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소규모 바이오매스 CHP 플랜트 타당성 검토

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○ 연구자들은 사료 공장에 전력 수요를 감안하여 바이오매스를 원료로 사용하는 소규모 열 병합발전소(CHP)를 추진하기 위한 기술 및 경제적 타당성을 검토하였다. 열 및 전력 수요를 감안하여 50kWe 규모 CHP 플랜트를 설계하였다. CHP 시스템은 증기터빈과 응축기 보일러를 중심으로 하는 Rankine cycle과 고분자 유기 용매를 이용한 ORC 시스템을 검토하였으며 2단 ORC 총 열효율은 35%에 접근하고 있다. 또한 바이오매스를 원료로 사용하는 하향식 50kW급 가스화기를 설치하였으며 기존 전력망과 연결하여 전기를 판매할 경우와 판매하지 않을 경우의 발전 시스템의 운영과 경제성을 검토하였다.

○ CHP 플랜트의 운전 방식에 따른 NPV IRR PB 등의 경제성을 검토한 결과 CHP 플랜트는 전력을 판매하는 운전 방식에서 전력 판매가 없는 경우에 비해 경제성이 있는 것으로 분석되었다. 또한 보일러 연료로서 사용되는 저렴한 바이오매스 원료 가격이 소규모 CHP 발전소에 경제적 이점이 있음을 밝히고 있다. 연구자들은 charcoal의 경우 wood chip보다 저렴한 것으로 분석하고있으나 일반적으로 charcoal은 열처리 과정을 거치므로 wood chip 보다 가격이 비싸며 우리와 다른 가격 구조로 이해하여야 할 것 같다.

○ 우리나라의 경우 CHP 플랜트는 대도시 아파트 단지에 천연가스 가스터빈을 중심으로 전력과 열(증기 온수)를 생산하는 대형 CHP 발전 시스템으로 되어있다. 소형 CHP 플랜트는 기존 전력망과 멀리 떨어진 농촌 지역이나 또는 소규모 공장에 보급하는 방안이 요구된다. 소규모 CHP 플랜트가 추진되기 위해서는 소형 증기터빈, micro gas turbine 및 소형 가스화기와 주변 기기들이 개발되고 저렴한 바이오매스 원료가 지속적으로 공급되는 것이 주요한 선결 과제라 할 것이다.

저자: Marcos Lui Macedo Rodrigues et al
자료유형: 학술정보