This paper, focusing on the renewable portfolio standard (RPS), evaluates alternative renewable energy policies. We propose a tractable equilibrium model which provides a structural representation of Korea's electricity market, including its energy settlement system and renewable energy certificate (REC) transactions. Arbitrage conditions are used to define the core value of REC prices to identify relevant competitive equilibrium conditions. The model considers R&D investments and learning effects that may affect the development of renewable energy technologies. The model is parameterized to represent the baseline scenario under the currently scheduled RPS reinforcement for a 20% share of renewable generation, and then simulated for alternative scenarios. The result shows that the reinforcement of the RPS leads to higher welfare compared to weakening it as well as repealing it, though there remains room to enhance welfare. It turns out that subsidies are welfare-inferior to the RPS due to financial burdens and that reducing nuclear power generation from the baseline yields lower welfare by worsening environmental externalities.
본 연구에서는 Markowitz (1952)의 평균-분산 모형과 지배원리에 입각하여 원유, 석탄, 천연가스로 대표되는 화석에너지원의 최적 소비조합을 구축하려 하였다. 이를 위해 1달러당 열량으로 정의된 화석에너지원들의 편익변동을 동태은닉공통인자 모형을 이용하여 동행부분과 개별 에너지원의 특이적 수급상황에 기초한 변동으로 분해한 후, 그 결과에 기초하여 최적 화석에너지원의 최적 소비조합을 구성하였다. 분석결과, 평균-분산 모형에서 최적 소비조합을 의미하는 효율적 프론티어 선상의 소비조합들에서는 사회적으로 도달 가능한 최저 수준의 원유소비 비중을 유지하면서 석탄보다는 천연가스의 소비비중을 높여야 하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과는 현재 우리나라에서 추구하고 있는 원유 및 석탄의 소비비중 축소전략과도 일치하는 결과라 할 수 있으며, 원유소비의 비중축소가 화석에너지원의 소비로부터 얻을 수 있는 편익향상과 함께 편익변동에 따르는 경제활동의 불안정성을 축소시킬 수 있는 방법임을 지적하는 것이라 할 수 있다.
This paper presents a portfolio model for a long-term power generation mix problem. The proposed portfolio model evaluates generation mix by considering the tradeoffs between the expected cost for power generation and its variability. Unlike conventional portfolio models measuring variance, we introduce Conditional Value-at-Risk (CVaR) in designing the variability with aims to considering events that are enormously expensive but are rare such as nuclear power plant accidents. Further, we consider uncertainties associated with future electricity demand, fuel prices and their correlations, and capital costs for power plant investments. To obtain an objective generation by each energy source, we employ the sample average approximation method that approximates the stochastic objective function by taking the average of large sample values so that provides asymptotic convergence of optimal solutions. In addition, the method includes Monte Carlo simulation techniques in generating random samples from multivariate distributions. Applications of the proposed model and method are demonstrated through a case study of an electricity industry with nuclear, coal, oil (OCGT), and LNG (CCGT) in South Korea.
KIEE International Transactions on Power Engineering
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제5A권1호
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pp.70-78
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2005
This paper analyzes the environmental impact and economic effect of introducing the Renewable Portfolio Standard (RPS) into the Korean electricity market using the DECADES (Database and Methodologies for Comparative Assessment of Different Energy Sources for Electricity Generation) model, a comparative assessment tool developed by IAEA. A bottom up approach is adopted for the evaluation of air pollutant emission and its impact of several RPS scenarios. The environmental damage costs of RPS scenarios are evaluated based on the Extern-E results and the Thailand externality study carried out by EGAT. The results of this study can be applied in determining or analyzing the national electricity policy and energy policy.
This paper analyzes the environmental impact and economic effect of introducing the Renewable Portfolio Standard (RPS) into Korean electricity market using the DECADES (Database and Methodologies for Comparative Assessment of Different Energy Source for Electricity Generation) model, a comparative assessment tool developed by IAEA. A bottom up approach is adopted for the evaluation of air pollutant emission and its impact of several RPS scenarios. The environmental damage costs of RPS scenarios are evaluated based on the Extern-E results and Thailand externality study carried by EGA T. The results of this study can be applied in determining or analyzing the national electricity policy and energy policy.
