신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수용성 …...요약 iii 하는 최종...

신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한시장 수용성 분석 및 확대 방안

16- 10

이 철 용

참여연구진

연구 책임자 : 연구위원 이철용

연구 참여자 : 연구위원 소진영

연구위원 안지운

연구위원 조상민

부연구위원 이석호

위촉연구원 허혜진

외부 참여자 : 블루이코노미전략연구원 김진오

전남대학교 배정환

University of California, Berkeley 허성윤

요약 i

<요 약>

1. 연구의 필요성 및 목적

사회적으로 환경에 대한 관심이 고조되며, 전력 부문을 포함한 에너

지 부문 내에서도 지속가능한 발전이 중요한 목표로 인식되고 있다.

전력 부문 내 지속가능한 발전을 효과적으로 달성하는 과정에서 송전

망 통합, 분산형 전원 활성화, 에너지 시장 개편 등과 더불어 신재생

에너지 보급 확대가 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 근래 들

어 발전 부문 내에서 신재생에너지원이 주목받는 새로운 이유 중의

하나는 그것이 향후 분산형 전원의 확대에 있어 중요한 역할을 담당

할 것으로 기대되기 때문이다. 최근 국내 분산형 전원 확대 필요성에

대한 공감대가 형성되면서, 온실가스 배출 감축 및 에너지 안보 제고

등을 목적으로 한 신재생에너지 기반 분산형 전원의 비중 확대가 중

요한 의제로 떠오르고 있는데 이는 다양한 원인에 기인한다. 먼저 중

앙집중형 발전 방식 구현에 있어 필수적인 구성 요소인 대규모 전원

및 송배전 시설 건설을 위한 신규입지 확보의 어려움을 들 수 있다.

지역주민과 환경단체 등의 반발로 기존에 계획했던 발전설비의 건설

이 지연되거나 취소되는 사례가 빈번해지고 있는데, 근 수 년에 걸친

밀양 송전탑 건설과정에서 표출된 극심한 주민 반발은 그 전형적인

예이다. 중앙집중형 대규모 발전 방식에서 발생하는 여러 가지 추가

비용 또한 문제인데, 최근 10년간 국내 송변전 선로와 송전탑 설치 및

유지비용은 약 27조 원에 달하고 있다(투데이에너지, 2015).

ii

전통적인 대규모 발전 방식이 보유한 이와 같은 문제점의 해결 방

안으로 부상하고 있는 분산형 전원은 상대적으로 다양한 이점을 보유

하고 있다. 분산형 발전은 송전망과 대형발전소 등의 신규 건설 지연

을 방지하는 것은 물론 여러 가지 직간접적인 사회적 편익을 유발시

킬 수 있다. 이와 같은 배경 하에 정부는 2014년 발표한 2차 에너지기

본계획에서 6대 중점 과제 중의 하나로 ‘분산형 발전시스템 구축’을

설정하였다(산업통상자원부, 2014).

정부의 계획대로 분산형 전원, 그 중에서도 본 연구의 초점인 신재

생에너지 기반 분산형 전원을 확대하기 위해서 반드시 고려해야 할

요소 중 하나가 바로 시장 수용성이다. 시장 수용성은 신재생에너지

보급 확대에 있어 필수적인 요소이므로 정부는 관련 정책 수립 시에

신재생에너지에 대한 대중들의 인식과 견해를 반드시 고려해야 한다

(Kardooni et al., 2016). 결국 향후 국내 신재생에너지 기반 분산형 전

원의 수용성을 제고하기 위해선 현재 수용성 수준에 대한 정확한 파

악이 반드시 선행되어야 한다. 발전원 구성에 대한 국민들의 선호구조

를 파악하고 수용성 제고의 결정요소 및 장애요소를 식별해야만 이를

바탕으로 효과적인 정책과 제도개선 방안을 마련할 수 있기 때문이다.

이와 같은 문제의식 하에 본 연구는 신재생 분산형 전원을 중심으

로 전력 발전원에 대한 우리나라 국민의 잠재적 선호를 정량적으로

분석하는 것을 주요 목표로 한다. 이를 통해 기존에 발표된 국내 중장

기 발전원 비중 목표와 본 연구에서 도출된 소비자의 잠재 선호를 반

영한 발전원 비중을 비교해 그 타당성을 검토한다. 이와 같은 분석은

자동적으로 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원 보급 목표의 실현

가능성을 사전에 점검할 수 있게 해 준다. 즉 본 연구는 전력을 사용

요약 iii

하는 최종 소비자의 관점에서 신재생 분산형 전원에 대한 시장 수용

성을 분석함으로써, 정부 목표의 실현 가능성을 타진한다. 또한 발전

단가 하락, 안정성 제고와 같은 신재생 분산형 전원 특성 변화에 따른

시장 수용성 변화 양상을 예측한다. 이와 같은 분석 결과는 국내 신재

생에너지 분산형 전원 확대방안을 제안하는 데 있어 중요한 근거가

되는 동시에 신재생 분산형 전원 보급에 대한 진입 장벽을 식별하고,

보급 확대를 위한 제도 개선 마련에도 중요한 함의를 제공할 수 있다.

2. 내용 요약

본 연구에서는 컨조인트 분석을 통해 신재생에너지 기반 분산형 전

원에 대한 시장 수용성을 분석하였다. 현재 국내법상 모든 신재생에너

지가 분산형 전원으로 정의되어 있기 때문에 사실상 신재생에너지 전

체가 본 연구의 분석 대상으로 간주된다. 또한 신재생에너지를 확대하

기 위한 여러 가지 전략을 제시하였다. 밀양 사태 이후 국내 분산형

전원 확대 필요성에 대한 공감대가 형성되어 왔고, 온실가스 저감 및

에너지 안보 제고를 목적으로 신재생에너지 기반 분산형 전원 비중

확대가 전 세계적으로 이슈가 되고 있다. 이러한 상황에서 우리나라는

2차 에너지기본계획에서 현 5% 수준의 신재생 기반 분산형 전원을

2035년까지 전체 발전량의 13.4% 이상으로 확대 보급하는 것으로 목

표를 설정하였다. 그리고 컨조인트 분석 결과, 이러한 목표는 충분히

수용 가능한 것으로 나타났다.

본 연구는 여러 가지 관점에서 의미를 가진다. 우선 전기라는 특성

상 발전원에 따라 전기의 성능이 크게 다르지 않기 때문에 일반적으

로 소비자는 전력이 어느 발전소에서 생산되었는지에 크게 관심이 없

iv

다. 이러한 상황에서 발전원 속성만을 이용해서 소비자들의 선호를 분

석해 본 컨조인트 접근 방식은 유효하다고 판단된다. 둘째, 기존 발전

믹스 관련 연구는 여러 가지 제약조건 하에서 비용 최소화 관점으로

접근하였다. 즉 공급 측면에서의 발전 믹스만을 고려하였기 때문에,

이를 사용하는 소비자의 효용을 간과한 한계가 있다. 본 연구는 소비

자의 효용 이론에 근거하여 효용 극대화 관점에서 발전 믹스를 제안

했다는 데에 의미가 있다. 셋째, 에너지원의 다양한 조건 하에 발생할

수 있는 소비자의 선택변화를 시나리오별로 분석하여 다양한 상황을

설명할 수 있었다. 마지막으로 소비자의 이질성(heterogeneity)을 반영

함으로써 소비자 집단 간의 에너지원에 대한 선호 차이를 설명할 수

있었다.

본 연구의 주요결과를 살펴보면 소비자는 일반적으로 온실가스 및

미세먼지 배출량이 적고, 전기요금과 위험성, 수입의존도가 낮으며 안

정성이 높은 발전원을 선호하였다. 이는 직관적으로 합리적인 결과라

고 볼 수 있다. 하지만 이러한 선호 차이는 소비자에 따라 차이를 보

여주었고, 이를 2개의 집단으로 분류할 수 있었다. 집단 1은 경제성

(가격)과 환경에 민감한 집단이었고, 집단 2는 위험성에 민감한 집단

이었다. 집단 1에 속한 사람들의 특징은 나이가 많고, 가구소득이 낮

은 것으로 나타났고, 성별은 집단 간에 차이가 없는 것으로 나타났다.

즉 나이가 적고, 가구 소득이 높은 사람일수록 위험성에 민감한 것으

로 해석할 수 있다. 따라서 향후 발전원 구성 계획이나 관련 정책 및

홍보전략 수립에 있어서는 이와 같은 발전원에 대한 소비자 선호의

이질성을 반드시 고려해야 할 것이다. 또한 향후 국내 발전원 구성에

대한 원만한 사회적 합의를 도출하기 위해서 이와 같은 선호의 이질

요약 v

성을 중재 및 완충할 수 있는 중장기적인 방안 마련에 대해서도 고민

이 필요할 것이다.

일반적으로 소비자가 원하는 하나의 에너지원은 세상에 존재하지

않기 때문에 소비자의 효용 극대화를 위해서는 원간 적절한 균형이

필요하다. 본 연구 결과에 의하면 여러 가지 발전 속성을 고려할 때

소비자 선호를 고려한 믹스는 원자력(32.9%), 석탄(19.8%), 신재생

(18.5%), 천연가스(17.6%), 석유(11.2%) 순으로 나타났다. 물론 이러

한 믹스는 집단 간에 이질적으로 나타난다. 집단 1은 경제성과 환경성

이 우수한 원자력을 가장 선호한 반면에 집단 2는 원자력에 대한 선

호가 가장 낮고, 석탄 및 천연가스를 가장 선호하는 것으로 나타났다.

신재생에너지의 경우 두 집단 모두 고르게 선호하는 것으로 나타났다.

에너지원의 균등화비용(levelized cost of energy, 이하 LCOE)을 세계

기준으로 설정한 시나리오 2의 경우 신재생에너지 선택확률은 24.4%

로 증가하였다. 이는 세계 평균으로 보면 신재생에너지, 천연가스의

LCOE가 낮은 반면, 석탄, 원자력에너지의 LCOE가 높기 때문으로 해

석된다. 시나리오 1과 동일한 상황에서 신재생에너지에 ESS가 결합되

어 비용이 증가하고 안정성이 향상된 상황을 가정한 시나리오 3의 경

우 신재생에 대한 선택 확률은 24.1%로 증가하였다. 즉 비용이 올라

가더라도 안정성을 향상시키는 것이 소비자 선호 향상에 도움이 된다

는 것을 알 수 있다. 시나리오 4에서는 향후 신재생에너지 비용 하락

을 가정하였는데, 이때 신재생에너지 선택확률은 38.9%까지 증가하는

것으로 나타났다. 즉 신재생에너지에 대한 수용성을 확보하기 위해서

는 가격 하락과 안정성 향상이 매우 중요한 것을 알 수 있다.

vi

3. 정책 제언

본 연구결과와 같이 전력을 이용하는 소비자들은 가격에 가장 민감

하며 위험성과 온실가스·미세먼지도 동시에 회피하는 것을 선호한다.

이는 위험성이 없고 친환경적인 특징을 가지고 있는 신재생에너지에

게는 가격 경쟁력이 시장 수용성을 제고하기 위해 가장 중요하다는

것을 의미한다. 일반적으로 신재생에너지와 같은 신기술은 규모의 경

제에 의해 보급량이 확대됨에 따라 가격이 하락하고, 가격이 하락하면

서 다시 보급이 되는 확산 패턴을 보인다. 따라서 신재생에너지 확산

은 단기간에 해결되는 문제가 아니라, 중장기적인 측면에서 바라봐야

한다. 다만 신재생에너지가 어느 정도 경제성을 확보할 때까지는 정

부, 시장참여자, 국민들의 노력이 어느 정도 필요하다.

따라서 현존하고 있는 신재생에너지에 대한 경제적 장벽과 비경제

적 장벽을 해소할 필요가 있다. 우선 신재생에너지에 대한 경제적 장

벽을 해소하기 위한 첫 단계로 화석 연료에 탄소배출 및 송전선 사용

등에 대한 외부비용을 반영하여 사회적 차원의 합리적인 에너지 가격

을 결정하는 것이 중요하다.

둘째, 현행 RPS 하에서 경매제도 도입을 고려해야 한다. 경매제도

는 신재생에너지 단가하락 및 안정적인 장기 수익성 확보에 장점이

있는 것으로 평가받고 있다. 현재 RPS의 가장 큰 문제점은 계통한계

가격(SMP) 변동과 신재생에너지 인증서(REC) 가격 변동의 이중 불확

실성이 존재하여 신재생에너지 투자를 저해한다는 것이다. EU 국가들

도 “환경보호와 에너지에 관한 국가보조 가이드라인(‘14.7.1)”에 의거

하여 기존의 FTT 및 RPS에서 경매제도로 이행 중에 있다. 이것은 재

생에너지 정책을 시장 기반 정책으로 전환하되, 재생에너지 사업의 장

요약 vii

기적인 안정성을 보장하기 위한 조치이다. 일본, 중국도 경매제도 도

입을 검토하고 있으며, 2015년 말 기준 64개국이 도입한 상태이다. 또

한 세제 혜택과 직접 투자 보조금은 추가적인 지원금을 제공함으로써

경제적인 장벽을 극복하는 데 보조 대책이 될 수 있다.

셋째, 비경제적 장벽을 해소하기 위해 주민 수용성을 제고하여 님비

현상을 극복해야 한다. 신재생에너지 기술에 대한 국민 이해력과 수용

성이 아무리 높다하여도 신재생에너지 사업에 대해 지역주민의 민원

이 야기된다. 본 문제는 신재생에너지 설치로 인하여 손실된 자산의

가치를 보상하거나, 풍력터빈의 지분을 구입할 수 있도록 지역주민의

선택권을 부여함으로써 해결할 수 있다.

넷째, 신재생에너지에 대한 교육의 중요성이 강조된다. 본 설문조사

에서도 나타난 바와 같이 국민들은 신재생에너지라는 용어 자체에 대

해서는 인지하고 있으나 그 의미는 잘 모르는 경우가 많다. 특히 잘못

되거나 불충분한 정보들은 신재생에너지에 대한 국민의 수용성을 방

해할 수가 있다. 본 문제는 미디어의 정보제공, 캠페인 광고, 정보센터

의 설립, 웹 사이트 운영 등으로 해결되어야 한다.

다섯째, 행정적인 장벽의 해소가 요구된다. 신재생에너지 설치승인

과 관련하여 복잡한 행정적 절차와 많은 시간소요가 사업 참여 의욕

을 상실하게 한다. 풍력사업의 경우 이러한 문제가 심각하다. 본 문제

는 승인절차를 간소화하고 빠르고 편리하게 접근할 수 있는

one-stop-services의 운영이 요구된다.

Abstract i

ABSTRACT

1. Research Background and Purpose

Society’s interest in the environment is rising, and sustainable

development is being regarded as an important objective within the

energy and power sectors. In the process of effectively attaining

sustainable development in the power sector, it is expected that

expanding new and renewable energy distribution will play an

important role along with grid integration, promotion of distributed

power supplies and energy market reforms. In particular, the reason

why new and renewable energy sources are receiving spotlight in

the power sector is because it will play an important role in

expanding distributed power supplies. As consensus forms on the

necessity of domestically expanding distributed power supplies,

expanding the proportion of new and renewable energy-based

distributed power supplies is becoming important to reduce

greenhouse gases and improving energy security; this is due to

many reasons. First reason is the difficulty in securing new sites

for large-scale power supplies and grid construction, which is a

key component of centralized generation. There is a rise of cases

where the construction of power generation facilities is delayed or

cancelled due to opposition from residents and environmental

ii

organizations; intense protest from Miryang residents during the

process of constructing the Miryang transmission tower is a typical

example. Additional costs arising from centralized, large-scale

generation methods also pose a problem; the installation and

maintenance costs of transmission and transformation facilities and

transmission towers over the past 10 years in Korea have reached

almost 27 trillion won (Today Energy, 2015).

Distributed power supplies, rising as a solution to these problems

in traditional large-scale generation, have a diverse range of

advantages. Distributed generation can prevent delays in new

facility construction such as grids and large-scale power plants, and

also induce various direct and indirect social benefits. Based on

the above-presented background, the government has set ‘Installing

Distributed Generation Systems’ as one of the 6 key policy tasks

in the 2nd Basic Plan for Energy announced in 2014, and has set

the goal of expanding distributed power sources, comprising 5% of

total power today, to 15% of total generation by 2035 (Ministry of

Trade, Industry and Energy, 2014).

To expand distributed power sources per the government’s plan,

especially distributed power sources based on new and renewable

energy, one of the key factors that must be considered is market

acceptance. As market acceptance is a key aspect of expanding

new and renewable energy supply, the government must examine

the perceptions and opinions of the public on new and renewable

Abstract iii

energy when establishing related policies (Kardooni et al., 2016).

Ultimately, to improve the acceptability of domestic new and

renewable energy-based distributed generation, it is necessary to

precisely understand the present level of acceptance. This is

because it is necessary to understand the public preference on the

generation mix and identify deciding and obstacle factors in

improving acceptance in order to present effective policies and

institutional improvements.

Based on the above statement of the problem, the main purpose

of this study is to quantitatively analyze the potential preferences

of Korean people for power supply, focusing on new and

renewable energy-based distributed power sources. This study

compares the mid- and long-term target mix of generation sources

that were previously announced and the power source mix that is

calculated in this study reflecting the potential preference of

consumers, and conducts analyses on feasibility. This analysis

automatically enables the proactive checking of feasibility of targets

for domestic new and renewable energy-based distributed

generation. Ultimately, this study analyzes the market acceptance of

new and renewable energy-based distributed generation from the

perspective of final consumers and examines the feasibility of

government targets. Moreover, it predicts changes in the market

acceptance trends such as lower generation costs and improving

stability from new and renewable energy-based distributed

iv

generation. These analysis results will be an important basis in

presenting methods of expanding new and renewable energy-based

distributed generation in Korea, identify entry barriers in new and

renewable energy-based distributed generation and provide important

implications for creating systems to expand distribution.

2. Summary

This study utilizes conjoint analysis to analyze the market acceptance for

new and renewable energy-based distributed generation. As all new and

renewable energy is defined as distributed power sources under the Korean

law, the entire new and renewable energy is the analysis target for this

study. Moreover, this study has also presented various strategies for

expanding new and renewable energy. A consensus on the necessity of

expanding distributed power sources has formed since the Miryang crisis,

and the increasing share of renewable energy-based distributed power sources

has become a global issue, with goals of reducing greenhouse gases and

enhancing energy security. Amidst such conditions, Korea has set its goal of

expanding the current 5% proportion of new and renewable energy-based

distributed power generation to more than 13.4% of total power generation

by 2035 in the 2nd Basic Plan for Energy. The results of the conjoint

analysis indicated that this goal is feasible.

This research carries significance from many perspectives. First, due to

the nature of electricity, the performance of electricity does not differ

significantly with the power source; therefore, consumers pay little attention

Abstract v

to the power plant that produces the electricity. Given this understanding,

the conjoint analysis approach is deemed to be valid, as it analyzes the

consumer preference using only the characteristics of power sources. Second,

existing studies on generation mix have approached the problem from a

cost-minimization perspective under various constraints. In other words, they

have considered the generation mix from only the supply-side, and their

common limitation is that they have overlooked the utility of consumers

who utilize the electricity. This study is significant as it proposes a

generation mix from the perspective of utility maximization based on

consumer utility theory. Third, this study was able to explain changes in

consumer choices under various conditions through the analysis of various

scenarios. Lastly, by reflecting the heterogeneity of consumers, this study

was also able to explain differences in preference for power sources among

different consumer groups.

Main results of this study indicate that consumers have preferred a

power source with low emissions of greenhouse gas and fine dust, low cost

of production, risk of hazards and import dependence and with high

stability. These results are intuitively reasonable. However, these differences

in preferences were also different for various consumers, which could be

divided into two groups. Group 1 was sensitive to the economical aspect

(price) and the environment, and Group 2 was sensitive to risks of hazards.

Characteristics of individuals in Group 1 included older-aged and lower

household incomes, with no differences with genders. In other words, these

results can be interpreted to conclude that younger individuals with higher

vi

household income are more sensitive to hazard risk. Therefore, this

heterogeneity in consumer preferences must be considered in future plans for

generation mix, related policies and public relations strategies. Moreover, to

obtain an agreeable social consensus on the domestic generation mix, it will

be necessary to consider mid- to long-term solutions to mediate and buffer

this heterogeneity in preferences.

Generally, the one energy source desired by consumers does not exist;

thus, consumer utility maximization requires an appropriate balance between

different sources. According to the results of this study, the mix after

considering consumer preference was found to be nuclear (32.9%), coal

(19.8%), new and renewable energy (18.5%), natural gas (17.6%) and oil

(11.2%). This ideal mix is different between the two groups. Group 1

preferred nuclear energy with economic and environmental superiority; on

the other hand, Group 2 preferred coal and natural gas with nuclear energy

at the lowest preference. In case of new and renewable energy, both groups

showed even preferences. In Scenario 2, where the levelized cost of energy

(LCOE) was set at the global standard, the likelihood of choosing new and

renewable energy rose to 24.4%. These results can be explained through

low LCOE of new and renewable energy and natural gas and high LCOE

of coal and nuclear energy. In Scenario 3, which assumed the same

conditions as Scenario 1 but with the combination of ESS on the new and

renewable energy, reflecting increases in cost and stability, the likelihood of

choosing new and renewable energy rose to 24.1%. These results indicate

that improvements in stability is beneficial in raising consumer preferences,

Abstract vii

despite the rise in costs. Scenario 4 has assumed reductions in LCOE of

new and renewable energy, with the likelihood of selecting new and

renewable energy rising to 38.9%. Ultimately, it can be concluded that

lower prices and improved stability are very important to secure

acceptability for new and renewable energy.

3. Policy implications

As indicated by the results of this study, electricity consumers are the

most sensitive to price, and prefer to avoid risk, greenhouse gases and fine

dust emissions at the same time. These results show that for new and

renewable energy, which has no risk and is environmentally friendly, price

competitiveness is the most important factor in improving market acceptance.

In general, new technologies such as new and renewable energy are

characterized by a distribution pattern in which supply amounts rise due to

economies of scale, leading to lower prices, and these dropping prices then

lead to further distribution. Therefore, the distribution of new and renewable

energy is not an issue to be resolved in the short-term; it should be looked

at from a mid- to long-term perspective. However, until new and renewable

energy attains a certain level of economic feasibility, efforts are needed

from the government, market participants and the public.

Therefore, it is necessary to resolve the economic and non-economic

barriers to new and renewable energy that exist today. As a first step to

resolve the economic barriers to new and renewable energy, it is important

to determine the level of rational energy prices from a social perspective,

viii

by factoring in external costs such as carbon emissions and grid usage on

fossil fuels.

Second, the introduction of an auction system under the current RPS

should be considered. Auction systems are seen as being advantageous for

reducing the costs of new and renewable energy and securing stable

long-term profitability. Currently, the biggest problem with RPS is the dual

uncertainty with fluctuations in the system marginal price (SMP) and the

prices of renewable energy certificates (REC), which impede investments in

new and renewable energy. EU member states are transitioning to auction

systems from their existing FTT and RPS systems, based on “Guidelines on

State aid for environmental protection and energy’ (14.7.1). This is a move

to secure the long-term stability of renewable energy projects while

switching the policies relating to renewable energy to market-based ones.

Both Japan and China are considering the implementation of an auction

system; as at the end of 2015, 64 nations had implemented these policies.

Moreover, tax incentives and direct investment subsidies can also be

supporting solutions to overcome economic barriers.

Third, public acceptance should be improved by overcoming the NIMBY

syndrome in order to resolve non-economic barriers. Regardless of how high

the public understanding and acceptance of new and renewable energy

technologies are, local residents file complaints for new and renewable

energy. This problem can be resolved by compensating for the lost asset

values due to installation of renewable energy, or by giving local residents

the option to purchase stakes of wind turbines.

Abstract ix

Fourth, the importance of education regarding new and renewable energy

is also emphasized. As also shown in this survey, the public recognizes the

term ‘new and renewable energy’, but they often do not know the meaning

of this term. Particularly, wrong or incomplete information may impede the

public acceptance of new and renewable energy. This problem should be

resolved through measures such as information from media, campaign

advertisements, setting up information centers and managing websites.

Fifth, administrative barriers should be resolved. Complex administrative

processes and large time consumption relating to renewable energy project

approvals can lead to loss of enthusiasm. This problem is especially

pronounced for wind projects. This problem requires the operation of

one-stop-services that can simplify the approval process and grant quick and

convenient access.

차례 i

제목 차례

제1장 서 론 ················································································· 1

제2장 기존 연구 고찰 ·································································· 9

1. 적정 발전원 비중 도출에 대한 연구 : 공급 측면의 접근법 ··········· 9

2. 소비자의 발전원에 대한 선호 및 신재생에너지 지불의사액 분석

연구 : 이산 선택 실험 방법론을 중심으로 ···································· 16

3. 신재생에너지 수용성 제고 관련 연구 ············································ 23

제3장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원 보급현황 분석 ······ 31

제4장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장

수용성 분석 ····································································· 41

1. 설문 설계 : 이산 선택 실험 구성 ·················································· 41

2. 분석 모형 : 다항로짓모형 및 잠재계층모형 ·································· 51

3. 분석 결과 ························································································ 58

제5장 신재생에너지 기반 분산형 전원 확대 방안 ····················· 91

1. 국내 분산형 전원 확대를 위한 경제적·비경제적 장벽들 ········· 91

2. 분산형 전원의 확대 방안 제안을 위한 SWOT 분석 및

발전전략 ························································································ 92

ii

제6장 결론 및 정책적 시사점 ·················································· 103

참 고 문 헌 ············································································· 109

부 록 ························································································ 121

차례 iii

표 차례

<표 2-1> 선택 실험을 사용해 신재생에너지 발전원에 대한 선호를

분석한 주요 연구들 ······························································ 23

<표 3-1> 분산형 전원 연계유형 ··························································· 33

<표 3-2> 제2차 에기본의 분산형 전원 현황 ······································ 34

<표 3-3> 분산형 전원 세부 적용기준 ················································· 34

<표 3-4> 중장기 분산형 전원 보급전망 (발전량 기준, GWh) ········· 35

<표 3-5> 전년 대비 신재생에너지 보급량 및 증가율(toe) ················ 36

<표 3-6> 전년 대비 신재생에너지 발전량 및 증가율(MWh) ··········· 37

<표 3-7> 연도별 신재생에너지 보급용량(발전, kW) ························· 38

<표 3-8> 연도별 신재생에너지 발전량 (2003~2008년, MWh) ········· 39

<표 3-9> 연도별 신재생에너지 발전량 (2009~2014년, MWh) ········· 40

<표 4-1> 기초설문 구성 ········································································ 44

<표 4-2> 전력 공급 선택실험 관련 속성 및 수준 ····························· 46

<표 4-3> 응답자의 인구통계학적 특성 ················································ 59

<표 4-4> 다항로짓모형 추정 결과: 전체 응답자의 발전원 잠재선호 ··· 63

<표 4-5> 잠재계층모형 추정 결과 (1): 집단 1의 발전원 잠재선호 ······ 67

<표 4-6> 잠재계층모형 추정 결과 (2): 집단 2의 발전원 잠재선호 ······ 67

<표 4-7> 개인특성변수 추정 결과 ······················································· 71

<표 4-8> 선택확률 계산을 위한 발전원별 속성수준 설정: 시나리오 1 ····· 74

<표 4-9> 소비자 잠재선호를 반영한 발전원 비중: 시나리오 1 ······· 76


<표 4-11> 소비자 잠재선호를 반영한 발전원 비중: 시나리오 2 ····· 79

iv


<표 4-13> 소비자 잠재선호를 반영한 발전원 비중: 시나리오 3 ······· 82


<표 4-15> 소비자 잠재선호를 반영한 발전원 비중: 시나리오 4 ····· 84

<표 4-16> 집단 1, 2 간 선택확률 차이 (단위: %) ···························· 86

<표 4-17> 국내 신재생에너지원별 공급가능잠재량 (단위 : TWh) ·· 89

<표 5-1> SWOT 분석을 통한 사업전략 탐색 ···································· 94

<표 5-2> 신재생에너지 전원 확대를 위한 정책 수단 ······················· 98

차례 v

그림 차례

[그림 3-1] 총 발전량 대비 신재생에너지 발전량 증가 추이 ············ 37

[그림 4-1] 이산선택실험 방법 분석과정 개요 ····································· 43

[그림 4-2] 전력공급 특성 관련 선택실험 설문의 예시 ······················ 50

[그림 4-3] 본 연구결과를 포함한 국내외 발전원 비중 비교 ············ 87

[그림 5-1] 신재생에너지 확산의 장벽들 ·············································· 92

제1장 서론 1

제1장 서 론

기후변화에 대응하는 대체 에너지원으로의 활용, 에너지 안보 제고,

친환경 산업 활성화 및 신성장 동력으로서의 역할 등의 다양한 이유

로 신재생에너지가 전 세계적으로 큰 주목을 받아 왔다. 대부분의 국

가는 정부 차원에서 신재생에너지 보급을 장려하고 있으며, 이를 실현

하기 위한 다양한 제도 시행과 정책적, 기술적인 연구개발을 추진하고

있다. 이와 같은 관심과 노력의 결과로, 2014년을 기준으로 신재생에

너지는 전 세계 최종 에너지 소비의 19.2%를 공급하고 있으며 그 성

장세는 이후에도 지속되고 있다. 발전 부문 내 신재생에너지 설비 용

량 또한 2010년 말에서 2015년 5년 사이 태양광 42%, 집광형 태양열

(Concentrated Solar Power) 35%, 풍력 17% 등 기존의 전통적인 에너

지원에 비해 상대적으로 매우 높은 연평균 성장률을 보이고 있다

(REN21, 2016).

