--- type: paper slug: hanee-ryu-2014-korea-mongolia-generation-mix title: >- Electricity-generation mix considering energy security and carbon emission mitigation: Case of Korea and Mongolia authors: - '[[hanee-ryu]]' - '[[shonkhor-dorjragchaa]]' - '[[yeonbaekim]]' - '[[kyunam-kim]]' year: 2014 venue: '[[energy]]' volume: '64' pages: 1071-1079 doi: 10.1016/j.energy.2013.10.089 categories: - '[[energy-economics]]' methods: - '[[scenario-analysis]]' - '[[espi-energy-security-price-index]]' - '[[levelized-cost-of-electricity]]' - '[[generation-mix-optimization]]' themes: - '[[korea-energy-policy]]' - '[[mongolia-energy-policy]]' - '[[carbon-emissions-mitigation]]' - '[[energy-security]]' - '[[nuclear-power]]' - '[[carbon-capture-storage]]' - '[[renewable-energy-mix]]' aliases: [] last_updated: '2026-05-20T01:41:32+09:00' --- # Electricity-generation mix considering energy security and carbon emission mitigation: Case of Korea and Mongolia *[[hanee-ryu]], [[shonkhor-dorjragchaa]], [[yeonbaekim]], [[kyunam-kim]] (2014)* · [[energy]] 64:1071–1079 · [DOI ↗](https://doi.org/10.1016/j.energy.2013.10.089) > 한국과 몽골의 *2030 발전 mix* 를 *carbon emission 30% 감축 + energy security 개선 + cost minimization* 의 multi-objective scenario 비교. 각 국 3 scenario (CCS, Renewable, Nuclear/Imports). **한국**: 두 목표가 *complementary* — 화석 연료 → 재생 + 원자력 대체가 양 목표 동시 달성. **Nuclear scenario 비용 +4% 만 증가, 보안 24.7% 개선**. **몽골**: 두 목표가 *trade-off* — 탄소 배출은 *국내 석탄*, 보안은 *Russia 수입* 으로 separate; *수입 전력 확대 시 보안 악화*. **CCS 도입이 불가피** (renewable potential 풍부해도). - **RQ**: 한국과 몽골의 *2030 발전 mix* 가 (i) 30% carbon emission 감축, (ii) energy security 개선, (iii) 발전 비용 최소화 의 3 multi-objective 를 어떻게 동시 달성? 두 국가의 *energy structure 차이* 가 정책 trade-off 에 어떻게 영향? - **방법론**: [[scenario-analysis]] 3 scenario per country, [[espi-energy-security-price-index]] (Energy Security Price Index, 공급 집중도·정치 위험·화석 연료 비율 합성), [[levelized-cost-of-electricity]] (LCOE), [[generation-mix-optimization]] - **데이터**: Korea: 2010 baseline mix (coal 41.9%, CCGT 21.8%, nuclear, renewable). Mongolia: coal-fired domestic + Russia 수입 + 풍부한 hydro/wind/solar potential. 2030 scenarios: CCS, Renewable Expansion, Nuclear/Import Expansion - **주요 발견**: (i) **Korea 의 *complementarity***: 모든 scenario 가 ESPI_gen 개선. SC3_KR (Nuclear) 가 *비용 +4%* 만 증가하면서 *보안 +24.7%* + 탄소 30% 감축 달성 — *dominant scenario*. (ii) **Mongolia 의 *trade-off***: SC3_MN (Import Expansion) 이 *비용 최소* 이나 *보안 −316%* (Russian oil-fired plant 의존). SC1_MN (CCS) 와 SC2_MN (Renewable) 은 *국내 coal 대체* — 보안 미변화 (수입 의존 미변화). (iii) **Mongolia 의 CCS 의 *inevitability***: renewable 30% 확대해도 *추가 CCS 50%+ 필요* — 30% 감축 목표 달성. (iv) **Cost ranking**: Korea — Nuclear (4%) < Renewable (27%) < CCS (40%). Mongolia — Import (smallest) < Renewable < CCS (78.7%). - **시사점**: (a) **국가-특수 *interaction structure***: 한국 의 경우 *탄소 source = 보안 source = 화석 연료* → 동일 정책 (대체) 으로 둘 동시 해결. 