Transcript 우리나라 전력산업의 과거와 미래 - 원영진 처장(한국

Think Together, Go Together
우리나라 전력산업의 과거와 미래
한국전력공사 계통계획처
2015. 5
한전의 개요
발전분야 최신 연구 동향
송변전분야 최신 연구 동향
Energy Valley
Think Together, Go Together
한전 개요
한국수력원자력
Nuclear & Hydro
남동발전
Thermal & Renewable
중부발전
Thermal & Renewable
서부발전
Thermal & Renewable
한국전력기술
Engineering Service
한전 K P S
Maintenance & Repair
한전원자력연료
Nuclear Fuel
한전산업개발
Retail Metering
한전가스공사
Import & Supply of LNG
한국지역난방공사
District Heating
한전 K D N
IT Service
남부발전
Thermal & Renewable
동서발전
Thermal & Renewable
4
서부발전
한국수력원자력
발전부문
전력시장운영
(MO)
전력계통운영
(SO)
Nuclear & Hydro
Thermal & Renewable
남동발전
남부발전
Thermal & Renewable
Thermal & Renewable
중부발전
동서발전
Thermal & Renewable
Thermal & Renewable
민간발전
전력거래소
송전망운영
(TO)
판매
소비자
5
1887년 3월6일 (에디슨 백열전구 발명 후 7년 5개월 이후)
1
경복궁 항원정의 못물을 먹고 켜진불이 건청궁 처마 밑에 벌겋게 커졌다고 해서 ‘물불’
2
묘한 불이라는 뜻의 ‘묘화’
3
한번 고장이 나면 고치는데 비용이 많이 들어 ‘건달불’
1
광복직전 발전용량 : 172만2,695kW (수력 92%, 화력 8%)
2
남한의 발전설비 : 19만8,782kW(북한 96%, 남한 4%)
- 수풍댐 발전소(당시 동양 최대 규모, 높이 106.4m, 길이 900 m)
시설용량 : 600MVA
전국 발전설비에 대한 비율 : 31%
전국 발전량에 대한 비율 : 42%
조선전업
경성전기
남선합동전기
발전회사 및 주요 송전선로보유
경기도 일부 강원도 북부
남한의 전지역 공급
설비 70%이상 북한지역 보유
서울 시내 송전망 지중운영
소규모 설비 보유
1941.8.5 수풍댐 1호기
1943.11 수풍댐 2~6호기
동양 최대 규모
높이 106.4m, 길이 900 m
시설용량 : 600MVA
1948년 5.14 단전 조치
총 발전용량: 1,938MW
(북한 :1697MW, 남한 240MW)
1948. 2월 미군 발전함 투입
카코나호(20MW),일렉트라호(6.9MW)
임피던스(30MW) 등 72.3MW
1941.8.5 수풍댐 1호기
총 발전용량: 2,508 MW
1978. 4월 고리1호기 준공
총 발전용량: 6,916 MW
세계 21번째 원전 도입국
시설용량 : 587MVA
1998. 8월 울진3호기 준공
총 발전용량: 43,406 MW
한국표준형 원전(원전 국산화)
시설용량 : 1000MVA
2000년대 이후 신재생보급 확대
신재생에너지 의무 할당제
(Renewable Portfolio Standard)
탄소배출권
(Certified Emission Reduction)
2015년 3월
총 발전용량: 95,365 MW
원자력 : 20,716 MW(22%)
유류
: 4,255 MW( 4%)
LNG
: 31856 MW(33%)
양수
: 4,700 MW(5%)
석탄
: 27,036 MW(28%)
신재생 : 6,804 MW(7%)
1
154kV 단일계통 구성
- 부산-대구-대전-수도권 계통 연계
- 한강계 수력발전-수도권 계통 연계
2
전력수요 약 4배 증가
- 1961년 306MW → 1969년 1,340MW
1
22.9kV 다중접지방식 적용
- 3.3kV 및 6.6kV 배전설비 대체
2
154kV 선로가 주간선 역할
- 수도권 및 영남지역 환상망 구성
3
345kV 송전선로 최초건설
- 1976년 여수화력-신옥천변전소 연계
4
전력수요 약 3배 증가
- 1970년 1,555MW → 1979년 5,353MW
1
154kV 지중선로 및 GIS변전소 보급
- 도시지역 공급신뢰도 향상
2
345kV선로가 주간선 역할
- 345kV 환상망 계통 구성
- 345kV 선종 480㎟ 4복도체 증대
3
전력수요 약 2.8배 증가
- 1980년 5,457MW → 1989년 15,058MW
765kV 신가평 신태백 S/S 건설사업
765kV 밀양송전탑, 신경기 S/S 건설 사업
500kV HVDC
북당진-고덕
765kV
신고리-북경남
Think Together, Go Together
想像, 현실이 되다
1965년에 상상한 2000년대 생활상
2014년에 상상한 2050년대 생활상
만화가 이정문 (1965)
태양열을 이용한 집에서 살고,
PC로 전자신문을 보고,
공해없는 전기자동차가 다니고,
무빙워크를 이용해 걷고 ,
청소로봇이 청소를 대신하고,
우주선으로 달나라 여행을 하고,
원격강의로 집에서 공부하고
집에서 원격진료를 받고,
DMB 스마트폰으로 화상통화를 하고,
인터넷으로 집에서 공부하고
••• ••
VOD를 보며 요리를 하는 미래의 생활
Think Together, Go Together
발전분야 최신 연구 동향
[Technology Readiness Level]
1
2
3
Concept
4
5
Lab-Test
6
Demo.
