[표지] 1
제출문 2
요약문 3
목차 5
I. 서론 10
1. 연구목적 10
2. MESSGAEix 소개 11
3. MESSAGEix 기반의 국가 모형 사례 14
II. 감축기술 조사 21
1. 주요 신기술 조사 21
2. 주요 기존기술 32
III. MESSAGEix-GIR 33
1. 모형 개요 및 구조 33
1.1. 모형 기본 설정 33
1.2. 모형 구조 34
1.3. 모형 주요 방정식 35
1.4. 모형 주요 제약식 38
1.5. Input-Output 설정 39
2. 전환 41
2.1. 에너지 기술 구조 41
2.2. 기준연도 보정 (Historical Activity) 42
2.3. 신뢰성 및 유연성 제약 44
3. 산업 48
3.1. 에너지 기술 구조 48
3.2. 기준연도 보정 55
3.3. 유효수요 전망 방법론 및 결과 58
4. 수송 64
4.1. 구조 및 특성 64
4.2. 기준연도 보정 66
4.3. 유효수요 전망 방법론 및 결과 68
5. 건물 71
5.1. 에너지 기술 구조 71
5.2. 기준연도 보정 74
5.3. 유효수요 전망 방법론 및 결과 75
6. 비에너지 79
7. 통합 (시나리오 분석) 81
7.1. 시나리오 구성 81
7.2. 시나리오 결과 83
IV. 모형 교육 97
1. MESSAGEix 설치 97
2. MESSAGEix 튜토리얼 100
3. MESSAGEix-GIR 102
V. 결론 103
1. 요약 103
2. 한계 104
3. 향후 개선 방향 105
참고문헌 106
[뒷표지] 108
〈표-1〉 [표없음] 7
〈표-2〉 대형원전과 소형 모듈 원전 비교 21
〈표-3〉 SMR 기술별 장단점 22
〈표-4〉 DAC 기술 비교표 25
〈표-5〉 DAC 기술별 장단점 25
〈표-6〉 전환 부문 전력, 수소 및 열 공급 관련 기술목록 32
〈표-7〉 산업 부문 주요업종 원료용 설비의 기술목록 32
〈표-8〉 모형 기본 설정 33
〈표-9〉 MESSAGEix 주요 수식 37
〈표-9〉 Wind_ppl 제약을 통한 Marginal Value 예시[표없음] 7
〈표-10〉 Reliability, Flexibility factor 값 46
〈표-11〉 산업 부문 업종 분류 50
〈표-12〉 산업 부문 구조 및 특성 요약 51
〈표-13〉 산업 부문 업종별 에너지 소비량 56
〈표-14〉 산업 부문 에너지원별 에너지 소비량 57
〈표-15〉 산업 부문 서비스별 에너지 소비량 57
〈표-16〉 산업 부문 업종별 산출량 전망 58
〈표-17〉 수송 부문 구조 및 특성 요약 64
〈표-18〉 수송 부문 기술별 에너지 소비량 66
〈표-19〉 수송 부문 유효수요 가정 69
〈표-20〉 건물 부문 구조 및 특성 71
〈표-21〉 건물 부문 원단위 포화 수준 가정 76
〈표-22〉 2018년 부문 및 종류별 온실가스 배출량 79
〈표-23〉 비에너지 부문 유효수요 80
〈표-24〉 비에너지 부문 온실가스 종류별 배출계수 80
〈표-25〉 시나리오 전제 요약표 81
〈표-26〉 튜토리얼 학습 내용 100
〈그림-1〉 연구 추진체계 11
〈그림-2〉 에너지 시스템 예시 12
〈그림-3〉 ixmp 모델링 플랫폼의 구성요소 및 상호연결 13
〈그림-4〉 MESSAGEix 체계의 구성요소 13
〈그림-5〉 IIASA 통합평가체계와 MESSAGE 모형의 위상 14
〈그림-6〉 MESSAGE-GLOBAL 모형 지역구분 15
〈그림-7〉 지역구분에 따른 에너지 시스템 범위 15
〈그림-8〉 에너지 부문 온실가스 배출량 및 전망 16
〈그림-9〉 남아공 MESSAGEix 기준 에너지 시스템 16
〈그림-10〉 탄소 가격에 따른 온실가스 배출량 17
〈그림-11〉 이란 MESSAGEix 기준 에너지 시스템 18
〈그림-12〉 시나리오별 온실가스 배출량 19
〈그림-13〉 중국 MESSAGEix-China 철강 기준 에너지 시스템 19
〈그림-14〉 시나리오 및 공정별 온실가스 배출량 20
〈그림-15〉 SMR 기술 모식도 22
〈그림-16〉 고체 직접 탄소 포집 23
〈그림-17〉 액체 직접 탄소 포집 24
〈그림-18〉 암모니아 혼소 발전 예시 27
〈그림-19〉 기존 공정(위)과 수소환원제철 공정(아래) 30
