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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석. 프로젝트의 소개. 프로젝트의 연구배경. 프로젝트의 연구주제 : 신ㆍ재생에너지. 신ㆍ재생에너지 분석 사례. 조선대학교 에너지 현황 및 추정. 조선대학교 이용가능 면적 추정 . 신ㆍ재생에너지 현황 및 추정. 지원 정책 및 기타 현황. 선형계획법 (LP) 를 이용한 프로젝트 대안 구성. 대안의 경제성 분석. 결론 및 기대효과. 선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석. 1. 프로젝트의 소개. (1) 프로젝트의 목적

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Presentation Transcript
slide1

선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

프로젝트의 소개

프로젝트의 연구배경

프로젝트의 연구주제 : 신ㆍ재생에너지

신ㆍ재생에너지 분석 사례

조선대학교 에너지 현황 및 추정

조선대학교 이용가능 면적 추정

신ㆍ재생에너지 현황 및 추정

지원 정책 및 기타 현황

선형계획법(LP)를 이용한 프로젝트 대안 구성

대안의 경제성 분석

결론 및 기대효과

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

1. 프로젝트의 소개

(1) 프로젝트의 목적

어느 한 종류 발전 방식의 단순한 경제성 분석이 아닌 시나리오를 통해 두가지 이상의 발전 방식의 효율적인 배분을 통한 경제성 분석을 시도하여 다각적인 신ㆍ재생에너지에 대한 경제성 분석의 방법론 제기

(2) 프로젝트의 시나리오

①목적 : 조선대학교는 정부의 2011의 목표에 맞추어 신ㆍ재생에너지로 5% 이상의 전력을 생산

②조건1: 최대 투자비 120억원

③조건2 : 프로젝트 기한 20년

(3) 프로젝트의 진행과정

조선대학교 시나리오 가정 설정

신ㆍ재생에너지/ 조선대학교자료 조사

신나리오를 만족하는 투자 대안 도출 : LP 이용

투자 대안의 경제성 분석 : NPV 이용

결론 및 기대효과 도출

Renewable Energy

How ?

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

2. 프로젝트의 연구 배경

(1) 기후의 변화

생명체가 살 수 있는 지구의 평균기온 15℃를 유지하는 것은 일정량의 온실효과에 의한 것. 그러나, 지난 100동안 이러한 온실효과를 일으키는 물질들의 대기 중 농도가 증가하여 인류는 기후변화라는 전 세계적인 문제에 직면

(3) 기후 변화 협약

기후변화협약 체결(1992) →기후변화협약 발효(1994) → 교토의정서 채택(1997) →마라케쉬 합의 (2001) →교토의정서 발효(2005) →제 13차 COP 총회(2007)

기후변화협약은 전세계 국가들이 기후변화방지를 위한 노력의 협약이며, 교토의정서에서 한국은 개발도상국가로 분류되어 현재 의무는 없으나 차후 의무가 주어질 것으로 예상

(4) 정부의 녹색뉴딜정책 ‘저탄소 녹색성장’

우리나라는 세계 10대 에너지 소비국으로서 에너지의 97%로가 해외에서 수입. 향후 온실가스 감축 의무가 부과될 경우 국내 경제가 안게 될 부담이 크므로 이에 정부는‘저탄소 녹색성장’을 향후 60년의 새로운 국가비전으로 제시

< 6대 온실가스 >

< 아르헨티나 업살라 빙하지대의 변화 >

(2) 유한 화석에너지 자원의 고갈

화석에너지는 유한한 자원으로 자료의 성격마다 차이는 있으나 금세기에 소진될 것을 보고 있음

이에 신ㆍ재생에너지는 이를 대체할 핵심 수단으로 선진국들을 주도로 각종 정책과 연구를 추진하고 있음

좌측의 자료는 석유의 매장량을 42년으로 추정하고 있음

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

3. 프로젝트의 연구 주제 : 신ㆍ재생에너지

(1) 신ㆍ재생에너지의 정의

우리나라는 「신에너지 및 재생에너지 개발, 이용, 보급 촉진법」 제 2조의 규정에 의거하여 「 기존의 화석연료를 변환시켜 이용하거나 햇빛, 물, 지열, 강수, 생물유기체 등을 포함하여 재생가능한 에너지를 변환시켜 이용하는 에너지 」로 정의하고 11개 분야로 구분

