국내발전산업 ISSUE 및기술동향소개 2018. 4. 20 이동현
BACKGROUND q 신기후체제 - 파리기후변화협약타결 ( 16.11.4) ž 새로운글로벌기후변화대응체제출범 ( 교토의정서후속 ) ž 온실가스감축을선진국 / 개도국등세계 195개국가로확대 ž 국가마다자율적인감축목표제출 (NDC) - 대한민국의 NDC 목표 ž 배출전망치 (BAU) 대비 37% 감축 NDC: Nationally Determined Contribution https://www.climateinteractive.org/programs/scoreboard/ * 2020 년만료되는교토의정서후속체제로新기후체제목표는지구평균기온상승을산업화이전대비 2 보다상당히낮은수준으로유지목표
BACKGROUND q 신기후체제 7 억톤 8.5 억톤 (source: 국가온실가스대응정책및기술동향과탄소자원화전략, 최지나 ) * CCU : Carbon Capture and Utilization * CCS : Carbon Capture and Storage CCS 공정개괄도 (source : greenelectricityglog.co.uk)
BACKGROUND q 신기후체제 ( 단위 : g/kwh) 발전원별이산화탄소배출량 (source: 에너지경제신문 )
BACKGROUND q 원자력발전수용성 동일본대지진피해현황 (source: 중앙일보 ) 포항지진규모 (source: 연합뉴스 )
BACKGROUND q 미세먼지 ISSUE ž 노후석탄발전소 10기폐지 ž 30년이상모든석탄화력봄철가동중단, LNG 연료전환 (source: SK Innovation blog)
BACKGROUND q 국내정책동향 제 8 차전력수급기본계획 수급안정과경제성위주의기존수급계획에반해환경성, 안전성강화 ž 원전 / 석탁발전은단계적감소, 친환경에너지확대 ž 노후석탄발전소 10기 2022년까지폐지 ž 신재생에너지는태양광 / 풍력을중심으로 47.2GW의신규설비확충 ž 석탄발전량줄이고 LNG 발전량을늘리는방안을제시 2017 년 2030 년
STEAM TURBINE POWER PLANT qpower cycle for steam turbine Turbine Generator Simple Rankine cycle (source: www.electrical4u.com) Simple Rankine cycle components (source: www.electrical4u.com) - 응축과정에대규모냉각수필요 발전소는주로해안에건설
STEAM TURBINE POWER PLANT qpower cycle for steam turbine 국내원자력 / 석탁발전소현황 (source www.hani.co.kr/)
STEAM TURBINE POWER PLANT q 석탄 / 원자력발전 Coal power plant (source: wikipedia) 원자력발전 (source: 원자력발전의원리, Ecomaster)
STEAM TURBINE POWER PLANT q Revenue forecast (source: Frost & Sullivan)
STEAM TURBINE POWER PLANT q Revenue forecast (source: Frost & Sullivan) - 아시아의절대적시장점유 (~67%) - 중국, 일본은가스발전확대로시장점유율감소전망
STEAM TURBINE POWER PLANT q Market driver 개발도상국의전력수요증대대응가능한기술 노후발전소교체및가스복합발전증대 - 개발도상국 (Non-OECD) 전력수요증가율 5.3% - 개발도상국필요전력전망 1,847 GW(2025) 1,523 GW(2011) - 석탄의접근성용이, 낮은가격, 국제거래시장활성화 - 1960년대건설된북미, 유럽의노후된석탄발전소교체필요 - 노후된석탄화력은주로가스복합발전으로교체예정 - 중국의노후된발전소의설비교체프로그램진행중 - 후쿠시마원전사고로장기적인성장은감소예상 원자력발전의증가 - 중국, 인도석탄화력의대체원으로원자력발전고려 - 중국은현재 34 기의원전가동중 (20 기의신규원전건설중 ) - 중동시장도원전발전규모증가전망 스팀터빈기술 & 청정석탄화력기술발전 - 효율증대를위한기술발전 (Supercritical & ultra-supercritical) - 청정석탄화력발전기술 (IGCC, Integrated coal gasification combined cycle)
STEAM TURBINE POWER PLANT q Market restraints 신기후체제에따른국제적인환경규제강화 - US EPA 의강화된배출가스규제 - EU 의배출가스규제강화, 노후석탄화력가동규제 대형석탄화력발전소건설자금부담 신재생에너지의경쟁력강화 - 대형석탄화력발전소의높은비용부담, 긴건설기간으로신규투자감소 - 유럽의경기침체로인한대규모플랜트투자감소 - World bank는신규석탄화력발전과관련된금융지원중단 - Wind energy는여전히높은생산단가, 기술발전으로경쟁력확보중 - Solar energy 비용은재료개술의발달로화력발전비용과비용차이감소
STEAM TURBINE POWER PLANT q Market share for steam turbine
STEAM TURBINE POWER PLANT qtechnology trends - 환경규제강화로인한 steam turbine의효율증가를위한기술개발강화 - Ultra-supercritical (USC) steam turbine은 47% 의효율달성 (~260bar, 600deg) cf) Sub-critical steam turbine 효율 39%, 노후화력발전소 USC 로교체 ( 중국 ) - 선진국들은 50% 의효율달성을위해기술개발중 cf) Advanced ultra-supercritical (A-USC) ~700deg, (EU, 미국, 일본, 중국 ) * Super critical : 초임계 * Ultra-Super critical : 초초임계 * Advanced Ultra Super critical :???
