소형열병합발전 보급 기본방향

K E M C O

소형열병합발전 보급 기본방향

에 너 지 관 리 공 단

2 에 너 지 관 리 공 단

목 차

II. 소형열병합발전 보급활성화 기본방향

I. 소형열병합발전 보급현황


I. 소형열병합발전 보급현황

1. 소형열병합발전 개요

2. 소형열병합발전 도입 필요성

3. 소형열병합발전 보급활성화 관련 지원제도

4. 도입효과 (APT 사례 분석 )


1. 소형열병합발전 개요 (1)

소형열병합발전이란 ?

주로 천연가스 (LNG) 를 연료로 발전용량이 1 만 kW

이하인 가스엔진 또는 가스터빈을 이용하여 열과 전기를

동시에 생산 · 이용하는 고효율 종합에너지시스템을 말함

에너지 이용효율비교

※ 기존방식이란 전기는 한전으로부터 수전하여 사용하고 열은 중앙난방보일러에서 생산하여 이용하는 방식을 말함

발전전용 기존방식 열병합 절감효과

38% 55~65% 75~90% 10~35%


[ 에너지이용 효율 비교 ]

구분 필 요에너지

에너지 CO2

사용량 (N ㎥ ) 종합효율 (%) 배출량 (g-C) 비율 (%)

기존 2,292( kcal) 0.404 60 243.6 100

Cogen 2,292( kcal) 0.273 88 182.6 75

LNG0.237N

㎥

1 kWh

LNG0.167N

㎥

1.43Mcal

CO2 배출량131.9 (g-C)

CO2 배출량111.7 (g-C)

LNG0.273N

㎥

CO2 배출량182.6 (g-C)

발전효율38%

효율90%

폐열이용효율55%

기존시스템 ( 수전 +보일러 )

열병합발전시스템

발전효율33%국내발전

보일러

가스열병합

에너지절감율종합 : 32%

CO2 배출감소율 : 25%



소형열병합발전 도입추진현황

최근 중앙난방방식의 보일러가 설치되어 있는 공동주택을

중심으로 활발하게 도입 중

현재는 주로 자가목적으로 추진되고 있으나 , 향후에는

CES( 구역형집단에너지 ) 사업으로 추진될 것으로 전망

※ CES(Community Energy System) 사업이란 주로 LNG 를 이용한 소형열병합발전으로 소규모의 집중적인 에너지 소비지역을 대상으로 냉 · 난방용 열과 전기를 일괄하여 생산 ·공급 (One-Stop Energy Service System) 하는 사업



국내외 보급 현황 국내의 경우 ‘ 04 년 9 월 기준 52 개소 85 기 약 11 만 kW

( 국내 총 발전용량의 약 0.2% 수준 ) 보급 EU 의 경우 ’ 01 년 기준 총 발전용량의 약 9% 차지 (2010 년

18% 목표 )

미국의 경우 ’ 00 년 기준 총 발전용량의 약 7% 수준 (2010 년 20% 목표 )

주요국가 분산형전원 (DE) 구성비

※ 대체에너지 제외( 출처 : World Survey of DE 2004) 한국의 경우 집단에너지를 포함한 수치임

구 분 덴마크 네덜란드

독일 미국 중국 한국

비율 (%) 53 48 9.6 7.2 10 5.7



소형열병합발전의 장단점

장점

고효율 에너지 시스템 종합효율 75~90%( 화력발전 40% 이하 )

환경친화적인 시스템 천연가스이용 , CO2, NOx, SOx 감소

(CO2 20~50% 감소 )

분산형전원 , 비상발전 자체적으로 열과 전기를 동시 생산발전소 및 가스저장시설 비용 회피

송전손실 감소

단점

초기 투자비 과다규모의 비 경제성 위험

설비수입으로 설치비용과대

유지비용 크고 보수곤란 국내 기술부족 및 외산 자재 확보의어려움으로 비용이 크고 장기간소요

투자비 회수 위험 열전비 및 열전수요 부적절시



시스템 구성도


2. 소형열병합발전 도입 필요성 (1)

에너지 이용효율 증대 및 수요관리에 크게 기여 열과 전기를 동시에 생산 · 이용하므로 발전전용에 비해 약

30~40% 의 에너지절감 효과

하절기 피크부하 감소로 발전소 건설비용 저감과 하절기 가스냉방수요 창출로 계절별 에너지 수급불균형 개선

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월

(t)

가스

천

34

36

38

40

42

44

46

48

(kW

)최

대전

력백

만

GAS

전환전력

《《가스 및 전력 수요패턴가스 및 전력 수요패턴 (2003(2003 년도년도 )) 》》

夏高冬低

夏低冬高


2. 소형열병합발전 도입 필요성 (2)

