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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김래현
- 발행연도
- 2019
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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신 기후체제 도입에 따른 기후변화에 효율적으로 대응하기 위해서 정부는 8차 전력수급 기본계획을 통해 분산형 전원 활성화를 검토하겠다고 밝혔다. CHP(Combined Heat and Power, 열병합발전)를 대표로 하는 분산형 전원 활성화를 위해 도입을 검토하겠다고 밝힌 제도 중 하나는 현재 미국에서 시행 중인 대체에너지 공급의무화 제도인 APS이다. APS 제도는 전기와 열을 독립적으로 생산할 경우와 대비하여 CHP가 절감한 연료량을 기준으로 별도의 인센티브를 지급하는 것을 골자로 한다. 본 연구에서는 APS 제도가 국내에 도입될 경우, 개별 CHP 사업자들의 열 생산패턴의 변화를 정량적으로 분석하고 이러한 변화의 의미에 관해 분석하였다.
이를 위해 먼저 미국 Massachusetts 주에서 시행 중인 APS 제도를 살펴본 후 미국과 국내의 환경 차이를 고려하여 APS 제도의 국내 도입방안을 검토하였다. 그에 따른 개별 CHP의 열 생산패턴 변화를 검토하기 위해 수도권 남부지역에서 CHP를 운영 중인 집단에너지 사업자의 실적을 활용하여 CHP 운전 모델을 구성하였다. 또한 APS가 도입될 경우 CHP의 연료절감 편익에 대한 보상을 고려하여 APS 도입 후 CHP 운전 모델을 구성하였다. 이를 바탕으로 2017년 사업 환경 하에서 CHP 최적화 시뮬레이터인 ENetPlan을 통해 각각의 CHP 운전 모델의 최적화를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같음을 확인할 수 있었다. 현행 제도 하에서는 사업자가 열 수요에 대응하기 위해 1년 8,760 시간 중 2,009시간 동안 CHP로 열 생산을 할 것으로 분석되었으나 APS 제도가 도입될 경우에는 열 생산운전 시간이 425시간에 그침을 알 수 있었다. 그 결과 APS 도입 시 CHP의 연료 절감량은 현행 제도대비 115% 증가하였으며, 이로 인한 연료비 절감액은 연간 약 42억원이며 그 중 33억원은 CHP 운영사업자에게 귀속되고, 9억원은 국가 에너지 구매금액 절감에 기여함을 확인하였다. 또한 APS 제도 도입에 따른 CHP의 열 생산시간 감소는 사업자의 열 제약발전량의 감소로 이어지게 되고, 이에 따라 APS 제도의 국내 도입이 국가 전체의 전력계통 효율성 개선에도 기여할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이를 위해 먼저 미국 Massachusetts 주에서 시행 중인 APS 제도를 살펴본 후 미국과 국내의 환경 차이를 고려하여 APS 제도의 국내 도입방안을 검토하였다. 그에 따른 개별 CHP의 열 생산패턴 변화를 검토하기 위해 수도권 남부지역에서 CHP를 운영 중인 집단에너지 사업자의 실적을 활용하여 CHP 운전 모델을 구성하였다. 또한 APS가 도입될 경우 CHP의 연료절감 편익에 대한 보상을 고려하여 APS 도입 후 CHP 운전 모델을 구성하였다. 이를 바탕으로 2017년 사업 환경 하에서 CHP 최적화 시뮬레이터인 ENetPlan을 통해 각각의 CHP 운전 모델의 최적화를 수행하였으며 그 결과는 다음과 같음을 확인할 수 있었다. 현행 제도 하에서는 사업자가 열 수요에 대응하기 위해 1년 8,760 시간 중 2,009시간 동안 CHP로 열 생산을 할 것으로 분석되었으나 APS 제도가 도입될 경우에는 열 생산운전 시간이 425시간에 그침을 알 수 있었다. 그 결과 APS 도입 시 CHP의 연료 절감량은 현행 제도대비 115% 증가하였으며, 이로 인한 연료비 절감액은 연간 약 42억원이며 그 중 33억원은 CHP 운영사업자에게 귀속되고, 9억원은 국가 에너지 구매금액 절감에 기여함을 확인하였다. 또한 APS 제도 도입에 따른 CHP의 열 생산시간 감소는 사업자의 열 제약발전량의 감소로 이어지게 되고, 이에 따라 APS 제도의 국내 도입이 국가 전체의 전력계통 효율성 개선에도 기여할 수 있음을 확인할 수 있었다.
목차
Ⅰ. 서 론 11. 연구의 배경 및 목적 12. 선행연구 및 관련문헌 고찰 4Ⅱ. 연구방법 및 절차 61. 연구절차 62. ENetPlan 소개 7Ⅲ. APS 제도의 국내 도입방안 고찰 241. 미국 주별 Portfolio Standard 현황 242. Massachusetts 주의 Portfolio Standard 현황 283. APS 제도의 국내 도입방안 고찰 33Ⅳ. ENetPlan을 활용한 CHP 운전 Model 구성 371. 분석대상 CHP의 설비구성 및 성능 372. CHP 운전 Mode별 작동원리 393. ENetPlan을 활용한 CHP 운전 Model 구성 454. CHP 최적운전 결과와 실제운전 데이터 비교분석 51Ⅴ. APS 제도의 국내 도입에 따른 가스열병합발전의 열 생산패턴 변화 비교분석 591. APS 제도의 국내 도입을 반영한 CHP 운전 Model 구성 592. APS 도입 전 후, CHP 최적운전 결과 비교분석 65Ⅵ. 결 론 73참고문헌 75영문초록(Abstract) 77
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