발전연료 혼소의 경제적 효과에 관한 연구 : 복합화력발전소를 중심으로

국문 초록 (Abstract)

발전연료 혼소의 경제적 효과에 관한 연구 이유정 경제학과 숭실대학교 대학원 본 연구는 우리나라 복합화력 발전 연료인 LNG에 LPG를 혼소하여 발전할 경우 발열량 변화에 따른 경제성을 실증적으로 분석한다. 실제로 2022년 러시아-우크라이나 전쟁 이후 LNG 수급에 어려움이 있어 수도권 일부 발전소에서 약 6개월간 LNG에 1% LPG를 혼합하여 발전하였다. 이 기간에 LPG 미혼소(LNG 전소) 복합화력 발전소(부산빛드림본부, 안동빛드림본부)를 비 실험집단으로 하고, LPG 1% 혼소 발전소(신인천빛드림본부)를 실험집단으로 구분하였다. 또한 신인천빛드림본부의 LPG 혼소 여부에 따라 두 개의 하위그룹(2021년 혼소 전, 2022년 혼소 후)으 로 나누었다. 본 논문은 실증분석을 위해 경제학에서 널리 사용되는 이중차분법 (Difference-in-Differences)으로 LPG 혼소시 신인천빛드림본부의 연료 성분자료를 처치그룹(Treatment Group)으로 설정하여 혼소 여부에 따른 발열량 변화를 분석하였다. 분석 결과, 1% LPG 혼소시 발열량이 통계학적으로 유의미한 증가의 효과가 없는 것으로 확인되었다. 발전설비 특성을 감안하여 LPG 혼소율을 높인다면 발열량 증가에 따른 경제적 효과도 기대할 만하다. 이는 LNG 수입 비용증가에 따른 수급 불안 및 LPG 소비처 확대 필요시 국내 복합화력에 추가적 비용 없이 적용 가능한 기준이 됨은 물론, 향후 전 세계적 연료 다변화 추세에 부응하는 실증사례가 될 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Study on the Economic Effects of Co-Firing Fuels in Power Generation LEE, YOO-JUNG Department of Economics Graduate School of Soongsil University This research empirically analyzes the economic impact of co-firing LPG with LNG, the standard fuel for combined cycle power generation in South Korea, focusing on changes in calorific value. After the 2022 Russia-Ukraine conflict, difficulties in LNG supply led some power stations in the Seoul Metropolitan Area to generate power using a mix of 1% LPG with LNG over a six-month period. During this time, Busan Combined Cycle Power Plant and Andong Combined Cycle Power Plant, which exclusively used LNG, were designated as the control group, while Shin-Incheon Combined Cycle Power Plant, which utilized 1% LPG co-fired power, served as the experimental group. Furthermore, Shin-Incheon Combined Cycle Power Plant was divided into two subgroups for analysis: pre-mixing in 2021 and post-mixing in 2022. For empirical analysis, this thesis employed the widely used Difference-in-Differences approach in economics to analyze changes in calorific value depending on the co-firing of LPG, using fuel composition data from Shin-Incheon Combined Cycle Power Plant as the treatment group. The analysis revealed that co-firing with 1% LPG did not statistically significantly increase calorific value. However, increasing the LPG co-firing rate considering the characteristics of power generation facilities might lead to economically beneficial effects associated with increased calorific output. This could provide a viable standard for domestic combined cycle facilities to apply at no additional cost, addressing the need for expanded LPG consumption and supply instability due to rising LNG import costs, and could serve as an empirical case in response to the global trend towards fuel diversification.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 제 2 장 복합화력발전의 산업적 배경 3
• 2.1 복합발전 개요 3
• 2.1.1 복합발전의 원리 3
• 2.1.2 복합발전의 특징 5
• 2.1.3 발전회사별 복합설비 현황 9
• 2.2 가스연료(LNG, LPG) 특성 10
• 2.2.1 국내 천연가스 수요 변화 10
• 2.2.2 천연가스 도입 및 LPG 동향 10
• 2.2.3 LPG 및 LPG 성분별 조성 및 발열량 11
• 2.2.4 열량과 발전출력의 상관관계 12
• 제 3 장 선행연구 분석 13
• 제 4 장 계량경제학적 분석의 틀 15
• 4.1 분석자료 및 기초통계 15
• 4.2 실증분석 방법 17
• 제 5 장 실증분석 결과 23
• 5.1 분석 결과(전체 샘플) 23
• 5.2 분석 결과(서브 샘플) 24
• 5.3 논의 26
• 제 6 장 결론 및 시사점 29
• 참고문헌 31
• 부 록 32