사회적으로 환경에 대한 관심이 고조되며, 전력 부문을 포함한 에너

지 부문 내에서도 지속가능한 발전이 중요한 목표로 인식되고 있다.

전력 부문 내 지속가능한 발전을 효과적으로 달성하는 과정에서 송전

망 통합, 분산형 전원 활성화, 에너지 시장 개편 등과 더불어 신재생

에너지 보급 확대가 중요한 역할을 할 것으로 기대된다. 특히 근래 들

어 발전 부문 내에서 신재생에너지원이 주목받는 새로운 이유 중의

하나는 그것이 향후 분산형 전원의 확대에 있어 중요한 역할을 담당

할 것으로 기대되기 때문이다. 최근 국내 분산형 전원 확대 필요성에

대한 공감대가 형성되면서, 온실가스 배출 감축 및 에너지 안보 제고

2

등을 목적으로 한 신재생에너지 기반 분산형 전원의 비중 확대가 중

요한 의제로 떠오르고 있는데 이는 다양한 원인에 기인한다. 먼저 중

앙집중형 발전 방식 구현에 있어 필수적인 구성 요소인 대규모 전원

및 송배전 시설 건설을 위한 신규입지 확보의 어려움을 들 수 있다.

지역주민과 환경단체 등의 반발로 기존에 계획했던 발전설비의 건설

이 지연되거나 취소되는 사례가 빈번해지고 있는데, 근 수 년에 걸친

밀양 송전탑 건설과정에서 표출된 극심한 주민 반발은 그 전형적인

예이다. 중앙집중형 대규모 발전 방식에서 발생하는 여러 가지 추가

비용 또한 문제인데, 최근 10년간 국내 송변전 선로와 송전탑 설치 및

유지비용은 약 27조 원에 달하고 있다(투데이에너지, 2015). 외국과

비교했을 때 세계 최고 수준인 우리나라의 송전 및 발전 밀집도 또한

자주 언급되는 이유이다. 미국 북동부 지역 대비 국내 밀집도는 발전

부문 2.36배, 송전부문 1.66배에 달하며, 이는 국토 및 전력설비 특성

이 우리나라와 유사한 일본보다도 훨씬 높은 수치이다(한국전력공사,

2013). 마지막으로 중앙집중형 발전방식의 발전효율 상승이 정체되고

있는 것이다. 예로, 미국 에너지부는 1960년대 이후 화석연료 기반의

중앙집중형 발전소의 발전효율 증가가 정체되었음을 지적하며 중앙집

중형 발전 방식으로는 더 이상 의미 있는 전력생산 비용 감소를 달성

하기 어렵다고 분석하였다(U.S. Department of Energy, 2007).

전통적인 대규모 발전 방식이 보유한 이와 같은 문제점의 해결 방

안으로 부상하고 있는 분산형 전원은 상대적으로 다양한 이점을 보유

하고 있다. 분산형 발전은 송전망과 대형발전소 등의 신규 건설 지연

을 방지하는 것은 물론 여러 가지 직간접적인 사회적 편익을 유발시

킬 수 있다. 대표적으로 에너지경제연구원(2007)은 분산형 전원의 사

제1장 서론 3

회적 편익을 잘 정리하였는데, 자원의 효율적 활용, 망비용 감소, 환경

영향 감소, 발전비용 감소, 피크수요 절감, 투자위험 감소, 신뢰도 및

전력품질 향상, 국가안보 편익, 수요조정 유인에 의한 절감이 이에 해

당한다.1)

이와 같은 배경 하에 정부는 2014년 발표한 2차 에너지기본계획에

서 6대 중점 과제 중의 하나로 ‘분산형 발전시스템 구축’을 설정하고,

현 5% 수준의 분산형 전원을 2035년까지 전체 발전량의 15% 이상으

로 확대하는 것을 목표로 삼았다(산업통상자원부, 2014). 기존의 대규

모 중앙집중형 발전 방식에서 탈피해 신재생, 집단 에너지, 자가용 발

전기 등의 분산형 전원을 활성화함으로써 전력계통의 안정화를 도모

하려는 것이다. 이어 2015년 발표한 제7차 전력수급기본계획에서는

보다 구체적인 목표와 이를 달성하기 위한 전략을 마련하였다. 이에

따르면 2029년 기준 신재생 발전량 11.7%, 분산형 전원 발전량 비중

12.5%를 목표로 설정하였으며, 수요지 인근 입지에 대한 시장 인센티

브 강화, 분산형 전원별 보급 확산, 소규모 신재생사업자 지원강화, 신

재생에너지 산업의 중장기 경쟁력 제고 등을 주요 추진방안으로 제시

하였다(산업통상자원부, 2015).2)

정부의 계획대로 분산형 전원, 그 중에서도 본 연구의 초점인 신재

생에너지 기반 분산형 전원을 확대하기 위해서 반드시 고려해야 할

요소 중 하나가 바로 시장 수용성이다. 시장 수용성은 신재생에너지

보급 확대에 있어 필수적인 요소이므로 정부는 관련 정책 수립 시에

1) 해당 연구에서는 분산형 전원이 유발하는 사회적 비용 또한 제시하였으며, 설치비용, 옥내오염, 소음야기, 연료확보 등이 이에 해당한다(에너지경제연구원, 2007).

2) 현재 국내법상 모든 신재생에너지가 분산형 전원으로 정의되어 있기 때문에 사실상 신재생에너지 전체가 본 연구의 분석 대상으로 간주된다.

4

신재생에너지에 대한 대중들의 인식과 견해를 반드시 고려해야 한다

(Kardooni et al., 2016). 신재생 분산형 전원 사업 시행 과정의 많은

부분이 시장 수용성 이슈에 의해서 좌우된다는 사실도 이와 맥락을

같이 한다(Wolsink, 2012). 게다가 국내의 경우 신재생에너지 보급 확

대를 위한 주요 사업들 중 다수의 경우가 공공지출에 의존하고 있는

만큼 필요한 재원 마련을 용이하게 하고, 추진되고 있는 사업들의 정

당성을 확보하기 위해서도 사회적 수용성을 제고해야 할 것이다(이철

용, 2014).

신재생에너지원이 석탄, 석유, 천연가스, 원자력 등 기존의 주요 에

너지원에 비해 환경성, 위험성 등의 측면에서 상대적 이점을 보유했음

에도 불구하고 시장기구(market mechanism)에 의한 자생적인 보급 확

대가 쉽지 않은 이유는 이들 에너지원들에 비해 경제성이 낮기 때문

이다. 따라서 신재생에너지 사용에 따라 부담해야 하는 추가적인 비용

은 대중들의 반대를 야기할 수 있다(Stigka et al., 2014). 발전 부문으

로 그 논의를 한정한다면 세부 원별로 다소간의 차이는 있지만 신재

생에너지원을 이용해 생산된 전력의 발전단가는 상대적으로 여전히

높은 수준이다. 따라서 이와 같은 신재생 전력 생산의 높은 비용이 궁

극적으로 최종 소비자에게 전가될 경우 소비자들이 이를 수용할 의사

가 있는지, 또 어느 수준의 비용 상승까지 수용할 수 있는지는 매우

중요한 이슈이다. 따라서 이와 같은 신재생에너지의 ‘시장 수용성’ 문

제가 주목을 받고 있으며 최근 이와 관련된 연구들이 발표되고 있다.

이는 곧 소비자들이 신재생에너지원이 보유한 다양한 장점에 과연 어

느 정도의 가치를 부여하고 있는지, 또한 이를 금전적 가치로 환산할

경우 어느 정도 수준인지를 정교하게 분석할 필요가 있음을 의미한다.

제1장 서론 5

신재생에너지의 시장 수용성을 다룬 기존 연구들의 경우 대부분 소

비자의 평균적인 지불의사액 분석에 연구의 초점을 두고 있으며, 분석

과정에서 소비자에게 발전원 비중에 대한 직접적인 선호 표출을 요구

하는 경우가 많다. 그러나 전력 소비자는 발전원 종류 자체에 대하여

선호를 표출하는 것이 아니라 실제 지출하는 전기 요금, 전력공급의

안정성, 해당 전력 생산이 환경 및 건강에 미치는 영향 등과 같이 자

신이 사용하는 전력에 의해 표출되는 속성에 의한 잠재적인 선호를

가지기 때문에 발전원 차이에 따른 직접 선호 분석은 한계가 존재한

다(Welsch and Biermann, 2014). 또한 소비자가 서로 다른 발전원의

미세한 특성 차이를 잘 이해하지 못할 경우 발전원에 대한 직접 선호

도출은 설문 조사 과정에서 잘못된 편의를 야기할 수 있다. 이와 같은

대다수 기존 연구들의 한계점이 보완되어야만 보다 정확한 수용성 수

준을 도출할 수 있을 것이다.

결국 향후 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원의 수용성을 제고하

기 위해선 현재 수용성 수준에 대한 정확한 파악이 반드시 선행되어

야 한다. 발전원 구성에 대한 국민들의 선호구조를 파악하고 수용성

제고의 결정요소 및 장애요소를 식별해야만 이를 바탕으로 효과적인

정책과 제도개선 방안을 마련할 수 있기 때문이다. 이와 같은 문제의

식 하에 본 연구의 목표는 신재생 분산형 전원을 중심으로 전력 발전

원에 대한 우리나라 국민의 잠재적 선호를 정량적으로 분석하는 것이

다. 이를 통해 기존에 발표된 국내 중장기 발전원 비중 목표와 본 연

구에서 도출된 소비자의 잠재 선호를 반영한 발전원 비중을 비교해

그 타당성을 검토한다. 이와 같은 분석은 자동적으로 국내 신재생에너

지 기반 분산형 전원 보급 목표의 실현 가능성을 사전에 점검할 수 있

6

게 해 준다. 즉 본 연구는 전력을 사용하는 최종 소비자의 관점에서

신재생 분산형 전원에 대한 시장 수용성을 분석함으로써, 정부 목표의

실현 가능성을 타진한다. 또한 발전단가 하락, 안정성 제고와 같은 신

재생 분산형 전원 특성 변화에 따른 시장 수용성 변화 양상을 예측한

다. 이와 같은 분석 결과는 국내 신재생에너지 분산형 전원 확대방안

을 제안하는 데 있어 중요한 근거가 되는 동시에 신재생 분산형 전원

보급에 대한 진입 장벽을 식별하고, 보급 확대를 위한 제도 개선 마련

에도 중요한 함의를 제공할 수 있다.

기존의 신재생에너지 수용성 분석 연구와 비교한 본 연구의 차별성

은 다음과 같다. 첫째, 발전원에 대한 선호를 직접적으로 묻지 않고,

소비자가 체감할 수 있는 발전원의 속성을 활용한다. 둘째, 응답자가

신재생 분산형 전원 확대에 따른 가격 상승 가능성을 정확히 인지할

수 있도록 설문을 설계한다. 셋째, 발전원 이용에 대한 소비자 선호의

이질성을 가정하여 서로 다른 응답자 군의 선호 차이를 규명한다. 넷

째, 신재생 분산형 전원의 속성 변화에 따른 시장 수용성 변화를 정량

적으로 예측한다. 이와 같은 본 연구의 차별성은 신재생에너지에 대한

수용성을 보다 정확하게 분석할 뿐만 아니라, 기존과는 다른 관점의

정책적 함의를 도출할 수 있게 해 준다.

분석을 위한 방법론으로는 진술선호 기법(stated preference technique)

의 대표적인 방법인 선택실험(choice experiment)을 이용한다. 이는 신

재생 분산형 전원 및 발전원 전반에 대한 소비자의 선호를 알 수 있는

현시선호 자료(revealed preference data)를 수집하는 것이 현실적으로

거의 불가능하기 때문이다. 따라서 구조화된 설문을 통해서 전력 서비

스에 대한 응답자의 선호를 묻고, 이를 이산선택모형(discrete choice

제1장 서론 7

model)과 같은 계량경제학 모형을 통해 분석함으로써 서로 다른 발전

원에 대한 소비자의 잠재적 선호 및 신재생 분산형 전원에 대한 시장

수용성을 분석한다. 방법론 및 모형에 대한 자세한 설명은 4장에 기술

하였다.

본 연구의 전체 구성은 다음과 같다. 먼저 제2장에서는 본 연구와

관련된 국내외 선행 연구를 고찰한다. 최적 발전원 구성, 발전원 선호

및 신재생에너지에 대한 지불의사액 분석, 신재생에너지 수용성을 다

룬 기존 연구들을 정리하고 이들의 한계점과 본 연구로의 시사점을

알아본다. 제3장에서는 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원의 보급

현황을 상세하게 소개한다. 연구의 핵심인 제4장에서는 진술선호 기

법의 일종인 선택실험을 이산선택모형을 이용하여 분석해 현 시점에

서 발전원에 대한 국내 소비자 선호분석 결과를 도출한다. 또한 가상

적인 시나리오에 따른 시뮬레이션 분석을 통해서 신재생 분산형 전원

의 특성 변화에 따른 시장수용성 변화를 예측한다. 제5장에서는 4장

의 분석결과를 바탕으로 신재생에너지 기반 분산형 전원을 효과적으

로 확대하기 위한 다양한 방안을 제안하며 연구를 마무리한다.

제2장 기존 연구 고찰 9

제2장 기존 연구 고찰

본 연구는 전력 최종사용자의 잠재적 선호를 반영해 신재생 분산형

전원을 포함한 국내 적정 발전원 비중을 도출하고, 신재생 분산형 전

원의 특성 변화에 따라 그 시장 수용성 및 전체 발전원 비중에 대한

선호가 어떻게 변화하는지 예측한다. 본 장에서는 이와 같은 연구 목

적 달성에 시사점을 줄 수 있는 기존 문헌들을 조사한다. 본 연구의

주된 목적이 신재생 분산형 전원에 대한 소비자들의 선호와 시장 수

용성을 분석하고 이를 반영한 적정 발전원 구성비를 도출하는 것인만

큼 해당 주제와 관련된 기존 연구들을 정리한다.

1. 적정 발전원 비중(optimal electricity generation mix) 도출에

대한 연구: 공급 측면의 접근법

본 연구는 진술선호 자료 및 계량경제학 모형을 이용해 국내 전력

최종 소비자의 잠재적 선호를 반영한 발전원 비중을 도출하고 또 신

재생 분산형 전원의 특성변화에 따라 발전원 비중이 어떻게 변화하는

지를 예측한다. 이러한 측면에서 해당 주제에 대한 기존 연구들의 접

근 방식을 알아보고 이로부터 시사점을 구할 필요가 있다. 따라서 본

절에서는 먼저 중장기 최적 발전원 비중을 구하거나 현재 발전원 비

중을 평가한 기존 연구들을 정리한다.

적정 발전원 비중을 도출한 연구들은 많은 경우 2000년대 이후에

발견되고 있다. 먼저, Awerbuch(2006)는 기존의 비용 최저 방식에서

10

벗어나 포트폴리오 이론 기반의 접근방식을 사용하여 비용과 함께 가

격 변동성에 따른 에너지 안보 위험을 고려한 발전원 비중 분석결과

를 도출하였다. 이들 연구 결과, 화석 연료를 통한 발전량은 감소하고

신재생에너지 발전량은 증가하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는

화석 연료의 가격 변동성, 탄소 배출비용 등이 투자 위험을 야기하므

로, 투자자는 상대적으로 높은 비용을 감수하는 대신 위험을 줄이기

위한 방안으로 신재생에너지를 선택하기 때문인 것으로 나타났다.

Huang and Wu(2008)는 발전 비용과 포트폴리오 구성으로 인한 위

험 비용을 동시에 고려하여 대만의 발전원 비중을 도출하였다. 제시된

모형은 최종 목적은 총 발전비용을 위험 가중한 후, 해당 비용의 현재

가치를 최소화하는 것이다. 여기서 위험 비용이란 발전 비용의 분산

정도를 의미하는 것으로 연료 가격의 변동성, 기술변화의 불확실성,

자본비용 감소 등을 모두 포함하는 개념이다. 분석 결과 화석 연료를

신재생에너지로 대체하는 경우 발전비용의 위험성을 감소시킬 수 있

으나 대만 내 신재생 잠재량이 제한되어 있기 때문에 발전원 내 신재

생에너지 비중은 15%가 최대 한계치일 것으로 예상되었다. 동시에 원

자력 발전을 확대할 필요성이 존재하는 것으로 분석되었다.

Bhattacharya and Kojima(2012)는 마찬가지로 금융 분야의 포트폴

리오 최적화 개념을 활용하여 신재생에너지 보급 확대가 기존의 전력

부문에 내재된 투자 위험을 감소시키고 관련된 재정적 부담을 경감시

킬 수 있음을 입증하였다. 해당 연구는 신재생에너지에 대한 투자가

화석 연료 가격의 외부 변동성, 자본 비용, 유지보수 비용, 탄소 비용

을 포함한 총 투자 비용과 관련된 위험성을 낮출 수 있음을 입증하였

다. 일본의 발전원 비중을 실증 분석 대상으로 삼았으며, 포트폴리오


위험 분석 평가법을 사용해 일본은 신재생 발전 비중을 9%까지 상향

조정할 필요가 있음을 확인하였다.

Tahir and Bañares-Alcántara(2012)는 MARKAL과 같은 기존의 최

적화 방식이 정량적 데이터를 효과적으로 처리하는 장점이 있는 대신

에너지 정책의 정치적, 사회적 측면을 제대로 고려하지 못한다고 지적

하고, 정성적인 정보를 고려할 수 있는 새로운 에너지 모형을 제시하

였다. 에너지 정책의 정성적 목표(정치적, 사회적), 정량적 목표(경제

적, 환경적)에 대한 항목을 설정한 후 이들 기준에 따라 다시 두 개의

시나리오를 설정하고, 이들 시나리오에 적합한 발전원 비중을 선형 프

로그래밍 최적화 방식을 통해 도출하였다.

Bonin et al.(2014)은 전력 수요 변동성 및 활용가능한 발전원의 불

확실성을 포함한 몬테 카를로 시뮬레이션 기법을 이용해 발전원 비중

을 평가하고 최적화 할 수 있는 방법을 제시하였다. 해당 기법은 궁극

적으로 다기준 최적화 모형에 적용되는데, 이 때 각 발전원 비중 시나

리오의 발전 비용, 이산화탄소 배출량에 따른 환경 영향, 연료 공급의

안정성, 세 가지 요소를 조건으로 고려하였다.

Cabello et al.(2014)은 선형 다목적 모형(linear multiobjective

model)을 통해 스페인 지역의 최적 발전원 비중을 도출하고 신재생

발전원이 더 포함된 가상의 전원 구성이 환경과 비용에 미칠 수 있는

영향에 대해 점검하였다. 즉 해당 연구 내에서 갈탄, 기타 석탄, 석유,

원자력, 천연가스, 풍력, 태양광, 소수력 등 8개의 발전원이 각각 어느

정도의 설비용량을 갖추고 어느 정도의 발전량을 가져야 하는지 결정

하였다. 다목적 모형 내에서 고려한 주요 요소들은 경제적 지표(비용),

수입의존도, 그리고 12개의 환경 지표였다.

12

Rentizelas and Georgakellos(2014)는 기존 선형 프로그래밍 모형에

수명 주기 평가를 삽입한 새로운 방법을 이용해, 2012년에서 2050년

까지 발전 비용(환경 영향과 같은 외부 비용까지 포함)을 최소화할 수

있는 그리스의 발전원 비중을 도출하였다. 분석 결과 새롭게 설치되는

설비의 경우 대부분 풍력과 바이오매스와 같은 신재생에너지원이어야

하며, 기존의 전통에너지원 중에서는 천연가스만이 향후에도 꾸준한

비율을 유지하는 것으로 예상되었다.

Ryu et al.(2014)는 시나리오 분석을 통해 한국과 몽골을 대상으로

탄소 배출량을 제한하는 미래의 발전원 시나리오에 대하여 비용과 에

너지 안보 측면에서 평가하였다. 분석 결과 한국의 경우 에너지 안보

측면에서는 신재생에너지 비율을 증가하는 것이 가장 바람직하며, 비

용 측면에서는 원자력 발전 비율을 확대하는 것이 가장 긍정적인 영

향을 끼치는 것으로 분석되었다. 반면 몽골의 경우 신재생에너지원이

풍부함에도 불구하고 탄소 포집 및 저장기술 확대가 탄소배출 감축을

위한 가장 효과적인 대안인 것으로 분석되었다.

Vazhayil and Balasubramanian(2014)은 포트폴리오 최적화 기법을

새롭게 개발한 알고리즘을 이용해 분석함으로써 인도의 최적 발전원

구성비를 도출하였다. 서로 다른 제약조건에 따른 다양한 시나리오를

설정하고 이를 만족시키는 각각의 발전원 구성비를 제시하였는데, 대

부분의 경우 석탄이 60% 내외, 풍력이 10% 내외, 태양광은 1% 내외

의 비중을 보여주었다.

Ahn et al.(2015)은 발전비용 및 이산화탄소 배출 비용을 반영하여

2012년부터 2030년까지 한국의 발전원 비중을 도출하였다. 저자들은

지속가능성 및 환경친화성에 대한 기준이 높아짐에 따라 국가 에너지


계획이 점점 더 복잡해지고 있음을 지적하며, 비용-최소 및 비용-위험

최적화 모형을 적용해 한국 발전 부문의 지속가능 발전을 위한 에너

지원 분배 방안을 제안하였다. 분석 결과로서, 향후 한국 발전 부문의

지속가능한 발전을 위해선 석탄 및 천연가스 비중의 일부를 신재생

및 원자력 발전으로 대체할 필요성이 있음을 주장하였다.

Augutis et al.(2015)은 기술적, 경제적 지표는 물론 에너지 안보까

지 포함해 최적의 에너지 믹스를 도출하는 방법을 제시하였다. 해당

모형은 에너지시스템 교란 요소 확률 모형, 에너지 시스템 기능의 경

제적 최적화 모형, 에너지 안보에 대한 계량 분석 기법 등 다양한 기

존 모형을 통합하였다. 설정된 일곱 가지 시나리오에 따른 에너지 안

보 지표의 변화양상을 제시하는 동시에, 에너지 안보 측면에서 최적의

에너지원 구성비를 도출하였는데, 천연가스 20%, 원자력 30%, 신재

생 50%로 나타났다.

Purwanto et al.(2015)은 다목적 최적화 모형을 이용해 인도네시아

의 장기 발전원 구성비를 도출하였다. 제시된 모형은 기술 확산을 고

려하는 동시에 발전비용 최소화 및 이산화탄소 배출 최소화라는 두

가지 상호 배타적인 목적 함수를 포함한다. 기술 확산 유무에 따라

2050년에 도달할 수 있는 최대 신재생에너지원 비중은 33%, 80%로

나타났다.

Thangavelu et al.(2015)은 에너지 수요, 연료 가격 변동성, 신재생

에너지 기술발전 등과 같이 기존 연구들이 고려하지 못한 미래 불확

실성이 큰 요소들을 포함한 포괄적 방법론(generic methodology)을 제

시하였다. 장기 확률적 에너지 모형(multi-period stochastic energy

model)의 일종인 해당 모형을 통해 높은 에너지 안보와 낮은 온실가

14

스 배출을 목표로 한 장기 에너지 믹스를 도출하였다. 개발된 방법론

은 풍력, 태양광, 지열, 석탄, 바이오매스, 천연가스 등 다양한 연료원

을 활용하는 인도네시아의 향후 15년 동안의 에너지 믹스를 예측하는

데 활용되었다. 분석 결과 원자력을 포함하는 전원구성의 경우 그렇지

않은 경우에 비해 총 비용은 26.7%, 온실가스 배출은 53.2%가 감소

하는 것으로 나타났다.

Vidal-Amaro et al.(2015)은 멕시코 발전 부문을 대상으로 최적의

에너지원 비중을 도출하였다. 신재생에너지원을 이용한 전력 생산의

시간당 가치 및 전력 수요를 동시에 고려한 최소 총 용량법(Minimum

Total Mix Capacity)이라는 방법론을 활용하여 최적의 발전원 비중을

제시하였다. 해당 방법론은 신재생 발전 비중, 예비 용량, 초과 전력

생산을 최적화의 기준으로 사용한다. 멕시코의 2024년 목표인 신재생

전력 비중이 35%에 달할 수 있는 세 가지 시나리오를 점검했으며, 이

중 최적의 에너지원 비중 제약조건을 만족하는 단 하나의 시나리오를

식별하였다.

Geem and Kim(2016)은 신재생공급의무화 제도(RPS) 하에서 한국

의 최적 에너지원 비중 계획을 제안하였다. 해당 연구에서 제안된 최

적화 모형은 건설 비용, 유지보수 비용, 연료 비용, 탄소 비용 등 다양

한 종류의 비용을 최소화하는 동시에 최소 에너지 수요, 연간 최대 설

치 가능 용량, RPS 제약 조건 또한 만족시키는 특징을 보유했다는 장

점이 있다. 저자들은 해당 모형을 통해 한국의 2012년부터 2030년까

지의 발전원 비중을 도출하였다. 그 결과 2020년에는 천연가스

32.3%, 석탄 28.3%, 원자력 31.8%, 신재생 7.6%의 전원 구성이,

2030년에는 천연가스 26.9%, 석탄 21.1%, 원자력 39.0%, 신재생


13.0%의 전원 구성이 도출되었다.

