화력 발전의 장단점과 특징에 대해서 소개한다.

화력 발전의 장단점과 특징에 대해서 소개한다.

 

화력 발전은 

 

2019 년 시점에서는 전원 구성의 75.1 %를 차지하고 있으며, 

 

앞으로도 당분간 주력 전원으로서의 역할을 전망이다.

여기에서는 화력 발전의 구조와 장단점, 

 

환경에 미치는 영향에 대해 설명한다. 

 

 

화력 발전이란

화력 발전은 석유 · 석탄 · 천연 가스 · 폐기물 등의 

 

화석 연료의 반응 열 에너지를 전기로 변환하는 

 

발전 방법의 하나로 주력 발전 방식입니다. 

 

발전 출력 조정 발전량의 안정성 등의 관점에서 뛰어난 발전 방식이며, 

 

신 재생 에너지의 보급이 진행되는 앞으로도 중요한 역할을 담당합니다.

 

 

 

화력 발전소 발전 구조

화력 발전에는 여러 종류가 있지만, 기본적으로는 다음과 같은 구조로 이루어져 있습니다.

 

1. 보일러에서 연료를 태워 물을 끓인다.

2. 끓는 생기는 수증기로 터빈을 회전

3. 터빈에 연결된 발전기가 가동하고 발전

4. 수증기는 물에 돌려 보내 다시 보일러로 유입

 

화력 발전소는 이러한 구조로 실행되기 때문에

 

석탄을 태워 물을 끓이는 것으로 바퀴를 달리는 증기 기관차에 비유되는 경우도 많이 있습니다.

 

화력 발전에 사용되는 연료는 주로 3가지로

 

각각 비용과 이산화탄소 배출량이 다릅니다.

 

 

연료의 종류	연료의 특징
LNG (액화 천연 가스)	이산화탄소 배출량이 적고, 장기 계약에 의해 안정적으로 공급되는데, 수송비 · 연료비는 고액
석유	저장 · 운반는 다른 연료보다 쉽다 반면, 가격 변동이 크고 석탄에 비해 고액
석탄	다른 연료보다 저렴하고 매장량이 풍부하다지만 발전에 의해 배출하는 이산화탄소가 다량

 

최근 화력 발전 기술 개발은 적극적으로 이루어지고 있으며

 

석탄 화력 발전소는 기존에 비해 환경 부하의 대폭 절감했습니다.

 

또한, 청정 석탄 기술이라는 방법으로,

 

 NOx (질소 산화물) SOx (황산화물) · PM (입자상 물질)을

 

각각 80 ~ 90 % 줄일 수 있습니다.

 

 

화력 발전의 장점

에너지 변환 효율이 높다.

화력 발전은 수력 발전을 제외한 다른 발전 방식보다 

 

에너지 변환 효율이 우수합니다. 

 

에너지 변환 효율이 높을수록 원래의 에너지에서 전력으로 변환 될 때 

 

손실되는 에너지가 적고 효율적으로 발전 할 수 있습니다.

 

 

유연하게 출력 조절이 가능한

화력 발전소는 출력 조정을 전문으로하고 있으며, 

 

전력 수요에 따라 발전량을 바꿀 수 있습니다. 

 

태양광 발전이나 풍력 발전 등 발전량이 날씨에 의존하는 발전 방식은 미세 조정이 어렵고,

 

수력 발전이나 원자력 발전 등의 '장기 고정 전원'

 

발전 방식도 단시간에 출력을 조정할 수 없습니다. 

 

 

발전량이 안정되어있다

화력 발전소는 연료만 있으면 안정적으로 발전 할 수 있습니다.

 

가동률을 자연에 의존하는 발전 방식으로는

 

발전량이 안정하지 않기 때문에

 

2020년 현재 많은 가동 중지 되고 있는

 

원자력 발전의 대안을 화력 발전이 담당하는 형태로되어 있습니다.

 

큰 토지를 필요로하지 않는다

풍력 발전이라면 일정 이상의 풍속을 기대할 수있는 장소에 시설을 설치해야합니다. 

 

수력 발전도 하천이나 댐이 필요하며, 

 

지열 발전은 화산 근처의 평지가 좋은 등 

 

각각에 제약이 설치 장소의 자유도는 낮습니다.

