An Analysis on the Effects of Demand Response in Electricity Markets

수요반응자원의 전력시장 도입효과 분석

When the margin between available capacity and demand is thin in a liberalized electricity market, prices rise steeply and system reliability is threatened. The principal response to these circumstances is often an assumption that price spikes and electricity shortages are the result of a failure to build sufficient new supplying facilities. It is, of course, often the case that additional investments in generation and network facilities would improve reliability, and such investments are often needed. But focusing on additional generation and transmission facilities for restoring balance to the grid overlooks the essential fact that reliability is a function of the relationship between supply and demand, imposing unnecessary costs on electric system. When the relationship is out of balance, the search for solutions must consider not only investments supply-side resources but also cost-effective demand-side resources such as accelerated load management, efficiency measures, and price-responsive load programs. Integrating demand resources into electricity markets can add enormous value to the electric system, widening the capacity margin, lowering costs and enhancing system reliability at the same time. This paper studies several challenges now facing electricity markets: demand-side management-especially, economic effects of demand response, potential reliability problems, market and system operation, CBP market improvements and so on. The paper concludes with a series of policy recommendations in five areas: (i) The Effects of efficient improvement to incorporate demand responses and demand-side resources into modem electricity markets, (ii) Fosteing price based demand response and (iii) improving incentive based demand response, (iv) strengthen demand response analysis and valuation, (v) integrating demand response into resource planning and adopting enabling technologies.

시간대별 차등요금제(Time-based Pricing)를 포함하여 전력시장에 존재하는 다양한 수요반응(Demand Response) 제도를 개발하고 이를 활성화하기 위한 정책적 수단들이 해외 선진국 전력시장을 중심으로 활발하게 진행되고 있다. 미국의 경우, 2005년 발효된 에너지법에 의하여 이러한 수요반응의 활성화가 준비되고 있으며, 이에 따라 미국의 각 주에서는 신뢰할 수 있고 활용 가능한 수요반응 서비스를 소비자에게 제공하기 위한 다각적인 노력을 시행하고 있다. 즉, 실시간 요금제도(Real-Time Pricing)와 지역별 요금제도(Locational Pricing)의 도입을 통해 시간과 공간에 따른 차등 요금제를 채택하고 있으며, 다양한 인센티브기반 수요반응(Incentive-based DR) 프로그램에 기초하여 기존의 공급자 위주의 수요관리 프로그램들이 시장 친화적 프로그램인 수요반응 프로그램으로 빠르게 변화하고 있다. 우리나라 전력시장에서도 1970년대 이후로 현재까지 다양한 수요관리사업들이 시행되어 오고 있으나, 해외 전력시장의 사례와 같이, 소비자 중심적이고 시장 친화적인 수요자원 활용으로의 전환이 체계적으로 이루어지지 않고 있는 실정이다. 따라서 본 논문에서는 수요반응자원을 전력시장에 도입했을 때 발생할 수 있는 다양한 이익(전력시장 효율 증진 효과, 공급비용 회피 효과, 현물시장 가격감소 효과 등)에 대한 정량적이고 이론적인 분석을 수행하였으며, 이를 통해 수요반응제도 도입의 사회경제적 이익을 계량화하기 위한 방법을 제시하였다.