2016년 파리협정이 발효되고 신기후체제가 2022년부터 본격적으로 시작 됨에 따라 세계 각국은 ‘탄소중립’ 달성을 위한 비전과 계획을 발표하고 있다. 영국은 기후변화법(Climate Change Act 2008)개정을 통하여 2050년 탄소중립 달성을 법제화하였다. 유럽연합은 2019년 12월 유럽 그린딜 (European Green Deal)을 발표하여 2050년까지 탄소중립을 달성한다는 비 전을 제시하였다. 우리나라도 2021년 11월 영국 글래스고에서 열린 COP26 에서 ‘2050 탄소중립’을 발표하였다. 전 세계적 기후변화 대응의 공동 목표인 ‘탄소중립’을 달성하기 위해 서 에너지 분야 특히, 전력 분야에서는 탈석탄 및 ...
2016년 파리협정이 발효되고 신기후체제가 2022년부터 본격적으로 시작 됨에 따라 세계 각국은 ‘탄소중립’ 달성을 위한 비전과 계획을 발표하고 있다. 영국은 기후변화법(Climate Change Act 2008)개정을 통하여 2050년 탄소중립 달성을 법제화하였다. 유럽연합은 2019년 12월 유럽 그린딜 (European Green Deal)을 발표하여 2050년까지 탄소중립을 달성한다는 비 전을 제시하였다. 우리나라도 2021년 11월 영국 글래스고에서 열린 COP26 에서 ‘2050 탄소중립’을 발표하였다. 전 세계적 기후변화 대응의 공동 목표인 ‘탄소중립’을 달성하기 위해 서 에너지 분야 특히, 전력 분야에서는 탈석탄 및 신재생에너지의 확대가 필수적이다. 신재생에너지는 전력 생산과정에서 CO2 배출이 없고 연료비가 들지 않는다는 장점이 있는 반면에, 전력 생산의 간헐성과 변동성이라는 단 점을 가지고 있다. 이러한 재생에너지의 단점으로 인해 종종 재생에너지에 의한 전력 생산을 기존의 전력망에서 수용할 수 없어서 전력 생산을 중단 해야 하는 출력제어(curtailment)가 발생하게 된다. 이를 극복하기 위한 수 단 중의 하나로 재생에너지에 의한 전력으로 수전해를 통한 그린수소 (Green Hydrogen) 생산이 대안으로 급부상하고 있다. 본 연구에서는 풍력발전에 의한 그린수소 생산의 경제성을 균등화에너 지비용(LCOE, Levelized Cost of Energy)인 균등화발전비용과 균등화수소비 용을 산정하여 분석하였다. 또, 주요 영향요인들이 경제성에 미치는 민감도 를 분석하고, 전력 믹스에 의한 시나리오를 설정하고 경제성을 분석하여 풍 력발전에 의한 그린수소 생산이 경제성을 확보하기 위한 조건들에 대해 살 펴보았다. 연구 결과, 균등화발전비용은 134,67원/kWh로 풍력발전 전력 판매단가 (SMP+REC)인 130.61원/kwh 보다는 약 4원/kWh 높게 도출되었다. 풍력발전 기의 초기 투자비가 약 4.55% 하락하면, 균등화발전비용이 전력 판매단가에 도달하는 것으로 나타났다. 균등화수소비용은 11,602원/kgH2으로 수소 판매 단가로 설정한 8,436원/kgH2보다 3,166원/kgH2 높게 도출되었다. 풍력발전 설비용량이 21MW에서 42MW까지 2배 증가할 때, 균등화발전비용이 약 33.5% 하락하는 결과가 도출되었으며, 균등화발전비용이 약 77.5원/kWh일 때, 균등화수소비용이 수소 판매단가인 8,436원/kgH2에 도달하는 것으로 나 타났다. 전력 믹스에 따라 그린수소 시나리오, 하이브리드 시나리오, 옐로우수소 시나리오의 세 가지 시나리오를 설정하여 수소생산의 경제성을 비교하여 보았다. 그린수소 시나리오의 균등화수소비용은 11,602원/kgH2으로 수소 판 매단가인 8,436원/kgH2보다 다소 높은 편이지만, 수소 생산과정에서 온실가 스 배출이 전혀 발생하지 않아 추가 비용이 발생하지 않았다. 하이브리드 시나리오의 균등화수소비용은 8,227원/kgH2으로 수소 판매단가(8,436원 /kgH2) 보다는 209원/kgH2 낮게 도출되었지만, 온실가스 배출에 따른 비용이 연간 2,195백만원 발생하였다. 이를 균등화수소비용의 운영유지비에 반영하 여 산출한 전체적인 균등화수소비용은 9,047원/kgH2으로 도출되었다. 엘로 우수소 시나리오의 균등화수소비용은 7,843원/kgH2으로 수소 판매단가인 8,436원/kgH2보다 593원/kgH2 낮게 도출되었지만, 온실가스 배출에 따른 비 용(연간 2,877백만원)을 반영한 균등화수소비용은 8,918원/kgH2으로 수소 판 매단가보다 482원/kgH2 높게 도출되었다.
