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소형 열병합 발전 기술 및 동향

소형열병합 실무 교육. 소형 열병합 발전 기술 및 동향. 2004. 11. 18 이 장 희 한국기계연구원. 환경분석 _에너지. 전기에너지의 증가율이 총에너지 증가율 보다 큼. 전기. 총 에너지. 분산발전 시장 전망 _세계. 2001년 20,000 MW 에서 2011년 300,000 MW 로 증가 예상 ( Ref. : Allied Business Intelligence). 분산발전 시장 전망 _미국. 누적 발전량 : 3.6 GW (2000 년 )  27 GW (2015 년)

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소형 열병합 발전 기술 및 동향

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  1. 소형열병합 실무 교육 소형 열병합 발전 기술 및 동향 2004. 11. 18 이 장 희 한국기계연구원

  2. 환경분석_에너지 • 전기에너지의 증가율이 총에너지 증가율 보다 큼 전기 총 에너지

  3. 분산발전 시장 전망_세계 • 2001년 20,000MW에서 2011년 300,000MW로 증가 예상 (Ref. : Allied Business Intelligence)

  4. 분산발전 시장 전망_미국 • 누적 발전량 : 3.6 GW (2000년)  27 GW (2015년) • 신규 발전량 (5년 누적치) : 3.8 GW (2000년)  11.2 GW (2015년)

  5. 분산발전 시장 추세_미국 • 가스터빈이 대용량 발전시스템인 관계로 가스엔진수가 많음 (Ref. : GRI-99/0045)

  6. 분산발전 시장 전망_유럽 • 유럽의 용량별 열병합 발전 도입 전망 : 소형 급신장 예상

  7. 신규 분산발전 시장_독일 • 신규 분산 발전 시장은 감소 • 50kWe 미만은 증가하는추세임 • 50-2000 kWe는 현상 유지 (Ref. : 열병합 발전 국제심포지움, 2003, 에너지관리공단 주관)  소형화 추세

  8. 일본의 열병합 발전 전망_시장 • 1999년 9월 말 현재 : 4.780GW (가스터빈, 디젤엔진, 가스엔진) • 2010년 예상 : 10.02GW (가스터빈, 디젤엔진, 가스엔진) : 0.012GW (연료전지) • Micro Cogen.에 치중

  9. 열병합 발전이란? • 기존의 화석연료 발전시스템은 발전만하고 냉각열과 배기열은 대부분 폐기되고 있음 (발전 효율 : 30 - 45%) • 열병합 발전은 하나의 에너지원으로 부터 열과 전력을 동시에 회수함(효율 80-90% 가능함) 즉 냉각열과 배기열로부터 열에너지를 추가로 흡수  따라서 고효율임(에너지 절약형 발전시스템임) • 영어로는 CHP 발전이라고 함 (Combined Heat and Power)

  10. 분산형 전원으로서의 열병합 발전 • 전세계적으로 환경규제의 강화, 에너지 산업의 민영화(전력 거래제도 실시) • 대형 발전소 건설보다 분산형 열병합 발전을 선호 - 대형 발전소 건설의 어려움 대규모 자금 소요, 공사기간 장기화, 송전손실, 환경오염의 집중 및 환경훼손(송전탑 건설 등) - 분산형 열병합 발전  에너지효율 높음, 전력수요 변화에 빠른 대응 • 분산형 전원 = 열병합발전 (풍력발전과 광발전 등도 분산형 전원으로 분류되나 그 비율이 매우 작음)

  11. 분산발전의 경쟁 전망(1)_기술

  12. 분산발전의 경쟁 전망(2)_시장 • 에너지 소스별 건물용도의 도입 전망 추이(2000-2020)

  13. 분산발전의 기술별 가격예상

  14. 동력원별 비교

  15. 국내 가스엔진 CO-GEN 도입현황(2003_07)

  16. 국내가스엔진 개발 현황 1) 열병합 발전용 가스엔진 개발 (대우종합기계+KIMM) 8ℓ, 12ℓ, 15ℓ, 22ℓ 급 가스 엔진 개발 완료 단계 (출력 범위 : 100kW - 400kW 가능) 2) 바이오가스 엔진 개발 (KIMM+대우종합기계) 전소형, 혼소형 바이오가스 엔진 개발 완료 단계 (350kW 전소형, 150kW 혼소형 등) 3) 열병합 마이크로 가스엔진 개발 (KIER+효성) 10kW 급 가스 엔진 개발 4) GHP용 가스엔진 개발 (KIMM+삼성전자) 15kW 급 가스엔진 개발

  17. 앞으로의 열병합 발전 기술 동향

  18. 용도별 마이크로 분산 발전의 용량 • Single family houses <1 kWe to 4 kWe • Small apartment blocks 3 kWe to 10 kWe • Larger apartment blocksSmall industrial, SMEs >10 kWe

  19. 분산발전 시장 전망_유럽 • 15 kWe 미만의 마이크로 열병합 발전의 보급 전망(GW)

  20. 가정용 초소형 열병합 발전 전망 • 가정용 보일러를 대체할 초소형 열병합 발전시장은 1~2년 후부터 유럽을 중심으로 보급이 시작되어 2010까지 급격하게 성장할 전망 - 영국에서는 2010년까지 약 100만 가구, 2025년까지 전세대의 절반인 약 1천3백만 가구에 가정용 열병합이 보급될 것으로 전망 (2000.09.01 가디언지) - 2001년 영국의 BG그룹과 일본의 Rinnai가 가정용 열병합 시스템의 공동개발 및 제조에 합의하여 양산체제를 구축 중. 2004년부터 유럽을 중심으로 보급을 시작할 예정임 (2002.01.30 한국가스신문) - 유럽(EU)은 가정용 열병합 발전시스템의 안전 및 성능과 계통연계를 위한 표준화를 마련하기 위한 노력을 공동으로 진행 - 미국에서도 최근 가정용 열병합발전 시스템 개발과 보급을 위해 엔진 벤처회사, 보일러회사, 에너지회사가 연계하여 Consortium을 결성

  21. CHAPNET Micro-CHP Workshop, Milan, Italy13th September, 2004

  22. 맺는 말 • 총에너지 수요의 증가에 비해 전기에너지 수요의 증가가 더 급격히 증가하고 있으며 • 지역이기주의와 환경 오염, 송전손실 등으로 인하여 대용량 발전소의 건설은 어려워 지고, 분산형 전원의 공급은 증가하고 있음 • 분산형 전원으로는 고효율인 열병합 발전이 대세를 이루고 있으며, 분산형 전원도 점차 소형화하고 있음 • 국내에서도 최근에 와서 아파트를 중심으로 가스엔진을 동력원으로 하는 소형 열병합발전시스템이 급속히 보급되고 있음 • 유럽에서는 가정용 보일러를 대체할 초소형 가정용 열병합 발전시스템이 급격히 보급될 것으로 예상됨

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