상품자산(Commodity Asset)은 주식, 채권과 같은 전통자산의 포트폴리오의 안정성을 높이기 위한 대체투자자산으로 자산배분의 형태로 투자되고 있지만 주식이나 채권 자산에 비해 자산배분에 대한 모델이나 투자전략에 대한 연구가 부족한 실정이다. 최근 발전한 기계학습(Machine Learning) 연구는 증권시장의 투자부분에서 적극적으로 활용되고 있는데, 기존 투자모델의 한계점을 개선하는 좋은 성과를 나타내고 있다. 본 연구는 이러한 기계학습의 한 기법인 SVM(Support Vector Machine)을 이용하여 상품자산에 투자하는 모델을 제안하고자 한다. 기계학습을 활용한 상품자산에 관한 기존 연구는 주로 상품가격의 예측을 목적으로 수행되었고 상품을 투자자산으로 자산배분에 관한 연구는 찾기 힘들었다. SVM을 통한 예측대상은 투자 가능한 대표적인 4개의 상품지수(Commodity Index)인 골드만삭스 상품지수, 다우존스 UBS 상품지수, 톰슨로이터 CRB상품지수, 로저스 인터내셔날 상품지수와 대표적인 상품선물(Commodity Futures)로 구성된 포트폴리오 그리고 개별 상품선물이다. 개별상품은 에너지, 농산물, 금속 상품에서 대표적인 상품인 원유와 천연가스, 옥수수와 밀, 금과 은을 이용하였다. 상품자산은 전반적인 경제활동 영역에 영향을 받기 때문에 거시경제지표를 통하여 투자모델을 설정하였다. 주가지수, 무역지표, 고용지표, 경기선행지표 등 19가지의 경제지표를 이용하여 상품지수와 상품선물의 등락을 예측하여 투자성과를 예측하는 연구를 수행한 결과, 투자모델을 활용하여 상품선물을 리밸런싱(Rebalancing)하는 포트폴리오가 가장 우수한 성과를 나타냈다. 또한, 기존의 대표적인 상품지수에 투자하는 것 보다 상품선물로 구성된 포트폴리오에 투자하는 것이 우수한 성과를 얻었으며 상품선물 중에서도 에너지 섹터의 선물을 제외한 포트폴리오의 성과가 더 향상된 성과를 나타남을 증명하였다. 본 연구에서는 포트폴리오 성과 향상을 위해 기존에 널리 알려진 전통적 주식, 채권, 현금 포트폴리오에 상품자산을 배분하고자 할 때 투자대상은 상품지수에 투자하는 것이 아닌 개별 상품선물을 선정하여 자체적 상품선물 포트폴리오를 구성하고 그 방법으로는 기간마다 강세가 예측되는 개별 선물만을 골라서 포트폴리오를 재구성하는 것이 효과적인 투자모델이라는 것을 제안한다.
As eco-friendly energy is in the spotlight, lots of countries are out to develop and disseminate renewable energy. However, Korea still remains in relative newcomer position for renewable energy. To overcome the present condition, it is necessary to carry out a study of establishment of renewable energy policy that is appropriate the present situation of Korea from examples of advanced countries. Among several renewable energies, wind energy is known to be the most reliable energy. Germany that has increased the share of wind energy in total energy supply is a representative leading country for wind energy. Therefore wind energy policy in Germany will be a role model for that in Korea. In this study, as a research of portfolio for wind energy policy of advanced countries, a wide survey for current status of wind energy and energy policy in Germany is carried out.
최근 기후변화를 초래하는 화석연료의 사용을 감축하는 세계적 추세와 함께 에너지의 안정적 공급을 위해 많은 노력이 요구되고 있다. 또한 2012년부터는 500 MW 이상의 전기를 생산하는 에너지사업자는 신재생에너지 의무할당제의 적용을 받는다. 조류자원은 최근 각광을 받고 있는 신재생에너지이며, 이러한 조류자원은 매우 크지만 제한된 지역에 분포하고 있으므로 조류에너지를 효과적으로 이용하기 위해서는 반드시 기술적, 경제적인 측면의 평가가 요구된다. 그러므로 본 연구에서는 부남군도 해역에 부존하는 조류자원 실용화 기술개발을 위하여 조류에너지원에 대한 자료수집 등의 현황분석과 수치모델을 이용한 시뮬레이션 등을 통하여 조류에너지 분포도를 조사하고 이용 가능한 연간 에너지 생산량을 산정, 조류발전기를 모듈화 하여 최적의 조류발전단지 구성기술을 개발하고자 한다.