몽골 은 *탄소 = 국내 coal, 보안 = Russia 수입* 의 *separable origin* → 정책 *trade-off*. (b) **한국 의 nuclear 의 cost-effective dominant**: *4% 비용 증가 only* + 두 목표 동시 달성 — 정책 의제는 *nuclear share decision* + *social acceptance*. (c) **몽골 의 CCS 의 unavoidable**: renewable potential 풍부해도 *peak load + grid stability* 로 *coal-fired 대규모 잔존* → CCS 가 *carbon-neutralization 의 유일 lever*. (d) **수입 전력 확대 의 risk**: short-term cost-saving 이지만 *energy security 의 substantial deterioration* — *self-reliance vs cost* trade-off 의 명확 evidence. ![한국과 몽골의 *energy security vs carbon mitigation* 두 정책 목표의 scenario 별 trade-off / complementarity. 한국은 모든 scenario 가 두 목표 동시 개선 (complementarity), 몽골 은 *수입 전력 확대 시 보안 악화* 등 trade-off 가시화.](/papers/201401_RyuH_Electricity_generation_mix_considering_energy_security_and_carbon_emission_mitigation_Case_of_Korea_and_Mongolia/fig5.cropped.png) ## 요약 본 paper 는 [[yeonbaekim]] author page 의 *제2기 (SNU-TEMEP 확장기) 의 에너지 정책 라인 의 multi-objective optimization 분기* (author page 분류). [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]] 의 공저자 Kyunam Kim 과 *한-몽 비교 연구의 후속작*. [[temep]] 의 *국제 협력 paper* 라인 — Mongolia 의 BSERNED Company 의 [[shonkhor-dorjragchaa]] 와의 협업. 기존 *energy security + climate mitigation 의 dual-objective* 문헌 (APERC 2007, IEA 2007 등) 은 *single-country (Europe, US, 일본) 의 generic framework* 위주. 본 paper 의 conceptual move 는 — *cross-country 의 energy structure 차이가 same 두 목표의 *interaction (complementarity vs trade-off)* 을 결정함* 의 실증. 방법론은 (i) [[scenario-analysis]] 의 3 scenario per country (CCS vs Renewable vs Nuclear/Import), (ii) [[espi-energy-security-price-index]] — 공급 집중도 (HHI of suppliers) × 정치 위험 (World Bank political stability) × 화석 연료 비율 의 multiplicative index, (iii) [[levelized-cost-of-electricity]] (LCOE) — 기술별 capital + O&M + fuel 의 *전 수명 비용 의 연간화*, (iv) 두 목표 (탄소 -30%, 보안 +) + 비용 (minimize) 의 *Pareto frontier* 분석. 발견의 정책 함의는 *country-specific dominant strategy*. (a) **Korea Nuclear 의 *cost-effective dominance***: nuclear 의 단위 발전 비용이 coal 의 60% + 탄소 = 0 + ESMC_nuclear 가 oil/coal 보다 낮음 — 3 차원 모두 우수. *Social acceptance* (방사능 우려) + *waste 처리* 가 유일 trade-off. (b) **Mongolia 의 *CCS-renewable hybrid***: 풍부한 hydro/wind 자원 + base load 안정성 + Russia 수입 의존 회피 의 다중 목표 균형. (c) **수입 전력 의 *political risk amplification***: SC3_MN(IM_E) 의 보안 −316% 는 *Russia 정치 risk + coal vs oil ESMC differential* 의 결과 — *수입 의존이 sourcing 단가만이 아닌 *structural risk* 를 늘림*. 