▶재생에너지: 태양광, 태양열, 바이오, 풍력, 수력, 해양, 폐기물, 지열

▶신에너지: 연료전지, 석탄액화가스화 및 중질잔사유가스화, 수소에너지

③풍력 (Wind Power Energy)

장 점

단 점

  • 지역에 따른 개발 제한
  • 전력공급이 바람의 간헐성에 제한
  • 초기 설치비용이 많음
  • 시각적인 충격, 소음, 지역생태계 파괴등의 환경적 위험 가능성
  • 무제한 청정에너지원
  • 인프라 구축기간이 짧음
  • 발전부지 소요면적이 타에너지보다 적음
  • 발전연료비용이 제로

공공미래에너지

시장창출 및 경제성 확보를 위한 장기적은 개발보급정책 필요

비고갈성 에너지

태양광, 풍력 등 재생가능 에너지원으로 구성

④수력 (Hydroelectric Energy)

장 점

단 점

  • 첨두발전에 대한 기여도 적음
  • 초기 건설비가 크고, 발전량이 강수량에 의해 변동
  • 국내부존자원 활용
  • 전역생산외에 농업용수공급, 홍수 조절
  • 건설후 운영비 저렴

환경친화 청정에너지

화석연료 사용에 의한 CO2발생이 거의 없음

기술 에너지

연구개발에 의해 에너지 자원 확보 가능

신ㆍ재생에너지 산업 육성

지속가능한경제발전

에너지 시스템 구축

⑤ 기타

바이오(Bio Energy), 해양(Ocean Energy), 폐기물 (Waste Energy), 지열 (Geothermal Energy), 연료전지(fuel cell Energy), 석탄액화가스화 (gasification and liquefaction) 및 중질잔사유가스화, 수소에너지(Hydrogen Energy)

(2) 신ㆍ재생에너지의 종류

①태양광 (Photovoltaic Power Energy)

(3) 신ㆍ재생에너지의 사례

아랍에미리트(UAE)의 수도인 아부다비의 신도시, 마스다르시티(MASDAR CITY), 세계의 환경 수도라 불리는 독일의 프라이부르크(Freiburg), 세계 최초의 CO2 프리대학독일 트리어 대학의 브리켄펠트 환경캠퍼스(Umwelt Campus Wirkenfeld), 그린(Green) 전북 녹색성장전략, 제2롯데월드, 제로에너지 솔라하우스(ZESH) 등 국내ㆍ외 다양

장 점

단 점

  • 에너지원이 청정·무제한
  • 필요한 장소에서 필요량 발전가능
  • 유지보수가 용이, 무인화 가능
  • 긴수명(20년 이상)
  • 전력생산량이 지역별 일사량에 의존
  • 에너지밀도가 낮아 큰 설치면적 필요
  • 설치장소가 한정적, 시스템 비용이 고가
  • 초기투자비와 발전단가 높음

②태양열 (Solar Power Energy)

장 점

단 점

  • 밀도가 낮고, 간헐적임
  • 유가의 변동에 따른 영향이 큼
  • 초기 설치비용이 많음
  • 봄, 여름은 일사량 조건이 좋으나 겨울철에는 조건이불리함
  • 무공해, 무제한 청정에너지원
  • 기존의 화석에너지에 비해 지역적 편중이 적음
  • 다양한 적용 및 이용성
  • 저가의 유지보수비
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

