 연구가 이루어졌다.
∘ 가격변동에 대한 예측은 변동의 방 .

주식시장, 외환시장, 선물 및 옵션시장 등 주요 금융시장에서 가격 및 수익률 변화의 예측 가능성 여부는 금융이론과 현실 투자결정 양 측면 모두에서 매우 중요한 문제여서, 그동안 많은 이론적, 실증적 연구가 이루어졌다.
∘ 가격변동에 대한 예측은 변동의 방향과 변동의 크기로 나누어 볼 수 있다. 가격변동의 ‘크기’에 대한 논의는 그 동안 다양한 형태의 GARCH 모형들을 이용한 조건부분산에 대한 연구 등을 통해 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 가격변동의 ‘방향’에 대한 연구는 독립된 연구영역으로 다루어지지 못하였으며, 이에 대한 연구도 많지 않다.
본 연구의 목적은 금융시장에서의 가격변동의 방향을 예측하는 것이 가능한지를 통계적 기법을 이용하여 분석하는 것이다. 이를 위하여 다양한 시간척도별 금융시장 자료를 이용하여 조건부확률을 계산하여 분석하고, 이를 기초로 가격변동 방향을 확률적으로 예측할 수 있는 예측모형이 작성될 수 있는지를 실증적으로 검토하였다.
본 연구에서 수행한 구체적 내용은 다음과 같다.
- 금융시장에서 거래된 틱 자료(tick data)로부터 다양한 시간척도(time scale)별 수익률 자료(1분, 5분, 10분, 30분, 1시간, 1일 자료)를 추출하고, 각각의 시계열에 대한 통계적 특성을 분석함.
- 각각의 시계열로부터 가격변동 방향만을 추출함. 그 시계열의 조건부확률을 계산하여, 조건부확률의 확률분포를 얻어내고 그 특징을 분석함.
- 조건부확률을 예측할 수 있는 몇 가지 예측모형을 개발함.
- 개발된 예측모형을 이용하여 가격변동 방향에 대한 예측치를 얻어냄.
- 예측치와 실제치를 비교하여, 예측일치도를 계산하고 그로부터 예측모형의 성과를 평가함.
- 개발된 예측모형들과 무작위행보(random walk) 모형의 예측 성과를 비교 분석함.
- 실증분석 결과를 분석하고 그것의 이론적, 실천적 함의를 연구함.

본 연구는 금융시장 가격 변동의 방향을 설명 및 예측하고자 한다. 이러한 연구목적을 수행하기 위하여 본 연구에서는 먼저 조건부확률을 계산하고 그것의 확률분포를 분석하여 가격 변동이 상당한 정도 예측 가능하다는 것을 확인하였다. 이에 기초하여 가격 변동을 예측 .

본 연구는 금융시장 가격 변동의 방향을 설명 및 예측하고자 한다. 이러한 연구목적을 수행하기 위하여 본 연구에서는 먼저 조건부확률을 계산하고 그것의 확률분포를 분석하여 가격 변동이 상당한 정도 예측 가능하다는 것을 확인하였다. 이에 기초하여 가격 변동을 예측할 수 있는 조건부확률 예측모형들을 개발하였으며, 그 모형들의 예측 성과가 무작위행보 모형보다 더 우월하다는 것을 발견하였다.

실증분석 결과로부터 다음과 같은 주요 결과를 도출할 수 있었다.
(1) 조건부 확률을 측정하고 분석한 결과 그것의 확률분포는 정규분포와는 크게 차이가 난다. 따라서 가격 변동의 방향을 예측할 수 있는 예측모형을 작성할 수 있다.
(2) AR 모형, Probit 모형, Logit 모형 등 세 가지 예측모형을 작성하여 추정하고, 그 결과를 이용하여 가격변동 방향의 예측을 시도하였다. 세 가지 모형의 예측치로부터 예측일치도를 구해 본 결과, 세 모형 모두 무작위행보 모형보다 예측의 정확도가 높은 것으로 나타났다. 이러한 결과는 효율적 시장가설의 타당성에 대해 의문을 제기하는 것이며, 금융시장 투자자에게 새로운 투자전략을 제시하는 것이다.
(3) 가격 변동의 예측력 성과는 초단기자료인 고빈도 시장자료일수록 더 높게 나타났다. 이러한 결과는 금융시장의 효율성 정도가 시간척도와 밀접히 관련된다는 것을 의미한다.

본 연구결과의 기대효과 및 활용방안은 다음과 같다.
(1) 학문발전 측면에서의 기대효과 및 활용방안
- 본 연구는 복잡계경제학 혹은 경제물리학에서의 접근방법을 이용하여 우리나라 금융시장에서 나타나는 가격의 동학적 변동에 관련하여 실증분석하는 내용이다. 따라서 본 연구는 다음 두 가지 측면에서 금융분야 연구의 학문적 발전에 기여할 것으로 기대한다.
- 첫째, 본 연구는 고빈도자료, 조건부확률, 시간척도에 따른 분석 등 전통적 금융이론에서 자주 다루지 않는 자료와 분석기법을 사용한다는 점에서 금융분야 학계 연구에 자극을 줄 수 있을 것으로 기대한다. 더 나아가 복잡계경제학 혹은 경제물리학에서 개발된 다양한 새로운 이론 및 분석기법을 금융 연구자들에게 소개하는 계기가 될 수 있다고 기대한다.
- 둘째, 본 연구는 대학원생(경제학과 및 물리학과 석박사 과정)들과 함께 운영하고 있는 세미나팀에서의 연구주제의 하나로 연구되고 있으므로, 두 학과 대학원생들의 연구활동에 많은 자극을 주고 그들에게 연구방법을 전수하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
(2) 사회발전 측면에서의 기대효과 및 활용방안
- 금융시장에서 가격이 무작위행보를 하는지 여부는 금융시장정책 입안자와 투자자 모두에게 유용한 정보를 제공한다. 따라서 본 연구는 다음과 같이 현실적 측면에서도 중요하게 기여할 것으로 기대된다.
- 본 연구에서는 시간척도의 차이에 따라 무작위행보 가설의 타당성이 다르게 나타나는지를 알아볼 것인데, 이 부분의 연구결과는 금융시장의 효율성을 높이려고 유도하고자 하는 목적을 가진 정책입안자에게 중요한 정책자료를 제공할 수 있다.
- 투자자나 펀드관리자의 입장에서는 그들이 빈번히 사용하고 있는 투자전략 및 기법들(예를 들면, 기술적 분석, 모멘텀 투자기법 등)이 과연 의미있는 것인지를 알고 싶어 하는데, 본 연구의 결과는 그들의 관심사에도 어느 정도 부응할 것으로 기대된다.
- 본 연구에서 제시된 가격 변동의 방향 예측모형들은 투자자에게 새로운 투자 전략을 수립할 수 있는 도구를 제공할 것으로 기대된다.

거래 시간대별 가격변동 특징

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  • 석주원 기자
  • 승인 2021.07.16 13:26
  • 댓글 0

[글=박세환 Ph.D.]
㈜기술법인 엔펌 전문위원(Chief Consultant)
한국산업기술진흥협회-ReSEAT프로그램 전문위원
한국CCTV연구소(KCI) 영상보안CCTV산업발전연구회 회장
용인시정연구원 비상임연구위원
한국과학창의재단 과학기술분야진로컨설턴트
한국기술교육대학교 창업지원센터 자문위원
한국생산기술연구원 클린팩토리구축진단전문가
국가과학기술인력개발원 멘토링사업 멘토
과학기술정보통신부 연구자권익보호위원회 위원
한국철도공사연구원-철도차량부품개발사업 6분과 위원장

다양한 분산 에너지 자원들이 증가함에 따라 전력 산업 구조가 점차적으로 변화를 거듭하고 있다. 변화를 통해 전력 산업의 지속 가능성을 추구하고 있는 것이다. 한국의 전력 시장 구조 역시 이러한 변화를 수용하기 위한 정책 및 시장 제도가 갖춰지고 있는 추세다. 이번 호에서는 에너지 산업의 변화 속에서 주목받고 있는 에너지 프로슈머 산업의 시사점과 산업 발전을 위한 정책 및 제도 개선 방안에 대해 살펴본다. 아울러 분산 전원 관련 정책 및 재생 에너지 3020 정책 중심의 국내 사례와 국내외 에너지 프로슈머 비즈니스 사례를 제시한다.

에너지 프로슈머 산업 활성화 방안

에너지 프로슈머 산업을 활성화시키기 위해서는 다음과 같은 제도 개선 등이 필요한 상황이다.

  • 배전 운영 관리 제도의 정착
  • 전력 판매 시장의 개방
  • 분산 에너지 자원 확대를 위한 적정한 시장 가격 조성
  • 에너지 절감을 유도할 수 있는 시간대별 차등 요금제 적용
  • 산업계 전기요금 인상 등 요금제 도입에 대한 검토
  • 소규모 전력 중개 거래 및 수요 자원 관리 사업의 정착
  • P2P(Peer-to-Peer) 전력 거래 활성화를 위한 제도적 개선 등

에너지 프로슈머 산업을 활성화시키기 위해서는 많은 과제를 안고 있다. 특히 소규모 전력 중개 거래 및 수요 자원 관리 사업을 정착시키기 위해서는 우선적으로 현재의 전기 사업법을 개정할 필요가 있다. 이러한 제도 개선을 통해 제조업 부문의 신재생 에너지 산업 활성화와 더불어 온실가스 배출량 감소 및 에너지 거래 시간대별 가격변동 특징 산업의 신시장을 창출할 수 있을 것이다. 이를 위해 ICT를 활용한 스마트 그리드(smart grid) 인프라 개발과 확산, ESS(Energy Storage System) 서비스 확대, 블록체인 기반 전력 거래 시스템 고도화 등에 주력할 필요가 있다.

