세계 천연가스시장 구조변화에 대응한 천연가스 산업경쟁력 강화방안 연구(1/3)

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기본연구보고서

17-30

● 최봉석·노남진

K O R E A E N E R G Y E C O N O M I C S I N S T I T U T E

참여연구진

연구책임자 : 연구위원 최봉석

부연구위원 노남진

연구참여자 : 단국대학교 조홍종

연세대학교 김동훈

요약 i

1. 연구의 필요성 및 목적

우리나라를 비롯한 아시아 LNG 수입국들은 다른 지역보다 “아시안

프리미엄”이 더해진 높은 가스 가격을 지불하고 LNG를 구매하여야

했다. 최근 미국이 주도한 셰일가스 혁명으로 진전된 세계 매장량 증

가, 유연한 조건의 천연가스 거래 확대, 유라시아 지역의 지정학적 변

화 등은 세계 천연가스 시장 구도를 기존의 판매자 우위에서 점차 구

매자 우위로 이동시키고 있다. 그동안 전통적 LNG 계약 조항은 미리

정해진 유가 연동 가격 공식에 따른 15년 이상의 장기 계약과 실제

인수 여부와 무관하게 대금을 지급해야 하는 의무 인수 조항

(take-or-pay) 등의 경직적 조항으로 구성되어 왔다. 구매자 우위시대

가 도래하며 이러한 경직적 계약 조항에 대한 거부감이 수입국들 사

이에 높아져 있을 뿐 아니라 기존 계약에서도 이러한 경직적 조건의

완화를 추진하고 있다.

지금까지 우리나라 가스 산업의 정책 패러다임이자 당면한 과제는

빠른 천연가스 수요를 적기에 대응하기 위하여 장기 계약 위주로 구

성된 국제 LNG 시장에서 안정적으로 물량을 확보하는 것이었다. 그

러나 국내 천연가스 수요는 이미 성숙 단계에 진입하였고 세계 천연

가스 시장의 공급 과잉 및 다변화는 우리나라 가스 산업이 과거 도매

시장 독점체제와 소매시장 지역독점체제로 유지되어온 안정적인 성장

공식으로는 천연가스 산업 경쟁력을 높이는 데 그 효과가 단기적이며,

한계가 있다는 점을 시사한다. 장기적 산업 경쟁력 강화를 위해서는

ii

수직적 계약관계로 맺어진 경직적 패러다임을 벗어나서 미국, 영국,

네덜란드 사례와 같이 일련의 정책 조치를 통하여 수직적 계약관계를

벗어나 자유로운 거래에 기반을 둔 경쟁적 시장으로 패러다임 전환이

필요한 시점이다.1) 이러한 전환은 기업의 지속적 노력으로만 되는 것

이 아니라 규제당국의 지속적인 감독과 정보 투명화 등의 정책이 바

탕 되어야 한다. 따라서 규제당국 역시 급변하는 대외 환경에 적극 대

응하여 정책 개선 노력을 하여야 한다.

본 보고서는 2017~2019년 3개 연도에 걸쳐서 연구원이 제시한

「세계 천연가스시장 구조변화에 대응한 천연가스 산업경쟁력 강화방

안 연구」의 1차년도 과제에 해당한다. 선행 연구가 주로 국제 시장

동향과 해외 사례 조사에 연구 중점을 두었다면 본 보고서는 동향·사

례 조사를 벗어나 세계 시장 구조변화를 국내 시장 발전에 유리하게

이용하는 데 걸림돌이 되는 국내 도시가스 시장 내부 요인에 중점을

둔다. 특히 도시가스 시장 수요의 현안과 문제점을 부문별로 파악하고

시간연동계수(Time varying coefficients: TVC) 모형을 이용하여 주택

용과 산업용 도시가스 수요 가격 탄력성을 연도별로 추정한다. 이 결

과를 통해 천연가스 산업 경쟁 제고를 위해 국내 LNG 수요 창출과

산업 성장에 기여할 수 있는 신산업 발굴 노력도 중요하나 이러한 노

력은 합리적 시장 메커니즘 마련과 병행되어야 한다는 논지에 중점을

두어 시사점을 도출한다. 특히 산업경쟁력 강화를 위해 시장 가격 기

능 제고가 선행할 것을 강조한다.

1) 여기서 본 연구진이 강조하는 “경쟁적” 시장의 의미는 완전 경쟁시장을 의미하는 것이 아니며, 새 경쟁자의 시장진입이 어느 정도 허용되어 기존 진입자(incumbent)가 현실에 안주하지 않고 급변하는 대외 환경 변화에 적극 대응하며 소비자 만족을 제고하는 노력을 게을리하지 않는 탄력적 경쟁 환경 조성을 의미한다.

요약 iii

2. 연구 내용 및 결과 요약

최근 국내 천연가스 수요는 이미 성숙 단계에 진입하였고 세계 천

연가스 시장구조는 셰일가스 혁명으로 인한 공급 과잉과 계약구조 유

연화로 변화하고 있다. 국내 가스 산업이 장기 경쟁력을 확보하기 위

해서는 수직적 계약관계로 맺어진 경직적 패러다임을 벗어나고 자유

로운 거래에 기반을 둔 경쟁 시장 패러다임으로 전환이 필요하다. 국

내 LNG 수요 창출과 산업성장에 기여할 수 있는 신산업 발굴 노력도

중요하나 이러한 노력은 합리적 시장 메커니즘 마련과 병행되어야 기

술 혁신의 과실을 맺을 수 있다. 국내 산업은 세계 주요 선진국에 비

해서도 안정적인 보급체계와 높은 보급률을 자랑하며 성숙기에 돌입하

였다. 하지만 다른 한편으로는 전통적인 가스시장의 보급한계에 이르

러 추가적인 성장을 위해서는 새로운 돌파구 마련이 절실한 시점이다.

제3장은 국내 도시가스의 부문별 주요 현안을 살펴보았다. 우선, 주

택 취사·난방용 도시가스 수요는 인구 감소와 2인 이하 가구 비중 증

가의 인구 구조적 영향을 받고 있으며, 대체 연료 가격 대비 가격 경

쟁력의 영향도 받는다. 따라서 규제당국의 잦은 원료비연동제 잦은 유

보에 따른 시장가격 교란은 도시가스 산업을 더욱 위축시킬 수 있다.

한편, 주택용 도시가스 소비 부진은 가구당 인원 감소 및 전열기‧대체

난방취사기기 보급 등의 정량적인 요인에 영향을 받을 뿐만 아니라

건축 단열재의 개선 및 정부의 효율개선 정책, 택지개발 지역 집단에

너지 전환으로 난방수요 이탈 등의 정성적, 정책적 환경 변화에도 영

향을 받는 것으로 보인다.

업무용 도시가스 수요의 정체 및 감소에 영향을 주는 요인은 주택

용과 마찬가지로 전기기기에 대한 경쟁력 약화 및 연소기기의 초기

iv

높은 투자비 부담 등으로 추정된다. 전기기기 대비 이용기기 편의성

및 다양성이 부족하며, 가스 냉난방 공조기기의 경우에도 하절기 요금

이 낮아 경쟁력을 갖지만 높은 초기 투자비가 보급 확대의 걸림돌이

되고 있으며, 업종별 경기 상황에 따른 반영하는 건물 공실률도 외생

변수로 작용하고 있다. 특히, GHP는 효율 개선, 가스 요금하락, 지원

제도 강화 등으로 경쟁력이 개선되고 있으나 높은 초기 투자비가 단

점으로 지적됨에 따라 향후 투자비 지원 축소 또는 비지원 시 EHP

대비 경쟁력이 약화될 우려가 있다.

일반용(영업용1) 도시가스는 음식업, 숙박업, 병원, 이미용업 등에서

사용되는 것으로서 실물경기에 민감하게 반응하는 부문이며 경기상황

에 직접적으로 연관된다. 일반용 수요가 밀집된 수도권 지역의 해당용

도의 판매량은 2010년 이후 정체 지속하는 반면 지방이 수요 증가를

주도하고 있다. 영업용1에 해당하는 수요가 수는 최근의 자영업자 증

가세를 반영하여 낮지만 꾸준하게 증가하고 있지만, 수요가당 소비량

은 안정 또는 하락세를 보이고 있으며 전체 수요는 정체를 나타내고

있다. 전반적인 경제성장의 둔화와 영업용 가스기반 연소기기의 다양

성 부족, 전기기기 대비 가격 경쟁력 약화 요인으로 추정된다. 일반용

(영업용2) 도시가스는 목욕시설, 사우나 등의 온수용, 폐기물 처리시

설 등의 용도로 영업용1에 비해 총 수요가 수는 적으나 단위 수요가

당 소비량은 큰 특성을 보인다. 2005년을 기점으로 해당 용도의 도시

가스 판매량이 감소하는 추세와 함께 수요가 수는 2012년 최고치 기

록 이후 감소세를 보이고 있으며 이러한 배경에는 대중 목욕시설 수

와 이용인원의 감소 영향이 큰 것으로 추정된다.