7
8
9
Commercial
41
31
24
‘11
‘14
‘15
‘18
‘20
31
16
‘16
34
’18
‘20
132
• Global : CCS시장 관망
[단위 : 조원]
(’50년 CCS 시장 558조원 전망)
• 포집 - 수송 - 저장기술 연계
통합플랜트 기술로 발전
• 기타 산업분야도 CCS 필요
[
시장 점유율
건
조원 ]
5
진출대상의 1.5%
(2030년 기준)
1
(시멘트, 제철, 정유 등)
2
’25년 이후 상업화 예상
석탄e 의존시장과 향후 석탄화력 지속성장 예상국에 집중
화력 신규 및 노후설비에서의 CCS시장 확보
기타 Industry 분야로 확장
Target 시장
1단계
1ST
2nd
‘20 국제실증사업 참여(해외진출)
2단계
3단계
• (~15년)
• Pilot Plant 최적화 및 License 판매
• (~18년)
• 상용패키지 개발/국내외 소규모 사업
• (~20년)
• 국내외100MW 이상실증(상용화시범사업)
139
* 초임계 : 온도 31도 이상, 70기압 이상의 상태
[Technology Readiness Level]
1
2
Concept
3
4
Lab-Test
5
6
Demo.
7
8
9
Commercial
1,400
29
25
226
14
‘16
‘18
‘20
‘22
‘25
11
38
‘16
’20
‘25
142
기 저급연료(저급탄 및 바이오매스)
술
사용이 가능한 CFB기술을 USC
개
요 장착 고효율화∙대용량화∙국산화
필
요
성
재생에너지 자원인 바이오매스
유기성 폐기물의 혐기성 소화 과정 중
등을 혼합 연소하여 정부의 RPS
발생되는 바이오가스를 연료화 하고
정책시행에 대응하는 기술
발전시스템에 적용하여 전력을 생산
환경친화적 바이오 연료생산
 연료 다변화를 통한 경제성 향상
 청정 발전원 요구 및 저급탄과
발전설비 대용량화로 효율증대
신재생원간 혼소 수요(정책)
세계시장 ’20년 68조 규모성장
RPS 공헌 및 CO2 배출량 축소
 국내 RPS 대응방안으로 인정
폐기물 해양 투기로 시장 확대
저급연료의 발전효율 개선노력
연료별 전용 연소기기 Retrofit
유럽시장 포화, 중국 및 아시아
시장 급격 확대 전망
로
드
맵
'14
'18
'14
’17
’20
'14
’18
’20
600MW CFB USC-CFB
RPM모델 개발
설계
인력 30명, 투자 85억
인력 18명, 투자 620억
인력 10명, 투자 75억
157
“서구문물이 들어오던 시기,
나라마다 시계를 처음 본 반응이 달랐다는데, 그 결과와 역사는…”
청나라 황제의
회중시계
구한말 고종의 회중시계
개화기의 시계광고
Think Together, Go Together
송변전분야 최신 연구동향
“초전도, 글로벌 최고 수준의 상용화 기술 실증, 이제 국내를 넘어 세계로”
1
2020년 본격 시장형성 전망, 초기 시장선점을 통한 기술우위 확보
2
초전도 선재, 케이블, 한류기, 변압기, 냉각기 회전기, 전력저장분야 등 산업 공급망의 전략적 확보
3
22.9kV급 실 계통 실증에 이어 제주 금악변환소에서 송전급 실증성과 조기확보에 주력
- 20/32 -
“장거리 송전의 대안기술이자, 변화된 국민의 보편적 가치에 부합하는 신기술로”
1
제주-해남 #1 HVDC(300MW) (’98.3 준공, Alstom, ALCATEL cable)
제주-해남 #2 HVDC(400MW) (’13.3 준공, Alstom, LS전선
2
HVDC J/V인 “KAPES” 설립(’13.5), ’14년 북당진-고덕 HVDC 착공 등 관련산업 성장을 위한 인력육성
3
- 21/32 -
“초고압 송전기술의 발달, 국가간 전력망 연계와 글로벌 전력거래 시대를 위하여”