〈그림-20〉 MESSAGEix-GIR 모형 구조 34
〈그림-21〉 MESSAGE 모형 동적제약조건 예시 38
〈그림-22〉 Input - Output 구조 예시 39
〈그림-23〉 전환 부문 (전력, 열, 수소) RES 41
〈그림-24〉 2021년 캘리포니아 연료원 및 연식별 발전설비 42
〈그림-25〉 발전 부문 석탄화력발전 과거 신규설비 예시 43
〈그림-26〉 발전 부문 석탄화력발전 과거 활동량 예시 43
〈그림-27〉 System reliability (신뢰성) 제약 44
〈그림-28〉 발전원별 부하지속곡선 (LDC)과 최대 및 평균 부하 44
〈그림-29〉 System flexibility (유연성) 제약 45
〈그림-30〉 Peak load factor 변화에 따른 설비 변화 47
〈그림-31〉 Flexibility factor 변화에 따른 발전 mix 변화 47
〈그림-32〉 집적된 공정 기술과 공정 기반 표현 방법 예시 48
〈그림-33〉 Zhou et al. (2013) 산업 부문 기술 표현 49
〈그림-34〉 본 연구에서 공통 에너지 서비스 구분 49
〈그림-35〉 산업 농업-에너지 RES 51
〈그림-36〉 산업 철강 업종 RES 52
〈그림-37〉 산업 석유화학 업종 RES 52
〈그림-38〉 산업 정유 업종 RES 53
〈그림-39〉 산업 시멘트 업종 RES 53
〈그림-40〉 산업 조립금속 업종 RES 54
〈그림-41〉 산업 기타 업종 RES 54
〈그림-42〉 산업 부문(좌), 연료(중), 서비스(우)별 소비량 56
〈그림-43〉 산업 농업-에너지 유효수요 전망 59
〈그림-44〉 산업 철강 업종 유효수요 전망 60
〈그림-45〉 산업 석유화학 업종 유효수요 전망 60
〈그림-46〉 산업 정유 업종 유효수요 전망 61
〈그림-47〉 산업 시멘트 업종 유효수요 전망 61
〈그림-48〉 산업 조립금속 업종 유효수요 전망 62
〈그림-49〉 산업 기타 업종 유효수요 전망 62
〈그림-50〉 수송 도로 부문 RES 65
〈그림-51〉 수송 비도로 부문 RES 65
〈그림-52〉 수송 부문 과거 Vintage 반영 예시 67
〈그림-53〉 수송 부문 에너지 소비량 및 연간 주행거리 68
〈그림-54〉 수송 도로 부문 유효수요 전망 70
〈그림-55〉 수송 비도로 부문 유효수요 전망 70
〈그림-56〉 건물 가정 부문 RES 72
〈그림-57〉 건물 상업 부문 RES 72
〈그림-58〉 건물 공공 부문 RES 73
〈그림-59〉 건물 부문(좌), 연료원(중), 서비스(우)별 에너지 소비 74
〈그림-60〉 건물 부문 1인당 연면적 포화 수준 77
〈그림-61〉 건물 가정 부문 유효수요 전망 77
〈그림-62〉 건물 상업 부문 유효수요 전망 78
〈그림-63〉 건물 공공 부문 유효수요 전망 78
〈그림-64〉 비에너지 부문 묘사 예시 79
〈그림-65〉 시나리오별 온실가스 배출량 83
〈그림-66〉 시나리오별 부문별 온실가스 감축 잠재량 84
〈그림-67〉 시나리오별 1차 에너지 86
〈그림-68〉 시나리오별 발전 부문 설비 및 발전량 변화 87
〈그림-69〉 시나리오별 발전량, 설비 전환 89
〈그림-70〉 시나리오별 최종에너지 소비량 90
〈그림-71〉 시나리오별 산업 부문 최종에너지 소비 91
〈그림-72〉 시나리오별 수송 부문 최종에너지 소비량 92
〈그림-73〉 시나리오별 건물 부문 최종에너지 소비량 93
〈그림-74〉 시나리오별 탄소 가격[내용없음] 9
〈그림-75〉 시나리오별 발전 부문 투자 비용 94
〈그림-76〉 시나리오별 주요 지표(1) 95
〈그림-77〉 시나리오별 주요 지표(2)[제목없음] 96
〈그림-78〉 GAMS 설치 화면 1[그림없음] 97
〈그림-79〉 GAMS 설치 화면 2[그림없음] 97
〈그림-80〉 Anaconda 설치 화면[그림없음] 98
〈그림-81〉 Anaconda에 MESSAGEix 설치 방법[그림없음] 98
〈그림-82〉 JAVA 환경변수 등록[그림없음] 99
〈그림-83〉 Jupyter Notebook 오류 코드 예시[그림없음] 101
〈그림-84〉 Anaconda Prompt 오류 코드 예시[그림없음] 102
〈그림-85〉 MESSAGE-MACRO 연계 개념도 105