중앙난방방식을 지역난방.소형열병합난방방식으로 전환시의 경제성 비교 분석 Analysis for the Economic efficiency of District Heating and Gas Engine Co-generation System comparing with Central Heating System원문보기
This study was conducted to calculate the LCC of a apartment complex with a type of heating system, district heating and cogeneration system. For the purpose of analyzing LCC according to size of apartment complex, 500, 1,500 and 4,000 houses of model apartment selected. This research performs desig...
This study was conducted to calculate the LCC of a apartment complex with a type of heating system, district heating and cogeneration system. For the purpose of analyzing LCC according to size of apartment complex, 500, 1,500 and 4,000 houses of model apartment selected. This research performs design of heating system and the life cycle cost analysis including an initial cost, energy cost, maintenance and operation cost, replacement cost and renovation cost during the project period(15years). According to the calculated results, 1) Initial cost of cogeneration system with 500, 1500 and 4000 houses is higher than district heating system each of 20%, 13%, 12%. 2) In case of cogeneration system, the payback period by electric generation is 5.21, 4.92 and 4.47 years and saving cost was calculated 29 billion won, 94 billion won and 262 billion won after payback period. 3) Cogeneration system LCC was 1.12, 1.07 and 1.06 times larger than district system with the size of apartment complex. According to the case of this study district heating system is more efficient than cogeneration system in terms of the reduction of LCC. 4) Gas Engine Co-generation System is more efficient than other systems because it can collect progressive part from electric charge progressive stage system. However, the efficiency is decreasing because of raising of fuel bills(LNG) and lowering of power rate for house use. Especially the engine is foreign-made so the cost of maintenance and repair is high and the technical expert is short. 5) District heating is also affected by fuel bills so we should improve energy efficiency through recovering of waste heat(incineration heat, etc.). Also, we should supply district cooling on the pattern of heat using of let the temperature high in winter and low in summer.
This study was conducted to calculate the LCC of a apartment complex with a type of heating system, district heating and cogeneration system. For the purpose of analyzing LCC according to size of apartment complex, 500, 1,500 and 4,000 houses of model apartment selected. This research performs design of heating system and the life cycle cost analysis including an initial cost, energy cost, maintenance and operation cost, replacement cost and renovation cost during the project period(15years). According to the calculated results, 1) Initial cost of cogeneration system with 500, 1500 and 4000 houses is higher than district heating system each of 20%, 13%, 12%. 2) In case of cogeneration system, the payback period by electric generation is 5.21, 4.92 and 4.47 years and saving cost was calculated 29 billion won, 94 billion won and 262 billion won after payback period. 3) Cogeneration system LCC was 1.12, 1.07 and 1.06 times larger than district system with the size of apartment complex. According to the case of this study district heating system is more efficient than cogeneration system in terms of the reduction of LCC. 4) Gas Engine Co-generation System is more efficient than other systems because it can collect progressive part from electric charge progressive stage system. However, the efficiency is decreasing because of raising of fuel bills(LNG) and lowering of power rate for house use. Especially the engine is foreign-made so the cost of maintenance and repair is high and the technical expert is short. 5) District heating is also affected by fuel bills so we should improve energy efficiency through recovering of waste heat(incineration heat, etc.). Also, we should supply district cooling on the pattern of heat using of let the temperature high in winter and low in summer.
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문제 정의
금번 본 연구에서는 대단위에 단지에 적합하다고 인정되고 있는 지역난방과 소형열병합발전을 모델아파트 즉 소규모 500세대, 중규모 1,500세대, 대규모 4000세대에 대하여 동일조건 하에서 설계를 실시하여 공사비, 운영유지관리비, LCC분석 등을 검토하여, 비교해 보고자 연구를 실시하게 되었다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과는 난방방식 검토에 좋은 자료로 활용 될 것으로 판단된다.
가설 설정
- 각 세대 내에서 사용되는 조명이나 일반 가전 제품에 소비되는 전기 소비량은 두 시스템이 동일한 전력량을 소비하는 것으로 가정하였다.
