[기획] 소형 가스열병합설비(Co-gen) 도입의 경제성분석
[기획] 소형 가스열병합설비(Co-gen) 도입의 경제성분석
  • 승인 2004.01.19 00:20
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소형 열병합 합리적 요금제도 도입 ‘절실’
▲ 남궁윤 한국가스공사 가스경영연구소 박사
서론



일본에서는 정전이 될 경우를 대비해 관공서에 비상전원으로 열병합설비를 설치하고 있다.

태풍이나 집중호우 등 재난 재해시 관공서에서 각 관할 세대에게 사전에 정보를 알려주어 대피할 수 있는 시스템을 구축하고 있는 것이다.

이러한 시스템은 어떠한 경우에도 통신수단이 마비되는 것을 막는다.

일본의 경우에서 보듯이 소형 열병합 설비는 분산형 전원으로서 재난예방을 위해서도 그 역할을 충실히 할 수 있을 것이다.

뿐만 아니라 소형 열병합 발전 설비는 국제적 환경규제에 대한 효과적인 대응, 분산형 전원산업 구축을 통한 안정적인 전력공급과 천연가스 부하관리에도 기여하는 바가 크다.

또한 일반적인 전력 생산용 화력발전방식에 비해 열과 전기를 동시에 생산함으로써 열손실을 최소화하는 고효율 에너지절약기기로서 경제적 효과를 얻을 수 있는 종합에너지 시스템이다.

그럼에도 불구하고 소형 열병합 발전설비 사업은 초기 투자비가 과다하게 소요되어 정부의 정책적 지원 없이는 시장 확대가 어렵기 때문에 정부에서도 소형 열병합 발전 사업에 대한 제도적·재정적 지원을 대폭 강화할 전망이다.

지난 12월9일 전기사업법 개정법률안이 국회를 통과하여 2004년 6월 시행됨에 따라 CES(구역형집단에너지) 사업자의 전력직판이 허용된다.

이번 전기사업법이 개정됨에 따라 CES 사업자는 특정 공급구역의 수요에 응하여 전기를 생산, 이를 전력시장을 통하지 않고 사용자에게 공급함으로써 소형 열병합 설비 보급과 사업의 경제성 확보에도 크게 기여할 수 있을 것이다.

최근 국내 소형 열병합설비의 보급 현황을 살펴보면 아파트와 병원이 주된 수요처이다.

현재 천연가스 소매요금을 적용하고 있는 24개 지자체 중 서울시와 경기도에서는 소형열병합용 소매요금을 공동주택용과 기타건물용으로 용도 구분하고 있다.

따라서 여기서는 공동주택용과 기타건물용으로 구분하여 소형 열병합설비의 경제성분석을 실시하고 분석 결과를 바탕으로 시사점을 얻고자 한다.



용도별 경제성 분석



먼저 공동주택용 소형 열병합 설비에 대한 경제성분석 결과로서 아파트형 소형 열병합 발전시설은 전기 및 열부하의 이용여부와 연간 최소 가동시간이 중요한 변수이나 충분히 경제성이 있는 것으로 도출되었다.

일반적으로 공동주택용 투자비 회수기간은 대략 4년으로 양호한데 이와 같은 이유 중 하나는 소형 열병합설비 도입후 자체 전력생산량이 70%이고 한전으로부터의 수전량은 30% 정도로서 주택용 요금의 누진제로 인한 에너지비용 절감효과도 크다고 할 수 있다.

반면에 공동주택용 경제성 분석 프로그램과 유사한 방식으로 기타건물용의 경제성 분석을 실시한 결과 대체로 부하가 양호한 병원과 호텔의 투자비 회수기간은 5∼6년 정도이나 백화점과 사무실용은 7년 이상으로 경제성을 확보하는데는 어려움이 있는 것으로 분석되었다.

병원, 호텔 등 연간, 월간 부하패턴이 양호한 용도의 경우는 현행 요금 수준하에서 경제성을 확보할 수 있으나 에너지 소비패턴이 양호하지 않은 업무빌딩, 백화점 등은 현행 요금체제로는 경제성이 거의 없는 것으로 나타났다.

즉 사무실 등의 열전비율은 병원이나 호텔 등에 비해 상대적으로 낮고 또한 수전단가에 비해 발전단가가 더 큼으로써 소형 열병합설비의 가동이 중단되고 있는 것이다.

그러나 이는 경제성분석을 위한 일반적인 변수를 사용하여 도출된 결과로서 모든 수용가에게 단순 적용하기에는 무리가 있으며 각 수요처별로 경제성분석 결과가 상이하게 나올 수 있음에 유의해야 한다.

실제로는 열병합 및 집단에너지용 하절기 요금 수준이 낮기 때문에 하절기에 주로 가동함으로써 경제성을 맞추어나가고 있는 곳도 있으나 극단적인 예로 건물용 중 일부 업무빌딩 등의 소형 열병합설비는 천연가스 사용실적이 없는 등 유휴설비로 방치되는 경우도 있었다.



시사점



소형열병합 설비의 경제성 분석을 실시한 결과 및 시사점에 대해 정리하면 현재 공동주택용 소형열병합 설비에 대해서는 정부의 보급확대 의지에 따른 ESCO(에너지절약전문기업) 투자비 지원에 힘입어 사업의 경제성을 확보하고 있다고 할 수 있으나 기타건물용의 경우 병원, 호텔, 업무빌딩 등 보급 용도에 따라 큰 차이를 보이고 있다.

