CES( 소형열병합발전 ) 기본계획 수립방안 연구

네트워크산업 연구부에너지경제연구원

2005.9.15

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목차

1. 연구 배경 및 필요성2. 해외 사례 3. CES 사업의 정의4. CES 잠재량 추정5. CES 사업의 수익성 분석6. CES 도입기준 및 기본방향7. CES 공급목표 및 보급 중장기 계획8. CES 보급 활성화방안9. 소형열병합발전10. 정책제언

Ⅰ. 연구의 배경 및 필요성

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연구 배경 및 필요성

택지지구개발계획의 변화 고 경제성장에 힘입은 대형 택지지구개발계획이 저 경제성장

/ 경제침체 등으로 인하여 점점 한계에 직면 반면 중ㆍ소규모 택지를 중심으로 중ㆍ장기 개발이 활발하게

진행 → 에너지손실 절감 필요성 증대 중ㆍ소규모 택지지구의 에너지이용효율 증대방안 강구

현행 대용량중심의 중앙집중공급방식의 문제점 노정 주요 문제점으로는 대형 발전소 부지난 증대와 발전소입지에서 수요처로의 전력수송을 감당하는 송ㆍ변전

건설이 NGO( 시민환경단체 ), 해당 지방자치단체 및 지역주민들에 의한 반대로 점차 어려워지고 있는 실정

지역별 에너지공급위주의 분산형전원 (Distributed Generation: DG) 의 필요성과 활성화에 대한 요구가 점증 ( 세계적 추세 )

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연구 배경 및 필요성

수도권 전력수급 전망 수도권공급예비력은 전국 공급예비력보다 낮은 수준으로 중장기적으로

공급예비율이 낮아질 전망 수도권 전력수요증가에 비해 공급이 원활하게 이루어지지 못해 수도권

공급예비력비중이 감소

구역전기사업 도입 2004 년 7 월 1 일부터 구역전기사업을 도입 시행 ( 현재 ’ 05.6 월기준 6 개

구역전기사업자 허가 득 ) 수요지 인근에 분산형전원을 개발함으로써 안정적 전력수급 확보 목적

구분 2005 2010 2015 2017

수도권수요 22,645 25,991 28,515 29,388

발전력 14,579 18,730 17,443 17,443

융통 전력 11,950 13,550 13,700 13,700

공급 능력 26,529 32,280 31,143 31,143

공급 예비율 12.5 24.2 9.2 6.0

( 단위 : 만㎾ )

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연구 배경 및 필요성

구역전기사업 개요 전기를 생산하여 이를 전력시장에 판매하지 아니하고 특정

공급구역내의 전기사용자에게 직접 판매하는 전기사업 실질적으로 발전ㆍ배전사업 및 전기판매사업을 겸직 구역전기사업자는 타전기사업자와 동일한 허가기준을

갖추어야 함• 중복투자를 방지하기 위하여 2 이상의 배전사업자의 사업구역

또는 구역전기사업자의 특정한 공급구역 중 전부 혹은 일부가 중복되면 안됨

• 당해 특정한 공급구역의 전력수요의 70% 이상의 공급능력을 갖추고 그 사업으로 인하여 인근지역의 전기사용자에 대한 다른 전기사업자의 전기공급에 차질이 없어야 함

CES 개념에 대한 명확한 정립 요구 CES 와 소형열병합발전 , CES 와 집단에너지 관계에 대한

동일시 혹은 차등화에 대한 정립 요구 점증

Ⅱ. 해외 열병합발전 정책

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영국의 열병합발전 정책

보급목표 ‘90 년 백서를 통해 ’

00 년까지 4GW CHP 보급목표 공표 . 이는 당시 설비수준의 2배를 목표

’93 년 기후변화프로그램에서 5GW 로 목표상향조정

’00 년 4,700MW 수준으로 ’ 02 년 기준 전체 전력설비의 6%에 해당하는 4,742MW CHP 운영

’10 년까지 10GW CHP 보급목표

Less than 100 kWe 679 43.2 41 0.9

100kWe - 999kWe 631 40.1 154.2 3.2

1 MWe - 9.9 MWe 190 12.1 779.6 16.2

Greater than 10 MWe 73 4.6 3,826.2 79.7

Total 1,573 100.0 4,801.1 100.0

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일본의 열병합발전 정책

현황 약 7,995MW 열병합발전 생산설비가 있으며 산업용 (6,408

MW), 업무용 (1,587MW) 으로 구성법적 근거

에너지이용합리화법 및 재생자원의 활용에 관한 법 제정 (1993)