열병합용 도시가스는 자가열병합(터빈, 엔진), 연료전지 등 열과 전

요약 v

기를 동시에 생산하는 데 사용되며 산업부문, 건물, 가정, 집단 에너지

용(구역전기 혹은 집단에너지) 등 수요처가 매우 다양하고 수요처별

부하 특성에 따라 타 에너지 대비 경쟁력에 차이를 보인다. 주택에서

열병합용 도시가스를 사용하는 경우는 초소형 열병합발전기 및 연료

전지를 사용하는 형태로서 전력요금의 누진제로 인해 전력소비량이

많을수록 경쟁력을 확보할 수 있다. 열병합용 가스사용 기기의 보급

확대를 결정하는 요인은 투자 및 연료 경제성(양질의 부하 혹은 잉여

열 및 전기 판매 가능성 포함) 등의 경제적 요인뿐만 아니라 재생에너

지로서의 인정 여부에 따른 혜택이 달라져 정책적인 요인도 있다. 중

장기적으로 정부의 분산형 전원 정책의 일환으로 열병합용 도시가스

의 이용 확대가 기대되나, SMP 하락 및 기저발전 이슈 등으로 불확실

성이 여전히 크다. 또한 신재생에너지원인 연료전지의 경우 수소생산

과정에서 발생되는 CO2 배출 및 지원정책 과다 등도 이슈가 되고 있

어 장기적인 수요 증가에는 불확실성이 있다.

수송용 도시가스 판매량은 2013년 이후 정체를 보이고 있으며,

2014년 이후 수도권의 수송용 도시가스 판매량은 감소세를 기록하고

있다. 이미 서울 및 주요광역시 시내버스의 CNG 버스가 포화상태에

이른 데다 정부 보조금이 축소됨에 따라 버스운수사의 CNG 버스 구

매 경쟁력이 감소하고 있기 때문이다. 승용차의 경우, CNG 자동차로

의 개조를 통해 운행이 가능하나 별도의 개조비용이 필요하고 충전시

설이 충분하지 않다는 이유로 보급이 미미한 실정이다. 경유 및 휘발

유 등 경쟁연료의 가격이 2014년 말 이후 저유가 상황이 지속됨에 따

라 상대적으로 낮은 가격에 머물러 있어 수송용 도시가스의 가격 경

쟁력이 하락한 것도 수요 감소의 주요 요인이 되고 있다. 또한, 정부

vi

의 CNG 보급 확대를 위한 보조금 지원 규모도 과거에 비해 축소되어

CNG 버스 운용에 따른 수요는 감소할 것으로 보인다.

산업용은 주택용 소비에 이어 높은 비중을 차지하는 도시가스 소비

부문으로서 용도별 소비량 중 가장 빠른 증가율을 기록해 왔다. 그러

나 2010년 이후 연도별 큰 소비 편차를 나타내며 전체 도시가스 소비

에 큰 변동성을 주고 있는 부문이기도 하다. 특히 2013년 이후에는 산

업용 수요가 수의 증가세가 정체된 상황에서 전체 판매량은 감소하는

추세를 보이고 있다. 수요가 수의 증가세 둔화는 경기 침체 및 제조업

부진 등의 외생적 요인이 강하지만 산업 내 경쟁연료 간의 상대가격

의 역전에 의한 수요 이탈도 큰 몫을 한 것으로 보인다. 저유가 영향

으로 가격경쟁력이 향상된 LPG 가격 하락이 원료비연동제 재시행과

함께 도시가스 가격 경쟁력 상실에 큰 영향을 미친 것으로 보인다.

국내 발전용 천연가스 수요는 장기적으로는 전력수급계획, 단기적

으로는 매일의 전력 수급상황에 의해 결정되는 파생수요이다. 천연가

스 수급계획을 마련하기 위해서는 국내외 이슈를 반영한 전력 수급계

획이 선행적으로 확정되어야 한다. 결국 장기 천연가스수급계획의 발

전용 가스수요는 여러 국내외 여건과 정책을 상황을 고려하여 확정된

전력수급계획을 기반으로 예측되며 각 전망시기별 이슈에 따라 차수

별로 큰 편차를 보이기도 한다. 발전용 가스수급 전망 시에는 여러

정책적, 상업적 변수들이 고려되는데 기후변화 및 온실가스 저감, 미

세먼지 대책, 친환경에너지의 이용 확대 정책 등의 정부 의지가 반영

된 국가계획이 일차적으로 큰 영향을 미치며, 대외적으로는 유가변동,

해외 비전통 가스자원의 개발 등 외생적인 변화요인도 적지 않은 영

향을 주게 된다. 특히 최근 원자력 발전소의 신규건설 및 수명 연장,

요약 vii

폐지, 재가동 등과 관련된 이슈와 석탄 발전소의 미세먼지 영향, 타

화력발전소와의 연료비 상대가격 등에 따라 발전용 가스수급에는 많

은 불확실성이 존재하고 있다. 에너지전환시대를 맞이하여 에너지 절

약 및 수요관리 시스템의 현실 적용 시점과 성과 정도에 따라 천연가

스 발전의 역할은 축소될 수 있다. 그러나 2017년 신정부 출범과 함께

에너지전환정책 추진이 가속화되고 새로운 에너지 기술의 상용화에도

어느 정도 시간이 소요될 것으로 예상되어 천연가스 발전소는 에너지

전환 단계에서 가교 역할을 담당할 것으로 기대된다.

제4장은 국내 도시가스 수요의 구조변화를 시간연동계수를 이용한

시계열 분석 모형을 이용하여 살펴보았다. 도시가스 수요 가격 탄력성

을 연도별로 추정한 결과는 최근 산업용 도시가스 수요 감소를 발생

시킨 주요 원인이 국제유가 하락과 함께 원료비연동제 유보에 따른

시장 교란이었다는 가설에 대한 정량적 분석 증거를 제시한다. 즉, 정

책당국의 수요에 대한 낮은 이해도와 함께 2008~2012년 기간 동안

수시로 원료비 연동제 시행을 유보시킨 임의의 시장가격 조정은 시장

을 교란시키고 도시가스 가격 경쟁력을 약화시키는 부작용을 초래하

였다는 점을 시사한다. 따라서 천연가스 산업 경쟁력을 강화하기 위해

서는 신산업 발굴, 기술 혁신, 시쟁 경쟁 도입에 앞서 현재 규제요금

제도가 합리적 방향으로 개선하고 시장 가격 기능 제고가 선행되어야

한다는 점을 강조한다.

viii

3. 정책적 시사점

(1) 원료비연동제 개선

우선, 가스요금 자동조정제도를 정확한 미세 준칙에 맞추어 엄격하

게 시행하여, 정부의 불필요한 재량에 의한 시장 가격 교란을 방지할

필요가 있다. 정부가 이미 정해진 준칙에 따라 시장 참여자의 예측에

따라 가격을 자동 조정한다면 소비자와 공급자에게 가격 신호 신뢰를

주어서 시장 가격 기능을 제고한다는 장점을 갖는다. 그러나 유가 상

승 등 예상치 못한 공급 측 충격에 의해 경제가 교란된다면 이미 세웠

던 준칙은 더 이상 바람직한 정책이 아닐 수 있다. 반면, 준칙보다 허

용된 재량을 넘어서서 정부의 임의적 원료비 연동제 유보나 불승인은

오히려 자원 배분을 왜곡하고 재정비용 상승을 초래한다. 본 연구는

이동평균(Moving Average)이나 가격변동 제한(Price Band) 방식으로

미세한 준칙을 설정한 후 엄격히 준수하며 요금을 자동 조정할 것을

제안한다. 이러한 방식은 가격 평탄화(price smoothing)이라는 준칙을

엄격히 준수하며, 정부 정책의 신뢰성을 제고하고 세수 확보의 안정성

을 달성한다. 또한 가격 평탄화는 연도별 소비의 평탄화(consumption

smoothing)2)를 유도하여 소비자 후생 증가에도 기여한다.

(2) 발전용 연료 간 공정한 경쟁 환경 조성

현행전력시장에서 천연가스가격은 석탄가격과 유류가격 대비 1개월

의 시차를 두고 전력시장에 반영되고, 결과적으로 발전시장 반영시차

2) Consumption smoothing은 오늘 소비와 내일 소비 간 격차를 최소화한다는 의미에서 기간 간 소비에 관한 경제학 모형에서 소비자 효용을 극대화시킨다.

요약 ix

에 따른 발전 영업손익 불확실성을 유발한다. 따라서 당월에 적용할

발전용 원료비를 1개월 앞당겨 전월 산정·통지를 함에 따라 발전시장

의 불확실성을 개선할 필요가 있다. 이로써 가스, 석탄, 유류 발전 연

료 간 공정한 경쟁 환경 조성이 필요하다. 이와 더불어, 대체 발전원

연료 간 공정한 경쟁 환경 조성을 위해 열병합발전, 연료전지 등과 함

께 분류하여 동시 산정하고 발전용 원료 간 형평성 확보가 필요하다.

