기후변화 대응을 위한 발전소 온배수 활용 양식업 경제성 분석 A Study on Comparative Analysis of Socio-economic Impact Assessment Methods on Climate Change and Necessity of Application for Water Management원문보기
갈수록 심해지고 있는 전 세계적인 기후변화 문제를 해결하고 탄소배출 규제 강화에 선제적으로 대응하기 위해 정부는 2010년 '저탄소 녹색성장 기본법'을 제정하고 녹색기술과 녹색산업을 국가 신성장 동력으로 삼고 있다. 이에따라 산업시스템 전반에 걸쳐 미활용되는 폐열 사용에 대한 필요성이 부각되고 있으며, 발전소를 비롯한 대규모 산업단지에서 발생하는 폐열 및 온배수를 활용하여 열대작물재배, 넙치 등 농어업분야 재활용에 대한 연구와 적용이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 온배수 형태로 버려지는 폐열을 활용한 국내외 활용사례를 살펴보고 강원도 영월 LNG복합발전소의 온배수를 활용한 철갑상어 양식에 대한 경제성 평가를 실시하였다. 경제성 분석에서는 투자 리스크와 재정부담을 최소화하기 위해서 규모를 작게 시작해서 점진적으로 확대하는 3단계에 걸친 시범사업계획의 경제성을 분석하였다. 사업운영기간은 10년(2012~2021)으로 가정하고 현지조사로 확보한 기초통계량에 근거하여 단계별 외부 차입금 규모를 80%와 40%로 구분함으로써, 차입금 규모에 따른 운영 기간 내(10년) NPV(순 현재가) 및 경제성(B/C)을 추정하였다. 분석결과 외부차입금이 총 투자금액의 80%를 차지하는 경우에는 B/C가 1.79인데 반해 차입규모가 40%인 경우에는 1.81로 향상되는 것으로 추정되어 외부차입금 규모를 축소하는 것이 보다 큰 경제성을 확보하는데 중요한 요인이 됨을 알 수 있다. 본 연구결과로 발전소 폐열을 활용한 철갑상어 양식의 경제성 확보가 가능한 것으로 나타남에 따라 이를 통한 고부가가치 지역발전 사업 아이템 도출이 가능할 것이며, 더불어 지자체의 기후변화대응 역량강화에도 크게 기여할 것으로 사료된다.
갈수록 심해지고 있는 전 세계적인 기후변화 문제를 해결하고 탄소배출 규제 강화에 선제적으로 대응하기 위해 정부는 2010년 '저탄소 녹색성장 기본법'을 제정하고 녹색기술과 녹색산업을 국가 신성장 동력으로 삼고 있다. 이에따라 산업시스템 전반에 걸쳐 미활용되는 폐열 사용에 대한 필요성이 부각되고 있으며, 발전소를 비롯한 대규모 산업단지에서 발생하는 폐열 및 온배수를 활용하여 열대작물재배, 넙치 등 농어업분야 재활용에 대한 연구와 적용이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 온배수 형태로 버려지는 폐열을 활용한 국내외 활용사례를 살펴보고 강원도 영월 LNG복합발전소의 온배수를 활용한 철갑상어 양식에 대한 경제성 평가를 실시하였다. 경제성 분석에서는 투자 리스크와 재정부담을 최소화하기 위해서 규모를 작게 시작해서 점진적으로 확대하는 3단계에 걸친 시범사업계획의 경제성을 분석하였다. 사업운영기간은 10년(2012~2021)으로 가정하고 현지조사로 확보한 기초통계량에 근거하여 단계별 외부 차입금 규모를 80%와 40%로 구분함으로써, 차입금 규모에 따른 운영 기간 내(10년) NPV(순 현재가) 및 경제성(B/C)을 추정하였다. 분석결과 외부차입금이 총 투자금액의 80%를 차지하는 경우에는 B/C가 1.79인데 반해 차입규모가 40%인 경우에는 1.81로 향상되는 것으로 추정되어 외부차입금 규모를 축소하는 것이 보다 큰 경제성을 확보하는데 중요한 요인이 됨을 알 수 있다. 본 연구결과로 발전소 폐열을 활용한 철갑상어 양식의 경제성 확보가 가능한 것으로 나타남에 따라 이를 통한 고부가가치 지역발전 사업 아이템 도출이 가능할 것이며, 더불어 지자체의 기후변화대응 역량강화에도 크게 기여할 것으로 사료된다.