특히, ESS 서비스는 신재생 에너지(태양광·풍력 등) 발전원의 전력 생산량이 날씨에 따라 다르게 나타나는 단점을 해결하기 위해 에너지를 미리 저장했다가 필요한 시간대에 사용할 수 있는 시스템(에너지 저장 장치)으로, 원하는 시간에 원하는 만큼 신재생 에너지를 사용할 수 있어 피크 수요 시점의 전력 부하를 조절해 발전 설비에 대한 과잉 투자를 막는 장점이 있다.

이에 전기자동차 충전소와 같이 높은 출력으로 전기 에너지가 대량으로 소비될 때 매우 유용하다. 즉, 미리 생산된 전기가 있기 때문에 갑작스러운 정전 사태에도 안정적인 전력 공급이 가능하기 때문이다. 이를 통해 ESS는 불규칙한 전기 에너지의 수요/공급을 조절해주는 등 전력망의 신뢰성을 향상시키는 데에도 도움이 되고 있다.

에너지 프로슈머 산업의 이점

P2P 전력 거래를 이용한 새로운 비즈니스 가치 창출을 위한 현실적인 방안으로 지역 주민 참여형 에너지 프로슈머 사업을 통한 효율적인 전력 거래가 확산되고 있다. 이를 효과적으로 정착시키기 위해서는 다음과 같은 제도적 뒷받침이 필요하다.

  • 전력 사용자가 참여할 수 있는 다양한 전기요금 제도의 도입
  • 지역 상황에 맞는 수요 자원(신재생 에너지 중심) 거래 시장 조성
  • 다양한 ESS가 유연성 자원으로 활용될 수 있는 시장 활성화 등

아울러 에너지 프로슈머로서의 소비자 비용 절감과 시민 참여를 유도하기 위해서는 기존 전력 시장의 발전 자원을 향후 전력 시장의 발전 자원과 수요 자원에 맞춘 적절한 감축 방안이 필요하다. 2019년부터 대규모 사업장을 중심으로 운용됐던 DR(Demand Response) 시장이 국민DR로 확대되면서 일반 소비자들이 아낀 전기 에너지 거래를 통해 금전적 보상을 받고, 국가는 전력량을 아낄 수 있는 선순환의 구조가 만들어지고 있다.

이에 앞서 2016년 한국전력을 중심으로 시행된 이웃 간 전력 거래 실증 사업의 경우 프로슈머는 판매 수익이 발생하고, 전기 소비자는 누진제 부담이 완화되어 서로 전기요금을 절감하는 효과를 거둔 것으로 평가받은 바 있다. 이를 통해 한국전력은 분산형 전원 확대로 송배전망 건설 비용을 절감할 수 있었으며, 민간 사업자는 거래 중개를 통한 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있었다.

에너지 프로슈머 선도 국가에서는 전력요금 결정 과정에서 발생된 모든 비용을 전기요금에서 충당하고 있다. 이에 따라 전기요금이 상승하고 신재생 에너지 발전 단가가 하락하면서 소비자 스스로 신재생 에너지원을 설치할 유인이 발생하게 된 것이다. 신재생 에너지원을 이용한 에너지 프로슈머 산업으로는 태양광, 풍력(육상·해상), 지열 등이 대상이 되고 있으며, 그중에서도 태양광 산업이 대표적이다.

신재생 에너지원으로 생산한 잉여 전력을 전력회사나 이웃에게 판매하는 과정에서 소비자는 생산된 전력량으로부터 자가 소비량과 잉여 전력량을 조절할 수 있다. 이를 통해 전력회사로부터의 전력 구입량을 관리하는 등 에너지 관리에 대한 선택이 확대되고 있다. 잉여 전력을 ESS에 저장했다가 전력이 많이 필요한 저녁 시간대에 활용함으로써 보다 전략적으로 에너지 관리를 할 수 있다. 이러한 행동 변화는 소비자의 에너지 프로슈머화를 촉진시켜 대규모 설비 위주의 중앙 집중식 에너지 공급 시스템을 분산형 자원을 활용한 자급자족이 가능한 에너지 시스템으로 변화되도록 유도할 수 있다.

아울러 에너지 프로슈머의 역할이 증대함으로써 소비자는 에너지 시스템의 변화를 통해 온실가스 감축에 대응하면서, 새로운 사업 모델을 활성화해 수익을 창출할 수 있을 것이다. 신재생 에너지 중 가장 활성화돼 있는 태양광 발전을 통한 에너지 프로슈머 산업을 활성화시키기 위해서는 태양광 설비의 발전 단가가 전력회사의 전력요금보다 낮아야 하고, 설치 후 전기요금과 태양광 발전 단가의 차이가 커질 수 있도록 잉여 전력에 대한 거래 가격 수준 등의 조절이 필요하다.

에너지 프로슈머 관련 제도 개선 방안

주택용 전기요금의 과도한 누진율로 인해 에너지 프로슈머의 잉여 전력이 한국전력의 전기요금보다 낮아지게 되면 이웃으로부터 잉여 전력을 구매할 유인이 발생하게 된다. 이에 에너지 프로슈머는 발전 단가보다 높게 판매함으로써 잉여 전력으로 수익을 만들어 낼 수 있다. 결과적으로 에너지 프로슈머 사업에 영향을 미치는 요인은 전기요금, 신재생 에너지 발전 단가, 잉여 전력에 대한 거래 가격 설정 범위, 중개 수수료 등으로 요약할 수 있다.

에너지 프로슈머 활성화를 통해 신재생 에너지원의 발전 단가가 하락하고 있지만, 현재 전기요금이 태양광을 이용한 발전 단가의 절반 수준에 머물러 있어 전력 소비자 스스로 신재생 에너지원의 설치나 이웃과의 전력 거래 유인이 미미한 상황이다. 이에 에너지 프로슈머 산업을 활성화시키기 위해 가장 중요한 것은 합리적인 전기요금 체계를 어떻게 정립할 것인가에 달려있다고 할 수 있다. 이로써 전력의 생산·판매에서 발생되는 모든 비용을 전기요금에서 충당하지 않고, 정책적으로 가능한 한 전기요금을 낮게 유지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

재생 에너지 3020 정책

기후 변화 거래 시간대별 가격변동 특징 문제는 해수면 상승만의 문제가 아니라 에너지 분야의 대전환을 요구하고 있으며, 그 중심에 신재생 에너지가 있다. 이미 원전과 석탄 화력 발전의 비중을 줄이자는 공감대는 형성되었다. 이에 신재생 에너지 기술 개발이 전력요금 상승으로 이어지지 않는다는 비전을 제시하고, 이에 따른 재원 마련에 대한 전략이 필요한 시점이다.

한국정부는 2030년까지 재생 에너지 비율 20% 달성을 위한 ‘재생 에너지 3020 정책’을 수립해 추진 중이다. 이 계획의 3가지 방향은 ▲정부의 재생 에너지 20% 목표에 맞춰 무리하지 않고 ▲전기요금 인상 부담 없이 경제성 있게 보급하며 ▲기업의 새로운 투자 산업으로 새롭게 육성하는 데 초점을 맞추고 있다.

이 정책과 관련해 그간 제기된 문제점으로는 ▲국토 여건이 불리한 국내 환경에서 잠재량이 충분할까? ▲그렇게 빠르게 신재생 전력량 비중이 증가할 수 있을까? ▲재생 에너지 설비를 확대하면 전기요금은 어떻게 될까? ▲변동성이 큰 재생 에너지 전력 비중이 증가하면 전력 계통 안정에는 문제가 없을까? ▲현재 정책과 조치로 재생 에너지 확대가 가능할까? 등으로 요약할 수 있다.

이러한 문제 제기에 대해 독일과 일본의 사례를 살펴보면 목표 달성은 충분한 것으로 인식되고 있다. 독일의 경우 태양광을 40GW 넘게 보급했지만 2/3가량이 기존 건물의 지붕에 설치됐으며, 43GW를 설치한 일본의 태양광은 지붕과 폐골프장 등 사용하지 않는 토지에 설치했다. 이를 감안하면 국내 신재생 에너지원도 태양광 30GW, 50GW를 설치할 공간은 충분하다고 볼 수 있다.

20% 달성 목표는 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle, 석탄 가스화 복합 화력 발전소)와 연료 전지 등 신에너지는 포함하지 않는 태양광과 풍력 위주의 신재생 에너지만을 의미한다. IGCC는 석탄을 고온·고압에서 가스화해 연료로 사용하는 청정 석탄 화력 발전 기술로, 기존 석탄 화력 발전에 비해 높은 발전 효율과 황산화율 90% 이상, 질소산화물 75% 이상, 이산화탄소 25%의 저감이 가능해 친환경적인 발전 기술로 평가받고 있지만, 신재생 에너지에는 포함되지 않는다.

