Transcript 우리나라 전력사업의 현황과 전망

우리나라 전력사업의
현황과 전망
1999년 5월 20일
한국전력공사
장 재 원
목
Ⅰ . 전력사업개요
Ⅱ . 전원개발
Ⅲ . 원자력발전
Ⅳ . 전력수송설비
Ⅴ . 전력사업의 해외진출
Ⅵ . 전력사업의 규제완화
Ⅶ . 동북아 전력계통연계
Ⅷ . 기술개발
Ⅸ . 향후전망
차
Ⅰ. 전력사업 개요
1. 업무영역 : 발전, 송변전, 판매
2. 사업특성
O 설비산업 : 투자비 대규모
O 기간산업 : 국가경쟁에 큰 영향
O 독점사업 : 공익성 필요
(발전, 배전부문 경쟁화 추진중)
3. 설비특성
O 종합기술 : 전기, 기계, 토목, 건축, 통신, 화학, 원자력
Ⅱ. 전원개발
1. 전원개발 변천추이
O 60년대 초반 : 국내 부존자원인 수력과 무연탄을 이용한 발전소 치중
O 60년대 중반 : 국내 부존자원 한계로 석유화학 위주 발전소 치중
O 70년대
: 73년 1차석유파동후 발전용에너지 다변화정책
(주력전환 : 유연탄, 원자력)
O 80년대 이후 : 에너지 다원화정책 지속, 발전소 건설기술 자립 및
발전설비 표준화등 전원개발의 내실화
2. 전력수요 현황
년 도 ’61
구분
판매전력량(GWh) 1,189
최대전력(MW)
306
’71
’81
’91
’96
8,884
35,424 104,374 182,470
1,777
6,144
19,124
32,282
※ 35년간 판매전력량 154배(15.1%/년), 최대전력 106배(14.0%/년), GDP(8.3%/년) 성장
3. 전원개발 계획전망
O 계획수립방향
- 환경규제 대비 경제성과 환경친화성 동시 고려 (LNG복합화력 : 증가, 석탄화력 : 감소)
- 대체 에너지 발전소 건설계획 수립
- 설비예비율 : 18 - 20% 수준 확보 (단기 : 이상고온 수요 대비, 장기 : 對北韓 협력대비)
- 인접국가와 계통연계 대비
O 발전원별 설비구성 (설비계획 기준)
[ 단위 : 만kW(%) ]
년도
원자력
석 탄
LNG
석 유
수력/기타
계
1998
1,202
1,140
1,222
501
312
4,377
(27.5)
1,372
(27.5)
2,343
(31.4)
(26.0)
1,410
(28.3)
2,130
(28.5)
(27.9)
1,344
(26.9)
1,755
(23.6)
(11.4)
474
(9.5)
533
(7.2)
(7.2)
387
(7.8)
693
(9.3)
(100)
4,987
(100)
7,454
(100)
2000
2010
4. 전력수요 동향 및 전망
O 전력수요는 결정요인이 복잡하여 예측시 수요결정 요인을 모두
반영하기는 곤란함
※ 주요 결정요인 : GDP성장율, 전력요금수준 및 구조, 산업구성비, 인구 및 주택보급율,
에너지 관련정책, 대체에너지 개발, 기술개발 현황 등
O 전력수요 예측치 (2010년 예측수요 : 현수요의 약 2배)
년 도
판매전력량(GWh)
최대전력(MW)
부하율(%)
1997
2000
2010
200,784
221,260
353,012
35,851
39,613
63,269
71.5
70.8
70.4
O 용도별 전력수요 변화 전망
구 분
여 건 변 화 내 용
점유율 변화(%)
1996년 2010년
주택용
소득증가로 가전기기 보급확대, 전기에너지 선호
16.2
17.2
상업용
생활수준 향상으로 레저산업 및 유통산업 발달
25.8
31.4
산업용
경제성장에 따라 양적 확대 전망되나, 전력 다소비
산업에서 부가가치 높은 기술집약형 첨단산업으로
구조변화 및 에너지절약정책으로 성장율 둔화
58.0
51.4
Ⅲ. 원자력발전
1. 현 황
O 1960년 국내최최의 연구용 원자로 (TRIGA MARK-Ⅱ) 가동
O 1978년 4월 고리원전 1호기 상업운전
O 설비현황 (’98년말 기준)
- 운전중 (14기) : 고리 1 - 4호기, 월성 1 - 3호기, 영광 1 - 4호기, 울진 1 - 3호기