한계: (i) Scenario approach 의 *static 분석 — dynamic adjustment 미반영*, (ii) Social acceptance, transition cost 미정량, (iii) Cross-border interconnection (한·중·일 grid 등) 미고려, (iv) Two-country small panel — *generalization 한계*. ## 핵심 결과 **Korea 3 scenarios (2030, vs 2010 baseline)** | Scenario | CO₂ 감축 | ESPI 개선 | 비용 증가 | |---|---:|---:|---:| | SC1_KR (CCS expansion) | 30% | +8.8% | **+40%** | | SC2_KR (Renewable 20%) | ~30% | +27.1% | +27% | | **SC3_KR (Nuclear 45%)** | **30%** | **+24.7%** | **+4%** ← dominant | **Mongolia 3 scenarios** | Scenario | CO₂ 감축 | ESPI 변화 | 비용 증가 | |---|---:|---:|---:| | SC1_MN (CCS 75%) | 30% | unchanged | +78.7% | | SC2_MN (Renewable 30%) | 30% (CCS 50% 보조) | unchanged | +68.8% | | SC3_MN (Import +25%) | 30% (CCS 보조) | **−316%** | smallest | > **정량 결론.** (i) **한국 Nuclear scenario 가 *dominant***: 두 목표 동시 달성 + 비용 최소. (ii) **몽골 어느 scenario 도 보안 개선 못함** — *energy security 와 carbon mitigation 의 disconnected target*. (iii) Import expansion 의 *catastrophic security loss* (−316%) 가 *Russia oil-fired plant 의존* 의 *risk amplification* 증명. ## 방법론 노트 [[espi-energy-security-price-index]] 의 구성: $$ \text{ESPI} = \sum_i s_i \cdot \text{ESMC}_i \cdot \text{ESPR}_i $$ 여기서 $s_i$ = fuel $i$ 의 발전 mix share, $\text{ESMC}_i$ = market concentration (Herfindahl-Hirschman) of suppliers, $\text{ESPR}_i$ = political risk index of exporting countries. 화석 연료 비중 ↓ → ESPI ↓ (security 개선). [[levelized-cost-of-electricity]]: $$ \text{LCOE} = \frac{\sum_t (I_t + M_t + F_t) / (1+r)^t}{\sum_t E_t / (1+r)^t} $$ 여기서 $I$ = capital, $M$ = O&M, $F$ = fuel, $E$ = electricity generated. 식별은 (i) Scenario 의 *internal consistency* (carbon target 30% 가 binding constraint), (ii) ESPI 의 *international + domestic factor* 분리, (iii) LCOE 의 *technology-specific* 추정 (NREL, IEA 표준 비용 catalog 활용). ## 연구 계보 본 paper 는 (a) APERC (2007), IEA (2007), Sovacool (2011) 의 *energy security 정량화* literature, (b) Awerbuch (2006), Stirling (2010) 의 *energy mix portfolio analysis* literature, (c) Hoffert et al. (2002), Pacala-Socolow (2004) 의 *carbon mitigation wedge* literature 의 결합. *Country-pair comparison* 의 *energy structure → policy trade-off 의 differential* 식별 이 distinctive contribution. [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]] (같은 공저자 Kyunam Kim) 의 *국제 비교 + decomposition* framework 을 *bilateral country case study + scenario optimization* 으로 확장. [[yeonbaekim]] author page 의 *제2기 에너지-환경 라인의 multi-objective optimization 분기* (author page) — [[temep]] 의 *Mongolia 자원-에너지 협력* 의 academic 시너지. 이후 [[hanee-ryu-2020-restructuring-reliability-electricity]] (RyuH 의 후속 paper) 의 *전력 구조개혁 + 신뢰성* 라인으로 확장. ## See also - [[scenario-analysis]] - [[espi-energy-security-price-index]] - [[levelized-cost-of-electricity]] - [[energy-security]] - [[carbon-emissions-mitigation]] - [[nuclear-power]] - [[carbon-capture-storage]] - [[hanee-ryu]] - [[yeonbaekim]] - [[kyunam-kim]] - [[kyunam-kim-2012-industrial-co2-dea-decomposition]] - [[energy]]