에너지 리질리언스 대책의 수량적 평가의 시도 (다케우치 츠네오 2014.06.05)
대규모 자연 재해와 기후 변화에 따른 위험에 대응하는 에너지 분야의 대책 (에너지 레질리언스 대책)는 다양한 것이 있지만, 크게 네트워크의 견고성 등의 "예방", 피해시설의 조기 복구 등의 "순응", 분산형 에너지 시스템으로의 전환 등의 '전환'으로 분류 할 수있다. 필자는 이러한 예방, 순응, 전환의 각 대책에 대해 "리질리언스 가치","CO2 삭감량", "탄력성 설비 투자액"을 지표로 나고야 시내의 가정·업무 부문을 대상으로 각각의 에너지 탄력성 대책의 수량적 평가를 시도했다.
먼저 "리질리언스 가치"은 동일본 대지진 시의 전력, 가스, 수도의 라이프 라인 복구 일수, 화력 발전소의 복구 기간, 계획 정전 일수·시간, 정전 대응 비용 등의 데이터를 바탕으로 수량 시나리오로
"예방 대책"으로는
① 배전 다중화 등에 의해 정전 90 % 복구 기간을 1 일 단축 (동일본 대지진 시의 5 일간→ 4 일간) 및
② PE 관 도입 등을 통해 도시 가스 중단 복구 기간을 5 일 단축 (동 25 일→20 일간)
"적응 대책"으로는
③ 화력 발전소 복구 기간( 동일본 지진 127 일→90 일 : 계획 정전 시간이 10h (2.5 회 × 4h)을 7h으로 단축
"전환 대책"으로는
④ 가정·업무 총 전력 소비량의 40 %를 분산형 전원 (코제너레이션 ·자가 발전 · 쓰레기에서 태양 광)으로 소매로 충당함으로써 송전선 손상에 따른 정전 복구 기간 2 일 단축 (동 5 일간→3 일간),
⑤ 가정 · 업무 총전력 소비량의 40 %를 분산 형 전원의 소매로 충당하여 계획 정전 시간이 10h (2.5 회 × 4h)에서 5h으로 단축
⑥ 가정 · 업무 총급탕용 에너지량에 상당하는 열량을 상수도 관을 거쳐 공장 · 쓰레기 소각장 · 코제너레이션 폐열에서 얻으면 (단수 복구 기간 (동 14 일) 제외)을 설정하고
각각 정전 대응 비용 (개인: 1431엔 /kWh, 중소 사업자: 7497 엔 / kWh - 전력 계통 이용 협의회 '정전 비용에 관한 조사 보고서」(26 년 1 월)에 따르면) 또는 절약되는 도시 가스 요금을 대입하여 각각의 경비 (탄력성 가치)를 산출했다.
"리질리언스 가치"는 "예방"(①, ②)에서 200 억엔, "적응 대책"(③)는 229 억엔,"전환 대책(④, ⑤, ⑥)는 779 억 엔을 기록함 . 이 수량 시나리오에서는 분산형 에너지 시스템으로의 전환 (공장 등의 폐열 이용, 자가발전의 잉여 전력 등의 소매)이라는 "전환 대책 '의 리질리언스 가치가 '예방 '과'적응 대책"의 금액보다 큰 것으로 나타났다.
그 다음, "CO2 삭감량"의 내용을 보면, 복구기간 단축 등의 "예방"(①, ②)과 "적응 대책"(③)에 있어서는 CO2가 절감되는 것은 아니지만, 공장 등의 폐열 이용 및 자가 발전/잉여 전력의 소매와 같은 "전환 대책"(④, ⑤, ⑥)에서는 102 만톤을 감소시키다. 이것은 나고야시의 총 배출량의 15 %에 해당한다.
세 번째 "탄력성 설비 투자액"에 대해서는
"예방"및 "적응 대책"의 설비 투자액은 동일본 대지진 시의 도호쿠 전력의 복구 설비 투자액 (22 - 24 년도에 2120 억 엔, 화력 발전소 (약 340 만 KW), 46 개의 철탑, 105 선로의 고압선, 75 개소의 변전소, 약 3 만 6 천 개의 전주 등)에서 도호쿠 전력의 발전 전력 당, 또는 관내의 인구 당, 설비복구 투자액을 산출하고, 나고야 시내의 가정 · 업무의 전력 소비, 인구에 각각 적용시킨 결과, KWh 당에서 본 설비 투자액이 484 억엔, 인구 당 본설비 투자액이 564 억엔이 예상된다.
"전환 대책" (④, ⑤, ⑥)의 설비 투자액으로는 코제너레이션 20 만 kW (일본 가스 협회의 2030 년 현별 가스 코제너레이션 예측량 (업무용)에서, 나고야 시내 분을 추계) 설비 투자액 (코제너레이션 폐열도 상수도 관을 이용하여 공급한다는 전제로, 열 도관 부설 비용은 제외)을 500 억엔으로 산정했다. 따라서 "예방 대책"및 "적응 대책"의 설비 투자액은 "전환 대책"의 설비 투자액과 거의 비슷한 수준이었다.
따라서 예방 대책 (네트워크 복구 기간의 단축), 적응 대책 (화력 발전소의 복구 기간의 단축) 전환 대책 (분산 형 에너지 시스템으로의 전환)의 각 대책에 대해 "탄력성 가치", " CO2 삭감량 ","탄력성 설비 투자액"을 지표로 나고야 시내의 가정 · 업무 부문을 대상으로 일정한 수량 시나리오 아래에 각각의 에너지 리질리언스 대책의 수량적 평가를 시도한 결과,
전환 대책 (분산형 에너지 시스템으로의 전환)은 "탄력성 가치", "CO2 삭감량" 에 의한 평가에서 압도적으로 우위였으며, "탄력성 설비 투자액"에 의한 평가에서는 예방 대책과 적응 대책의 합계와 동일 수준이었다. 또한 이번에는 지표로 사용하지 않지만, 전기 · 열공급력 강화라는 관점에서 보더라도 전환 대책 (분산형 에너지 시스템으로의 전환)만이 효과를 발휘할 것으로 보여진다.
출처 : http://www.social.env.nagoya-u.ac.jp/envpolicy/policy_proposal/concept_note/1252/
