Research Paper
Abstract
References
Information
This study quantitatively analyzes the impact of changes in Korea’s emissions trading scheme allocation policy on the power sector and electricity market. Various carbon price and auction allocation scenarios are considered, and permit allocations for power companies are estimated. We employ a mixed-integer linear programming (MILP)-based optimization model to evaluate changes in generation, permit purchase needs, and cost burdens. The model incorporates the 10th Basic Electricity Supply Plan and considers plant-specific technical characteristics and emissions allowance cost per calorific value to derive more realistic power generation estimates. The results indicate that while increased auctioning and rising carbon prices reduce coal generation, fuel switching to LNG remains limited due to fuel cost differences and market structures in Korea. The demand for emissions allowances in the power sector continues to grow, potentially driving further carbon price increases and exacerbating the cost burdens on the power sector. Our findings indicate that strengthening allocation policies should be accompanied by complementary measures to facilitate a more effective energy transition.
본 연구는 한국 배출권거래제의 할당정책 변화가 발전부문과 전력시장에 미치는 영향을 정량적으로 분석한다. 유상할당 비중 및 탄소 가격 시나리오를 설정하여 할당량을 모의 산정한 후, 혼합정수선형계획(MILP) 기반의 최적 발전량 결정 모형을 활용하여 발전량 변화, 배출권 구매 필요량, 비용 부담을 평가한다. 10차 전력수급기본계획을 반영하고 발전기별 세부 기계적 특성과 배출권 열량단가를 고려하여 보다 현실적인 발전량을 도출하였다. 분석 결과, 유상할당 확대와 배출권 가격 상승이 석탄 발전 감소를 유도하지만, 연료비 격차와 전력시장 구조로 인해 LNG로의 연료전환은 제한적일 것으로 나타났다. 발전 부문의 배출권 구매 수요는 지속적으로 증가하는 데, 이는 배출권 가격 상승을 유발해 발전 부문의 비용 부담을 더욱 증대시킬 가능성이 크다. 배출권 할당정책의 개편뿐만 아니라 에너지 전환을 실질적으로 유도할 수 있는 보완 정책이 함께 마련될 필요성이 제기된다.
- 관계부처 합동, 「2050 탄소중립」, 추진전략, 2020. 12.
- 관계부처 합동, 2030 국가 온실가스 감축목표(NDC) 상향안, 2021. 10.
- 관계부처 합동, 제1차 국가 탄소중립 녹색성장 기본계획, 2023. 4.
- 기획재정부‧환경부, 제4차 배출권거래제 기본계획, 2024. 12.
- 김남일, 『배출권비용의 전력시장 반영방안 연구』, 에너지경제연구원, 2020.
- 김도원‧정연제, 『E-Mobility 성장에 따른 석유‧전력‧신재생에너지 산업 대응 전략 연구(전력) (3/4)』, 에너지경제연구원, 2021.
- 김용건‧양유경‧구윤모‧김동우‧이원종, 『혼합정수계획법을 이용한 발전부문 온실가스 감축 잠재력 평가』, 한국환경연구원, 2019.
- 산업통상자원부, 제10차 전력수급기본계획(2022~2036), 2023. 1.
- 온실가스종합정보센터, 2023년 배출권거래제 운영결과보고서, 2024. 6.
- 유종민‧이서진, “연료전환을 위한 탄소가격 반영 정책 비교분석”, 「한국기후변화학회지」, 제13권 제3호, 2022, pp. 365~372.10.15531/KSCCR.2022.13.3.365
- 이상준, “제4차 배출권거래제 기본계획의 주요 쟁점과 개선방안 자료집”, 기후변화센터, 2024. 12.
- 임정민, “배출권거래제 할당정책 변화와 미래 탄소가격의 영향 분석: 발전부문을 중심으로”, 「한국기후변화학회지」, 제15권 제5호, 2024, pp. 757~771.10.15531/KSCCR.2024.15.5.757
- 조성진‧김재엽, 『발전 부문 온실가스 감축을 위한 정책대안 분석 연구』, 에너지경제연구원, 2022.
- 한국전력거래소, 계통평가세부운영규정(2021.11.01. 개정), 2021. 11. 10.1055/a-1328-8471
- 한국전력공사, 2023년 12월 전력통계월보(제542호), 2023. 12.
- 한국전력공사, 2023년 6월 전력통계월보(제536호), 2023. 6.
- 한수경‧윤호현‧오각현‧조한솔, “전력시장에서 연료전환에 필요한 배출권 가격에 관한 연구”, 대한전기학회 학술대회 논문집, 2022, pp. 858~859.
- 환경부, 제3차 계획기간(2021~2025년) 국가 배출권 할당계획, 2020. 9.
- Averill M. Law, Simulation Modeling and Analysis, Fifth Edition, 2015.
- Balci, O. “ Verification, Validation, and Testing. In The Handbook of Simulation,” J. Banks, Ed. John Wiley and Sons, New York, NY, 1998.10.1002/9780470172445.ch10
- Dechezleprêtre, A., D. Nachtigall, and F. Venmans, “The Joint Impact of the European Union Emissions Trading System on Carbon Emissions and Economic Performance,” Journal of Environmental Economics and Management, Vol. 118, 2023, 102758.10.1016/j.jeem.2022.102758
- Ellerman, A. D., F. J. Convery, and C. de Perthuis, “Pricing Carbon: The European Union Emissions Trading Scheme,” Cambridge, UK: Cambridge University Press. Exploring Dynamic System Behaviour, 2nd edition, 2010.
- IEA (International Energy Agency), Global Energy and Climate Model Documentation, 2022.
- Nakawiro, T., S. C. Bhattacharyya, and B. Limmeechokchai, “Expanding Electricity Capacity in Thailand to Meet the Twin Challenges of Supply Security and Environmental Protection,” Energy Policy, Vol. 36, No. 6, 2008, pp. 2265~2278.10.1016/j.enpol.2008.03.002
- Park, H., and W. K. Hong, “Korea’s Emission Trading Scheme and Policy Design Issues to Achieve Market-efficiency and Abatement Targets,” Energy Policy, Vol. 75, 2014, pp. 73~83.10.1016/j.enpol.2014.05.001
- Sargent, R. G., “Verification and Validation of Simulation Models,” Journal of Simulation, Vol. 7, No. 1, 2013, pp. 12~24.10.1057/jos.2012.20
- Sen, S., and D. P. Kothari, “Optimal Thermal Generating Unit Commitment: A Review,” International Journal of Electrical Power and Energy Systems, Vol. 20, No. 7, 1998, pp. 443~451.10.1016/S0142-0615(98)00013-1
- Wood, A. J., and B. F. Wollenberg, Power Generation, Operation, and Control (3rd ed.), Wiley, 2012.
- Yoon, K. S., and H. Oh, “Impacts of ETS Allocation Rules on Abatement Investment and Market Structure,” Energy Economics, Vol. 101, 2021, 105402.10.1016/j.eneco.2021.105402
- https://www.keiti.re.kr/home/board/cover/list.do?menuId=1030700000
- https://epsis.kpx.or.kr/epsisnew/selectEkttAepLftChart.do?menuId=070206
- https://www.kpx.or.kr/board.es?mid=a10109030500&bid=0018
- https://www.kpx.or.kr/menu.es?mid=a10401040000
- Publisher :Environmental and Resource Economics Review
- Publisher(Ko) :자원 · 환경경제연구
- Journal Title :자원·환경경제연구
- Journal Title(Ko) :Environmental and Resource Economics Review
- Volume : 34
- No :1
- Pages :79-126
- DOI :https://doi.org/10.15266/KEREA.2025.34.1.79