동 법은 1993~2002 의 10 년기간 동안의 에너지이용을 수행하는 자발적 참여자에 대한 재정적 및 재무적 지원이 포함 ( 열병합발전 설치도 포함 )

에너지정책 경제산업성 (METI) 은 3 대 요소로 구성된 기본에너지정책

수립 (1) 안정적 에너지공급 (2) 환경 보존 (3) 경쟁확산을 통한 에너지가격 감소

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일본의 열병합발전 정책

동 정책안에서 정부는 대형 중앙발전소와 현장 (on-site) 열병합발전과의 공존의 중요성 강조 고효율 열병합발전을 활용하여 에너지절감을 달성하는 많은

가스열병합발전 프로젝트에 대해 보조금지불 시행 천연가스 중요성 강조

• 천연가스 세계전역에서의 발견 및 환경친화적 연료

지원책 열병합발전은 관대한 조세제도와 재정적 지원시스템을 통한

진흥 천연가스화력발전소는 기업의 경우 1/3 수준의 보조금 ,

시정부주체인 경우 1/2 수준의 보조금을 지원 열병합발전 시설은 첫해에는 7% 세금 감면 혹은 30% 조세

감각상각을 받을 수 있음

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일본의 열병합발전 정책

일본의 열병합발전시장 특징 (1) 비싼 보완공급계약 (2) 하계시 가장 높은 수요 (3) 일간 기동 및 중지하는 추세 (DSS: Daily Stop & Start)

일본 전력회사들은 비싼 보완공급계약을 강제전력회사들의 고객은 사용량에 관계없이 기본요금

지불계획하지 않은 정지시 높은 벌칙금

6MW 가스엔진 발전소의 경우 30 분 정지시 $60,000 수준의 고 페널티를 지불

이러한 사실은 일본에서는 다른 나라들과 비교하여 고객들이 매우 안정적인 운영을 필요로 함을 의미

Ⅲ. CES 의 정의

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CES 정의 (1)

5Gcal 30Gcal

ESCO자금 지원

소형열병합발전(CHP)

자가용 ( 주택 ,업무 ,산업 )

판매용 (에너지소비밀집지역 )

구역형 집단에너지 (CES)중소형열병합발전 (CHP)

300MW150Gcal

250MW150MW

구역전기사업자 (CHP)

집단에너지집단에너지자금지원

지역지정

자가용(CHP)

허가 ( 중앙정부 )신고 ( 지방정부 )

지역냉난방

소형열병합발전

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CES 의 정의 (2)

구역형 집단에너지 (CES) 기존 정의 제 2 차 집단에너지공급기본계획의 정의에 의하면 “집중된 열생산시설에서 도심과 같은 일정지역내에

집중되어 있는 주택 , 상업 , 업무 , 병원 , 정보통신시설 등 건물의 냉난방용 , 급탕용 및 산업단지 공정용 열 또는 열과 전기를 공급하는 방식”

구역형 집단에너지 (CES) 定義 “특정한 공급대상지역에 별도의 단독 열원을 설치하여 열과

전기를 생산하여 공급하는 집단에너지사업자” 지칭 집단에너지사업법 향후 개정시 이를 반영함으로서 구역형

집단에너지의 법적 근거를 확보 신정의를 통하여 구역형 집단에너지와 기존

지역냉난방사업과 구별

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CES 의 정의 (3)

소형 열병합발전의 보급 활성화와 연계한 CES 정의 CES 대상중 10㎿ 이하를 소형열병합발전으로 기준정의시

최대열부하 60G㎈ /h 이하가 소형열병합발전 도입대상 CES 대상중 20㎿ 이하를 소형열병합발전으로 기준 정의시

최대열부하 120G㎈ /h 이하가 소형열병합발전 도입대상• 동 대안은 도입대상 범위를 소형열병합발전과 연계시킴으로서

중대형 열병합발전이 아닌 소형 열병합발전의 보급 활성화 기여

30G㎈ /h 이하 대상은 현재조건 ( 전기요금 , 열판매요금 , 가스연료비 ) 하에선 일반적으로 경제성 미흡으로 분석 동 대상에 대해선 , CES 사업을 통한 소형열병합발전