4. 신ㆍ재생에너지 분야주요 프로그램 사례

  • (1) 해외 주요 프로그램
  • ① NREL(National Renewable Energy Loboratory, 미국) 모델들-ViPOR(Village Power Optimization Model for Renewables)
  • 지역 전력공급시스템 설계를 위한 모델로써 발전원의 형태(독립형(isolated) 또는 중앙집중형(central)) 여부를 결정하고 지리적 조건, 경제성을 고려한 최적의 배전망 설계를 위한 시뮬레이션 프로그램
  • -Homer(Hybrid Optimization Model for Electric Renewables)
  • 일반 송배전계통과 원거리에 존재하는 도서지역의 송전선로의 손실의 배제하기 위해 풍력, 태양광 등을 채택하여 도서지역에서 단독으로 운영되는 복합 발전 시스템의 최적설계와 운영을 위한 시뮬레이션 프로그램
  • Vipor는 주어진 지형에서 power Source와 그 특성을 입력하고, 또 관련 수요지점과 그 특성을 입력하여 앞서 Homer에서 비용최소화로 최적화된 시스템의 자료를 이용하면 어떤 망의 연계가 가장 수익을 극대화하는지를 반복적 계산(iteration)을 통해 찾아냄
  • Hybrid2
  • ② RETScreen(Renewable Energy Technology Screen)
  • 캐나다, Renewable Energy Decision Support Center 개발
  • 풍력 태양광 등의 신ㆍ재생에너지를전력원으로 하는 시스템의 에너지 생산량, Life cycle Cost 및 그린하우스 가스 방출량 등을 평가
  • ③ 그 외 : LEAP, NEMS

(2) 국내 주요 프로그램

① 아주대학교 :신재생에너지시스템 경제성분석 프로그램현재가치(NPB, net present beneft)를 계산하는데 필요한 발전단위당 가격이 얼마가 되어야 주어진 이자율 하에서 NPV가 최소한 양의 값을 가질 수 있는가를 역산하는 방식으로 합당한 기준가격을 산정해 낼 수 있는 기능이 구현

② 에너지관리공단 CDM 경제성분석 툴

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

5. 조선대학교 에너지 현황 및 추정

  • (2) 조선대학교 전력 사용량 추정
  • - 2006년 전력 사용량 : 22,463 MWh (국내대학 17위, 17억원 상당, 오마이뉴스,20071203)
  • 2007년 전력 사용량 : 23,352 MWh(국내대학 16위, 녹색연합, 20080302)
  • 2029년(20년후) 전력 사용량 추정 :
  • ⓐ 조선대학교 전력 사용량 증가율은 3.9%
  • ⓑ 조선대학교 2002년부터 2008년까지 학생수 증가율은 0.5%
  • ⓒ 한국전력거래소 전력통계정보시스템에서 1인당 전력사용량 증가율이 2001년부터 2008년까지 연평균 변화율은 5.5%
  • ⓓ KEEI 에너지 수요전망(2009. 06)에서 2013년까지 전력수요가 연평균 변화율 3.4%로 전망함
  • ⓔ 학생수 증가율은 2029년까지 변화가 없고, 전력사용량은 1인당 전력사용량은 증가할 것이라고 가정하여 KEEI 에너지 수요전망의 자료의 연평균 변화율 3.4%로 추정하여 계산 : 연간 47,125 MWh
  • (1) 기존 신ㆍ재생에너지 발전 현황
  • ① 태양광ㆍ열 발전
  • - 그린빌리지(Green Village) : 시간당 151kw 전력, 15kl/day 온수시설(전체 사용량 80% 충당)
  • ㆍ국비17억원, 시비 8억원, 조선대 25억원 투자, 총 56억원
  • ㆍ단독세대11세대, 원룸형2동 35세대, 연립형1동 65세대, 총 111세대
  • - 기숙사, 공과대학 1호관, 조대부고, 조선대학교병원, 경상대학, 법과대학, 우주항공공학과 등 : 연간 25,000kw ~ 65,000kw (시간당 10 ~ 50kw)
  • ②수소연료전지발전
  • - 조선대학교병원 : 연간 1,750,000kw (시간당 250kw 전력)
  • ㆍ250kw급 용융탄산염형 연료전지 발전시설
  • ㆍ사업비25억 원
  • ③ 기존 조선대학교 신ㆍ재생에너지 발전량
  • - 총 발전량(조선대학교 병원 제외): 연간 약 24,000kw로 추정