이러한 것들을 배제하고 재생 에너지 3020 정책 주요 의제인 재생 에너지 보급을 2030년 20%까지 높이는 목표가 가능할까? 주요국의 2000년 대비 2015년 재생 에너지 발전량 비중을 보면 덴마크는 15.5%에서 65.5%로, 스페인은 15.6%에서 34.9%로, 독일은 6.2%에서 29.2%로 증가했다. 이로 인한 비용 문제 해결을 위해 독일은 전기요금의 약 20%를 재생 에너지 부과금 명목으로 추가 부담하고 있고, 일본은 태양광 확대에 따라 매월 6000~7000원 정도의 전기요금을 추가 부담하고 있는 상황이다.

이를 토대로 본다면 한국의 경우 추가 부담이 5572원(현대경제연구원 추정)으로 추정되어 충분히 감당할 수 있을 것으로 전망된다. 결론적으로 2030년 재생 에너지 발전량 20% 달성을 위한 과제로는 주민 수용성 및 사회적 수용성 향상, 재생 에너지 확대를 위한 중장기적인 기반 구축과 비용 거래 시간대별 가격변동 특징 거래 시간대별 가격변동 특징 효율적인 보급 확대 병행 및 기술 개발, 신재생 에너지 산업 육성과의 연계 등이 필요하다.

구체적인 실행 계획으로는 ▲ESS 및 스마트 그리드 기술 개발 가속화 ▲장기적이고 구체적인 정부 로드맵 제시 ▲추진 과정에서 발생할 수 있는 문제점(개발 가능한 토지 설정, 민간 투자 유도 방안, 관련 제도 개선 등) 해결 방안이 필요하다.

국내 분산 전원 관련 정책 이슈

에너지 프로슈머 비즈니스 모델은 각 국가별로 전력 발전원 비중, 전력 소매 자유화 정도, 정부의 분산 전원 관련 정책에 따라 ▲개별 세대 단위로 태양광 발전 시스템에 ESS를 접목시킨 모델 ▲개별 세대에 에너지 프로슈머를 연계시킨 P2P 거래 커뮤니티 ▲커뮤니티 내 분산 전원을 연계해 커뮤니티 전체의 에너지 수급 최적화를 제어하는 VPP 모델 등으로 다양하게 나타나고 있다.

우리 정부가 추진하는 재생 에너지 3020 정책에서는 한국형 FIT(Feed in Tariff) 제도가 주목받고 있다. FIT 제도는 태양광으로 생산한 전기 에너지를 전력 도매 시장에서 판매하고, 판매 가격에 특별 할증(프리미엄)을 가산해 지급하는 제도다. FIP(Feed In Premium) 제도와의 가장 큰 차이점은 시장 거래가 있는지 여부에 달려있다. 즉, FIT 제도는 시장 거래가 면제되는 것이며, FIP 제도는 시장 가격 거래가 기본이라는 점이다.

이 제도는 2019년 12월 소형 태양광 고정 가격 계약 매입 등을 기점으로 거래 시간대별 가격변동 특징 2020년 초부터 본격 시행되고 있으며, 이를 통해 중소 규모 태양광 산업을 지원하고 있다. 한국형 FIT 제도는 공급 의무자와 계통 한계 가격(System Maginal Price, SMP), 공급 인증서(Renewable Energy Certificate, REC) 가격을 합산한 고정 가격 계약으로 20년간 장기 계약하는 제도로 운영되고 있다. 계약 방식은 SMP+REC 가격에 가중치를 곱해 고정 가격으로 계약하는 방식이다.

2020년에 매입하는 한국형 FIT는 소규모 태양광 및 태양광 연계 ESS 사업자가 참여할 수 있다. 최종 목적은 SMP 및 REC 가격 변동에 따른 소규모 태양광 발전 사업자들의 경제성 확보와 안정적인 투자 환경을 조성하는 것이다. 현재는 설비 용량 30kW 미만의 태양광 발전 사업자, 설비 용량 100kW 미만 사업자 중 농업·축산업·식품 산업 허가를 받은 신규 사업자만 참여할 수 있다.

이에 최근 국내 태양광 업계는 중소 규모 태양광 발전소 사업자들의 수익성 하락이 지속됨에 따라 현물 시장에서 REC 판매에 집중했던 사업 방식이 점차 고정 가격 계약으로 변화하면서 한국형 FIT에 대한 관심이 집중되고 있다.

해외 에너지 프로슈머 사례

미국과 독일은 주로 전력 회사가 태양광 사업자 및 ESS 사업자와 파트너십 체결 등 협력 관계 구축을 통해 태양광+ESS 사업을 진행하고 있다. 보급이 확대되고 있는 주택용 태양광을 기반으로 전기요금이 높은 주를 중심으로 에너지 프로슈머 사업을 확대시키고 있다.

주요 사례로는 미국의 스타트업 기업 LO3가 뉴욕 브루클린 지역에서 블록체인을 활용한 커뮤니티 단위의 Green Mountain Power+Tesla(주택용 ESS서비스 사업)과 LO3 Brooklyn Microgrid(블록체인을 활용한 P2P 사업) 등 에너지 프로슈머 사업을 운영하고 있으며, 독일은 BEEGY(태양광+ESS 사업 및 P2P 커뮤니티 서비스) 사업을 운영하고 있다.

FIT 제도 선도국인 일본의 에너지 프로슈머 비즈니스 모델은 주택의 다양한 분산 전원 연계 비즈니스 모델, 지방자치단체의 에너지 사업 모델 등으로 확산시켜 독일에서의 풍력발전+ESS 실증 사업(NEDO)을 추진하고 있다.

특히, 간사이전력(VPP 프로젝트), 도쿄전력(VPP 구축 사업), 아즈빌딩(VPP 구축 사업), NEC(VPP 구축을 통한 실증 사업), eneres(VPP 실증 사업), SB에너지(aggregation 실증 사업), Kawson(VPP 시스템 구축 실증 사업) 등 7개 컨소시엄을 중심으로 일본 경제산업성의 VPP 실증 사업을 수행하고 있다. 이러한 VPP 실증 사업을 통해 FIT 가격을 형성해기고 있다.

에너지 프로슈머 산업 확장에 따른 지속적 제도 정비 필요

ICT 발전으로 인해 다수의 소규모 재생 가능 에너지의 효율적인 운영이 가능하게 됐다. 이로써 기존 일방향 운영 방식에서 양방향(혹은 다뱡향) 운영 방식으로 전력망 운영과 시장 메커니즘이 변화하고 있다. 아울러 다양한 분산 에너지 자원(소규모 재생 가능 에너지, ESS, 수요 자원 등)이 증가하면서 전력 산업 구조가 빠르게 변화하고 있다.

이를 통해 소규모 재생 가능 에너지의 경제성이 크게 향상되고 있으며, 일부 국가에서는 대체 에너지 전력요금이 일반 발전소 전력요금과 비슷해지는 소켓 패리티(socket parity)에 도달하는 경우도 생겨나고 있는 상황이다. 전력 소비자들은 가격에 가장 민감하며, 위험성과 온실가스·미세먼지를 회피하는 것을 선호하는 것으로 나타났다. 이는 위험성이 없고 친환경적인 신재생 에너지의 가격 경쟁력이 시장 수용성을 결정하는 가장 중요한 요인이라는 것을 시사하고 있다.

신재생 에너지원은 보급량이 확대되면 가격이 하락하고, 가격이 하락하면서 다시 보급이 확산되는 패턴을 보인다. 따라서 신재생 에너지 확산은 중장기적인 측면에서 봐야 한다. 이에 현재의 신재생 에너지원의 경제적 장벽을 해소하기 위해서는 현행 RPS(Renewable Portfolio Standard) 제도에 경매 제도를 도입해 신재생 에너지 투자를 확대할 필요가 있다.

RPS 제도는 일정 규모 이상의 발전 사업자에게 전력 총 공급량 중 일정 부분을 신재생 에너지로 공급하도록 의무화하는 제도로, 현재 태양광 사업은 RPS에 속한다. 아울러 RPS 제도의 가장 큰 문제점으로 지적되고 있는 계통 한계 가격(SMP) 변동과 신재생 에너지 인증서(REC) 가격 변동의 이중 불확실성 해소 방안이 필요하다.

이처럼 신재생 에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수용성이 확대되면서 중앙 집중형 발전 방식이 갖는 대규모 전원 및 송배전 시설 등 단점을 해결하여 에너지 프로슈머 산업 활성화 기반이 마련되고 있다. 특히 신재생 에너지 기반 분산형 전원은 신재생 에너지 보급 확대(송전망 통합, 분산형 전원 활성화, 에너지 시장 개편 등)를 통해 전력 산업의 지속 가능성을 추구할 수 있을 것으로 기대된다.

에너지 프로슈머 산업 활성화의 장애 요인으로 인식되고 있는 각 지역의 피크 전력보다 잉여 전력이 큰 상황을 해소하기 위해서는 초기 구축 비용 부담이 큰 ESS 확충에 앞서 우선적으로 현명한 소비를 통한 잉여 전력 관리가 중요하다. 이에 산·학·연·관 협업을 통해 에너지 관리와 산업 생산성을 효과적으로 높일 수 있는 방안을 지속적으로 모색하고, 이를 정책적으로 시행될 수 있는 제도적 기반 마련이 필요하다.