In order to resolve the problem of change in global climate which is worsening as days go by and to preemptively cope with strengthened restriction on carbon emission, the government enacted 'Framework Act on Low Carbon Green Growth' in 2010 and selected green technology and green industry as new na...
In order to resolve the problem of change in global climate which is worsening as days go by and to preemptively cope with strengthened restriction on carbon emission, the government enacted 'Framework Act on Low Carbon Green Growth' in 2010 and selected green technology and green industry as new national growth engines. For this reason, the necessity to use the un-utilized waste heat across the whole industrial system has become an issue, and studies on and applications of recycling in the agricultural and fishery fields such as cultivation of tropical crops and flatfishes by utilizing the waste heat and thermal effluent generated by large industrial complexes including power plants are being actively carried out. In this study, we looked into the domestic and overseas examples of having utilized waste heat abandoned in the form of power plant thermal effluent, and carried out economic efficiency evaluation of sturgeon aquaculture utilizing thermal effluent of Yeongwol LNG Combined Cycle Power Plant in Gangwon-do. In this analysis, we analyzed the economic efficiency of a model business plan divided into three steps, starting from a small scale in order to minimize the investment risk and financial burden, which is then gradually expanded. The business operation period was assumed to be 10 years (2012~2021), and the NVP (Net Present Value) and economic efficiency (B/C) for the operation period (10 years) were estimated for different loan size by dividing the size of external loan by stage into 80% and 40% based on the basic statistics secured through a site survey. Through the result of analysis, we can see that reducing the size of the external loan is an important factor in securing greater economic efficiency as, while the B/C is 1.79 in the case the external loan is 80% of the total investment, it is presumed to be improved to 1.81 when the loan is 40%. As the findings of this study showed that the economic efficiency of sturgeon aquaculture utilizing thermal effluent of power plant can be secured, it is presumed that regional development project items with high added value can be derived though this, and, in addition, this study will greatly contribute to reinforcement of the capability of local governments to cope with climate change.
In order to resolve the problem of change in global climate which is worsening as days go by and to preemptively cope with strengthened restriction on carbon emission, the government enacted 'Framework Act on Low Carbon Green Growth' in 2010 and selected green technology and green industry as new national growth engines. For this reason, the necessity to use the un-utilized waste heat across the whole industrial system has become an issue, and studies on and applications of recycling in the agricultural and fishery fields such as cultivation of tropical crops and flatfishes by utilizing the waste heat and thermal effluent generated by large industrial complexes including power plants are being actively carried out. In this study, we looked into the domestic and overseas examples of having utilized waste heat abandoned in the form of power plant thermal effluent, and carried out economic efficiency evaluation of sturgeon aquaculture utilizing thermal effluent of Yeongwol LNG Combined Cycle Power Plant in Gangwon-do. In this analysis, we analyzed the economic efficiency of a model business plan divided into three steps, starting from a small scale in order to minimize the investment risk and financial burden, which is then gradually expanded. The business operation period was assumed to be 10 years (2012~2021), and the NVP (Net Present Value) and economic efficiency (B/C) for the operation period (10 years) were estimated for different loan size by dividing the size of external loan by stage into 80% and 40% based on the basic statistics secured through a site survey. Through the result of analysis, we can see that reducing the size of the external loan is an important factor in securing greater economic efficiency as, while the B/C is 1.79 in the case the external loan is 80% of the total investment, it is presumed to be improved to 1.81 when the loan is 40%. As the findings of this study showed that the economic efficiency of sturgeon aquaculture utilizing thermal effluent of power plant can be secured, it is presumed that regional development project items with high added value can be derived though this, and, in addition, this study will greatly contribute to reinforcement of the capability of local governments to cope with climate change.
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문제 정의
본 연구에서는 발전소 온배수 활용 사례분석을 통해, 영월 LNG복합발전소에서 발생하는 온배수를 활용한 철갑상어 양식의 경제성 분석을 통해 지역사회 적용 가능성을 확인해 보고자 한다.
