소형열병합발전 및 CES 추진방안

1. 소형열병합발전 및CES 추진방안 박 화 춘 한국에너지기술연구원대전광역시 유성구 장동 71-2www.kier.re.kr 소형열병합발전 실무 교육2004. 11. 18~19

2. 구역형집단에너지공급(CES)개요 • CES의 개요 - 가스(디젤)엔진 또는 가스터빈 등의 열병합발전설비 가동시 전력생산과정에서 발생하는 고온 배기가스 열을 폐열회수장치를 통해 증기 또는 온수 형태로 회수하여 다른 수 개(약 2～5개)의 인근빌딩에 냉난방 열과 전력을 공급하거나,기존의 에너지(냉난방)관 련 설비를 한 곳으로 집중화, 대형화시켜 인근에 냉난방열을 공급하는 일종의 소규모 지역냉난방시스템을 말한다. 그림 1: CES의 개요

3. CES의 장점 및 기대효과(1/3) • 에너지소비자 측면 • 연간 냉난방비 절감 • 쾌적한 실내환경 유지 용이 • 냉난방 비용의 정확한 집계 • 편리한 에너지 이용 <표 1> 연간 에너지비용 절감액(추정)

4. CES의 장점 및 기대효과(2/3) • 건물주 측면 • 초기투자비 절감- 개별방식의 30%이상(추정) • 개별 건물의 공간활용 극대화 • 건물 냉난방 부분에 대한 아웃소싱 • 부대 운영비용 감소 • 개발주체측면 • 용지분양 촉진 • 지구 미관 향상 • 환경친화 이미지 제고

5. CES의 장점 및 기대효과(3/3) • 국가 경제적 측면 • 국가 에너지 절약 • 하절기 전력 피크부하 감소 • 도시미관 향상 • 자연친화 환경보전에 기여

6. CES 시스템 개요(1/5) • CES 시스템의 종류 -최적의 CES 시스템을 선정하기 위한 대상으로서는 CGS(Co-Generation System)을 위주로 하여 아래와 같이 분류 할 수 있다. • CGS 증기 시스템 • CGS 온수 시스템 • CGS 증기-온수 겸용 시스템

7. 시스템 방 식 증기 시스템 온수 시스템 증기-온수 시스템 비 고 가스엔진 - ● ● 디젤엔진 - ● ● 가스터빈 ● ● ● CES 시스템 개요(2/5) • CGS 원동기(Prime Mover) -건물용 소형 열병합발전 시스템에 적합한 대표적인 원동기는 가스엔진, 디젤엔진, 가스터빈의 3종류가 있으며 CES 시스템 연계성은 다음표와 같다. <표 2> CES 시스템 연계성

8. 시스템 열원기기 ① 증 기 시스템 ② 온 수 시스템 ③ 증기-온수 시스템 ④ 종 래 증기시스템 ⑤ 종 래 온수 시스템 ⑥ 종 래 전기 시스템 일중효용 흡수식냉동기 ● ● 이중효용 흡수식냉동기 ● ● ● 흡수식 냉동기 ● 흡수식 냉온수기 ● 터보 냉동기 ● 증기/온수 보일러 ● ● ● ● ● - CES 시스템 개요(3/5) • CES 시스템과 열원장치 구성 -CES 시스템 종류별 열원장치의 구성은 다음 표와 같다 <표 3> CES 시스템 종류별 열원장치의 구성

9. <표 4> 엔진의 일반적인 특성 방 식 항 목 가스터빈 가스엔진 디젤엔진 용 량(KW) 1,000 이상 30~5,000 이상 30~10,000 이상 효율 발전효율 (%) 23~30 30~40 35~45 회수효율 (%) 40~45 40~45 25~40 Total (%) 63~75 60~85 60~85 배열회수형태 배기가스: 증기 배가가스: 온수, 증기 J.W: 온수 배가가스: 온수, 증기 J.W: 온수 사용연료 천연가스, LPG, A중유, 경유, 대용량은 C중유 천연가스, LPG C중유, 경유 CES 시스템 개요(4/5) • CGS 엔진특성

