본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색
결과 내 검색 동의어 포함
결과 내 검색 동의어 포함

-

목차보기

표제지

감사의 글

목차

논문요약 13

제1장 서론 16

1.1. 연구의 목적 16

1.2. 연구의 범위 및 방법 18

제2장 국내 발전부문 온실가스 배출 현황 20

2.1. 국내 온실가스별, 부문별 배출 현황 20

2.1.1. 온실가스별 배출 현황 21

2.1.2. 부문별 배출 현황 22

2.2. 발전부문의 온실가스 배출 현황 23

2.2.1. 발전 연료별 소비 추이 23

2.2.2. 전력 생산 추이 24

2.2.3. 발전부문의 온실가스 배출 현황 28

제3장 국내 복합화력발전소의 온실가스 배출계수 산정 29

3.1. 온실가스 배출계수 산정을 위한 현장조사 대상시설 선정 29

3.1.1. 국가 온실가스 배출량 산정방법 결정 29

3.1.2. 국내 복합화력발전소 현황 31

3.1.3. 배출계수 산정을 위한 현장조사 대상시설 선정 33

3.2. 국내 복합화력발전소의 CO₂ 배출계수 산정 35

3.2.1. 복합화력발전소의 발전용 LNG 연료 특성 35

3.2.2. CO₂ 배출계수 산정 방법 41

3.2.3. 국내 복합화력발전소의 탄소산화율(Carbon oxidation factor) 분석 43

3.2.4. CO₂ 배출계수 산정 결과 44

3.2.5. 표준열량 변화에 따른 LNG의 CO₂ 배출계수 산정 46

3.3. Non-CO₂ 배출계수 50

3.3.1. 시료채취 방법 50

3.3.2. 배기가스 분석 방법 51

3.3.3. 수분량 측정 방법 53

3.3.4. 분석기기의 정도관리(QA/QC) 53

3.3.5. Non-CO₂ 배출계수 산정 방법 55

3.3.6. Non-CO₂ 배출 특성 58

3.3.7. Non-CO₂ 배출계수 산정 결과 59

3.3.8. Non-CO₂ 배출계수 불확도 분석 61

제4장 국내복합화력발전소의 전력배출계수 산정 62

4.1. 열공급 형태에 따른 국내 복합화력발전소 공정 분석 62

4.2. GTCC CHP발전소 전력배출계수 산정 방법 개발 66

4.2.1. 국내 복합화력발전소 재분류 66

4.2.2. 전력배출계수 산정 방법 개발 68

4.3. 국내 복합화력발전소의 전력배출계수 산정 결과 70

제5장 결론 75

참고문헌 77

ABSTRACT 81

List of Tables

Table 1. Trends of greenhouse emissions in Korea 21

Table 2. Trends of greenhouse gas emissions by category in Korea 22

Table 3. Trends of fuel consumption for electricity generation in Korea 23

Table 4. Trends of LNG consumption for electricity generation 24

Table 5. Trends of electricity consumption in Korea 25

Table 6. Comparison o fper capita electricity consumption (2005) 25

Table 7. Trends of electric power generation capacity by facility 26

Table 8. Trends of electric power generation results by facility 27

Table 9. Trends of energy sector greenhouse gas emissions by category 28

Table 10. Electric power generation capacity and it's actual production of combined cycle power plants in Korea 32

Table 11. The combined cycle power plants investigated in this study 34

Table 12. The results of compound analysis of LNG used by plant 36

Table 13. Comparison of LNG gross calorific values and density values 38

Table 14. Comparison of default carbon oxidation factors in IPCC guidelines 44

Table 15. CO₂ emission factor for combined cycle power plant in this study 45

Table 16. Comparison of compound analysis and net calorific value between present and previous LNG 47

Table 17. Comparison of CO₂ emission factors between present and previous LNG 48

Table 18. Number of samples at combined cycle power plants 51

Table 19. Repeatability test of concentration analysis using CH₄ and N₂O standard gas 54