<공공기관 전력 사용량 >

<인구1인당 소비전력 >

(3) 조선대학교 신ㆍ재생에너지 목표(5%)발전량

(연간 전력 사용량 × 목표 전력 생산율)- 기존 전력 생산량

(47,125 × 0.05) - 24 = 2,332.25Mw

*1Mw=1000kw

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

6. 조선대학교 이용가능 면적 추정

(1) 태양광 발전

조선대학교내 건물의 노후화와 면적, 부지의 이용 가능 등의 태양광발전에 대한 적합도를 검사하여 가능한 장소 선정하였다고 가정하여 태양광 발전소 가능 부지는 6,000㎡로 추정

(2) 풍력 발전

소음이 발생하는 풍력발전에는 교내에서 발전이 불가능하므로 근처의 무등산 부근에 다음과 같은 장소를 구매하여 선정하였다고 가정하여 풍력발전소 가능 부지는 2,000㎡로 추정

조선대학교

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

7. 신ㆍ재생에너지 현황 및 추정

(1) 신ㆍ재생에너지 현황

① 에너지원별 설치단가 (참조 : 신재생에너지센터,09년 상한설치단가)

(단위 : 천원, VAT 포함)

  • (2) 에너지원별 발전량 추정
  • ① 발전량은 설비용량과 별개로 지역적ㆍ환경적 특성에 의하여 변화되므로 심층적인 연구와 실증이 필요한 분야
  • ② 아주대학교에서 개발한 “신재생에너지시스템 경제성 분석 프로그램”를 활용한 보고서를 기준으로 조선대학교 기숙사 태양광발전과 진도의 풍력발전의 시뮬레이션 결과를 가지고 생산량과 온실가스저감량 추정
  • ③ 태양광발전 : 조선대 기숙사 53kw설비를 시뮬레이션 결과치를 가지고 1kw설비용량은 1.38Mw이라고 가정
  • ④ 풍력발전 : 진도 가사도 풍력 발전과 비슷한 환경이라고 가정하여풍력발전 1kw설비용량은 1.64Mw라고 가정
  • ⑤ 시뮬레이션 자료는 다음에서 자료에서 활용
  • - 기상청 : 기상 정보 (http://www.kma.go.kr/)
  • 한국에너지기술연구원 : 신재생에너지자원지도(http://kredc.kier.re.kr/)
  • - 경희대학교: 전자기후도 제공시스템 (http://nacl.epinet.co.kr/)
  • - 국가지리정보유통망 : 지리정보 (http://www.ngic.go.kr/)
  • - 한국과학기술정보연구원 : 세계지열에너지의 기술동향 (2006.11)

구 분

설치단가

9,240/kW

10,900/kW

14,960/kW

7,210/kW

930/㎡

980/㎡

940/㎡

5,550/kW

1,250/kW

1,150/kW

5,080 /㎡

고정식

추적식

BIPV

일반건물

태양광 발전설비

태양광주택

고정식

평판형

단일진공관형

이중진공관형

태양열 이용설비

풍력 발전설비

수직밀폐형

개방형(SCW형)

지열 이용설비

집광채광이용설비

  • ② 발전단가(지식경제부, 신재생에너지이용 발전전력의 기준가격 지침)
  • - 풍력 107.29원/kw
  • - 태양광 건축물활용(20년) 495.81원/kw
  • ③ 발전소요면적(한국에너지기술연구원, 2007. 01)
  • - 풍력 1.335㎡/Mw
  • 태양광 3.237㎡/Mw
  • ④ 신ㆍ재생에너지자원중에서 풍력, 태양광, 지열 발전을 설치를 초기에 가정하였으나 지열발전은 한반도는 화산대가 활발히 이루어진 상태가 아니며 실제적으로 대규모 발전에 대한 실증이 이루어져 있지 않아 제외하였음
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

8. 지원 정책 및 기타 현황

(2) 외부비용

① 외부비용은 운영비에는 포함되지 않으나 환경보전, 보상등의 다양한 비용이 발생하며,EU의 유럽공동체위원회 연구자료인 External Costs를 보면 소음, 건강, 건물, 곡물, 생태계, 지구온난화로 세분화 됨