10. 소 음 고주파역이 높다 105~110db(A) 디젤보다 적다 95~97db(A) 102~105db(A) 진 동 방진대책 불필요 방진대책 필요 방진대책 필요 가 격 비교적 높다 G/T보다 저렴 G/T보다 저렴 장 점 ∙소형, 경량에 적합 ∙폐열전량 증기회수 ∙환경,공해대책 불필요 ∙가동/정지가 용이 ∙소규모 분산형이 적합 ∙청정연료의 사용으로 공해제약 없음 ∙가동/정지가 용이 ∙발전효율이 높다 ∙중소규모 실적이 많다 ∙기동/정지가 용이 ∙가격이 저가 단 점 ∙가격이 고가 ∙발전 효율이 낮다 ∙전량 증기회수가 어렵다 ∙유지/보수비가 많이 든다 ∙전량 증기회수가 어렵다 용 도 ∙산업체 ∙건물용 (호텔, 병원, 백화점) ∙건물용 ∙건물용 ∙소규모 산업체 ∙리조트 설비 CES 시스템 개요(5/5) • CGS 엔진특성(<표 4> 계속)

11. CES 시스템 개발(1/8) • CGS 증기 시스템 • 시스템개요 - 가스터빈으로 발전을 한 후의 약 500℃부근의 고온 배기가스를 이용한 폐열회수보일러(배기가스보일러)에서 통상 8~9kg/cm2의 고압증기를 생산한다. 이것을 이중효용흡수식냉동기, 열교환기, 프로세스용 증기에 이용하는 시스템이다. - 배열보일러의 후단부에 온수헤더를 설치하여 배기가스 열회수를 함으로써 급탕용 온수도 생산할 수 있으며 동시에 종합열효율을 향상시킬 수 있는 시스템이다.

12. CES 시스템 개발(2/8) • CGS 증기 시스템 열원 흐름도 그림 2: CGS 증기 시스템 열원 흐름도

13. 항 목 형 식 용 량 기 타 가스터빈 발전설비 가스터빈 원심2단/ 축류4단 26,600/1800rpm 정격출력:1100kw 흡입공기온도:15℃ 발전기 회전계자형 동기식 1320kVA(40℃) 역률: 0.8 폐열회수 보일러 증발부 관류식 증발량 3.070㎘/h 8kg/㎠G 전열면적:78/147㎡(관내/외) Economizer 이회류 직교형 20㎡ 냉동기 냉온수기 직화흡수식 냉온수기 320RT×2대 천연가스 연료 냉동기 증기흡수식 냉동기 320RT×2대 보일러 증 기 노통연관식 1.5Ton/hr×2대 8Kg/㎠증기, 보조/비상용 열교환기 Shell&Tube type 870Mcal/hr×3대 난방용 CES 시스템 개발(3/8) • CGS 증기 시스템의 시공사례 :한국가스공사 분당사옥 <표 5> CGS 증기시스템의 시공사례 (한국가스공사 분당사옥)

14. CES 시스템 개발(4/8) • CGS 온수 시스템 • 시스템개요 - 가스엔진이나 디젤엔진시스템 CGS에서 엔진 냉각수를 열교환하여 온수를 얻고 이것을 난방, 급탕 및 일중효용 온수냉동기의 열원수로써 이용하는 것이다. - 냉방이용을 위해서 가능한한 고온으로의 열회수가 바람직하다. 그래서 일반적으로 냉각수를 Jacket과 배가스용 열교환기에 Series로 통하는 방식이 많이 이용되는데 이에 의해 온수온도를 높이고 단효용 온수냉동기의 COP를 높이고 있다. 한편으로는 냉각수 입구온도를 항상 일정온도이하로 제한할 필요가 있기 때문에 제어를 안정시키고자 온수조를 설치하는 경우가 많다.

15. CES 시스템 개발(5/8) • CGS 온수 시스템 열원 흐름도 그림 3: CGS 온수 시스템 열원 흐름도

16. 주요장비 용량 및 대수 비 고 가스엔진발전기 200Kw×2대 자가발전기 250KVA×1대 열회수장치 온수흡수식냉동기: 100RT×1대 온수이용 보조열원시스템 공기열원 Heat Pump: 50RT×1대 잠열축열조: 30㎥×2기 공기조화방식 Zone Unit+개별식 PAC: 134RT CES 시스템 개발(6/8) • CGS 온수 시스템의 시공사례: 일본치과의사회관 빌딩 <표 6> CGS 온수시스템의 시공사례 (일본치과의사회관 빌딩)

17. CES 시스템 개발(7/8) • CGS 온수-증기겸용 시스템 • 시스템개요 -가스엔진이나 디젤엔진의 자켓 냉각수에서의 회수열을 난방 및 급탕에 이용하고 배기가스보일러에 의한 고압증기에 의해 이중효용 흡수냉동기를 운전하여 냉방을 한다. 그러나 배기가스열량은 시스템 전출력의 27%정도이므로 여기서 얻어지는 증기량은 크지 않다.