분산형전원으로 안정적 전력수급 기여 대규모 발전소 투자부담 경감 및 수요에 즉각적 대응

※ 에너지사용처 근접지역에 소규모 발전소 설치로 수요에 대한 즉각적 대응 , 부지난 해소 , 송전손실 감소

국제적 환경규제에 효과적으로 대응 에너지 이용효율향상 및 주 연료로 청정연료인 LNG 사용으로 기존방식

대비 CO2 30~40 % 배출 감소

< 에너지원별 대기오염물질 배출 비교 >


3. 소형열병합발전 보급활성화 관련 지원제도(1)

에너지이용합리화 자금 지원 (ESCO 투자사업 ) 소요자금의 100% 이내 지원 ( 동일 투자지당 100 억원 )

연리 2.25% ( 신용대출 최고 5.25%, 4/4 분기 변동금리 )

5 년 거치 5 년 분할 상환

※ 금리는 기준금리 ( 국고채 3 년물 수익률 ) 에 연동하여 분기별로 조정됨

소형열병합발전 설치 및 설계 장려금 설치지원금 : 2 만원 /kWe(2,000 만원 한도 )

설계지원금 : 1 만원 /kWe(1,000 만원 한도 )

※ 해당지역 한국가스공사 관할 지사에서 신청


3. 소형열병합발전 보급활성화 관련 지원제도(2)

도시 가스요금 우대적용 열병합발전용 도시가스 요금을 주택난방용 요금보다 인하된

요금 적용 ※ 현재 9 개 지역 ( 서울 , 부산 , 대전 , 광주 , 인천 , 경기 , 전주 ,

익산 , 군산 ) 에 한정

설치자금 세액공제 조세특례법에 의거 투자금액의 7% 를 법인세 또는 소득세에서

공제

소형열병합발전 도입타당성 분석 기술지원

구분 2001 2002 2003 2004 계

건수 9 11 48 14 82

※ ’05 년도에는 30 개소에 대하여 실시할 예정 ( 호텔 , 병원 , 산업체 등 )


4. 도입효과 (APT 사례분석 )(1)

개요

가스수요관리사업 일환으로 열병합발전 도입의사가 있는

업체에 대하여 도입타당성 분석 등 실질적인 기술 지원

목적

열병합발전에 대한 이해제고와 보급활성화를 유도

대상 : 아파트 48 개 단지 , 45,493 세대



분석 전 · 후 에너지공급시스템

수변전시설

전기 ( 한전 )(100%)

세대전력공동전력

보일러(100%)

LNG

B-C

난 방급 탕

분석 전 에너지시스템

☞ 전력은 모두한전수전 , 보일러만으 로 난방 및 급탕

수변전시설전기 ( 한전 )(25%)

세대전력

공동전력

열병합발전L N G

분석 후 에너지시스템

보일러

난 방급 탕

병렬운전(75%)

(30%)

(70%)

☞ 한전 수전 25%( 자가발전 75%), 발전폐열 (30%) 과 보조보일러(70%) 로 난방 및 급탕



최적화 시스템 구성 방안 가스엔진열병합발전 시스템으로 구성 ( 건물부문은 폐열을 온수로 이용하기에 유리 )

한전 수전량을 최소화하고 엔진 폐열을 최대한 이용하는 시스템으로 구성

최적시스템 구성 결과 발전량은 수전량의 75%( 한전수전 25%)

열부하의 29% 는 발전폐열 , 71% 는 보일러 담당

하절기 폐열발생량의 13% 방열 ( 사용처 없음 )

※ 1000 세대당 약 430kW 급 용량이 필요



기대효과 및 경제성

소형열병합소형열병합발전 도입발전 도입

소형열병합소형열병합발전 도입발전 도입

투자비 kW 당 400 만원( 가스엔진 132 만원 )

투자비 kW 당 400 만원( 가스엔진 132 만원 )

에너지비용 32% 감소전력비 88% 감소 - 가스비 12% 증가

( 세대당 20~60 만원감소 )

에너지비용 32% 감소전력비 88% 감소 - 가스비 12% 증가

( 세대당 20~60 만원감소 )

에너지 20% 절감( 가스 22% 증가전력 75% 감소 )

단순투자회수기간평균 4.6 년 (3~8 년 )

단순투자회수기간평균 4.6 년 (3~8 년 )


II. 소형열병합발전 보급활성화 기본방향

1. 기본방향

2. 연도별 보급 목표 및 효과

3. 세부추진방안


1. 기 본 방 향

보급활성화 기본계획

수립

보조금 등 정책· 제도 개선 및

체제정비

2013 년까지 총 발전용량의 3.5%

수준인 270 만 kW 보급

기술개발 및 인적

자원 육성 , 홍보강화


2. 연도별 보급 목표 및 효과

2013 년까지 총 발전용량의 3.5% 수준인 270 만 kW ( 원자력발전 3 기에 해당 ) 보급시 연간 약 8 천억원의 에너지절감 예상

연도별 보급 목표에 따른 예상 효과

구분 2004 2007 2009 2011 2013

소형열병합( 천 kW)