(3) 요금제도의 투명성 확보

최근 도시가스 도소매 시장은 독점적 구조를 유지하고 있는바 이에

기인한 불공정 행위 사례가 발생하고 있다. 현재 제도에서는 투명하지

못한 공급가격 책정의 개연성이 존재하며 도시가스 소매시장에서 공

급자들의 담합적 판매가격을 책정할 유인이 있다. 따라서 도입, 생산

및 수송, 판매별로 별도 기준에 의한 요금산정 원칙을 마련하는 것이

필요하다. 또한, 사업자의 회계를 용도·단계별로 분리하여 각 단계별

비용을 투명하게 반영하는 제도를 마련할 필요가 있다. 판매비용은 소

비자가 선택할 수 있는 다양한 옵션을 마련하고 옵션별 가격을 별도

로 제시할 수 있는 제도가 필요하다.

(4) 도시가스 수요 부문별 제도적 개선 방향

도시가스산업 경쟁력 강화를 위해서는 우선 가스 이용기기 제조사

업 등과 같은 연관사업과의 시너지 발휘를 위한 노력이 가장 필요하

다. 특히 가스 기기에서 전기 기기로의 대체 현황을 파악하고 경쟁력

회복을 위한 기기별 R&D 지원과 투자가 이루어져야 한다. 이를 위해

가스공사 및 일반도시가스사의 기기 개발 전문업체와의 협업을 통한

x

마케팅 강화가 선행되어야 한다. 또한, 기존 도시가스 수요의 공고화

를 위해 연료 간 공평한 경쟁 환경을 조성하고 대량 수요처 이탈에 대

응하여 요금제도 및 계약체계의 개선과 수요가에 대한 지원 강화가

필요하다. 또한 이용설비의 구축 및 사용에 관한 규제 완화를 통해 원

가 절감 및 서비스 질 개선을 도모해야할 필요가 있다. 근본적으로 경

쟁연료대비 가격경쟁력 강화를 위해 산업 전반의 효율화가 필요하며,

전력 부문과 같은 시간대별 가격의 유연성 확보 등을 통한 소비자 유

인책 마련이 필요하다. 동시에 도시가스의 장점인 안전성과 신뢰성을

유지하고 이러한 장점을 지속적으로 홍보하는 정책이 필요하다.

중장기적으로 가스부문의 신산업 육성을 위한 진출역량 강화가 필

요하다. 특히 육상 수송부문의 수소 충전사업과 HCNG사업, 수소연료

전지 자동차 사업은 천연가스의 친환경성을 적극 활용한 새로운 사

업분야로서 선제적인 지원정책과 기술개발이 추진되어야 한다. 수소

차 보급 확대 정책의 가교로서 도시가스 개질 기반 수소 생산 시설이

증가될 것으로 예상되고 있으며, 최근 정부가 발표한 ‘융‧복합 충전소

시설기준’에 따라 기존 CNG 충전소에 수소 충전시설을 갖추는 것이

가능해져 기존시설의 활용이 가능할 것으로 예상된다. 수소차 보급 초

기에는 부생수소를 활용, 이후 천연가스 개질, 물분해 방식으로 전환

이 예상된다. 따라서 기존 CNG 충전소 내 개질시설을 갖춘 수소 충

전시설(융합충전소)은 CNG 및 HCNG, 수소차 충전이 모두 가능해지

며, 수송용 요금을 개질용 도시가스 요금으로 세분화해야 할 필요성에

대한 검토도 필요하다. 더불어 충전설비 구축 지원과 수소 충전소 부

품 국산화, 개질 시설에서 발생하는 CO2 처리방안 등의 검토도 평행

되어야 한다.

요약 xi

또 국제해양 온실가스 배출기준 강화와 함께 세계적으로 각광받고

있는 LNG 벙커링 사업의 주변국 대비 경쟁력 강화를 위해 국내 인프

라 구축을 위한 투자재원 마련과 함께 기존 국내 가스시장과의 융합

을 위한 법‧제도적인 검토도 이루어져야 한다. 단기적으로 소형 탱크

로리 및 위성기지와 기존 인수기지를 활용하며, 중장기적으로 국내외

수요가 충분히 확보될 경우 전용 벙커링 항구 구축도 필요하다. 이를

통해 도서지역 LNG 공급 연계를 통한 벙커링 수요 확보 등의 국내수

요 개발과 국제 LNG 벙커링 시장에 대한 모니터링과 벤치마킹으로

주변국 대비 경쟁력 확보를 위해 선제적인 대응이 필요하다.

한편 2012년 신설된 냉난방 공조용 수요는 동‧하절기 전력 피크 부

하를 안정화하는 역할을 수행하며 가스산업뿐만 아니라 전력산업에도

긍정적인 효과를 기대했지만, 전기 대비 높은 투자비가 보급 확대에

장애요인이 되고 있으며, 불안정한 지원예산으로 기기 보급이 등락하

고 있다. 따라서 전력 및 천연가스 수급계획 수립에서 해당 용도에 대

한 중장기 보급 계획 및 이용확대 방안을 포함하고, 그에 합당한 지원

금 예산을 책정하여 장려금을 지급할 필요가 있다. 또한 제도적으로

노후 공조기기 교체 의무화를 위한 건축물 냉방설비 설치 및 설계기

준 개정 등도 검토할 필요가 있다.

(5) 발전용 수요 부문별 제도적 개선 방향

신정부 출범이후 원전의 역할 축소와 노후석탄 발전소의 폐쇄, 중장

기 신재생에너지의 보급 확대로 정책방향이 추진되면서 천연가스 발

전의 역할이 증대될 것으로 기대되고 있으나, 가스 산업의 안정화와

경쟁력 확보를 위해서는 중장기 정책 로드맵에 근거한 천연가스 발전

xii

의 교두보적 역할 정립과 정확한 수요예측, 역할 분담을 위한 제도적

안전장치 등이 필요하다.

천연가스 생산 프로젝트는 장기 위주이고, 구매계약은 경직적이기

때문에 발전용 천연가스에 대한 명확한 역할 분담과 개념정립이 없다

면 과거의 수요 불확실성은 유지될 것이며, 그로 인한 피해는 고스란

히 타 부문의 천연가스 이용자에게 전가될 수 있다. 가스 도매사업자

는 도입 계약의 포트폴리오 구성에 어려움을 겪게 되며 공급인프라의

추가 확충 및 이용률 등락과 관련된 수급관리 비용은 가스사용자에게

전가되며 양 시장의 비효율을 초래할 수 있다.

중장기적으로 신재생에너지와 기존 화석연료와 발전단가가 같아지

는 이른바 그리드패리티의 달성과 안정적인 공급체계가 달성될 때까

지 발전용 천연가스 수요의 불확실성 완화와 역할 정립을 위한 계획

마련이 필요하다. 신재생에너지의 주요 단점인 전력 부하변동에 대한

대응의 보완 수단으로 ESS 등의 에너지 저장시스템이 있을 수 있으나

아직까지 ESS의 대규모를 위한 기술적 검증과 경제성 확보를 위해서

는 더 많은 시일이 소요될 것으로 전망된다. 따라서 신재생에너지와

천연가스의 상호 보완적 특성을 활용한 입지 구축이 필요하다.

Abstract i

ABSTRACT

Asian LNG-importing countries, including Korea, have long had to

purchase LNG at higher prices than countries in other regions, due to

the so-called “Asian premium.” Recently, the increase in global reserves,

led by the shale gas revolution in the United States, has expanded

natural gas transactions and increased the flexibility of the conditions of

such transactions, while geopolitical changes in the Eurasian region are

shifting the global natural gas market from a seller-driven to a

buyer-driven market. In the meantime, the general provisions of

traditional LNG contracts have remained rigid, such as the take-or-pay

provision, which requires a long-term purchase guarantee of 15 years or

more, in accordance with the prescribed oil price-linked pricing formula

for such contracts. This advent of a buyer-driven market has changed

the perception of importing countries, leading them to not only resist

rigid contract provisions but also seek to ease them.

The demand for domestic natural gas has already entered a maturity

stage, while the structure of the global natural gas market is

characterized by an oversupply and more flexible contract conditions

due to the shale gas revolution. In order for the domestic gas industry

to secure long-term competitiveness, it is necessary to transition away

from the rigid paradigm based on vertical contractual relationships to a

competitive market paradigm based on free transactions. It is also

ii

important to foster domestic LNG demand and find new industries that

are capable of contributing to domestic industrial growth. These efforts,

however, will result in technological innovation only if they are

accompanied by the establishment of rational market mechanisms.

Compared with developed countries, Korea’s domestic industry has a

stable supply system and high penetration rate, and it has also entered

its maturity stage. However, the Korean gas market needs a new

breakthrough in order to achieve further growth, as it has reached a

limit in terms of the distribution of natural gas in the conventional gas

market.