소형열병합설비의 장점으로 현재 활발히 추진중인 공동주택용 소형 열병합설비의 보급은 향후 보다 확대될 전망이다.

그러나 이와 더불어 현재는 공동주택용에 비해 경제성을 확보하기 어려운 것이 사실이나 건물용 및 산업용 소형 열병합 설비의 보급 대책도 마련되어야 할 것이다.

건물용 및 산업용 소형 열병합 설비의 보급 확대 필요성은 △국가적인 차원에서 소형 열병합 설비의 보급을 확대시키기 위한 필요성에 부합 △천연가스 산업 측면에서 수요 증대 및 하절기 수요 창출로 인한 투자비 절감효과를 가져올 수 있는 수요처이기 때문이다.

국내 소형 가스열병합 설비의 보급 현황을 살펴보면 아파트와 병원의 보급대수가 각각 7개소로 주된 수요처이며 산업용 소형열병합의 수요처는 1곳이고 발전용량의 비중은 20%를 차지하고 있다.

이를 일본의 경우와 대비하여 살펴보면 일본의 2002년 기준 가스열병합발전(엔진, 터빈, 연료전지) 시설 용량은 총 268만kW로 2010년까지 464만kW 발전용량을 목표로 하고 있다.

<표>에서 보듯이 일본의 경우 산업용 소형열병합이 76%를 차지하고 나머지 24%가 대부분 건물용이며 공동주택용은 우리나라와 달리 극히 미미하다.

국내에서는 산업용 열병합용의 경우 가스요금에 비해 산업용 전기요금이 상대적으로 저렴하여 국가적 차원의 보급 활성화 노력에도 불구하고 산업체 설비의 보급 확대에 애로점이 있으나 일본의 사례에서도 보듯이 향후 아파트형 소형열병합과 더불어 건물 및 산업체 설비의 보급 확대 가능성은 충분하다고 할 수 있다.

건물 및 산업체 소형 열병합 설비 보급을 위해서는 행정적, 재정적 지원도 필요하지만 현행 열병합 및 집단에너지용 요금이 합리적으로 개선될 경우 보급을 보다 촉진시킬 수 있을 것이다.

소형 열병합용에 대한 합리적인 천연가스 요금제도의 개선 방안은 다음과 같이 요약할 수 있다.

첫째, 소형 열병합용은 열병합 및 집단에너지용 요금으로 통합되어 있는데 같은 열병합 및 집단에너지용이라 하더라도 지역난방용과 소형 열병합용은 수요패턴이 상이하여 설비에 미치는 영향이 다르기 때문에 소형열병합용 도매요금을 지역난방용과 분리하는 것이 원가유발요인에 따른 합리적인 요금적용이라고 할 수 있다.

둘째, 경제성 분석 결과를 바탕으로 소형열병합 설비의 설치 여부가 결정되는데 현재는 소형 열병합용에 적용되는 요금이 전국적으로 확대되어 있지 않아 지역간 경제성분석 결과가 큰 차이를 보이고 있다. 경제성 분석시 가스요금 ±10원/m3당 투자비회수기간은 0.5년이 증감되는 것으로 분석되었다.

현재 천연가스 소매요금을 적용하고 있는 24개 지자체중 8개 지역만 열병합 및 집단에너지용 요금이 신설되어 있다.

천연가스 요금수준은 사업의 경제성 평가시에 주요 변수이고 향후 CES 보급 확대에 지대한 영향을 미칠 수 있기 때문에 열병합용 요금이 전국적으로 확산되어 추진되어야 할 것이다.

셋째, 공동주택용과 기타건물용의 부하패턴을 살펴보면 공동주택용은 TDR(월간 최소사용량 대비 최고사용량 비율)이 크지 않으나 동고하저현상을 보이는 반면 병원과 호텔, 건물 등의 부하패턴은 하절기 소비량이 동절기 소비량에 비해 더 큰 양호한 부하패턴을 보이고 있다.

따라서 부하패턴에 의한 수익자 부담원칙에 따라 현행 서울지역과 경기지역의 열병합 및 집단에너지용 요금 구분상 공동주택용에 비해 기타건물용 요금 수준이 낮은 것이 합리적인 요금이라고 할 수 있다.

그런데 현재 경기지역의 경우 공동주택용에 비해 기타건물용 열병합 및 집단에너지용 요금이 더 높게 책정되어 있으며 이는 서울지역과는 상반되는 요금제도로서 지자체의 요금 책정시 일관성 있는 요금 적용이 필요함을 나타내는 것이다.

넷째, 소형열병합발전 시스템의 폐열회수는 하절기에 냉방용으로 사용하여 냉방용의 경우와 동일한 에너지 소비특성을 가지고 있기 때문에 냉방용과 차등화된 요금은 적정하지 않다.

그러나 현재 도매요금 구분상 현행 냉방용 요금과 열병합 및 집단에너지용 하절기 요금과는 요금수준의 격차가 매우 크고 소매부분도 이와 비슷한 상황이다.

따라서 하절기 수요창출과 부하관리 요금 측면에서 양호한 하절기 열병합 및 집단에너지용 수요에 대해 냉방용 요금과 동일한 요금수준을 갖는 방안이 고려되어야 할 것이다.


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