미국 에너지부(Department of Energy)는 미국 의회에 제출한 보고서에서 수요반응(Demand Response)에 대해 “도매전력가격이 높게 형성되거나 계통 신뢰도가 위험해진 시간대에 전기사용량을 줄이도록 유도하기 위해 설계된 인센티브 지불액 또는 시간대별 전기요금의 변동에 반응하여 최종소비자들이 보통의 소비 패턴에서 벗어나 자신의 전기사용을 변화시키는 것”이라고 정의했다. 즉, 수요반응은 최종 소비자들이 시간대별 소매요금이나 인센티브 지불액에 반응하여 자신의 수요를 증감시키는 것을 말한다.

이러한 수요반응 프로그램은 크게 보아 “시간대별 소매요금 차등방식”과 “인센티브 지불방식”의 두 가지로 구분할 수 있다. “시간대별 소매요금 차등방식”은 전력수요가 피크에 도달해서 전기사용량 감소가 필요한 시간대에는 비싼 요금을 지불하게 하고 그렇지 않은 시간대에는 값싼 요금을 거래 시간대별 가격변동 특징 지불하게 하는 방식을 통해 전기요금 절약이라는 경제적 동기에 의해 최종 소비자들이 자발적으로 전기소비를 줄이도록 유도하는 프로그램이다. 이와 달리 “인센티브 지불방식”은 전국 전력계통의 실시간 수급균형을 맞춰야 하는 계통운영자가 전력수요가 피크에 도달해서 전기사용량 감소가 필요한 시간대에 전기사용을 줄이는 최종소비자에게 일정한 인센티브를 직접 제공함으로써 전기소비를 줄이도록 유도하는 프로그램이다.

“시간대별 소매요금 차등방식”을 좀 더 자세히 구분하면 전체 시간대를 얼마나 잘게 나누느냐에 따라 구간별 요금차등(TOU : Time of Use) 방식, 최대피크 요금차등(CPP : Critical Peak Pricing) 방식, 실시간 요금차등(RTP : Real Time Pricing) 방식 등으로 구분할 수 있다. 구간별 요금차등방식은 하루를 피크 구간과 비피크 구간의 두 구간으로 나누어 구간별로 차별적인 소매요금을 적용하는 방식이고, 최대피크 요금차등 방식은 TOU방식을 기반으로 하되 한 두시간의 최대피크 시간에는 같은 피크구간의 다른 시간대보다 훨씬 더 높은 요금을 지불하도록 하는 방식이다. 그리고 실시간 요금차등 방식은 도매시장의 가격변화를 매시간 반영하여 소매요금을 책정하는 방식을 말한다.

한편 “인센티브 제공방식”을 좀 더 구체적으로 구분하면, 인센티브 제공의 조건과 방법에 따라 직접 부하제어(Direct Load Control) 방식, 차단가능 서비스(Interruptible Service) 방식, 응급사태(Emergency) 프로그램, 소비자 입찰(Demand Bidding) 방식 등으로 구분할 수 있다. 이 가운데 직접 부하제어와 차단가능 서비스 방식은 전력시장이 존재하기 전부터도 전력회사들이 시행해 온 제도로서 일정한 상황이 되면 계통운영자가 자신의 부하를 차단할 수 있도록 허용하는 대신 전기요금 경감이나 보상액 지불 등의 인센티브를 받기로 사전에 약정을 맺는 방식을 말하고, 응급사태 프로그램은 전력계통에 발전기 탈락과 같은 응급사태가 생겼을 때 소비를 감축한 소비자들에게 인센티브를 제공하는 방식을 말한다. 소비자 입찰방식은 소비자들이 자신의 소비감축에 대해 얻고자 하는 보상단가와 소비감축 의도량을 입찰하는 행위를 통해 감축필요량을 만족시키도록 하는 방식을 말한다.

이상에서 우리는 시간대별 요금차등 방식과 인센티브 제공방식의 다양한 제도들을 살펴보았다. 우리나라에서는 기존에 한전이 시행한 요금지원 등의 부하관리 제도와 고효율기기 보급 등의 효율향상 제도 및 한전 및 에관공이 시행한 부하관리 차원의 직접 부하제어 등을 포함하는 수요관리(DSM : Demand Side Management) 제도를 시행해 왔으나, 2001년에 전력시장이 개설된 이후에는 다양한 형태의 수요반응(DR) 제도를 도입할 수 있는 환경이 마련되었다. 그 결과 올해 8월에 전력거래소는 에관공이 수행하던 기존의 직접부하제어 사업에 참여하던 사업자 및 대수용가들을 대상으로, 소비자 입찰 형태의 인센티브 제공방식을 기반으로 한 수요자원 시장을 3일간 개설해서 최초로 운영했고, 입찰에 참여한 사업자들에게 약 16억원의 정산금을 지불했다.

전력시장 이해 위 성 철 부장 전력거래소 시장운영팀 ☎ 061-330-8511 [email protected]

Presentation on theme: "전력시장 이해 위 성 철 부장 전력거래소 시장운영팀 ☎ 061-330-8511 [email protected]"— Presentation transcript:

1 전력시장 이해 위 성 철 부장 전력거래소 시장운영팀 ☎

2 목 차 전력시장 개요 1 2 현행 전력시장 특징 신재생 원스톱 사업정보 통합 서비스 3 2

4 전력산업 변화 전력원가에서 65~70%를 점유하는 발전부문에 경쟁을 도입 한전 분할전 한전 분할후 전력거래소 발 전
중부 남동 한수원 남부 동서 서부 발 전 (65~70%) 소 비 자 송 전 (10%) 배 전 (10%) 판 매 (10~15%) 2001년 이전 2001년 이후 포스코 구역전기 송 전 배 전 판 매 한 전 GS파워 한 전 4 4

5 전력거래소 주요 기능 전력거래소 5

6 신재생 사업자 수익 구조 신재생 사업자 수익 전력판매 수익 REC 거래 수익 (전력시장) (REC거래시장) (한전과 직거래)
6

7 상품을 사고 팔기 위해 접촉하는 개인들과 기업들의 모임 재화 서비스가 거래되어 가격이 결정되는 장소 또는 기구
시장(Market) 여러가지 상품을 사고 파는 일정한 장소 출처 : 네이버 국어사전 상품을 사고 팔기 위해 접촉하는 개인들과 기업들의 모임 출처 : 경제학원론(이준구/이창용) 재화 서비스가 거래되어 가격이 결정되는 장소 또는 기구 출처 : 네이버 두산백과 사전 7

8 일반시장 가격결정 공급곡선 가 격 수요곡선 거래량 상품의 수요와 공급의 원리에 의해 시장가격 결정
가격에 따라 거래량(수요량, 공급량)이 결정 수요곡선 공급곡선 가 격 거래량 8

9 전력시장 2001년부터 전력산업 변화에 따라 전기를 상품처럼 거래 다수의 공급자(발전회사), 단일 구매자(한전)가 존재
전력수요량에 따라 전력공급량이 결정 전력공급량의 변동비(연료비)에 따라 시장가격이 결정 9

10 전력거래 vs 주식거래 전력거래소 (전력거래) 한국거래소 (주식거래) 전력거래소 이미지 삽입(원 과장님)
전력거래소의 이미지를 증권거래소와 비교함으로서 쉽게 알 수 있도록 함 10 10 10

11 전력시장 참여자 회원: 총 1,222개사 연도별 회원수 송배전 및 판매사업자(1) : 한전 발전사업자 (1,166)
- 한전발전자회사 (6) - 민간발전사 (21) - 신재생에너지 발전사 (1,139) 구역 (10), 집단 (26), 자가용 (19) ’15년도말 기준 11

12 전력시장 가격(SMP)결정 “시간대별 전력수요에 맞추어 “비용이 낮은 순서대로 발전기 투입, 시장가격 결정” (시간)
“시간대별 전력수요에 맞추어 “비용이 낮은 순서대로 발전기 투입, 시장가격 결정” (시간) (단위 : 원/kWh) (단위 : 만kW) 구분 1시 4시 9시 12시 15시 19시 21시 24시 전력수요(만kW) 3,730 3,320 4,770 5,500 5,690 5,420 4,740 시장가격(원/kWh) 70.41 32.67 131.89 142.21 138.4 118.65 12