Chapter 3 reviews major issues in the domestic city gas sector. First,

the demand for city gas for housing and heating is influenced by

demographic factors, such the declining population and increase in the

proportion of single- and two-person households, as well as by price

competitiveness relative to the prices of alternative fuels. Therefore,

market price disturbances caused by frequent failures of the regulatory

authorities to change prices in line with the costs of raw materials have

the potential to cause the city gas industry to contract further.

Meanwhile, the sluggish consumption of city gas for residential use

seems to be influenced not only by quantitative factors, including the

decrease in household size and increase in the distribution of electric

heaters and alternative heating and cooking appliances, but also by

changes in the qualitative environment and policy, such as the

improvement of building insulation materials, the government’s energy

Abstract iii

efficiency improvement policy, and the decline in heating demand

caused by the conversion to collective heating systems within newly

developed residential areas.

The factors driving the stagnation of and decline in the demand for

city gas for business use are believed to be the weakening

competitiveness of city gas in relation to electrical appliances and the

high initial cost of investment in combustion equipment, as in the case

of city gas for residential use. Gas appliances are less convenient and

versatile than electrical appliances. In the case of gas-fueled heating and

air conditioning equipment, lower summer rates for gas can make them

competitive, but the higher initial investment costs involved pose an

obstacle to expanding the distribution of such equipment. The vacancy

rate of buildings, which reflects the economic conditions of an industry,

also acts as an exogenous variable. In particular, although the gas heat

pump(GHP) is becoming increasingly competitive thanks to efficiency

improvements, gas tariff reductions, and strengthened support system, it

is pointed out that the competitiveness of the EHP could weaken due to

an increase in the initial investment cost caused by a reduction or the

abolishment of investment support in the future.

General purpose (Business Purpose 1) city gas, which is used for

restaurants, accommodation businesses, hospitals, and beauty salons,

among others, is sensitive to the real economy and directly related to

the general economic conditions. The sales volume of this type of city

gas in the Seoul metropolitan area, where the demand for city gas for

iv

general use is highest, has remained stagnant since 2010, while

non-capital regions are driving the growth in demand. Although the

number of consumers of Business Purpose 1 city gas remains low, it

has been rising steadily, reflecting the recent increase in the number of

self-employed individuals, while demand per capita has been stable or

declining, thereby resulting in the stagnation of overall demand. This is

attributable to the slowdown in overall economic growth, lack of

diversification in commercial gas-based combustion equipment, and

weakening of the price competitiveness of city gas in relation to

electrical appliances. General purpose (Business Purpose 2) city gas,

which is used to heat water for public bathing facilities and saunas and

for waste treatment facilities, has a lower number of consumers than

Business Purpose 1 city gas, but its consumption per unit demand is

greater. The sales volume of Business Purpose 2 city gas has declined

since 2005, and the number of consumers has been declining since

reaching a peak in 2012, which is likely a result of the decline in the

number of public bath facilities and their users.

City gas for cogeneration is used to simultaneously produce heat and

electricity through the use of self-generation equipment (turbines or

engines), fuel cells, and others. Demand for this type of city gas comes

from a wide variety of industries, including manufacturing, buildings,

and home and collective energy, and its competitiveness in relation to

other types of energy can differ according to the characteristics of the

load required by consumers. When used for a home, city gas for

Abstract v

cogeneration is used by a household to power a compact cogeneration

generator and a fuel cell. This can be even more competitive if the

household has already consumed electricity beyond a certain threshold

under a progressive electricity rate system.Factors that influence the

dissemination of gas-powered cogeneration equipment include not only

economic factors, such as investment and fuel economy (including

high-quality load or the possibility of the sale of surplus heat and

electricity), but also policy benefits (which vary depending on whether a

certain type of generated energy is recognized as renewable energy).

Although the use of city gas for cogeneration is expected to increase in

the mid to long term due to the government’s decentralized power

policy, uncertainty will remain due to the decline of SMP and

underlying power generation issues. In addition, there is uncertainty over

long-term demand growth, as there is some controversy over the issues of

CO2 emissions generated during the hydrogen production process and

the excessive support policy for fuelcells, which are a new and

renewable energy source.

The total sales volume of city gas for transportation has been

stagnating since 2013. In the Seoul metropolitan area, it has been

decreasing since 2014. This is because compressed natural gas (CNG)

buses in Seoul and major regional metropolitan areas have already

reached a saturation point and purchasing CNG buses is no longer as

cost effective for bus companies as it used to be due to the reduction

of government subsidies. In the case of cars, the transition from

vi

gasoline to CNG is permitted, but the penetration rate of such cars has

increased only marginally due to the transition costs involved and lack

of fueling facilities. As the prices of competing fuels, such as diesel

and gasoline, have remained relatively low since the end of 2014, the

price competitiveness of natural gas for transportation has declined.

Also, as the government subsidies that aimed to promote the

dissemination of CNG have been lowered, the demand for natural gas

for the operation of CNG buses is likely to decrease.

Consumption of city gas by the industrial sector accounts for the

second largest proportion of total city gas consumption after the

household sector and boasts the fastest growth rate as well. However,

since 2010, there have been large variations in industrial sector

consumption by year, resulting in significant fluctuations in total city

gas consumption. In particular, since 2013, the number of industrial

consumers has remained stagnant and total sales volume has been

decreasing. The lack of growth in the number of industrial consumers is

due to exogenous factors, such as the recession and manufacturing

sluggishness. However, decreased demand due to the reversing trends of

the relative prices of competing fuels in the industry has also

contributed. The decline in liquified petroleum gas (LPG) prices, which

has resulted in greater price competitiveness due to the low oil prices,

appears to have been a major contributor to the loss of price

competitiveness of city gas, along with the re-implementation of the

system that links gas prices to the costs of raw materials.

Abstract vii

The demand for natural gas for domestic power generation is a

derived demand determined by the daily electricity supply and demand

conditions in the short term and a supply and demand plan in the long

term. In order to create a natural gas supply and demand plan, a

supply and demand plan for electricity that reflects domestic and

overseas market circumstances should be drawn up in advance. This is

why the demand for natural gas for power generation under the

long-term natural gas supply and demand plan is forecast based on the

electricity supply and demand plan that was drafted in consideration of

various domestic and overseas conditions and policies. There are also

large deviations in the demand forecast for natural gas for power

generation, driven by particular conditions in each forecast period. Many

policy and commercial variables are considered when forecasting the

supply and demand of natural gas for power generation. In this regard,

the national plan, which reflects the government’s aims in various areas,

including climate change, greenhouse gas reduction, measures against

fine particulate matter, and policy for the expansion of eco-friendly

energy, has had a significant impact, as have exogenous factors for

changes, such as oil price fluctuations and development of

non-traditional gas resources overseas. Recently, there has been much

uncertainty concerning the supply and demand of natural gas for power

generation, especially due to the construction of nuclear power plants,

extension of the life span of nuclear power plants, decommissioning and

restarting of nuclear power plants, effects of fine particulate matter

viii

generated by coal-fired power plants, and relative prices of fuels used

for other thermal power plants. In the era of energy conversion, the

role of natural gas in power generation may decline depending on when

the energy-saving and demand management system is established and

how well the system performs. However, as the energy conversion

policy has been accelerated with the inauguration of the new

government in 2017 and the commercialization of new energy

technologies will take some time, it is expected that natural gas-fired

power plants will serve as a bridge between traditional energy and new

energy in the energy conversion stage.

Chapter 4 explains the structural changes in the domestic demand for

city gas using a time series analysis model with time-dependent

coefficients. The resulting estimates of the price elasticity of city gas

demand by year provide quantitative analytical evidence for the

hypothesis that the major cause of the decline in demand for city gas

for industrial use in recent years is the market disturbance that was

caused by the drop in international oil prices and delays in linking city

gas prices to the costs of raw materials. In other words, random market

price adjustments made by the government, which reserved linking city

gas prices to the costs of raw materials from 2008 to 2012, together

with the government authorities’ insufficient understanding of market

demand, have had major side effects, i.e., market disruption and

weakened price competitiveness of city gas, as this paper has suggested.

Therefore, to raise the competitiveness of the natural gas industry,

Abstract ix

emphasis needs to be placed on making rational improvements to the

current regulated gas tariff system and enhancing the market price

function, prior to the launch of new industries, achievement of

technological innovation, and introduction of market competition.

(1) Improvement of system for linking gas prices with the cost of raw

materials

First, it is necessary to enforce the automatic gas price adjustment

system, ensuring that it is in close compliance with the rules, as well

as to prevent market price disturbances caused by unnecessary and

discretionary government intervention. If price adjustments are made

automatically, in accordance with the predetermined rules set by the

government and as predicted by market participants, the system will

give consumers and suppliers greater confidence in price signals, thus

enhancing the function of market prices. However, if the economy is

disrupted by an unexpected supply shock, such as a sudden increase in

oil prices, the established rules may no longer be desirable. On the

other hand, any discretionary intervention (postponement or rejection) by

the government to link natural gas prices with the cost of raw materials

beyond its permitted authority could cause a distortion in resource

allocation and an increase in financial costs. This study therefore

proposes setting elaborate rules based on a moving average or price

band method, strictly enforcing the rules, and adjusting the natural gas

prices automatically. This approach is in strict compliance with the

x

principle of price smoothing and thus enhances the reliability of

government policies and achieves tax revenue stability. In addition, price

smoothing induces consumption smoothing on an annual basis and helps

improve consumer welfare.

