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소형 가스 열병합발전이란? |
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주로 청정연료인 천연가스를 이용하여 전기와 열을 동시에 생산·이용하는 종합에너지 시스템으로 에너지효율을 극대화시킨 고효율 에너지절약 시스템 입니다. |
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가스열병합발전의 에너지변환 흐름도 |
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소형열병합발전 형식 |
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소형열병합발전 형식에는 가스터빈, 가스엔진, 연료전지가 있습니다.
에너지를 효율적으로 이용하기 위해 동일 연료원으로부터 열과 전기를 동시에 생산하여 공급하는 시스템을 열병합발전 (COMBINED HEAT POER PLANT)이라하며 일반 화력발전소는 투입된 에너지중 많은 양이 복수기에서 냉각손실로 버려져 열병합 발전의 경우 터빈 증기를 열에너지를 다시 사용하므로 효율이 매우 높습니다.
소규모 열병합 발전(지역난방)사업은 열병합발전의 장점을 살려 디젤엔진, 가스엔진 가스터빈등의 발전기를 이용하여 전기를 생산 공급 한 후 나온 배열을 열교환으로 회수지역 냉, 난방의 열원(온수 및 증기)으로 사용하는 시스템으로 중,대규모 아파트 단지, 업무용 빌딩, 산업단지등에 적용하는 사업으로 CES(COMMUNITY ENERGY SYSTEM), CO-Generation System 이라고 합니다.
소형열병합(CO-Generation)은 에너지 효율증대로 인한 에너지 절감, 유지보수 비절감, 청정연료사용으로 환경오염 물질 배출을 줄이는 선진국형 시스템으로 에너지는 약 30% 이상 환경 공해 물질은 약 50% 이상 줄일 수 있고 주변 아파트 단지 또는 빌딩, 산업단지와 연계시 지역 냉,난방 시스템으로 년간 상시에 이용률을 높여 경제성을 크게 증대 시킬 수 있는 장점 또한 가지고 있습니다.
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계절별 에너지수급합리화 |
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계절별 에너지원의 수급 조절, 발전소 건설 입지여건악화 및 가스저장시설 확충 문제 해결을 위한 중·소규모의 분산형 발전설비 보급 확대 필요 |
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국제적 환경규제 강화 대응 |
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기후변화협약, CO2 배출권거래제 등 국제환경규제가 경제문제로 대두되고 있어 새로운 온실가스 감축수단이 필요
※ 우리나라 CO2 배출 현황(2000년)
☞ 세계 9위, 1인당 배출 세계 27위
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에너지의 효율적 이용 및 고효율 에너지 시스템 보급
※ 에너지 소비현황('02년) : 세계10위, 수입액 320억$, 1인당 4.31toe소비 |
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에너지 해외의존도 97%인 우리나라의 경우 고효율에너지시스템 보급이 필요 |
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열병합 발전기에서 생산되는 열을 이용하여 난방을 하고 보조 보일러에서 부족분을 충당 |
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전력 : 열병합발전기에서 생산되는 전력을 자체 사용하고 한전전기로 부족분을 충당 또는 잉여전기를 판매 |
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냉방 : 하절기에는 열병합 발전기에서 생산되는 열만으로 급탕을 공급하고, HEAT PUMP등으로 냉방에너지 대체 사용 |
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경제적인 효과 |
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 자가 전력 생산으로 공동 전기료 부담이 없고 저렴한 난방비로 난방을 공급할수 있음 |
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비상용 발전기를 별도로 설치하지 않음으로 투자비 감소 |
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노후보일러 교체시 ESCO자금을 활용하여 경제적 시설투자가 가능함 |
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개별난방 및 중앙집중식 난방 보다 입주자의 선호도가 높음 |
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주변의 아파트보다 가격 상승으로 인한 재산가치 향상 |
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환경 및 주거 효과 |
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간접난방에서 24시간 연속 난방으로 괘적한 주거 생활 조성 |
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천연가스를 연료로 사용하므로 괘적한 환경 조성 |
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단지내 동별 상.하층간의 난방 불균형 해소로 괘적 난방 조성 |
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시설개선효과 |
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간헐 난방에서 24시간 연속 난방으로 변경
기존: 일 3∼5회 간헐운전 변경:24시간 연속운전[에너지 효율 향상 및 절약, 쾌적한 난방 환경 조성] |
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열교환 방식의 변경
기존: 2∼5㎏/㎠ 증기 변경:약90 의 온수 [증기의 방열손실 감소 및 열교환 효율 향상] |
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열병합 발전 시스템 적용
기존: 전기 100% 한전전기 변경:자체생산 전기로 40∼100%충당 |
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고효율의 콘덴싱 보일러 설치(보조보일러)
기존:보일러 효율 80∼85% 콘덴싱 보일러 효율 90∼97%
※총 난방 부하에 30% 용량의 보조 보일러를 설치하므로 피크 부하를 담당하여 시설비 감소 |
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보일러 시설 용량 감소
기존보일러 용량의 30∼40% 수준의 보조보일러로 대체 |
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절감효과
- 에너지 절감효과 : 약 30%
- 환경 공해 물질 절감효과 : 약 50%
- 사회적 시설투자비 절감 : 약 40% |
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| 시스템방식 |
1차에너지 |
효율 |
용도 |
2차
에너지 |
에너지
변환손실 |
공급율 |
사용자
이용효율 |
| 대용량발전시스템 |
석유,가스,원자력,석탄 |
전기 |
64% |
36% |
32% |
재래방식(대용량발전) |
| 열 |
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| 계 |
36% |
32% |
| 집중식열병합발전 |
석유,가스,석탄 |
전기 |
18% |
27% |
24% |
대규모지역난방 |
| 열 |
55% |
51% |
| 계 |
82% |
75% |
| 소형열병합발전 |
석유,가스 |
전기 |
13% |
31% |
30% |
소규모지역난방 |
| 열 |
56% |
55% |
| 계 |
87% |
85% | |
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| 구분 |
덴마크 |
프랑스 |
네덜란드 |
일본 |
한국 |
| 규모(GCAL/H) |
0.86 |
3.01 |
4.30 |
5.00 |
5.00 | |
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소형열병합사업은 공사비는 비교적 높으나 아래와 같은 장점이 있어 소형열병합발전(CO-Generation)을 제안 하고자함 |
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 열병합 발전기 사용으로 전력과 열을 동시에 활용하므로 연료와 전기에너지의 절감을 극대화 할 수 있음 |
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폐열을 최대한 회수하여 재활용하므로 에너지 절약을 극대화함 |
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24시간 연속난방으로 온도 편차를 최소화하여 쾌적한 난방을 공급 할 수 있음 |
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천연 연료 사용으로 환경 오염 물질을 최대한 감소시킴 |
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쾌적한 주거 환경으로 주변 아파트 보다 시세상승으로 부가가치가 상승함 |
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초기 투자비를 ESCO자금을 활용하므로 세대 부담이 적다 |
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단지 내 기존 배관망을 검토하여, 최대한 에너지 절약 쪽으로 설계하느냐가 중요함 |
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