다시 태어나다: 화석연료 발전기가 제2의 생명을 얻을 수 있을까?

Jun 24, 2023

새로운 보고서에서는 오래된 화석 연료 발전기의 용도를 변경하여 재생 에너지 전력 네트워크를 안정화하는 데 중요한 역할을 수행할 수 있는지 여부를 조사했습니다.

오래된 화석 연료 발전기를 재생 에너지 전력 네트워크에서 핵심 역할을 수행하도록 전환하는 것은 기술적으로 가능합니다. 또한 대체 동기식 응축기를 구축하는 것보다 더 빠르고 저렴할 수도 있습니다.

ARENA가 의뢰한 보고서인 기존 발전기를 동기식 응축기로 용도 변경하는 보고서에서는 동기식 응축기로 알려진 대체 장치를 처음부터 구축하는 것보다 전환 비용이 최대 40% 저렴할 수 있다고 추정합니다.

가스 구동 발전기의 용도를 변경하면 새 동기식 응축기의 설치 리드타임이 최소 약 30개월에서 최소 6개월로 단축될 수 있습니다.

대형 석탄 연소 증기 발생기는 다른 대안에 비해 변환 비용이 더 많이 들고 시간도 더 오래 걸릴 수 있지만 최종 제품은 여러 동기식 응축기를 결합한 것과 동일한 효과를 제공할 수 있습니다.

발전기는 본질적으로 안정적인 전기 공급을 주요 목적으로 하는 거대하고 동력을 공급받으며 회전하는 덩어리입니다. 하지만 너무 크기 때문에 관성은 전기 네트워크를 안정적으로 유지하는 데 도움이 될 수도 있습니다.

동기식 콘덴서는 비록 발전기보다 작지만 거대한 회전 질량입니다. 오래된 발전기가 은퇴함에 따라 이들의 유일한 역할은 네트워크 안정성을 유지하는 것입니다.

더 많은 발전기가 폐기되고 재생 가능 에너지원으로 교체됨에 따라 안정화 역할이 사라집니다. 한 가지 해결책은 더 많은 동기식 콘덴서를 구축하는 것입니다.

그러나 그러한 접근 방식에는 문제가 있습니다.

전 세계가 같은 문제에 대한 해결책을 찾고 있습니다. 동기식 콘덴서에 대한 글로벌 수요가 가속화되면서 공급 부족 현상이 나타나고 있습니다. 이로 인해 필연적으로 비용이 증가하고 대기 시간이 길어집니다.

맥락에 따라 네트워크 운영업체인 Transgrid는 최근 2025년까지 NSW에서만 20개의 동기식 응축기가 필요하다는 초기 추정치를 발표했습니다.

보고서는 화석 연료로 구동되는 발전기에 중점을 두고 있으며, 많은 수력 발전기가 이미 동기식 응축기로 작동할 수 있다는 점을 지적합니다.

기존 발전기를 변환하는 용이성은 기술 및 현지 현장 조건에 따라 다릅니다.

세 가지 기술을 조사한 보고서에서는 전환의 용이성, 속도, 비용의 순서가 다음과 같다는 것을 확인했습니다.

개방형 가스터빈은 터빈과 발전기 사이에 클러치를 추가하여 변환할 수 있습니다. 여기에는 적당한 구조, 냉각 및 윤활 수정만 포함하면 6~8개월의 리드 타임이 필요합니다. 전반적으로 전환 비용은 동일한 성능을 갖춘 새로운 동기식 응축기를 구축하는 데 드는 비용의 약 60%가 될 수 있습니다.

가스 터빈과 증기 터빈을 모두 갖춘 복합 사이클 가스 터빈은 시스템의 설계와 레이아웃에 훨씬 더 의존합니다. 가장 간단하게 전환하려면 클러치를 설치하는 것만으로도 비용과 리드타임을 절약할 수 있습니다.

석탄 연소 증기 발생기는 변환하기가 가장 어렵고 시스템의 설계와 상태에 가장 많이 의존합니다. 리드 타임은 12개월 정도로 짧을 수 있지만 18개월에서 최대 4년까지 걸릴 가능성이 높습니다. 비용도 더 높을 것으로 예상되지만 유리한 상황에서는 가스 발생기 전환 비용과 일치할 수 있습니다.

보고서의 권고 사항은 “호주에서 대형 화석 연료 발전기를 동기식 응축기로 전환한 전례가 없다”는 점을 인정하고 있지만 긴급 조치를 강력히 권고합니다.

첫째, 지식을 구축하기 위해 보고서는 최소 2개, 바람직하게는 3개의 현장별 조사를 지원해야 할 필요성을 강조합니다.

둘째, 빠르게 다가오는 기한 속에서 계속 증가하는 시스템 요구 사항을 충족하기 위해 보고서는 시스템 강도 서비스 제공업체가 잠재적인 프로젝트를 평가하고 규제 승인을 구할 것을 촉구합니다.

또한 이 보고서는 관련 계약의 구조를 탐색하고 관성의 가치에 대한 데이터 포인트를 별도로 설정하는 것에 대한 권장 사항을 제공합니다.