(2) Creation of environment conducive to fair competition among fuels

for power generation

Currently, natural gas prices are reflected in the electric power market

one month behind coal and oil prices, thereby causing uncertainty in

operating profit and loss due to the time lag in the reflection of market

prices in the power generation market. Therefore, it is necessary to

reduce uncertainty in the power generation market by calculating an

electricity rate in the current month for application to the following

month. Moreover, an environment conducive to fair competition among

natural gas, coal, and oil should be created. In addition, natural gas for

cogeneration facilities and fuel cells should be classified as power

generation fuels in order to create a fair competitive environment for

alternative power generation fuels, and equality among raw materials for

power generation should be secured.

(3) Ensuring the transparency of the gas rate system

Recently, the wholesale and retail markets for city gas have been

maintaining a monopoly structure, giving rise to unfair practices,

introducing the possibility of intransparent pricing in the current supply

Abstract xi

system, and incentivizing vendors to charge their collateral sale prices in

the city gas retail market. Therefore, it is necessary to establish separate

pricing principles for each stage: import, production, transportation, and

sale. In addition, a system should be created that transparently reflects

the costs of each stage according to separate accounting rules. In terms

of cost of sales, a system is needed that allows consumers to select

various options and vendors to present separate prices for each option.

(4) Directions for policy improvement by type of city gas demand

To strengthen the competitiveness of the city gas industry, efforts

must be made to create synergy with affiliated industries, such as

gas-powered equipment manufacturing. In particular, it is necessary to

understand that gas appliances can be replaced with electrical appliances

quickly and that investments must be made in R&D support and

equipment in order to restore the competitiveness of gas appliances. To

this end, reinforced marketing should be carried out through

collaborations between the Korea Gas Corporation and general city gas

companies. Moreover, to secure existing city gas demand, it is necessary

to foster an environment conducive to fair competition among fuels,

improve the rate and contract systems to prevent any massive departure

of consumers, and strengthen government support for the demand side.

It is also necessary to reduce costs and increase service quality by

deregulating the construction and use of facilities. Fundamentally, the

overall efficiency of the gas industry needs to be improved in order to

xii

strengthen price competitiveness in relation to competing fuels, and

consumer incentives should be established through the introduction of a

flexible pricing system, such as the seasonal and time-of-day pricing

systems currently in use in the electric power industry. At the same

time, it is necessary to maintain and promote city gas’ advantages of

safety and reliability.

In the mid to long term, the gas industry’s capacity to advance into

new business areas needs to be strengthened. In particular, the hydrogen

fueling for land vehicles, HCNG, and hydrogen fuel cell for automobile

businesses are all new areas that are actively making use of

eco-friendly natural gas and thus must be fostered through technological

development and the early establishment of a support policy. Going

forward, it is expected that there will be an increase in facilities

producing hydrogen based on city gas reforming, which will play a role

in increasing the distribution of hydrogen vehicles. It is possible to

equip existing CNG refueling stations with hydrogen fueling facilities, in

accordance with the government’s recently announced “Standard of

Convergence and Complex Fueling Station Facility.” It is expected that

by-product hydrogen will be used in the early stages of the distribution

of hydrogen vehicles, after which natural gas reforming will be used,

followed ultimately by water electrolysis. It is therefore necessary to

consider subdividing the rate of natural gas for transportation and create

a new component for the city gas reforming rate, because existing

hydrogen fueling facilities (integrated fueling station) equipped with gas

Abstract xiii

reforming facilities within CNG fueling stations are capable of fueling

CNG, HCNG, and hydrogen vehicles. In addition, the provision of

government support for fueling station construction, localization of parts

used in hydrogen fueling stations, and development of

CO2treatmentplansforgasreformingfacilitiesshouldallbecarriedoutconcurrently.

In addition, to strengthen the competitiveness of the LNG bunkering

industry, which has been receiving international attention due to the

enactment of more stringent regulations on greenhouse gas emissions

generated by international shipping, a legal and institutional review and

preparation of investment resources for the construction of domestic

infrastructure should also be carried out to promote the industry’s

convergence with existing domestic gas markets. In the short term, it is

necessary to use small tank trucks, satellite terminals, and existing LNG

receiving terminals, while in the mid to long term, it will also be

necessary to construct a dedicated bunkering harbor, if sufficient

domestic and overseas demand is secured. Moreover, preemptive

measures will need to be taken to secure competitiveness against

neighboring countries through the development of domestic demand,

including securing bunkering demand by linking with the LNG supply

to isolated areas and monitoring and benchmarking the international

LNG bunker market.

Meanwhile, it had been hoped that demand for heating and air

conditioning using natural gas, which was first adopted in 2012, would

stabilize the peak load during the summer and winter seasons and have

xiv

positive effects in both the gas and electric power industries. However,

the high investment costs restrained the expansion of heating and air

conditioning using natural gas, and the supply of related equipment has

been fluctuating as a result of unstable budget support. Therefore, in

establishing a supply and demand plan for electricity and natural gas, it

is crucial to draft plans for mid- to long-term supply and utilization

expansion. In addition, the amendment of the standards for the

installation and design of heating and cooling systems needs to be

examined in order to implement the mandatory replacement of old air

conditioning equipment.

(5) Directions for policy improvement by type of demand for power

generation

The role of natural gas for power generation is expected to increase as

its policy direction since the launch of the new government has been

heading toward reducing the role of nuclear power plants,

decommissioning old coal-fired plants, and expanding new and

renewable energy. To stabilize the gas industry and secure its

competitiveness, it is necessary to have natural gas for power generation

take on a bridge-like role based on a mid- to long-term policy

roadmap, ensure accurate demand forecasting, and establish institutional

safeguards for role sharing. As natural gas production projects are

long-term projects and natural gas purchasing contracts are typically

quite rigid, demand uncertainty, as in the past, will persist unless a

Abstract xv

clear role-sharing status for natural gas for power generation is

established. Any loss or damage that does occur due to insufficient

preparations may be transferred to natural gas consumers in other

industries. If facing uncertainty, gas wholesalers will likely find it

difficult to build portfolios of import contracts, and supply management

costs related to the expansion of supply infrastructure and fluctuations

in the utilization rate may be transferred to consumers, thus increasing

inefficiency in both the wholesale and consumer markets.

In the mid to long term, it is thus necessary to prepare a plan for

mitigating uncertainty in the demand for natural gas for power

generation and establishing a clear role for natural gas until the

achievement of a stable supply system and so-called “grid parity,”

where the unit costs of new and renewable energy and power

generation using fossil fuels are equal. Although we have developed

energy storage systems, such the ESS, which is a complementary means

of responding to power load fluctuations, a major disadvantage of new

and renewable energy, more time is needed to verify the economic

efficiency and technological viability of large-scale ESS implementation.

Therefore, it is necessary to establish a middle ground where the

complementary characteristics of renewable energy and natural gas can

be taken advantage of.

차례 i

제목 차례

제1장 서 론 ·················································································· 1

제2장 세계 천연가스 시장의 구조변화 ········································· 7

1. 세계 천연가스 시장 현황 ······························································ 7

1.1 확인매장량과 공급능력 확대 ··················································· 7

1.2 LNG 거래 추이 ······································································ 10

1.3 LNG 수요 전망 ······································································ 12

1.4 중·단기 거래 비중 ·································································· 13

2. 거래 방식의 구조 변화 ································································ 16

2.1 전통적 거래방식 형성 배경 ··················································· 16

2.2 신규 거래 방식 형성 ······························································ 18

2.3 거래 방식 구조 변화를 일으킨 메가트랜드 ························· 21

3. 세계 천연가스 시장 구조변화에 대한 시장 참여자의 대응 ···· 23

3.1 수입국의 대응 ········································································· 23

3.2 수출국의 움직임 ····································································· 37

제3장 국내 가스시장의 용도별 소비 및 주요 이슈 ···················· 41

1. 국내 천연가스 수급 ····································································· 41

2. 국내 주요 용도별 천연가스 수요 변화 ······································ 46

2.1 용도별 도시가스 부문 이슈 - 주택용 ·································· 49

2.2 용도별 도시가스 부문 이슈 - 업무용 ·································· 55

ii

2.3 용도별 도시가스 부문 이슈 – 일반용(영업용1) ················ 60

2.4 용도별 도시가스 부문 이슈 – 일반용(영업용2) ················ 62

2.5 용도별 도시가스 부문 이슈 – 열병합용 ···························· 63

2.6 용도별 도시가스 부문 이슈 – 연료전지 ···························· 66

2.7 용도별 도시가스 부문 이슈 – 수송용 ································ 68

2.8 용도별 도시가스 부문 이슈 – 산업용 ································ 73

2.9 발전용 천연가스 부문 이슈 ··················································· 77

3. 천연가스 요금 산정 ····································································· 82