- 건설중 ( 6기) : 월성 4호기, 영광 5, 6호기, 울진 4 - 6호기
년
도
원 전 설 비 ( MW)
원전발전량 ( GWh)
’91
’93
’98
7,616
(36.1%)
56,311
(47.5%)
7,616
(36.1%)
58,138
(40.2%)
12,016
(27.7%)
89,689
(41.7%)
※ 설비형태 : 월성원전 (가압 중수로형), 기타 (가압 경수로형)
비
고
2. 특 징
○ 발전원가에 연료비 비중이 15%로 낮음(석유 : 50%, 석탄 : 30%)
- 연료중심 에너지가 아닌 기술집약형 에너지
○ 산성비, 온실효과 등의 환경오염이 없음 (지구 이산화탄소 배출 : 200억톤/년)
- 세계 총전력량의 17% 담당, 석탄화력으로 발전시보다 연간 18억톤 이산화탄소 배출감소
○ 연료비축이 용이하여 에너지 안정공급에 유리하고 화석연료 고갈에 따른 에너지
파동 최소화
○ 방사성 물질의 위험성이 내포되어 있으므로 엄격한 안전관리 체계화 필요
3. 전망 및 개발계획
○ 부존자원이 부족한 우리나라는 국제정세의 불확실성을 감안할 때 主전력원
으로 이용예상
○ 울진 3, 4호기 부터는 국내산업 실정에 맞게 개발된 한국형 표준 원자력 발전소
개념 반영
- 경제성 제고 및 기술자립 극대화, 해외 원전건설시 대외 경쟁력 확보
○ 차세대 원자력 발전소 개발사업을 G-7 프로젝트로 수행 (2001년까지 설계 완료)
- 용량 : 1,350MW, 기술성, 경제성, 안정성 개선)
○ 장기계획상 2015년까지 원자력 18기 추가건설
- 설비용량 27,650MW, 전체의 34.2%
Ⅳ. 전력수송설비
1. 현 황
O 70년대 중반이전까지 지역간 전력융통은 154kV에 의존
O 1976년 345kV 송전선 운전개시 후 345kV 전국 및 수도권 환상망 구성
O 계통전체 전압계층 변화 : 고압화, 단순화로 계통신뢰도 향상 및 손실감소
- 154kV - 66kV - 6.6kV (3.3kV)에서 345kV - 154kV - 22.9kV로
O 송변전설비 변천추이
구
송 전
설 비
(C-km)
변 전
설 비
(MVA)
분
345kV
154kV
66kV
22kV
345kV
154kV
66kV
22kV
’61
1,045
2,199
2,927
373
519
371
’71
2,896
3,463
2,708
2,540
1,266
603
’81
2,097
6,381
4,483
98
7,333
10,976
2,209
755
’91
4,941
11,189
3,721
24,172
29,767
2,235
589
’96
6,256
14,181
2,705
41,675
52,059
1,971
455
○ 송변전손실률(%)
[단위 : %]
년도
구분
송변전손실률
배전손실률
계
'61
'71
'81
'91
'96
11.18
18.17
29.35
5.83
5.59
11.42
3.95
2.71
6.66
3.16
2.44
5.6
3.27
2.13
5.4
※ 손실저감 : 1차전압의 승압 (154kV => 345kV)에 의해 약 2%, 66kV설비 억제로 7%
배전선로 22.9kV 승압으로 약 5%, 계측오차, 천용 등의 손실 10% 감소
2. 설비계획 수립여건
○ 지역간 융통전력 급증 : 인구집중으로 대도시 전력수요 증가
- 경인지역 : 전국의 약 45%
○ 계통특성 악화 : 냉방부하 증가에 따른 말단전압강하, 지중케이블 및 초고압설비
확충으로 계통전압 상승
○ 전력품질 향상욕구 증대 : 산업의 고도화 및 생활수준 향상
○ 선로경과지 확보난 및 사업추진에 장시간 소요 : 국토이용 한계 및 주민의 부정적
의식
○ 설비투자비 급증 : 선로 장거리화, 지중화, 지가보상비 상승
3. 계획의 기본방향
○ 송전능력증대 : 345kV 송전선로 4복도체 2회선 동시가선, 154kV 송전선 규격상향
○ 변전소 설비용량 확대 : 변압기 단위용량 확대 (40MVA => 60MVA, Bank數 확대)