13 전력시장 가격(SMP)결정(단순예시) SMP (원/kWh) 시간 입찰 가격결정 4시 15시 예측수요
발전기 1 (3.0원) 발전기 2 (3.1원) 발전기 3 (3.2원) 발전기 4 (3.3원) 발전기 5 (3.4원) 발전기 6 (40원) 발전기 7 (41원) 발전기 8 (42원) 발전기 9 (43원) 발전기 11 (80원) 발전기 12 (81원) 발전기 13 (82원) 발전기 14 (150원) 발전기 15 (200원) 발전기 10 (44원) 발전기 12(81원) 4시 15시 시간 예측수요 ………… 기타 LNG 석탄 원자력 입찰 SMP (원/kWh) 가격결정 ■ 한계송전손실계수 적용(‘07.1.1) 가. 발전기의 가격 결정 및 정산에 한계송전손실에 따른 비용을 반영함으로써 발전설비 투자에 대한 지리적 가격 신호 제공 2007년 : 단일 정적손실계수 적용 2008년 부터 : 계절별, 요일별 구분 정적 손실계수 적용 ☞ 시장참여자에게 미치는 영향 축소를 위해 완화계수 적용 2007부터 송전손실계수 10% 적용 -> 매년 10%씩 상향 나. 송전손실계수 적용 가격결정발전계획 : 1 / 조정손실계수(완화계수 반영) 운영발전계획 : 1 / 정적손실계수 정 산 : 조정손실계수(완화계수 반영) ■ 지역별 용량가격계수 적용 ○ 개 요 - 용량가격을 지역별(수도권/비수도권/제주)로 차등 적용하여 지역별 적정 설비투자 유도 - 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량은 지역별 최대수요의 각각 1.12배 및 1.20배로 함 ․ 지역별 공급용량이 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량범위 사이에 있을 경우 지역별 용량가격계수는 1.0으로 함 ○ ’08년도 적용 용량가격계수 - 수도권 - 비수도권1.0445 - 제주1.0 ※ 용량가격(7.79원) = 기준용량가격(7.46원) × 지역별용량가격계수(1.0445원) 13

14 연도별 시장가격(SMP) [단위 : 원/kWh] 14

15 2015년 월별 시장가격(SMP) 구분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 육지 140.5 121.2 118.4 103.5
[단위 : 원/kWh] 구분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 육지 140.5 121.2 118.4 103.5 96.3 84.1 제주 163.8 137.2 118.0 132.1 130.9 131.8 전국 140.8 121.3 103.7 96.6 84.5 7월 8월 9월 10월 11월 12월 평균 81.5 88.2 90.7 98.3 94.9 95.4 101.5 133.6 134.0 104.0 99.3 101.0 125.8 82.0 88.6 91.0 95.5 101.8 ■ 한계송전손실계수 적용(‘07.1.1) 가. 발전기의 가격 결정 및 정산에 한계송전손실에 따른 비용을 반영함으로써 발전설비 투자에 대한 지리적 가격 신호 제공 2007년 : 단일 정적손실계수 적용 2008년 부터 : 계절별, 요일별 구분 정적 손실계수 적용 ☞ 시장참여자에게 미치는 영향 축소를 위해 완화계수 적용 2007부터 송전손실계수 10% 적용 -> 매년 10%씩 상향 나. 송전손실계수 적용 가격결정발전계획 : 1 / 조정손실계수(완화계수 반영) 운영발전계획 : 1 / 정적손실계수 정 산 : 조정손실계수(완화계수 반영) ■ 지역별 용량가격계수 적용 ○ 개 요 - 용량가격을 지역별(수도권/비수도권/제주)로 차등 적용하여 지역별 적정 설비투자 유도 - 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량은 지역별 최대수요의 각각 1.12배 및 1.20배로 함 ․ 지역별 공급용량이 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량범위 사이에 있을 경우 지역별 용량가격계수는 1.0으로 함 ○ ’08년도 적용 용량가격계수 - 수도권 - 비수도권1.0445 - 제주1.0 ※ 용량가격(7.79원) = 기준용량가격(7.46원) × 지역별용량가격계수(1.0445원) 15

16 연도별 전력거래 금액 [단위 : 조원] 석탄 산업 수송 석유 16

17 연도별 국제유가와 시장가격 추이 SMP 전기요금 정산단가 국제유가 석탄 산업 수송 석유 17

18 2 2 현행 전력시장 특징 18

19 발전경쟁/CBP(Cost Based Pool) 시장
발전부문만 입찰에 참여, 수요부문은 입찰에 참여하지 않음 발전부문은 전력거래소에 가격 대신 용량을 하루 전에 입찰 입찰한 용량 및 변동비용(연료비)에 의해 공급곡선이 결정 ■ 발전부문만 입찰에 참여하는 발전경쟁시장(수요측 한전 독점) ■ 변동비로 거래가격이 결정되는 CBP(Cost Based Pool) 전력시장 ○ 비용평가위원회에서 매달 발전기별 발전비용 검토 결정 ○ 시간대별 전력수요에 맞춰 비용이 낮은 발전기부터 투입 ※ 단, 2만kW 이하 발전설비, 신재생에너지 설비 등은 우선 투입 ○ 최종 투입되는 발전기의 변동비가 해당 시간의 시장가격 결정 (계통한계가격; SMP) ○ 고정비는 장기한계고정비용에 근거한 용량가격(CP)으로 보상 수요곡선과 공급곡선이 만나는 지점에서 시장가격(SMP) 결정 19

20 모든 전력거래가 전력시장(전력거래소)를 통해서 이루어짐 전력거래희망자는 의무적으로 전력거래소에 회원으로 가입
강제적 전력시장 모든 전력거래가 전력시장(전력거래소)를 통해서 이루어짐 전력거래희망자는 의무적으로 전력거래소에 회원으로 가입 예 외 전력계통에 연결되지않은 도서지역 1,000kW 이하의 신재생에너지 발전사업자 구역전기사업자(잉여 및 부족전력은 시장에서 거래 가능) 자가용전기설비 설치자(총생산전력의 50%미만 거래 허용) 전력수급계약(Power Purchase Agreeement)사업자(선택 가능) 3만kVA 이상의 전기사용자에 대한 직접구매 허용 20

21 CP는 중앙에서 통제가능한 발전기(2만kW초과)만 지급 신재생발전기는 중앙에서 통제 불가능하므로 CP 불지급
전력시장 수익 구조 전력시장 수익 발전량 수익 (SMP) 공급가능용량 수익 (CP) * 시간대별 발전량 × 시간대별 SMP * 입찰용량 × 용량가격 단가 CP는 중앙에서 통제가능한 발전기(2만kW초과)만 지급 신재생발전기는 중앙에서 통제 불가능하므로 CP 불지급 21

22 하루 전 입찰(D-1 10:00), 하루 전 시장가격 발표(D-1 15:00)
전력시장 운영 프로세스 하루 전 입찰(D-1 10:00), 하루 전 시장가격 발표(D-1 15:00) 전력거래소 발전회사 수요예측 과거 수요실적 기상자료(온도 등) 발전비용 산정 고정비: 연1회 표준발전기 공사비 자료제출 변동비: 매월 연료비 단가 가격결정발전계획 수립 발전가능용량 입찰(D–1 10:00) D :00 시장가격(SMP) 발표 D :00 결과통보 송전/연료제약 운영발전계획 수립 발전기 가동 준비 D day 급전지시 실시간 급전 발전기 출력 조정 D + 2 계 량 거래후 26일 거래대금 지불 D+09 : 초기정산명세서 D+22 : 최종정산명세서 정산/결제 거래대금 수령 22

23 신재생에너지 전력거래(1) 입 찰 계 량 신재생에너지 발전기는 비중앙급전발전기로 사업자가 별도로 입찰하지 않음
입 찰 신재생에너지 발전기는 비중앙급전발전기로 사업자가 별도로 입찰하지 않음 전력거래소에서 과거 실적을 참고하여 일괄로 입찰 계 량 ■ 한전 자회사인 발전회사 소유 발전기에 대한 정산가격을 조정, 적용하는 규제적 전력시장 ○ 주요 시장참여자(한전, 발전회사)의 재무구조 안정성 확보를 위하여 해당 발전기에 대한 시장가격 조정제도(보정계수)를 운영 거래량을 5분단위로 계량, 계량값은 자동으로 시스템에 저장 전력시장에서 필요한 수치는 시간대별 계량값인 한 시간동안의 계량값 23

24 신재생에너지 전력거래(2) 정 산 결 제 시간대별 전력거래량에 그 시간대 시장가격(SMP)을 곱해서 정산
정 산 시간대별 전력거래량에 그 시간대 시장가격(SMP)을 곱해서 정산 * 한전 거래 사업자 : 월별 발전량 × 월별 통합 시장가격(SMP) 결 제 ■ 한전 자회사인 발전회사 소유 발전기에 대한 정산가격을 조정, 적용하는 규제적 전력시장 ○ 주요 시장참여자(한전, 발전회사)의 재무구조 안정성 확보를 위하여 해당 발전기에 대한 시장가격 조정제도(보정계수)를 운영 결제는 한 달에 6차로 나누어서 시행 단, 비중앙 급전발전기 소유 발전사는 공문으로 요청할 시에는 한 달에 한 번씩 결제 가능 24

