국내 해양에너지(조류·해상풍력) 균등화발전비용 분석 및 저감 방안 연구

Abstract

본 연구에서는 조류발전과 해상풍력발전의 균등화발전비용(Levelized Cost of Energy, LCOE) 분석 사례를 조사하여, 누적설비용량에 따른 LCOE 범위를 추정하고, LCOE의 주요 구성요소에 대한 민감도를 분석하였으며, 마지막으로 LCOE 저감방안에 대하여 고찰하였다. 조류발전 LCOE는 누적설비용량이 1MW에서 1GW까지 증가할 때 ￦520~800/kWh에서 ￦142~285/kWh으로 감소하는 것으로 추정되었으며, LCOE의 주요 구성요소에 대하여 민감도 분석 결과, 설비 이용률, 할인율 그리고 발전설비 비용의 민감도가 높은 것으로 나타났다. 해상풍력발전의 경우 누적설비용량이 5GW에서 200GW급으로 확대될 때 LCOE는 평균 ￦184/kWh에서 ￦66/kWh으로 감소할 것으로 분석되었다. 국내 서남해 해상풍력실증단지와 제주 A 해상풍력발전단지의 LCOE 민감도 분석 결과 모두 이용률의 민감도가 높은 것으로 분석되었다. 조류발전 LCOE 저감 방안에 대하여 터빈 용량 증대, 성능 향상 및 규모의 경제 효과를 검토하였고, 체계적인 유지보수 계획 및 경제성 향상을 위한 터빈 배치에 대한 중요성을 검토하였으며, 아울러 제도적 지원에 대하여 논의하였다. 또한 국내 해상풍력발전 LCOE 저감방안으로 지반 조건에 따른 해상풍력발전 지지구조물 적용방안에 대하여 토사층의 경우 포스트파일링 재킷 공법, 트라이포드 공법, 프리파일링 공법 적용에 따른 국내 서남해 해상풍력실증단지의 LCOE를 계산하여 비교하였을 시 프리파일링 공법은 55MW일 경우 ￦285.34/kWh로 같은 규모의 포스트파일링 공법과 트라이포드 공법(각각 ￦282.41/kWh, ￦281.33/kWh) 보다 불리하나, 단지 규모가 커져 설치기수가 늘어날수록 공사비 및 LCOE 저감효과가 큰 것으로 검토되었다. 암반층의 제주 A 해상풍력발전단지의 경우 다중 격벽식 중공형 수중기초를 사용하였을 경우 재킷 기초를 사용하였을 때보다 LCOE가 ￦61.73/kWh 차이가 발생하여 약 18% 저렴한 것으로 나타났다.