○ 조상설비 확대 : 말단 전압보상 및 심야 전압상승 억제
○ 설비의 지중화 및 옥내화 : 신뢰도 향상, 안전, 도시환경미화
4. 초고압 전압격상 : 345kV => 765kV
○필요성
- 지속적 수요 증가로 경인지역 수요 집중
- 원자력 및 유연탄 발전소 (전체의 약 70%) 입지제한, 송전선로 경과지 難 심화
○ 격상전압 : 환경, 경제성, 기자제 조달 측면을 고려 765kV로 결정
○ 1차 사업구간 : ’99년 末 준공예정
- 서해안 유연탄 화력단지 - 경인지역 (170km)
- 동해안 원자력단지 - 경인지역 (160km)
○ 사업규모 : 최종포화수요 (2030년 : 9천만kW) 도달시 765kV 3개 Route 필요
- 345kV로 건설시 11개 Route 소요
5. 전력설비와 통신설비
○ 전력통신설비 필요성 : 전기는 생산과 소비가 동시에 이루어져 계통 실시간
관리 필요
○ 전력통신설비의 변천 : PLC => Microwave => Optical Fiber
- 초기에는 전력선을 전송매체로 하는 반송전화를 사용
- 1964년 대용량 회선이 공급가능한 Microwave 장치 개통
- 1985년 이후 국가 통신조정위원회 승인을 얻어 가공지선속에 광화이버 저장 (OPGW)
○ 정보통신의 활용
- 전력사업 지원수단에서 경쟁력 확보의 수단으로 부각
- WTO 대비 국가통신자원의 총체적 활용 필요
○ 정보통신사업
- 분 야 : 광통신망, 무선통신망, 전력종합자동화 시스템
- CATV 전송망사업 : 원격검침, 부하제어 등을 위해 쌍방향 통신가능 구조임
○ 전망 : 한전은 시장개방과 더불어 기업성이 강조되어야 하며 정보통신자원의
활용으로 경쟁력 향상
6. 설비운영 및 관리의 선진화 전망
○ 변전소 무인화
○ 방사상 계통 자동절체 시스템
○ 변전소 종합보호 시스템
○ 송변전 지리정보 시스템
○ 무정전설비 및 공법 도입
- 호당 정전시간 (’90 : 295분, ’96 : 27분, 2000년대 : 수분이내 전망)
Ⅴ. 전력사업의 해외진출
1. 사업규모
O 세계 IPP 프로젝트 증가
O 아시아 지역에서 건설될 발전소 (2005년까지 530GW 전세계 설비증가분의
45% 전망)
O 한전의 발전은 개도국의 모델로 경영능력과 각 분야별 전문화 子회사 보유
O 국내 발전사업 민영화 추진중
2. 추진방향
O 한전이 사업의 리더로써 투자재원 조달, 사업관리 및 발전소 운영부문 수행,
子회사 또는 민간기업이 설계, 기자재 공급, 시공, 정비분야 담당 컨소시움
형성
O 한국 표준형 발전소 (석탄화력 : 500MW, 원자력 : 1,000MW)를 상품화하여
Cost Down
3. 진출현황
○ 필리핀 말라야 : ’95년 필리핀 전력공사 민영화의 일환으로 발주
- 성능복구, 운영사업수주 : 12년간 직접 운영하여 전기요금으로 회수
○ 필리핀 일리한 사업 : ’96년 세계 최대규모 가스복합화력 BOT 사업수주
○ 중국 광동원전 1, 2호기 운영 및 정비기준 자문용역 수행완료 (’93 - ’96)
○ KEDO 주관하에 북한 원전사업 수행중
4. 향후 사업추진 전망
○ 선진국의 전력회사 및 투자회사 공략으로 경쟁치열
○ 비교우위로 판단되는 건설관리, 운전정비부문 중심으로 국내·외 관련업체와
제휴 필요
○ 전력수요가 급증하고 기술이 부족한 동남아지역과 중국, 인도가 주요 진출시장,
이 국가들의 재원부족을 감안 해당국의 석탄, 석유, 천연가스 등 자원개발사업과
연계필요
- IMF로 인한 추가재원 조달 여건 악화로 투자가 수반되지 않는 용역사업위주
5. 효 과
○ 개도국 기간산업에 참여함으로써 국가간 협력관계 구축
○ 인적자원 및 축적된 기술활용으로 경영자원 효율성 제고
○ 종합프랜트 산업이므로 관련 산업 동반 진출로 전반적 산업 경쟁력 향상
Ⅵ. 전력사업의 규제완화
1. 추진배경
O 경쟁도입에 의한 각국의 전력산업 구조조정 확산
O 정부의 공기업 민영화 및 경쟁도입 추진