18. CES 시스템 개발(8/8) • CGS 온수-증기 겸용 시스템 열원 흐름도 그림 4: CGS 온수-증기 겸용 시스템 열원 흐름도

19. 설치대상 특 성 설치사용 사례 병원,호텔, 리조트 열전비가 높아 스팀발생이 많은 가스터빈이 유리함 강남 삼성의료원(2,400kw), 서울경찰병원(400kw), 월드컵 경기장(1,000kw) 인텔리전트빌딩, 전산센터, 연구소 부하변동에 대한 대처가 용이함 (Peak 부하조절용) 안정적인 전기공급으로 업무능률이 향상 삼성생명 과천 전산센터(2,000kw), 동양증권 여의도사옥(1,400kw), 한국통신(3,000kw), PSI NET(3,000kw) 산업체 열전비가 높은 산업체(화학, 섬유, 반도체, 전관, 유리 등)에 설치시 높은 열회수 효율(75%이상)을 얻고 있음 ATK(1,200kw), LG 전자(1,200kw) CES 시스템 설계/시공 사례(1/12) • 국내외 도입현황 및 환경 • 국내 CES 현황 <표 7> CES 설치대상 및 사례

20. 지 역 사업주체 개발면적 (천m3) 공급건물 (개) 최대열부하 (Gcal/hr) 비 고 롯데월드(잠실) 롯데월드(주) 564 6 44 ‘88 가동 롯데월드(소공동) 호텔롯데(주) - 3 31 ‘87 가동 롯데월드(부산) 호텔롯데부산(주) - 2 - ‘95 가동 반포종합터미널지역 서울종합터미날(주) 59 3 15 ‘99 가동예정 청진동 재개발지구 종로구청 78 17 20 타당성 검토중 광주상무대지역 광주광역시 254 21 30 집단에너지 사업허가획득 CES 시스템 설계/시공 사례(2/12) <표 8> 국내 CES 현황

21. CES 시스템 설계/시공 사례(3/12) 그림 5: 국내 CES 형 열병합발전시스템의 표준모델

22. 구 분 내 용 CES 적합성 비 고 평가 해 외 국내적용 기후적조건 난방만 가능한 지역 부적격 북유럽 부적격 국내냉방수요 급증 추세 냉난방 모두 가능지역 최적 일본,미국,중부유럽 ○ 경제적생활수준 (GNP 기준) 5,000 USD 이하 부적격 동유럽,소련,중국등 한국(1996년기준): 약10,000 USD 5,000～15,000 USD 보통 한국등 ○ 15,000 USD 이상 최적 공급지역의 특징 주거지역 중심 부적격 대규모 형태 서울, 수도권지역 상업용 건물군 지역 적격 상업용빌딩 중심 + 인근주거지역 보통 소규모 가능 ○ 호텔,백화점을 포함한 중심상업지역 빌딩군 최적 소규모 최적 ○ 에너지 공급형태 난방급탕 부적격 1999년 [지점] 전기직판허용 예정 난방급탕+냉방 보통 ○ 난방급탕+냉방+전기직판 최적 1999년도 적용가능 ○ 폐열, 지열 및 미활용 에너지적용 열펌프 적용 최적 가능 ○ 현재 국내 적용 초기단계 열펌프 미적용 보통 ○ CES 시스템 설계/시공 사례(4/12) • 국내 CES 적용환경 <표 9> 국내 CES 적용환경

23. CES 시스템 설계/시공 사례(5/12) • 국외 CES 현황 • 미국 지역에 따라 연료비, 열요금 및 전기요금의 차이가 심하므로 전기요금이 비싼 서부 캘리포니아 지역의 경우 가스엔진 또는 가스(증기)터빈을 이용한 CHP를, 벌티모아 지역의 경우 심야전력을 이용한 빙축열시스템을 중심으로 열원시스템을 구성, 운영하고 있다. • 일본 동경의 CES 열원형식을 보면 CHP보다는 심야전기를 이용한 빙축열 시스템, 공기열펌프가 주류를 이루고 주변 미활용 에너지(지하수, 하수 처리수, 소각열 등)를 최대로 활용하고 있다. 특히, 냉․온열을 동시에 사용하는 개방식 축열조가 많은데 동절기에는 온열 축열조로, 하절기에는 냉열축열조로 사용함으로써 설비 이용율을 극대화하고 있다.