※ 전기요금은 세대별 월평균 425kWh사용하는 것으로 가정하여 kWh당 162.54원으로 설정하였다.
정기적으로 필요한 비용 외에 비정기적으로 발생하는 비용으로 본 해석에서는 열교환기, 펌프의 경우 에너지관리공단에서 제시하고 있는 내구연한에 따른 교체비용을 적용하였다. 열교환기의 경우 내구연한 5년에 100%교체, 펌프는 내구연한 10년에 100%교체를 하는 것으로 가정하였다.
제안 방법
LCC 분석은 현재시점에서 15년간 분석을 하였다. 실질할인율은 3.
본 연구에서는 대단위에 단지에 적합하다고 인정되고 있는 지역난방과 소형열병합발전을 모델아파트 즉 소규모 500세대, 중규모 1,500세대, 대규모 4000세대에 대하여 동일조건하에서 설계를 실시하여 총공사비, 운영유지관리비, LCC분석을 통하여 지역난방과 소형열병합 시스템을 비교한 결과는 다음과 같다.
정기적으로 필요한 비용 외에 비정기적으로 발생하는 비용으로 본 해석에서는 열교환기, 펌프의 경우 에너지관리공단에서 제시하고 있는 내구연한에 따른 교체비용을 적용하였다. 열교환기의 경우 내구연한 5년에 100%교체, 펌프는 내구연한 10년에 100%교체를 하는 것으로 가정하였다.
대상 데이터
본 연구의 대상건물은 대전시에 위치하고 정남향으로 배치된 것으로 가정하였다. 모델아파트의 건물 현황은 다음 표1과 같다.
성능/효과
1) 총 투자비면에서 모델아파트의 지역난방 및 소형열병합발전을 비교해본 결과 500세대, 1,500세대, 4,000세대인 경우, 각각 약 20%, 13%, 12%정도 지역난 방에 비해 소형열병합의 투자비용이 많이 드는 것으로 나타났다.
2) 소형열병합의 경우 회수기간과 회수기간 이후 전기누진에 의한 절약금액이 각각 500세대의 경우 5.21년 연간 약 29억원, 1500세대 4.92년 약 94억원, 4000세대 4.47년 약 262억원이 절약되는 것으로 나타났다.
3) 소형열병합의 누진 절약비용을 고려하여도 LCC 전체 차이 비용은 500세대, 1500세대, 4000세대 별로 각각 1.12배, 1.07배, 1.06배의 차이가 나므로 지역난방이 유리함을 알 수 있다.
4) 소형열병합발전은 전기요금누진제에서 누진부분을 회수하여 경제성을 확보하는 시스템으로 타 난방방식에 비해 매우 효율적이기는 하지만 연료비(LNG)의 인상과 주택용 전기요금의 인하로 그 경제성 확보가 점점 어려워지고 있으며, 특히 엔진이 국산화가 되지 않아서 주로 외국제품이 보 급되고 있어서 보수 및 유지관리에 큰 비용이 소요되고, 전문적인 시설 유지관리자의 부족 등의 문제가 많이 있음을 알 수 있다.
모델아파트의 지역난방 및 소형열병합발전의 총 투자비 비교는 500세대, 1,500세대, 4,000세대인 경우 각각 약 20%, 13%, 12%정도 지역난방에 비해 소형열병합의 투자비용이 많이 드는 것으로 나타났다.
본 해석에서는 에너지소비에 따른 환경비용을 평가하지는 않았으나 기후변화협약에 따라 탄소세 등을 고려하여 CO2 환경비용을 부담한다면 에너지소비량이 큰 소형열병합발전 시스템의 LCC가 더 증가할 수 있다.
후속연구
5)지역난방도 역시 연료비에 민감하기 때문에 폐열(소각열 등) 활용 등을 확대하여 에너지 효율을 높여야 될 것이며, 또한 지역난방방식의 효율을 더욱 높이기 위해서는 동고하저의 열사용 패턴에 따라 지역냉방을 보급하는 방안이 검토되어야 될 것으로 판단된다.