본 연구에서는 지역사회의 기후변화대응 능력향상을 위한 방안으로 발전소 온배수 형태로 버려지는 폐열 활용 사례에 대한 조사와 시간당 약 3만톤의 온배수를 배출하고 있는 강원도 영월지역의 LNG복합발전소를 연구대상지로 하여 국내에서는 적용되지 않은 온배수를 활용한 철갑상어 양식의 경제성 분석을 실시하였다.
가설 설정
여타 조건이 동일하다는 가정 하에 판매가 및 생산량 변동에 따른 손익분기점 분석을 위해 500평 규모의 비닐하우스 1개동 기준으로 민감도 분석을 실시하였다. 분석 결과, 판매가는 여타 조건이 동일하다는 가정 하에 kg 당 최소 15,161 원 이상이 되어야 경제성이 있는 것으로 분석되었으며, 생산량은 여타조건이 동일하다는 가정 하에 연간 최소 6,498 kg을 생산하여야 경제성이 있는 것으로 판단되었다(표 8).
이러한 기본가정에 기반 하여 설비규모는 표 4와 같이 3단계로 구분하여, 각 단계별 비용, 생산량, 판매단가를 가정하였다.
제안 방법
각 시나리오별 총 투자비용의 차입비율이 80%와 40%일 때를 비교 분석하였다. 1단계 시나리오를 기준으로 80%를 차입, 운영시에는 운영기간 동안 현금유출 금액은 285,856만원이며, 철갑상어 판매에 따른 현금유입액은 525,000만원으로 산정되었으며, 철갑상어 양식을 위한 법인 설립 및 활동에 따른 연도별 법인세액과 차입금에 따른 지급이자 등을 산출하고 현금 유입 및 유출에 따른 경제성 분석결과 10년간 운영에 따른 NPV가 174,961 만원이며, B/C가 1.
경제분석 분석에서는 투자 리스크와 재정부담을 최소화하기 위해서 규모를 작게 시작해서 점진적으로 확대하는 3단계에 걸친 시범사업으로 계획하였으며, 사업운영 기간은 10년(2012~2021)으로 가정하고 현지조사로 확보한 기초통계량에 근거하여 단계별 외부 차입금 규모를 80%와 40%로 구분함으로써, 차입금 규모에 따른 운영 기간 내(10년) NPV(순 현재가) 및 경제성(B/C)을 추정하였다. 분석결과 외부차입금이 총 투자금액의 80%를 차지하는 경우에는 B/C가 1.
1단계에서는 기본시설을 구축하고 운영노하우를 습득하는 토대를 구축하고, 2단계에서는 1단계에서 습득한 온배수 활용 노하우 및 사업 참여 인원을 확대하며, 3단계에서는 1~2단계에서 구축된 유무형의 자산을 바탕으로 지역발전을 견인할 수 있는 소득 창출과 관광객을 유인하는 등 관광사업과 연계한 친환경 지연 명품 생산 집적단지를 만들고자 한다. 단계별 시범사업은 1단계(2012년-2013년, 500평 규모 비닐하우스 1개동), 2단계(2015년까지, 비닐하우스 3개동), 3단계(2020년까지, 비닐하우스 5개동)으로 계획하였다.
본 연구에서는 NPV 방식으로 경제성 분석을 실시하였으며, 투자사업의 타당성을 결정하기 위해서는 산출된 편익과 비용을 비교하는데 있어서 사업계획 기간이 여러 해 또는 수십 년일 경우가 편익과 비용이 동시에 발생하지 않고 비용은 사업초기에 편익은 후기에 장기간에 걸쳐 발생하게 되므로 할인율(discount rate)을 적용하였다. 또한 할인율이 변할 때 사업 타당성도 변하므로 할인율이 변했을 때 사업타당성이 얼마나 혹은 어떻게 변하는지 알아보기 위해 이자율변화에 대한 민감도분석(sensitivity analysis)을 실시하였다.