지금까지 포트폴리오 기법을 포함한 최적화 기법을 사용해 에너지

원 비중 또는 발전원 비중을 도출한 연구들을 살펴보았다. 위의 다수

연구들에서 확인할 수 있듯이 그 동안 신재생에너지를 포함한 발전원

비중에 대한 연구는 주로 공급 측면에서 이루어져 왔다. 전력계통 모

형화는 일반적으로 계통 신뢰도의 제약조건 하에서 급전(electricity

dispatch) 예상 비용의 목적함수를 최소화하는 형태를 가지고 있으며,

대표적으로 AURORAxmp, EMCAS, GTMax, PLEXOS, UPLAN,

WASP IV, WILMAR와 같은 모형들이 있다(Foley et al., 2010). 상대

적으로 초기의 연구들이 적정 발전원 비중을 도출하는 데 있어 주로

발전 비용 최소화 방식의 접근 방법을 추구한 반면, 최근의 연구들은

발전 비용과 함께 온실가스 배출, 에너지 안보, 투자 위험, RPS 의무

비율 등 외부 비용이나 정책목표 달성을 추가적인 제약 조건으로 고

려하여 최적의 발전원 비중을 도출하는 경우가 많다. 그러나 공급 측

면이 아닌 최종 소비자의 잠재적 선호를 반영한 발전원 구성에 대한

연구는 찾아보기가 어렵다. 따라서 본 연구에서 도출되는 최종소비자

의 잠재 선호를 반영한 발전원 비중은 기존의 연구와 다른 보다 새로

운 차원에서 발전원 비중을 평가하는 데 활용될 수 있다. 또한 기존

연구들과의 비교를 통해 공급 측면에서 분석된 장기 발전원 구성 계

획이 과연 어느 정도의 시장 수용성을 가질 수 있는지도 사전에 점검

할 수 있게 된다.

16

2. 소비자의 발전원에 대한 선호 및 신재생에너지 지불의사액 분

석 연구: 이산 선택 실험 방법론을 중심으로

다시 한 번 강조하지만 본 연구는 신재생에너지 기반 분산형 전원

을 포함한 전원 구성에 대한 국내 소비자의 잠재적 선호를 정량적으

로 분석하는 것이 주요 목표 중 하나이다. 따라서 본 절에서는 전력

수요 관점에서 발전원 비중과 이를 포함한 전력 서비스 전반에 대한

소비자 선호를 분석한 연구 그리고 이의 연장선상에서 신재생에너지

원에 대한 소비자의 지불의사액을 분석한 연구들을 정리한다. 이 두

주제를 하나의 범주로 통합하여 문헌 조사를 하는 이유는 이 둘은 상

호간 높은 관련성이 있어 함께 다루어지고 있는 경우가 많기 때문이

다. 일반적으로 소비자가 발전원 및 전력 서비스를 식별하여 본인이

사용하는 전력을 직접 구입하게 되는 경우는 드물기 때문에 이러한

이슈를 다룬 연구들은 대부분 이산선택실험(Discrete Choice

Experiment) 또는 조건부 가치평가법(Contingent Valuation Method)

등의 설문조사 기법을 통해 수집한 진술선호 자료를 기반으로 한다.

본 절에서는 이와 같이 진술선호 기법, 그 중에서도 본 연구의 방법론

인 이산선택실험을 활용한 연구들을 소개하고 그 시사점을 도출한다.

특히 개별 연구들이 선택 실험 구성 시 어떤 속성과 수준을 사용하였

는지 확인하는 것은 본 연구의 선택 실험 설계 시 응답자의 발전원 선

호에 영향을 미칠 수 있는 광범위한 속성을 포함하기 위해서 매우 중

요한 작업이다.

신재생에너지 활용에 대한 선호 및 지불의사액을 분석한 연구들은

2000년대 이후 활발히 발표되고 있으나, 연구의 초점은 개별 연구에


따라 매우 다양하게 나타나고 있다(Longo et al., 2008). 예를 들면 몇

몇 연구들은 신재생에너지 확대가 환경에 미치는 영향을, 또 다른 연

구들은 건강에 미치는 영향을, 어떤 연구들은 고용에 미치는 영향을

응답자들이 어떻게 인식하는지 초점을 두고 있다. 또한 신재생에너지

의 환경적, 사회적, 보건적 영향을 분석하지 않고 다만 그 중요성을

강조하는 연구들도 존재하며, 에너지 공급의 안정성에 초점을 둔 연구

들도 있다.3)

신재생에너지 선호에 선택실험을 적용한 연구들 중 초기 연구로는

Goett et al.(2000)이 대표적이다. 해당 연구는 미국 내 상업용/산업용

전력에 대한 소비자의 선호 및 선택을 분석하면서 선택 실험을 이용

하였다. 40가지가 넘는 다양한 전력 속성에 대한 지불의사액을 분석

하였으며 이 과정에서 신재생에너지원의 종류 및 비중을 포함하였다.

다양한 속성들은 다섯 가지로 범주화하였는데, 이들은 가격 및 계약기

간, 신재생에너지 종류 및 비중, 소비자 서비스, 부가 서비스, 지역사

회 공헌이었다. 분석결과 소비자들은 전력 서비스 선택 시 신재생에너

지를 매우 중요한 요소로 고려하고 있으며, 다수의 소비자는 수력 및

풍력을 더 선호함을 확인하였다.

Borchers et al.(2007)은 녹색 전력 프로그램의 자발적인 참여에 대

한 소비자 선호 및 지불의사액을 분석하고, 신재생 발전원 종류에 따

라 소비자 지불의사액이 달라지는지를 규명했다. 선택 실험 내 속성으

로는 월평균 추가 전기요금, 발전량 중 신재생에너지 비중, 신재생에

너지원 종류, 이렇게 세 가지를 사용하였다. 분석 결과 응답자들은 신

재생 전력에 대해 양의 지불의사액을 보유하고 있었으며, 신재생에너

3) 제시된 초점에 속하는 다양한 연구 목록들은 Cicia et al.(2012)을 참고하길 바란다.

18

지원별 선호도의 경우 태양광이 풍력 및 특정 원을 지정하지 않은 신

재생에너지 전력보다 선호도가 높았고, 바이오매스 및 메탄가스가 가

장 선호도가 낮았다.

Navrud and Braten(2007)은 부족한 전력을 추가적으로 확보하기 위

한 방안을 마련하기 위한 시사점을 찾기 위해, 노르웨이의 소비자가

선호하는 발전원을 이산선택실험을 통해 분석하였다. 또한 이와 같은

소비자 선호가 응답자의 거주 지역에 신재생에너지원 발전소가 존재

하는지 여부에 따라 다르게 나타나는지를 점검하였다. 이산선택실험

의 속성으로는 발전원 종류, 전기 요금, 발전소 크기를 선택하였으며,

다항 로짓을 통해 추정한 결과 풍력 발전의 선호도가 가장 큰 것으로

분석되었으며 다수의 소규모 풍력발전소를 건설하는 것보다 소수의

대규모 풍력발전소 건설을 더 선호하였다.

Longo et al.(2008)은 신재생에너지 생산량을 촉진하는 가상의 정책

프로그램에 대한 영국 소비자들의 선호 및 지불의사액을 분석하였다.

선택 실험 구성 시 사용한 속성은 신재생에너지원 활용 증가에 따른

연간 온실가스 감축비율, 연간 정전시간, 고용 창출, 전기요금 상승이

었다. 분석 결과 응답자들은 신재생에너지 정책에 대해 호의적인 반응

을 보였으며 특히 기후변화 대응 및 에너지 안보 부분에서 사회적 편

익을 유발하는 정책에 높은 가치를 부여하고 있었다.

Ku and You(2010)는 한국의 신재생에너지에 대한 투자에 대한 최

종 소비자들의 인식을 점검하기 위해 선택실험을 통해 지불의사액을

분석하였다. 선택 실험 내 속성으로는 신재생에너지 개발로 인해 유발

될 수 있는 요소들을 사용했는데, 풍경 변화, 야생동식물에의 영향, 대

기 오염 개선, 고용 창출, 추가 전기요금이었으며, 분석 모형으로는 다


항 프로빗을 사용하였다. 분석 결과 한국 국민들은 야생동식물 보호,

대기오염 감소, 고용 창출에 상대적으로 큰 가치를 부여하고 있었으며

풍경 변화에는 민감하지 않은 것으로 나타났다.

Komarke et al.(2011)은 미시간 주립 대학교의 학생, 교수, 직원을

대상으로 이산선택실험을 통해 탄소 배출 관리에 영향을 끼치는 각종

요소에 대한 선호를 분석하였다. 선택 실험 구성 시 사용한 속성으로

는 연료 종류(발전원 비중), 에너지 보존 노력, 탄소 배출 감축 정도,

해당 감축이 달성되는 연도, 학기당 추가로 지불해야 하는 비용을 사

용하였다. 프로빗 모형을 통한 분석 결과 세 응답자 그룹 모두 탄소

배출 감축에 대해 양의 지불의사액을 가지고 있었으며, 이를 위해 장

기적인 투자보다는 단기적인 투자를 더 선호하고 있었다. 발전원 선호

에 대해서는, 학교의 구성원들은 풍력 발전, 태양광 발전, 바이오매스,

천연가스 순으로 선호하는 것으로 나타났다.

Cicia et al.(2012)은 이탈리아 소비자를 대상으로 한 설문 자료와

잠재계층 모형을 이용하여 소비자의 사회통계학적 특징에 따라 신재

생에너지원의 선호 정도가 다르게 나타남을 보였다. 해당 연구는 소비

자의 특성에 따라서 세 분류의 그룹으로 구분하여 각 집단마다 에너

지원에 대한 선호가 각각 다름을 규명하였다. 사용된 속성으로는 전기

요금 변동 및 발전원 종류(화석연료, 원자력, 풍력, 태양, 바이오매스)

두 가지가 사용되었다.

Gracia et al.(2012)은 스페인 지역의 주민들을 대상으로 다양한 신

재생 전력원에 대한 지불의사액을 분석하였다. 선택 실험 시 사용된

속성으로는 발전단가, 신재생 전력원 종류, 발전소 위치 세 가지였다.

분석 결과 대부분의 소비자들이 발전원에서 신재생 비중을 높이는 것

20

에 대해 추가적인 비용을 지불할 의사가 없다고 나타났다. 또한 풍력

과 바이오매스는 선호도가 매우 낮은 반면 태양광에 대한 선호도는

매우 높아 신재생에너지원별로 선호의 차이가 존재함을 확인하였다.

또한 보조금 없이도 신재생 전력을 구매할 의사가 있는 소비자 집단

은 20% 정도로 분석되었다.

Kosenius and Ollikainen(2013)은 풍력, 수력, 두 종류의 바이오매스

이렇게 네 가지 신재생 발전원에 대한 핀란드 국민들의 선호를 분석

하고 지불의사액을 분석하였다. 선택 실험 시 사용된 속성은 발전원

종류, 생물 다양성에의 영향, 지역 내 고용 창출, 탄소 배출 감소, 전

기요금 변동 이렇게 다섯 가지였다. 분석 결과 풍력 발전 기술이 전반

적으로 가장 높은 선호도를 보였으며, 소득이 높으며, 성별은 남성, 연

령이 어리며, 환경 친화적 태도를 보유한 소비자일수록 신재생 발전원

을 선택할 확률이 높은 것으로 나타났다.

Amador et al.(2013)은 전력 서비스에 대한 스페인 섬 지역의 소비

자 선호를 분석하는 과정에서 선택 실험 내 속성으로 신재생에너지원

비중을 포함시켰다. 이외에도 사용된 속성은 전기요금 증감, 연간 정

전 횟수, 정전당 지속시간, 에너지진단 제공 유무였다. 분석 모형으로

는 혼합 로짓 모형을 사용하였다. 분석 결과 과거 대규모 정전 경험이

있는 소비자의 경우 정전 횟수 감소에 대해 상대적으로 높은 지불의

사액을 보유하고 있었으며, 학력 수준이 높을수록 신재생에너지에 대

해 높은 지불의사액을 보여주었다.

Kaenzig et al.(2013)은 독일 소비자들에게 전력 서비스 개선에 대

한 선택 실험을 실시하고 이를 계층적 베이즈 모형을 통해 분석해 현

재 독일에서 생산 중인 전력의 특성이 소비자 선호에 어느 정도 부합


하는지를 점검하였다. 선택 실험 시 사용된 속성으로는 발전원 구성

비, 발전사 종류, 발전소 위치, 전기요금, 인증 유무, 가격 보증, 계약

취소 가능 기간 이렇게 일곱 가지였다. 분석 결과 전기요금과 발전원

구성이 소비자 선호를 좌우하는 가장 중요한 두 가지 속성으로 분석

되었다. 또한 독일 소비자들은 원자력 발전을 반대하고 있으며, 현재

전력 서비스를 신재생 전력 증가를 통해 보다 환경 친화적으로 개선

하는 데 있어 상당 수준의 가격 프리미엄을 지불하고자 하는 의사가

있는 것으로 나타났다.

Huh et al.(2015)에서는 이산선택모형의 일종인 혼합 로짓 모형을

사용하여 발전원 비중 변화에 따른 국내 소비자의 선호도 및 수용성

을 측정하였다. 선택 실험 시 사용된 속성으로는 발전원 구성비, 스마

트 미터 설치 유무, 연간 정전 횟수, 정전당 지속시간, 발전사의 사회

공헌 정도, 전기요금 상승이었다. 추정 결과 소비자는 발전원 비중과

전기 요금에 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며, 신재생에너

지 전력의 비중을 30%까지 증가시키는 데 1년에 12,720원의 추가 요

금에 대해 부담할 의사가 있는 것으로 나타났다.

지금까지 살펴본 연구들 중 주요 연구들의 내용을 정리하면 <표

2-1>과 같다. 해당 연구들 중 본 연구의 선택 실험 설계와 관련해 특

히 주목할 만한 연구는 Kaenzig et al.(2013), Huh et al.(2015)이다.

Kaenzig et al.(2013)과 Huh et al.(2015) 모두는 선택 실험 설계 시 전

기 요금, 전력 공급의 안정성, 환경적 영향 등 전력 서비스 전반적인

속성을 잘 포함하였다. 다만 해당 연구들은 선택실험 속성에 발전원

비중을 포함시켜 응답자에게 발전원 비중을 직접적으로 제시했다는

한계가 있다. 서론에서 언급되었던 바와 같이 최종사용자 입장에서 전

22

기 에너지는 어느 발전원에 의해 생산되느냐에 따라서 그 성능 자체

가 크게 변하지는 않기 때문에, 전력 소비자는 발전원 종류 자체에 대

하여 선호를 표출하기보다 전력 서비스 공급에 따라 실제 발생하는

여타 표면적 속성에 대한 선호를 표출하게 된다. 따라서 발전원 차이

에 따른 직접 선호 분석은 한계가 있을 수밖에 없다(Welsch and

Biermann, 2014). 이와 같은 사항을 선택 실험 설계 시에 반드시 고려

되어야 한다.


저자/연도분석대상

국가/발전원분석모형 주요 결과

Goett et al. (2000)

미국신재생 전반

혼합 로짓 모형

소비자들은 신재생에너지원을 중요시수력, 풍력을 상대적으로 더 선호함

Borchers et al. (2007)

미국풍력, 태양, 바이오매스, 농업메탄

네스티드 로짓 모형

태양에너지를 풍력 및 불명의 신재생에너지원보다 더 선호함

바이오매스 및 농업메탄에 대한 선호도가 가장 낮음

Navrud and Bråten (2007)

노르웨이풍력, 수력, 가스

다항 로짓 모형

석탄 기반 화력발전보다 풍력발전을 선호함

풍력발전시설은 님비(NIMBY) 현상을 보임

Gracia et al.(2012)

스페인풍력, 태양, 바이오매스


신재생에너지원에 대한 소비자 선호의 이질성이 존재

Kosenius and

Ollikainen (2013)

핀란드풍력, 수력, 바이오매스

(곡물계/목질계)

네스티드 로짓 모형

일반적으로 풍력을 가장 선호지역에 따른 선호의 차이가 존재하며, 전원지방의 경우 목질계 바이오매스의

선호도가 상대적으로 높음

Kaenzig et al.(2013)

독일석탄, 원자력,

신재생


소비자는 전기요금 및 발전원 구성비를 가장 중요하게 고려함

다수의 소비자가 무(無)원자력발전을 선호

Huh et al. (2015)

한국화석연료,

원자력, 신재생


소비자는 발전원 비중 및 전기요금에 가장 민감하게 반응

신재생전력 비중 30%까지 증가에 12,720/년의 지불의사액 보유

<표 2-1> 선택 실험을 사용해 신재생에너지 발전원에 대한 선호를 분석한 주요

연구들

3. 신재생에너지 수용성 제고 관련 연구

마지막으로 선택 실험을 활용하지 않고 신재생에너지 수용성을 다

룬 국내외 연구를 살펴본다. 본 범주에 해당하는 연구들은 주로 설문

조사를 통해 분석의 대상이 되는 지역 주민들의 신재생에너지에 대한

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태도와 수용성을 점검하고 이에 영향을 미치는 다양한 인구통계학적,

사회경제적 요인들을 규명하고 있다. 해당 연구들은 다양한 국가와 지

역의 신재생에너지 수용성 수준을 알려주고, 신재생에너지 수용성과

관련된 기존 이론을 제공해 주는 역할을 한다. 따라서 본 범주의 연구

들은 본 연구의 분석결과를 바탕으로 신재생에너지 수용성을 제고하

기 위한 효과적인 정책 제언 시 중요한 시사점을 줄 수 있다.

먼저 해외 연구들을 살펴본다. Iniyan et al.(2001)은 여러 그룹의 전

문가들에 대한 델파이 기법을 통해 최종사용자의 신재생에너지원 활

용에 있어 사회적 수용성 수준과 이와 관련된 문제들을 규명하였다.

분석 대상 신재생에너지원은 태양에너지(태양광 및 태양열), 풍력, 바

이오매스였으며 이 과정에서 경제적, 기술적, 사회적, 환경적 요소들

을 고려하였다. 분석 결과 2020년을 기준으로 태양에너지, 풍력, 바이

오매스, 기존 에너지원의 공급 비중은 각각 7.12%, 7.9%, 10.49%,

74.49%일 것으로 예측되었다.

신재생에너지 수용성 연구에 있어 영향력이 컸던 초기 연구 중 하

나로 Wustenhagen(2007)을 꼽을 수 있다. 해당 연구는 많은 국가들이

신재생 공급 목표를 설정하고 이를 달성하는 데 있어 사회적 수용성

이 중요한 요소로 작용할 수 있음을 지적하였다. 특히 풍력발전소의

경우 풍경에 미치는 시각적 영향이 크기 때문에 사회적 수용성이 매

우 중요하다. 특히 해당 연구는 신재생에너지에 대한 사회적 수용성을

사회-정치적 수용성, 그리고 지역사회 수용성, 시장 수용성 세 가지

차원으로 구분하고 각각의 개념을 새로이 정립한 것이 주요한 공헌이

다. 국민들이 일반적으로 신재생에너지 확대에 호의적임에도 불구하

고 현장에서 실제 사업 추진이 어려움을 겪는 모순적 상황을 이해하


려면 특히 사회-정치적 수용성 및 지역사회 수용성에 영향을 미치는

요인들에 대한 규명이 필요하다고 지적하였다.

Zoellner et al.(2008)은 독일 사례 연구를 통해 사회과학적 관점에

서 태양광 시스템, 바이오매스 발전소, 풍력 터빈 세 가지 신재생에너

지에 대한 국민 수용성을 분석하였다. 신재생에너지에 대한 국민 수용

성에 영향을 미치는 사회적 요소들을 규명하기 위해 구조화된 설문과

정성적 인터뷰 방식을 사용하였으며, 이를 바탕으로 신재생에너지 확

대를 위해 지침을 제시하였다. 정량적 분석 결과, 개별 신재생 시스템

에 대한 경제적 고려, 즉 개개인이 해당 시스템에 대해 계산한 비용-

편익이 수용성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 풍경 변화

에 대한 평가 그리고 관련 사업 내 절차상 투명성도 중요한 요소로 규

명되었다.

Musall and Kuik(2011)은 독일 남동부 지역을 대상으로 신재생에너

지에 대한 지역 수용성을 점검하였는데, 구체적으로는 지역공동체가

신재생에너지 설비를 공동 소유하는 형태가 수용성에 긍정적인 영향

을 미치는지를 연구하였다. 분석을 위한 방법론으로는 설문조사를 기

반으로 한 비교사례연구를 사용하였다. 분석 결과 신재생에너지 설비

에 대한 지역사회 공동 소유권을 가진 지역의 거주민들이 지역 내 신

재생에너지 및 신재생에너지 전반에 대해 상대적으로 높은 수용성을

나타냈으며, 이 같은 분석 결과를 바탕으로 공동 소유 방식이 사회적

수용성을 높일 수 있는 방식으로 작용할 수 있음을 주장하였다.

Devine-Wright(2011)는 신재생에너지 보급 확대에 있어 사회적 수

용성 이슈가 중요하게 떠오르고 있으며, 그간의 연구는 지역주민의 반

대를 설명할 수 있는 주요 개념으로 님비(NIMBY) 현상을 사용했음

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을 지적했다. 해당 연구는 님비 개념의 대안으로 신재생에너지 수용성

에 장소 애착(place attachment)이 미치는 영향을 점검하였다. 북아일

랜드 두 도시 내 거주민들에 대한 설문을 회귀분석을 통해 분석한 결

과, 장소애착 및 장소와 관련된 상징적 의미(place-related symbolic

meaning)가 신재생에너지 사업에 대한 수용성 수준을 예측할 수 있는

주요 인자로 규명되었다. 따라서 정부 또는 기업이 특정 지역에 신재

생에너지 사업을 제안할 경우 해당 지역 주민들의 정서적 유대 및 장

소애착을 고려해야 한다고 제언하였다.

Wonsink(2012)는 신재생 분산형 전원의 사회적 수용성을 제고하기

위해 향후 수행되어야 할 연구 주제들을 제안하였다. 저자는 현 시점

의 신재생 분산형 전원 및 스마트 그리드와 관련된 연구 및 논의가 지

나치게 기술적 측면에 초점을 두고 있음을 지적하며, 향후 이들의 활

용 여부는 오히려 사회적 수용성 이슈에 의해 결정될 것으로 내다보

았다. 따라서 이와 관련된 연구 의제들이 어떻게 신재생 분산형 전원

과 같은 새로운 시스템이 사회적으로 잘 통합될 수 있는지에 초점을

두어야 함을 강조하였다. 최종적으로 해당 연구는 향후 주요 연구 이

슈로 시스템의 영역 설정, 소유권 이슈, 접근성 관련 규제 등을 제시

하였다.

Cacciatore et al.(2012)은 미국 위스콘신 주민들을 대상으로 신재생

에너지 중 바이오연료에 초점을 두어 이에 대한 수용성에 영향을 미

치는 다양한 요소들을 점검하였다. 특히 동일한 바이오연료를 지칭하

는 서로 다른 용어에 따른 대중 수용성 차이를 분석하였는데, 응답자

들은 에탄올이라는 용어보다 바이오연료라는 용어에 더 호의적인 반

응을 보였다. 대부분의 인구통계학적 변수의 경우 바이오연료에 대한


태도에 유의한 영향을 미치지 않는 것으로 나타났지만, 특정 정당 지

지자가 더 높은 수용성을 나타냈다.

Liu et al.(2013)은 설문 조사를 통해 중국 산동 전원 지역에 거주하

는 주민들의 신재생에너지 수용성을 분석하였다. 전원 지역 주민들은

전반적으로 신재생에너지 보급에 대해 지지하는 것으로 나타났다. 또

한 로짓 모형을 통해 설문 자료를 분석함으로써 사회적 수용성의 결

정요소를 식별하였는데, 가구소득, 신재생에너지 비용에 대한 지식수

준 및 신념이 높을수록, 연령이 낮을수록 신재생에너지에 대해 긍정적

인 태도를 지닐 확률이 높았다. 또한 가구소득이 높고 연령이 어릴수

록 신재생 전력에 대한 지불의사액 또한 높았다. 결국 신재생에너지에

대한 대중 수용성을 높이기 위해선 주민들의 이해도와 지식수준을 효

과적으로 증진시켜야 한다고 결론지었다.

Lim and Lam(2014)은 설문조사를 통해 신재생에너지원의 일종인

해양에너지에 대한 말레이시아 국민들의 수용성 수준을 조사하였다.

추가적으로 신재생에너지 사업 투자에 대해 투자자들이 우려하는 점

을 이해하기 위해 대면면접을 시행했다. 분석 결과 82.8%의 응답자들

이 말레이시아의 해양에너지 확대를 지지하였지만, 56.8%의 응답자가

녹색 전력에 대한 추가지불의사에는 회의적인 태도를 나타냈다. 이와

같은 현상은 전형적인 님비 현상으로, 신재생에너지원 자체에는 호의

적이나 이의 개발에 직접 참여하거나 일조하기는 꺼려하기 때문인 것

으로 보인다.

Rosso-Ceron and Kafarov(2015)은 설문조사에 대한 기초 통계분석

을 통해 콜롬비아 내에서 신재생에너지 수용성을 저해하는 장애요인

들을 식별하였다. 응답자의 대부분은 콜롬비아의 신재생에너지 보급

28

확대에는 여러 저해요소가 있다고 응답하였으며 현존하는 신재생에너

지 설비들 또한 대부분 해당 요소들을 내포하고 있는 것으로 응답하

였다. 특히 Wustenhagen et al.(2007)에서 제시된 세 차원의 사회적

수용성(사회-경제적 수용성, 지역사회 수용성 및 시장 수용성) 중 시

장 수용성과 관련된 저해요소들이 신재생에너지 보급 확대에 있어 가

장 중요한 역할을 하고 있다고 분석하였다. 원별 수용성과 관련해서는

수력, 바이오매스, 태양에너지가 풍력, 지열에너지에 비해 상대적으로

높은 수용성을 보였다.

Kardooni et al.(2016)은 말레이시아 반도 내 주민들을 대상으로 신

재생에너지 기술에 대한 수용성에 영향을 미치는 요인들을 조사하였

다. 특히 신재생에너지 기술의 인지된 용이성 및 유용성에 대한 응답

자의 지식수준과 신재생에너지의 비용이 이에 미치는 영향에 초점을

두었다. 신재생에너지의 비용은 주민들의 신재생에너지에 태도에 간

접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 전반적으로 현재 말레

이시아 반도의 사업 환경은 신재생에너지 기술 수용에 적합하지 않으

며 따라서 신재생에너지 기술이 현재로써는 상업적으로 실행가능하기

어려울 것으로 내다보았다. 대부분의 응답자는 말레이시아 반도 내에

서 신재생에너지를 사용하기 위해선 높은 수준의 노력이 필요할 것으

로 응답해 신재생에너지 기술 사용에 부정적인 태도를 보였다.

Hammami et al.(2016)은 기존에 발표된 사회적 수용성 문헌들과 소

비자 행동이론을 결합하여 신재생에너지에 대한 튀니지 내 지역주민

수용성에 영향을 미치는 요인들을 규명하였다. 다양한 신재생에너지

원 중 풍력발전을 실증분석 대상으로 설정하였다. 지역주민 수용성에

는 환경적 신념 및 관심, 해당 기술에 대한 친밀도, 재정적 상황, 교육


수준, 부지 특성 등과 같은 내부적 특성 그리고 사업 개발자 특성, 의

사소통과 같은 외부적 특성뿐만 아니라, 시장 수용성 및 사회-정치적

수용성 또한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 지역주민 수용성

은 궁극적으로 신재생에너지 사업의 성공 여부에 지대한 영향을 미치

는 것으로 나타났다.