보급보다 자가소비 (ESCO) 의 활성화를 통한 소형열병합발전 보급 추진이 바람직

Ⅳ. CES 사업의 잠재량 추정

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CES 의 잠재량 추정 (1)

택지개발예정지구 지정현황 및 경기도 , 서울시 등의 지자체계획 등을 참조하여 향후 CES 사업의 잠재량 추정 . 국내 도시가스 권역내의 계획도 참조

대상 잠재량 추정 전체 택지개발대상 추정 열부하규모는 2,744G㎈ /h

세부 내역 30G㎈ /h 이하의 대상규모는 175G㎈ /h 로서 전체 6% 차지 30~50G㎈ /h 대상규모는 70G㎈ /h 로서 전체 3% 차지 50~100G㎈ /h 대상규모는 699G㎈ /h 로서 전체 25% 차지 100~150G㎈ /h 대상규모는 962G㎈ /h 로서 전체 35% 차지 150G㎈ /h 이상 대상규모는 839G㎈ /h 로서 전체 31% 차지

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CES 의 잠재량 추정 (2)

잠재량 추정시 전제 서울시 재개발계획 및 각종 미니 신도시 등의 개발계획 제외 공동주택 등의 재건축 부분은 미반영

• 물리적 ( 노후년수 ), 경제적 ( 수익성 ), 제도적 ( 도입 ) 합의 요건 충족이 쉽지 않음

구분 ( 전체 ) 5~150G ㎈ /h 150G㎈ /h 이상

비고

택지개발지구비중 ( 열 / 전기 )

69% (65%) 31% (35%)

전체 2,74

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구분 (CES 사업내 ) 5~30 30~150

택지개발지구비중( 열 / 전기 )

6% (5%)

63% (64%)

Ⅴ. CES 사업의 수익성분석

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CES 사업의 수익성 (1)

분석방법 및 전제 CES 사업의 특정규모별 수익성을 IRR, NPV 방법으로 분석 열 / 전기 공급시스템의 월별 , 시간대별 열 / 전기부하 자료의 입수 , 분석 후 열병합 시스템 운영의 모의과정을 통하여 열 / 전기 생산량 및 판매량 , 역송 전력량 , 보완공급량 등을 월별 , 시간대별로 계산 → 수익성 분석 자료 생성

CES 수익성에 영향을 주는 주요 요소는 전력 / 열 (냉방 ) 판매가격 , 투자비( 설비수명연한 ), 연료비 , 구입전력가격 ( 보완전력가격 ), 송전망 이용료 , 배전망 이용료 등임

주요전제• 대상규모 : 열수요가 15, 30, 40, 50G㎈ /h 규모인 구역• 남거나 부족한 전력은 한국전력공사 ( 한전 ) 와 거래• 사용연료 : LNG• 연료가격 : CHP( 경기도 평균가격 ), HOB( 모의결과에 의한 계절별 천연가스

소요량을 가중치로 계산한 가중평균 가격 )• 열판매가격 : 49,789 원 /G㎈ ( 용도별 열수요 구성비 가중치 적용 )• 역송전력가격 : 55.75 원 /㎾ h(2004 년 시간대별 SMP 평균 )• 보완전력요금 : 한전 보완전력약관의 일반용 고압 (B) 적용• 전력판매가격 : 한전의 수도권 아파트 전기요금 평균단가 보다 낮은 110 원 /㎾

h 적용 ( 민감도 분석시 120 원 /㎾ h 적용 )

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CES 사업의 수익성 (2) 대상규모별 개요

　 15Gcal/h 30Gcal/h 40Gcal/h 50Gcal/h

<세대수 > 1,900 3,800 5,000 6,300

18평이하 ( 세대 ) 456 912 1,200 1,512

18평초과 26평이하 ( 세대 ) 855 1,710 2,250 2,835

27 평 이상 ( 세대 ) 589 1,178 1,550 1,953

< 부하패턴 >

- 열부하 (Peak, Gcal/h) 15.3 30.7 40.4 50.8

  - 전력부하 (Peak, MW) 11.2 22.4 29.5 37

- 평균열부하 (Gcal/h) 3.9 7.7 10.1 12.8

  - 평균전력부하 (MW) 5.7 11.4 14.9 18.8

< 시설용량 >

  - 전기 (CHP)3MW×3(Engine)

