열병합발전 원리 특징 종류 기능 보급현황 및 기술 설계

1. 열병합발전의 원리

열병합발전은 동시에 전기와 열을 생산하는 시스템으로, 주로 발전소 또는 산업 현장에서 활용된다. 이 시스템은 기본적으로 연료를 연소시켜 전기를 생산하는 전기발전과, 그 과정에서 발생하는 폐열을 회수하여 난방 또는 산업용 열로 사용하는 방식으로 구성되어 있다. 기존의 발전방식에서는 전기 생산 후 버려지던 폐열이 열병합발전을 통해 활용되면서 에너지 효율이 크게 향상된다. 열병합발전은 연료의 이용 효율이 70~80%에 달하는데 반해, 일반 발전소는 40~50% 수준에 불과한 것을 고려하면 효율 증대 효과가 매우 크다. 예를 들어, 일본에서는 2xxx년 기준 전체 발전량의 약 10%인 70GW가 열병합발전 시스템에서 생산되었으며, 이는 이산화탄소 배출량을 줄이는 데 크게 기여하였다. 또한, 국내에서도 2020년 기준 약 15GW의 열병합발전 설비가 설치되어 있으며, 이는 전체 발전설비 용량의 6%를 차지한다. 열병합발전의 원리는 연료 연소 과정에서 나오는 고온의 배기가스를 회수하여 터빈 또는 연소기를 구동시킨 후, 이로부터 발생하는 기계적 에너지로 전기를 만든다. 동시에 배기가스의 열은 복수의 열교환기를 통해 증기 또는 온수…