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MARKAL MODEL의 모든 것

MARKAL 모델은 현재 전 세계적으로 에너지시스템 분석 및 최근에는 기후변화협약과 관련하여 온실가스 감축잠재량 평가, 기술평가에서 활용하고 있는 대표적 에너지시스템 모델이다. 에너지의 안정적인 공급 대책 수립 및 효율적인 사용을 위해서도 보다 정확한 에너지 수요의 예측과 이를 만족시키기 위한 최적에너지 공급방안 수립이 필요하다. 이를 위해 에너지 시스템을 분석하기 위해서 MARKAL 모델이 주로 이용된다. 즉, 시장분배(MARKet ALIocation): MARKAL 모델은 국가(또는 지역, 도시) 에너지 시스템을 에너지의 추출, 수송, 전환, 그리고 사용과 같은 전형적인 에너지기술의 집합으로써 동태적으로 분석하는 동역학 선형계획 모델이다. 최근 국내에서의 선행연구가 미비한 것에 비해 새로운 논 정리를 함으로써 이번 연구논 정리의 의의가 있다.
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최초등록일 2009.01.14 최종젿작일 2009.01
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    소개

    MARKAL 모델은 현재 전 세계적으로 에너지시스템 분석 및 최근에는 기후변화협약과 관련하여 온실가스 감축잠재량 평가, 기술평가에서 활용하고 있는 대표적 에너지시스템 모델이다.
    에너지의 안정적인 공급 대책 수립 및 효율적인 사용을 위해서도 보다 정확한 에너지 수요의 예측과 이를 만족시키기 위한 최적에너지 공급방안 수립이 필요하다. 이를 위해 에너지 시스템을 분석하기 위해서 MARKAL 모델이 주로 이용된다. 즉, 시장분배(MARKet ALIocation): MARKAL 모델은 국가(또는 지역, 도시) 에너지 시스템을 에너지의 추출, 수송, 전환, 그리고 사용과 같은 전형적인 에너지기술의 집합으로써 동태적으로 분석하는 동역학 선형계획 모델이다.
    최근 국내에서의 선행연구가 미비한 것에 비해 새로운 논 정리를 함으로써 이번 연구논 정리의 의의가 있다.

    목차

    1. 개요
    2. 모델의 특성
    3. MARKAL모델의 목적함수왿 제약식
    4. MARKAL모델의 균형점(최적점)
    5. 모형 구조 및 운용
    6. 기준에너지시스템(RES)
    7. MARKAL 모델의 확장
    8. 모델의 적용
    9. 모형 활용 범위
    10. 모형 적용사례
    [참고문헌]

    본내용

    특히 이 모델의 가장 큰 특징은 총 할 비용함수, 안정도함수, 비용-안정도함수, 환경함수 등의 다목적 함수를 이용할 수 있다는 점이다. 따라서 목적함수들의 상충작용분석이 가능하다. 모델에서 사용되고 있는 에너지 수요는 최종 에너지 사용 기술의 효율을 고려한 유효에너지를 말한다. 이는 외생적인 예측치에 의해 주어지며 이를 만족시키기 위한 에너지 시스템 내에서의 최적에너지공급 및 최종사용기술의 구성이 결정되며, 이 결정은 사용자가 정의하는 각 기술에 대한 기술적 및 경제적 또는 정책적 데이터에 의해 좌우된다. 따라서 MARKAL 모델은 에너지 공급모형으로 특정 지워지며 타 에너지기술평가모델에 비하여 에너지공급, 전환, 수요기술의 분류가 상당히 세분화되어 있다. 데이터베이스의 구출에 따른 노력과 시간이 많이 소요되고 입력데이터베이스가 모델에서 차지하는 비중이 크다.


    3. MARKAL모델의 목적함수왿 제약식

    MARKAL 모델에서 목적함수는 최종이용 기술의 초기투자 비용, 에너지 전환기술(예: 발전소, 석유정제)의 초기투자 비용, 연료 및 자원 비용, 인프라구축 비용, 운전 및 유지비용 등을 포함한다. MARKAL 모델은 예상기간에 걸쳐 난방, 냉각, 조명, 차량 운행 거리왿 같은 사용자-특유의 서비스 수요를 충족시키는 최소 비용 해를 탐색한다. 이 모델은 기술 중심 모델 (Technology-Oriented Model)로서 에너지원의 공급은 주어진 가격에서 이용 가능한 자원을 나타내는 공급곡선에 의해 표현된다.

    MARKAL 모델은 최종수요를 바탕으로 한 에너지시스템의 다주기 선형계획모형으로서 선형의 다목적함수왿 제약식을 갖고 있다. 하나의 목적함수왿 이에 대한 제약식은 다음과 같이 표현될 수 있다.

    참고자료

    · 김연국, 「수소경제에서 기회왿 도전과제」, 웅진코웨이 환경기술연구소, 2005
    · 오진규, 「지속가능발전을 위한 에너지부문 전략 연구(제2차년도)」, 에너지경제연구원 기본연구보고서, 2004-2009, 81-83p.
    · 강희정, 「발전부문 온실가스배출과 가스발전의 역할 분석」, 건국대학껓 산업공학과, 2006
    · 신희성 외 2인, 「배출량 저감을 고려한 국내 에너지공급시스템 분석 : 시장분배모형(MARKAL)의 응용」, 한국경영과학회, 1993
    · 김종욱, 홍종철, 이장우, 신희성, 손재익, 최기련, 「비용최소화왿 환경영향을 고려한 철강기술 평가에 관한 연구 : MARKAL 모형의 응용」, 한국에너지공학회지 제6권 제2호, 1997, 188p. ~ 197p.
    · 에너지관리공단, 「온실가스 저감량 산정방법에 대한 평가분석툴 연구 - 최종 보고서」, 2003
    · 김은환, 「에너지시스템 모형(MARKAL)을 이용한 중장기 지역 전력수급계획에 관한 연구」, 건국대학껓 산업공학과 석사논, 2008
    · 구글검색, 『Integrated Energy and Environmental Planning with MARKAL Model』
    · 구글검색, 『WHITE PAPER MODELLING - USE OF THE MARKAL ENERGY MODEL』
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