24. 지 역 사업주체 공급열원 주열원 형식 공 급 대 상 미국 벌티모어 컴포트링크 냉 방 빙축열 벌티모어 컨벤션센타 및 주변건물 미국 디즈니랜드 CPI사 냉 방 난 방 전 기 흡수식냉동기 온수보일러 CHP 디즈니랜드 호텔단지 미국 센튜리시 CPI사 냉 방 난 방 전 기 흡수식냉동기 증기보일러 CHP 로스엔젤레스 서부 호텔, 아파트, 병원 등 일본 동경 동경전력 냉 방 난 방 하수처리열 히트펌프 동경상업 및 업무용 지구 일본 요코하마 MINATO MIRAI 21 냉 방 난 방 심야전력이용 잠열, 축열 빌딩, 스타디엄, 병원 등 CES 시스템 설계/시공 사례(6/12) <표 10> 해외 CES 운영현황

25. 용 도 건물규모 연면적 (m2) 준공년도 구 조 소재지 사무용 건물 지하2층, 지상8층 35,194 1997년 6월 철근콘크리트구조 성남시 분당구 CES 시스템 설계/시공 사례(7/12) • 국내 CES 시스템 시공사례 • 한국가스공사 분당 사옥 • 건물시설 개요 <표 11> 한국가스공사 분당사옥 건물시설 개요

26. CES 시스템 설계/시공 사례(8/12) • 설비개요 • 열병합발전 시스템 열병합 발전시스템은 다른 공조설비와 함께 지하2층에 설치되었고, 지하1층 방제센타에서 감시토록 구성되어 있다. 전력계통은 한전으로부터 22.9KVA의 전력을 수전하여 100KVA 2대, 500KVA 2대의 변압기를 통하여 380V의 전압을 생산하여 최종부하에 전력을 공급하도록 구성되었다. • 기계설비 분당사옥의 중요성을 고려하여 열병합발전시스템이 정지시에도 전력 및 냉난방 원원을 100% 공급할 수 있도록 2중 시스템으로 구성하였다. 열병합발전 설비에서 생산되는 증기는 1.8Gcal/h인 3Ton/h로서 약 640RT의 냉방용 냉수 및 난방용 온수공급이 가능하므로 건물 필요열원의 약 60%를 분담할 수 있는 용량이다.

27. CES 시스템 설계/시공 사례(9/12) • 시스템 운전 및 에너지 절감효과 분석 • 전력 및 냉난방 부하패턴 추정 오전 6:00시부터 전력 및 냉난방 부하가 발생하기 시작하여 오전 7:00시 정도면 거의 정상적인 부하에 도달하며 18:00시부터 감소하기 시작하여 20시 정도에 대부분의 부하는 차단된다. (출근 7:30, 퇴근:16시30분) 전력 부하의 경우, 춘․추절기에는 최대 약 600~800KW, 동․하절기는 1,300~1,400KW 정도 발생한다. 냉난방 부하는 춘․추절기는 약 500Mcal/h정도, 동․하절기는 2,100Mca/h정도 발생한다.

28. CES 시스템 설계/시공 사례(10/12) • 운전모드 분석 국내 에너지 요금체계상 전력요금이 상대적으로 높으므로 전기추종형 운전모드를 전제로 하여 건물 부하중 200KW는 항시 수전하는 매전력 방식으로 최대 1,000KW까지 발전하는 시스템으로 이 때 발생되는 증기열원은 동․하절기의 경우 전량 소비가 가능하나 춘․추절기의 경우 잉여증기는 대기 중에 버려지는 방식이다. 이를 바탕으로 분석한 결과 최적운전모드는 12월~3월은 1,000KW, 5월은 600KW, 6/9/10월은 700KW 발전이 가능하며 이때 폐열이용은 동․하절기의 경우 건물필요량의 약 90%정도로써 전량 이용가능하나 춘․추절기의 경우 최대 45%정도는 이용되고 나머지는 버려지는 패턴이다.