2.6MW×6(Engine)

3MW×7(Engine)

10MW×2(G/T), 6MW×1(S/T)

  - 열 8Gcal×2 11Gcal×2 17Gcal×2 25Gcal×2

< 연간 판매량 >

- 전기판매량 (MWh) - 열판매량 (Gcal)

49,73933,702

99,47767,403

130,89188,689

164,920111,748

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CES 사업의 수익성 (3)

모의결과 50G㎈ /h 규모의 경우 연간전력수요 163,239㎿ h

중 CHP 52%, 구입전력 48% 로서 공급

열공급을 위해 초과생산한 13,240㎿ h 는 역송전 판매

CHP설비 연간 전력이용률은 43.3%임

열수급은 연계를 고려치 않으므로 CHP와 HOB에 의해 전량 공급되며 열공급의 CHP 비중은 79%임 .

0

10

20

30

40

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

MW

발전

전력수요

역송전

직접판매

보완공급

월

0

20

40

60

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

Gcal

월

CHP

HOB

전력수급 모의결과

열수급 모의결과

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CES 사업의 수익성 (4)

수익성 분석 전제 총투자비 : 50G㎈ /h 규모의 경우 404억원임 사업기간 : 2008 ~ 2027 년 (20 년 ) 기타비용 : 수선유지비 , 제세 , 인건비 , 경비 , 퇴직급여충당금 ,

보험료 등 수익성 분석 결과

할인율 7% 적용시 NPV는 – 임 . IRR은 50GCal/h 에서 최대 5.5% 이상의 전제하에서는 4 개 프로젝트 모두 경제성이 없는 것으로 나타남

( 구해진 IRR 보다 자본비용이 낮을 수 있다면 사업성이 있음 )

　 50Gcal 40Gcal 30Gcal 15Gcal

NPV(억원 ) -39 -68 -68 -76

IRR(%) 5.5 3.5 2.6 -

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CES 사업의 수익성 (5)

민감도 분석 전력판매가격이 120 원 /kWh 가 되는 구역의 경우 , 수익율은 약 2%p

상승

　 50Gcal 40Gcal 30Gcal 15Gcal

IRR(%) 7.4 5.6 4.7 0.4

사업기간 ( 설비의 내구연한 ) 이 30 년일 경우 , 역시 수익율 2%p 이상의 상승 효과 발생

　 50Gcal 40Gcal 30Gcal 15Gcal

IRR(%) 7.5 5.8 5.1 1.6

사업기간이 30 년 , 전력판매가격이 120 원 /kWh 일 경우 , 50Gcal/h 규모의 수익율은 9.1% 로 상승

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CES 사업의 수익성 (6)

한계 및 시사점 보완전력의 거래 : CES 사업자는 발전부문 운용에 대해

전량역송전 , 한전 또는 전력시장과의 보완전력거래 등 3 가지 선택이 가능함 . 본 검토에서는 한전과의 거래만을 전제함

소형열병합의 경우 주요변수에 대한 전제에 대해 수익성 분석 결과 매우 민감하게 변함 ( 일부 변수에 대한 민감도 분석 결과는 본 검토에서 보이고 있음 . 예 , 전력가격 , 사업기간 ( 수명연한 ) 등 ). 따라서 CES 사업의 수익성은 프로젝트별로 크게 달라질 수 있음

소형열병합의 수익성이 주택용 전기요금 누진제에 기반하고 있으므로 중대형 아파트 단지를 중심으로 보급 확대가 예상되며 , 이 경우 소득이 높은 계층에 대해 편익이 큰 에너지서비스가 집중되는 문제를 발생시킬 수 있음

Ⅵ. CES 사업의 도입기준 및 기본방향

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CES 사업의 도입기준

CES 사업의 도입대상은 최대열부하 기준 5G㎈ /h ~150G㎈ /h 인 구역으로 설정 현재 확정된 전체 택지지구개발계획중 최대열부하기준시 약

69% 의 비중 점유 5G㎈ /h~30G㎈ /h 대상의 소규모택지개발지구는 최대열부하기준으로 약 6% 차지

동 대안은 도입대상 범위를 상당히 광범위하게 규정하였기 때문에 중ㆍ소형 열병합발전의 보급 활성화 장점 (구역전기사업의 취지에 부응 )

