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목차
Ⅰ. 서론 8
1. 연구 배경 및 필요성 8
2. 연구목적 8
Ⅱ. 연구내용 및 방법 9
1. 참여 기관 및 모형 9
2. 시나리오 프로토콜 10
3. 시나리오 보고 양식 13
4. 시나리오 분석 및 시각화 도구(PYAM) 14
Ⅲ. 분석 결과 15
1. 전력부문의 감축 기여도 15
2. 온실가스 배출량 15
3. 발전량과 설비용량 17
4. 설비투자 비용 17
5. 발전 믹스(MIX) 18
6. 설비 믹스(MIX) 18
7. 전력시스템 전체 이용률 19
8. CCS 포집량 20
9. 태양광 설비용량 20
10. 풍력(육상+해상) 설비용량 22
11. 재생 발전량 비중 23
Ⅳ. 결론 24
부록 25
1. METER 모형 25
1.1. 모형 개요 25
1.2. 모형 메커니즘: 발전부문 25
1.3. 전환부문 RES 26
1.4. 모형 최적화 단위 27
1.5. METER-21 기술특성 구현 사항 28
1.6. 주요 입력 데이터 29
2. AIMHUB 모형 30
3. GCAM-KAIST 1.0 모형 31
3.1. 모형 개요 31
3.2. GCAM 기본 모형 소개 31
3.3. GCAM 에너지시스템 모형의 구조 35
3.4. 에너지 변환 36
3.5. 부문별 데이터 입력 전제와 최종에너지 기본 모형 구조 40
3.6. GCAM-KAIST 1.0 모형 44
3.7. 참고 문헌 49
4. MESSAGEix 모형 51
4.1. MESSAGE 모형 개요 51
4.2. MESSAGEix 51
4.3. 모형의 구조 53
5. UNICON-2 POWER 모형 62
6. KIER-POSTECH-TIMES 모형 70
〈표 2-1〉 모형별 비교 요약표 9
〈표 2-2〉 시나리오 세부 내용 11
〈표 2-3〉 시나리오별 기술 가용도 요약표 12
〈표 2-4〉 시나리오 변수 분류표 13
〈표 3-1〉 태양광 설비 증가 속도(CAGR) 21
〈표 3-2〉 풍력 발전 설비 증가 속도(CAGR) 22
〈표 부록3-1〉 GCAM 모형의 기준년도에 적용된 원자력에 관한 기술 39
〈표 부록3-2〉 GCAM 모형 시나리오(열)로 적용된 기술(행) 가정의 조합 39
〈표 부록3-3〉 태양광 및 풍력 기술의 수준별 투자비용 가정 40
〈표 부록3-4〉 인구 전망 44
〈표 부록3-5〉 GDP 전망 44
〈표 부록3-6〉 기존 발전기술 비용 46
〈표 부록3-7〉 재생에너지 발전기술 비용 46
〈표 부록3-8〉 공기 중 탄소 포집 기술 비용 가정 46
〈표 부록3-9〉 승객 수송 비용 가정 47
〈표 부록3-10〉 화물 수송 비용 가정 48
〈표 부록4-1〉 MESSAGEix 모형 구동 절차 53
〈표 부록4-2〉 제조업 상세화 MESSAGE 모형 개요 54
〈표 부록4-3〉 MESSAGEix 건물부문 구조 56
〈표 부록4-4〉 MESSAGEix 수송부문 구조 58
〈표 부록4-5〉 MESSAGEix 전환부문 구조 59
〈표 부록5-1〉 최적화 모형의 시간대 구분 65
〈표 부록5-2〉 모형 입력자료 출처 요약 65
〈표 부록5-3〉 발전원별 열 소비율 66
〈표 부록5-4〉 발전원별 열효율 67
〈표 부록5-5〉 태양광 총자본비용(CAPEX) 전망 67
〈표 부록5-6〉 발전원별 건설단가 및 운전유지비 68
〈표 부록5-7〉 발전원별 운전유지비 비율 68
〈표 부록5-8〉 발전원별 예방정비일 및 고장 정지율 69
〈표 부록6-1〉 베이스라인 시나리오에서의 발전원별 설비용량 설정 72
〈표 부록6-2〉 발전설비 기술 특성치 자료 73
〈그림 2-1〉 시나리오 프로토콜 10
〈그림 2-2〉 전환부문 시나리오별 배출허용량과 총배출허용량 11
〈그림 2-3〉 시나리오별 배출허용량과 총배출허용량(전체) 11
〈그림 2-4〉 시나리오 보고 양식 13