본 연구에서는 NPV 방식으로 경제성 분석을 실시하였으며, 투자사업의 타당성을 결정하기 위해서는 산출된 편익과 비용을 비교하는데 있어서 사업계획 기간이 여러 해 또는 수십 년일 경우가 편익과 비용이 동시에 발생하지 않고 비용은 사업초기에 편익은 후기에 장기간에 걸쳐 발생하게 되므로 할인율(discount rate)을 적용하였다. 또한 할인율이 변할 때 사업 타당성도 변하므로 할인율이 변했을 때 사업타당성이 얼마나 혹은 어떻게 변하는지 알아보기 위해 이자율변화에 대한 민감도분석(sensitivity analysis)을 실시하였다.
본 연구의 시범사업에서는 다음을 기본가정으로 하여 철갑상어 양식의 경제성 분석을 실시하였다.
영월 LNG복합발전소 온배수 활용 시범사업을 위한 부지는 현지조사와 전문가 자문을 통해 발전소에서 부터의 거리 및 토양의 특성 등을 감안하여 그림 2과 같이 계획하였으며, 소규모 토지들을 묶어 연차별 혹은 일괄 구매 방안을 검토해야 할 것으로 판단된다. 시범사업시행 원칙은 사업 실패의 리스크와 운영주체의 비용부담을 최소화하기 위해 규모를 작게 시작해서 점차 확대시키는 방향으로 3단계의 로드맵을 제시하였다. 1단계에서는 기본시설을 구축하고 운영노하우를 습득하는 토대를 구축하고, 2단계에서는 1단계에서 습득한 온배수 활용 노하우 및 사업 참여 인원을 확대하며, 3단계에서는 1~2단계에서 구축된 유무형의 자산을 바탕으로 지역발전을 견인할 수 있는 소득 창출과 관광객을 유인하는 등 관광사업과 연계한 친환경 지연 명품 생산 집적단지를 만들고자 한다.
이론/모형
경제성평가는 타당성 조사를 통하여 어느 투자 대안이 기술적으로 가능한가, 경제적, 사회적으로 어느 정도의 효율성을 갖고 있는가, 또는 재무적으로는 채산이 맞는가 등에 대해 종합적으로 검토하게 된다. 이를 위해 투자 사업으로 인해서 발생하는 각종 편익과 비용의 총계를 산정하여 분석하는 기법인 경제성분석(economic analysis)을 사용하게 된다(심명필, 2001).
성능/효과
각 시나리오별 총 투자비용의 차입비율이 80%와 40%일 때를 비교 분석하였다. 1단계 시나리오를 기준으로 80%를 차입, 운영시에는 운영기간 동안 현금유출 금액은 285,856만원이며, 철갑상어 판매에 따른 현금유입액은 525,000만원으로 산정되었으며, 철갑상어 양식을 위한 법인 설립 및 활동에 따른 연도별 법인세액과 차입금에 따른 지급이자 등을 산출하고 현금 유입 및 유출에 따른 경제성 분석결과 10년간 운영에 따른 NPV가 174,961 만원이며, B/C가 1.79로 경제성이 높은 것으로 분석되었다(표 5). 동일 시나리오에서 40% 차입, 운영시에는 NPV가 177,501 만원이며, B/C가 1.
634%로 약 490 ton/hr 로서 냉각탑 온배수가 보유하고 있는 열량은 30,000,000 kcal/hr(1 Cell당)로 이를 화석연료인 휘발유로 환산해보면 3,750 liter/hr에 해당하는 양이다. 또한 최대 7개의 cell에서 배출되는 온배수 활용이 가능한 것으로 나타났다
여타 조건이 동일하다는 가정 하에 판매가 및 생산량 변동에 따른 손익분기점 분석을 위해 500평 규모의 비닐하우스 1개동 기준으로 민감도 분석을 실시하였다. 분석 결과, 판매가는 여타 조건이 동일하다는 가정 하에 kg 당 최소 15,161 원 이상이 되어야 경제성이 있는 것으로 분석되었으며, 생산량은 여타조건이 동일하다는 가정 하에 연간 최소 6,498 kg을 생산하여야 경제성이 있는 것으로 판단되었다(표 8).