25 신재생에너지 거래기관별 특징 구분 전력거래소 한전 비고 설비용량 1,000kW 초과 (의무) 1,000kW 이하 (선택)
적용가격 시간대별 시장가격 (SMP) 월별 통합 시장가격 (SMP) 등록비 20,000kW 이하 : 없 음 20,000kW 초과 : 10만원 해당없음 회원 가입시 연회비 20,000kW 이하 : 없 음20∼500MW : 120만원 계량기 등급 0.5급 0.5급, 1.0급 가격 450만원 내외 250만원 내외 0.5급 기준 검침 시간대별 자동 검침 월별 수동 검침 통신 가입비 23,000원 통화료 16,000원/월 거래수수료 0.086원/kWh - ■ 한계송전손실계수 적용(‘07.1.1) 가. 발전기의 가격 결정 및 정산에 한계송전손실에 따른 비용을 반영함으로써 발전설비 투자에 대한 지리적 가격 신호 제공 2007년 : 단일 정적손실계수 적용 2008년 부터 : 계절별, 요일별 구분 정적 손실계수 적용 ☞ 시장참여자에게 미치는 영향 축소를 위해 완화계수 적용 2007부터 송전손실계수 10% 적용 -> 매년 10%씩 상향 나. 송전손실계수 적용 가격결정발전계획 : 1 / 조정손실계수(완화계수 반영) 운영발전계획 : 1 / 정적손실계수 정 산 : 조정손실계수(완화계수 반영) ■ 지역별 용량가격계수 적용 ○ 개 요 - 용량가격을 지역별(수도권/비수도권/제주)로 차등 적용하여 지역별 적정 설비투자 유도 - 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량은 지역별 최대수요의 각각 1.12배 및 1.20배로 함 ․ 지역별 공급용량이 지역별 적정 최소공급용량과 적정 최대공급용량범위 사이에 있을 경우 지역별 용량가격계수는 1.0으로 함 ○ ’08년도 적용 용량가격계수 - 수도권 - 비수도권1.0445 - 제주1.0 ※ 용량가격(7.79원) = 기준용량가격(7.46원) × 지역별용량가격계수(1.0445원) 25

26 신재생 원스톱 사업정보 통합 서비스 3 26

27 #1 신재생 보급 확대정책 추진배경(1) 및 신재생 보급 확대 정책에 기여 2030년 배출 전망치 대비 37%↓
#1 신재생 보급 확대정책 신기후체제 대비 온실가스 감축목표 달성 및 신재생 보급 확대 정책에 기여 온실가스 감축목표 2030년 배출 전망치 대비 37%↓ 2035년 11.0% 신재생 보급 목표 (1차에너지 기준) 2014년 3.6% 27

28 #2 신재생 사업 업무 분산 추진배경(2) 신재생 사업 업무가 전력거래소 등 3개 기관에 분산되어 있어 사업 추진에 애로 발생
전력판매 설비확인, REC발급 REC거래 전력거래소, 한전 에너지공단 전력거래소 * REC(Renewable Energy Certificate) : 신재생에너지 공급 인증서 28

29 #3 신재생 사업 불확실성 증가 추진배경(3) 전력시장 가격 및 REC거래시장 가격 변동 등
시장 불확실성 증대로 현명한 투자 유도필요 전력시장가격 변동추이 REC 가격 변동추이 29

30 #4 종합적, 체계적인 서비스 미흡 추진배경(4) 사업운영실적, REC거래동향, 발전사업 절차 등에
대한 정보욕구는 큰 반면, 관련정보에 대한 종합적이고 체계적인 서비스는 미흡, 관련기관간 협업 필요 신재생 사업자 대부분(90%이상)이 소규모 영세기업(100kW 미만)으로 발전사업에 대한 경험 및 지식이 부족 30

31 #1 REC 거래 회원사 대상 설문조사 니조조사(1) 전력통계정보시스템 개선 창업 및 REC거래시스템 개선
(온라인, 42명,’14.7~8월) 창업 및 REC거래시스템 개선 (온라인, 824명, ’15.9월)` 31

32 #2 창업교육 수료자 대상 설문조사 니조조사(2) 신재생창업스쿨반 창업 여부 신재생창업스쿨반 교육만족도
(온라인, 85명, ’14.12월) 신재생창업스쿨반 교육만족도 (오프라인, 341 명, 교육종료 후) 32

33 니조조사 결과(1) 신재생 관련 정보를 한눈에볼 수 있는 곳이 없나요? 공동 교육이나 신재생 업무가
컨설팅을 받고 싶어요! 신재생 업무가 복잡해서 짜증나요! 수익이 얼마나되며, 사업성이 있는건가요? 33

34 신재생 원스톱 사업정보 통합 서비스 추진 니조조사 결과(2) 사업자 설문 등 니즈 조사를 통해
4가지 사업정보 통합 서비스를 시행 니즈조사 결과 신재생 사업업무 분산 사업성 분석 및 전망 My 발전량, REC거래량, REC 거래동향 전력판매절차, REC발급 및 거래 절차 사업정보 통합 서비스 비 고 통합 업무지원 웹사이트 사업성 자가진단 웹사이트, 모바일 통합 정보제공 웹사이트, 모바일, 이메일 공동 교육 및 컨설팅 지역순회, 34

35 #1 통합 업무지원 서비스 추진 서비스(1) 하나의 웹사이트(가칭 “신재생 하나로 시스템”)에서
3개 기관(전력거래소, 에너지공단, 한전) 업무를 수행 35

36 #2 사업성 자가진단 서비스 추진 서비스(2) 3개 기관에 분산된 Big data를 통합,
시장가격 변동에 따른 사업성 자가진단 프로그램 제공 36

37 예시 “click” 입력변수 입력 후“click” 37

38 예시 ※ 연차별 순이익 시뮬레이션 38

39 #3 통합 정보제공 서비스 추진 서비스(3) 3개 기관에 분산된 Big data를 통합,거래 시간대별 가격변동 특징
개인별 사업운영 실적 및 창업 관련정보를 통합 제공 39

40 예시 * 지역별(17개), 신재생에너지 원별(태양광 등) 설비 이용률 제공 “click”
“click” 40

41 예시 * REC 거래시장 정보제공 서비스 지역별 낙찰물량 및 가격정보(월4회) 지역별 거래물량 평균가격, 최고가격,
최저가격 공개 (15.4월~ , 월4회) REC 거래동향 리포트 발간 (매월) 회원사 현황, 거래물량 및 가격, SMP동향 오늘의 REC시장 공표 (월4회) 거래일정, 낙찰건수/물량/가격/최근가격동향 41

42 #4 공동 창업교육 및 컨설팅 서비스 추진 서비스(4) 3개 기관 공동으로 지역별 무료 창업교육 및 컨설팅,
창업 민원 공동대응을 위한“사이버 컨설팅 센터”구축 42

43 추진 일정 통합 서비스 개 시 통합 서비스 구 축 2016.10월 사전 업무 협의, 결정 온라인(시스템) : 10월
오프라인(교육,컨설팅) : 3월 2016.3월~9월 인터넷, 모바일, 이메일 SNS(블로그 등) 서비스 2016.1월~2월 대외 : 한전, 에너지공단 대내 : 시장시스템팀 교육센터 43

거래 시간대별 가격변동 특징

18기 김도희, 18기 한동근

정부의 그린 뉴딜 발표 이후 한국은 재생에너지 확대를 본격적으로 시작했으며 현재 한국의 전체 발전원 중 신재생에너지 비중은 13%이며, 34년까지 신재생에너지 비중을 26%로 확대할 계획을 밝혔다. 하지만, 작년 전력거래소에서 주최한 제16회 서울국제전력시장 콘퍼런스의 도매시장 방향성을 논의한 세션에서 초창기 전력 시장 개설에 참여하셨던 전문가들은 한국의 전력 도매시장의 개혁 없이는 재생에너지 확대가 어렵다는 데에 목소리를 모았다.

우리나라의 전력 시장은 크게 도매시장과 소매시장으로 나뉘어 있다. 도매시장은 석탄, 원자력, LNG 등 발전사업자들이 가격경쟁을 통해서 전력거래소에 낙찰을 받는 시장이고, 소매시장은 독점 전력 판매사업자인 한전이 전력거래소에 에너지 비용과 기타 부가비용을 지불한 뒤 소비자에게 판매하는 시장을 말한다. 이번 기사에서는 특히 발전사업자들이 전력거래소와 거래하는 우리나라의 도매시장의 문제점에 대해서 다뤄보고자 한다.

CBP시장의 특징과 메커니즘

현행 도매시장은 비용반영시장(CBP) 시장이다. CBP 시장은 전력 한 단위당 거래 금액이 기본적으로 발전에 사용된 비용에 따라 산정된 가격으로 발전사업자에게 가격을 보상한다. 전력 시장에서 변동비(연료비) 반영 의미는 전력 시장의 가격을 결정할 때 발전기들의 자유로운 가격 입찰을 허용하는 것이 아니라 실제 변동비(연료비)로 입찰해야 함을 의미한다.

기본적으로 CBP 시장은 시간대별 계통한계가격(SMP, System Marginal Price) 용량에 대한 보상 체계인 용량 요금(CP, Capacity Payment), 보조 서비스 보상기준(ASP, Ancillary Service Payment) 등을 포함한다.

CBP 시장을 이해하기 위해 대표적인 가격과 요금인 SMP와 용량 요금에 대해서 설명하겠다. SMP가 구해지는 과정을 보자, 모든 발전기는 하루 전에 SMP 가격이 결정되는데 입찰 용량은 변동비 순서대로 정렬하면서 이것이 전력 시장의 공급곡선이 된다. 그리고 각 시간대에 형성된 가격은 모든 발전기에 동일하게 적용된다.

자료1. 변동비 반영 시장의 가격 결정 원리

그런데 위와 같은 시장의 원리대로 가격을 결정한다고 해도 실제로는 다양한 제약사항(송전제약, 최대출력, 최소 출력 등등)으로 이에 맞는 전력을 공급할 수 없는 경우가 많다. 따라서 실제 전력 공급곡선에서는 하루 전 발전 계획에는 없지만, 추가로 생산된 전력도 존재한다.