A nuclear energy has been one of the most important sources to securely supply electricity in South Korea. Its weight in the national electricity supply has kept increasing since the first nuclear reactor was built in 1978. The country relies on the nuclear approximately 31.4% in 2012 and it is expected to increase to 48.5% in 2024 based on the long-term electricity supply plan announced by the Korean government. However, Fukushima disaster due to 9.0 magnitude earthquake followed by the tsunami has raised deep concerns on the security of the nuclear power plants. The policy makers of the country are much interested in analyzing the cost structure of the power supply in the case that the nuclear is diminished from the current supply portion. This research uses a stochastic model that aims to evaluate the long-term power supply plan and provides an extensive cost analysis on the changes of the nuclear power supply. To evaluate a power supply plan, the research develops a few plausible energy mix scenarios by changing the installed capacities of energy sources from the long-term electricity supply plan. The analyses show that the nuclear is still the most attractive energy source since its fuel cost is very much stable compared to the other sources. Also the results demonstrate that a large amount of financial expenditure is additionally required every year if Koreans agree on the reduction of nuclear to increase national security against a nuclear disaster.
인공지능을 기반으로 한 다양한 연구들이 현대사회에 많은 변화를 불러일으키고 있다. 금융시장 역시 예외는 아니다. 로보어드바이저 개발이 활발하게 진행되고 있으며 전통적 방식의 단점을 보완하고 사람이 분석하기 어려운 부분을 대체하고 있다. 로보어드바이저는 인공지능 알고리즘으로 자동화된 투자 결정을 내려 다양한 자산배분 모형과 함께 활용되고 있다. 자산배분 모형 중 리스크패리티는 대표적인 위험 기반 자산배분 모형의 하나로 큰 자산을 운용하는 데 있어 안정성을 나타내고 현업에서 역시 널리 쓰이고 있다. 그리고 XGBoost 모형은 병렬화된 트리 부스팅 기법으로 제한된 메모리 환경에서도 수십억 가지의 예제로 확장이 가능할 뿐만 아니라 기존의 부스팅에 비해 학습속도가 매우 빨라 많은 분야에서 널리 활용되고 있다. 이에 본 연구에서 리스크패리티와 XGBoost를 장점을 결합한 모형을 제안하고자 한다. 기존에 널리 사용되는 최적화 자산배분 모형은 과거 데이터를 기반으로 투자 비중을 추정하기 때문에 과거와 실투자 기간 사이의 추정 오차가 발생하게 된다. 최적화 자산배분 모형은 추정 오차로 인해 포트폴리오 성과에서 악영향을 받게 된다. 본 연구는 XGBoost를 통해 실투자 기간의 변동성을 예측하여 최적화 자산배분 모형의 추정 오차를 줄여 모형의 안정성과 포트폴리오 성과를 개선하고자 한다. 본 연구에서 제시한 모형의 실증 검증을 위해 한국 주식시장의 10개 업종 지수 데이터를 활용하여 2003년부터 2019년까지 총 17년간 주가 자료를 활용하였으며 in-sample 1,000개, out-of-sample 20개씩 Moving-window 방식으로 예측 결과값을 누적하여 총 154회의 리밸런싱이 이루어진 백테스팅 결과를 도출하였다. 본 연구에서 제안한 자산배분 모형은 기계학습을 사용하지 않은 기존의 리스크패리티와 비교하였을 때 누적수익률 및 추정 오차에서 모두 개선된 성과를 보여주었다. 총 누적수익률은 45.748%로 리스크패리티 대비 약 5% 높은 결과를 보였고 추정오차 역시 10개 업종 중 9개에서 감소한 결과를 보였다. 실험 결과를 통해 최적화 자산배분 모형의 추정 오차를 감소시킴으로써 포트폴리오 성과를 개선하였다. 포트폴리오의 추정 오차를 줄이기 위해 모수 추정 방법에 관한 다양한 연구 사례들이 존재한다. 본 연구는 추정 오차를 줄이기 위한 새로운 추정방법으로 기계학습을 제시하여 최근 빠른 속도로 발전하는 금융시장에 맞는 진보된 인공지능형 자산배분 모형을 제시한 점에서 의의가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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