29. 구 분 요 금 (백만원/년) 절감효과 전 력 온 수 합 계 (백만원/년) 종래시스템 377.4 202.2 579.7 열병합발전시스템 95.8 303.1 399.0 ▾180.7 CES 시스템 설계/시공 사례(11/12) • 에너지 절감효과 분석 열병합시스템 연간운전시간: 일일 13시간, 월 25일 운전을 기초로, 종래방식(전력 100%수전, 냉난방은 지역난방공사 수열)과 열병합발전방식(주요전력 발전/부족전력 수전, 주열원 열병합 생산/부족열원 보조기 생산)을 대상으로 에너지 절감효과를 나타내었다. <표 12> 에너지 절감효과 분석

30. CES 시스템 설계/시공 사례(12/12) 그림 6: 한국가스공사 분당사옥 열원 계통도

31. CES 도입 타당성 분석 사례 (1/25) • 사업개요 • 사업목적 • 여수시의 새로운 중심부로 떠오르는 웅천지구를 환경친화적 복합주거기능의 신시가지로 개발 • 여수시의 주택난 해소 및 생활편익, 관광휴양, 산업·연구 등의 시설 확충을 통한 자족도시 건설 • 시가지 확산에 질서를 부여하여 도시전체의 균형발전을 도모 • 사업기간 • 기준연도:2001 • 목표연도:2010 • 사업위치 및 면적 • 위치 : 전라남도 여수시 웅천동 일원 • 전체면적 : 2,817,795m

32. 구 분 면 적 (m) 세대수 (호) 인구수 (인) 평 형 (평형/세대) 용적율 (%) 합 계 906,332 11,222 33,666 - - 573,311 10,362 31,086 - - 489,743 9,008 27,024 - - 85m 이하 314,211 6,543 19,629 32 180 공 동 주 택 85m 초과 175,532 2,465 7,395 42 220 아 파 트 테라스하우스 45,406 686 2,058 30 150 주상복합주택 38,162 668 2,004 38 220 333,021 860 2,580 - - 단 독 주 택 단독주택 237,480 727 2,181 74 100 구릉지주택 95,541 133 399 213 100 CES 도입 타당성 분석 사례(2/25) • 시설계획 • 인구 및 주택건설 계획 <표 13> 인구 및 주택건설 계획

33. 구 분 구 분 개 소 개 소 면 적(m) 면 적(m) 비 고 비 고 학 교 도로 184 6 526,696 90,479 초3, 중2, 고1 근린 생활 시설 주차장 16 6 28,826 5,108 상 업 시 설 공원 12 7 524,827 157,525 녹지 업 무 시 설 71 4 387,658 52,004 지역정보센터 포함 광장 산업 · 연구시설 2 3 3,533 42,679 종 합 병 원 기타시설용지 - 1 51,901 10,860 소 계 종 교 시 설 2 1,523,441 3,449 어 항 1 1,507 수 도 용 지 2 11,860 소 계 375,471 CES 도입 타당성 분석 사례(3/25) • 기타시설 계획 <표 14> 부대시설 계획 <표 15> 공원/녹지 계획

34. CES 도입 타당성 분석 사례 (4/25) • 추진개요 및 대안 설정 • 추진개요 검토의 편리를 위해 지역을 용도별, 위치별로 구분하였다. • A지구(공동주택): 단지의 북서부에 위치한 1, 2, 3, 4 단지(아파트) • B1지구(공동주택): 단지의 중심에 위치한 5 단지(아파트)와 복합 1, 2단지 • B2(상업지구):중심상업지구와 공공업무 3단지 및 의료시설 • C지구(상업지구):남서부에 위치한 관광휴양산업, 해변상업, 수산전문판매단지, 업무시설 12단지 • D지구(공동주택):학교, 산업단지 A단지의 동쪽에 위치한 6, 7, 8, 9, 10 단지 및 테라스하우스 그림 7: 토지이용 계획도

35. 대 안 플랜트 전기공급대상 열공급대상 비 고 대안 1 1 플랜트 A+B1+D A+B1+B2+C+D A, B1, D : 공동주택 B2, C : 상업지구 대안 2 2-1 플랜트 A A+C 2개의 플랜트 운용 2-2 플랜트 D+B1 B1+B2+D 대안 3 3-1 플랜트 A+B1+D A+B1+D 2개의 플랜트 운용 3-2 플랜트 B2+C B2+C CES 도입 타당성 분석 사례(5/25) • 대안설정 -전기공급은 경제적인 CHP용량을 산정하고 부족분은 한전으로부터 수전하여 공급한다. -열공급은 경제적인 CHP용량과 부족분은 열전용보일러(HOB)로 공급한다. <표 16> 대안설정