다음으로 신재생에너지 수용성을 다룬 국내의 주요 연구는 다음과

같다. 먼저 이철용(2014)은 조건부 가치평가법을 이용해 우리나라 국

민들의 신재생에너지에 대한 평균적인 지불의사액을 추정하고, 사회

적 수용성 제고를 위한 방법을 제시하였다. 분석 결과 평균적으로 신

재생 전력 사용을 위해 가구당 3,456원/월의 지불의사가 있는 것으로

나타났으며 이는 기존의 국내 연구들에 비해 매우 높은 수준이었다.

그럼에도 불구하고 해당 지불의사액은 일본, 미국, 영국 등의 국가에

비해 여전히 낮은 수준이다. 이는 향후 신재생에너지의 수용성을 제고

하기 위해서는 보다 많은 노력이 필요함을 나타내는 결과라고 주장하

였다.

이상훈 외(2015)는 국내 풍력 발전에 대한 주민 수용성을 제고할 수

있는 방안으로 이익공유체계를 실현할 수 있는 주민 발전소를 제안하

였다. 문헌조사, 사례 연구 및 관계자 인터뷰를 정리하여 국내 상황에

서 풍력 발전 사업을 촉진할 수 있는 방안으로 주민들의 출자 참여 기

회 확보, 지역민으로 구성된 조합원에게 이익 배분, 크라우드 펀딩 방

식 등을 제시했다.

신재생에너지에 대한 대중 수용성을 점검한 기존 연구의 경우 대부

분 단순한 설문조사 방식을 택하고 있으며, 인구통계학적 요인 등 여

러 변수들과 수용성 간의 상관관계 규명에 초점을 두고 있다. 즉 신재

30

생에너지원을 포함한 발전원 전반에 대한 세부적인 선호 구조를 계량

경제학적 모형을 통해 파악하고, 이를 바탕으로 향후 시장 수용성 변

화를 예측한 연구는 매우 제한적이다. 또한 동일한 주제임에도 불구하

고 개별 지역 및 연구에 따라 서로 다른 결과가 도출되기 때문에 신재

생에너지에 대한 대중들의 의견 및 수용성에 대한 명확한 패턴을 발

견하기가 어렵다(Cacciatore et al., 2012). 이러한 현상이 나타나고 있

는 이유는 신재생에너지 수용성에 초점을 둔 기존 연구들이 대부분

사람들이 현재 선호하는 신재생에너지원을 제시하는 현황 분석에 그

쳐, 신재생 전력 속성 변화에 따른 수용성 변화를 정량적으로 예측하

지 못하고 있기 때문이다. 따라서 계량경제학 모형을 통해 발전원에

대한 선호 구조를 정량적으로 분석하고 신재생 분산형 전원 속성 변

화에 따른 수용성 수준 변화를 사전에 예측하는 본 연구의 작업은 정

책 설계의 측면에서 새로운 의미가 있다.

제3장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원 보급현황 분석 31

제3장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원 보급현황 분석

분산형 전원은 대규모 집중형 전원과는 달리 소규모로 전력을 소비

하는 지역 부근에 분산하여 배치할 수 있는 발전설비를 말한다. 분산

형 전원의 장점 및 편익은 다음과 같이 요약할 수 있다(Owens, 2014).

첫째, 중앙 집중식 발전소가 건설되려면 수년씩 걸리는 데 비하여

분산형 발전소는 단기간에 건설 가능하다. 이는 빠르게 증가하는 에너

지 수요를 충족하기 위해 공급시설 확장이 절실한 경우에 매우 유용

하다. 또한 자연재해 발생이나 발전 시스템의 불안정한 상황을 해소하

는 데도 효과적이다. 둘째, 분산형 발전 설비 건설과 발전 연료비용이

적게 들어간다. 자본이 제한적인 지역에서 발전과 같은 기간 사업에

수백만 달러에 이르는 자본금의 확충 없이도 설비를 건설하는 것은

매우 중요하다. 많은 개발도상국들은 대규모 사업을 지원하는 데 필요

한 자본금 확충이 용이하지 못하기 때문에 저비용 구조는 매우 유리

한 조건이다. 셋째, 소규모라는 점에서 분산형 발전 기술은 수요변화

에 맞게 공급량을 조절할 수 있고 필요할 때마다 공급량을 늘릴 수 있

다. 중앙 집중형 발전소는 막대한 자본 투자가 요구되고 필요한 공급

량 이상으로 규모를 확대해야 한다. 넷째, 분산형 발전 기술이 수요

현장 또는 수요 현장과 가까운 지역에 자리를 잡을 수 있다는 점에서

중앙 집중식 발전소에서는 불가능한 지역 수준의 통제와 운영, 유지

보수가 가능하다. 이런 점에서 발전소 소유자와 운영자는 지역의 특정

수요에 맞추어 발전량을 통제하고 조정할 수 있다. 다섯째, 분산형 발

전으로 생산되는 전력은 대부분 발전소 인근에서 소비되므로 송배전

32

비용이 절감될 수 있다(APPA, 2013). 또한 전기 수요자로부터 근거리

에 있기 때문에 송배전 손실도 절감된다. 여섯째, 분산 발전은 부하

전력을 줄임으로써 의무적으로 확보해야 하는 예비 전력을 줄일 수

있다4). 참고로 미 서부 전력 협회(Western Electricity Coordinating

Council: WECC)는 전력 예비율을 7%로 유지해야 한다고 요구한다.

일곱째, 분산형 발전은 수요에 대한 민첩한 대응과 에너지 효율 개선

편익 외에도 피크 수요를 감소시키는 데 도움이 된다. 여덟째, 분산

에너지 자원은 일반적으로 배출가스가 없는 신재생에너지이므로 화석

에너지를 대체하고 SO2(아황산가스)와 NOx(질소산화물)뿐만 아니라

온실가스 배출량을 감소시킨다. 아홉째, 분산형 발전 확대를 통해 추

가적으로 필요한 신재생에너지 확충에 대비할 수 있다. 열 번째로는

분산형 발전은 공급 대상지 전체에 분산되어 있으므로 발전소 전체가

자연재해나 인공재해로 인해 가동이 중단될 위험이 없다. 또한 최종

소비와 생산이 같은 지역에서 발생하므로 송배전 시스템의 실패로 인

한 정전 위험성이 감소한다.

국내법에서 정의한 분산형 전원은 신에너지 및 자가용전기설비에

포함되는 발전설비(전기사업법 제2조 제19호)와 신재생에너지를 이용

하는 발전설비(전기사업법 제2조 제4호/제2조 제12호)를 의미한다. 분

산형 전원으로 정의된 에너지원은 총 11개로 석탄액화가스화 및 중질

잔사유 가스화, 연료전지, 수소에너지(이상 신에너지), 태양열, 태양광,

풍력, 바이오, 수력, 폐기물, 해양, 지열(이상 신재생에너지)이 포함된다.

4) 태양광 에너지 산업협회(Solar Energy Industries Association: SEIA)에서는 애리조나 공공 서비스(Arizona Public Service: APS)가 구매하는 태양광 분산 발전의 편익과 비용을 분석하였고, 이 내용은 분산형 전원의 장점 여섯째~열 번째에 포함되었다.


연계유형적용대상

관련법령 발전용량 적용사업자 거래방법

역송병렬

시장거래 전기사업법 1,000kW 초과 발전사업자전력시장을 통하여

직접 거래

전력수급전기사업법

및 지경부고시

1,000kW 이하

신재생에너지 발전사업자 또는 자가용 발전설비 설치자

한전과 직접 전력수급계약을 체결 후 거래

상계거래지경부 고시

10kW 이하

신재생에너지 자가용 발전설비 설치자

자가소비 후 잉여전력을 한전에

공급하고 전력량에서

상계하는 거래

보완공급 전기사업법 - 구역전기사업자

잉여전력에 대하여 한전과 직접 거래

단순병렬 전기사업법

자가용 발전설비 또는 저압 소용량 (10kW 이하)

일반용 발전설비

전체 전력을 자체 소비하고 한전에 송전하지 않는

경우

<표 3-1> 분산형 전원 연계유형

자료: KEPCO (https://cyber.kepco.co.kr/kepco/CO/H/htmlView/COHAHP002.do?menuCd=FN040603)

정부는 제2차 에기본에서 분산형 전원의 확대보급을 6대 과제 중

하나로 설정(현재 5%에서 2035년까지 15%로 확대)하였으며, 집단에

너지, 자가용에너지, 신재생에너지를 포함한 바 있다. 따라서 본 연구

의 분석대상인 ‘신재생에너지 기반 분산형 전원’은 위 정의에 따라 모

든 신재생에너지원을 대상으로 한다.

34

구분 세부내용

집단에너지(583만 kW) 열/전기 동시생산, 지역내 소비자에게 독점적으로 판매

자가용에너지(488만 kW) 상시 필요로 하는 전력 일부를 자체적으로 생산, 소비

신재생에너지(408만 kW) 태양광, 풍력, 지열, 연료전지, ESS 등

<표 3-2> 제2차 에기본의 분산형 전원 현황

자료: 한국전력거래소(2014)

또한 7차 전력수급계획에서 분산형 전원목표 달성을 위해 세부 기

준5)을 발표하였다. 송전선로 건설의 최소화가 가능한 ①소규모 발전

설비 및 ②적정규모 수요지의 발전설비를 분산형으로 정의하였으며

세부 기준으로 송배전용 전기설비 이용규정의 “발전소 계통 연계기

준”을 준용하여 분산형 전원의 설비규모의 한계를 설정하였다.

구분분산형 전원 적용기준

기준설정 사유송전건설영향전압 회선 한계용량

소규모 발전설비

22.9kV(배전) 2회선

40MW 이하

송전건설이 불필요하므로 접속가능용량 범위 내 최대한

상향 적용

송전망불필요

수요지 발전설비

154kV(송전) 2회선

500MW 이하

송전건설 최소화를 위해 154kV로 용량한계 설정

송전망최소화

<표 3-3> 분산형 전원 세부 적용기준

자료 : 산업통상자원부, 2015 주 : 수요지는 ①산업단지, ②열 공급이 가능한 수준의 도심지, ③기타 자가용발

전이 가능한 지역을 의미

5) 해외(IEA, CIGRE 등)의 경우 국내 수급계획에 적용한 분산형 정의와 유사하게 ①발전기 설치위치, ②설비규모, ③접속망의 종류, ④급전가능성에 따라 분산형을 정의하고 있다.


분산형 전원 보급목표는 2029년까지 총 발전량의 12.5%를 잡고 있

으며 이는 2차 에너지기본계획 목표인 2035년(15%)의 환산치와 유사

한 수준이다.

구분 ‘13년(실적) 15년 ‘20년 ‘25년 ‘29년

분산형발전량(GWh)

신재생 4,428 14,820 24,423 33,296 39,748(5.3%)

집단 16,871 19,816 29,325 29,426 29,426(4.0%)

자가용 20,021 21,732 22,792 23,431 23,941(3.2%)

합계 41,320 56,368 76,540 86,153 93,115

분산형 비중 7.6% 10.1% 11.4% 12.0% 12.5%

<표 3-4> 중장기 분산형 전원 보급전망 (발전량 기준, GWh)

자료 :　산업통상자원부, 2015주: ( )는 총 발전량 대비 분산형 종류별 비중임 집단에너지는 기허가사업만 반영하여 ‘21년부터는 발전량이 유지되지만, 차기 전

력수급기본계획 수립 시 추가 사업을 지속 반영할 예정

2014년 신재생에너지 보급량은 11,537천toe로 전년(9,879천toe) 대

비 16.8% 증가했으며 1차 에너지 공급 비중 기준으로 4.08%가 증가

했다. 이는 전년 대비 0.56%p 증가한 수치이다.

원별 비중을 살펴보면 2014년에 2013년 대비 폐기물, 수력, 풍력은

비중이 감소하였고, 바이오, 태양광, 연료전지 등은 비중이 증가하였

다. 특히 바이오는 전체 신재생에너지에서 차지하는 비중이 2013년

15.8%에서 이듬해인 2014년에는 24.5%로 크게 증가하였다.

36

구분2013 2014 전년 대비 증감

생산량 비중(%) 생산량 비중(%) 생산량 증감율(%)

1차에너지(천toe) 280,290 3.52 282,938 4.08 2,648 0.94

합계 9,879,207 100.0 11,537,366 100.0 1,658,159 16.78

태양열 27,812 0.3 28,485 0.2 673 2.4

태양광 344,451 3.5 547,430 4.7 202,979 58.9

풍력 242,354 2.5 241,847 2.1 △507 △0.2

수력 892,232 9.0 581,186 5.0 △311,046 △34.9

해양 102,077 1.0 103,848 0.9 1,771 1.7

지열 86,959 0.9 108,472 0.9 21,513 24.7

바이오 1,558,492 15.8 2,821,996 24.5 1,263,50. 81.1

폐기물 6,502,414 65.8 6,904,733 59.8 402,319 6.2

연료전지 122,416 1.2 199,369 1.7 76,953 62.9

<표 3-5> 전년 대비 신재생에너지 보급량 및 증가율(toe)

자료 : 산업통상자원부(2015)

신재생에너지 발전량 비중 및 증가율을 살펴보면 발전 비중에서 바

이오가 차지하는 비중이 전년 8.6%에서 2014년에 17.3%로 크게 증가

한 것이 눈에 띤다. 폐기물 발전량은 2013년과 비교하여 24.1% 증가

하였으나, 상대적인 원별 비중이 0.6%p(53.9→53.3%) 감소하였다.

2014년 총 신재생에너지 발전용량은 9,182MW로 신규 설치된 신재

생에너지 발전용량 1,280MW를 포함한다(신규설치 용량: 태양광

926MW, 폐기물 143MW, 풍력 58MW 등).


[그림 3-1] 총 발전량 대비 신재생에너지 발전량 증가 추이

구분2013 2014 전년 대비 증감

발전량 비중(%) 발전량 비중(%) 발전량 증감율(%)

국내 총 발전량

543,098,496 3.95 546,248,948 4.92 3,150,452 0.58

합계 21,437,822 100.0 26,882,190 100.0 5,444,368 25.4태양광 1,605,182 7.5 2,556,300 9.5 951,118 59.3풍력 1,148,179 5.4 1,145,557 4.3 △2,622 △0.2수력 4,228,112 19.7 2,753,924 10.2 △1,474,188 △34.9해양 483,777 2.3 492,172 1.8 8,395 1.7바이오 1,839,568 8.6 4,656,237 17.3 2,816,669 153.1폐기물 11,554,426 53.9 14,334,944 53.3 2,780,518 24.1연료전지 578,578 2.7 943,056 3.5 364,478 63.0

<표 3-6> 전년 대비 신재생에너지 발전량 및 증가율(MWh)



38

구분 2010 2011 2012 2013 2014합계(2010년 이전부터 총

누적)

태양광　

소계 126,645 78,818 295,158 530,720 926,263 2,481,298사업용 92,350 42,983 232,978 467,422 857,353 2,134,228자가용 34,295 35,835 62,180 63,298 68,910 347,070

풍력

소계 30,936 26,630 54,561 89,656 58,643 611,809사업용 30,900 26,598 53,800 89,650 58,580 607,973자가용 36 32 761 6 63 3,836

수력

소계 6,390 62,320 29,194 6,209 13,804 1,735,402사업용 5,670 62,260 29,139 5,431 13,704 1,733,479자가용 720 60 55 778 100 1,923

해양소계 - 254,000 - - - 255,000사업용 - 254,000 - - - 255,000

바이오

소계 4,069 473 404,184 675,026 464,458 1,693,139사업용 2,594 170 403,754 655,126 464,008 1,616,886자가용 1,475 303 430 19,900 450 76,252

폐기물소계 477,137 6,698 14,544 572,942 143,270 3,734,206사업용 471,838 300 13,760 572,942 142,020 1,569,926

연료전지

소계 14,230 24,956 3,004 68,127 43,486 177,206사업용 14,000 24,400 2,800 67,760 43,240 174,650자가용 230 556 204 367 246 2,556

<표 3-7> 연도별 신재생에너지 보급용량(발전, kW)

발전 부문 신재생에너지 보급용량은 꾸준히 증가추세에 있으며 보

급이 가장 활발히 이루어진 발전원은 바이오와 태양광이다. 보급용량

의 총합을 살펴보면 폐기물, 태양광, 수력 등의 순이다. 폐기물에서 가

장 큰 비중을 차지하는 발전원은 폐가스이며, 바이오에서 가장 큰 비

중을 차지하는 것은 2012년부터 신재생원으로 포함된 목재펠릿이다.

자료 : 산업통상자원부(2015)주1) 혼소발전은 혼소비율을 반영하여 보급용량 산정주2) 수력에는 대수력을 포함


구분 2003 2004 2005 2006 2007 2008

태양광 7,752 9,872 14,399 31,022 71,279 284,315

풍력 24,865 47,442 129,888 238,911 375,641 436,034

수력 4,902,346 4,329,362 3,674,015 3,468,233 3,632,089 3,070,458

해양 - - - - - -

바이오 100,193 146,927 129,595 154,521 307,299 416,359

폐기물 - - - - - -

연료전지 - - 2,103 6,681 8,522 20,310

총 발전량 322,451,697 342,147,967 364,639,331 381,180,709 426,647,338 422,355,126

신재생에너지 공급비중

1.56 1.33 1.08 1.02 1.03 1.00

신재생에너지 총발전량

5,035,156 4,533,603 3,950,000 3,899,368 4,394,830 4,227,477

<표 3-8> 연도별 신재생에너지 발전량 (2003~2008년, MWh)

주3) 바이오, 폐기물은 각 연도별로 설치된 설비 중에서 2014년 기준 가동설비 용량임

주4) 태양광, 수력, 연료전지, 풍력, 해양의 전체 용량은 연도별 설치용량의 합계임

아래 <표 3-8>, <표 3-9>는 신재생에너지원별 발전량을 나타낸다.

2010년에서 2011년 사이 신재생에너지 발전량이 급증한 이유는 일부

폐기물원이 새롭게 신재생에너지원으로 분류되었기 때문이다.

자료 : 산업통상자원부(2015)주1) 총 발전량은 양수발전 포함이며, ‘14년 총 발전량은 사업자, 상용자가, 신재생

에너지 소규모 자가용 합계임주2) 수력은 양수발전 제외

40

구분 2009 2010 2011 2012 2013 2014

태양광 566,191 772,801 917,198 1,103,227 1,605,182 2,556,300

풍력 685,353 816,950 862,884 912,760 1,148,179 1,145,557

수력 2,821,530 3,685,090 4,490,107 3,862,087 4,228,112 2,753,924

해양 - 1,039 52,307 465,924 483,777 492,172

바이오 455,542 416,713 524,623 1,027,251 1,839,568 4,656,237

폐기물 - - 10,203,907

11,737,151

11,554,426

14,334,944

연료전지 89,270 196,960 294,621 389,664 578,578 943,056

총 발전량

433,603,745

474,660,205

501,527,009

532,190,711

543,098,496

546,248,948

신재생에너지 공급비중

1.07 1.24 3.46 3.66 3.95 4.92

신재생에너지 총발전량

4,617,886 5,889,553 17,345,647

19,498,064

21,437,822

26,882,190

<표 3-9> 연도별 신재생에너지 발전량 (2009~2014년, MWh)

자료 : 산업통상자원부(2015)주1) 총 발전량은 양수발전 포함이며, ‘14년 총 발전량은 사업자, 상용자가, 신재생

에너지 소규모 자가용 합계임주2) 수력은 양수발전 제외

제4장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수용성 분석 41

제4장 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수용성 분석

본 장에서는 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수

용성을 계량경제학적 모형을 통해 정량적으로 분석하고, 이를 바탕으

로 시장 수용성을 기반으로 한 발전원 비중을 도출한다. 또한 신재생

에너지 분산형 전원의 주요 속성이 변화할 경우 시장 수용성과 선호

되는 발전원 비중이 어떻게 변화하는지를 규명한다.

1. 설문 설계: 이산 선택 실험 구성

가. 이산 선택 실험

신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 국내 시장 수용성을 분석하

기 위해서는, 신재생 분산형 전원이 시장에 완전히 도입된 상황을 가

정하여, 소비자가 현재 공급되고 있는 발전원과 신재생 분산형 전원

중 어떤 대안을 선택하는지를 분석할 수 있어야 한다. 현재 공급되고

있는 전력 서비스 및 발전원에 대해서는 이미 세부적인 특성이 결정

되어 있는 상황이므로, 시행 이전의 서비스에 대한 지불의사액을 분석

하는 조건부가치평가법(Continngent Valuation Method, CVM)을 이용

하는 것은 다소 적합하지 않다. 또한 기타 정성적 연구방법론을 활용

하는 것은 신재생에너지 기반 분산형 전원의 수용성을 높이기 위한

구체적인 시사점을 도출하기에는 한계가 있는 상황이다. 따라서 신재

생에너지 기반 분산형 전원을 비롯하여 기 도입된 발전원이 가지는

42

특성에 대한 일반 국민의 선호를 정량적으로 분석할 필요가 있다. 이

러한 분석을 통해 일반 국민들이 정전시간, 사고 위험성 등의 전력서

비스 특성과 더불어 온실가스 배출, 미세먼지 배출 등의 다양한 환경

적 요인 중에 어느 특성을 더 중요하게 생각하는지에 대한 구체적인

시사점을 제안할 수 있을 것이다. 또한 전기요금 상승에 대한 소비자

의 한계 효용은 어떻게 될 것인지에 대해 정량적으로 분석함으로써

신재생 분산형 전원 관련 정책 도출 시에 소비자 수용성에 대한 지침

으로 활용될 수 있을 것이다.

이러한 분석을 가능하게 하기 위해, 본 연구는 이산선택모형

(Discrete Choice Model)을 도입하였다. 이산선택모형은 새로운 제품

및 서비스가 가진 속성 각각에 대한 소비자의 선호를 분석하게 해주

는 모형으로서, 이를 통해 본 연구는 신재생 분산형 전원을 포함하여

각 발전원별로 서로 다르게 나타나는 세부 속성에 대한 소비자의 한

계효용 및 한계지불의사액을 분석하고자 한다. 또한 분석 결과를 바탕

으로 발전원별 세부 속성에 대한 시나리오 별 시장 수용성 수준을 도

출함으로써, 향후 수요 측면에서의 최적 발전원 구성 및 신재생에너지

기반 분산형 전원 확대를 위한 정책적 함의를 이끌어낼 수 있다.

현재 시장에서 신재생 분산형 전원에 대한 선택을 통해 소비자의

선호가 실현화된 현시선호(Revealed Preference) 자료를 수집하는 것

은 현실적으로 불가능하다. 따라서 본 연구는 이산선택실험(Discrete

Chocie Experiment) 기법을 통해 소비자의 진술선호(Stated

Preference) 자료를 수집하여 분석에 활용할 것이다. 이를 위해서는 우

선 발전원별 속성을 세분화하고, 이러한 속성으로 구성된 가상의 전력

공급 상황을 여러 개 제시하여 소비자에게 가장 선호되는 대안을 선


[그림 4-1] 이산선택실험 방법 분석과정 개요

택하게끔 하는 것이 필요하다. 이와 같은 이산선택실험을 통해 습득된

데이터를 이산선택모형과 결합할 경우, 전력 공급의 각 속성에 대한

수준별 부분가치들을 기반으로 여러 발전원 대안 중 소비자가 가장

선호하는 대안을 사전에 식별하는 것이 가능하다. 또한 이러한 분석

결과는 시장 수요성 측면에서의 발전 믹스 도출과 정책 수립 방향 제

시, 발전원별 속성 변화에 따른 시장 수용도 변화 예측 등에 활용할

수 있다.

나. 기초 설문 구성

전력 공급 발전원에 대한 소비자 선호 조사 질문지는 크게 기초설

문과 이산선택실험 설문으로 구성하였다. 기초설문에서는 응답자들의

성별, 나이, 교육 수준, 소득수준, 직업, 거주 지역, 가족 구성원 수를

비롯한 인구통계학적 특성과 신재생 분산형 전원에 대한 응답자의 인

식 및 사용행동을 묻는 질문들로 구성하였다. 전체 설문지는 [부록]에

포함시켰다.

44

인구통계학적 특성에 관한 질문신재생에너지와 환경에 대한

인식 수준 질문

1. 성별 1. 신재생에너지에 대한 관심도

2. 나이 2. 환경오염 이슈에 대한 중요도

3. 가구주 혹은 그 배우자인지의 여부 3. 신재생에너지 확대 필요성 공감 여부

4. 교육수준 4. 신재생에너지 정책에 대한 인지 수준

5. 가구 소득수준 5. 현 전기요금 수준에 대한 의견

6. 가족 구성 및 구성원 수 6. 일반적으로 선호하는 발전원

7. 거주 지역 7. 일반적으로 선호하지 않는 발전원

8. 가구 월 평균 전기요금 지출 수준

<표 4-1> 기초설문 구성

다. 이산 선택 실험 설문 구성

발전원에 대한 소비자의 잠재 선호를 분석하기 위한 이산 선택 실

험을 구성하는 데 있어 가장 핵심적인 부분은 전력 공급의 적절한 속

성 및 수준을 결정하는 것이다. 이를 위해 본 연구에서는 발전원 선호

및 신재생 전력 서비스 선호 관련 기존 연구들에서 활용한 속성 및 수

준을 조사하는 한편, 관련 분야 주요 전문가들의 자문을 구하여 속성

및 수준 결정에 참고하였다.

먼저 이산선택실험을 활용해 신재생에너지원을 포함한 전력 공급

방식에 대한 선호를 분석한 기존 연구들에서 주로 사용된 속성들은

다음과 같다. 먼저 Goett et al.(2000)이 미국의 신재생에너지 중심 가

정용 전력에 대한 선호를 분석한 연구에서는 전력생산 주체, 발전단가

(￠/kWh), 신재생에너지 발전 비중, 신재생에너지원 종류를 속성으로


활용하였다. Borchers et al.(2007)의 경우, 미국을 대상으로 신재생 전

력에 대한 선호를 분석하였는데, 이때에 신재생에너지 도입으로 인한

기존 대비 추가 전기요금($/month), 신재생에너지 발전 비중, 신재생

에너지원 종류를 속성으로 선정하였다. Gracia et al. (2012)은 스페인

소비자의 신재생 발전원에 대한 선호를 분석하기 위해 발전단가

(Euro/kWh), 풍력발전 비율, 태양광발전 비율, 바이오매스 비율, 발전

소 위치를 속성으로 활용하였다. Kaenzig et al.(2013)은 독일의 가정

용 전력에 대한 소비자 선호를 분석하기 위해 발전사 브랜드, 발전소

위치, 전기요금(Euro/month), 에코라벨 인증 유무, 가격 보증 기간, 취

소 가능 기간, 전력 믹스를 속성으로 사용하였다. Van Putten et al.

(2014)은 네덜란드 소비자의 태양광 패널 및 풍력 터빈 기반 분산발

전 선호도 조사에서 위치, 발전소 규모(그룹 내 태양광패널 또는 풍력

터빈 수량), 발전소 개발 주체, 주민 참여정도, 기존 대비 연간 추가

비용(Euro/year)을 속성으로 고려하였다. 한편 국내 연구로는 Huh et

al.(2015)이 대표적인데, 해당 연구에서는 국내 가정용 전력 서비스 개

선을 위한 소비자 선호 분석을 위해 발전원 믹스, 연간정전횟수, 연간

정전시간, 발전사 사회공헌정도, 스마트미터 설치 여부, 전기요금 상

승 정도(원/월)를 속성으로 사용하였다.