Table 20. MDL values of GC/FID for CH₄ and GC/ECD for N₂O in this study 54

Table 21. Non-CO₂ concentration from stacks in the combined cycle power plants 58

Table 22. Non-CO₂ emission factors of combined cycle power plant in this study 60

Table 23. Uncertainty range of Non-CO₂ emission factors estimated in this study 61

Table 24. Reclassification of Korean combined cycle power plants by GTCC CHP and GTCC plant 67

Table 25. GHG emission factors for electricity generation of combined cycle power plant in this study 71

Table 26. Trends in GHG emission factors for electricity generation in Korea 72

Table 27. Trends in GHG emission factors for electricity generation from fuel combustion in Korea 73

List of Figures

Figure 1. General form of a decision tree for estimating emissions from stationary combustion sources 30

Figure 2. Classification by electric power generation capacity of facilities 33

Figure 3. Results of elemental analysis of LNG used by plant 37

Figure 4. Comparison of LNG net calorific values in this study and IPCC 40

Figure 5. Comparison of LNG carbon contents by this study and IPCC 41

Figure 6. Calculation work-sheet to get CO₂ emission factor by fuel analysis in this study 42

Figure 7. Comparison of CO₂ emission factor by this study and IPCC default emission factor for LNG 45

Figure 8. Trends of gross calorific values of imported LNG in Korea 46

Figure 9. Comparison of CO₂ emission factors in this study and IPCC 49

Figure 10. Diagram of greenhouse gas sampling system 50

Figure 11. The result of calibration slope using CH₄ standard gas 52

Figure 12. The result of calibration slope using N₂O standard gas 52

Figure 13. Calculation work-sheet to get CH₄ emission factor by exhaust gas analysis in this study 56

Figure 14. Calculation work-sheet to get N₂O emission factor by exhaust gas analysis in this study 57

Figure 15. Results of simulation for Non-CO₂ emission factors in this study 61

Figure 16. Schematic of producing electricity, heat, and electricity and heat 63

Figure 17. The electricity generation flow diagram of GTCC power plant 64

Figure 18. The electricity and heat generation flow diagram of GTCC CHP power plant 65

Figure 19. Comparison of GHG emission factors for electricity between this study and KPX 74

초록보기

기후변화문제가 전지구적인 환경문제로 인식되고, 이를 해결하기 위한 대책으로 세계 각국은 온실가스 배출량 감축을 위한 국가 전략을 수립·수행하고 있다. 효과적인 대책 수립을 위해서는 우선적으로 온실가스 배출량을 정확히 파악하여야 한다. 이에 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서는 국가 온실가스 배출량 산정 지침을 발간, 배출량 산정 시 중요 인자인 기본배출계수를 제시하고 있다. 그러나 보다 정확한 국가 배출량 산정을 위해서는 우리나라의 특성이 반영된 Country-specific emission factor를 적용하여야 한다. 특히, 전력산업은 우리나라 총 온실가스 배출량의 약 30 % 정도를 차지하고 있어, 국가 온실가스 배출량 산정의 대단히 중요한 Key category라고 할 수 있다.

본 연구에서는 국내 대표적인 발전시설인 복합화력발전소를 대상으로 온실가스 배출계수를 산정하였다. 이산화탄소(CO₂) 배출계수의 경우는 발전소에서 사용 중인 발전용 LNG의 연료 분석 결과와 LNG 연소시설의 산화율을 고려하여 산정하였다. 대표적인 Non-CO₂ 온실가스인 메탄(CH₄)과 아산화질소(N₂O) 배출계수 산정에는 국내 8 개소의 복합화력발전소를 대상으로 총 585개의 시료를 채취, 실측 분석 결과를 사용하였다. 전력 배출계수(단위생산전력 당 온실가스 배출량)를 산정하기 위해서는 복수기의 응축열을 주변 지역의 지역난방으로 공급하고 있는 열병합 형태의 복합화력발전소(Gas-fired Turbine Combined Cycle, 이하 GTCC CHP)와 일반적인 복합화력발전소(Gas-fired Turbine Combined Cycle, 이하 GTCC)로 구분하였다. 또한 전력배출계수는 본 연구에서 개발한 각 온실가스별 배출계수와 연간 연료소비량, 연간 전력생산량을 기준으로 산정하였다.