3.1 천연가스 요금 구조 및 결정 ················································· 82

3.2 원료비 연동제 시행 ································································ 84

3.3 원료비 연동제 유보 등에 따른 미수금 누적 ······················· 85

제4장 도시가스 수요 구조 변화요인 분석: 주택용·산업용 ······ 87

1. 연구 개관 ······················································································ 87

2. 선행 연구 ······················································································ 88

3. 모형의 특징과 추정 ····································································· 91

4. 주택용 도시가스 수요함수의 추정 결과 ···································· 94

4.1 고정계수 추정 ········································································· 95

4.2 시간연동계수(TVC) 추정 ····················································· 100

4.3 종합 결론 ·············································································· 108

5. 산업용 도시가스 수요함수의 추정 결과 ·································· 109

5.1 고정계수 추정 ······································································· 110

5.2 시간연동계수(TVC) 추정 ····················································· 114

5.3 종합결론 ················································································ 122

차례 iii

제5장 천연가스 산업 경쟁력 강화를 위한 정책 제언 ··············· 123

1. 규제요금제도 개선 ····································································· 124

1.1 총괄원가 방식의 문제점 ······················································ 124

1.2 원료비 연동제 개선 방향 ···················································· 125

1.3 발전용 요금제도의 형평성 확보 ········································· 129

1.4 요금제도의 투명성 확보 ······················································ 130

2. 천연가스 수요 부문별 정책 개선 방향 ···································· 131

2.1 도시가스 부문 ······································································· 131

2.2 발전용 천연가스 부문 ·························································· 134

약 어 집 ··················································································· 137

참고문헌 ···················································································· 139

iv

표 차례

동북아 LNG 거래 규모 (2017.2) ······································ 15

동북아 LNG 현물 및 단기 거래 규모 (2017.2) ·············· 15

12차 장기 천연가스 수급계획의 수요 전망 ····················· 46

국내 도시가스 용도별 구분기준 ········································ 48

가구원수별 표본가구당 에너지 소비 ································· 51

업무용 GHP vs EHP 경제성 비교 ··································· 59

이중 연료(Dual Fuel) 사용시설 설치 산업체 동향 ········· 75

산업용 도시가스 위헙/제약요소와 개선방안 ····················· 76

가스복합화력 발전의 장단점 ·············································· 79

원료비 연동제 시행지침의 주요내용 ································· 85

선행 연구 ············································································· 90

주택용 도시가스 함수 추정 자료 ······································ 95

수도권 주택용 고정계수 추정 결과 ·································· 96

부산 울산 경남 주택용 고정계수 추정 결과 ···················· 97

대구 경북 주택용 고정계수 추정 결과 ····························· 98

충청 주택용 고정계수 추정 결과 ······································ 99

호남 주택용 고정계수 추정 결과 ···································· 100

산업용 도시가스 함수 추정 자료 ···································· 109

수도권 산업용 고정계수 추정 결과 ································ 110

부산, 울산, 경남 산업용 고정계수 추정 결과 ·············· 111

대구, 경북 산업용 고정계수 추정 결과 ························ 112

충청 산업용 고정계수 추정 결과 ·································· 113

차례 v

호남 산업용 고정계수 추정 결과 ·································· 114

가격 자동조정제도 비교 ··················································· 127

가격 자동조정제도 비교: 국내 사례 ······························· 128

vi

그림 차례

[그림 2-1] EIA 세계 천연가스 생산 장기 전망 ································· 8

[그림 2-2] 미국 천연가스 수출 전망 ··················································· 9

[그림 2-3] 2016년 세계 천연가스 거래 흐름 ······································ 9

[그림 2-4] 세계 LNG 교역 추이(1990~2016) ··································· 10

[그림 2-5] 세계 LNG 수출국별 비중(1990~2016) ··························· 11

[그림 2-6] 세계 LNG 수요 및 생산 능력 전망 ································ 13

[그림 2-7] 비장기 LNG 계약 비중 ···················································· 14

[그림 2-8] 미국 FERC 상태 (2017.2) ················································ 21

[그림 2-9] 일본의 만료 예정인 LNG 계약량 ··································· 30

[그림 2-10] 일본의 천연가스 시장 자유화 과정 ······························· 32

[그림 2-11] 일본 전력⋅가스 산업의 구조 개편에 따른 시장 참여자 변화· 35

[그림 3-1] 도시가스 보급정체 및 물량 감소 ···································· 41

[그림 3-2] 수급계획별 도시가스 수요전망 ········································ 43

[그림 3-3] 발전용 천연가스 수요전망 ··············································· 43

[그림 3-4] 우리나라의 에너지원별 1차 에너지 공급 비중 ·············· 44

[그림 3-5] 우리나라 LNG 수입량 및 가격 ······································· 45

[그림 3-6] 도시가스 용도별 공급추이 및 보급률 ····························· 47

[그림 3-7] 도시가스 용도별 소비 증가율 변화 ································· 48

[그림 3-8] 주택용 보급률 및 단위 판매량 추이 ······························· 49

[그림 3-9] 동절기 주택용 가구당 소비 및 난방도일 ······················· 50

[그림 3-10] 주요 전기 취사기구 보급대수 ········································ 52

[그림 3-11] 연간 전기 레인지 보급대수 ············································ 53

차례 vii

[그림 3-12] 주택용 도시가스 가격경쟁력(단위 열량당 가격) ········· 54

[그림 3-13] 전기 기기(전기장판·담요) 보급 추이 ···························· 55

[그림 3-14] 업무난방용 및 냉난방 공조용 소비추이 ······················· 56

[그림 3-15] 업무용 수요가수당 소비 추이 ········································ 57

[그림 3-16] 가스냉난방 공조기 보급 추이 ········································ 58

[그림 3-17] GHP 효율 향상(용량 45kW~142kW) ··························· 60

[그림 3-18] 영업용1의 판매증가율 및 GDP 성장률 비교 ··············· 61

[그림 3-19] 영업용1의 총 판매량 및 수요가당 판매량 ··················· 61

[그림 3-20] 영업용2(목욕시설, 폐기물 처리시설 등) 판매량 ·········· 62

[그림 3-21] 영업용2의 수요가수 및 수요가당 판매 ························· 63

[그림 3-22] 소형 열병합 연료별 용량 ··············································· 64

[그림 3-23] 열병합용 도시가스 판매량 ············································· 65

[그림 3-24] 정부 신재생(연료전지) 관련 정책과 보급현황 ············· 66

[그림 3-25] 연료전지 전기화학반응 ··················································· 68

[그림 3-26] 수송부문 수요 정체 ························································ 70

[그림 3-27] 국내 산업용 도시가스 소비 추이 ·································· 74

[그림 3-28] 산업부문 연료가격(공장도 기준, 부가세 제외) 변동 ··· 74

[그림 3-29] 스마트 그리드 적용으로 인한 부하변동 감소 ·············· 80

[그림 3-30] 도시가스용 최종 소비자 요금 구성 (2017.3.1) ············ 83

[그림 4-1] 수도권 주택용 TVC 추정 결과 ····································· 103

[그림 4-2] 부산 울산 경남 주택용 TVC 추정 결과 ······················ 104

[그림 4-3] 대구 경북 주택용 TVC 추정 결과 ································ 105

[그림 4-4] 충청 주택용 TVC 추정 결과 ········································· 106

[그림 4-5] 호남 주택용 TVC 추정 결과 ········································· 107

[그림 4-6] 수도권 산업용 TVC 추정 결과 ····································· 117

viii

[그림 4-7] 부산 울산 경남 산업용 TVC 추정 결과 ······················ 118

[그림 4-8] 대구 경북 산업용 TVC 추정 결과 ································ 119

[그림 4-9] 충청 산업용 TVC 추정 결과 ········································· 120

[그림 4-10] 호남 산업용 TVC 추정 결과 ······································· 121

[그림 5-1] 연료별 발전용 원료비의 반영 시차 ······························· 129

제1장 서 론 1

제1장 서 론

우리나라를 비롯한 아시아 LNG 수입국들은 다른 지역보다 “아시안

프리미엄”이 더해진 높은 가스 가격을 지불하고 LNG를 구매하여야

했다. 최근 미국이 주도한 셰일가스 혁명으로 진전된 세계 매장량 증

가, 유연한 조건의 천연가스 거래 확대, 유라시아 지역의 지정학적 변

화 등은 세계 천연가스 시장 구도를 기존의 판매자 우위에서 점차 구

매자 우위로 이동시키고 있다. 이러한 변화는 2016년 전 세계 LNG 총

거래량의 절반 이상을 구매하는 우리나라, 중국, 일본 동북아 3국에 유

리한 시장 환경을 조성하고 있다. 현재 공급 과잉 상태가 2020년대 중

반까지도 계속될 것이라는 전망이 나오는 상황에서 협상력이 강해진

동아시아 국가의 구매자들은 적극적으로 목소리를 내고 있다. 그동안

전통적 LNG 계약 조항은 미리 정해진 유가 연동 가격 공식에 따른

15년 이상의 장기 계약과 실제 인수 여부와 무관하게 대금을 지급해

야 하는 의무 인수 조항(take-or-pay) 등의 경직적 조항으로 구성되어

왔다. 구매자 우위시대가 도래하며 이러한 경직적 계약 조항에 대한

거부감이 수입국들 사이에 높아져 있을 뿐 아니라 기존 계약에서도

이러한 경직적 조건의 완화를 추진하고 있다.