경제분석 분석에서는 투자 리스크와 재정부담을 최소화하기 위해서 규모를 작게 시작해서 점진적으로 확대하는 3단계에 걸친 시범사업으로 계획하였으며, 사업운영 기간은 10년(2012~2021)으로 가정하고 현지조사로 확보한 기초통계량에 근거하여 단계별 외부 차입금 규모를 80%와 40%로 구분함으로써, 차입금 규모에 따른 운영 기간 내(10년) NPV(순 현재가) 및 경제성(B/C)을 추정하였다. 분석결과 외부차입금이 총 투자금액의 80%를 차지하는 경우에는 B/C가 1.79인데 반해 차입규모가 40%인 경우에는 1.81로 향상되는 것으로 추정되어 외부차입금 규모를 축소하는 것이 보다 큰 경제성을 확보하는데 중요한 요인이 됨을 알 수 있다. 본 연구결과로 발전소 온배수를 활용한 철갑상어 양식의 경제성 확보가 가능한 것으로 나타남에 따라 이를 통한 고부가가치 지역발전 사업 아이템 도출이 가능할 것이며, 더불어 지자체의 기후변화대응 역량강화에도 크게 기여할 것으로 사료된다.
후속연구
81로 향상되는 것으로 추정되어 외부차입금 규모를 축소하는 것이 보다 큰 경제성을 확보하는데 중요한 요인이 됨을 알 수 있다. 본 연구결과로 발전소 온배수를 활용한 철갑상어 양식의 경제성 확보가 가능한 것으로 나타남에 따라 이를 통한 고부가가치 지역발전 사업 아이템 도출이 가능할 것이며, 더불어 지자체의 기후변화대응 역량강화에도 크게 기여할 것으로 사료된다.
영월 LNG복합발전소 온배수 활용 시범사업을 위한 부지는 현지조사와 전문가 자문을 통해 발전소에서 부터의 거리 및 토양의 특성 등을 감안하여 그림 2과 같이 계획하였으며, 소규모 토지들을 묶어 연차별 혹은 일괄 구매 방안을 검토해야 할 것으로 판단된다. 시범사업시행 원칙은 사업 실패의 리스크와 운영주체의 비용부담을 최소화하기 위해 규모를 작게 시작해서 점차 확대시키는 방향으로 3단계의 로드맵을 제시하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발전소 온배수란 무엇인가?
발전소 온배수는 해수나 담수를 발전과정에서 발생한 폐열을 흡수하는 냉각수로 사용하여 수온이 높은 상태로 방출되는 배출수를 의미하는데 고온으로 인한 생태계의 다양한 환경문제가 발생하고 있다. 발전소 온배수 발생의 근본 원인은 낮은 열효율에 기인하고 있으며 현재의 기술하에서 원자력발전의 경우 35%, 기력발전은 40%, LNG 복합발전은 약 51%의 열효율을 가지고 있다.
녹색성장이란 무엇인가?
우리나라는 2008년 녹색성장을 화두로 지속가능발전의 필요성에 국가역량을 모으고 있다. 녹색성장은 온실가스와 환경오염을 줄이는 지속가능한 성장이며 녹색기술과 청정에너지로 신성장동력과 일자리를 창출하는 신국가 패러다임이다. 이러한 신국가 패러다임을 위해 정부는 저탄소 녹색성장을 국정 비전으로 제시하고 있으며 지속가능 발전과 녹색성장을 위해서 기후변화는 근본문제를 제공하고 있으므로 이러한 신국가 패러다임 논의에 있어 필수 불가결한 내용일 것이다.
우리나라 발전소 온배수 배출량은 어떠한가?
발전소 온배수 발생의 근본 원인은 낮은 열효율에 기인하고 있으며 현재의 기술하에서 원자력발전의 경우 35%, 기력발전은 40%, LNG 복합발전은 약 51%의 열효율을 가지고 있다. 2010년 현재 우리나라에서는 약 30여개의 발전소에서 1일 평균 1억 3천만 톤의 발전 온배수가 배출되고 있으며 3년간 배출량 통계를 살펴보면 연간 553억 톤에 이르고 있다. 100만 kw 급 발전소 1기에서 사용하는 해수의 양은 초당 약 50-60톤으로 우리나라의 전력사용량이 중가 함에 따라 발전 온 배수도 증가하고 있어 기후변화를 가속시킴은 물론 주변 생태계에 큰 영향을 미치고 있다.
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