연구 결과, 국내 복합화력발전소의 평균 CO₂ 배출계수는 2007년 12월 이전 LNG 표준열량(10,500 kcal/Nm³) 기준 ‘56,357 kg/TJ‘으로 산정되었다. 2007년 12월 이후 도시가스 공사의 국내 LNG 표준열량이 10,400 kcal/Nm³으로 하향 조정됨에 따라 CO₂ 배출계수를 재산정 한 결과, ’56,029 kg/TJ‘로 산정되었다. 이러한 2가지 배출계수는 모두 연료(LNG) 기준 IPCC의 CO₂ emission factor인 ’56,100 kg/TJ‘과 거의 차이가 없는 것으로 나타났으나, 국내 LNG 표준열량 변화에 따른 온실가스 배출량 변화 추이를 정확히 비교·분석하고 향후 예측하기 위해서 이러한 연구는 계속되어야 할 것으로 판단된다. CH₄ 배출계수는 ‘0.82 kg/TJ’로 산정되었으며, 이는 IPCC에서 제시한 LNG 복합화력발전소의 배출계수인 ‘1 kg/TJ’보다 18% 정도 낮은 것으로 나타났다. 일본의 배출계수(‘0.75 kg/TJ')와 비교하면, 약 8%정도 높은 수준이었다. N₂O의 배출계수는 '0.65 kg/TJ'로 IPCC에서 제시한 LNG 복합화력발전소의 배출계수('3 kg/TJ')보다는 상당히 낮으나, 일본의 복합화력발전소의 배출계수보다는 20% 정도 높은 것으로 조사되었다. 그리고 연료(LNG) 기준 IPCC의 N₂O emission factor 보다는 6배 이상 높은 수준이었다. 이러한 차이는 Non-CO₂ 배출이 연소기술에 의해 주도적으로 변화할 수 있는 것을 의미한다고 볼 수 있다. 따라서 복합화력발전소의 Country/Technology-specific emission factor를 구축해야 할 것으로 판단된다. 이렇게 산정한 Non-CO₂ 배출계수를 대상으로 불확도 평가를 실시한 결과, CH₄ 배출계수의 불확도 범위는 -12.96 ~ +13.89%로 나타났으며, N₂O의 경우에는 -11.43 ∼ +12.86%로 산정되었다. 일반적인 GTCC 발전소의 전력배출계수를 산정한 결과, CO₂ 0.384 kg/kWh, CH₄ 0.0000056 kg/kWh, N₂O 0.0000044 kg/kWh로 나타났다. 반면, 복수기의 응축열을 난방열로 사용하는 GTCC CHP 발전소의 경우에는 전력 생산에 따른 온실가스 배출량과 열 생산에 따른 온실가스 배출량을 구분하여, 전력배출계수를 산정하였다. 그 결과, CO₂ 0.308 kg/kWh, CH₄ 0.0000045 kg/kWh, N₂O 0.0000035 kg/kWh로 나타났으며, 이는 GTCC 발전소의 배출계수보다 평균 20% 정도 낮은 것으로 나타났다.

따라서 보다 정확한 온실가스 배출량을 산정하고 이를 바탕으로 한 신뢰도 높은 온실가스 감축 목표 수립하기 위해서는 다양한 연료와 에너지 소비 시설을 대상으로 한 Country-specific emission factor를 개발하는 연구가 계속 되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 향후 기후변화협약 등 온실가스 관련 국제협상에서 보다 우리나라가 우위를 점하기 위해서는 국가고유배출계수를 바탕으로 국가별 온실가스 배출량의 비교·평가 지표 등으로 사용되는 전력배출계수를 구축하는 연구가 계속되어야 할 것으로 판단된다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차