116 293 623 1,307 2,700

총발전량대비(%)

0.2 0.44 0.84 1.68 3.5

절감량( 천 toe)

131 344 692 1,390 2,792

절감비용( 억원 )

394 1,033 2,076 4,170 8,377

※ 270 만 kW 보급시 총 투자비는 약 8 조 7 천억원이 소요 될 것으로 전망


3. 세 부 추 진 방 안 (1)

목 적 소형열병합발전 보급 기본방향 설정 및 제시

주요연구내용 에너지 수요 및 소비구조 분석 기본방향 , 목표 , 공급기준 , 중장기 계획 등 수립 보급활성화 관련 정책 · 제도 개선 및 시행방안 모색

추진방법 국가 정책과제로 현재 에너지경제연구원에서 수행 중※ 공청회 실시 후 기본계획을 확정하고 보급활성화 추진

[1] 소형열병합발전 보급 기본 계획 수립


3. 세 부 추 진 방 안 (2)

ESCO 자금 지원 확대 에특회계예산에 별도 반영 등 지원 방안 강구

전력산업기반기금을 통한 보조지원 검토 에너지의 효율적인 이용에도 불구하고 초기 투자비 과다 및

에너지 요금의 불합리로 인한 경제성 취약을 보조하기 위해 발전차액지원 검토 ( 국가 정책과제로 용역 추진 중 )

사용연료에 대한 가격지원 하절기에 한해 소형열병합발전용 가스요금을 현재의 냉방용

요금 수준으로 인하 적용 현재 9 개 지역에 적용되고 있는 열병합용 요금 적용 지역 확대

석유수입부과금 환급 검토 (9,750 원 /ton)

[2] 자금지원 등 재정적 지원


3. 세 부 추 진 방 안 (3)

소형열병합발전사업에 대한 허가 또는 신고 기준 마련 현재 열생산량 5Gcal/h 이상의 집단에너지사업은 허가를

득하도록 하고 있으나 그 이하의 시설에 대해서는 기준이 없음

소규모 택지개발지구에 소형열병합발전 도입 추진 검토 에너지의 효율적 이용을 위해 소규모 택지개발지구에 도입

방안 강구

질소산화물 (NOx) 배출허용기준 완화 협의 추진 ’05 년 이후 대기 환경보전법상의 질소산화물 배출허용기준 강화 (500ppm→ 50ppm) 에 따라 보급장애 요인으로 대두

주 연료가 청정연료인 LNG 이고 , 에너지이용효율 (75~90%)을 감안하여 유럽수준으로 완화하는 방안 검토

[3] 법령정비 등 제도개선


3. 세 부 추 진 방 안 (4)

기술개발 및 인력양성 연구개발 기간이 길고 기술개발 예산확보의 어려움 등으로

인하여 설비 및 기술을 유럽 및 일본으로부터 수입 시스템 기술개발 및 인력양성 육성을 위한 정부지원 확대

[4] 기술개발 및 인적자원 육성

[5] 열병합발전의 표준화 및 제도운영 강화 시스템의 표준화로 에너지사용자의 이해증진 도모

절감량 산출기준 및 방법 등이 상이하여 과열경쟁 및 민원발생 소형열병합발전 설계 , 설치에 대한 지침 및 관리 방안 마련

열병합발전 운영 , 관리체제 강화 전담기관 인원을 확대 , 보강하여 시책관리 , 홍보 지원업무 강화


3. 세 부 추 진 방 안 (5)

소형열병합발전에 대한 대국민 홍보강화

신기술에 대한 인지도 부족 및 낮은 신뢰도로 소형열병합발전

도입에 대해 소극적임

소형열병합발전의 경제성 , 환경친화성 , 효율성 등 대국민

홍보로 에너지사용자의 인식변화 유도

타당성분석기술지원 , 세미나 및 실무교육

열병합발전 도입타당성분석 기술지원

건물 , 산업 등 분야별로 지속적 세미나 실시

전문기술 양성을 위한 실무 기술교육 추진

[6] 홍보기능의 강화


3. 세 부 추 진 방 안 (6)

소형열병합발전 기본계획 수립 연구용역→기본계획 ( 안 ) 마련 (’05. 2 월 ) → 공청회추진

(’05. 3~4 월 ) → 정부정책 ( 중장기계획 ) 반영

소형열병합발전 보급활성화 자문단 운영 정부 및 각계 관계자 , 전문가로 보급활성화를 지원할 자문단

(14 인 ) 을 구성 · 운영 중임

소형열병합발전 보조금 지원방안 연구용역 추진 보급 활성화를 위해 전력산업기반기금을 통한 보조금 지원방안

연구용역 추진

소형열병합발전 보급계획을 제 2 차 전력수급 기본계획에 반영 추진

[7] 향후 추진계획

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