36. 구분 대안 1 대안 2 대안 3 2-1 플랜트 2-2 플랜트 3-1 플랜트 3-2 플랜트 전기 22.35 (26.00MW) 10.73 (12.48MW) 11.62 (13.52MW) 22.35 (26.00MW) 133.42 (155.14MW) 난방 128.37 85.87 42.50 34.71 93.66 급탕 21.91 12.87 9.04 10.52 11.39 냉방 124.19 91.94 32.24 - 124.19 합계 296.82 201.41 95.4 67.58 362.66 CES 도입 타당성 분석 사례(6/25) • 대안별 에너지(열 및 전기) 부하 분석 • 장치부하분석 <표 17> 대안 및 플랜트별 장치부하

37. CES 도입 타당성 분석 사례 (7/25) • 운전부하분석 그림 8: 대안 1의 운전부하

38. CES 도입 타당성 분석 사례 (8/25) (b) 대안 2-1의 운전부하 (c) 대안 2-2의 운전부하 (d) 대안 3-1의 운전부하 (d) 대안 3-2의 운전부하 그림 9: 대안별 운전부하

39. 구분 대안1 대안2 대안3 2-1 2-2 3-1 3-2 열부하 (난방+급탕 +냉방) 최대(시간) (Gcal/h) 109.57 73.56 39.46 56.30 97.78 연간합계 (Tcal) 349.58 215.79 133.79 118.20 231.37 연간 (Tcal) 난방 184.44 101.82 82.62 118.20 66.24 급탕 43.07 23.70 19.37 0.00 43.07 냉방 122.07 90.27 31.80 0.00 122.07 전기부하 최대(시간) (MW) 8.49 4.72 5.11 9.82 52.34 연간 (GWh) 48.02 23.06 24.96 48.02 205.06 CES 도입 타당성 분석 사례 (9/25) <표 18> 대안별 운전부하 분석결과

40. CES 도입 타당성 분석 사례 (10/25) • 플랜트 설계 그림 10: 플랜트의 계통도

41. CES 도입 타당성 분석 사례 (11/25) • 주요장치 용량 - 각각의 대안에 대하여 시나리오(구성)별 주요 장치의 용량은 다음과 같다. - 각각의 표에서 “기준안”은 전기공급은 한전전기에 의하고 열공급은 보일러를 이용하고 냉방은 고온흡수식냉동기를 사용하는 경우를 말하며, 기타 “구성(시나리오)들”은 열병합발전기, 보일러 및 냉동기의 용량을 전체 에너지공급을 충족시키면서 다양하게 구성해 검토한 결과이다. - 표에서 유의해 볼 것은 기준안과 비교하여 CGS용량이 증가하도록 구성할수록 보일러 용량과 고온흡수식냉동기의 요량이 줄고 대신 저온흡수식냉동기의 용량이 증가하게 됨을 알 수 있다. 이는 열병합발전기에서 나오는 배열을 이용하여 난방과 냉방을 우선하고 부족분을 나머지 보일러와 고온흡수식냉동기로 해결하게 되는 현상을 의미한다.

42. 시나리오 (전기장치용량 대비) CGS용량 보일러 용량 (Gcal/h) 냉동기 용량(USRT) 전기 (kW) 열 (Gcal/h) 저온흡수식 고온흡수식 기준안 - 143 - 45,700 구성1 (12.4%) 3,221 4.10 139 12,600 37,500 구성2 (13.9%) 3,613 4.60 139 12,600 37,500 구성3 (16.3%) 4,231 5.39 138 12,600 37,500 구성4 (18.6%) 4,840 6.16 138 12,600 37,500 구성5 (20.1%) 5,232 6.66 137 12,600 37,500 구성6 (21.7%) 5,641 7.18 136 12,600 37,500 구성7 (24.8%) 6,442 8.20 135 12,600 37,500 구성8 (27.9%) 7,243 9.22 134 12,600 37,500 구성50 (50.5%) 13,120 16.70 127 12,600 37,500 구성60 (59.8%) 15,540 19.78 123 12,600 37,500 구성70 (69.2%) 17,977 22.88 120 12,600 37,500 CES 도입 타당성 분석 사례 (12/25) <표 19> 대안 1의 구성별 주요장치 용량

