자원·환경경제연구 Environmental and Resource Economics Review ISSN:1229-9146(Print)

태양광과 풍력을 중심으로 한 변동성 재생발전(VRE)은 탄소중립 달성의 주요수단이지만 높은 변동성과 불확실성으로 인해 전력공급의 안정성을 훼손시킨다. 에너지저장장치(ESS)는 수요이전을 통해 재생발전의 출력제한을 경감시킬 뿐만아니라 보조서비스 제공을 통해 안정적인 전력시스템 운영에 기여할 수 있다. 본 연구는 VRE로 인한 문제점이 점점 본격화되는 상황에서 ESS자원을 수요이전 기능과 예비력 제공기능 간에 어떻게 분배하는 것이 전력공급 효율성 최대화에 기여할 수 있는지 분석한다. 분석모형으로 재생발전의 변동성과 불확실성을 현실적으로 모의할 수 있는 확률적 전력시스템 최적화 모형을 적용하였다. 분석시점은 2023년과 2036년으로 설정하여 재생발전 보급수준별 ESS 최적자원분배 전략과 편익을 분석하였다. 분석결과는 크게 다음의 3가지로 요약가능하다. 첫째, ESS는 수요이전과 예비력 제공 모두에 탁월한 기능을 제공하며, 예비력 가격이 높게 설정될수록 수요이전 기능은 제한하고 예비력 제공에 집중함을 확인할 수 있었다. 둘째, 재생발전 출력제한은 필요예비력에 대한 대체재 역할을 하며, 예비력 가격 수준이 높아질수록 출력제한은 증가하고 필요예비력은 감소하는 것이 비용 합리적이다. 셋째, 기회비용이 반영된 합리적인 예비력 가격이 적용될 경우 ESS는 가까운 미래에 경제성을 확보할 수 있으며, ESS의 경제성은 재생발전 비중이 높을수록 더 커짐을 확인할 수 있었다. 본 연구는 전력공급 자원이 효율적으로 분배될 수 있는 가격기능이 바로 설때 비용 효율적인 전력부문 저탄소 전환이 가능함을 시사한다.

본 연구에서는 국제 구리 가격 변동에 따른 국내 수요 변화를 분석하여 국내 구리(전기동)의 가격탄력성을 분석하였다. 이를 위해 구리의 순 수입량, 가격, 생산지수를 변수로 1989년 1월부터 2022년 12월까지 총 408개의 시계열 자료에 대해 벡터자기회귀(Vector autoregressive, VAR) 모형을 구성하고, 시간의 흐름에 따른 변수 간의 상관관계 변화를 파악하고자 시변 모형(Time Varying VAR)을 사용하여 변수 간의 동적 관계를 분석하였다. 분석 결과 국내 구리의 가격탄력성은 ‒0.1835로 음의 가격탄력성이 존재함을 확인하였고, 사분위수 범위는 ‒0.3130~0.0886으로 시간의 흐름에 따라 일관성 있는 추세는 없지만 주로 음의 탄력성을 띠면서 탄력성이 변화하는 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 비축을 포함한 광물자원 관련 정책 수립 시 파생되는 기대효과를 정량화하여 제시하는 데 활용할 수 있다.

본 연구는 동태적 접근 방식을 이용하여, 지방 재정지출이 수질개선에 미치는 직접효과와 간접효과를 추정한다. 이를 위해 2010년부터 2018년까지 173개 시군구를 대상으로 패널자료를 구축하고, 2단계 동태패널모형을 추정한다. 실증분석 결과를 정리하면, 첫째, 수질 환경부문의 재정지출은 BOD 및 T-P 개선에 효과적인 것으로 나타났다. BOD에 비해 T-P에 대한 직접효과가 더 크게 나타났으며, 장기적으로 그 효과가 커지는 것으로 나타났다. 둘째, 수질개선을 위한 재정지출은 지역 소득에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 지역 소득과 BOD는 ‘역 U자형’ 관계를 보였다. 수질 개선에 대한 재정지출의 평균적인 간접효과는 BOD에 대해서만 지역 경제성장 과정에서 수질을 악화시키는 것으로 나타났다. 셋째, BOD의 경우 수질개선에 대한 지방 재정지출 효과는 간접효과보다 직접효과가 컸으나, T-P의 경우 간접효과는 유의하지 않고, 직접효과에 의해서만 총효과가 결정되었다. 즉 지방 재정지출이 지역 경제성장을 통해 수질을 악화시킬 수 있지만, 수질을 직접적으로 개선하는 효과가 장‧단기에 더욱 크게 나타났다.

많은 국가에서 배출권거래제를 도입할 때 기업의 급격한 비용부담을 완화하고 정책의 수용성을 제고하기 위해 도입 초기에는 높은 비율로 무상할당을 시행하고, 이후에는 탄소누출의 위험을 고려하며 점차 그 비율을 낮추어 가는 것이 일반적이다. 이는 ‘오염자 부담 원칙(Polluter-Pays Principle)’에 따른 것으로, 낮은 무상할당 비율을 고도화된 배출권거래제의 요소 중 하나로 흔히들 간주한다. 이에 본 연구는 배출권 시장이 완전경쟁시장이 아닌 경우, 무상할당 비율을 낮추는 것이 한계 비효율성의 관점에서 바람직하지 않을 수 있음을 간단한 배출권 시장 모형을 통하여 확인한다. 특히 특정 시장 조건에서 배출권 시장의 왜곡으로부터 초래되는 비효율성을 최소화하는 무상할당 비율이 존재함을 입증함으로써 낮은 무상할당 비율이 반드시 배출권거래제의 개선을 의미하는 것은 아님을 보인다.