한편, 화력 발전은 위와 같은 제약이 적고, 

 

비교적 작은 면적의 토지에 건설 할 수 있습니다. 

 

도시 지역에 가까운 곳에도 건설 할 수 있기 때문에 

 

송전 손실을 최소화하면서 도시에 전력을 공급할 수있는 점도 매력입니다.

사고의 피해가 광범위하기 어려운

원자력 발전소에서 사고가 발생하면 유해한 방사능에 의해 

 

장기간 인체나 자연 환경에 심각한 영향을 미칩니다.

 

한편 화력 발전소는 방사성 물질을 생성하지 않기 때문에

 

사고가 발생할해도 피해는 제한적이 됩니다.

방사성 물질이라는 관리에 따라서는 위험을 초래 

 

연료를 사용하지 않는 점에서 화력 발전은 비교적 안전하다고 할 수 있습니다.

 

 

 

화력 발전의 단점

이산화탄소 배출

연료를 태워 발전하는 특성상 화력 발전은 

 

다른 발전 방식보다 많은 이산화탄소를 배출합니다.

 

LNG를 이용한 화력 발전은 석유나 석탄을 사용하는 것보다

 

이산화탄소 배출량을 줄일 수 있지만,

 

그래도 다른 발전 방식과는 비교가되지 않을만큼의

 

이산화탄소를 배출하고있는 것입니다.

 

 

연료를 국내에서 조달 할 수없는

화력 발전에 사용하는 연료의 조달은 모두 해외에서 수입에 의존하고 있습니다. 

 

에너지 공급을 외부에 의존하지 않는 신 재생 에너지에 의한 발전을 보급시켜 

 

연료를 수입하는 화력 발전의 비중을 줄이지 않는 한 

 

에너지 자급률은 개선되지 않습니다.

 

화석 연료는 유한 자원이다

화력 발전 연료로 LNG  · 석유 · 석탄 등 화석 연료는

 

모든 채취량에 한계가 있는 자원입니다.

2018년 시점에서는 천연 가스 · 석유는 향후 50년 정도,

 

석탄은 132년 후 고갈 될 계산합니다.

 

앞으로도 화력을 이용하여 계속하면 결국 화석 연료는 바닥 나고

 

다음의 세대에 자원을 남길 수 없게되어 버립니다.

 

화력 발전의 미래

일본에서는 신 재생 에너지의 보급이 서서히 진행되고있어

 

2030 년에는 전원 구성의 20 % 이상을 신 재생 에너지가 담당하는 계획이 있습니다. 

 

이에 따라 화력 발전의 비중은 2030 년 56 %로 감소 할 전망입니다. 

 

간 총리의 '에너지 기본 계획의 재검토를 실시한다' 라는 표현을 통해

 

더욱 축소의 속도가 빨라질 가능성은 있지만,

 

출력 조정의 유연성과 발전량의 안정성이 뛰어 나기 때문에

 

완전 폐지는 없을것으로 생각됩니다.

 

 

 

앞으로는 IGCC (석탄 가스화 복합 발전소)와 같은 기술이 

 

더욱 발전하고 발전량 당 온실 가스 배출량이 더 적어 질 것으로 예상됩니다. 

 

IGCC / GTCC 관련된 용어의 설명은 다음에 준비했습니다.

 

용어	요약
IGCC (석탄 가스화 복합 발전 플랜트)	가스화로를 이용하여 석탄을 가스화하고 GTCC (가스 터빈 복합 사이클 발전)와 함께 발전 효율 · 환경 부하를 개선 한 화력 발전 시스템
GTCC (가스 터빈 복합 사이클 발전)	가스 터빈으로 발전하고 폐열을 이용하여 증기 터빈으로도 발전함으로써 높은 발전 효율을 실현 한 화력 발전 시스템

 

 

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[ 이 기사는 일본 기사를 번역한 것입니다. ]

 

출처 - energy-shift.com/navi/%e7%81%ab%e5%8a%9b%e7%99%ba%e9%9b%bb%e3%81%af%e7%92%b0%e5%a2%83%e3%81%ab%e6%82%aa%e3%81%84%ef%bc%9f%e3%83%a1%e3%83%aa%e3%83%83%e3%83%88%e3%83%bb%e3%83%87%e3%83%a1%e3%83%aa%e3%83%83%e3%83%88%e3%82%92/

 

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