남아프리카공화국의 고정 출력 발전 구현

Core Concepts

남아프리카공화국은 화석 연료에서 재생 가능 에너지로의 전환 과정에서 고정 출력 발전이 필수적이며, 이를 위해 폐쇄되는 석탄 화력 발전소를 재활용하는 전략이 필요하다.

Abstract

남아프리카공화국은 전력 공급 부족과 화석 연료에서 재생 에너지로의 전환이라는 과제에 직면해 있다. 이 연구는 고정 출력 발전의 필요성과 이를 위한 구체적인 실행 방안을 제시한다.

남아프리카공화국의 전력 공급은 주로 노후화된 석탄 화력 발전소에 의존하고 있으며, 이들 발전소의 성능 저하로 인해 전력 공급 부족 문제가 심각해지고 있다.
재생 에너지원인 풍력과 태양광의 간헐성을 보완하기 위해 고정 출력 발전이 필요하다. 이를 위해 폐쇄되는 석탄 화력 발전소 부지를 활용하여 가스 터빈, 내연 기관 등의 고정 출력 발전소를 건설하는 방안을 제안한다.
이 방안은 기존 인프라 활용, 빠른 건설 기간, 모듈화된 설계 등의 장점이 있으며, 고용 유지와 온실가스 감축 목표 달성에도 기여할 수 있다.
25년 계획을 수립하여 단계적으로 고정 출력 발전소를 도입하고, 민간 투자를 유치하는 등 유연하고 적응력 있는 접근이 필요하다.

Stats

남아프리카공화국의 현재 전력 수요는 연간 222 TWh, 최대 수요는 35 GW, 평균 수요는 25 GW이다.
현재 설치된 석탄 화력 발전 용량은 39.8 GW이며, 향후 15년 내 28 GW, 25년 내 35 GW가 폐쇄될 예정이다.
석탄 화력 발전소의 평균 가동률은 50.7%로 감소하고 있다.
신규 석탄 또는 원자력 발전소 건설에는 약 171-185억 달러의 투자가 필요하며, 건설 기간은 14년 이상이 소요된다.
재생 에너지 기반 시스템의 총 투자 비용은 145억 달러이며, 연료 비용은 기존 대비 75% 감소할 것으로 예상된다.

Quotes

"계획 결정은 수요 불확실성에 의해 크게 영향을 받는다. 이는 두 가지 의미를 갖는다: 수요에 대한 정확한 예측이 다른 매개변수에 대한 예측보다 더 가치가 있으며, 수요 불확실성을 무시하는 데 따르는 예상 비용이 다른 위험 요인을 무시하는 것보다 크다."
"계획 결정은 수요 불확실성에 의해 크게 영향을 받는다. 이는 두 가지 의미를 갖는다: 수요에 대한 정확한 예측이 다른 매개변수에 대한 예측보다 더 가치가 있으며, 수요 불확실성을 무시하는 데 따르는 예상 비용이 다른 위험 요인을 무시하는 것보다 크다."

Key Insights Distilled From

Implementation of Firm-Dispatchable Generation in South Africa

by Stephen R. C... at arxiv.org 03-25-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.15037.pdf

Deeper Inquiries

고정 출력 발전소의 연료 선택에 있어 장기적으로 탄소 중립을 달성하기 위한 방안은 무엇일까?

고정 출력 발전소의 연료 선택에서 장기적으로 탄소 중립을 달성하기 위한 방안은 주로 두 가지로 나눌 수 있습니다. 첫째는 점진적으로 친환경적인 연료로의 전환이며, 둘째는 제로 에미션 연료로의 완전한 전환입니다.

친환경적인 연료로의 전환: 초기에는 자연 가스, LPG, 바이오 연료와 같은 친환경적인 대안 연료로의 전환이 가능합니다. 이러한 연료들은 기존의 화석 연료에 비해 낮은 탄소 배출량을 가지고 있으며, 비교적 경제적인 선택지일 수 있습니다. 특히 LPG는 경제적인 측면에서 이점을 가지고 있으며, 디젤 연료에 비해 가격이 낮을 수 있습니다. 이러한 친환경적인 연료로의 전환은 초기 단계에서 환경적 영향을 최소화하면서도 비용 효율적인 선택일 수 있습니다.

제로 에미션 연료로의 전환: 장기적으로는 수소, 암모니아, 바이오 연료와 같은 제로 에미션 연료로의 전환이 필요합니다. 이러한 연료들은 완전한 탄소 중립을 위한 필수적인 선택지입니다. 향후 재생 가능 에너지의 과잉 생산으로부터 파생된 수소를 사용하는 것이나, 바이오 연료를 활용하는 것과 같은 방법을 통해 연료 선택을 제로 에미션으로 전환할 수 있습니다. 이러한 변환은 환경적 영향을 최소화하고, 탄소 중립을 달성하는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상됩니다.