이와 같은 기존 문헌연구 결과와 전문가 자문을 바탕으로, 소비자들

이 발전원에 대한 선호를 결정할 때 고려하는 속성을 <표 4-2>와 같

이 6가지로 가정하였다. 이외에 발전원 선호에 영향을 미칠 수 있는

다른 속성의 경우 모든 대안이 동일한 속성을 가진다고 가정하였다.

또한 발전원 비중이 변화하거나 전력 공급 특성이 변할 경우 일반 소

비자의 전기요금 상승액이 서로 상이할 수 있는 상황을 가정하였다.

46

속성 속성 수준

온실가스 배출온실가스 배출 없음 (100% 감소)

화석연료 절반 수준의 온실가스 배출 (50% 감소)화석연료 수준 온실가스 배출 (0% 감소)

미세먼지 배출(대기오염물질 배출)

미세먼지 발생 없음 (100% 감소)현재의 절반 수준의 미세먼지 발생 (50% 감소)

현재 수준의 미세먼지 발생 (변동 없음)

전기요금현재 전기요금의 절반 (50% 감소, 63원/kWh)현재 전기요금 수준 (0% 상승, 125원/kWh)

현재 전기요금의 2배 (100% 상승, 250원/kWh)

위험성높음: 방사능 피폭 등 지역 피해 가능

낮음: 지진이나 전쟁으로부터 피해 거의 없음

연간 정전시간(전력공급 안정성)

0분 내외/년 (일 년 중 가구당 정전 거의 없음)30분 내외/년 (일 년 중 가구당 약 30분 정도의 정전이

발생)

에너지 원료 수입 의존도

에너지원의 0% 수입에너지원의 100% 수입

<표 4-2> 전력 공급 선택실험 관련 속성 및 수준

전력 공급 속성 중 첫 번째로 설정한 것은 온실가스 배출 관련 속성

이다. 다양한 발전원 중 신재생에너지 기반 분산형 전원 또는 원자력

발전의 중요한 장점 중 하나는 온실가스 배출량이 매우 적어 기후변

화 대응에 매우 유용하다는 것이다. 따라서 해당 속성은 발전원에 따

라 기후변화의 주원인인 온실가스(CO2) 배출량이 상이한 점을 반영하

였다. 속성 수준 설정 시, 화석연료를 기준으로 동일전력 생산당 온실

가스 배출 감소량에 대한 비율을 제시하였으며 100% 감소, 50% 감


소, 0% 감소까지 세 단계로 구분하여 속성 수준을 설정하였다.

두 번째로 고려할 것은, 발전원 종류에 따라 미세먼지(PM10, NOx,

SO2 포함) 발생량이 상이하다는 점이다. 최근 발전원 종류에 따른 미

세먼지 배출 관련 이슈가 매우 중요하게 부각되고 있으며, 특히 석탄

화력발전소에서 배출되는 다량의 미세먼지를 줄여야 할 필요성이 제

기되고 있다. 이에 따라 발전원 종류 및 그 비중에 따라 미세먼지 배

출량이 상이한 상황을 가정하여, 미세먼지 배출량 관련 속성을 두 번

째 속성으로 선정하였다. 속성 수준으로는 현재 미세먼지 배출량을 기

준으로 100% 감소, 50% 감소 , 0% 감소의 세 단계로 구분하여 설정

하였다.

세 번째로 고려할 속성인 전기요금 관련 속성은 소비자의 발전원

선호에 있어 가장 중요한 요소 중 하나인 동시에, 전력 공급의 각 속

성에 대한 소비자의 한계지불의사액을 도출하기 위해서도 반드시 포

함되어야 하는 속성이다. 특히 발전원 종류에 따라 발전비용이 상이하

기 때문에 이것이 소비자에게 전가되는 경우 전기요금 상승에 추가적

으로 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 발전비용의 변화가 전기요

금의 변화로 연계된 상황을 가정하여 발전원별 정산단가를 고려해 전

기요금 관련 속성 수준을 도출하였다. 따라서 속성 수준은 현재 요금

의 절반(63원/kWh), 현재 요금 수준(125원/kWh), 현재 요금의 두 배

(250원/kWh)의 세 단계로 구분하였다. 특히 선택실험 시에는 설문 응

답자가 실제로 발전원 비중 변화에 따른 전기요금 변화를 체감할 수

있도록, 현재 납부하고 있는 실제 전기요금을 기준으로 응답자별로 다

르게 전기요금 액수를 제시하고 선택하게끔 하였다.

네 번째로 고려한 속성은 2011년 후쿠시마 원전 사고 이후 원자력

48

에너지에 대한 인식이 변동이 심하고, 그 위험성에 대한 우려가 고조

되고 있는 상황임을 반영하여 사고 위험성 관련 속성으로 선정하였다.

위험성에 대한 설명으로 “지진과 같은 자연재해나 전쟁이 발생 발생

할 경우 후쿠시마 원전폭발과 같은 재난이 발생할 수 있음”을 묘사하

였다. 또한 속성 수준으로 방사능 피폭 등 지역 피해 가능한 경우 ‘위

험성 높음’, 지진이나 전쟁으로부터 피해가 거의 없는 경우를 ‘위험성

낮음’으로 설정하였다. 보다 정확한 분석을 위해 위험성에 대해 여러

단계로 설정하는 것도 의미가 있을 수 있으나, 응답자들이 고려해야

할 대안 수가 많아져 부담이 늘어난다는 단점이 있다. 따라서 본 속성

은 더미변수로 처리하였다.

다섯 번째로 고려한 속성은 정전시간 관련 속성이다. 정전시간은 기

본적으로 배전 시스템과 관련이 가장 높긴 하지만, 발전원의 종류에

따라서도 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 태양광 및 풍력 등의 신재

생에너지 발전원의 경우 환경적 요인 등의 발전 조건에 의해 발전량

이 결정되므로, 전력수요에 따라 임의로 발전량을 조절할 수 없다는

특성을 갖는다. 따라서 이러한 신재생에너지 전원의 발전 비중이 높아

지다 보면 전력수요 변화에 적절히 대응하지 못하여 수급이 불안정해

질 수 있다. 따라서 본 연구는 현재 한국의 연간 가구당 정전시간이 4

분 수준이지만 향후 신재생에너지 기반 분산형 전원 확대 시의 발전

원 특성상 전력 공급의 불안정성이 증가할 수 있는 상황을 가정하여,

정전시간 관련 속성의 수준을 연간 가구당 정전시간이 0분인 경우와

30분인 경우의 두 가지 상황으로 선정하였다.

마지막으로 에너지 수입 의존도 관련 속성의 경우, 자급자족이 가능

한 신재생에너지를 제외하고는 대부분의 에너지가 수입되는 상황을


고려하였다. 이를 반영하여 속성 수준은 에너지원이 100% 수입되는

경우와 수입하지 않는 경우(0% 수입)로 설정하였다.

<표 4-2>에 제시된 속성과 수준의 조합을 통해 생성할 수 있는 대

안의 수는 총 216개이다. 그러나 응답자들은 제한된 합리성(Bounded

rationality)과 인지능력을 가지고 있기 때문에 모든 대안을 제시하고

비교하게 하는 것은 적합하지 않을 뿐 더러 시간 및 비용상의 제약으

로 인해 현실적이지 못하다. 따라서 본 연구는 생성 가능한 대안 중

유의미한 일부 대안을 소비자에게 제시하는 방법인 부분요인설계분석

법(Fractional Factorial Design)을 활용하였다. 특히 본 연구는 여러

부분요인설계분석법 중 직교분할설계법(Orthogonal plan)을 적용하여

총 16개의 대안카드를 추려내었다. 직교분할설계법은 개별 속성 및

수준들 간의 직교성을 만족하는 대안들을 식별할 수 있게 하는 방법

론으로, 속성 간의 상관관계로 추정 편향성(Bias)의 최소화가 가능하

다는 장점이 있다. 본 연구는 이를 통해 도출한 16개 대안카드를 무작

위로 섞은 후에 4개의 대안카드가 하나의 대안세트를 구성하도록 4개

의 대안세트로 나누었다. 그리고 응답자들로 하여금 각 대안세트 내의

4개의 대안에 대해서 선호하는 순서대로 번호를 매기도록 요청하였다

([그림 4-2] 참고).

50

전력생산 특성 발전소 A 발전소 B 발전소 C 발전소 D

1. 온실가스 배출 50% 감소 0% 감소 50% 감소 100% 감소

2. 미세먼지 배출 100% 감소 100% 감소 50% 감소 100% 감소

3. 전기요금 (현재요금*2) (현재요금*0.5) (현재요금*0.5) (현재요금*1)

4. 위험성 낮음 높음 낮음 높음

5. 연간 정전시간 30분/년 30분/년 30분/년 30분/년

6. 에너지 원료 수입 의존도

100% 수입 100% 수입 0% 수입 0% 수입

선호 순위 응답(1~4위까지 응답)

[그림 4-2] 전력공급 특성 관련 선택실험 설문의 예시

본 연구에서는 데이터 수집을 위해 전문조사 업체(한국 리서치)에

의뢰하여 설문 조사를 시행하였으며, 설문 데이터의 수집은 2016년 6

월 17일부터 26일까지 약 10일의 기간 동안 전국 각지의 19세 이상

성인 남녀 615명을 대상으로 이루어졌다. 주거용 전력 사용과 관련

된 본 연구의 특성 상 신뢰도 높은 데이터의 수집을 위해 설문의 참여

자를 세대주와 세대주의 배우자로 한정하였다. 또한 설문 응답자는 실

제 한국의 인구 구성과 비슷하도록 할당 표집 방식에 따라서 추첨하

여 선정하였다. 설문은 구조화된 질문지를 기반으로 한 온라인 웹 조

사를 통해 이루어졌다. 즉, 본 연구는 최종적으로 유효한 설문 응답자

615여 명에 대해 총 4개의 선택 집합을 통해 총 16개의 대안을 선택

하게 함으로써 분석을 위한 다수의 데이터를 확보하였다.


2. 분석 모형: 다항로짓모형 및 잠재계층모형

본 연구에서는 신재생에너지 기반 분산형 전원을 포함하여 발전원

에 대한 소비자의 잠재 선호를 추정하기 위해 이산선택모형을 활용하

였다. 이산선택모형은 확률효용이론을 기반으로 하여 소비자 가 번

째 대안세트 내의 번째 전력공급 대안에 대해 느끼는 효용 이 소

비자가 관찰 가능한 효용 부분인 확정적 효용()과 소비자가 관찰

불가능한 확률적 효용() 부분으로 구분 가능하다고 전제한다. 이

때, 확정적 효용 부분은 소비자가 각 대안에 대해 관찰 가능한 개의

속성을 나타내는 독립변수들( )들과 각 변수들이 효용

에 영향을 미치는 정도를 의미하는 개의 계수들( ) 간

의 선형결합으로 구성된다고 가정한다. 이는 다음의 식으로 나타낼 수

가 있다.

(4-1)

이산선택모형은 소비자가 식 (4-1)과 같이 나타낼 수 있는 효용함수

를 바탕으로, 각 대안들이 줄 수 있는 효용을 비교해 가장 높은 효용

을 주는 대안을 선택한다는 효용 극대화(Utility Maximization) 가정을

전제하고 있다. 즉, 소비자 가 번째 대안세트 내의 개의 대안 중

에서 가장 선호하는 대안을 나타내는 선택변수를 라고 가정했을

때, 소비자가 번째 전력공급 대안을 선택하는 경우는 다음과 같이

나타낼 수 있다.

52

i f ≥ ∀≠ (4-2)

식 (4-1)에서 확률적 효용 부분인 가 모든 대안들에 대해 독립적

이고 동일한 Ⅰ형 극한값 분포를 따른다고 가정할 경우(i.i.d. type Ⅰ

extreme value), 해당 모형은 이산선택모형 중 가장 일반적인 모형인

다항로짓모형(multinomial logit model)으로 정의된다. 다항로짓모형을

가정했을 때 소비자 가 번째 대안세트 내의 전력공급 대안 를 선

택할 확률은 다음과 같이 도출될 수 있다(Train, 2009).

Pr

Pr ≥ ∀≠

≥ ∀≠

exp

exp

exp

exp

(4-3)

식 (4-3)에서 는 지표함수(indicator function)로 괄호 내의 값이

참일 경우 1의 값을 나타내며 거짓이면 0의 값을 나타낸다. 각각의 대

안세트 내에서의 선택이 독립적으로 이루어진다고 가정했을 때, 총

615명의 응답자가 4개의 대안세트에 대해서 응답한 결과를 바탕으로

한 우도함수(likelihood)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.


(4-4)

위와 같은 다항로짓모형의 경우 확률적 효용 부분의 분포를 Ⅰ형

극한값 분포로 가정하여 식 (4-3)과 같이 닫힌 형태(closed form)의 선

택확률을 구할 수 있도록 함으로써, 소비자들의 선택 행위에 분석을

가장 간편하고 직관적으로 할 수 있도록 해 준다는 장점이 있다. 반

면, 모든 소비자들이 모두 동일한 선호 구조를 갖는다고 가정하여, 소

비자들이 실제로는 발전원에 대해 가지는 이질적인 선호의 특성

(heterogeneity)을 반영해내지 못한다는 한계점이 있다(Train, 2009).

이러한 다항로짓모형의 한계를 극복하기 위해서는 잠재계층모형

(Latent class model), 혼합로짓모형(Mixed logit model) 등의 대안이

고려될 수 있다. 본 연구는 이 중 잠재계층모형을 활용하여 발전원에

대한 소비자들의 선호를 분석하고자 한다.

잠재계층모형은 마케팅 분야에서 세분화된 시장 내에 가장 지배적

인 제품 및 서비스를 사전에 식별하는 데 활용되거나 심리적 요인에

따른 행동의 차이를 설명하는 심리학 분야에서 널리 활용되고 있다

(Train, 2009; Zhu and Zhang, 2009). 기본적으로 잠재계층모형은 전

체 소비자가 각자의 선호 구조를 바탕으로 Q개의 잠재적인 계층

(class)으로 구분되어질 수 있다고 가정한다. 즉, 각 계층 내의 소비자

들의 효용함수 내 계수 값들이 서로 동일하다고 정의해, 이들은 서로

동일한 선호 구조를 가지는 상황을 가정한다(Greene and Hensher,

2003; Train, 2009). 한편 연구자들은 개별 소비자들이 어느 계층에

속할지에 대해서는 직접적인 관찰이 불가능하다. 그러나 연구자들은

54

각각의 계층에 소비자들이 속할 확률을 의미하는 멤버십(membership)

확률에 대해서는 계산할 수 있으므로, 이를 바탕으로 소비자들을 세분

화할 수 있다. 이처럼 잠재계층모형은 소비자들의 선호에 대한 경제학

적 모형을 기반으로 소비자군을 세분화하고 있으므로, 클러스터 분석

방법론과 같은 전통적인 시장세분화 방법과 비교했을 때 견고한 이론

적 기반을 가지고 있다는 장점이 있다(Magidson and Vermunt, 2002).

즉, 잠재계층모형을 활용하면 소비자가 이질적인 선호를 가지는 상황

을 반영해 현실성을 담보할 수 있을 뿐 아니라, 이들의 선호를 기반으

로 소비자들을 세분화할 수 있어 다른 모형을 활용하는 것에 비해 더

욱 풍부한 정책적 함의를 도출하는 것이 가능하다.

잠재계층모형에서, 번째 계층에 속한 소비자 가 번째 대안세트의

번째 전력 공급 대안에 대해 느끼는 효용은 식 (4-5)와 같다.

(4-5)

이 때 확률적 효용 부분인 는 다항로짓모형에서와 마찬가지로

type Ⅰ extreme value 분포를 따른다고 가정했을 때, 번째 계층에

속하는 소비자 가 번째 대안세트 내의 번째 전력 공급 대안을 선

택할 확률은 다음과 같다.


Pr

Pr ≥ ∀≠

exp

exp

(4-6)

마찬가지로 각각의 대안세트에서 소비자의 선택이 독립적으로 이루

어진다고 가정할 때(Greene and Hensher, 2003), 소비자 가 계층 에

속한다는 가정 하에서의 소비자의 결합 선택확률은 다음과 같다.

(4-7)

한편, 소비자가 어느 계층에 속할지를 확인하기 위해서 각 계층에

대하여 소비자들의 멤버십의 확률을 계산할 수 있다. 소비자 의 멤버

십 확률에 영향을 미치는 관찰 가능한 변수들의 집합을 라고 가정하

고 관찰 불가능한 부분은 모든 계층에 대해 독립적이고 동일한 Ⅰ형

극한값 분포를 따른다고 가정할 경우, 소비자 가 계층

에 속할 사전 확률식(prior probability)은 다음과 같이 다항로짓모형의

선택확률식과 동일하게 표현할 수 있다.

exp′exp′ (4-8)

56

계수들의 식별을 위해 식 (4-8)에서 마지막 번째 계층의 계수인

의 값을 0으로 고정하였다. 즉, 추정 결과 도출되는 각 계수들의 값

을 해석할 때에는 마지막 계층을 기저로 하여 각 계층과 마지막 계층

간의 차이로 설명해야 한다. 이를 바탕으로 하여 소비자 의 우도함수

는 위의 식 (4-7)의 결합 선택확률에 대하여 각 계층별 기댓값으로 도

출할 수 있다.

(4-9)

따라서 전체 응답자 615명에 대한 로그우도함수는 식 (4-10)과 같

이 도출될 수 있다.

ln

ln

ln

(4-10)

위의 로그우도함수를 바탕으로 최대우도 추정법(maximum

likelihood method)을 활용하여 효용함수의 계수()와 멤버십 확률식

의 계수()를 동시에 추정할 수 있다. 또한, 베이즈(Bayes) 이론을 활

용할 경우, 개별 응답자에 대한 계층 멤버십 확률과 효용함수의 계수

를 추정할 수 있다. 베이즈(Bayes) 이론을 적용했을 때 소비자 의 사

후 계층 멤버십 확률(posterior probability)은 식 (4-11)과 같다.


(4-11)

또한 개별 응답자 수준의 효용함수에 대한 계수는 식 (4-12)를 통해

도출될 수 있다(Greene and Hensher, 2003).

(4-12)

잠재계층모형의 분석 결과를 활용하면 각 속성에 대한 한계지불의

사액(Marginal Willingness to Pay, MWTP)을 각 계층별로 도출할

수 있다. 여기에서 한계지불의사액은 속성의 양 또는 질이 한 단위 변

했을 때 자신의 효용을 이전과 동일하게 유지하기 위해 소비자가 지

불하고자 하는 금액을 의미한다. 번째 계층에 속하는 소비자들이 속

성 (이 때 는 전기요금을 제외한 모든 속성을 의미)에 대해 가지는

한계지불의사액은 다음과 같이 구할 수 있다.

(4-13)

이 때, 는 번째 계층에 속하는 소비자들이 전기요금에 대해

가지는 계수값을 의미한다.

속성의 상대적 중요도(Relative Importance, RI)는 소비자가 전력 공

58

급 대안 선택 시 어떤 속성을 중요하게 생각하는지를 의미한다. 잠재

계층모형의 분석결과를 통해 각 계층에 속하는 소비자들의 의사결정

에 각 속성의 중요도가 어떻게 차이 나는지에 대한 분석을 할 수 있

다. 번째 계층에 속하는 소비자들의 속성 에 대한 상대적 중요도는

해당 속성의 부분가치(Part-worth)를 계산한 후에 다음 식을 통해 계

산할 수 있다.

×

이 때 번째 계층에 속하는 소비자들이 속성에 대해 가지는 부분

가치는 속성의 최대 수준 및 최소 수준 간의 차이에 해당 속성의 계수

값을 곱해서 구할 수 있다.

3. 분석 결과

가. 기초설문 분석 결과

본 설문은 전국 만 19세 이상의 성인남녀를 대상으로 거주 지역

(16개 시도), 성별, 연령대를 기준으로 비례 할당하여 표본을 추출하

여 데이터를 수집하였다. 전체 응답자 615명의 주요 특성에 대한 정

보는 <표 4-3>과 같이 정리할 수 있다. 특이할 만한 것은, 전체 응답

자에 대해서 가구당 월평균 전기요금이 전반적으로 고르게 분포하고

있다는 것이다. 이는 본 분석에 수집된 자료가 각기 다른 가정용 전력

소비 행태를 가진 가구를 전반적으로 포괄한다는 점에서 의미가 있다.


구 분 사례 수 (명) 비중 (%)총 응답자 615 100.0

성별

남자 311 50.6여자 304 49.4연령

19-29세 108 17.630-39세 112 18.240-49세 130 21.150-59세 126 20.5

60세 이상 139 22.6거주 지역

서울 123 20.0인천/경기 183 29.8대전/충청 68 11.1광주/전라 61 9.9대구/경북 61 9.9

부산/울산/경남 91 14.8강원/제주 28 4.6

학력

고졸 이하 315 51.2대졸 이상 300 48.8

월평균 전기요금

3만 원 미만 92 15.03-5만 원 미만 208 33.85-7만 원 미만 174 28.37만 원 이상 141 22.9가구 소득

200만 원미만 87 14.1200-300만 원 106 17.2300-400만 원 134 21.8

<표 4-3> 응답자의 인구통계학적 특성

60

구 분 사례 수 (명) 비중 (%)총 응답자 615 100.0

400-500만 원 117 19.0500만 원 이상 171 27.8

신재생에너지와 환경에 관한 인식 수준에 대한 질문 결과를 살펴보

면, 우선 신재생에너지 용어에 대한 인지 여부를 묻는 질문(신재생에

너지란 태양에너지, 풍력, 수력 등 자연으로부터 발생하는 에너지원을

이용해서 전기나 열을 생산하는 에너지를 말합니다. 귀하께서는 이 설

문지를 받기 이전에 신재생에너지라는 용어를 들어보신 적이 있으십

니까?)에 대해서는 “들어본 적 있다”가 94.0%, “들어본 적 없다”가

6.0%로 대부분의 국민들이 이제는 신재생에너지라는 용어 자체에 대

해서는 어느 정도 인지하고 있는 것으로 판단된다. 한편 신재생에너지

에 대해서 얼마나 잘 알고 있는지의 인지 수준을 묻는 질문(귀하께서

는 태양력, 풍력, 지열, 수력, 바이오에너지 등과 같은 신재생에너지에

대해 얼마나 알고 계십니까?)에 대해서는 “전혀 모른다”가 0.3%, “잘

모르는 편이다”가 18.0%, “보통이다”가 57.1%, “잘 아는 편이다”가

21.5%, “매우 잘 알고 있다”가 3.1%로 나타났다. 즉, 신재생에너지라

는 용어 자체에 대해서는 들어본 적이 있으나 그 의미에 대해서는 인

지하지 못하고 있는 사람이 어느 정도 존재하고 있는 것으로 나타나,

신재생에너지에 대한 인식 수준 제고를 위한 노력이 여전히 필요한

것으로 판단된다.

환경오염을 줄이려는 노력 정도와 관련된 질문(귀하께서는 환경오

염을 줄이기 위하여 얼마나 노력하고 계십니까?)에 대해서는 “노력하

지 않는다”가 0.3%, “노력하지 않는 편이다”가 5.7%, “보통이다”가


36.9%, “노력하는 편이다”가 51.9%, “매우 노력한다”가 5.2%로 나타

났다. 따라서 많은 국민들이 환경오염을 줄이기 위한 노력이 어느 정

도 필요한 것으로 인식하고 있으며, 절반 이상의 국민들이 실제로 노

력하고 있는 것으로 파악된다. 한편 전력생산이 환경에 미치는 피해에

대한 인지 정도와 관련된 질문(화석연료를 사용한 전력 생산 방식은

도시의 산성비, 스모그, 지구온난화 등에 지대한 영향을 미치고 있습

니다. 귀하는 전력생산이 환경에 미치는 피해를 얼마나 알고 계십니

까?)에 대해서는 “잘 모르는 편이다”가 11.4%, “보통이다”가 42.1%,

“잘 아는 편이다”가 40.3%, “매우 잘 알고 있다”가 6.2%로 나타나 많

은 수의 국민들이 전력생산의 환경 피해에 대하여 인지하고 있는 것

으로 나타났다.

신재생에너지 보급 확대 필요성에 대한 질문(귀하께서는 신재생에

너지의 보급 및 확대가 어느 정도 필요하다고 생각하십니까?)에 대해

서는 “필요하지 않은 편이다”가 0.7%, “보통이다”가 8.5%, “필요한

편이다”가 50.9%, “매우 필요하다”가 40.0%로 조사되었다. 따라서 대

부분의 국민들이 신재생에너지 보급 확대의 필요성에 대해서는 상당

히 공감하고 있는 것으로 확인되었다. 반면 현재 정부가 추진 중인 신

재생에너지 보급 확대 정책에 대한 인지여부를 묻는 질문(우리나라

정부는 신재생에너지 보급을 확대하기 위해 그린홈 100만 호 보급,

일반보급 보조, RPS, RFS, RHO 등 다양한 정책을 시행 중 또는 시행

할 예정입니다. 귀하께서는 이 설문지를 받기 이전에 이러한 신재생에

너지 정책들에 대하여 한 가지라도 들어보신 적이 있으십니까?)에 대

해서는 61.8%가 들어본 적이 없다고 답변하였다. 현재 국민들이 신재

생에너지 보급 확대가 상당히 필요하다고 인식하고 있는 상황이므로,

62

신재생에너지 보급 확대 정책에 대한 적극적인 홍보를 통해 실질적인

수요로 견인할 필요가 있다고 판단된다.

일반적으로 가장 선호하는 발전원에 대한 질문(귀하께서는 다음의

보기에 제시된 발전원 중 가장 선호하는 것이 무엇입니까?)에 대해서

는 신재생(49.8%), 천연가스(22.8%), 원자력(10.4%), 석유(2.4%), 석

탄(0.2%)의 순으로 나타났고 특별히 선호하는 발전원이 없다는 응답

자 비율은 14.5%를 기록하였다. 또한 일반적으로 가장 선호하지 않는

발전원에 대한 질문(귀하께서는 다음의 보기에 제시된 발전원 중 가

장 선호하지 않는 것은 무엇입니까?)에 대해선 석탄(46.0%), 원자력

(29.9%), 석유(9.3%), 천연가스(2.0%), 신재생(1.5%)의 순으로 나타났

고 특별히 선호하는 발전원이 없다는 응답자 비율은 11.4%를 기록하

였다.

종합해 보았을 때, 우리나라 국민들은 이미 신재생에너지에 대해 상

당한 수준으로 인지하고 있으며 신재생에너지 보급 확대 필요성에 대

해서는 대다수가 공감하고 있는 상황이다. 또한 절반에 가까운 수가

신재생에너지를 발전원으로서 가장 선호하고 있으며, 마찬가지로 절

반에 가까운 수가 석탄을 발전원으로서 가장 선호하지 않고 있어 신

재생에너지 발전원에 대한 국민들의 기본적인 인식은 매우 긍정적이

라고 판단할 수 있다. 다만 신재생에너지 확대 및 보급 정책에 대한

인지 수준은 매우 낮다고 나타나, 이 부분에 대해 정부 차원의 적극적

인 홍보 노력이 필요한 것으로 판단된다.

나. 분석결과: 발전원에 대한 국내 소비자의 잠재 선호구조

본 절에서는 계량경제학 모형을 통해 국내 소비자의 발전원 선호구


조를 분석한 결과를 제시한다. 전체 분석은 크게 서로 다른 두 가지

모형을 통해 이루어지는데 하나는 다항로짓모형이고, 또 다른 하나는

잠재계층모형이다. 먼저 첫 번째 모형인 다항로짓모형을 이용해 전체

응답자 샘플 자료를 분석했으며 <표 4-4>에 그 결과를 정리하였다.