본 프로젝트에서는 독일의 경우를 사례를 들어 외부비용으로 인용

(1) 정부 지원 정책

① 정부 보급보조 정책 : 신·재생에너지 설비에 대하여 설치비의 일정부분을 정부에서 무상보조 지원함으로써 국내 개발제품의 상용화를 촉진하고 초기시장창출 및 보급활성화를 유도하는 사업

-일반보급사업 : 설치비의 최대 60% 이내 지원

-시범보급사업 : 설치비의 최대 80% 이내 지원

-계획보급사업 : 지자체 또는 공공기관 등과 연계하여 사업비를 지원

② 발전차액지원제도 : 신재생에너지 투자경제성 확보를 위해 신재생에너지 발전에 의하여 공급한 전기의 전력거래 가격이 지식경제부 장관이 고시한 기준가격보다 낮은 경우, 기준가격과 전력거래와의 차액(발전차액)을 지원해주는 제도

본 프로젝트에서는 생산량에 대한 매출액을 결정하는 단가로 인용

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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

9. 선형계획법(LP)을 이용한 프로젝트 대안 구성

③ 선형계획식 설명

변수 설정 X : 태양광발전 1kw 설비 개수, Y : 풍력발전 1kw 설비 개수

Max X npv + Y npv

※ 각 NPV값은 엑셀에서 X, Y의 값이 변화함에 따라 다른 시트(경제성분석 부분) 에서 계산되어 목표값을 찾음

ST 1380 X + 1650 Y ≥ 2332250

※ 태양광발전 1,380kw/개 + 풍력발전 1,650kw/개 ≥ 2,332,250 kw의 전력생산량

[태양광발전 면적] ≤ [태양광발전 이용가능 면적]

※ 태양광발전 4.47㎡/개 ≤ 6,000㎡의 면적 제한

2.19 Y ≤ 2000

※ 풍력 발전 2.19㎡/개 ≤ 2,000㎡의 면적 제한

10900000 X + 5550000 Y ≤ 12000000000

※ 태양광발전 10,900,000원/개 + 풍력발전 5,550,000원/개 ≤ 12,000,000,000원의 초기투자비 제한

X ≥ 0, Y ≥ 0

※ 엑셀에서는 실행 옵션에 음수가 아닌 것에 체크

④ 선형계획식 계산 (엑셀 해찾기 이용)

노란색 부분은 값이 변화하여 하늘색 수치에 영향을 주는 부분이며, 오랜지색은 목표 최대값이 됨.

⑤ 선형계획식 결과

태양열발전 604.74kw설비와 풍력발전 913.24kw설비를 교내에 설치하는 것이 NPV의 값이 음수의 값을 가지자만 가장 최대화되는 값임

  • (1) 선형계획법(LP)을 이용한 프로젝트 대안 구성
  • ① 선형계획법(Linear Programming) 개요
  • - 선형계획법은 1차 부등식을 조건으로 하는 1차 함수의 극대 또는 극소를 구하는 형식임
  • 이 부분은 계획되거나 일반화된 제한조건들을 만족하면서 순현가(NPV)가 최대인 태양광발전과 풍력발전의 배합으로 하는 대안을 찾고자 함
  • ② 선형계획식에 사용된 기준 수치
  • - NPV 값 : 경제성평가에서 사용된 시트에서 값을 추출하여 사용
  • - 설비연간 생산량 : 아주대학교 “신재생에너지시스템 경제성 분석 프로그램 개발 및 적용 방안 연구”에서 사용된 시뮬레이션 결과를 1kw 설비용량 당으로 환산하여 사용
  • - 목표 연간 생산량 : KEEI의 연평균 수요 연평균 증가율 예측 3.4%의 수치를 이용하여 기존의 조선대학교 전력사용량 20년 후를 추정하여 사용
  • - 설비 면적 : 한국에너지기술연구원의 설비소요면적(2007.01) 자료를 이용하여 사용
  • - 이용 가능 면적 : 발전별 면적 위치를 별개로 하여 가정하여 사용
  • - 설비 투자비 : 신재생에너지센터의에너지원별 상한설치단가(2009) 자료를 이용하여 사용
  • - 최대 설비투자비 : 조선대학교가 투자가능하다고 추정하여 사용
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

