Ⅰ. 연구의 필요성 및 목적
o 연구의 배경 및 필요성
ㅇ 우리나라는 2030년 온실가스 감축목표를 설정하고 이의 달성을 위한 감축로드맵을 이행 중에 있으나, 발전부문의 감축목표 및 이행계획의 구체성이 부족한 상황임
- 감축로드맵 수정안(관계부처합동, 2018, p.6)은 확정감축량 23.7백만 톤CO2와 추가 감축 잠재량 34.1백만 톤CO2로 발전부문 감축 계획을 제시하고 있으나, 추가 감축 잠재량에 대해서는 2020년 NDC 제출 전까지 결정을 보류함
- 국가 감축목표 달성을 위해서 관련 정책의 구체화가 필요함
ㅇ 발전부문 의사결정의 불확실성을 해소하고 국가 온실가스 감축정책의 투명성을 높이기 위해서는 감축 잠재력의 이행에 따른 경제적 부담에 대한 과학적 분석이 필요함
- 발전부문의 온실가스 감축 잠재력과 비용의 평가에는 화력발전소의 부하추종능력, 전력저장시설의 시간적 연결성 등에 대한 과학적 분석이 요구됨
- 현재까지 우리나라의 온실가스 감축 잠재력 분석은 시간적 해상도가 낮고 시간적 연결성이 결여된 선형계획법과 연산가능일반균형모형 분석 등에 한정되었음

o 연구의 목적 및 방법
ㅇ 정수적 특성을 반영한 순차적 급전계획의 최적화 모형 개발 및 적용을 통해 발전부문 온실가스 감축 잠재력 및 감축비용을 과학적으로 평가하고 효율적인 국가 감축목표 이행을 위한 정책적 시사점을 제시하고자 함
- 혼합정수계획법이란 최적화 프로그램인 선형계획법의 확장된 개념으로 실수뿐 아니라 정수 형태의 변수를 포함하는 프로그램으로서 발전소 기동 및 정지 등 0-1 혹은 정수적 의사결정 문제를 수리 모형화하는 데 적합한 개념임

Ⅱ. 선행연구 현황
o 해외에서는 신재생에너지의 보급 잠재력 분석에 신재생에너지의 변동성과 경직성을 세밀하게 반영한 급전결정모형이 활용되고 있음
ㅇ Bistline(2017)은 태양광, 풍력 등 신재생에너지가 대규모로 보급될 경우 전력계통에 미치는 영향과 비용 특성을 혼합정수계획법을 적용한 급전결정모형을 통해 분석함
ㅇ Abrell, Rausch, and Streitberger(2019)는 신재생에너지가 대규모로 보급될 경우 에너지 저장장치(양수 발전 및 ESS)의 적정 보급 용량을 혼합정수계획법을 적용한 급전결정모형을 이용하여 추정하고, 에너지 저장장치의 효과적인 보급 유인을 제공할 수 있는 정책수단을 제시함

o 국내에서는 온실가스 감축정책의 효과를 분석하기 위해 선형계획법에 기초한 전원구성모형과 연산가능 일반균형모형이 주로 활용되어 왔음
ㅇ 안영환(2017)은 온실가스 규제 강화에 따른 석탄발전소의 자산 가치 하락 정도를 선형계획법으로 분석함
ㅇ 김진태, 조철흥, 최동현(2019)은 최대부하요금 인상에 따른 경제적 파급효과 및 온실가스 배출 영향을 연산가능 일반균형모형을 이용하여 분석함
ㅇ 안재균(2018)은 혼합정수계획법에 기반한 급전결정모형을 활용하여 비용효과적인 저탄소 전력시스템의 구축을 위한 전력시장제도의 개선방안을 제시하였으나 온실가스 잠재력에 대한 분석은 수행되지 않음
ㅇ Shin et al.(2019)는 혼합정수계획법을 포함하는 다층적 연계 모델링을 통해 석탄발전소 가동률 감소를 위한 최적 급전계획을 유도하는 방법론을 개발하여 2020년에 대한 시범분석을 수행함