이는 발전원에 대한 국내 소비자자의 전반적인 선호도 조사의 관점에

서 필요한 작업이다. 추정 방식으로는 최우추정법을 사용하였으며 모

든 모수의 경우 추정계수가 1% 수준에서 유의하였다.

속성 계수 표준편차 한계지불의사액 상대적 중요도

온실가스 배출 감소 (1%) 0.0080*** 0.0007 1.20원/kWh·% 18.9%

미세먼지 배출 감소 (1%) 0.0014*** 0.0005 0.21원/kWh·% 3.4%

전기요금 (원/kWh) -0.0066*** 0.0003 - 29.5%

위험성 (높음=1) -0.8843*** 0.0537 -133.19원/kWh 21.0%

연간 정전시간 (1분) -0.0063*** 0.0016 -0.95원/kWh·분 4.5%

에너지원료 수입 의존도 (1%) -0.0096*** 0.0005 -1.44원/kWh·% 22.7%

<표 4-4> 다항로짓모형 추정 결과: 전체 응답자의 발전원 잠재선호

*** 1% 수준에서 통계적으로 유의함

<표 4-4>에서 추정된 계수 부호를 살펴보면, 국내 소비자들은 다양

한 발전원에 의해 전력을 생산할 시, 상대적으로 온실가스와 미세먼지

배출이 적고, 전기요금, 위험성, 정전시간 및 연료 수입의존도가 낮은

발전원을 선호하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 직관적인 인식

과 모두 일치하는 결과이며 전력 생산자 또한 보편적으로 지향하고

64

있는 전력 서비스 개선 방향이다. 결국 해당 분석결과는 높은 친환경

성, 낮은 위험성, 높은 공급안정성, 높은 에너지안보를 담보할 수 있는

전력을 보다 저렴한 가격으로 공급하기 위해 노력해야 한다는 기본적

인 원칙을 다시 한 번 확인시켜준다.

다음으로 상대적 중요도에서 확인할 수 있듯이 국내 소비자들은 발

전원 선호에 대한 의사 결정에 영향을 미치는 다양한 속성들 중 전기

요금(29.5%), 에너지원료 수입의존도(22.7%), 위험성(21.0%), 온실가

스 배출 감소(18.9%), 정전시간(4.5%), 미세먼지 배출 감소(3.4%)의

순으로 중요하게 생각하는 것으로 드러났다. 가격 속성이 소비자 선택

에 있어 중요한 요소임은 내구재를 포함한 거의 모든 소비자 선호 연

구에서 공통적으로 나타나는 현상으로 Kaenzig et al. (2013), Huh et

al.(2015)과 같이 기존에 발표된 전력 서비스 선호 연구에서도 확인된

다. 소비자들이 발전원 선택에 있어 전기요금을 가장 중요하게 고려하

므로, 신재생 분산형 전원의 원활한 확대를 위해서는 전통적인 에너지

원에 비해 상대적으로 높은 발전단가를 낮추는 노력이 필요하다. 반면

소비자의 발전원 선택 결정에서 가격 속성 다음으로 연료 수입의존도,

위험성, 온실가스 배출감소 속성이 주요 고려사항이라는 점은, 이 세

속성을 동시에 만족시키는 유일한 발전원인 신재생 분산형 전원이 소

비자의 잠재 선호 측면에서 향후 어느 정도의 경쟁력을 보유할 수 있

음을 짐작할 수 있다. 반면, 연간 정전시간 및 미세먼지 배출 감소는

5% 이하의 낮은 상대적 중요도를 보여 소비자의 발전원 선택 과정에

서 그다지 중요하게 고려되지 않는 것으로 나타났다. 정전시간 속성의

경우 현재 국내 가정용 전력의 호당 정전시간이 10분/년 내외로 전력

공급 안정성이 세계 최고 수준이기 때문에 소비자들이 그 중요성을


체감하지 않고 있는 것으로 보이며, 이는 기존의 국내 연구 결과와 유

사한 결과이다(Shin et al., 2014). 또한 미세먼지 배출 감소는 최근 언

론 등을 통해 이슈가 되고 있음에도 불구하고 대중들은 여전히 여타

속성에 비해 중요하게 인식하지 않고 있는 것으로 판단된다.

<표 4-4>의 계수 추정치는 개별 속성에 대한 응답자 선호의 방향성

을 알아보기에는 적합하지만, 그 단위가 각각 다르기 때문에 개별 속

성에 대한 응답자 선호의 정도를 비교하기에는 한계가 있다. 이에 개

별 속성에 대한 전체 응답자들의 평균적인 한계지불의사액을 살펴볼

필요가 있다. 국내 소비자들은 석탄 대비 온실가스 배출을 1% 줄이는

발전원에 대해 kWh당 1.20원을, 현재 수준 대비 미세먼지를 1% 감소

시키는 발전원에 대해 kWh당 0.21원을 더 지불할 의사가 있는 것으

로 분석되었다. 또한 위험성이 낮고, 연간 정전시간을 1분 감소시키며,

에너지 수입의존도가 1% 더 낮은 발전원을 통해 생산된 전력에 각각

kWh당 133.19원, 0.95원, 1.44원을 더 지불할 의사가 있었다. 이와 같

은 발전원의 개별 속성에 대한 응답자의 평균적인 한계지불의사액은

향후 전력 서비스 개선과 시장의 환경 변화에 따라 발전단가 및 가정

용 전기요금을 조정할 시에 정량적인 참고자료로 활용될 수 있다.

다음으로 두 번째 모형인 잠재계층모형을 통해 분석한 결과를 정리

한다. 앞서 언급하였듯이, 다항로짓모형은 모형추정 및 결과해석이 비

교적 간단하다는 장점이 있지만 응답자 선호의 이질성(heterogeneity)

을 반영하지 못한다는 단점이 있어 이를 해결해기 위해 최근에는 혼

합로짓모형(mixed logit model 또는 random parameters logit model)

이나 잠재계층모형이 자주 활용되고 있다(유병국, 2012). 물론 신재생

분산형 전원 및 발전원에 대한 우리나라 국민의 평균적인 선호를 분

66

석하는 작업도 의미가 있지만, 소비자 세분화(consumer segmentation)

를 통해 더 효율적이고 다각적인 신재생 보급 정책을 마련하기 위해

선 국민 선호의 이질성을 규명하고 이를 정책설계에 반영할 필요가

있다. 이와 같은 선호의 이질성을 반영하기 위해서 본 연구에서는 발

전원 선호에 대한 복수의 소비자 계층(class)이 존재한다고 가정하고,

설문을 통해 수집한 선택실험 자료를 잠재계층모형을 통해 분석한다.

이를 통해 발전원 선호에 대한 각 계층의 서로 다른 선호구조 및 부분

가치를 추정할 수 있다.

분석 결과 응답자들은 발전원 선호에 대해 크게 두 개의 계층(집단)

으로 나누어질 수 있음을 확인하였는데, 집단 1은 발전원 속성들 중

상대적으로 가격, 환경에 민감한 집단으로 전체 응답자의 50.9%(313

명)가 이에 속하였고, 그룹 2는 발전원 속성들 중 상대적으로 위험성

에 민감한 집단으로 전체 응답자의 49.1%(302명)가 이에 속하였다.

두 집단이 각각 왜 상대적으로 발전원의 가격, 환경성 및 위험성에 민

감한 집단으로 규정할 수 있는지는 잠재계층모형을 통해 추정된 집단

별 발전원 선호 분석 결과를 해석하면 알 수 있다(<표 4-5>, <표

4-6>).



온실가스 배출 감소 (1%) 0.0146*** 0.0029 1.37원/kWh·% 21.5%

미세먼지 배출 감소 (1%) 0.0144*** 0.0029 1.35원/kWh·% 21.2%

전기요금 (원/kWh) -0.0107*** 0.0024 - 29.3%

위험성 (높음=1) -0.5763*** 0.2179 -54.08원/kWh 8.5%

연간 정전시간 (1분) -0.0174*** 0.0037 -1.63원/kWh·분 7.7%

에너지원료 수입 의존도

(1%)-0.0081*** 0.0009 -0.76원/kWh·% 11.9%

<표 4-5> 잠재계층모형 추정 결과 (1): 집단 1의 발전원 잠재선호



온실가스 배출 감소 (1%) 0.0000 0.0013 0.01원/kWh·% 0.1%

미세먼지 배출 감소 (1%) -0.0053*** 0.0018 -0.94원/kWh·% 12.7%

전기요금 (원/kWh) -0.0057*** 0.0009 - 25.1%

위험성 (높음=1) -1.6199*** 0.1961 -286.47원/kWh 38.5%

연간 정전시간 (1분) -0.0168*** 0.0051 -2.97원/kWh·분 12.0%

에너지원료 수입 의존도

(1%)-0.0049*** 0.0008 -0.87원/kWh·% 11.7%

<표 4-6> 잠재계층모형 추정 결과 (2): 집단 2의 발전원 잠재선호


68

집단 1의 추정결과의 경우(표 <4-5>), 모든 계수가 1% 수준에서 유

의하며 앞서 제시된 전체 응답자 대상 다항로짓모형 추정결과(<표

4-4>)에서와 동일한 계수 부호를 가지는 것으로 나타났다. 한편 집단

2의 추정결과의 경우(표 <4-6>), 온실가스 배출 감소 속성 이외의 모

든 계수가 1% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 계수의 부호는 미

세먼지 배출 감소 속성 이외에는 다항로짓모형 및 집단 1의 추정 결

과와 동일하게 나타났다. 집단 2의 경우 미세먼지 배출 감소 속성의

부호는 일반적인 인식과는 다르게 나타나, 미세먼지 배출량이 적을수

록 소비자 선호도가 낮아지는 결과가 도출되었다. 하지만 이를 집단 2

의 응답자들이 본질적으로 미세먼지 배출량이 더 많은 발전원을 선호

한다고 해석하기에는 다소 무리가 있다. 특히 집단 2 추정결과에서 위

험성과 전기요금 외 다른 속성들의 상대적 중요도가 전반적으로 낮다

는 점을 감안하면, 집단 2의 응답자들이 발전원 선택 시 위험성과 전

기요금 속성을 주로 고려하는 반면 미세먼지 배출 속성을 크게 고려

하지 않아 나타난 결과로 사료된다.

각 집단의 상대적 중요도를 확인해보면 집단 1은 전기요금(29.3%),

온실가스 배출 감소(21.5%), 미세먼지 배출 감소(21.2%), 에너지원료

수입 의존도(11.9%), 위험성(8.5%), 연간 정전시간(7.7%)의 순서를,

집단 2는 위험성(38.5%), 전기요금(25.1%), 미세먼지 배출 감소

(12.7%), 연간 정전시간(12.0%), 에너지원료 수입의존도(11.7%), 온실

가스 배출 감소(0.1%)의 순서를 나타냈다. 집단에 상관없이 두 집단

내 응답자들을 모두 전기요금 수준을 상당히 중요한 요소로 고려하고

있었다(집단 1: 29.3%, 집단 2: 25.1%). 그러나 전기요금 속성 외 나

머지 속성에 대해서는 두 집단의 성향 차이가 뚜렷이 드러난다. 즉,


집단 1의 응답자들은 발전원 및 전력 공급에 대한 의사결정 시 온실

가스 배출 감소(21.5%)와 미세먼지 배출 감소(21.2%) 속성을 중요하

게 고려하는 것으로 나타났으며, 이는 집단 2 경우 내 해당 속성의 상

대적 중요도와 비교하면 매우 높은 수준이다. 온실가스 배출은 기후변

화, 미세먼지 배출은 대기 질에 영향을 미친다. 결국 두 속성 모두 환

경과 관련되어 있다는 포괄적인 관점에서 볼 때, 집단 1은 상대적으로

발전원의 환경적 영향에 민감한 집단으로 정의할 수 있다. 반면 집단

2의 경우 단연 눈에 띄는 사항은 상대적 중요도의 38.5%을 차지한 위

험성 속성으로, 전기요금 속성보다도 더 중요하게 고려하고 있었다.

이는 위험성 속성의 상대적 중요도가 매우 낮게(8.5%) 나타난 집단 1

과는 확연한 차이를 보이는 것이다. 따라서 집단 2는 상대적으로 발전

원의 위험성에 민감한 집단으로 정의할 수 있다. 다음 절인 (다) 절에

서 확인하겠지만, 이와 같은 위험성 속성에 대한 집단 간 인식 차이는

원자력 발전에 대한 선호의 이질성으로 귀결된다.

다음으로 개별 속성에 대한 집단 1, 2 응답자들의 평균 한계지불의

사액을 점검한다. 집단 1 소비자들은 석탄 대비 온실가스 배출을 1%

줄이는 발전원에 대해 kWh당 1.37원, 현재 수준 대비 미세먼지를 1%

감소시키는 발전원에 대해 kWh당 1.35원을 더 지불할 의사가 있는

것으로 분석되었다. 또한 위험성이 낮고, 연간 정전시간을 1분 감소시

키며, 에너지 수입의존도가 1% 더 낮은 발전원을 통해 생산된 전력에

각각 kWh당 54.08원, 1.63원, 0.76원을 더 지불할 의사가 있었다. 집

단 2 소비자들은 석탄 대비 온실가스 배출을 1% 줄이는 발전원에 대

해 kWh당 0.01원, 현재 수준 대비 미세먼지를 1% 증가시키는 발전원

에 대해 kWh당 0.94원을 더 지불할 의사가 있는 것으로 분석되었다.

70

또한 위험성이 낮고, 연간 정전시간을 1분 감소시키며, 에너지 수입의

존도가 1% 더 낮은 발전원을 통해 생산된 전력에 각각 kWh당

286.47원, 2.97원, 0.87원을 더 지불할 의사가 있었다. 두 집단 간 결

과를 비교해보면, 예상대로 집단 1의 소비자들은 집단 2의 소비자들

에 비해 온실가스 및 미세먼지 배출 감소를 위해 훨씬 더 높은 금액을

지불할 의사가 있었다. 이는 집단 1의 소비자들이 친환경적인 발전원

에 대해 비교적 높은 지불의사액을 실제로 보유하고 있음을 입증한다.

반면 앞서 상대적 중요도 분석에서 예상이 가능했듯이 집단 2에 속한

응답자들은 위험성 속성에 높은 가치를 부여하고 있기 때문에, 전력생

산에 따른 위험성, 예를 들면 원전폭발에 의한 방사능 유출을 낮추기

위해 286.47원/kWh라는 매우 높은 비용을 지불하고자 하는 의사가

있다고 드러났다. 비록 누진제 등을 추가로 고려해야 하므로 단순히

발전단가를 가정용 전기요금으로 환산할 수는 없지만, 가구당 월평균

전기사용량이 200kWh에서 300kWh 사이라고 가정한다면 이는

57,294원에서 85,941원 사이에 해당하는 큰 금액이다.

집단 1, 집단 2에 속한 응답자들의 발전원에 대한 잠재적 선호구조

차이를 실제 소비자 세분화로 연결시키려면 이러한 선호 차이가 무엇

에 기인하는지 규명할 필요가 있다. 이를 위해 잠재계층모형 내 집단

1, 집단 2에 소속된 소비자들이 각각 어떤 특성을 지닌 소비자들인지

알아본다. 이와 같은 집단별 응답자 특성을 규명하는 작업은 신재생에

너지 수용성 제고를 위한 각 집단별 맞춤형 정책대안 마련에 시사점

을 줄 수 있다. 서로 다른 두 집단 내 응답자 특성을 설명하는 변수로

성별, 연령, 가구소득 등의 인구통계학적 변수를 활용하였으며 그 추

정 결과는 다음의 <표 4-7>과 같다. 표에서 확인할 수 있듯이 집단별


소속 특성 관련 추정결과에 따르면 연령이 높을수록, 또한 가구소득이

낮을수록 집단 1에 속할 확률이 높았다. 반면 두 집단의 응답자 성별

에는 유의한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 두 집단 공통적으로

전기요금 상승에 민감한 것으로 나타났다.

구 분 특성 변수 계수 표준 편차

집단 2 대비 집단 1의 특징

성별 0.1852 0.2151

연령 0.0233*** 0.0079

가구소득 -0.0998** 0.0476

상수 -0.6855 0.4291

<표 4-7> 개인특성변수 추정 결과

*** 1% 수준에서 통계적으로 유의함, ** 5% 수준에서 통계적으로 유의함

개인특성변수 추정결과에 앞서 잠재계층모형의 추정결과를 연관시

킨다면 응답자 특성에 따른 발전원 선호에 대해서 몇 가지 새로운 해

석이 가능하다. 예를 들어 집단 1의 경우 상대적으로 가구소득이 낮은

것이 전기요금을 다소 더 중요하게 고려(29.3%)하게 되는 하나의 원

인으로 간주할 수 있다. 그러나 상대적으로 연령이 높고 가구소득이

낮은 집단 1의 응답자들이 환경 친화적인 발전원을 더 선호하는 현상

은 기존의 연구들과는 다소 상반된 결과이다. 친환경제품 구매의사를

점검한 기존의 연구들에 따르면 상대적으로 가구소득 및 교육수준이

높고, 연령이 낮으며, 성별의 경우 여성인 응답자들이 일반적으로 친

환경 제품에 비교적 높은 지불의사액을 보유하고 있다. 그러나 국내의

경우, 또는 발전원의 경우 이러한 명제가 성립하지 않는 것으로 나타

72

났다. 한편 집단 2의 경우 상대적으로 연령이 낮고 가구소득이 높은

응답자들일수록 발전원의 위험성을 기피하는 경향이 크다고 할 수 있

다. 이는 사고가 났을 경우 기회비용이 많은 사람들일수록 위험성에

민감하다는 사실을 입증한다. 즉 보유한 재산이 많을수록, 남은 삶이

많을수록 위험에 민감한 특징이 있다.

잠재계층모형 분석 결과에 따르면 국내 소비자는 인구통계학적 특

성 등에 따라 발전원에 대한 잠재선호 구조가 상이한 것으로 나타났

다. 이는 신재생 분산형 전원, 원자력 등을 포함한 다양한 발전원에

대해 국내 소비자 선호의 이질성이 존재한다는 점을 입증하는 것으로,

기존의 연구에서는 좀처럼 제시되지 않은 중요한 결과이다. 이와 같은

소비자 선호의 이질성은 기존 연구결과들로는 설명할 수 없었던 현상

들에 대한 해석을 가능하게 한다. 이를테면, 기존 연구결과에 따르면

특정원(예: 원자력)에 대한 응답자 샘플의 평균적인 선호도가 예상보

다 높음에도 불구하고 왜 일각에서는 해당 원 확대에 대한 심한 반대

현상이 발생하는 것인가와 같은 의문이다. 따라서 향후 발전원 구성

계획이나 관련 정책 및 홍보전략 수립에 있어서는 이와 같은 발전원

에 대한 소비자 선호의 이질성을 반드시 고려해야 할 것이다. 또한 향

후 국내 발전원 구성에 대한 원만한 사회적 합의를 도출하기 위해서

이와 같은 선호의 이질성을 중재 및 완충할 수 있는 중장기적인 방안

마련에 대해서도 고민이 필요한 시점이다.

다. 시나리오별 선택확률 계산: 소비자 선호 관점의 발전원 구성비 도출

및 변화 예측

앞서 주지한 바와 같이, 본 연구의 궁극적인 목적은 국내 소비자의


잠재선호를 반영한 발전원 비중을 도출하고 신재생 분산형 전원에 대

한 시장 수용성을 점검하며, 이후 기술변화 등에 따른 수용성 변화양

상을 사전에 예측하는 것이다. 본 절에서는 이와 같은 궁극적 목표인

발전원 비중을 도출하고, 다양한 시나리오 가정에 따른 향후 변화양상

을 예측한다.

국내 소비자의 잠재선호를 반영한 발전원 비중은 앞서 (나) 절에서

사용한 두 가지 이산선택모형 중 잠재계층모형의 추정 결과를 바탕으

로 도출한다. 615명 응답자 개개인의 모수 추정 값과 대상이 되는 발

전원의 속성 수준을 객관적인 자료를 바탕으로 선택확률 계산식 (식

4-6)을 통해서 개별 응답자 각각의의 발전원 선택확률을 도출한다. 도

출된 개별 응답자의 선택확률을 이용해 전체(615명), 집단 1(313명),

집단 2(302명) 응답자의 선택확률 평균값을 각각 계산할 수 있다. 본

과정을 통해 서로 다른 속성 수준을 갖는 다양한 발전원에 대한 집단

별 선택확률을 예측할 수 있게 된다. 해당 선택확률은 국내 소비자 선

호 관점에서의 발전원 구성비로 간주될 수 있으며, 이를 통해 현 시점

및 시나리오 가정에 따른 미래 신재생 분산형 전원의 시장 수용성을

계산할 수 있게 된다.

앞서 잠재계층모형을 통해 각 속성에 대한 개별 응답자의 계수 추

정치는 이미 도출하였으므로 그 다음으로는 개별 발전원이 보유한 여

섯 가지 속성에 어떤 수준을 부여할 것인가가 매우 중요하다. 만일 잘

못된 속성 수준을 부여할 경우 계산된 선택확률 또한 왜곡될 가능성

이 있기 때문이다. 본 연구는 국내 발전설비 및 발전량의 대부분을 차

지하고 있는 석탄, 석유, 천연가스, 원자력, 신재생 분산형 전원 다섯

가지 발전원에 대한 선택확률을 고려한다(산업통상자원부, 2015). 또

74

한 국내외 전력생산 비용 및 신재생에너지 기술 발전 등을 고려하여

네 가지 시나리오를 설정하고, 각 시나리오 별로 잠재계층모형 내 세

응답자군(전체 응답자, 집단 1, 집단 2)의 선택확률을 각각 계산한다.

먼저 시나리오 1은 기준 시나리오로서 현재 국내 발전단가를 바탕

으로 전반적인 속성 수준을 결정하였다. 시나리오 1에서 설정한 다섯

가지 발전원의 속성 수준은 다음 <표 4-8>과 같다.

구분온실가스 감소비율

(%)

미세먼지 감소비율

(%)

가격 (원/kWh) 위험성

정전시간 (분/년)

수입의존도 (%)

석탄 0 -108.3 93.89 0 0 98.41

천연가스 56.6 42.2 132.83 0 0 99.12

석유 2.1 1.1 150.29 0 0 100

원자력 96.7 98.7 45.27 1 0 100

신재생 분산형 전원

92.8 78.0 191.20 0 30 10

<표 4-8> 선택확률 계산을 위한 발전원별 속성수준 설정: 시나리오 1

자료 : National Energy Technology Laboratory(2015), Commission for Environment Cooperation(2011), Ebright(2011), International Energy Agency(2015a), Shin et al.(2014), Huh et al.(2015)

<표 4-8>에서 온실가스 감소비율 수준에 대한 설정은 National

Energy Technology Laboratory(2015)의 자료를 참고하였다.6) 석탄화

6) 해당 연구는 발전원별 수명주기 온실가스(CO2, CH4, N2O, SF6 포함) 배출량을 보여주는데, 이에 따르면 kWh당 온실가스 배출량은 석탄 1,205g, 천연가스 523g, 석유 1,180g, 원자력 40g, 수력 31g, 풍력 23g, 지열 250g, 태양광 42g


력발전에 비해 원자력과 신재생 분산형 전원의 경우 온실가스가 거의

배출되지 않고, 천연가스는 절반 정도를 감축하며, 석유는 큰 차이가

없는 것으로 나타났다. 미세먼지 감소비율 수준의 경우 Commission

for Environment Cooperation(2011)을 기반으로 Ebright(2011) 등의

자료를 보조적으로 참고하였는데, 원자력과 신재생의 미세먼지 배출

량이 적은 반면 석탄발전의 미세먼지 배출은 현재 발전원 비중에서

배출되는 수준에 비해 두 배 이상 증가할 가능성이 있는 것으로 나타

났다. 가격(발전단가) 수준은 International Energy Agency(2015a)에서

제시된 한국 케이스의 가격을 사용하였다.7) 이는 현재 국내 발전원별

전력생산 가격 수준으로 간주할 수 있다. 위험성 속성의 경우 선택실

험 설문 시 위험성을 원전 폭발 및 방사능 유출로 한정하였으므로, 원

자력 발전만이 위험성이 있는 것으로 설정하였다. 정전시간의 경우 석

탄과 원자력발전은 기저발전원에 해당하고 천연가스와 석유는 필요한

경우 빠른 시간 내에 전력으로 바꿀 수 있으며, 에너지 수급 역시 안

정적이다. 반면 신재생에너지의 경우 전력 수급이 상대적으로 안정적

이지 못하기 때문에, Shin et al.(2014), Huh et al.(2015) 등 기존의 국

내 연구들을 일부 참고하여 신재생에너지의 전력 공급 안정성 수준이

여타 발전원에 비해 낮다고 설정하였다. 마지막으로 에너지 수입의존

도는 한국의 에너지통계연보의 데이터(에너지경제연구원, 2015)를 참

고하여 설정하였다. 석유와 원자력의 경우 1차 에너지 공급량의 100%

CO2e이었다. 이 중 신재생은 개별 원의 발전량은 고려하지 않고 네 가지 원의 평균값을 사용하였다.

7) 해당 연구 내에서 제시된 원별 LCOE(균등화발전비용) 중에서 할인율은 7% 기준으로 하였으며, 신재생에너지의 경우 보수적으로 접근하기 위해 비교적 가격 수준이 높은 상업용 지붕 태양광(PV: commercial rooftop)을 기준으로 하였다. 원달러 환율은 모든 시나리오의 경우 1,120원/달러를 적용하였다(2016.09.01 기준).

76

를 수입에 의존하고 있으며, 석탄의 경우 98.41%, 천연가스의 경우

99.12%에 달한다.

위와 같이 설정된 시나리오 1의 발전원별 속성수준에 따라 계산된

선택확률, 즉 소비자의 잠재선호를 반영한 발전원 비중은 다음 <표

4-9>와 같다.