특히 2015년 말부터 국제 시장에 유입된 미국산 LNG의 계약구조에

서는 구매자가 상류 가스전 자산의 현금화와 직접적 관련된 상당한 위

험을 떠안아야했던 전통적 거래방식과 달리 사업자의 액화설비 이용료

수입 정도만 보장하면 된다. 따라서 소수의 판매자와 구매자가 대규모

의 장기계약으로 결합된 전통적 거래방식과 달리 신규 거래방식에서는

2

도착지 제한이나 재판매 금지 조항이 불필요하게 되고 기존의 TOP 발

생에 따른 비용을 액화설비 이용료 수준으로 낮추는 효과를 발생시킨

다.1) 미국산 LNG의 유입은 천연가스 거래의 경직성을 완화하고 계약

조건의 변화를 가져오나 단기·현물 거래와 확대 및 LNG 거래의 유연

성을 높이므로 장기계약 구조의 위험 관리 방식이 아닌 단기적이고 탄

력적으로 사업 위험을 관리하는 방식을 요구한다. 이러한 세계 천연가

스 시장의 구조변화를 “아시안 프리미엄”을 낮추는 호기로 이용하고 산

업 경쟁력을 높이기 위해서는 새 수요를 창출하기 위한 기술혁신도 중

요하나 기업가(entrepreneur)가 기술 혁신을 일으킬 때 적정한 노력의

과실을 얻을 수 있는 시장 환경이 조성되어야 한다. 즉, 기술혁신가가

공정하게 경쟁할 수 있는 시장 환경이 조성되어야 지속적인 혁신이 발

생하며 비로소 장기적으로 산업경쟁력을 강화할 수 있다.

지금까지 우리나라 가스 산업의 정책 패러다임이자 당면한 과제는

빠른 천연가스 수요를 적기에 대응하기 위하여 장기 계약 위주로 구성

된 국제 LNG 시장에서 안정적으로 물량을 확보하는 것이었다. 이와

같은 패러다임이 형성된 배경은 국내 천연가스 수요가 지속적으로 가

파른 성장을 보였으나 불확실성이 적어서 예측 오차가 크지 않고, 세

계 천연가스 시장이 소수의 판매자와 구매자가 대규모 장기 계약으로

결합한 폐쇄구조로 공급 중심의 안정성을 중시한 데 있다. 그러나 최

근 2013~2015년 기간 동안 국내 도시가스 수요가 보급률의 증가에도

불구하고 인구구조 변화, 대체 연료 개발 등으로 감소세를 보이는 반

면 정책당국의 수요에 대한 낮은 이해도와 함께 2008~2012년 기간 동

안 수시로 원료비 연동제 시행을 유보시킨 임의의 시장가격 조정은 시

1) 도현재(2015) p. 40

제1장 서 론 3

장 가격 기능을 교란시키는 역효과를 발생시켰다. 결국 2013년 초 원

료비연동제 재시행 이후 그동안 누적된 가스공사의 미수금 회수를 위

한 도시가스 상대가격 인상은 이중연료 시스템을 구축한 산업계의 도

시가스 수요를 감소시키는 결과를 가져왔다.2)

국내 천연가스 수요는 이미 성숙 단계에 진입하였고 세계 천연가스

시장의 공급 과잉 및 다변화는 우리나라 가스 산업이 과거 도매시장

독점체제와 소매시장 지역독점체제로 유지되어온 안정적인 성장 공식

으로는 천연가스 산업 경쟁력을 높이는 데 그 효과가 단기적이며 한계

가 있다는 점을 시사한다. 장기적인 산업 경쟁력 강화를 위해서는 미

국, 영국, 네덜란드 사례와 같이 일련의 정책 조치를 통하여 수직적 계

약관계를 벗어나 자유로운 거래에 기반을 둔 경쟁적 시장으로 패러다

임 전환이 필요한 시점이다.3)4) 여기서 본 연구진이 강조하는 “경쟁적”

시장의 의미는 완전 경쟁시장을 의미하는 것이 아니며, 새 경쟁자의

2) 이 사례는 2013년 원료비연동제가 재시행된 이후 LNG를 LPG나 벙커C유로 대체하며 미수금 회수의 부담을 가정용 소비자에게 전가시킨 산업계에 대한 “열매만 따먹는(cherry picking)” 행위를 하였다는 비난도 있다. 그러나 경제학적으로 이윤극대화를 추구하는 기업으로 이와 같은 결정은 합리적인 판단이다. 오히려 이 사례는 시장개입을 통한 임의적인 시장가격 조정이 결국 시장 실패를 야기하였다는 시사점을 제시한다. 또한 특정 연료의 시장 교란은 해당 연료 시장뿐만 아니라 해당 연료와 대체재 또는 보완재에 해당하는 상품 시장에도 부작용을 초래할 수 있다.

3) 미국의 사례에서는 소비자가 기존 계약보다 저렴한 가스를 구매할 수 있는 기회를 제공하면서 완전한 가스거래 자유화가 이루어지도록 완전히 개방된 도매시장으로 이행하였다. 영국과 네덜란드는 공기업 중심의 수직 통합적 구조를 판매와 설비로 분리하는 데 성공하였다. 3국의 사례에서 기존 매매계약의 처리 비용 배분, 더 효율화된 시장에서의 소규모 소비자 보호 등과의 과제를 해결하였다.(이호무, 2016 요약 iii 인용) 상기 사례에 관한 자세한 논의는 이호무(2015, 2016)에 서술되어 있다.

4) 전력 산업과 가스 산업은 공공성이 짙은 자연독점 재화(엄밀히 배제성은 존재하나 경합성은 없는 클럽재 해당) 산업으로서 자유로운 시장 경쟁 확대를 통한 산업발전도 중요하나 공급안정성 역시 고려하여야 한다.

4

시장 진입이 어느 정도 허용되어 기존 진입자(incumbent)가 현실에 안

주하지 않고 급변하는 대외 환경 변화에 적극 대응하며 소비자 만족을

제고하는 노력을 게을리 하지 않는 탄력적 경쟁 환경 조성을 의미한

다. 이러한 환경 조성은 기업의 지속적 노력으로만 되는 것이 아니라

규제당국의 지속적인 감독과 정보 투명화 등의 정책이 바탕 되어야 한

다. 따라서 규제당국 역시 급변하는 대외 환경에 적극 대응하여 정책

개선 노력을 하여야 한다.

선행 연구를 살펴보면 천연가스 시장이 세계 시장 변화에 유연하고

경제적으로 대응할 수 있는 방안을 제시하기 위해 2014~2016년 3개 연

도에 걸쳐서 연구원은「천연가스 시장 메가트랜드의 파급효과 및 대응

전략 연구」보고서를 제시하였다. 김기중(2014)은 천연가스 시장의 메

가트렌드로 비전통 채굴 기술 발전, 부유식 설비(FLNG, FSRU) 이용

확대에 따른 소규모 LNG 공급사슬의 발달, 조선기술의 발전에 따른

LNG 운송비 절감, 유연한 조건의 천연가스 거래 확대, 유라시아 가스

시장의 지정학적 변화를 제시하고 세계 비전통가스 개발 동향과 LNG

공급경쟁 확대 가능성에 따른 공급 전략을 분석하였다. 이호무(2015,

2016) 연구는 세계 천연가스 시장 구조변화에 대응하여 지역 내 거래

활성화를 통한 LNG 교역조건 개선 방안 및 국내 도시가스 도·소매시

장 자유화 방안을 논의하였다.5) 본 보고서는 2017~2019년 3개 연도에

걸쳐서 연구원이 제시한 「세계 천연가스시장 구조변화에 대응한 천연

5) 주요 선행 연구들은 세계 천연가스 시장의 구매자와 공급자의 전략을 고려한 도입 방안, 국내 가스시장의 이해관계자 간의 의견 조율을 반영한 LNG 직도입 조건 완화 이슈를 체계적으로 분석하였다는 데서 의의가 있으나 시장 개방 효과에 관한 경제학적 논지는 부족하다. 예를 들어, 도매시장 개방을 통해 대규모 수용가(민간기업)의 직도입을 허용하고 원료 수입단가를 낮추어 생산자 잉여를 늘릴 수는 있겠으나 생산자 잉여 증가가 소비자 잉여 증가로 연결되는 시장 메커니즘 연구는 부재하다.