〈그림 2-5〉 PYAM 패키지 14
〈그림 3-1〉 시나리오별, 기술 가용성에 따른 전력부문 감축 기여도 15
〈그림 3-2〉 온실가스 배출량 16
〈그림 3-3〉 시나리오별 기술 가용성의 영향 16
〈그림 3-4〉 발전량(좌), 설비용량(우) 17
〈그림 3-5〉 연평균 신규 발전소 투자비용 17
〈그림 3-6〉 기술 가용성에 따른 발전 믹스 삼각표 18
〈그림 3-7〉 기술 가용성에 따른 설비 믹스 삼각표 19
〈그림 3-8〉 시스템 이용률 NZ vs. NDC(좌), 기술 가용성에 따른 NZ 시나리오 이용률 L-L, H-H(우) 19
〈그림 3-9〉 온실가스 누적 포집량 20
〈그림 3-10〉 태양광 발전 설비 21
〈그림 3-11〉 풍력 발전 설비 22
〈그림 3-12〉 재생발전량 비중 NDC vs. NZ(좌), 기술 가용성에 따른 NZ 시나리오 재생발전량 비중 L-L vs. NZ(우) 23
〈그림 부록1-1〉 METER 모형의 구조 25
〈그림 부록1-2〉 모형 발전부문 메커니즘 25
〈그림 부록1-3〉 발전부문 RES 26
〈그림 부록1-4〉 192개 시간별 전력수요 27
〈그림 부록1-5〉 투자와 발전소 운영 결정 27
〈그림 부록1-6〉 태양광 계절, 시간별 발전량 예시 28
〈그림 부록1-7〉 풍력 계절, 시간별 발전량 예시 28
〈그림 부록1-8〉 타임 슬라이스별 ESS 충·방전 예시 29
〈그림 부록2-1〉 AIM/HUB-KOREA 모형 구조 30
〈그림 부록3-1〉 시나리오를 생성하는 방식에 대한 개념 다이어그램 32
〈그림 부록3-2〉 GCAM 지역 도식도 33
〈그림 부록3-3〉 GCAM v5.2 구동의 개념적 개략도 34
〈그림 부록3-4〉 GCAM 에너지시스템 모형의 구조 35
〈그림 부록3-5〉 GCAM v5.2의 주요 에너지 경로 개략도 35
〈그림 부록3-6〉 GCAM 풍력 발전 글로벌 그리드 잠재량 예시 36
〈그림 부록3-7〉 GCAM 지역별 에너지시스템 개략도 37
〈그림 부록3-8〉 GCAM 전기부문의 중첩구조 개략도 38
〈그림 부록3-9〉 GCAM 모형의 기준년도에 적용된 기술 38
〈그림 부록3-10〉 GCAM 모형의 기준년도에 적용된 기술 41
〈그림 부록3-11〉 GCAM 모형의 정체 부문 모형 구조 41
〈그림 부록3-12〉 GCAM 모형의 수소 부문 모형 구조 42
〈그림 부록3-13〉 GCAM 모형의 건물부문 모형 구조 43
〈그림 부록3-14〉 GCAM 모형의 산업부문 모형 구조 43
〈그림 부록3-15〉 GCAM 모형의 수송부문 결과 예시 44
〈그림 부록3-16〉 발전부문 예시 45
〈그림 부록3-17〉 최종에너지 소비 예시 45
〈그림 부록3-18〉 수송부문 확장 결과 예시 48
〈그림 부록4-1〉 ixmp 모델링 플랫폼의 구성요소 및 상호연결 52
〈그림 부록4-2〉 MESSAGEix의 모형 구조 52
〈그림 부록4-3〉 MESSAGEix 기준 에너지 시스템(RES) 53
〈그림 부록4-4〉 제조업 상세화 MESSAGEix-KOR 모형 RES 54
〈그림 부록4-5〉 공통 에너지 서비스 기반 기술표현 55
〈그림 부록4-6〉 건물부문 RES 구조도(좌) 주거/(우) 상업-공공 56
〈그림 부록4-7〉 난방 유효수요 원단위 전망 방법론 57
〈그림 부록4-8〉 수송부문 최종에너지 소비 결과 예시 58
〈그림 부록4-9〉 전환 부문(전력, 열) RES 구조도 59
〈그림 부록4-10〉 Reliability 제약식 60
〈그림 부록4-11〉 Flexibility 제약식 60
〈그림 부록4-12〉 MESSAGEix 전력부문 결과 예시 60
〈그림 부록4-13〉 배출량 제약식 61
〈그림 부록6-1〉 KIER-POSTECH-TIMS 모형 내 에너지시스템 범위 70
〈그림 부록6-2〉 KIER-POSTECH-TIMES 모형 기준에너지시스템 설계 활용 통계 71