43. 시나리오 (전기장치용량 대비) 시나리오 (전기장치용량 대비) CGS용량 CGS용량 보일러 용량 (Gcal/h) 보일러 용량 (Gcal/h) 냉동기 용량(USRT) 냉동기 용량(USRT) 전기 (kW) 전기 (kW) 열 (Gcal/h) 열 (Gcal/h) 저온흡수식 저온흡수식 고온흡수식 고온흡수식 기준안 기준안 - - 94 100 - - 33,800 45,700 구성1 (14.5%) 구성1 (12.8%) 19,936 1,811 2.31 25.37 92 75 12,600 12,600 25,400 37,500 구성2 (16.1%) 구성2 (14.9%) 23,132 2,011 2.56 29.44 92 71 12,600 12,600 25,400 37,500 구성3 (16.8%) 구성3 (19.4%) 2,420 26,004 3.08 33.10 91 67 12,600 12,600 25,400 37,500 구성4 (22.5%) 2,812 3.58 91 12,600 25,400 구성5 (25.7%) 3,204 4.08 90 12,600 25,400 구성6 (29.1%) 3,630 4.62 90 12,600 25,400 CES 도입 타당성 분석 사례 (13/25) <표 20> 대안 2-1의 구성별 주요장치 용량 <표 21> 대안 3-2의 구성별 주요장치 용량

44. 시나리오 CGS용량 (kW) 보일러 용량 (Gcal/h) 냉동기 용량 (USRT) 연간 공급규모 구성 5 5,232 137 50,100 전기 : 48.02 GWh 열 : 349.58 Tcal CES 도입 타당성 분석 사례 (14/25) • 대안별 구성별 비교·검토 및 최적안 도출 • 대안별 최적안 검토 -플랜트의 최적용량을 결정하기 위한 과정으로서 최적안 선정과정에서 하나의 고려요소로 활용한 단순 투자회수기간은 공사비부담금을 제외한 실투자비에 대한 회수기간으로 하였으며, 이와 함께 초기투자비, 운전비 및 연간 CGS 가동율 등을 참고하여 최적안을 선정하였다. • 제 1안의 구성별 비교 <표 22> 대안 1의 최적구성 시설용량

45. CES 도입 타당성 분석 사례 (15/25) 그림 11: 제 1안의 비교 검토

46. 시나리오 CGS용량 (kW) 보일러 용량 (Gcal/h) 냉동기 용량 (USRT) 연간 공급규모 제3-1안(구성2) 4,110 38 0 전기 : 48.02 GWh 열 : 118.20 Tcal 제3-2안(구성1) 19,936 75 50,100 전기 : 205.06 GWh 열 : 231.37 Tcal CES 도입 타당성 분석 사례 (16/25) • 제 2안의 구성별 비교 <표 23> 대안 2의 최적구성 시설용량

47. CES 도입 타당성 분석 사례(17/25) (a) 제 2-1안 (b) 제 2-2안 그림 12: 제 2안의 비교 검토

48. 시나리오 CGS용량 (kW) 보일러 용량 (Gcal/h) 냉동기 용량 (USRT) 연간 공급규모 제2-1안(구성4) 2,812 91 38,000 전기 : 23.06 GWh 열 : 215.79 Tcal 제2-2안(구성3) 2,812 46 17,800 전기 : 24.96 GWh 열 : 133.79 Tcal CES 도입 타당성 분석 사례 (18/25) • 제 3안의 구성별 비교 <표 24> 대안 3의 최적구성 시설용량

49. CES 도입 타당성 분석 사례 (19/25) (a) 제 3-1안 (b) 제 3-2안 그림 13: 제 3안의 비교 검토

50. 구분 대안1 대안2 대안3 최적구성 구성50 구성60 구성70 설비비 13,410 17,287 17,675 18,865 13,527 23,816 공사비 1,985 4,691 5,521 6,358 2,310 9,726 간접비 5,143 6,558 6,822 7,257 5,478 9,301 옥외 배관/배선비 8,081 8,081 8,081 8,081 6,465 8,081 부지매입비 1,500 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 총 투자비 30,119 38,617 40,099 42,561 29,780 52,924 공사비 부담금 26,077 26,077 26,077 26,077 26,077 26,077 CES 도입 타당성 분석 사례 (20/25) • 대안별 최적안의 공사비 <표 25> 대안별 최적안의 세부 공사비