STEAM TURBINE POWER PLANT qusc Steam turbine
GAS TURBINE POWER PLANT qpower cycle for gas turbine Turbine Generator Simple Brayton cycle Simple Brayton cycle components - 응축과정불필요 대도시근처에발전소건설가능
GAS TURBINE POWER PLANT q Gas turbine example 항공기용 Gas turbine (source 한국 GE)
GAS TURBINE POWER PLANT q Gas turbine components 압축기연소기터빈 Gas turbine (source: SIEMESS SGT800)
GAS TURBINE POWER PLANT q Comparison with IC engine IC engine vs Gas turbine (source: GE gas turbine 101)
GAS TURBINE POWER PLANT q Gas turbine components 발전기감속기 Gas Turbine Gas turbine power system (source: SIEMESS SGT800)
GAS TURBINE POWER PLANT q Gas turbine combined cycle TIT? Steam turbine Generator Gas Turbine Gas turbine combined cycle (source: GE gas turbine 101)
GAS TURBINE POWER PLANT q Gas turbine combined cycle ž 친환경, 높은효율, 짧은건설기간 ž 대량의냉각수불필요 ( 수요처부근건설가능 ), 온수공급가능 ( 열병합발전 ) ž 높은발전단가 ( 높은연료가격 ), 낮은가동율 ž 고온부품의주기적교체필요 발전원별주요사양 (source: 조형희, 한국형가스터빈개발및추진전략 )
GAS TURBINE POWER PLANT q Revenue forecast
GAS TURBINE q Revenue forecast - 중동 : Oil 가격하락에따른경제성장둔화, 설비투자둔화로점유율감소전망 - 중국 : 환경문제로인한석탄화력대체를목적으로가스발전확대전망 - 일본 : 원자력발전을가스발전으로대체점유율증가
BACKGROUND q Market driver 선진국의노후화력발전소교체및환경규제강화 - EU 와북미선진국들의대형석탄화력발전소교체 - 신기후체제에따른대형석탄화력발전소에대한배가스규제 - 선진국들은신규발전소를가스발전으로고려 - 전세계적인 Shale gas pipe line 건설 ( 중앙아시아 중국, 러시아 유럽 ) 천연가스의가격경쟁력강화와운송수단발전 신재생에너지의보조수단으로활용가능 - LNG 관련설비투자확대 ( 미국, 호주, 아프리카의아시아시장진입가능 ) - LNG 수송비용의감소에따른가격경쟁력강화 - 미국의유럽수출에따른러시아의수출가격인하 - 석탄화력에비해월등한 Flexibility, Fast start-up time - 풍력태양에너지의보조수단으로활용가능
BACKGROUND q Market restraints 신재생에너지의경쟁력강화 - EU 의신재생에너지경쟁력강화에따른가동율저하 - 아시아, 아프리카의개발도상국의관련 Infra 부족 개발도상국의가스수송관련 Infra 부족 - TAPI (Turkmenistan-Afghanistan-Pakistan-India) 과제지연 - 중국의 LNG 설비관련부족 - EU 의러시아수입의존에따른관련투자부족
GAS TURBINE POWER PLANT q Market share for gas turbine
BACKGROUND qtechnology trends - Gas turbine의효율증가, 친환경, 낮은정비비용, 유연성강화를위한기술강화 - 최근 H급가스터빈복합 Cycle의경우 61% 의효율달성 - 고온 / 고압용재료기술, 냉각기술, 저배가스배출을위한연소기술이필요 - GE의경우최근 30min의 start-up time 달성발표 발전원별주요사양 (source: 조형희, 한국형가스터빈개발및추진전략 )
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