O 전력사업의 독점 운영관련 민간부문 진입 장벽 완화요구
2. 민자발전 추진현황
구 분
1차사업
2차사업
발전소규모
종 류
용 량
포스코에너지 유연탄화력 500MW급 * 2
1996년 현 대에너지 LNG 복합 450MW급 * 1
엘 지에너지 LNG 복합 450MW급 * 1
1997년 SK 콘서시엄 LNG 복합 450MW급 * 2
입찰년도
낙찰기업
건설위치
전남 광양
전남 여천
충남 당진
경북 대구
3. 각국의 전력사업 구조유형 비교
○ 유형Ⅰ : 발·송·배전 수직·수평 통합체계 (한국, 프랑스, 이탈리아)
- 장 점 : 국가주도 최적 개발계획 (사회적 비용 최소화), 공급안정성 확보가능
- 단 점 : 경쟁 부재로 효율성 향상 노력미흡, 과도한 규제로 경영효율성 미흡
○ 유형Ⅱ : 지역별 수직 통합체계 (일본, 중국, 캐나다)
- 장 점 : 지역별 간접경쟁 및 사업규모 비대화 완화
(사업자간 설비과다 및 과소문제는 도매시장을 통해 해소)
- 단 점 : 지역간 요금격차 (농어촌 불리), 동일지역내 독점상존 (실질적 경쟁효과 회의적)
○ 유형Ⅲ : 발전·배전 분리경쟁 및 송전독점 체계 (영국, 노르웨이)
- 장 점 : 효율성 높은 기업진입 확대, 서비스 개선, 요금결정 합리화 및 자동적 부하관리
- 단 점 : 연료정책 수급곤란, 시장실패 가능성 (좌초비용 발생), 국가정책사업 수행곤란,
송전부문 의사결정 집중화로 발 · 배전 지배가능성
4. 단계별 추진전략
가. 제1단계 (현행체계)
나. 제2단계(발전경쟁단계)
발전회사
(공기업)
한국전력공사
발
전
송
전
민자발전
사업자
배 전
입찰판매
입찰
기존 민자
발전사업자
발전회사
(민간기업)
입찰판매
전력입찰시장
PPA
직거래
송전(한전)
배전(한전)
소비자
소비자
O 한전이 발·송·배전을 모두 독점
O 일부 민자발전사업자가 한전에
전력공급
대수용가
O 발전부문을 한전에서 완전 분리하여
수개의 발전사업자간 분할경쟁
O 송·배전은 한전이 전담
O 대수용가에 대한 전력 직거래 개시
PPA (Power Purchase Agreement) : 발전회사와 송전회사간에
맺어지는 장기적인 전력수급계약
다. 제3단계 (도매경쟁단계)
발전회사
(공기업)
라. 제4단계(소매경쟁단계)
발전회사
(민간기업)
입찰판매
발전회사
(공기업)
입찰판매
입찰판매
발전회사
(민간기업)
입찰판매
직거래
기존 민자
발전사업자
직
거
래
전력입찰시장
입찰
PPA
입찰구매
송전회사
배전회사
소비자
소비자
송전회사
입찰구매
입찰구매
배전회사
전력입찰시장
배전회사
대수용가
O 배전부문을 한전에서 완전 분리하여
경쟁체제 도입(입찰구매경쟁)
O 송전망을 개방하여 배전회사의
자유로운 사용 보장
소비자조합
소비자
입찰구매
기존 민자
발전사업자
배전회사
소비자
O 배전망도 개방하여 일반소비자가
발전회사를 직접 선택하여 전력을
공급받을 수 있는 최종 단계
Ⅶ. 동북아 전력계통연계
1. 국가간 전력계통 연계 목적
O 국가간 전력에너지 교환으로 설비예비력을 공동활용 가능하여 설비투자비 절감
O 저원가 발전력을 연계계통 전체에서 효율적으로 사용하여 운영비 및 유지비 절감
O 인구밀집 수요지로부터 원거리에서 생산되는 에너지를 전기로 변환하여 수송
하여 환경보호
O 소속국가 전체가 소유해야 할 발전설비량 감소로 투자비 절감 및 환경보호
(부등율 적용)
2. 세계적 전력계통 연계현황
O유
럽 전력계통 : 서유럽계통(UCPTE), 북유럽계통(NORDEL),
동유럽계통(CENTREL)
O 구 소 련 전력계통 : UPS, IPSCIS
O 아메리카전력계통 : 북미계통, 중남미계통
O 동 북 아 전력계통 : 중국계통, 일본계통, 한국계통, 북한계통
3. 국내 계통연계사업 (제주 - 육지간 HVDC사업)
○목 적
- 제주도 전력사업 적자(규모가 작아서 예비율 40%, 환경문제로 비싼연료 사용) 경감
- 육지수요의 1% 정도인 제주도계통 공급신뢰도 (정전시 절반정도 파급) 향상