　구분 석탄 천연 가스 석유 원자력 신재생

전체 19.8% 17.6% 11.2% 32.9% 18.5%

집단 1 2.3% 14.6% 4.0% 56.3% 22.8%

집단 2 38.0% 20.7% 18.7% 8.7% 13.9%

<표 4-9> 소비자 잠재선호를 반영한 발전원 비중: 시나리오 1

시나리오 1의 경우 전체 응답자는 원자력, 석탄, 신재생, 천연가스,

석유의 순으로 발전원을 선호하는 것으로 나타났다. 시나리오 1은 기

준 시나리오이므로 현 시점에서 5개 발전원에 대한 국내 소비자의 잠

재선호를 반영한다고 볼 수 있다. 국내 소비자들은 전체적으로는 발전

단가가 낮은 원자력을 가장 선호하고 있으며 나머지 원에 대해서는

비교적 균등한 포트폴리오를 원하고 있는 것으로 나타났다. 특히 발전

단가 하락 등 신재생에너지에 우호적인 상황을 가정하지 않은 현 상

황의 경우, 신재생 분산형 전원에 대한 수용성은 18.5% 수준인 것으

로 나타났으며 이는 현재 국내 신재생 발전량 비중(2015년 기준

6.76%)에 비해서 굉장히 높은 수준인 것이다. 그러나 집단 1과 집단

2의 발전원 선택확률 차이를 감안한다면, 개별 원에 대한 전체 응답자


의 선택확률 결과가 평균적으로 모든 국민에게 해당하지 않는다는 점

을 반드시 주지해야 한다. 즉 집단 1의 경우 환경적 요소에 민감하기

때문에 원자력 발전 및 신재생 분산형 전원을 비교적 선호하는 반면

온실가스 및 미세먼지 배출이 높은 석탄 발전에 대한 선택확률은

2.3%에 그치고 있다. 반대로 집단 2의 경우 석탄 등 전통적인 화석연

료에 대한 선택확률이 높고 원자력에 대한 선택확률이 매우 낮음

(8.7%)을 확인할 수 있는데 이는 위험성에 민감한 집단 2의 특성이

잘 반영되었다고 볼 수 있다. 결국 집단별 선택확률 차이를 통해 석

탄, 신재생, 원자력, 그 중에서도 특히 원자력 발전에 대한 두 집단 간

선호 차이가 명확하게 확인된다. 이와 같은 두 집단별 선호의 이질성,

특히 향후 우리나라가 장기적으로 탈화석연료를 지향한다고 가정할

때 그 대안으로 가장 유력한 두 발전원인 신재생, 원자력에 대한 선호

의 이질성은 해당 이슈에 대한 사회적 갈등요소가 잠재적으로 존재하

고 있음을 보여준다. 즉 향후 탈화석연료 지향 과정에서 신재생 위주

냐, 원자력 위주냐에 대한 사회적 합의가 쉽지 않을 수 있다. 더구나

집단 2의 응답자들은 석탄 발전에 대한 선호가 매우 높아 탈화석연료 지

향에 대해서 그다지 협조적이지 않을 가능성 또한 잠재적으로 존재한다.

한편 분석결과와 같이 에너지믹스가 구성될 경우 소비자의 부담액

을 조사할 필요가 있다. 2015년 기준으로 믹스가 구성되면 평균 발전

원가는 93.72원/kWh이며 월간 가구당 전력요금 지출액은 평균

46,906원이다(한국전력, 2016). 시나리오 1과 같이 믹스가 변경될 경

우 평균 발전원가는 109.07원/kWh으로 약 16.4% 증가하게 된다. 따

라서 월평균 전력요금 지출액은 54,588원이 되어 현재수준보다 약

7,682원이 증가하게 된다.

78

다음으로 시나리오 2는 국내 기준이 아닌 전 세계 평균 발전단가를

반영한 시나리오로서, 시나리오 1에서 발전단가(가격) 수준만 변경되

었다. 시나리오 2의 가격 수준은 Bloomberg New Energy Finance

(2016)의 LCOE history 자료를 이용하였다.8) 이에 따르면 시나리오 1

에 비해 신재생 및 천연가스의 발전단가 수준이 확연히 낮아진 반면

원자력의 발전단가 수준은 상당히 높게 설정되었음을 확인할 수 있다.

신재생에너지의 경우 해외의 일사량, 풍황이 국내보다 좋고, 대규모

설비 공사로 인한 규모의 경제 효과 때문에 발전단가가 낮은 것으로

판단된다. 국내 천연가스 발전은 동아시아 프리미엄과 액화과정에서

생기는 추가 비용으로 발전단가가 높은 편이다. 반면 국내 원자력은

낮은 토목공사 비용과 적절한 외부비용 미반영 등으로 발전단가 수준

이 타국에 비해 낮은 편이다. 시나리오 2에서 설정한 발전원별 속성

수준을 <표 4-10>과 같이 나타났다.

8) 시나리오 1의 경우와 마찬가지로 신재생의 경우 보수적으로 접근하기 위해 비교적 비싼 태양광 가격을 적용했으며, 해당 자료에서 석유 발전의 LCOE는 제공되지 않아 시나리오 1의 수준을 그대로 사용하였다.



(%)


(%)



수입의존도 (%)

석탄 0 -108.3 89.60 0 0 98.41

천연가스 56.6 42.2 91.84 0 0 99.12

석유 2.1 1.1 150.29 0 0 100

원자력 96.7 98.7 105.28 1 0 100


92.8 78.0 166.88 0 30 10


자료 : National Energy Technology Laboratory(2015), Commission for Environment Cooperation(2011), Ebright(2011), Bloomberg New Energy Finance(2016), Shin et al.(2014), Huh et al.(2015)



4-11>과 같다.

구분 석탄 천연 가스 석유 원자력 신재생

전체 19.3% 24.9% 10.8% 20.6% 24.4%

집단 1 2.5% 24.6% 4.4% 35.3% 33.1%

집단 2 36.6% 25.2% 17.5% 5.4% 15.3%


80

시나리오 2는 전 세계 가격 수준을 반영했기 때문에 만약 국내 발

전단가가 전 세계 평균 수준으로 수렴할 경우에 국내 전체 소비자는

위와 같은 발전원 선호도를 보일 가능성이 있다. 시나리오 2에 따르면

전체 응답자는 천연가스, 신재생, 원자력, 석탄, 석유의 순으로 발전원

을 선호하는 것으로 나타났다. 이는 시나리오 1 경우와 비교해 천연가

스와 신재생에 대한 선택확률이 크게 증가한 결과이며 두 원의 상대

적인 가격 하락 효과에 기인한 것이다. 다섯 개 발전원 중 천연가스의

경우 시나리오 1, 2 모두의 경우 집단에 상관없이 일정 수준 이상(대

부분 20% 중반)의 선택 확률을 유지하고 있어 여타 원에 비해 선호의

이질성이 크지 않은 것으로 보인다. 집단별 선호의 경우 두 집단 모두

시나리오 1 경우에 비해 신재생 및 천연가스에 대한 선택확률이 증가

하고 원자력에 대한 선택확률이 감소하는 것이 확인된다. 그러나 집단

1의 경우 원자력을 가장 선호하는 동시에 석탄 및 석유를 기피하고,

집단 2의 경우 석탄을 가장 선호하는 동시에 원자력을 기피하는 현상

은 유지된다. 결국 시나리오 1, 2 모두의 경우 각각 원자력과 석탄 발

전에 대한 집단 1, 2의 견해 차이가 상당한 것으로 분석되었다.

시나리오 2와 같이 에너지믹스가 구성될 경우 평균 발전원가는

123.41원/kWh으로 약 31.7% 증가하게 된다. 따라서 월평균 전력요금

지출액은 61,764원이 되어 현재수준보다 약 14,858원이 증가하게 된

다.

시나리오 3은 기술 발전에 의해 신재생에너지의 간헐성 문제가 해

결됨을 가정한 시나리오이다. 본 시나리오는 신재생 설비용량의 10%

에 해당하는 용량의 배터리형 에너지저장장치(Battery Energy Storage

System, BESS)가 설치됨으로 인해 신재생에너지 가격(발전단가)은 상


승하는 대신 안정성이 향상된다고 가정하고 있다(소진영, 2014). 계통

안정성을 고려해 신재생에너지 LCOE를 분석한 소진영(2014)에 따르

면 이와 같은 경우 태양광을 기준으로 19.4원/kWh의 추가적인 가격

상승 가능성이 있다. 결론적으로 기본 시나리오(시나리오 1)에서 신재

생 분산형 전원의 가격이 19.4원/kWh 상승하고 정전시간이 여타 발전

원과 같은 수준인 0분으로 조정되었다. 시나리오 3에서 설정한 발전

원별 속성 수준을 <표 4-12>와 같이 정리하였다.


(%)


(%)



수입의존도 (%)

석탄 0 -108.3 93.89 0 0 98.41

천연가스 56.6 42.2 132.83 0 0 99.12

석유 2.1 1.1 150.29 0 0 100

원자력 96.7 98.7 45.27 1 0 100


92.8 78.0 210.60 0 0 10


자료 : National Energy Technology Laboratory(2015), Commission for Environment Cooperation(2011), Ebright(2011), International Energy Agency(2015a), Shin et al.(2014), Huh et al.(2015), 소진영(2014)



4-13>과 같다.

82

구분 석탄 천연 가스 석유 원자력 신재생

전체 18.7% 16.4% 10.5% 30.3% 24.1%

집단 1 2.1% 13.4% 3.7% 51.8% 29.0%

집단 2 35.9% 19.5% 17.6% 8.1% 19.1%


시나리오 3의 경우 전체 응답자는 원자력, 신재생, 석탄, 천연가스,

석유의 순으로 발전원을 선호하는 것으로 나타났으며 이는 시나리오

1에서 석탄과 신재생의 순서만이 바뀐 결과이다. 개별 발전원에 대한

선택확률의 경우 또한 신재생 분산형 전원에 대한 선택확률이 소폭

상승(18.5→24.1%)한 것 외에는 시나리오 1과 큰 차이가 없는 것으로

나타났다. 그럼에도 불구하고 시나리오 3의 결과가 의미 있는 이유는

소비자 선호 입장에서 상충되는 신재생 분산형 전원의 두 가지 특성

변화(신재생에너지의 공급안정성 향상 vs 가격상승)의 상대적 효과를

확인할 수 있기 때문이다. 시나리오 3의 경우 기준 시나리오인 시나리

오 1과 비교해 신재생의 선택확률이 소폭 상승했고 이에 따라 신재생

분산형 전원이 석탄 발전보다 더 선호되는 것으로 나타났으므로 기술

혁신에 의한 공급안정성 향상 효과가 가격상승 효과를 뛰어넘을 수

있는 것으로 판단된다.

시나리오 3과 같이 에너지믹스가 구성될 경우 평균 발전원가는


지출액은 59,857원이 되어 현재수준보다 약 12,950원이 증가하게 된다.

마지막으로 시나리오 4는 시나리오 3의 상황에 추가적으로 신재생


에너지 발전으로 인한 발전단가 하락을 고려한다. 즉 시나리오 4는 향

후 보급확대로 인한 규모의 경제와 기술발전으로 인해 현재 수준(기

본 시나리오)에서 신재생 분산형 전원의 가격과 정전시간 속성이 동

시에 향상되는 낙관적인 시나리오이다. 속성 설정을 위해 이철용

(2015)에서 제시된 2024년 기준 태양광 LCOE 106.39원/kWh와 앞서

시나리오 3에서 EES 설치에 따른 상승분 19.4원/kWh을 고려한 신재

생에너지 가격을 사용하였다. 따라서 시나리오 3에서 신재생 분산형

전원의 가격 수준만이 변경되었으며, 이에 따른 최종적인 속성수준 설

정 결과는 <표 4-14>와 같다.

구굼온실가스 감소비율

(%)


(%)



수입의존도 (%)

석탄 0 -108.3 93.89 0 0 98.41

천연가스 56.6 42.2 132.83 0 0 99.12

석유 2.1 1.1 150.29 0 0 100

원자력 96.7 98.7 45.27 1 0 100신재생 분산형 전원

92.8 78.0 125.79 0 0 10


자료 : National Energy Technology Laboratory(2015), Commission for Environment Cooperation(2011), Ebright(2011), International Energy Agency(2015a), Shin et al.(2014), Huh et al.(2015), 소진영(2014), 이철용(2015)



4-15>와 같다.

84

구분　 석탄 천연 가스 석유 원자력 신재생

전체 16.5% 13.3% 9.0% 22.3% 38.9%

집단 1 1.5% 9.7% 2.7% 37.3% 48.9%

집단 2 32.0% 17.0% 15.5% 6.9% 28.6%


시나리오 4의 경우 전체 응답자는 신재생, 원자력, 석탄, 천연가스,

석유의 순으로 발전원을 선호하는 것으로 나타났다. 시나리오 4는 전

체 응답자가 5개 발전원 중 신재생 분산형 전원을 가장 선호하게 되

는 유일한 시나리오이다. 구체적으로 신재생 분산형 전원의 선택확률

이 38.9%로 크게 증가해, 신재생 분산형 전원의 전력공급 안정성 및

가격 경쟁력 향상이 시장 수용성 제고에 매우 긍정적인 영향을 미치

는 것으로 나타났다. 특히 선택실험 분석 결과에서 나타난 바와 같이

전기를 이용하는 소비자는 가격에 매우 민감한 반응을 보이므로 향후

신재생에너지의 가격 하락이 시장 확대에 가장 중요한 인자라고 할

수 있다. 따라서 향후 신재생 분산형 전원에 대한 전반적인 시장 수용

성을 제고하려면 이 두 가지 속성 향상을 위한 지속적인 투자와 관리

가 필요할 것이다. 특히 집단 1의 신재생 분산형 전원에 대한 선택확

률은 48.9%로 절반에 육박하고 있으며, 집단 2 또한 28.6%로 시나리

오 1에 비해 두 배 이상 증가하게 된다. 따라서 만약 신재생 분산형

전원의 세부적인 속성이 시나리오 4의 경우에 도달한다면 전반적으로

우호적인 사회적 분위기 속에서 신재생 분산형 전원의 보급 확대를

추진할 수 있다. 다만 신재생에너지가 38.9% 수준으로 확대하기 위해


서는 계통의 안정성을 위해 스마트그리드 기술 및 에너지저장장치가

필요하므로 이에 대한 준비가 선행되어야 한다. 원자력 발전에 대한

집단 간 인식차이는 여전하지만, 시나리오 1과 비교했을 때 집단 1의

원자력 발전 선택확률이 크게 감소(56.3% → 37.3%)하기 때문에 그

차이 정도는 줄어드는 것 또한 확인할 수 있다.

시나리오 4와 같이 에너지믹스가 구성될 경우 평균 발전원가는


지출액은 52,909원이 되어 현재수준보다 약 6,002원이 증가하게 된다.

다음으로 각 시나리오 별로 다섯 개 발전원에 대한 두 집단(집단 1,

2)의 선택확률 차이의 절댓값을 점검한다(표 <4-16>). 이를 통해 국내

소비자들의 경우 어떤 원에 대한 선호의 이질성이 상대적으로 더 크

거나 작은지 확인할 수 있다. 선택 확률의 차이가 클수록 해당 원에

대한 집단 간 견해 차이가 큰 것으로 간주할 수 있다. <표 4-16>의 결

과를 보면 집단 1, 2의 응답자들은 원자력과 석탄 발전에 대한 견해가

가장 극명하게 엇갈리는 것으로 나타났다. 앞서 반복적으로 확인했듯

이 시나리오에 관계없이 집단 1의 응답자들은 발전원으로서 원자력을

가장 선호하는 반면 집단 2의 응답자들은 석탄을 가장 선호한다. 반면

상대적으로 신재생 분산형 전원은 이 두 발전원에 비해 집단 간 선택

확률 차이가 크지 않다. 따라서 국내 발전 부문 내 탈 화석연료를 지

향하는 과정에서 궁극적으로 신재생 또는 원자력 발전을 확대해야 한

다면, 두 발전원 중 신재생 분산형 전원의 확대가 사회적으로 갈등요

소가 적다고 판단할 수 있다. 따라서 신재생 분산형 전원은 두 집단

간 견해 차이를 완충해 주는 역할을 담당해야 할 것이다. 물론 그 이

전에 여전히 석탄 발전을 가장 선호하는 응답자 집단(집단 1)이 전체

86

응답자의 과반수 이상(50.9%)을 구성하고 있다는 사실 또한 간과해서

는 안 될 것이다.

구분　 석탄 천연 가스 석유 원자력 신재생

시나리오 1 35.7 6.2 14.6 47.6 8.9

시나리오 2 34.0 0.6 13.0 29.8 17.8

시나리오 3 33.8 6.1 13.9 43.7 10.0

시나리오 4 30.5 7.4 12.8 30.4 20.3

평균 33.5 5.1 13.6 37.9 14.3

<표 4-16> 집단 1, 2 간 선택확률 차이 (단위: %)*

* 일부 반올림 오차 존재함

반복적으로 언급하지만, 본 연구에서 제시된 네 가지 시나리오에 따

른 발전원 비중은 국내 소비자의 잠재선호를 반영한 적정 발전원 비

중으로 간주할 수 있다. 따라서 국내외에서 기존에 발표된 다양한 발

전원 비중 목표 및 예측 값과 본 연구 결과를 비교함으로 인해 다양한

시사점을 찾을 수 있다.


[그림 4-3] 본 연구결과를 포함한 국내외 발전원 비중 비교

자료 : 한국의 발전믹스는 전력거래소(2016), 세계 발전믹스는 International Energy Agency(2015b), 독일 및 영국의 발전믹스는 IEA 통계시스템

주 : 독일의 나머지 믹스는 양수 등 기타에너지가 차지함. 한국의 2029년 발전 믹스 전망은 발전 용량 기준이고, 나머지는 발전량 기준임.

[그림 4-3]은 국내외에서 발표된 발전원 비중과 본 연구의 결과를

비교하고 있다. 한국의 경우 2015년 기준 신재생에너지 발전 비중이

3.9%에 불과하지만 세계의 발전 믹스를 살펴보면 2013년 기준 신재

생에너지의 비중이 22.0%에 달한다. 또한 전 세계적으로 기후변화에

대한 우려가 심화되면서 신재생에너지의 비중을 점차 늘려나가는 추

세이고, 이에 따라 2040년에는 신재생에너지의 발전 비중이 34.0%에

달할 것으로 예상되고 있다. 발전 믹스가 비교적 친환경적인 독일의

경우 화석연료 52.0%, 원자력 14.0%, 신재생 30.0%로 구성되어 있다.

2030년까지 독일의 신재생에너지 발전 목표가 50% 내외임을 고려할

때, 독일은 본 연구에서 가장 신재생 비중이 높았던 시나리오 4를 넘

88

어서는 수준의 신재생 분산형 전원 확대를 지향하고 있는 것이다. 이

에 비하면 현재 한국의 신재생에너지 발전 비중은 매우 작은 수준에

해당한다. 이는 소비자 선호를 고려하기 보다는 비용 위주로 발전원

구성이 정해지기 때문이다. 그러나 전력 수급 계획을 수립하는 데 있

어서 공급 측면 못지않게 수요 측면 역시 중요한 부분에 해당하며, 발

전원 구성에 대한 소비자의 수용성은 점점 더 중요해지고 있다는 점

을 인식해야 한다.

본 연구 결과에 의하면 한국 정부의 2035년 신재생에너지 목표치인

13.4%는 국내 소비자 입장에서는 충분히 수용가능 할 것으로 판단된

다. 오히려 본 연구의 시나리오 분석에 따르면 신재생 발전 비중을 최

소 18.5%에서 최대 38.9%까지 증가시키는 것이 장기적으로 국내 전력

소비자들의 선호와 합치하는 방향이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구에

서 도출된 소비자의 잠재 선호를 고려한 발전원 구성비를 향후 중장기

전력 정책 및 에너지 계획을 수립하는 데 있어 참고할 필요가 있다.

본 연구의 결과와 설문의 기초질문 결과와 비교하는 것도 흥미로울

수 있다. 기초 질문 중 가장 선호하는 발전원에 대한 응답결과를 살펴

보면 신재생(49.8%), 천연가스(22.8%), 원자력(10.4%), 석유(2.4%),

석탄(0.2%)으로 나타났다. 이 결과는 컨조인트 결과와 대단히 상이한

결과라고 할 수 있다. 이러한 차이는 소비자가 직관적으로 생각하는

것과 속성으로 접근하는 것의 차이로 설명할 수 있다. 즉 소비자는 직

관적으로 친환경적이고, 위험성이 적은 에너지원을 선호하지만 이에

따른 비용 상승을 충분히 인지하지 못한다. 즉 기초 질문 결과와 같이

신재생에너지 비중 49.8%를 달성하게 되면 비용 상승이 불가피하며,

이에 대한 저항은 또 다른 문제도 대두될 수 있다. 따라서 본 컨조인


트 분석과 같이 발전소 속성을 종합적으로 고려하여 소비자 선호 분

석을 하는 것이 바람직한 것을 확인할 수 있다.

또한 국내 신재생에너지 공급 여건을 고려했을 때 40%에 가까운

신재생에너지 보급이 가능한지 살펴보아야 한다. 이를 판단하기 위해

서 국내 신재생에너지 시장잠재량을 살펴볼 필요가 있다. 국내 신재생

에너지원별 시장잠재량 산정은 에너지경제연구원에서 에너지기술연구

와 공동으로 연구수행 중에 있으며 2017년도에 최종 결과가 발표될

예정이다. 따라서 본 연구에서는 가장 최근에 신재생에너지원별 시장

잠재량을 산정한 환경정책평가연구원 자료를 활용하여 보급 가능성을

평가하기로 한다. 환경정책평가연구원(2014)9)에 의하면 국내 신재생

에너지 공급가능 잠재량은 331.9TWh에 달한다. 원별 잠재량 규모는

<표 4-17>과 같다. 2014년 국내 총 발전량 542TWh를 고려해 볼 때

국내 신재생에너지 가능 비중은 61.2%에 달한다. 즉 본 연구의 시나

리오 4 결과에서와 같이 신재생에너지 비중 38.9%는 국내 시장 잠재

량을 고려해 볼 때 충분히 가능할 것으로 보인다.

구분　 태양광 육상 풍력 해상 풍력바이오 에너지

전체

잠재량 155.1 34.5 127.7 12.6 331.92014년

발전량 대비 비중

28.6% 6.4% 23.6% 2.3% 61.2%

<표 4-17> 국내 신재생에너지원별 공급가능잠재량 (단위 : TWh)

자료 : 환경정책평가연구원, p.103

9) 환경정책평가연구원의 결과는 기존 연구결과보다 보수적으로 추정한 것으로 평가된다. 가령 산업통상자원부(2014)에서는 태양광의 잠재량을 9,939GW로 추정하였다. 여기에 국내 평균 이용률 14.75%를 적용할 경우 1,284TWh로 계산되어 국내 총 발전량의 2배 이상에 달한다.

제5장 신재생에너지에 기반 분산형 전원 확대 방안 91

제5장 신재생에너지 기반 분산형 전원 확대 방안

본 장에서는 앞 장에서 분석한 설문 및 컨조인트 분석결과와 해외

사례를 조사를 통해 국내 신재생에너지 기반 분산형 전원 확대 방안

을 살펴보고자 한다.

1. 국내 분산형 전원 확대를 위한 경제적·비경제적 장벽들

신재생에너지 사업과 관련된 위험도는 기본적인 경제적 요인과 현

실적인 비-경제적인 장벽에서 야기된다. 기술의 성숙도와 경제적 장벽

은 아주 직접적으로 연관되어 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 화석에너

지에 대한 적정한 외부비용을 반영하지 않는 경우가 있어 신재생에너

지에 불리한 영향을 미치는 시장왜곡현상이 벌어지기도 한다. 이외의

모든 다른 장벽들은 비-경제적인 장벽으로 구분된다. 그러나 비-경제

적인 장벽들도 신재생에너지 기술의 비용을 결정하는 데 중요한 역할

을 한다. 초기의 분석에서 나온 결과에 따르면, 비-경제적인 장벽들이

미래의 지속 가능한 에너지 구성에서 신재생에너지의 비중 확대의 장

애 요인이 될 수 있다(IEA, 2008). 비경제적인 장벽에는 시장적, 규제

적, 행정적, 환경적 장벽 등이 있고 인식, 기반시설, 주민수용성 부족

등에 대한 장벽도 있다.

그럼에도 이와는 또 다른 구분도 가능하며 이들 장벽은 상호 연결

되어 있음을 알 수 있다([그림5-1]). 장벽의 중요성은 각각의 기술과

시장 상황에 따라 다르며, 우선순위도 상업화에 따른 기술의 성숙도에

92

[그림 5-1] 신재생에너지 확산의 장벽들

따라 변한다. 또한, 한 가지 장벽이 극복되더라도 계속하여 다른 장벽

이 나타나기도 한다.

자료: IEA (2011)

2. 분산형 전원의 확대 방안 제안을 위한 SWOT 분석 및 발전전략

지난 2011년 9월 15일 사상 초유의 사태로 회자되는 대규모 정전사

태(불랙아웃)가 발생한 바 있다. 지속적으로 확대되는 전략수요를 공

급확대가 감당하지 못했기 때문이다. 이는 화력, 원자력 등 기저부하

의 확대만으로는 더 이상 전력계통의 안정성을 담보할 수 없다는 것

을 온 국민들에게 인식시켜 준 기회가 된 것이다

현재 국내 전력수급은 화력, 원자력 등 대규모의 집중된 발전소를

통해 대부분 공급된다. 이와 같은 중앙집중형 전원방식은 안정적인 전

력공급이 가능하다는 장점이 있다. 하지만 공급의 유연성이 부족하다


는 단점도 함께 존재한다. 따라서 분산형 전원이 확대되어야 하는 이

유가 여기에 있다.

이에 따라 분산형 전원을 통해 자체 생산된 전력은 기반 전력계통

과 연계되어 언제나 중추 공급망에 연결될 수 있고, 이처럼 국가 기저

부하와 함께 분산형 전원이 확대될 때 안정적이면서 높은 유연성을

함께 겸비한 전력공급시스템이 갖춰질 수 있을 것이다.

국내 분산형 전원의 확대를 위하여 본 연구의 결과와 성공적인 해

외사례 분석을 통해 강점 및 약점요인, 기회 및 위협요인을 살펴보고

이를 극복하기 위한 정책대안을 개발하기 위하여 다음과 같은 SWOT

분석을 시도해 본다.

강점(Strengths)요인으로는 분산형 전원은 중앙 집중형 전원보다 건

설공기가 짧다는 것과 소규모이기 때문에 투자규모가 높지 않다는 점

이다. 약점(Weaknesses)요인으로는 소규모 건설로 규모경제의 이익실

현이 어렵다는 것과, 풍력과 같은 신재생에너지 발전시설 설치에 지역

주민들이나 생태환경론자들의 반대도 심심찮게 생겨나고 있다는 점이

다. 기회(Opportunities)요인으로는 수요변화에 대응하여 공급량 조절

이 가능하다는 것과, 수요현장에 걸맞는 입지선정이 가능하다는 것,

그리고 국내 사계절의 기후조건이 특색 있게 분명하여 우리나라의 기

준을 통과한 기술제품이라면 세계 어떤 나라의 경우에도 적응가능 하

다는 점이다. 위협(Threats)요인으로는 분산형 전원에도 경제적, 비-경

제적 장벽은 동일하게 존재하고 있다는 점이다.

앞서 SWOT분석을 바탕으로 내부요인분석과 외부요인분석의 연계

를 통해 사업전략을 도출할 수 있다. 내부요인인 강점(strength)과 외

부요인인 기회(Opportunity)와 위협(Threat)를 연계한 S-O 전략과 S-T

94

강점 (S) 약점(W)

Ÿ 분산형 전원은 중앙집중형 전원보다 건설공기가 짧음

Ÿ 분산형 전원은 투자규모가 높지 않음

Ÿ 소규모 발전으로 규모경제의 이익실현 곤란

Ÿ 풍력과 같은 신재생에너지 발전시설 설치에 지역주민 수용성 확보 어려움

Ÿ 바이오매스 연소 시 대기의 질 약화

Ÿ 수력발전을 위한 대형저수지 물의 증발로 손실율 과다

Ÿ 신재생에너지원의 국토이용 점유율 과다

Ÿ 계통의 불안정성 야기

기회(O)

Ÿ 수요변화에 대응하여 공급량조절 가능

Ÿ 수요현장에 걸맞는 입지선정 가능

Ÿ 국내 사계절이 분명하여 어떤 기후조건에도 적응가능한 트랙레코드 확보

S-O전략 W-O전략

Ÿ 현실적인 외부비용 반영

Ÿ RPS 또는 경매제도 도입Ÿ 세제헤택, 직접투

자보조금 지원

Ÿ 소규모 발전에 한해 FIT/FIP제도 도입

Ÿ 주민수용성확보 전략

위 협(T)

Ÿ 분산형 전원에도 비-경제적 장벽 존재

S-T전략 W-T전략

Ÿ 시장적, 제도적, 환경적, 행정적, 규제적 장애 및 수용성, 기반시설부족의 장벽해소

Ÿ 지원메커니즘 방안 모색Ÿ 계통 운영을 위한 보완장치

마련 준비 필요

<표 5-1> SWOT 분석을 통한 사업전략 탐색

전략을 도출할 수 있으며, 내부요인인 약점(Weakness)과 외부요인인

기회(Opportunity)와 위협(Threat)를 연계한 W-O 전략과 W-T전략을

도출할 수 있다.