또한 SMP는 연료비를 기준으로 산정된 것이기 때문에 발전사업자는 건설 투자비나 운전 유지비를 회수할 수 있는 방법이 없다. 따라서 CP라는 입찰 용량에 기반한 용량 비용을 통해서 고정비에 대한 보상을 해준다. 하지만 현재 용량요금의 기준이 되는 기준 용량 가격이 가스 터빈 발전기의 고정비를 바탕으로 결정되었기 때문에 이보다 건설비가 높은 LNG 복합발전기나 기저 발전기는 용량 요금만으로는 충분히 회수가 불가능하다.

CBP 시장의 문제 : 발전측 보상 부족

[자료 2. LNG와 재생에너지의 증가 전망]

무엇보다 변동비와 입찰 용량으로만 가격을 결정을 하기 때문에 수요가 갑자기 증가하는 상황에서 기여를 하는 유연성 전원(LNG 등의 일반 발전기)들이 기저 발전기보다 덜 평가된다는 점인데, LNG는 특히 재생에너지가 증가하면서 그 간헐성에 도움을 줄 유연성 전원이다. 실제로 산업부의 9차 전력 수급 계획에서는 LNG과 재생에너지 비중이 증가할 것으로 보고하였다. 따라서 기존 CBP 시장에서 제대로 된 정산을 받지 못하는 LNG의 처우를 개선해야 하며, 향후 그 비중이 커질 재생에너지의 특성을 잘 반영할 수 있는 시장을 만들기 위해서도 현재 전력 시장을 개선해야 한다는 목소리가 커지고 있다.

CBP 시장 내에서 LNG 발전이 겪고 있는 문제로는 변동비 차익을 얻기가 굉장히 어렵다는 점이다. 시간별로 형성된 SMP 가격에 대해서는 그 시간에 결정한 가격에 대해서 모든 발전원이 동일한 가격을 받는다. 따라서 상대적으로 낮은 가격으로 형성된 발전원 같은 경우는 변동비 차익을 얻을 수 있다. 예를 들어 석탄발전은 가격이 가장 낮기 때문에 LNG 복합발전과 LNG 가스 터빈이 발전하는 시간 동안 변동비 차익을 얻고, LNG 복합발전은 LNG 가스 터빈이 발전하는 시간 동안 변동비 차익을 얻게 되어 거래 시간대별 가격변동 특징 있다. 그런데 입찰가격이 가장 높은 LNG 복합발전 경우에는 변동비 차익을 얻을 가능성이 없으므로 변동비 차익이 없게 된다. (우리나라에서는 LNG 가스터빈이 아직 없기 때문에 실질로 LNG가 가장 높은 가격을 형성한다) 심지어 CP 가격으로 고정비도 회수 받지 못하는 LNG 복합발전기는 투자비를 회수할 방법이 전혀 없게 되는 것이다.

이에 더하여 석탄발전기를 다량 가지고 있는 공기업 발전회사 및 민간 석탄발전 등에 대해서는 손실을 보전하기 위한 정산조정계수가 적용되고 있어, 일반 발전기들과의 보상체계와 격차를 발생시키고 있다.

또한 현재 CBP 시장은 하루 전 시장에 의해서만 전력가격(SMP)이 결정되기 때문에 실질적으로 당일 날 수급에 기여한 전력원에 대한 정확한 정산이 안 된다. 특히 이는 현재 발생하고 있는 재생에너지 curtail( 재생에너지의 간헐성 특징이 있는데, 실시간에서도 전력이 수급이 달라지는 재생에너지의 특성상 발전량이 많을 때 이를 정산할 수 있는 시장이 없어서 전기가 버려지는 상황 ) 문제에 대한 시급한 대책이 필요하다는 이슈도 있다.

CBP 시장의 문제 : 소비자의 부담 부족

직접 연료비만이 SMP 결정 과정에 반영되고 실시간 전력생산 기여 여부가 반영되지 않는 CBP 시장에서는 재생에너지는 연료비가 ‘0’인 발전원인 재생에너지가 전력가격의 하락에 도움을 주지 못한다. 실제 재생에너지가 전력가격 하락에 기여한 EU의 사례를 보면, 2020년 1분기 기준으로 재생에너지 발전 비중이 40%를 넘어선 유럽에서도 도매시장 전력가격은 최근 2년간 낮아졌다. EU의 전력시장 보고서는 도매전력가격이 낮아진 원인을 코로나19로 인한 수요 감소와 재생에너지 발전량 증가를 원인으로 꼽고 있다. 수요가 감소해 화력발전들이 참여할 여지가 줄어들었고 수력 자원이 풍부하고 풍황이 좋았던 덕분에 재생에너지 발전량이 늘어날 수 있었다고 한다. 이렇게 낮은 가격에도 발전에 참여할 수 있는 재생에너지 비중이 높았기 때문에 도매시장의 균형가격은 낮아질 수밖에 없었다. 심지어 재생에너지는 연료비가 0이라는 이점을 살려 수요가 낮은, 즉 시장 가격(SMP) 가 마이너스 수준일 때도 입찰에 참여하기도 했다. 반면 우리나라의 경우, 재생에너지 발전량이 많은 시간대에도 그 시간대 SMP는 낮아지지 않았고 오히려 다른 시간대보다 더 높았다. 재생에너지 확대가 가져온 경제적 이점을 현 국내 전력시장 제도가 흡수하지 못하고 있다. 결국, 현재 국내의 전력 도매시장 구조에서는 재생에너지 비중이 늘수록 그 이점은 살리지 못한 채 전력소비자의 부담만이 늘게 된다.

기저 전원에 맞춰진 전력시장 구조 때문에 신규 발전기 유입이 제한되고, 재생에너지는 제대로 보상을 받지 못하면 장기적으로 에너지 전환에 대한 심각한 갈등요소로 자리 잡을 우려도 있다. 상술한 국내 전력 도매시장 구조는 분산 에너지, 재생에너지에 대한 경쟁력을 심각하게 제한하고 있다. 석탄이나 원전의 이차적 오염 비용은 생산가격에 반영되지 않고 친환경 비용도 전혀 내지 않지만, 재생에너지는 CBP 시장의 특징 때문에 합당한 이익을 얻을 수 없다. 재생에너지의 수익구조가 만들어지지 않는다면 아무도 새로운 발전기를 설치하여 사업을 시작하려 하지 않을 것이다. 결국, 지금처럼 정부 주도의 재생에너지 확대 정책이 이어질 수밖에 없고, 이때 발생한 설비 투자비는 물론, 재생에너지의 유입으로 인한 계통 불안 해소를 위한 비용 또한 기후환경 비용이라는 명목으로 모두 소비자에게 전가된다. 정부 주도 정책으로 신규 발전설비를 설치한 발전 공기업들이 발전비용을 제대로 정산받지 못해 누적되는 손해도 부담이 될 수밖에 없다. 소비자의 부담과 발전 공기업의 적자 누적은 우리나라의 에너지 전환 과정에서 과도한 전환 비용의 발생으로 이어지고, 시장참여자 간 갈등의 불씨로 이어져 자칫 에너지 전환 정책의 정당성을 약화하는 요인으로 작용할 수 있다.

전력수급에 기여한 만큼 보상을 받는 합리적 시장체계 필요

그렇다면 현행 전력도매시장을 개편할 적절 방안은 무엇일까? IEA의 한국 전력시장 개편 제안보고서에 따르면, 국내 전력시장 개선사항에 기술적 제약과 함께 희소성에 대한 가치도 반영하는 가격 결정 메커니즘, 온실가스 배출량과 전력 도매시장 가격 결정 방식의 연결성 개선 방안을 포함할 것을 권고하고 있다. 그러므로 국내 전력도매시장은 발전기가 계통 기여도에 따라 합당한 보상을 받는 공정한 환경에서 경쟁하고, 도매시장가격과 소매시장가격이 유기적으로 연결되어 전력시장이 전력생산과정에서 배출된 온실가스를 줄일 수 있는 방향으로 나아가야 한다.

[자료 3. 전력시장 개편 이후 재생에너지 유입이 급격히 늘어난 EU]

먼저 전력도매시장에서 시급한 것은 기저 발전원에 맞춰져 있는 기존 고정연료비 입찰제에서 모든 발전원이 공정하게 이익을 얻을 수 있는 가격입찰제의 도입이다. 우리나라는 현재 발전사업자의 발전가능용량만 입찰하는 단방향 입찰시장이며, 전기사업법상 전력거래는 전력시장을 통해서만 가능한 강제적 시장이며, 발전사업자와 판매사업자간 자발적 쌍무계약이 허용되지 않는 시장이다. 전력시장에서 이상적인 가격입찰제는 쌍방향 입찰시장이며, 발전사업자와 판매사업자의 쌍무계약이 일반화된 자발적 시장에서, 과부족 물량에 대한 현물시장 운영방식의 일종으로 활용되고 있다. 또한 실시간 시장과 예비력 시장 개설을 통한 다중통합시장의 개설로 시장참여자의 거래 기회를 확대하고 실시간으로 전력수급 균형에 기여한 발전원에 합당한 보상이 돌아가게 해야 한다. 더군다나 쌍방향 가격입찰제는 석탄발전의 온실가스 배출량 목표를 달성하는 수단으로도 활용할 수 있다. 직접 연료비만이 가격 계산이 반영되는 구조에서 부대비용, 탄소 배출권 비용을 발전사가 입찰가격에 모두 포함해 자유롭게 입찰할 수 있다면, 자연스레 발전 효율이 우수하면서도 탄소 배출이 적은 발전원이 시장에서 경쟁력을 얻을 수 있다. 따라서 이러한 탄소배출규제를 발전사업 부분에 부과하기 위해서 산업부는 온실가스 배출량이 적은 발전기에 발전량을 많이 배분하도록 시장구조를 설계하는 석탄발전상한제를 도입했는데, 이는 온실가스 감축 목표 달성을 위해 발전 부문의 배출량을 할당하는 제도다. 제한된 석탄발전량 내에서 석탄 간 경쟁을 촉진하는 가격입찰제도 함께 도입함에 따라 시장경쟁도 오히려 확대될 전망이다.