10. 대안의 경제성 분석(1)

  • (3) 순현가(NPV) 계산 방법
  • ① 초기 투자비
  • 선형계획법 계산에서 도출된 값을 각 발전별1kw 설비시 투자비를 곱하면 발전별 초기 투자비를 산출됨
  • ② 판매 매출액
  • 선형계획법 계산에서 도출된 값을 각 발전별1kw 설비시 연간 발전량를 곱하여 총 연간 발전량을 구하고 정부가 고시한 발전별kw당 기준가격을 곱하여 주면 연간 판매 매출액이 산출됨 (생산량 × 기준가격)
  • ③ 온실저감소득
  • 선형계획법 계산에서 도출된 값을 Mw당 온실가스 저감량을 곱하여 총 톤수를 구하고, 유로탄소배출권 톤당 기준가격을 곱하면 연간 온실가스저감소득이 산출됨
  • ④ 발전단가
  • 발전단가는 전기를 생산하는데 소요되는 비용으로 연료비+노무비+경비+일반관리비+이윤이며 선형계획법에서 도출된 값을 발전별kw당 발전단가를 곱하여 주면 연간 발전단가가 산출됨
  • ⑤ 외부비용
  • 선형계획법에선 도출된 값을 각 발전별kw당 외부비용을 곱하여 주면 연간 총 외부비용이 산출됨
  • ⑥ 감가상각비(정액법) = (취득가액 – 잔존가치)/내용년수
  • ⑦ 과세표준 = 총수입 – 비용
  • ⑧ 법인세 = 세율 × 과세표준
  • ⑨ 당기순이익= 과세표준 – 법인세
  • ⑩ NPV 계산
  • 연도별 동일한 자금열(A)을 가지고 있으므로 할인율(i)를 이용하여 현재가치로 환원하여 초기 투자금액(음수)과 합산하여 산출됨
  • 동일자금열 현재가치 P = A((1+i)n-1)/(i(1+i)n)
  • (1) 경제성 평가 개요
  • - 순현가(NPV)는 최초 투자 시기부터 사업이 끝나는 시기까지의 연도별 순편익의 흐름을 각각 현재가치로 환산하여 합으로 구함
  • - NPV가 0보다 크면 투자가치가 있는 것으로, 0보다 작으면 투자가치가 없는 것을 평가
  • - 선형계획법에서 도출된 대안을 가지고 현금흐름에 따르는 순현가(NPV)를 계산하여 경제성 평가
  • (2) 경제성 평가에 사용된 기준 수치
  • - 프로젝트 기한 : 20년, 총 투자비 제한 : 120억원으로 가정
  • 기준가격 : 지식경제부, 신재생에너지이용 발전전력의 기준가격 지침(2009) 자료를 이용하여 사용
  • 외부비용 : EU의 연구보고서인 External Costs 자료를 이용하여 사용
  • 발전단가 : 한국에너지기술연구소 발표자료를 이용하여 사용
  • 할인률: 무인플레이션을 가정하여 일반적으로 민영사업에서 이용되어지는 8%를 사용
  • 온실가스저감소득 : 유로탄소배출권 톤당 가격(2009. 04)을 사용
  • 법인세율 : 새로 변경된 2억원 이하와 초과 세율을 적용하여 사용
  • 감가상각 : 정액법을 이용하고 내용수명을 20년으로 하여 잔존가치 0원을 사용
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

10. 대안의 경제성 분석(2)

  • (4) 순현가(NPV) 계산 결과
  • ① 태양광발전의 순현가 계산 결과 : -8,791,606,934원
  • ② 풍력발전의 순현가 계산 결과 : -6,584,390,061원
  • ③ 통합(태양괄발전+풍력발전) 순현가 계산 결과 : -15,375,996,995원
  • ④ 통합 발전에서의 NPV가 0보다 작으므로 이 대안은 경제성이 없다고 판단됨
  • (3) 순현가(NPV) 계산 (엑셀 이용)
  • ① 태양광발전(604.73kw설비)의 순현가 계산
  • ② 풍력발전(913.24kw설비)의 순현가 계산
  • ③ 통합(태양괄발전+풍력발전) 순현가 계산
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