CES 사업 주요 잠재대상은 30G㎈ /h~150G㎈ /h 의 대상으로 향후 다수 수요처가 발생할 것으로 전망 현재 확정된 전체 택지지구개발계획중 최대열부하기준시 약

63% 의 비중 점유

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CES 사업의 허가 및 신고 (1)

정부 정책방향 정부가 추진중인 에너지산업의 규제완화흐름인

전면규제에서 일부규제 및 시장전환으로의 정책과 일관성이 있음

현행 허가제도를 일부 대상에 대해 신고제로의 변경 추진 중앙정부에서 지방정부로의 권한이양을 적극 추진중

CES 사업의 허가 기준 현행 집사법은 5G㎈ /h 이상의 모든 집단에너지사업에 대해

허가를 득하게 되어 있음 현행 집사법 허가기준인 5G㎈ /h 이상의 기준을 30G㎈ /h

이상으로 상향조정 필요 따라서 , 집단에너지사업자를 “허가 혹은 신고”를 득한

자로새롭게 규정할 필요

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CES 사업의 허가 및 신고 (2)

CES 사업의 권한 이양 현 단계로선 CES 사업대상의 일부인 5G㎈ /h~30G㎈ /h

사이의 대상에 대해 지방정부로의 권한이양이 바람직함 주요 이유는 CES 사업의 사업성 평가결과 최소한 30G㎈ /

h 이상의 택지지구 등에 대해 사업성이 확보 30G㎈ /h 이하에 대해선 자가발전 소형열병합발전보급

권장정책 추진 따라서 , 권한이양시 , 지방정부가 집단에너지사업 허가등에

대한 충분한 경험을 갖고 있지 않아도 자가사용이 아닌 CES 사업시에는 이를 신고로 대체함으로 큰 문제가 되지 않을 수 있음

허가를 신고로 전환시에는 관련 법규정 및 기술적 검토 등의 제반 준비가 수행되어야 함

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CES 사업의 지역지정

지역지정에 관한 현행 규정 집단에너지사업법 제 5 조 “집단에너지공급대상지역의 지정”에

의하면 (1) 기본계획을 실시하기 위하여 필요할 때 , (2) 협의결과 집단에너지의 공급타당성이 있을 때 , (3) 기타 공급대상지역의 지정이 필요하다고 인정할 때의 경우 지역을 지정할 수 있게 되어 있음

CES 사업의 지역지정 기준 CES 사업의 사업성이 확보되는 대상인 30~150G㎈ /h 가

현재로선 적절 CES 사업의 도입기준과 일치시킴으로서 CES 보급 활성화

CES 사업의 지역지정 운영방향 CES 사업 초창기인 현재의 경우에는 동 사업의 안정적인 수행을

위해 현행 집단에너지사업법에 규정되어 있는 지역지정제도를 한시적으로 유지

CES 사업이 활성화되는 이후에는 지역지정제도를 반드시 유지해야 할 필요는 없으므로 사업의 추이를 관찰한 후 지역지정제도의 폐지 검토

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CES 사업의 기본방향

CES 사업의 기본방향 CES 사업을 통한 확대보급 추진

• 중소형 택지개발지구를 중심으로 (냉 ) 난방 및 전기를 일괄 공급하는 CES 사업의 확대ㆍ보급 추진

수용가의 자가사용을 통한 확대보급 추진• 도심 상가 중심지역내 역사 , 병원 , 백화점 등 단위건물

업무용의 경우는 소형열병합발전 자가사용 적극 권장• 일정 규모이하의 소규모 택지개발지구의 경우 소형열병합발전

자가사용을 적극 권장 • 산업용 기업체의 경우 소형열병합발전 자가사용을 적극 권장

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CES 주요 이슈

CES 사업 수행에 있어 향후 에너지산업의 진행방향 및 정책을 염두에 두어야 함

고려요소로는 에너지가격체제의 정상화정책의 일환으로 추진중인 전기요금의 용도별 가격조정임 주택용 누진제도의 변화는 CES 사업 보급확산에 중대한 영향 미침

