국내 풍력 발전의 경제성 분석

Abstract

본 논문에서는 영덕, 제주 행원 및 한경, 태백의 국내 4개 풍력단지에 대하여 에너지 기술 연구원의 풍속 자료를 이용하여 연간 풍력 발전량 및 설비이용률을 계산하고, EWEA(2003)의 투자비 및 유지보수비 자료를 토대로 내부수익률 등의 현금흐름 및 주어진 할인율에서 순현재가치를 0로 만드는 전력판매가격 등을 분석해 보았다. 아울러 1년간의 풍속 자료를 무작위 추출하는 bootstrap 방법을 적용하여 90%의 신뢰구간을 만족하는 풍력발전량이 어느 정도인지, 또 풍속분포가 Weibull 분포함수를 따른다고 할 때 연평균풍속이 어느 정도 이상이어야 수익성이 있는지도 분석해 보았다. 4개 풍력단지의 평균풍속은 5.25～8.19m/s로 분석되었고, 종합손실률을 19.56% (RETScreen에서 제공한 범위의 중간 값)로 적용하면 풍력터빈의 설비이용률은 19.72～34.62%로 계산되었다. 4개 분석대상 단지 중 풍속이 가장 좋은 태백(850kW급)의 경우 bootstrap방법에 의한 90% 신뢰구간을 만족하는 발전량은 연간 대당 2423～2732MWh로 분석되었고, 이때의 설비이용률은 32.5～36.7%로 나타났다. 4개소 중 풍속이 가장 좋지 않은 것으로 분석된 제주 한경(1500kW급)의 경우 bootstrap방법에 의한 90% 신뢰구간을 만족하는 발전량은 연간 2560～2977MWh로 분석되었고, 이때의 설비이용률은 19.5～22.7%로 나타났다. 한편 종합 손실률을 미국 DOE의 예상을 적용하여 13%로 한 경우에는 설비이용률이 태백의 경우 37.5%, 한경의 경우 22.7%로 다소 나아졌다. 제주한경의 2004년도 설비이용률이 전력거래소 통계자료에 의하면 23.9%이므로, 평균풍속의 변화를 감안하면(4.4.3절 참조) 본 논문에서 종합손실률을 13%로 가정한 경우와 근접한 것이라고 할 수 있겠다. 종합 손실률을 19.56% 및 13%를 적용한 경우, 내부수익률은 각각 영덕은 7.18% 및 8.22%, 행원은 9.83% 및 11.0%, 한경은 8.04% 및 9.12%, 태백은 15.93% 및 17.44%로 분석되어 현 우선구매제도가 계속 유지된다면 이 4개 풍력단지는 다소 경제성이 있을 것으로 예상된다. 이 분석결과는 초기투자비에 대해 부채가 없다고 가정하였으나, 신재생에너지 보급을 위한 정부의 자금지원(5년 거치. 10년 분할상환. 이자율 2%)을 고려한다면 수익률 등은 더 향상될 것이다. 연평균풍속이 얼마나 되어야 적정 이윤을 확보할 수 있는지도 분석하였다. 손실률을 19.56%로 적용할 경우 1650kW 풍력터빈의 경우 연평균풍속이 5.8m/s이상 되면 7.89% 이상의 수익률을 얻을 수 있을 것으로 나타났고, 이는 온실가스 배출권을 고려하지 않은 것이므로 배출권이 인정되어 수익으로 환원되면 수익률은 향상될 것이다.