새로운 가격입찰제의 도입으로 전력시장과 발전기 운용의 괴리가 해소되면서 얻을 수 있는 전력도매시장의 경제적 이익을 전력소매시장, 즉 전기요금과 연동하여 이득이 소비자에게 돌아갈 수 있게 하는 것도 중요하다. 현재 전력소매시장에 해당하는 송배전 및 판매 부문의 가격은 전기요금에 대한 전통적 투자보수율 규제를 통해 정부가 최종 결정하고 있다. 도매시장과 소매시장 모두 정부의 규제 때문에 시장의 가격기능이 작동하지 않고 있는 것이다. 가격입찰제 도입을 통한 시장의 가격기능 정상화가 이뤄지면 이를 소매시장과 연계하여 전기요금이 시장가격에 반영되게 하고, 소비자의 소비 패턴에 맞춘 최적의 에너지 소비를 유도하기 위해 가격신호에 따른 다양한 요금제, 그린 프라이싱 등의 소매경쟁 도입을 통한 소매시장 개편도 함께 이뤄져야 할 것이다.

자유로운 가격 입찰제를 도입하기 전에 반드시 짚고 넘어가야 하는 점이 독립된 규제기관의 설치이다. 우리나라 전력시장에 자유로운 가격입찰이 도입될 경우, 발전회사는 발전물량 철회와 담합으로 시장지배력을 행사할 위험이 있다. 전력수요가 높고 예비력이 낮은 시간대에 시장에 판매할 전력을 고의로 줄이고 높은 가격을 불러 부당이득을 취할 수 있다는 것이다. 따라서 이러한 위험이 전력 소비자의 부담과 전력수급 불안으로 이어지지 않게 하려면, 발전사의 전략적 행동으로 인한 시장가격 상을 억제하기 위한 노력이 병행되어야 한다. 실제 자유 가격입찰 시장을 도입한 나라들은 이 한계점을 보완하기 위해 많은 규제적 보완 장치들을 도입하고 있다. 우리나라의 경우도 한전의 발전 자회사들이 발전물량의 상당량을 차지하고 있는데, 이때 우려되는 시장 왜곡을 막기 위해 발전사들은 물론 정부와 계통운영자, 기업의 영향에서 자유로운 독립된 전력시장 규제기관의 설치가 필요하다.

에너지 선진국의 전력시장 개편 사례: 에너지 감독기관 필요

세계에서 가장 큰 전력도매시장이자 모범 사례로 평가받고 있는 미국 동부의 PJM 전력망을 살펴보자. PJM 전력시장은 우리나라에도 있는 하루 전시장은 물론, 실시간 시장도 개설되어 있다. PJM 전력시장의 도매 거래는 쌍무계약 위주의 규제기반 시장과 입찰을 통해 가격이 결정되는 시장기반 시장으로 나뉜다. PJM 전력시장의 특징은 시장에 참가하는 모든 발전사업자에게 의무적으로 발전 전력의 가격을 제시하게 하는 방식으로 입찰에 참여시키며 전력구매자에게는 전력망의 송전 혼잡에 따라 지점별 한계가격으로 송전 비용을 부담시킨다는 점이다. 따라서 해당 지역의 전력망에 혼잡이 발생하면 사업자는 비교적 높은 가격으로 전력을 판매할 수 있어 투자효율이 우선으로 배분될 수 있게 되며 발전과 송전 시설의 건설이 촉진되는 효과를 낳는다. 전기요금의 규제는 PUC(Public Utilities Commis 담당하여 연방정부 중심으로 이루어지고 있다. PUC의 규제기관으로서 독립성은 높은 편으로, 법률상 권한이 명시되어 있는 것은 물론 사전에 정해진 절차에 따라 이해관계자의 의견 수렴을 거치고, 100명 이상의 전문 인력을 보유하여 전문적인 규제를 행사하고 있다.

독일의 사례에서도 전력시장 개편의 필요성을 느낄 수 있다. 독일이 재생에너지 목표를 효과적, 효율적으로 달성하면서 분산 에너지의 한계를 극복할 수 있었던 것은 전력산업의 구조개편이 있었기 때문이다. 수직적인 구조에서 전력시장 개편이 이뤄지면서 실시간 전력거래, 적합한 가격경쟁이 이뤄질 수 있었다. 도매 경쟁의 도입은 합리적인 발전기술의 도입을 가져오기도 했다. 결과적으로 독일의 재생에너지 발전설비는 개편 전 18GW에서 124GW까지 늘어날 수 있었다. 독일은 또한 독립 송전망 운영자 분리와 독립 규제기관 설치로 규제기관이 참여하는 3자망 접속 시장에서 공정한 경쟁 환경을 이뤄내기도 했다. 우리나라도 PJM, 독일과 같이 변동성 재생에너지 비중 증가에 대비해 정교한 도매전력시장을 설계하고 신기술, 새로운 발전원이 들어올 유인을 제공해야 한다. 전력시장 개편을 통한 발전시설 투자 촉진 효과와 동시에 적절한 가격 신호를 통해 전력수급 변동성에 따른 계통 불안 위험을 줄일 수 있을 개편이 시급하다.

재생에너지와 분산에너지 유입이 늘수록 시장의 변동성이 느는 것은 물론 거래에 참여하는 거래 시간대별 가격변동 특징 이해관계 당사자도 많아질 수밖에 없다. 지금 전력시장은 이러한 변화에 전혀 유연하게 대응할 수 없다. 20년 전에 부분적인 전력산업 개편이 이뤄지면서 임시방편으로 쓰고 있는 제도를 재생에너지가 등장하고 전력수요가 급격히 늘고 있는 지금도 쓰고 있다. 에너지 전환의 바람이 불기 시작한 지금이 개혁의 적기다. 이 골든 타임을 놓친다면 문제점은 쌓이고, 에너지 전환 비용이 눈덩이처럼 불어나게 된다. 전력시장의 역할 부족에 따른 소비자의 부담 증가는 결국 에너지 전환에 대한 국민의 불신으로 이어질 수밖에 없다. 에너지 전환에 아무리 돈을 많이 써도 시스템이 받쳐주지 않으면 그 성과는 초라할 것이다. 지금 국내 전력시장이 나아갈 방향성을 설정하고 전면적으로 전력시장을 재설계하는 게 필요하다.

CBP시장의 특징과 메커니즘

1. 박종배, "변동비 반영시장의 현황 및 개선 방향", 2019.11.07, 전기저널

2. 온기운, "변동비 반영시장 도입 배경 및 현황", 2019.11.07, 전기저널

CBP 시장의 문제 : 발전측 보상 부족

1.이상복, "CBP전력시장, 20년 만에 수술대 오른다.", 2021.04.05, 이투뉴스

2.권규섭 외, "LNG 발전 수익성 개선 방안에 관한 연구: 변동비 차익 및 제한적 가격입찰제도를 중심으로", 2020. 06.29, KIEE

CBP 시장의 문제 : 소비자의 부담 부족

2. "분산전원 확대, 전력도매시장 활성화”, 한국에너지, 2020. 08. 10

3. 장현국, “성공적인 에너지 전환을 위한 전력시장 설계”, 전기신문, 2020. 12. 07

전력수급에 기여한 만큼 보상을 받는 합리적 시장체계 필요 ,

에너지 선진국의 전력시장 개편 사례: 에너지 감독기관 필요

1. “한국 전력시장 개편 제안보고서”, IEA

4.전력소매시장 자율화 도입에 따른산업용 전기요금의 변화와 영향 해외 전력소매시장 개방 사례 연구”, 김영산, KERI 정책제언

5.김영철,” 미국 PJM 전력시장의 운영시스템 설계 및 시장운영 경험”, 한국과학기술정보연구원

6.김대욱, 김종호, 최우진, “가격입찰과 수직적 계약: 우리나라 전력시장을 중심으로”, 한국경제연구, v35, 한국경제연구학회

7.“주요 국가 전력산업 규제기관 현황 및 역할”, KEMRI 전력경제 REVIEW, 한전경영연구원, 2019

9. “전력소매시장 자율화 도입에 따른 산업용 전기요금의 변화와 영향 분석: 해외 전력소매시장 개발 사례 연구”, 한국경제연구원, 2017. 07. 19


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