제1장 서 론 5

가스 산업경쟁력 강화방안 연구」의 1차년도 과제에 해당한다. 선행

연구가 주로 국제 시장 동향과 해외 사례 조사에 연구 중점을 두었다

면, 본 보고서는 동향·사례 조사를 벗어나 세계 시장 구조변화를 국내

시장 발전에 유리하게 이용하는 데 걸림돌이 되는 국내 도시가스 시장

내부 요인에 중점을 둔다. 특히 도시가스 시장 수요의 현안과 문제점

을 부문별로 파악하고 시간연동계수(Time varying coefficients: TVC) 모

형을 이용하여 주택용과 산업용 도시가스 수요 가격 탄력성을 연도별

로 추정한다. 이 결과를 통해 천연가스 산업 경쟁 제고를 위해 국내

LNG 수요 창출과 산업성장에 기여할 수 있는 신산업 발굴 노력도 중

요하나 이러한 노력은 합리적 시장 메커니즘 마련과 병행되어야 한다

는 논지에 중점을 두어 시사점을 도출한다. 특히 산업경쟁력 강화를

위해 시장 가격 기능 제고가 선행할 것을 강조한다.

본 보고서의 구성은 다음과 같다. 제2장은 세계 천연가스 시장의 구

조변화의 현황 및 특징을 살펴본다. 제3장은 국내 천연가스 부문별 소

비 현황과 정책 현안을 도출한다. 제4장은 주택용·산업용 도시가스 수

요의 구조변화 요인을 과학적으로 분석한다. 이러한 분석을 토대로 제

5장은 천연가스 가격 경쟁력을 제고하기 위한 정책 과제를 제시한다.

제2장 세계 천연가스 시장의 구조변화 7

제2장 세계 천연가스 시장의 구조 변화

1. 세계 천연가스 시장 현황

1.1 확인매장량과 공급능력 확대

전 세계 천연가스 매장량은 세계 천연가스의 주요 생산지역은 북미

와 러시아, 중동 지역이며 주요 소비지역은 생산지역을 포함한 유럽과

동북아 지역이다. 2016년 기준 전 세계 천연가스의 확인매장량은

186.6tcm(일조입방미터)이고 총생산량은 3,583bcm(십억입방미터)이

다. 2016년 기준 천연가스 확인매장량은 동일 연도 생산량을 기준으

로 약 52년 동안 생산할 수 있는 양에 해당한다(BP 2017). 전 세계

천연가스 매장량은 2006년 대비 17%가 증가하였으며 현재 세계 최대

부존국은 이란(33.5bcm)과 러시아(32.3bcm)이다.

최근 비전통가스 생산량이 늘어난 미국의 확인매장량은 8.7bcm으로

세계 확인매장량의 4.6%에 불과하나 생산량이 전 세계 생산량의 21%

를 차지하고 있어 순 매장량 증가분만으로도 북미 주도의 셰일가스

혁명이 세계 천연가스 시장의 구조 변화에 큰 영향을 미치고 있음을

알 수 있다. 미국은 셰일가스 생산 증가와 함께 국내 가스 수요가 감

소 추세로 들어가자, 국내 잉여 물량을 수출하기 위해 LNG 수출프로

젝트를 적극적으로 추진하였다. 저유가 상황에서도 가스 채굴 기술 혁

신에 따른 리그(Rig)당 생산량의 증가와 단위당 생산비용 감소로 점진

적 가스 증산이 가능하였다.6) 미국은 2018년 순수출국으로 전환할 것

6) 김보영 미래에너지포럼2017 발표자료(2017.6.14.) 인용

8

으로 전망(EIA, 2017)되며, 비전통자원 개발 기술의 향상 수준 및 국

제 유가에 따라 수출 증가폭도 변화할 것으로 예상된다. EIA(2016)의

전망에 따르면, 전 세계 천연가스 생산량은 2015년 3,420억 입방피트/

일에서 2040년 5,540억 입방피트/일로 늘어날 것으로 전망된다. 이 중

셰일가스 생산량이 동기간 420억 입방피트/일에서 1,680억 입방피트/

일로 대폭 늘어나면서 전 세계 천연가스 공급량의 60%를 차지할 것

으로 전망된다. 미국의 셰일가스 수출 증대 이외에도 호주의 10개 이

상의 LNG 프로젝트 추진, 장기적으로 모잠비크 FLNG 사업도 세계

LNG 공급량 증대에 기여할 것으로 예상된다.

[그림 2-1] EIA 세계 천연가스 생산 장기 전망

2016년 전 세계 생산량은 3,551bcm이며, 총거래량은 1,083bcm에

달한다. 이 거래량 중 PNG가 737bcm으로 68%를 차지하며, LNG가

346bcm으로 32%를 차지한다. [그림 2-3]은 2016년 전 세계 교역추이

를 보여준다.

출처: EIA(2016)※단위: 십억 입방피트/일(bcf/d), "other non-tight gas"에 전통가스 포함.

제2장 세계 천연가스 시장의 구조변화 9

자료: EIA(2017), Annual Energy Outlook (p. 65)

[그림 2-3] 2016년 세계 천연가스 거래 흐름

자료: BP Statistical Review of World Energy(2017.6; p. 35)

[그림 2-2] 미국 천연가스 수출 전망

10

1.2 LNG 거래 추이

그동안 세계 LNG 시장은 거래량과 시장 참여자 수 등의 측면에서

높은 성장과 변화를 보여 왔다. [그림 2-4]는 지난 20여 년 동안 세계

LNG 시장의 교역 추이를 제시한다. 2016년 세계 LNG 공급량은

266mpta(연간 백만 톤)7)에 달하며, 1990년 공급량 대비 5배로 확대되

었다. LNG 수출국과 수입국의 수도 급격히 늘어나는 추이이다. 과거

LNG 교역은 아시아·태평양 지역 국가 중심으로 이루어져 왔으나, 카

타르 등 중동지역의 공급국이 늘어나며 중동·아태지역으로 교역이 확

대되었다. 이후 유럽·아시아 가스가격 격차로 교역 범위는 대서양 지

역까지 확대되었고 각 지역별 특성에 따라 교역구조도 변화하였다.

2016년 말 기준 LNG 수출국은 18개국으로 2005년 13개국에서 6개국

이 늘어났다.

[그림 2-4] 세계 LNG 교역 추이(1990~2016)

자료: IGU(2016, p.7)

7) 실무자는 1bcm ≒ 0.75mtpa로 계산한다.

제2장 세계 천연가스 시장의 구조변화 11

[그림 2-5] 세계 LNG 수출국별 비중(1990~2016)

자료: IGU(2016, p.9)

[그림 2-5]는 1990년 이후 LNG 수출국의 비중 변화를 제시한다.

1990년 대비 수출국 수는 크게 늘었으나 카타르와 호주를 제외한 대

부분 국가의 수출 비중이 감소하였다. 2006년 이후 최대 LNG 수출

국 위치에 오른 카타르는 2016년에 77.2 백만 톤(MT)을 공급하였으

며, 2014년 이후 급격히 호주가 말레이시아를 앞서며 44.3 MT를 공

급하였다. 이에 이어 말레이시아(25 MT), 나이지리아(18.6 MT), 인도

네시아(16.6 MT)가 포함된 상위 5개국이 세계 총공급량의 3분의 2를

차지한다.

LNG 수입국의 수는 2005년 15개국에서 35개국으로 빠르게 증가하

고 있다. LNG 소비는 주로 일본, 한국, 중국, 인도를 포함한 아시아

지역을 중심으로 이루어져 왔는데, 최근 이집트, 요르단, 아르헨티나

등 새 수요자들이 등장하며 지역별로 다변화되는 추세이다.

2016년 지역별 수입 비중을 보면, 아시아 지역이 186 MT로 약

12

72%를 차지하고, 그중 일본(83.3 MT), 한국(33.7 MT), 중국(26.8

MT)의 수입 비중이 약 55% 비중을 차지한다. 인도(19.2 MT), 대만

(15 MT)까지 포함하여 LNG 수입의 상위 5개국이 모두 아시아 국가

에 해당한다.

1.3 LNG 수요 전망

세계 LNG 수요는 꾸준히 증가세를 기록해왔으며, 중장기적으로 온

실가스 감축을 위한 정책 추진과 이행 정도에 따라 증가율 변동이 예

상된다. 중국과 인도, 아프리카 등 개발도상국의 LNG 소비는 증가할

것으로 전망되나, 미국과 유럽, 일본의 소비는 감소할 것으로 예상된

다. LNG 주요 소비 지역으로 2016년 10월까지 기존 세계 LNG 수입

량의 50% 이상을 차지했던 동북아의 LNG 수요가 침체되면서 당분간

은 생산용량에 부합하는 소비 증가가 일어나기 어려울 것으로 보인다.

동북아 지역의 LNG 수요 저하는 경기 침체, 발전용 수요저하, 타 연

료 및 국내 생산 물량과의 경쟁 등이 복합적으로 작용한 결과이다. 동

남아시아, 남아시아 지역의 LNG 수요가 늘어나고 있으나 규모와 구

매자의 신용등급 측면에서 동북아 지역을 대체하는 데에는 한계가 있

다. 제12차 수급계획에 따르면 국내 소비도 소폭 증가할 것으로 예상

되