○ 사업개요
- 변환소 : 육지측 해남변환소와 제주도측 북제주화력발전소내 변환소등 2개소
- HVDC케이블 : 1회선당 송전용량 150MW, 101km 2회선
○ 사업효과
- 제주도와 육지계통을 합한 연계계통의 필요발전력이 감소 (부등율 적용)
- 육지와 제주도가 전력을 상호 융통가능함으로써 종합적 최적경제급전 가능
- 제주도에 대용량발전기 건설 가능하여 경제성 제고, 육지와 연계로 공급신뢰도 향상
- HVDC기술 습득으로 향후 동북아 전력계통연계에 대비
4. 동북아 전력계통 연계
○ 전력계통 연계 배경
- 시베리아지역 천연에너지자원 풍부 (LNG가스, 석유)
- 중국, 한국, 일본이 전력계통 규모면에서는 크지만 서로 독립하여 운전중
○ 전력계통 연계 잇점
- 전력피크 시점이 東에서 西로 이동하므로 동북아계통 수평연계시 예비력 공유 가능
- 국가간 전력생산비 차이에 따라 경제성 도모
- 한국은 전력융통요충지 (중국과 일본 사이)에 위치하여 유리하게 전력시장 참여 가능
- 시베리아 천연자원 개발시, 현지에 발전소 건설후 전력수송으로 수요지 환경문제 예방
○ 전력계통 연계방안
- HVDC연계 : 부산(한) - 후쿠오카(일), 산둥반도(중) - 서해안(한)
- 초초고압 (765kV 이상 송전계통) : 한국 - 북한 - 중국 - 소련
5. 동북아 전력계통 방안 계통도
소련
중국
한국
일본
초초고압선로
HVDC선로
Ⅷ. 기술개발
1. 기술개발 방침
O 전력사업 수행상 핵심기술은 자체개발
O 기타 관련사업은 외부기관 기술개발 지원으로 전력기술 균형발전
2. 투자규모
O 정부의 R & D투자 확대권고 및 자체 기술개발 수요증가에 부응
O 한전의 연도별 매출액대비 R & D 투자율은 3% 수준
O 연도별 R & D 투자비
년도
'91
'92
'93
'94
'95
'96
'97
'98
매출액 대비율 (%) 1.9
투자금액 (억원) 1,100
2.3
1,543
2.1
1,581
2
1,718
2.3
2,232
3.2
3,474
3.2
4,098
3.1
4,738
구분
3. 중소기업 기술지원
○목 적
- 중소기업 기술개발 촉진, 전력사업자와 상호이익 극대화
- 단독개발에 따른 위험분산 및 성공 가능성 증가
○내 용
- 사업비지원 : 500억원 (’93 - ’97), ’98년 250억원/년 으로 확대
- 한전 연구인력, 시설지원
○ 성 과 : 년간 1,400억원 투입 및 1억 달라 수출 증대
○ 부문별 중점추진계획 기술
기술 부문
수화력
원자력
전력계통
에너지(전력경제포함)
중 점 기 술
O 설비 고장예측 진단 및 정비기술
O 디지털 분산제어 시스템 개발 등
O 혼합 산화물 연료 실용화 기술
O 원전 수명관리 기술 등
O FACTS 기술
O 종합 배전자동화 시스템 개발 등
O 석탄가스화 복합발전
O 초전도 응용기술 등
4. 연구협력
○ 자체연구 18%, 산 · 학 · 연 공동 및 위탁연구 : 82% (’96 집행금액 기준)
○ 협력기관
- 정 부 : 국가 선도 기술개발사업 (G7) 등
- 연구기관 : 대학 (기초전력공학 공동연구소 기초연구), 에너지 연구원,
한국전기연구소 등
- 산 업 체 : 기업부설 연구소 또는 전력설비 제작업체
- 국제협력 : 기술협정을 통한 포괄적 기술교류 (외국 전력회사 및 전력관련 기관),
해외연구 기관과 협정을 통한 공동연구 (일본 CRIEPI, 미국 EPRI, MIT,
중국 EPRI 등)
Ⅸ. 향후 전망
1. 전력산업 구조개편
O 한전 독점체제 => 규제완화 => 다수사업자에 의한 경쟁체제
O 지역별 시간대별 요금차등
2. 전력사업 범위 확대
O 해외 진출
O 사업 다각화
3. 국가간 전력 계통연계
O 인접국간간 전력중개 (중국, 일본, 소련)
O 예비력 공유로 설비절감
4. 기술대체
O 대체에너지
O 원자력 기술개발 (고속 증식로, 핵융합)
O 초전도 전력저장 및 전송
O 전력전자, 제어분야