금번 본 연구에서는 대단위에 단지에 적합하다고 인정되고 있는 지역난방과 소형열병합발전을 모델아파트 즉 소규모 500세대, 중규모 1,500세대, 대규모 4000세대에 대하여 동일조건 하에서 설계를 실시하여 공사비, 운영유지관리비, LCC분석 등을 검토하여, 비교해 보고자 연구를 실시하게 되었다. 따라서 본 연구에서 얻어진 결과는 난방방식 검토에 좋은 자료로 활용 될 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
대단위에 단지에 적합하다고 인정되고 있는 지역난방과 소형열병합발전을 모델아파트 즉 소규모 500세대, 중규모 1,500세대, 대규모 4000세대에 대하여 동일조건하에서 설계를 실시하여 총공사비, 운영유지관리비, LCC분석을 통하여 지역난방과 소형열병합 시스템을 비교한 결과는 어떠한가?
1) 총 투자비면에서 모델아파트의 지역난방 및 소형열병합발전을 비교해본 결과 500세대, 1,500세대, 4,000세대인 경우, 각각 약 20%, 13%, 12%정도 지역난 방에 비해 소형열병합의 투자비용이 많이 드는 것으로 나타났다.
2) 소형열병합의 경우 회수기간과 회수기간 이후 전기누진에 의한 절약금액이 각각 500세대의 경우 5.21년 연간 약 29억원, 1500세대 4.92년 약 94억원, 4000세대 4.47년 약 262억원이 절약되는 것으로 나타났다.
3) 소형열병합의 누진 절약비용을 고려하여도 LCC 전체 차이 비용은 500세대, 1500세대, 4000세대 별로 각각 1.12배, 1.07배, 1.06배의 차이가 나므로 지역난방이 유리함을 알 수 있다.
4) 소형열병합발전은 전기요금누진제에서 누진부분을 회수하여 경제성을 확보하는 시스템으로 타 난방방식에 비해 매우 효율적이기는 하지만 연료비(LNG)의 인상과 주택용 전기요금의 인하로 그 경제성 확보가 점점 어려워지고 있으며, 특히 엔진이 국산화가 되지 않아서 주로 외국제품이 보 급되고 있어서 보수 및 유지관리에 큰 비용이 소요되고, 전문적인 시설 유지관리자의 부족 등의 문제가 많이 있음을 알 수 있다.
5)지역난방도 역시 연료비에 민감하기 때문에 폐열(소각열 등) 활용 등을 확대하여 에너지 효율을 높여야 될 것이며, 또한 지역난방방식의 효율을 더욱 높이기 위해서는 동고하저의 열사용 패턴에 따라 지역냉방을 보급하는 방안이 검토되어야 될 것으로 판단된다.
노후된 아파트를 중심으로 어떠한 난방방식변경으로 에너지 절감을 이루려 하는가?
이에 최근 공동주택, 대규모 에너지 공급지역 등에서 기존의 중앙난방 방식을 지역난방, 소형 열병합 발전방식 등의 보다 효율적인 운전방식으로 전환을 장려하고 에너지기금 지원 등을 통하여 재정적인 지원이 실시되고 있다. 특히 노후된 아파트를 중심으로 난방방식변경 즉 중앙난방방식을 지역난방 소형 열병합 발전 방식으로 변경함으로서 에너지 절감을 이루고자 전환 작업을 하고 있다.
에너지 절감 시스템 채택, 고효율 장비채택, 고효율 에너지 사용에 대해 검토의 필요성이 대두되고 있는 이유는 무엇인가?
21세기 고유가 시대에 에너지 절감의 필요성을 절실히 느끼고, 에너지 비용절감을 위한 대책이 다방면에서 검토되고 있다. 특히, 에너지 절감 시스템 채택, 고효율 장비채택, 고효율 에너지 사용 등 다각도로 검토의 필요성이 대두되고 있으며, 정부에서도 에너지 사용이 높은 산업 및 가정 분야에서의 에너지 절감 촉진을 위한 다양한 지원 대책을 마련하여 실시하고 있다.
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