가정용 연료전지의 최적운전방법론 및 경제성평가

Abstract

정부는 기후변화에 대응하고 신재생에너지 산업을 육성할 목적으로 가정용 연료전지의 단기적 보급 목표를 2012년까지 누적 1,000대로 발표하였다. 현재까지 가정용 연료전지의 최적운전 방법론에 대한 연구는 가정의 에너지 수요를 고려하지 않고 수행 되었다. 본 연구에서는 가정의 시간대별 에너지 수요를 알고 있다는 가정 하에 에너지 가격과 상용화된 1kw의 가정용연료전지의 특성을 고려하여 가정용 연료전지의 최적운전방법론제시에 초점을 맞추었다. 더불어 연료전지 시스템의 경제성평가를 수행한다. 경제성 분석시 편의상 대표가정을 서울의 난방면적 100[m2]인 아파트로 전제하고, 국내에서 상용화된 1kW급 가정용 연료전지설비를 기준으로 하였다. 연료전지가 갖는 열병합 시스템의 특성을 감안, 시간대별 열, 전기부하를 산출하고, 열추종, 전기추종방식과 이에 따른 복합추종방식을 이용한 시뮬레이션 결과, 복합추종시 연간 1,110,955원의 변동비가 발생하며 연간 평균이용률은 61.6%로 추정되었다. 또한 연료전지 이용시 연간 이산화탄소 저감량은 1431로 분석되었다. B/C ratio는 0.44로 경제성이 없는 것으로 분석되었으며, 시스템이 경제성을 확보하기 위한 가격조건을 검토하여 본 결과, 할인율 5.5%인 경우, 현재 시스템비용의 약 55% 이상의 가격하락이 필요한 것으로 분석되었다.