고려 요소로는 에너지산업의 경쟁도입에 따른 요금정책 소비자선택권존중정책이 시행시 , 사업자는 추가 위험 발생

CES 사업성패 열쇠는 Spark-spread* 에 있음 CES 사업에 대한 공급구역 독점권 해석여부도 중요 고려요소임

만일 특정한 공급구역에서의 열과 전기의 공급에 있어 독점적 권리가 주어지지 않을 경우에 사업추진 어려움

• 독점권이 부여되지 않을 시엔 설비요건 등의 의무조항 비적용 현재 이에 대한 명확한 정책방향이 결정되지 않음 → 성급한

정책시행은 잘못된 결과를 초래할 수 있음 → 신중한 접근요

*spark spread: 전기판매수입과 연료비용 ( 가스요금 ) 간의 차이

Ⅶ. CES 사업의 공급목표 및 기대효과

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CES 공급목표

CES 사업의 년도별 공급목표계획 2011 년까지 총 1,698G㎈ /h 규모의 열 공급

CES 사업의 년도별 투자금액 2007~2011 년까지 총 1 조 2 천억원의 투자비 소요

년도 2007 2008 2009 2010 2011

공급목표 (G ㎈ /h)

0 614 137 587 360

공급목표 ( 누계 ) 0 614 751 1,388 1,698

년도 2007 2008 2009 2010 2011

투자액 (억원 ) 0 4,636 1,044 4,046 2,547

투자액 ( 누계 ) 0 4,636 5,680 9,726 12,273

CES 대상지구 열부하규모별 투자비산출후 원단위 (G㎈ /h) 산출 → 년도별 공급목표적용

( 단위 : G㎈ /h)

( 단위 : 억원 )

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CES 기대효과 (1)

CES 사업의 에너지절약 기대효과 2011 년 기준 에너지절감량은 150,012 TOE ( 절감율 : 32%)

① CES 대상지구 열부하규모별 에너지사용량에 따른 LNG 사용량 산출후 TOE 로 환산

①과 같은 에너지사용량을 기준으로 기존설비의 LNG사용량 산출 ( 발전소 +보일러 )

• 발전효율 38% LNG 발전소에 의한 LNG 사용량 • 효율 90% 보일러에 의한 LNG 사용량

년도 2007 2008 2009 2010 2011

CES - 414,269 86,156 469,008

312, 621

기존 설비 - 613,057 127,498 694,063 462,633

절감량 - 198,798 41,342 225,055

150,012

( 단위 : TOE)

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CES 기대효과 (2)

CES 의 대기환경개선효과 2011 년 기준 배출감소량은 CO2 95,558 천 tc, SOx 1,372kg, NOx 228,5

90kg년 도 2007 2008 2009 2010 2011

CES

CO2(tc) - 263,889 54,881 298,758 199,139

SOx(kg) - 3,788 788 4,288 2,858

NOx(kg) - 631,267 131,285 714,678 476,375

Dust(kg) - 48,134 10,010 54,494 36,324

기존설비

CO2(tc) - 390,517 81,216 442,118 294,697

SOx(kg) - 5,605 1,166 6,346 4,230

NOx(kg) - 934,182 194,283 1,057,619 704,964

Dust(kg) - 71,231 14,814 80,643 53,754

절감량

CO2(tc) - 126,628 26,335 143,360 95,558

SOx(kg) - 1,817 378 2,058 1,372

NOx(kg) - 302,915 62,998 342,941 228,590

Dust(kg) - 23,097 4,804 26,149 17,430LNG 연소시 단위당 배출량 환산계수 적용

단위 SOx NOx Dust

kg/103 ㎥ 0.0096 1.6 0.122

tc/TOE CO2 0.637

Ⅷ. CES 의 보급활성화 대책

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CES 보급활성화 대책 ( 방안 )

규제완화 정책시행 허가제도에서 신고제도로의 전환 사업 초창기에는 일부 대상에 국한하여 적용하며 점진적으로

대상을 확대하는 규제완화 추진열전비 의무요건 완화

열전비는 열사업위주의 집단에너지에 적용함을 원칙 전기위주 특성인 CES 사업에 대해 열전비 의무요건 면제

전기설비요건 완화 특정 공급구역의 전력수요 70% 이상 공급가능한

설비요건의 해석에 있어 최대수요개념이 아닌 연간전력사용량 개념으로 전환할 필요 투자비용

감소효과로 보급활성화촉진

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CES 보급활성화 대책 ( 방안 )

