에너지와환경정책 4주차_에너지수요

I. Energy Demand Forecasting (에너지 수요예측)

1) Single Factor (Energy Intensity)

산출물(Output)/에너지(Input)-> 만약 주된 Input이 에너지라면 에너지 효율 개념이 됨
ex) 자동차 연비 (km/리터)

에너지 투입 / 산출물 -> EI (Energy Intensity) -> 개념이 달라짐
: 1단위 산출물을 창출하는데, 어느정도의 에너지가 소비되는가? -> 얼마나 경제가 에너지 의존적인지를 가늠할 수 있음

Relationship between GDP and Energy Demand (Energy Intensity)

- 개발 시기에는 GDP와 EI가 비례하다가, 어느 시점*부터 GDP는 계속 올라가지만 EI는 Saturate됨
*) G7국가의 경우 1970년대 중반 이후 

2) Multi-factor:

2-1) Decomposition (요인분해방식, Factor Analysis) : 목표값 추정이라기 보다는 오히려 원인(요인-독립변수)의 영향 정도를 파악하는데 더 의미가 있음, 결론적으로 관계식의 분해이며 등식 내에서의 변수 조작 느낌 a= a/b*b/c*c 

[공식] Energy Intensity (EI) = Energy Demand (E) / Economic Activity (Q)

수식 상 Decomposition 하면,
결국 에너지 (E)는 = 
Activity E (활동효과, 모든 Sector를 합친 전체소득의 변화 GDP 변화)  + 
Intensity E (집약도 효과, Sector 별 에너지집약도의 변화 EI 변화) +
Structural E (구조적 효과, Sector 간 소득 비중의 변화  업종별 비중 변화) 로 정의할 수 있음  (*예시문제 참고)

2-2) Econometric approach (계량경제학적방식) : 실증적 데이터를 가지고 관계성을 결정, 다른 노이즈 변수들의 영향을 NULL로 해 놓은 상태에서 독립변수 변화에 따른 종속변수(목표값)의 변화값을 확률적으로 판단 F()=ax1+bx2+ 알파

[Structure model]
설명변수 값의 변화가 종속변수 값에 미치는 영향을 상관관계를 이용해서 도출 (관계성)
[Dynamic Model]
과거의 에너지 수요 행태(behavior)데이터를 활용하여 미래의 에너지 수요를 예측 (시간성)

2-3) Engineering approach (Techno-economic, 기술 경제학적방식) : 기술적 파라미터간의 관계/영향 정도인 계수값을 지정해서 전체 INPUT/OUT의 관계성을 설정해놓고, 가정된 파라미터 계수값 변화에 따른 민감도 분석을 통해 목표값 변화 정도를 가늠해보는 것 (엑셀에서의 셀 간 관계성 정의를 시스템화)
End-use Model :: △기술의 변화 -> △ 에너지수요 변화 

ex) 수송 섹터 중 여객수송 부문의 에너지 수요 예측 

이동거리/이동건수/인구 -> 이동수단별 에너지 집약도 등 -> 에너지수요 변화

 

II. 에너지수요관리 DSM (Demand-Side Management)

수요관리(Demand-Side Management): 최소의 비용으로 소비자의 전기에너지 수요를 충족시키기 위하여 소비자의 전기사용 패턴을 합리적인방법으로 유도하기 위한 전력회사의 제반활동

보다 DSM이 잘 이뤄지려면,
- 사용량별/시간대별/지역별 가격차등 필요
- 전력공급자와 수용가 사이에 중간 매개체 필요 -> 보다 많은 요금제, 대안 제시
- 가격의 전반적 상승 유도 (가격 Signal 제공)
- 실시간 정보 제공 및 이에 따른 대응 전략, 정보의 스마트화
- 에너지 효율기기

 

2-1 부하관리 (Load Management)

수요관리 옵션 중 하나로, Load Shape를 대체하는 등의 행위로 피크 기간 수요를 감축 시키는 것 
: 피크부하 대응 투자수요를 줄이고, 이용률을 높여 전반적인 생산 비용을 낮출 수 있도록 하는 것  

[Load Shape (부하 유형)]

 - Peak Clipping (최대수요 억제)
 - Valley filling (기저부하 증대)
 - Load Shifting (최대부하 이전)
 - Electrification (Enhancing Energy access, 전반적인 부하 증대, 플러스 DR)
 - Energy Conservation (에너지 절감, 효율향상, 전반적 부하 축소, 국민 DR)
 - Flexible Load Shape (신축적인 부하 관리, Fast DR)

 

2-2 에너지효율(Energy Efficiency) in Energy Demand Management

[에너지 효율은 생각보다 나오지 않음, 6가지 Barket Barrier]

(1) Misplaced incentives (유인불일치): When the energy user and the investor in efficient energy are not the same, the incentives targeted to efficiency may not reach its target and would result in misplaced incentive.
(효율 기기 투자에 따른 실제 수혜자는?)

(2) Lack of access to financing (투자재원조달불리): Not easy to invest in energy efficiency by the poor group

(3) Flaws in market structure (시장내재된구조적결함): existence of market power and non-competitive market
(예. 조명기기 공급처가 독점하고 있거나, 신기술 시장진입에 대한 규제)

(4) Inappropriate pricing and regulation (부적합한가격정책및제반 규제): Inadequate price signal (예. 개도국의낮은전기요금정책)

(5) Gold plating (과다한기능추가): Energy efficient options do not come alone but are often bundled with other features. (예) 에너지고효율신제품에 지극히 다양한 기능들이 추가되어 출시

(6) Lack of information or misinformation (정보부재, 오류, 불균형)

 

[Rebound Effect(반등효과)]

에너지 효율 개선을 했더니, 에너지 관련 비용 지출은 절감되었으나, 에너지 소비량이 증가 -> 개선효과가 감소하는 현상
- Direct Rebound Effect : 고효율 에어컨 구매시, 냉방 가동시간이 늘어남
- Indirect Rebound Effect : 전기요금 절감에 따라, 가처분 소득이 늘어가서 그만큼 전기기기를 추가로 구매하여 사용 전력량이 증가 

 

[Market Base Incentives :: Black Certificate (CO2감축) / Green Certificate (신재생E 증가) ]

정부의 직접 개입보다, 시장 스스로의 에너지 효율 개선 효과를 가저오는 방법

ex) White Certificates (에너지 절약, 효율):  예시로, 미국 CAFE(기업평균연비규제제도)
참여자(예. 기기제조사)에게 에너지 절약 의무가 부여되는 Cap and Trade 원칙에 따라, 에너지 절약 기술에 투자하거나, 불이행에 대한 벌금을 내거나, 의무보다 더 많이 절약하고 판매 또는 미래 사용을 위해 인증서를 획득한 다른 사람에게서 백색 인증서를 구매하여 달성할 수 있습니다(Banking 이라고 함).