1
동북아시아(한, 북, 중, 일, 러) 전력계통 연계사업 준비에 따른 관련 산업인프라 조성
한-러 계통연계 : 한전 주관 과제수행 중(’12.10 ~’14.9)
한-일 계통연계 : 소프트뱅크와 한일연계 엔지니어링 공동개발 협의(’12.1)
남-북 전력협력 : 개성공단 전력공급(문산~평화변전소, 16km, ’07.6)
2
신성장동력 중심축으로 선정하여 투자 지속 필요
전력계통의 안정성, 국가간 전력피크 완화, 국가간 경제이익, 평화체계 기여
장기적 관점의 동북아시아 수퍼 그리드 추진에 대한 국가적 검토
- 22/32 -
화력발전기 5%감발운전 대체
신재생에너지의 급격한 출력변동 완충 역할
전력설비현황
*저동 3, 4호기 각 1,000kW 2기(‘86.5 설치) 및 남양 1호기 1,500kW 1기 (‘97.2 설치)를 내용연수 만료에 따라 철거예정
1
고압배전선로의 저압직류배전 전환 사업 추진
2
국내 최초 도서지역 DC 마이크로그리드 구축
세계적 수준의 저압 직류전압 공급 선로용 전력변환기 개발
도서지역 내 DC 홈 구축 및 DC 배전선로 연계 실증
도서지역 장거리 고압 배전선로의 저압 직류배전 전환 사업
DC MG 운영시스템 및 응용프로그램 개발
직류배전 실증을 통한 도서지역 DC MG 구축용 타당성
3
독립섬 DC 배전 해외 사업 모델 개발
핀란드 국립연구소(VTT)와 유럽내 실증사이트 발굴 및 공동사업
아프리카 소규모 MG 구축사업시 DC 배전 적용
DC배전을 활용한 경제적인 소규모 MG 구축 모델 개발
4
신재생 에너지원 연계 직류배전 실증사이트 구축(’16년)
신재생 에너지원 및 모의선로와 연계한 국내 최초 캠퍼스 규모 DC배전망
직류 수용가, 태양광, 풍력, 배터리를 직류계통으로 통합 관리하는 실증인프라




300kW급 전력변환장치
보호협조 알고리즘
차단기 및 개폐기
신재생 직류연계용 파워게이트
 수용가 Customer gateway
 전압 및 조류제어 기술
 통합 감시제어시스템
Think Together, Go Together
Energy Valley
해외 동향
해외 동향
해외 동향
1
3
4
2
지역사회를 넘어 凡국가적 Role 모델로…
해외 동향
1 지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
2 지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
지자체 합동 해외 벤치마킹
(3.30~4.11)
3 지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
해외 동향
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
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.
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
.
지자체합동해외벤치마킹(3.30~4.11)
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과제발굴·기획
R&D 수행
Post-R&D
• 산학연공동발굴
• 협력 R&D 추진
• 제품화기술개발
• Open-Innovation
• 연구인력 지원
• 시제품 생산
• 1천만원(6개월)
• 2.5억(1년6개월)
• 1억(6개월)
▶ 사물 인터넷(IoT) 솔루션
▶ 하이브리드 MG(거차도) 개발
▶ 직류 배전망(도서지역) 개발 등 16개 과제
Think Together, Go Together
미래 전력기술포럼
KEPCO
5 전력연구원
한국전력공사
계통계획처 | 2015.