10. 대안의 경제성 분석(3)

  • (5) 설비 투자비의 감소
  • ① 태양광발전 10,900,000원/kw→ 5,450,000원/kw(50%) 감소 경우
  • NPV < 0 사업성 없음
  • ② 태양광발전 10,900,000원/kw→ 4,905,000원 (55%) 감소 경우
  • NPV < 0 사업성 없음
  • (7) 설비 투자비의 감소와 전력 생산량 증가
  • ① 태양광발전 연간 생산량 30% 증가, 투자비 30% 감소
  • NPV < 0 사업성 없음
  • ② 태양광발전 연간 생산량 70% 증가, 투자비 70% 감소
  • NPV < 0 사업성 없음
  • ② 풍력발전 연간 생산량 70% 증가, 투자비 70% 감소
  • NPV < 0 사업성 없음
  • (6) 전력 생산량 증가
  • 태양광발전 1,380kw/개 → 4,140kw/개 (3배) 증가 경우
  • NPV < 0 사업성 없음
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선형계획법을 통한 신ㆍ재생에너지 경제성 분석

11. 결론 및 기대효과

(1) 결론

① 한정된 지역에서 신ㆍ재생에너지자원별 제약 조건을 기준으로 선형계획법을 이용한 대안을 구성하여 경제성분석 결과를 도출하는 방식으로 이루어짐

② 민영사업으로 가정하여 감가상각과 법인세를 추가하였고, 국내에서는 아직 발생하지 않은 온실가스저감소득과 외부비용을 추가함

③ 선형계획법으로 도출된 결과는 대안상에서 두 발전 모두 NPV는 음수가 산출되나 풍력발전이 태양광발전보다 경제적으로 유리하여 최대한 설치를 하는 방식으로 도출됨

④ 대안의 경제성 평가에서 어떠한 할인율을 적용하여도 음수의 값을 가지는 형태가 되어 경제성이 없는 것으로 평가됨

⑤ 경제성 평가 자료에서 kw당 기준가격과 발전단가의 차이가 태양광발전이 더 크지만 풍력발전에 비해 외부비용과 설치비용이 크게 발생

⑥ 신재생에너지의 기준가격이 점차 낮아지고 있으므로, 에너지 발전 효율을 높여 생산량을 높이고, 지원금을 받지 않는 이상 더욱 경제성이 악화될 것으로 평가

⑦ 신ㆍ재생에너지는 과다한 초기투자의 장애요인에도 불구하고 화석에너지의 고갈문제와 환경문제에 대한 핵심 해결방안이라는 점에서 관심이 집중되고 있으며, 이러한 신ㆍ재생에너지 발전은 종합적인 기술의 집약으로 기술의 변화 및 정책의 변화에 의해 전력생산량, 발전 단가, 발전 방식 등 경제성 분석에서 요구하는 다양한 요소가 변화되므로 정확한 분석을 위해서는 다각적인 자료 수집 체계가 요구됨

(2) 기대효과

① 본 프로젝트는 선형계획법(LP)를 이용한 대안을 구성하는 방식을 취하여 한 종류의 발전 설비에 대한 경제성 평가를 벗어나 다양한 제약 조건을 추가하며 여러 종류의 발전 설비를 함께 평가할 수 있음

② 에너지기술연구원의 신ㆍ재생에너지 자원지도와 에너지 생산량 계산 시스템과 같은 다른 시스템을 혼합한 시스템이 통합운영된다면 대규모 국가정책 개발사업에서 보다 신속하고 효과적인 시스템이 될 수 있을 것임

선형계획식 계산 부분

(제한 조건)

기준 수치 적용 부분

(변경시 모든 단가 변화)

NPV 계산 부분

(태양광/풍력/통합)

< 엑셀 구성도 >