유연탄 도입은 전력산업의 근간을 이루는 매우 중요한 물류 영역이다. 연간 도입계획에 필요한 비용 요소와 제약 조건을 정의하고, 이를 바탕으로 전력 생산을 위한 열량 수요를 만족시키면서 물류 및 제반 비용을 최소화하는 정수계획법(integer programming)에 의한 최적 수리 모형을 수립하였다. 이 수리 모형을 통하여 원활한 전력생산을 위하여 시기별, 원산지별로 최적 유연탄 도입량과 운송량을 도출하여 활용하도록 함으로써 발전 물류에 대한 효과적인 경영계획 수립이 가능하게 하는 방법론을 제시하였다
본 연구의 중요한 특징으로는 기존 선행 연구와는 달리 발전 물류 최적화를 위하여 도입량과 운송량에 대한 매우 현실적인 가정을 반영하였다는 것이다. 이를 위하여 각 운송 수단별 단가 정보를 수집하였고, 유연탄 원산지별로 도입된 단가를 적용하였다. 수리모형을 수립하는 과정에서 발전소 유연탄 수급업무를 담당하고 있는 실무책임자와 인터뷰를 거쳐 본 연구 모형에 대한 의사결정 변수와 제약조건들을 현실에 맞게 설정하였다. 본 수리모형의 목적함수는 유연탄 도입비용(FOB), 수송운임, 재고비용 등 총비용(TC)에 대한 최소화하는 모델이다. 본 연구의 모형에서 사용되는 의사결정변수는 총 97개이고, 제약조건의 수는 총87개로 되어 있다. 본 연구의 수리모형을 통해 나온 최적 해를 가지고 어느 시기에 어느 국가에서 얼마만큼의 유연탄을 도입하는 것이 비용 최소화를 가져오는 지를 확인할 수 있으므로, 향후 유연탄을 도입하는데 중요한 의사결정의 자료로 활용하고자 하는 것이 본 연구의 목적이다. 본 연구에 사용된 기초데이터는 A발전소의 2013년 1월부터 6월까지 6개월의 유연탄 도입량, 톤당 단가, 유연탄 선박 및 안전재고량에 대한 데이터를 수집하여 활용하였다. 본 연구의 수리모형을 실험한 결과 도입비용은 실제보다 4% 절감한 것으로 나타났고, 운송비용은 30%절감한 것으로 나타났다. 운송비용이 차이가 많이 난 이유는 수리모형에서는 선박의 최대 적재량 전량을 선적하는 것으로 되어 있으나, 현실세계에서는 일부 선적항과 발전소 전용부두의 수심의 한계에 따른 선적 량의 차이가 발생하고, 생산국의 사정으로 탄 선적의 지연이나 발전소의 탄 조기 요청 등 여러 가지 사정이 복합적으로 작용한 결과라고 해석된다. 연초 수립된 유연탄 수급 계획도 시간이 흐름에 따라 환경과 여건이 변함으로써 수정되고 업데이트 되어야 한다. 과학적 접근방법으로 손쉽게 업데이트 할 수 있는 것이 Rolling Horizon기법을 활용하는 것이다. 정기 Rolling Horizon계획은 매월 계획을 rolling하여 수정된 내용을 계획에 반영하는 것이고, 비정기 Rolling Horizon계획은 이벤트 발생이 예견되는 내용을 계획에 반영하는 것이다.
본 연구의 장점으로는 첫째, 수리모형을 통해 다양한 형태의 시나리오에 대한 민감도를 손쉽게 분석할 수 있다. 본 연구에서도 열량과 선박용량의 크기에 따른 민감도를 분석한 결과 의미 있는 결과가 나왔음을 확인하였다. 둘째, 본 연구의 수리모형은 범용적인 수리모형이므로 향후 추가적 의사결정변수나 제약조건을 반영할 수 있고, 유연탄 이외 LNG도입 등 다른 영역에서도 사용이 가능한 확장성을 지니고 있다. 셋째, 본 연구의 수리모형을 통하여 도출된 최적해를 기반으로 한 Rolling horizon 계획을 의사결정자에게 제공함으로써 보다 합리적인 의사결정을 하도록 하는 의사결정 지원의 수단으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 본 연구는 Excel Solver의 한계로 인해 유연탄의 물적 특성을 모두 반영하지 못하였다는 점은 본 연구의 한계점이라고 할 수 있다. 따라서, 이러한 사항들은 추후 연구과제로 연구가 계속 진행되어야 한다.