2016년 파리협정이 발효되고 신기후체제가 2022년부터 본격적으로 시작 됨에 따라 세계 각국은 ‘탄소중립’ 달성을 위한 비전과 계획을 발표하고 있다. 영국은 기후변화법(Climate Change Act 2008)개정을 통하여 2050년 탄소중립 달성을 법제화하였다. 유럽연합은 2019년 12월 유럽 그린딜 (European Green Deal)을 발표하여 2050년까지 탄소중립을 달성한다는 비 전을 제시하였다. 우리나라도 2021년 11월 영국 글래스고에서 열린 COP26 에서 ‘2050 탄소중립’을 발표하였다. 전 세계적 기후변화 대응의 공동 목표인 ‘탄소중립’을 달성하기 위해 서 에너지 분야 특히, 전력 분야에서는 탈석탄 및 신재생에너지의 확대가 필수적이다. 신재생에너지는 전력 생산과정에서 CO2 배출이 없고 연료비가 들지 않는다는 장점이 있는 반면에, 전력 생산의 간헐성과 변동성이라는 단 점을 가지고 있다. 이러한 재생에너지의 단점으로 인해 종종 재생에너지에 의한 전력 생산을 기존의 전력망에서 수용할 수 없어서 전력 생산을 중단 해야 하는 출력제어(curtailment)가 발생하게 된다. 이를 극복하기 위한 수 단 중의 하나로 재생에너지에 의한 전력으로 수전해를 통한 그린수소 (Green Hydrogen) 생산이 대안으로 급부상하고 있다. 본 연구에서는 풍력발전에 의한 그린수소 생산의 경제성을 균등화에너 지비용(LCOE, Levelized Cost of Energy)인 균등화발전비용과 균등화수소비 용을 산정하여 분석하였다. 또, 주요 영향요인들이 경제성에 미치는 민감도 를 분석하고, 전력 믹스에 의한 시나리오를 설정하고 경제성을 분석하여 풍 력발전에 의한 그린수소 생산이 경제성을 확보하기 위한 조건들에 대해 살 펴보았다. 연구 결과, 균등화발전비용은 134,67원/kWh로 풍력발전 전력 판매단가 (SMP+REC)인 130.61원/kwh 보다는 약 4원/kWh 높게 도출되었다. 풍력발전 기의 초기 투자비가 약 4.55% 하락하면, 균등화발전비용이 전력 판매단가에 도달하는 것으로 나타났다. 균등화수소비용은 11,602원/kgH2으로 수소 판매 단가로 설정한 8,436원/kgH2보다 3,166원/kgH2 높게 도출되었다. 풍력발전 설비용량이 21MW에서 42MW까지 2배 증가할 때, 균등화발전비용이 약 33.5% 하락하는 결과가 도출되었으며, 균등화발전비용이 약 77.5원/kWh일 때, 균등화수소비용이 수소 판매단가인 8,436원/kgH2에 도달하는 것으로 나 타났다. 전력 믹스에 따라 그린수소 시나리오, 하이브리드 시나리오, 옐로우수소 시나리오의 세 가지 시나리오를 설정하여 수소생산의 경제성을 비교하여 보았다. 그린수소 시나리오의 균등화수소비용은 11,602원/kgH2으로 수소 판 매단가인 8,436원/kgH2보다 다소 높은 편이지만, 수소 생산과정에서 온실가 스 배출이 전혀 발생하지 않아 추가 비용이 발생하지 않았다. 하이브리드 시나리오의 균등화수소비용은 8,227원/kgH2으로 수소 판매단가(8,436원 /kgH2) 보다는 209원/kgH2 낮게 도출되었지만, 온실가스 배출에 따른 비용이 연간 2,195백만원 발생하였다. 이를 균등화수소비용의 운영유지비에 반영하 여 산출한 전체적인 균등화수소비용은 9,047원/kgH2으로 도출되었다. 엘로 우수소 시나리오의 균등화수소비용은 7,843원/kgH2으로 수소 판매단가인 8,436원/kgH2보다 593원/kgH2 낮게 도출되었지만, 온실가스 배출에 따른 비 용(연간 2,877백만원)을 반영한 균등화수소비용은 8,918원/kgH2으로 수소 판 매단가보다 482원/kgH2 높게 도출되었다.
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