국내 CBP 전력시장에서 IGCC 발전소의 최적운영 방안 = Optimal Operation Strategy of IGCC Generator in the Domestic Cost Based Pool Market

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Today, the international community has been faced with problems such as the resource crisis caused by increasing world population and the acceleration of the economic development of developing countries and the threat of survival due to destruction of environmental. For stable supply of energy and reducing greenhouse gas emissions, all countries of the world fiercely compete to solve these problems. As a result, the change in a specific area effects to all countries of the world by further strengthening the correlation between energy sources because the interactions between the different fuel markets and prices are becoming more and more active. In addition, the link between gas and coal market is getting stronger by the competition in the individual country and regional power market.

On the other hand, our country that the rate of dependence on energy imports is 96.5% is energy-guzzling nation continuously increasing the energy-consumption due to increase of income. The import energies of coal and LNG are mostly used as fuel for generating power, but the use of fossil fuels causing pollutions and global warming is restricted by international environmental regulations and pressures to our nation.

In order to solve the problems of using these fossil fuel, the demand about the technology that it practically has the high energy conversion efficiency and CO2 emission reduction is increasing. The potential ability of IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle) technology among the technologies of using coal is recognized, so the national governments support programs in the commercialization of IGCC operation. Recently, in our country the IGCC technology is set on renewable energy due to those potential ability and the project group of IGCC founded in December 15, 2006 by our government aims to build the 300MW IGCC plant for demonstration until 2016.

Therefore, this paper sets the IGCC plant as the next generation type of coal-fired power plants and establishes the improved method which is able to generate power and to produce SNG to operate IGCC economically in the domestic cost based pool market through the study of IGCC characteristics. And in order to confirm the comparison benefit between the previous method and proposed method, IGCC plants are evaluated by economic evaluation through calculating the benefits in past CBP market from 2004 to 2012.

국문 초록 (Abstract)

오늘날 국제사회는 세계인구의 지속적인 증가 및 신흥 개도국의 경제개발 가속화에 따른 자원위기와 환경파괴로 인한 생존의 위협 등과 같은 어려움에 직면하고 있다. 이런 에너지의 안정적인 수급과 온실가스 감축 문제를 해결하기 위해 세계 각국은 치열한 경쟁을 벌이고 있고, 그 결과 서로 다른 연료시장 및 가격 간의 상호작용이 점점 더 활발히 일어나 에너지원간의 연관 관계가 더욱 강화되어, 특정 지역에서 일어난 변화가 곧 전세계적으로 영향을 주고 있다. 이에 더해 개별국가 및 지역별 전력시장 내 경쟁으로 가스와 석탄시장 사이의 연결고리도 강해지고 있다.
한편, 에너지 수입의존도가 96.5%인 우리나라는 소득증가에 따라 에너지 소비가 지속적으로 증가해 오고 있는 세계 에너지소비 10위의 막대한 에너지 다소비국가이다. 수입하는 에너지 중 석탄 및 LNG는 대부분 발전을 하기 위한 연료로 사용을 하지만, 그러한 화석연료 사용은 오염물질 발생과 지구 온난화 문제를 일으키고 있어 국제적인 환경 규제와 압력이 가중되고 있는 실정이다.
이러한 화석연료 사용에 따른 문제점을 해결하기 위해 에너지 전환 효율이 높고 현실적으로 CO2 배출 저감을 유도할 수 있는 기술에 대한 수요가 높아지고 있다. 그 중 석탄의 차세대 이용 기술인 IGCC(Integrated Gasification Combined Cycle, 석탄가스화 복합발전) 기술의 높은 성장 가능성을 인식하여 각국 정부에서는 IGCC 상용화 지원 프로그램을 운영하고 있다.
현재 국내에서도 IGCC의 가능성을 인식하여 신재생에너지로 설정하고 2006년 12월15일 IGCC 사업단을 발족하여 2016년까지 300MW급 IGCC 발전소 준공을 목표하는 실증플랜트단지 건설프로젝트를 수행하고 있다.
따라서, 본 논문에서는 이러한 IGCC 발전소를 석탄발전소의 차세대 Type으로 설정하고, IGCC 발전소의 특성을 분석에 따른 개선 방향을 도출하여 전력생산 및 SNG생산이 가능한 IGCC 발전소를 설정하였다. 또한 그 효용성을 검증하기 위하여 2004년~2012년까지의 과거 국내 전력시장에서 계통한계가격과 연료가격의 변화에 따른 편익을 산정하여 기존 IGCC 발전방식 대비 새로 제시된 운영방법에 대한 경제성을 평가하였다.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서론 1
• 제1절 연구배경 및 목적 1
• 제2절 연구범위 및 방법 7
• 제2장 IGCC 발전의 개요 8
• 제1절 IGCC의 기술 특성 8
• 1. IGCC 기술의 개요 8
• 2. IGCC 각 공정 및 기술의 특성 10
• 제2절 국내•외 IGCC 발전 동향 16
• 1. 국외 IGCC 발전 동향 16
• 2. 국내 IGCC 발전 동향 19
• 제3장 국내 전력시장의 구성 21
• 제1절 CBP 전력시장 21
• 1. CBP 시장이란 21
• 2. CBP 시장 운영절차 21
• 3. CBP 시장 가격정산 체계 23
• 제2절 REC 거래시장 27
• 1. 신재생에너지 공급인증서(REC)란 27
• 2. 시행방안 27
• 제4장 최적운영 방안 32
• 제1절 최적 운영 방안 시나리오 32
• 1. IGCC 운영 방안 32
• 2. 제안 동기 34
• 제2절 분석 절차 35
• 1. 주요 전제 35
• 2. 경제정 분석 방법 38
• 제5장 제안 효과분석 41
• 제1절 연간 판매이익 및 단가추이 41
• 제2절 경제정 분석 51
• 제6장 결론 및 향후 과제 55
• 참고문헌 57
• 국문초록 58