LCC 및 LCCO2 분석에 의한 CO2히트펌프 급탕가열기의 경제성 및 환경부하평가에 관한 연구

Abstract

현재 국내 에너지 민생부분 상업공공부분의 급탕용 에너지 사용량은 2004년 722.8TOE, 2007년 913.4TOE로 사용량 통계의 5.59% 및 6.23%증가하였다. 그동안 증가하는 급탕에너지공급을 위해 사용되어진 각 열원에 대해 운용비 절감차원의 LCC 및 LCCO2 분석이 많이 수행되어져 왔다. 특히 정부지원하에 재생에너지원으로서 CFC계열 및 HFC계열 냉매를 적용한 지열히트펌프에 대한 분석은 상용화를 위해 성적계수(COP) 및 에너지시뮬레이션을 통한 연간 에너지 성능에 대한 연구개발은 많은 성과가 있었던 반면, 새롭게 대두되고 있는 자연냉매 CO2 히트펌프대한 LCC 및 LCCO2에 대한 연구는 전무하였다. 따라서 본 연구에서는 CO2히트펌프가 전기열원 급탕열원기기로서 적용되어졌을 경우 경제성분석과 탄소배출에 대한 환경부하의 사회적처리비용 절감금액을 합리적으로 구하고자 하였다. 기존의 병원건물에 이미 설치 및 운용되고 있으나, 잦은 고장으로 교체를 고려하고 있는 LNG열원 급탕보일러의 연료소비량을 역추적하여 도출한 급탕에너지량을 토대로 CO2 히트펌프 급탕가열기로 변경하였을 경우 LCC 기법을 통한 경제성 분석을 실시하고, 더불어 LCCO2 평가를 통해 갱신 열원기기의 탄소배출량의 감소율 및 환경부하의 사회적처리비용 절감금액을 산정하여, LNG 열원급탕보일러와 경유열원급탕보일러와의 비교을 통해 시스템의 경제성과 환경부하를 종합적으로 평가해 앞으로 적정한 급탕열원기기 선정의 자료가 되고자 하였다.

CO2 히트펌프 급탕가열기는 내구년수 15년동안 LCC 분석을 통해 LNG 열원급탕보일러에 약 30%, 경유열원보일러보다는 약 60% 경제적이며 탄소거래제에 의한 환경부하의 사회적처리비용은 LNG열원급탕보일러에 비해 약 76%, 경유열원보일러에 비해 약 70% 줄어든 것으로 나타났다.

하지만 뛰어난 성능과 경제성에도 불구하고 국내 개발 보급여건이 미비한 실적이므로 국가적 지원하에 신·재생에너지 관련해 지원정책이 강화된다면 상당한 국가적 이득을 취할 수 있을거라 사료된다.