다음 <표 5-1>은 상기 SWOT분석을 통해 도출된 네 가지 전략, 즉,

S-O전략, W-O전략, S-T전략, W-T전략을 기술한 것이다.

위에 제시한 SWOT 요인별 각종 전략을 구체적으로 종합분석해 보

면 경제적 및 비경제적 장벽으로 나누어 그 해소방안을 검토해 보는

과정에서 다음과 같은 대책을 찾아볼 수 있다.


가. S-O(Strength-Opportunity) 전략

신재생에너지의 경제성 향상은 타원과의 경쟁과도 관련이 있다. 한

국은 석탄, 천연가스, 원자력 등 기존 전통에너지에 탄소배출 및 송전

선 사용 등에 대한 외부비용을 반영하지 않고 있다. 따라서 이를 제대

로 반영하여 사회적 차원의 합리적인 에너지 가격을 결정하는 것이

중요하다.

한편 신재생에너지의무할당제(RPS) 하의 REC 가중치를 적용하여

시스템 한계가격(SMP)으로 발전원가 보상이 어려운 부문을 보전해

주는 거래 가능한 녹색 인증제도(REC)가 시행될 수 있다. 우리나라도

RPS 적용국가 중의 하나다. RPS제도란 신재생에너지 설비를 제외하

고 500MW 이상의 발전설비를 보유하고 있는 발전사업자(공급의무

자)에게 총 발전량에서 일정 비율 이상을 신재생에너지를 이용하여

공급토록 의무화한 제도로서 발전사업자가 신재생에너지 설비를 이용

하여 전기를 생산 및 공급하였음을 증명하는 인증서를 발급해 주고,

공급의무자는 의무공급량을 신재생에너지 공급인증서를 구매하여 충

당할 수 있도록 하고 있다(산업통상자원부, 2014). 공급인증서 발급대

상에 해당하는 설비에서 공급되는 MWh 기준의 신재생에너지 전력량

에 대해서는 일정률의 가중치를 정하여 이를 곱하여 부여하고 있다.

가중치는 환경, 기술개발 및 산업 활성화에 미치는 영향, 부존잠재량,

온실가스 배출 저감, 발전원가에 미치는 효과 등을 고려해 산업통상자

원부장관이 정하여 고시한다(법제처, 2015). 공급인증서 가중치는 3년

마다 재검토하게 하고 있으나 필요한 경우에는 재검토기간의 단축이

가능하다.

우리나라는 2002년부터 FIT제도를 실시한 바 있으나 정부재정 부

96

담이 눈덩이처럼 불어나자 감당하기 어렵다는 이유로 2012년부터

RPS제도로 전환하기에 이른다. 하지만 시장에서 유통되는 SMP로는

발전원가를 보전하기 어렵기 때문에 SMP+REC 가중치를 통합 조정

함으로써 시장경제 전환으로의 장점과 정부지원의 장점을 함께 살리

는 방향으로 RPS제도를 운영해 오고 있다.

그런데 최근 EU를 위시하여 많은 선진국들은 FIT를 통한 재정부담

등을 이유로 지원 금액을 대폭 축소해야 하는 위기에 직면하고 있어

경매제도10)로 전환하고 있다.

독일의 경우 EEG(신재생에너지법) 2016에 의하면 태양광, 풍력, 바

이오매스 발전에 대해서도 경매제도를 적용하고 20년간 낙찰가를 보

장한다고 발표하고 있다. 그러나 750kW(바이오매스 150kW) 이하의

풍력, 태양광, 바이오매스와 모든 지열, 폐기물에너지, 수력 등은 경매

대상에서 제외되고, 계속적으로 FIT제도를 운영하기로 한다는 조건이

다. 가장 낮은 가격을 제출한 입찰자 순으로 경매된 용량에 도달할 때

까지 낙찰하는 구조를 채택하고 있다.

독일 외에도 <표 5-1>에서 알 수 있는 바와 같이 세계 여러 지역에

서는 신재생에너지 전력량을 조달하기 위하여 정기적인 경매 제도를

이용한다. 예를 들어 모로코는 2020년까지 태양열 2,000MW와 풍력

2,000MW의 전력을 생산한다는 목표를 달성하기 위하여 경매를 실시

했다. 이러한 경매는 정해진 일정에 따라 조달하기로 한 구체적인 전

력용량과 직접 연계되어 있다. 2011년에 처음 시작하여 풍력 150MW

10) EU는 에너지환경 국가 지침 2014~2020을 준수하여 신재생에너지 보조금을 점진적으로 축소하고 시장기반 보급 확대 정책을 도입하고 있다. 경매입찰(Auction Tenders)은 여러 가지 방식이 있으나 일반적으로 자격을 갖춘 모든 참여자가 비공개로 입찰가와 물량을 제시하고, 경영운영자는 계획된 물량이 소진될 때까지 가장 낮은 가격을 제시한 입찰자부터 낙찰하는 방식이다.


가 경매에 부쳐졌으며 뒤이어 2012년에는 추가로 850MW가 경매되

었다. 태양열과 관련된 경매도 이와 유사하게 진행되었다. 2012년 초

기 경매로 집광형 태양열 발전(CSP)을 중심으로 500MW가 조달되었

으며 2020년까지 태양광 발전(PVs) 및 집광형 태양열 발전(CSP) 모

두를 포함한 1,500MW가 추가로 조달될 계획이다. 구체적인 신재생에

너지 설비 용량을 조달하기 위한 이 같은 경매는 브라질, 중국, 인도,

남아프리카를 비롯한 세계 여러 국가에서 진행되고 있다. 최근 일본도

경매제도 도입을 준비 중인 것으로 알려져 있다.

또한 미국, 인도에서와 같이 세제 혜택과 직접 투자 보조금 같은 추

가적인 지원금을 제공함으로써 경제적인 장벽을 극복하는데 보조 대

책이 될 수 있다. 건물 법규나 의무 혼합 비율과 같은 규제 기준은 신

재생에너지 기술을 의무적으로 사용하게 하는 실례이며, 이러한 제도

는 비용 면에서 경쟁력을 확보하기 이전에라도 신재생 기술에 대한

수요를 창출할 수 있다.

98

정책 수단 해당 국가

경매 혹은 경쟁 시장모로코, 브라질, 남아프리카

발전차액제도(FITs) 혹은 신재생에너지 표준 공급 계약 중국, 말레이시아

프리미엄 차액제도(FIPs) 혹은 차별계약(CfDs) 독일, 네덜란드, 영국

신재생에너지 의무 혹은 강제* 영국, 미국양국 간 계약(독립 전력 생산자와의 직접 협상) 부르키나파소

탄소 거래제도(RECs) 혹은 녹색 인증 거래제도(TGCs) 인도, 스웨덴

전력요금 인하제도(net metering 혹은 net billing) 쿡아일랜드, 미국, 그라나다

저리 융자제도 혹은 회전 융자 프로그램 미국

세금 감면(투자세금 감면, 생산자 투자 감면, 가속 상각, 부가가치세와 관세 감면)

미국, 인도, 카보베르데

<표 5-2> 신재생에너지 전원 확대를 위한 정책 수단

자료 : IRENA, 2015a 주 : * 신재생에너지 의무, 신재생에너지 표준, 신재생에너지 의무 할당제 등은

정책, 목표, 수단으로 동시에 실행됨. ** 바이오 연료 혼합의무와 태양열 의무화 등은 신재생에너지 목표라기보다는

정책과 규제 수단이지만 신재생에너지 목표 실현에 중요한 역할을 함.

나. W-O(Weakness-Opportunity) 전략

앞의 SWOT분석을 통한 W-O전략의 일환으로 소규모 발전에 한해

발전차액 지원제도인 FIT와 FIP가 검토될 수 있다.

여기서 FIT(Feed-in-Tariff)란 신재생에너지 투자 경제성을 확보하기

위해 신재생에너지 발전을 통해 공급한 전기의 전력거래가격이 기준

가격보다 낮을 경우에 기준가격과 전력거래와의 차액을 지원해 주는

제도이다. 반면 FIP(Feed in Premium)는 시장 가격을 기준으로 기준

단가와의 차이를 변동가격으로 지원하는 제도이다. FIP 지원 금액은

기준단가에서 시장가격을 제외한 금액으로 내부수익율(IRR)을 보통

9~10%로 제한한다. 여기에 기준가격을 LCOE(균등화 비용, Levelized


cost of energy)를 고려하여 매년 개정하고 이후 경매제도가 적용되는

에너지원의 경매 낙찰가격이 기준가격이 된다.

그리고 국민적 수용성과 관련된 장벽해소도 이 W-O전략 분야에 속

한다. 신재생에너지기술에 대한 국민 이해력과 수용성이 아무리 높다

하여도 바이오가스나 해상풍력 등 특정에너지사업에는 님비 현상으로

지역주민의 민원이 야기된다. 본 문제는 신재생에너지 설치로 인하여

손실된 자산의 가치를 보상하거나, 풍력터빈의 지분을 구입할 수 있도

록 지역주민의 선택권을 부여할 수 있다. 또는 지역 경관 및 휴식가치

를 향상시키기 위한 녹색계획을 마련하거나, 사전 환경영향평가와 이

를 조사·분석하기 위한 자금조성 및 기금지원 등의 현시적인 조처가

뒤따라올 때 가능하다.

다. S-T(Strength-Threat) 전략

앞의 S-T 전략의 일환으로 여러 가지 장애요인들이 해소되어야 한

다. 그 첫째가 시장장벽해소이다. 예를 들면 정부가 주택소유자에게

아무런 인센티브도 없이 효율적이고 친환경적인 새로운 난방시스템

설치를 권장한다고 하여 추가적인 선행 투자를 할 주택소유자는 별로

없다. 이 문제는 신재생 기술사용을 권장하는 의무적인 기준을 마련하

거나, 아니면 주택평가제도를 기준으로 세입자에게 최고의 임차료를

받을 수 있도록 하는 강제적인 규제방안이 있을 때에만 가능하다.

둘째, 제도적 장벽 해소이다. 첨단 차세대 신재생에너지 생산공장을

설립하려 할 경우 선행자본금을 투입해야 하겠지만 본 사업이 성공적

으로 이루어진다는 보장책이 없는 한 사업자들이 대규모 사업에 바로

착수하기는 어렵다. 본 문제를 해결하기 위하여 공공 및 민간 상호 파

100

트너십을 통하여 추진되는 보조금과 대출보증을 통한 정부개입이 선

행되어야 할 필요성이 있다.

셋째, 인식과 관련된 장벽 해소이다. 본 설문조사에서도 나타난 바

와 같이 국민들은 신재생에너지라는 용어 자체에 대해서는 인지하고

있으나 그 의미는 잘 모르는 경우가 많다. 특히 잘못되거나 불충분한

정보들은 신재생에너지에 대한 국민의 수용성을 방해할 수가 있다. 본

문제는 미디어의 정보제공, 캠페인 광고, 정보센터의 설립, 웹 사이트

운영 등이 동원되어야 하며 최고의 설계 등에 대하여 포상하는 공개

경쟁방식이 요구된다.

넷째, 환경적인 장벽의 해소이다. 해상풍력발전의 소음 정도가 해양

포유류를 포함한 해양환경에 부정적인 영향을 미칠 수도 있다. 본 문

제는 해양플렛폼을 건설하여 해양풍력터빈이 해양포유류, 바닷새, 조

류의 이동, 해저동물이나 물고기 개체 수에 미치는 잠재적인 영향 등을

과학적으로 조사하여 국민의 알 권리를 충족시켜 나갈 때 가능하다.

다섯째, 행정적인 장벽의 해소이다. 신재생에너지 설치승인과 관련

하여 복잡한 행정적 절차와 많은 시간소요가 사업 참여 의욕을 상실

하게 한다. 본 문제는 승인절차를 간소화하고 빠르고 편리하게 접근할

수 있는 one-stop-services의 운영이 요구된다. 이를 위하여 여러 기관

에 산재되어 수행되고 있는 업무를 종합 관리하는 전담기관의 설립도

검토되어야 한다.

여섯째, 규제 장벽해소이다. 신재생에너지 보급 활성화를 위하여 정

부차원의 임시방편적인 장려금 지원정책은 지속가능성을 담보하기 어

려워 사업의 불확실성을 가져온다. 본 문제는 정부의 예산지원이 정치

적 상황에 따라 민감하게 반응하므로 정부의 권장 하에 소비자가 요


금으로 직접 부담하는 방식으로의 전환모색이 설치사업자로 하여금

안정적인 수익을 보장할 수 있게 하는 신호로 작용할 수 있다.

일곱째, 기반시설 부족에 대한 장벽해소이다. 신재생에너지로 생산

된 전력은 지역 전력망 안에서 연계되어야 하겠지만 현실적으로는 지

속적으로 실행되지 않는 실례가 있다. 본 문제는 전력망회사가 신재생

에너지원에서 생산된 전력을 최대한 구매한다는 의무보증이 필수적이다.

라. W-T(Weakness-Threat) 전략

앞의 W-T 전략의 일환으로 분산형 전원 확대를 위한 지원 메커니

즘은 다음과 같다(Simon et al., 2011). 첫째, 성과 기준의 인센티브이

다. 발전차액 지원제도(FITs)와 같은 성과 기준의 인센티브는 잘 설계

되고 알맞은 수준으로 실행된다면 투자의 위험도를 줄이고 신재생에

너지 기술의 빠른 성장을 이끌 수 있다.

전력망 통합이 어려운 경우, 발전차액 지원제도는 사전-발전차액 지

원 메커니즘과 같은 특별 전력구매 계약 등으로 조정되어 적용되고

있다. 특히, 현재의 전력망 계획에 포함되지 못한 고립된 지역의 경우,

분산된 에너지 생산을 위한 성과 기준의 인센티브로 발전차액 지원제

도가 활용되고 있다.

둘째, 위험에 대한 보험제도 운영이다. 대부분의 개발도상 국가들은

불안정한 정치적, 경제적, 통화 시스템에 대하여 상대적으로 높은 위험

도를 갖고 있으며, 이에 따라 사업 당사자들의 신뢰성도 종종 의심을

받는다. 따라서 직접적인 자금의 지원 이외에도, 신용 조건을 개선하고

민간 투자를 영입하기 위하여 정책 입안자들은 국제적인 민간 및 공공

보험을 통하여 신재생에너지 프로젝트의 다양한 위험도를 줄여야 한다.

102

셋째, 대출조건의 완화와 보증이다. 대출 조건 완화 프로그램과 융

자 보증 혹은 지역 정부의 보증에 대한 재확인 등은 민간 대출의 비용

을 줄여줌으로써 프로젝트의 경제성을 향상시킨다.

넷째, 인큐베이터(환경 벤처센터)의 설립이다. 세계 어느 곳이나 인

큐베이터라고 불리는 160개 이상의 환경 벤처센터가 활동하고 있다.

그들은 청정 에너지 기술의 상업화(WEF, 2010), 노하우 전수, 신생

기업에 대한 개발 컨설팅과 자금 지원에 초점을 맞추고 있다. 과거 이

들 인큐베이터는 주로 선진국을 중심으로 활동했으나, 최근에는 여러

신흥국가에서도 빠르게 성장하고 있다. 국제적 기부 단체들이 기금을

조성하는 비영리 인큐베이터는 상대적으로 발전된 개발도상국에서

R&D와 기술 학습을 활성화하는 흥미로운 지원 메커니즘으로 활용된다.

다섯째, 기술 지원과 수용력 구축이다. 수많은 기술, 행정, 법적 혹

은 정치적 장벽들은 정책 구상만으로는 다루어질 수 없으며, 기술적인

지원과 자금 수요를 강화하기 위한 지역의 민간 및 공공 능력의 구축,

그리고 투자와 확산을 위한 신뢰할 수 있는 체제가 이루어질 때 가능

하다. 모든 지원 프로그램은 개발도상국에서 기술을 발전시키고 정책

을 습득하기 위한 지역 기관들의 개입을 최대화하도록 노력하여야 하

며, 이로써 기술자들이 배양되고 수용력이 구축될 수 있다.

제6장 결론 및 정책적 시사점 103

제6장 결론 및 정책적 시사점

본 연구에서는 컨조인트 분석을 통해 신재생에너지 기반 분산형 전

원에 대한 시장 수용성을 분석하였다. 또한 신재생에너지를 확대하기

위한 여러 가지 전략을 제시하였다. 밀양 사태 이후 국내 분산형 전원

확대 필요성에 대한 공감대가 형성되어 왔고, 온실가스 저감 및 에너

지 안보 제고를 목적으로 신재생에너지 기반 분산형 전원 비중 확대

가 전 세계적으로 이슈가 되고 있다. 이러한 상황에서 우리나라는 2차

에너지기본계획에서 현 5% 수준의 신재생 기반 분산형 전원을 2035

년까지 전체 발전량의 13.4% 이상으로 확대 보급하는 것으로 목표를

설정하였다. 그리고 컨조인트 분석 결과, 이러한 목표는 충분히 수용

가능한 것으로 나타났다.

본 연구는 여러 가지 관점에서 의미를 가진다. 우선 전기라는 특성

상 발전원에 따라 전기의 성능이 크게 다르지 않기 때문에 일반적으

로 소비자는 전력이 어느 발전소에서 생산되었는지에 크게 관심이 없

다. 이러한 상황에서 발전원 속성만을 이용해서 소비자들의 선호를 분

석한 본 컨조인트 접근 방식은 유효하다고 판단된다. 둘째, 기존 발전

믹스 관련 연구는 여러 가지 제약조건 하에서 비용 최소화 관점으로

접근하였다. 즉 공급 측면에서의 발전 믹스만을 고려하였기 때문에,

이를 사용하는 소비자의 효용을 간과한 한계가 있다. 본 연구는 소비

자의 효용 이론에 근거하여 효용 극대화 관점에서 발전 믹스를 제안

했다는 데에 의미가 있다. 셋째, 에너지원의 다양한 조건 하에 발생할

수 있는 소비자의 선택변화를 시나리오별로 분석하여 다양한 상황을

104

설명할 수 있었다. 마지막으로 소비자의 이질성(heterogeneity)을 반영

함으로써 소비자 집단 간의 에너지원에 대한 선호 차이를 설명할 수

있었다.

본 연구의 주요결과를 살펴보면 소비자는 일반적으로 온실가스 및

미세먼지 배출량이 적고, 전기요금과 위험성, 수입의존도가 낮으며 안

정성이 높은 발전원을 선호하였다. 이는 직관적으로 합리적인 결과라

고 볼 수 있다. 하지만 이러한 선호 차이는 소비자에 따라 차이를 보

여주었고, 이를 2개의 집단으로 분류할 수 있었다. 집단 1은 경제성

(가격)과 환경에 민감한 집단이었고, 집단 2는 위험성에 민감한 집단

이었다. 집단 1에 속한 사람들의 특징은 나이가 많고, 가구소득이 낮

은 것으로 나타났고, 성별은 집단 간에 차이가 없는 것으로 나타났다.

즉 나이가 적고, 가구 소득이 높은 사람일수록 위험성에 민감한 것으

로 해석할 수 있다. 따라서 향후 발전원 구성 계획이나 관련 정책 및

홍보전략 수립에 있어서는 이와 같은 발전원에 대한 소비자 선호의

이질성을 반드시 고려해야 할 것이다. 또한 향후 국내 발전원 구성에

대한 원만한 사회적 합의를 도출하기 위해서 이와 같은 선호의 이질

성을 중재 및 완충할 수 있는 중장기적인 방안 마련에 대해서도 고민

이 필요할 것이다.

일반적으로 소비자가 원하는 하나의 에너지원은 세상에 존재하지

않기 때문에 소비자의 효용 극대화를 위해서는 원간 적절한 균형이

필요하다. 본 연구 결과에 의하면 여러 가지 발전 속성을 고려할 때

소비자가 선택한 믹스는 원자력(32.9%), 석탄(19.8%), 신재생(18.5%),

천연가스(17.6%), 석유(11.2%) 순으로 나타났다. 물론 이러한 믹스는

집단 간에 이질적으로 나타난다. 집단 1은 경제성과 환경성이 우수한


원자력을 가장 선호한 반면에 집단 2는 원자력에 대한 선호가 가장

낮고, 석탄 및 천연가스를 가장 선호하는 것으로 나타났다. 신재생에

너지의 경우 두 집단 모두 고르게 선호하는 것으로 나타났다. 에너지

원의 LCOE를 세계 기준으로 설정한 시나리오 2의 경우 신재생에너

지 선택확률은 24.4%로 증가하였다. 이는 세계 평균으로 보면 신재생

에너지, 천연가스의 LCOE가 낮은 반면, 석탄, 원자력에너지의 LCOE

가 높기 때문으로 해석된다. 시나리오 1과 동일한 상황에서 신재생에

너지에 ESS가 결합되어 비용이 증가하고 안정성이 향상된 상황을 가

정한 시나리오 3의 경우 신재생에 대한 선택 확률은 24.1%로 증가하

였다. 즉 비용이 올라가더라도 안정성을 향상시키는 것이 소비자 선호

향상에 도움이 된다는 것을 알 수 있다. 시나리오 4에서는 향후 신재

생에너지 비용 하락을 가정하였는데, 이 때 신재생에너지 선택확률은

38.9%까지 증가하는 것으로 나타났다. 즉 신재생에너지에 대한 수용

성을 확보하기 위해서는 가격 하락과 안정성 향상이 매우 중요한 것

을 알 수 있다.

본 연구결과와 같이 전력을 이용하는 소비자들은 가격에 가장 민감

하며 위험성과 온실가스·미세먼지도 동시에 회피하는 것을 선호한다.

이는 위험성이 없고 친환경적인 특징을 가지고 있는 신재생에너지에

게는 가격 경쟁력이 시장 수용성을 제고하기 위해 가장 중요하다는

것을 의미한다. 일반적으로 신재생에너지와 같은 신기술은 규모의 경

제에 의해 보급량이 확대됨에 따라 가격이 하락하고, 가격이 하락하면

서 다시 보급이 되는 확산 패턴을 보인다. 따라서 신재생에너지 확산

은 단기간에 해결되는 문제가 아니라, 중장기적인 측면에서 바라봐야

한다. 다만 신재생에너지가 어느 정도 경제성을 확보할 때까지는 정

106

부, 시장참여자, 국민들의 노력이 어느 정도 필요하다.

따라서 현존하고 있는 신재생에너지에 대한 경제적 장벽과 비경제

적 장벽을 해소할 필요가 있다. 우선 신재생에너지에 대한 경제적 장

벽을 해소하기 위한 첫 단계로 화석 연료에 탄소배출 및 송전선 사용

등에 대한 외부비용을 반영하여 사회적 차원의 합리적인 에너지 가격

을 결정하는 것이 중요하다.

둘째, 현행 RPS 하에서 경매제도 도입을 고려해야 한다. 경매제도

는 신재생에너지 단가하락 및 안정적인 장기 수익성 확보에 장점이

있는 것으로 평가받고 있다. 현재 RPS의 가장 큰 문제점은 계통한계

가격(SMP) 변동과 신재생에너지 인증서(REC) 가격 변동의 이중 불확

실성이 존재하여 신재생에너지 투자를 저해한다는 것이다. EU 국가들

도 “환경보호와 에너지에 관한 국가보조 가이드라인(‘14.7.1)”에 의거

하여 기존의 FTT 및 RPS에서 경매제도로 이행 중에 있다. 이것은 재

생에너지 정책을 시장 기반 정책으로 전환하되, 재생에너지 사업의 장

기적인 안정성을 보장하기 위한 조치이다. 일본, 중국도 경매제도 도

입을 검토하고 있으며, 2015년 말 기준 64개국이 도입한 상태이다. 또

한 세제 혜택과 직접 투자 보조금은 추가적인 지원금을 제공함으로써

경제적인 장벽을 극복하는 데 보조 대책이 될 수 있다.

셋째, 비경제적 장벽을 해소하기 위해 주민 수용성을 제고하여 님비

현상을 극복해야 한다. 신재생에너지기술에 대한 국민 이해력과 수용

성이 아무리 높다 하여도 신재생에너지 사업에 대해 지역주민의 민원

이 야기된다. 본 문제는 신재생에너지 설치로 인하여 손실된 자산의

가치를 보상하거나, 풍력터빈의 지분을 구입할 수 있도록 지역주민의

선택권을 부여함으로써 해결할 수 있다.


넷째, 신재생에너지에 대한 교육의 중요성이 강조된다. 본 설문조사

에서도 나타난 바와 같이 국민들은 신재생에너지라는 용어 자체에 대

해서는 인지하고 있으나 그 의미는 잘 모르는 경우가 많다. 특히 잘못

되거나 불충분한 정보들은 신재생에너지에 대한 국민의 수용성을 방

해할 수가 있다. 본 문제는 미디어의 정보제공, 캠페인 광고, 정보센터

의 설립, 웹 사이트 운영 등으로 해결되어야 한다.

다섯째, 행정적인 장벽의 해소가 요구된다. 신재생에너지 설치승인

과 관련하여 복잡한 행정적 절차와 많은 시간소요가 사업 참여 의욕

을 상실하게 한다. 풍력사업의 경우 이러한 문제가 심각하다. 본 문제

는 승인절차를 간소화하고 빠르고 편리하게 접근할 수 있는

one-stop-services의 운영이 요구된다.

본 연구는 우리나라 신재생에너지 기반 분산형 발전 확대 발표의

실현 가능성에 대한 여부를 점검하고 분산형 신재생에너지 보급 확대

를 위한 방안 제언을 통해 국내 신재생에너지 산업의 발전을 도모하

는 데 기여하고자 했다. 또한 본 연구를 통해 신재생에너지 기술발전,

수출산업화 및 지속가능한 사회발전에 기여할 것으로 기대된다.

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부록 121

부 록

1. 컨조인트 설문지

부록 123

부록 125

부록 127

이 철 용

現 에너지경제연구원 연구위원

<주요저서 및 논문>

국내 신재생에너지 수요예측모형 개발 및 운용, 에너지경제연구원, 2012.

“Estimating willingness to pay for renewable energy in South Korea using the contingent valuation method”, Energy Policy, 2016, 94, 150-156.

“Diffusion of Renewable Energy Technologies in South Korea on Incorporating Their Competitive Interrelationships”, Energy Policy, 2014, 69, 248-257.

기본연구보고서 2016-10

신재생에너지 기반 분산형 전원에 대한 시장 수용성 분석 및 확대 방안

2016년 12월 30일 인쇄

2016년 12월 31일 발행

저 자 이 철 용

발행인 박 주 헌

발행처 에너지경제연구원 44543, 울산광역시 중구 종가로 405-11 전화: (052)714-2114(代) 팩시밀리: (052)714-2028

등 록 1992년 12월 7일 제7호

인 쇄 (사)한국척수장애인협회 인쇄사업소 (031)424-9347

ⓒ 에너지경제연구원 2016 ISBN 978-89-5504-585-7 93320

* 파본은 교환해 드립니다. 값 7,000원

ISBN 978-89-5504-585-7

7,000원

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