현재 우리나라의 임산바이오매스 활용 기술․환경 등을 고려하여 가장 가능성 있는 목재보일러를 분석의 대상으로 정하였다.
3.1. 목재칩 보일러 시스템
현재 강원도에서 보급하려는 칩보일러는 설계열량이 20,000kcal로 대당 약 3백만 원 선에서 일반가정에 공급될 것으로 예상된다. 칩을 직접 생산하 지 않고 구매하여 쓸 경우에는 건조(bdt) 톤당 16만 원에 구입할 수 있으며, 산주가 자기 산에서 간벌재 등을 활용하여 칩을 생산한다면 구매비용은 들 지 않지만 칩을 생산하기 위한 칩퍼가 필요하다. 칩퍼가 없을 경우 치핑비 용을 톤당 1만 5천 ~2만 원 지불해야 한다. 농가 보급형으로 개발된 칩퍼가 격은 자주 운전식 목재칩 제조기의 경우 조달가격이 3,400만 원/대, 소비자 현장인도가격은 여기에 10%를 부가한 3,740만 원이 된다. 견인용의 경우 조달가격 2,450만 원이며 소비자 현장인도가격은 약 2,700만 원이다.
3.2. 펠릿보일러
현재 국산화 생산능력을 갖추고 양산하려는 펠릿보일러는 일반농가나 단독주택의 99.174㎡(30평형)을 위해 보급형으로 개발한 30,000kcal 용량 보일러이다. 보일러 가격과 설치비를 합한 가격은 450~500만 원 수준이다.
현재 필요한 양의 거의 대부분을 수입하는 것으로 알려져 있는 펠릿의 경 우 수입산의 가격은 톤당 20~40만 원에 거래되고 있다88. 난방일수를 연간 4개월, 하루 8시간, 시간 당 연료소비는 6.6kg으로 가정하면 연간 총 연료 소비량은 다음과 같다.
- 펠릿 1kg의 발열량은 4,500kcal이므로 설계용량 30,000kcal/hr ÷ 4,500kcal/kg = 6.666kg/hr, 즉 시간당 6.6kg의 펠릿이 필요
- 연간 펠릿 연료 소비량 = 6.6kg/시간 × 8시간/일 × 120일 = 6,336kg/년 따라서 펠릿가격을 kg당 300원으로 가정하였을 경우, 총연료비는 (6.336 톤/년 × 300,000원/ton = 1,900,800원/년) 연간 190만 원이 소요된다.
88 에코저널 2006. 10. 16.
3.3. 임산바이오매스 열에너지화 경제성 분석
농산촌 지역에서 주로 활용하고 있는 에너지 가격을 살펴보면 보일러용 등유의 가격은 1990년대 후반부터 환율 상승, 국제 유가 변동에 따라 크게 상승하고 있지만 연탄 또는 전력의 가격은 상대적으로 안정된 추세를 보인 다(표 6-20). 따라서 목질 바이오매스를 활용한 보일러는 주로 석유보일러 를 대체하게 될 것으로 예상된다.
표 6-20. 에너지가격 추이
보일러 등유 연탄 전력 목재칩 펠릿
(원/ℓ) (원/3.6kg) (원/㎾h) (원/kg) (원/kg)
1995 261.6 167.25 61.28 -
-2000 545.0 167.25 74.65 -
-2003 640.0 184.00 74.68 -
-2007 990.0 300.00 113.8 160.0 300.0
주: 2007년도 가격 중 연탄은 연탄은행가격, 등유는 현재 농촌 소매가격임.
자료: 한국에너지경제연구원(http://www.keei.re.kr).
에너지는 종류에 따라 고체, 액체, 기체 등 각기 다른 형태를 취하므로 이를 물량 단위로 비교하기는 어렵다. 그러므로 에너지의 발열량을 기준으 로 각 에너지원의 효율성을 비교하면 <표 6-21>과 같다.
표 6-21. 에너지원의 열환산 기준
원유 등유 무연탄 전력 임산연료
일반 칩 펠릿
단위 ㎉/㎏ ㎉/ℓ ㎉/㎏ ㎉/㎾h ㎉/㎏ ㎉/㎏ ㎉/㎏
발열량 10,000 8,950 4,500 860 2,800 3,010 4,500 주: 임산연료의 발열량은 함수율 50%일 때 2,800kcal이나 칩의 경우 3,010kcal(독일기준).
자료: 에너지이용합리화법 시행규칙(1999).
에너지원의 열환산 기준에 따라 농촌 지역에서 주로 사용하는 난방용 보
(3.6kg) 990원/ℓ 113.8원/㎾h 38.0원/㎾h 160원/kg 300원/kg 발열량 4,500
가구의 연간 소비열량 1,108만 4천㎉와 동일한 열량을 제공하는 목재 칩
-프로판 3,934.8 1,362.0 1,447.2 2,655.6 16,975.2 1,650.0 3,182.4 3,580.8 가
연간 연료 소비량 1,238.5ℓ(1.238㎥) 3,682.6㎏(7.5㎥) 2,463.3㎏(1.56㎥) 연간 연료비용 1,226,129원 589,220원 738,980원
위의 계산은 최근에 상승한 유가를 기초로 한 것으로 바이오매스 에너지 누적합계 6,156 6,701 7,224 7,728 8,212 8,678 펠릿
보일러
연간현재가치 5,739 711 683 657 632 607 584 누적합계 6,450 7,133 7,790 8,421 9,029 9,613 등유
보일러
연간현재가치 3,398 1,179 1,134 1,090 1,048 1,008 969 누적합계 4,577 5,711 6,801 7,849 8,857 9,826
위의 경제성 분석은 펠릿의 가격을 300원/kg으로 가정한 것이다. 그러나
20년 수명의 펠릿 보일러 사용이 경제성을 가지기 위해서는 펠릿의 가격 은 최대 419원/kg을 초과해서는 안되는 것으로 분석되었다. 또한 보일러의 수명은 15년과 10년으로 줄였을 경우 펠릿의 상한 가격은 403원/kg 및 371 원/kg 인 것으로 나타났다(표 6-26). 따라서 경제성 확보를 위한 펠릿의 상 한 가격은 보일러의 수명과 비례하는 것을 알 수 있다. 즉 보일러의 수명이 길수록 펠릿의 상한 가격이 높아도 경제성을 확보할 수 있다는 것이다.
표 6-26. 경제성 확보를 위한 보일러의 수명과 펠릿의 상한가격
단위: 원/kg, 천 원 펠릿보일러 수명
6년 10년 15년 20년
펠릿 상한가격 300 371 403 419
펠릿보일러비용순현재가치 9,613 13,326 17,030 20,059 등유보일러비용순현재가치 9,826 13,343 17,031 20,062