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발전소 온배수를 이용한 시설원예의 경제성 평가에 관한 연구

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Alternative Title
A Study on Economic Evaluation of Greenhouse Facility with Power Plant Thermal Effluents
Abstract
현대 인류문명은 지난 200년간 석유, 석탄, 천연가스와 같은 화석연료로부터 번영의 에 너지를 얻었다. 그러나 현재 우리를 둘러싼 에너지환경을 살펴볼 때 우리는 이제 인류가 화석연료로부터 지속적인 에너지를 얻을 수 있을지에 대한 확신을 얻기 어려운 시대를 살고 있으며 이에 따른 세계 각국의 에너지 자원 확보경쟁이 갈수록 심화되고 있다. 따 라서 지속적인 사회적, 경제적 발전을 위한 동력을 제공하고 동시에 잠재적으로 초래될 환경적, 사회적, 정치적 파급효과에 대처할 수 있는 에너지를 확보하는 것은 21세기에 세 계 사회가 풀어야 할 중대한 과제이다[1]. 최근 정부가 추진하고 있는 녹색성장은 신재생에너지를 보급 확대하여 탄소배출 등 환 경부하를 최소화하고, 신 성장 동력원으로 신재생에너지를 개발, 보급 확대하는데 중점을 두고 있다. 2014년 7월에 온배수 열원 이용 기술이 "8대 에너지 신산업"으로 선정된 데 이어, 2015년 3월 제26169호로 공포된 "신에너지 및 재생에너지 개발・이용・보급 촉진 법 시행령 일부개정령"에 수열에너지가 신재생 에너지원으로 포함됨에 따라 다각적인 활 용방안이 논의되고 있다. 농어촌 연구원의 분석에 따르면, 전국 연안 30개 발전소에서의 일일 온배수 배출 총량 은 약 1억 3천만 톤이다. 온배수의 온도가 평균 7℃ 상승하여 배출된다고 가정할 경우, 에너지원으로서의 부존량은 3.4억Gcal/yr으로 추정된다[4]. 이 중 농어촌지역의 발전소 온 배수 에너지 부존량은 전체의 83%에 이른다. 이에 따라 발전소 온배수는 화석 연료에 대한 에너지 집중도를 낮추고 지역 밀착형 대안 에너지원으로서 주목받고 있다. 에너지화가 가능한 자원을 조달하는 것이 상대적으로 용이한 농업분야는 타 산업분야에 비하여 에너지 선순환을 통한 절감 모델 개발에 유리한 조건을 가지고 있으며, 도시지역 보다는 농촌지역이 신재생에너지 생산에 비교적 적합하다고 할 수 있다. 발전폐열을 활 용한 온실 난방은 발전소 인근에 기존 온실이나 신규 온실단지를 조성하여 발전폐열을 활용하는 방식으로 열병합 발전에 비하면 매우 낮은 투자비로 가능하기 때문에 최근에 주목 받고 있다. 발전소 온배수를 이용한 시설원예 사업규모가 본격화될 경우 다음과 같은 기대효과를 얻을 수 있다. 첫째, 온배수를 활용할 경우 기존 전통적인 방식보다 생산비용(난방비, 가 온비)이 절감된다. 둘째, 시설원예 작물이 필요로 하는 최적의 환경을 조성하여, 생육과 출하시기를 조절함으로써 경쟁력을 갖추고, 농가수입의 증대효과를 기대할 수 있다. 셋 째, 온배수를 활용함으로써 기존 농가의 유류 사용 및 이산화탄소 배출량 감축을 통해 저탄소 녹색성장 정책에 기여할 수 있다. 마지막으로, 폐자원으로 여겨지는 온배수를 재 활용함으로써 폐자원 활용제고에 기여할 수 있다[2].
This study was conducted analysis for economic evaluation of greenhouse facility using power plant waste heat. To achieve technically-feasible and socially-desirable sustainable management of urban areas, Wastewater is no longer seen as a wasted resource, but rather, as a mining ground from which to obtain valuable chemicals and energy; for example, heat energy, which is often neglected, can be recovered from wastewater for different purposes. Recently, S. Korean government is focusing on renewable energy. For this reason, several unused energy sources have become attractive and it was found that power plant waste heat has the greatest potential for application in this scenario. To supply hot water to the greenhouse facility that located at 3km away from power plant, recovered heat source from Korea Midland power plant and supply to the Sinchon Baekhap farm association through a pipeline. To evaluate the heat source of power plant waste heat, this study had a analysis of economic assessment using B/C analysis, NPV, IRR, LOCE, Payback period method. This study found that power plant waste heat's NPV value has been positive since the 6th year of the project implementation, and after 20 years, NPV = 3,992,811,588 won. When IRR was analyzed, it has shown that the IRR = 20.325% for 20 years. In terms of LOCE, it is lower than other renewable energy sources such as geothermal energy, biomass energy, and steam renewable energy. The reason why the power plant water waste heat's LOCE is higher than others is to construct the facility system, the initial cost is much higher. Although, the power plant water waste heat's LOCE is higher than others it has advantages such as prevention of coastal ecosystem destruction and fisheries damages.
Author(s)
김정현
Issued Date
2020
Awarded Date
2020. 8
Type
Dissertation
URI
http://dcoll.jejunu.ac.kr/common/orgView/000000009539
Alternative Author(s)
Kim, Jung Hyun
Affiliation
제주대학교 대학원
Department
대학원 기계공학과
Advisor
박윤철
Table Of Contents
List of figures Ⅰ
List of tables Ⅱ
Nomenclature Ⅲ
Summary Ⅳ
Ⅰ. 서 론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 온배수 개념 및 사회적 의의 3
1.3 연구동향 및 목적 5
Ⅱ. 실험장치 및 시설온실 작물 생육환경 7
2.1 적용대상지 선정 7
2.2. 실험장치 10
2.2.1 저류조 설계 10
2.2.2 판형열교환기 및 히트펌프 운전 조건과 설계 12
2.2.3 이송배관 설계 및 시공 17
2.2.4 웹 기반, 모니터링 및 통합관리 시스템 19
2.3. 사업 대상지 작물관련 생육환경 조사 20
2.4 사업대상지 시설온실 작물별 적정 생육온도 22
Ⅲ. 온배수열 원예시설 경제성 분석 24
3.1 경제성 접근 관점 24
3.2 발전소 온배수열 에너지 부존량 25
3.3 시설원예 난방비 비중 26
3.4 경제성 분석 모형 28
3.4.1 비용 편익 분석 28
3.4.2 순현재 가치 ( Net Present Value ) 31
3.4.3 내부수익률( Internal Rate of Return ) 35
3.4.4 LOCE 에너지 균등화 발전비용 39
3.4.5 LOCE 경제성 모형을 통한 분석 40
3.4.6 Payback period 분석 46
3.5 온배수 배출에 의한 어업피해 51
3.6 환경적 측면에서의 경제성 평가 52
Ⅳ. 결 론 54
참고문헌 56
Degree
Master
Publisher
제주대학교 대학원
Citation
김정현. (2020). 발전소 온배수를 이용한 시설원예의 경제성 평가에 관한 연구
Appears in Collections:
Faculty of Applied Energy System > Mechanical Enginering
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