신ㆍ재생에너지를 활용한 에너지공급 권장 CES 사업시행시 활용가능한 신ㆍ재생에너지 가용할 경우

이를 적극 활용하도록 권장 신ㆍ재생에너지 보급 촉진정책에 부합되는 정책 추진 신에너지 및 재생에너지는 관련 법규 (신에너지 및

재생에너지 개발ㆍ이용ㆍ보급촉진법 ) 에 의거한 11 개 대상• 바이오 / 지열 /풍력 /태양 / 해양 / 연료전지 /폐기물 에너지

포함

Ⅸ. 소형열병합발전

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소형열병합발전 기준

소형열병합발전의 기준 설정에 있어 대안 검토대안 1: 전기사업법에 규정된 공사계획 지자체 신고기준인 1만㎾를 소형열병합발전 기준으로 설정 지자체 허가기준은 3 천㎾ 현재 대안 1 의 개념으로 통용되고 있는 실정임 전력배전계통 (22.9㎸ )과의 연계기준으로 1만㎾를 기준

대안 2: 현재 운영중인 우리나라 전력시장의 비중앙급전발전기의 대상기준인 2만㎾ 기준으로 설정 비중앙급전발전기의 기준을 분산형전원의 기준으로 삼는

방안도 고려할 필요 있음기준안은 현재의 실정을 고려하여 대안 1 로 결정

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소형열병합발전 해외사례

해외사례를 통해 본 소형열병합발전 정의 및 기준 미국 캘리포니아 (CA) 주 : Small DG 에 있어 열병합발전

기준을 2만㎾이하로 정의 미국 뉴욕 (NY) 주 : 2만㎾이하의 열병합발전 설치 / 개발 /

연구에 대해 자금지원 영국 : Large CHP 은 50㎿이상 , Medium CHP 은 5㎿ ~50㎿ , Small CHP은 500㎾ ~5㎿ , Mini CHP 은 5㎾ ~500㎾ , Micro CHP 은 5㎾이하로 정의

독일 : Small CHP 규모를 2 천㎾이하로 정의 (신열병합발전법 )

시사점 명확한 구분기준은 없으며 시장 및 기술진화에 따라 범위를

확대해 가는 추세 한국은 지리적으로 협소하여 인구밀집지역이 타국보다 높음 . 동일 기준적용이 쉽지 않음

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소형열병합발전 중장기 보급계획

소형열병합발전 장점 기후변화 대응

• CO2, NOX, SOX 등의 온실가스배출 (GHG) 저감 분산형전원 활성화

• 지역수요 즉각 / 효과적 대응 , 계통신뢰도보강 및 계통혼잡완화 , 시스템피크수요삭감 , 신규발전소투자회피 , 송변전손실 감소

소형열병합발전 단점 규모의 경제부족으로 인해 경제성 없음 타 전원과 경쟁력에서 취약

소형열병합발전 보급으로 인한 국가적 편익과 보급시 수반되는 비용과의 비교분석를 통한 적정 소형열병합발전 보급수준을 결정하는 것이 바람직

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소형열병합발전 중장기 보급방향

사용자 자가소비권장을 소형열병합발전 보급활성화의 기본원칙으로 삼음

소형열병합발전 지원대상 범위 (우선순위 ) 명확화 CES 사업에서 경제성이 취약한 일정 규모 (30G㎈ ) 이하의 수요처가

지원대상 주택용 소형열병합발전 보급은 가급적 지양하고 산업용 및 업무용의

소형열병합발전 보급을 적극 권장 특히 소형열병합발전 잠재량이 크면서 에너지절약효과 높은 산업용에

대한 지원 요• 미국 NY 등의 시사점은 산업용 보급후 상업용 / 가정용 보급으로 변화

중장기적으로는 소형열병합발전 지원정책 강구 설치보조금 상향 조정 고려할 필요 . 현행 30,000 원 /㎾ (3 천만원

한도 ) 설치지원금과 5,000 원 /㎾ (5백만원 한도 ) 설계장려금 인상 고려

참고로 미국 $1,000/㎾ 설치지원금 수준 ( 프로젝트자본비용의 30%까지 지원가능 , 1㎿상한 , 시스템공급설비 5㎿ )

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소형열병합발전 공급목표

소형열병합발전의 년도별 공급목표계획 2011 년까지 총 303㎿ 규모의 소형열병합발전 보급

소형열병합발전의 년도별 투자금액 2007~2011 년까지 총 9 천억원의 투자비 소요

년도 2007 2008 2009 2010 2011

공급목표 ( ㎿ ) 61 71 42 83 46

공급목표 ( 누계 ) 61 132 174 257 303

년도 2007 2008 2009 2010 2011

투자액 (억원 ) 1,821 2,141 1,270 2,484 1,380

투자액 ( 누계 ) 1,821 3,962 5,232 7,716 9,096

소형열병합발전 평균 건설단가기준을 3백만원 /㎾ 적용 → 년도별 투자비소요액 산정

( 단위 : 억원 )

( 단위 : ㎿ )

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소형열병합발전 기대효과

소형열병합발전의 에너지절약 기대효과 2011 년 기준 에너지절감량은 38,978 TOE ( 절감율 : 32%)

① 소형열병합발전대상 열부하규모별 에너지사용량에 따른 LNG 사용량 산출후 TOE 로 환산

①과 같은 에너지사용량을 기준으로 기존설비의 LNG 사용량 산출( 발전소 +보일러 )

• 발전효율 38% LNG 발전소에 의한 LNG 사용량 • 효율 90% 보일러에 의한 LNG 사용량

년도 2007 2008 2009 2010 2011

소형열병합발전

107,109 124,864 74,753 143,681 81,228

기존 설비 158,638 240,521 110,624 212,627 120,206

절감량 51,440 115,657 35,871 68,946 38,978

( 단위 : TOE)

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소형열병합발전 기대효과

소형열병합발전의 대기환경개선효과 2011 년 기준 배출감소량은 CO2 95,558 천 tc, SOx 1,372kg, NOx 228,5

90kg 년 도 2007 2008 2009 2010 2011

소형열병합

CO2(tc) 68,286 79,539 47,618 91,525 51,742

SOx(kg) 980 1,142 683 1,314 743

NOx(kg) 163,351 190,269 113,910 218,942 123,776

Dust(kg) 12,455 14,508 8,686 16,694 9,438

기존설비

CO2(tc) 101,053 153,212 70,467 135,443 76,571

SOx(kg) 1,450 2,199 1,011 1,944 1,099

NOx(kg) 241,735 366,509 168,570 324,002 183,171

Dust(kg) 18,432 27,946 12,853 24,705 13,967

절감량

CO2(tc) 32,767 73,673 22,850 43,918 24,829

SOx(kg) 470 1,057 328 630 356

NOx(kg) 78,384 176,239 54,660 105,060 59,395

Dust(kg) 5,977 13,438 4,168 8,011 4,529LNG 연소시 단위당 배출량 환산계수 적용

단위 SOx NOx Dust

kg/103 ㎥ 0.0096 1.6 0.122

tc/TOE CO2 0.637

Ⅹ. 정책제언

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정책 제언

CES 사업을 통한 구역전기사업의 활성화 관련 법령 및 연관된 정부정책 ( 전력정책 , 가스정책 ,

자원개발정책 ) 과의 일관된 정책 추진 필요 분산형전원의 사회적 편익과 비용을 정확히 평가하여 이를

정책에 반영함이 필요 특히 , 에너지시장에서의 경쟁도입정책과 에너지산업의

공공성과의 적절한 조화가 필요자가사용을 통한 소형열병합발전의 보급 도모

에너지절약 효과가 높은 대상 중심으로 소형열병합발전의 보급 확산 추진

소형열병합발전에 대한 국가적 편익 / 비용 분석을 통한 적정 보급 수준을 결정하여 이를 보급할 필요

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정책 제언

CES 사업에 대한 법제도 정비 CES 와 관련한 집단에너지사업법 / 시행령 / 시행규칙 등의

관련 규정에서의 미비점 보완 특히 , CES 의 법적 근거 확보가 시급

소형열병합발전에 대한 지원책 수립 해외 선진사례를 참조하여 국내에 적합한 지원책 마련 직ㆍ간접적 지원방안과 관련한 종합적 검토를 통한 효과적

지원방안 수립