미활용 열에너지 회수사업에 대한 방법론
1. 적용요건 |
본 방법론은 산업 시설 또는 유틸리티 설비에서 발생되는 미활용 열에너지(폐열/폐스팀)를 회수하여 열원으로 활용하는 사업에 적용할 수 있는 방법론으로 다음의 요건 하에서 적용한다.
사업 이행 이전에 미활용 열에너지는 활용되지 못하고 버려졌고, 회수된 열에너지로 인하여 화석에너지 절약 또는 대체효과가 있어야 한다.
회수된 미활용 열에너지로 전력을 생산하는 경우는 다른 방법론을 적용한다.
제조 산업시설 등에서 반응공정의 폐열을 추가 회수하여, 반응로에 공급하는 공정용 공기온도를 증가시켜 제품생산 수율을 개선하는 사업에 Case 3을 적용한다. 또한 Feedstock(원료 및/또는 연료)의 일부가 화석에너지로 사용되며, 일부는 최종생산 제품으로의 전환되어 Case 1, 2를 적용할 수 없는 경우에 적용한다.
2. 사업경계 |
미활용 열에너지의 발생/회수/활용에 관련된 설비 또는 공정 및 부대설비가 포함되어야 한다.
3. 베이스라인 시나리오 |
회수대상 미활용 열에너지는 버려지고 있다.
활용처에서는 화석연료로 생산된 열에너지를 사용하고 있다.
4. 기준활동 선정 |
기준활동량은 미활용 열에너지의 발생/회수/활용에 영향을 미치는 인자로 제품, 중간생성물의 생산량 또는 원료소비량 등이 된다.
공정에서 생산되는 중간생성물의 양을 계측할 수 없을 경우, 공정과 직접 관련되어 있고 계측이 가능한 최종 제품 생산량으로 선정할 수 있다.
기준 활동량은 발생처, 활용처에서 계량된 값 중 보수적인 값을 적용한다.
사업 후 연간활동량( 
)은 사업 전의 기준활동량( 
)을 초과하여 적용할 수 없으며, 사업 전 기준활동량 이하로 감축량이 제한된다. [ 
]
5. 베이스라인 배출량 |
Case 1 : 베이스라인과 사업 후 온실가스 배출량의 차이로 감축량을 계산하는 방법 |
베이스라인 배출량은 사업 전의 화석연료 및 열사용량과 전력사용량을 적용하여 다음과 같이 산출한다.
| (1) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 화석연료 및 열사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 전력사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
① 화석연료 및 열사용에 따른 연간 배출량
| (2) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 화석연료 및 열사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 화석연료 i의 연간 사용량 | kg, ℓ, Nm3/년 |
| 사용된 화석연료 i의 연평균 순발열량 | GJ/단위연료량 |
| 사용된 화석연료 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
| 베이스라인 열원 i의 연간 사용량 | GJ/년 |
| 사용된 열원 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
② 전력사용에 따른 연간 배출량(자가발전, 계통수전 모두 적용)
| (3) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 전력사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 연간 전력사용량 | MWh/년 |
| 전력배출계수 | tCO2/MWh |
기준활동량을 고려한 베이스라인 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (4) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 단위 배출량 | tCO2/단위 기준활동량 |
| 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 기준활동량 | 기준활동량/년 |
Case 2 : 회수한 미활용 열에너지량으로 기존 열에너지를 대체하여 감축량을 계산하는 방법 |
▶ 적용조건
Case 2는 Case 1을 적용할 수 없는 경우에 사용할 수 있으며, 사업경계 내에서 사용되는 총 열에너지량의 산정은 어렵고, 회수된 열에너지량의 산정이 가능할 경우 적용한다.
베이스라인 배출량은 사업 후 회수된 열에너지량(스팀 등)으로 다음과 같이 계산한다.
| (1) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 회수된 연간 열에너지량 | GJ/년 |
| 베이스라인 배출계수 | tCO2/GJ |
기준활동량을 고려한 베이스라인 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (2) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 단위 배출량 | tCO2/단위 기준활동량 |
| 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간활동량 | 연간활동량/년 |
Case 3 : 제조공정의 물질수지를 이용하여 감축량을 계산하는 방법 |
▶ 적용조건
Case 3은 일반적인 조건에 적용하는 Case 1, 2 를 적용할 수 없는 경우에 적용할 수 있다.
Case 3의 경우 공정 내에서 Feedstock(원료 및/또는 연료)으로 사용되는 화석에너지 일부가 제품으로 전환되어 Case 1, 2와 같이 감소된 화석연료의 양을 모니터링 할 수 없는 경우에 한하며, Feedstock(원료 및/또는 연료)과 제품의 탄소성분이 파악되어 물질수지 분석이 가능하여야 한다.
베이스라인 배출량은 사업전의 제조공정에 투입되는 원료 및/또는 연료내의 탄소와 제품내의 탄소의 물질수지차를 이용하여 산출하게 된다.
| (1) |
기호 | 정의 | 단위 |
BEy | 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
EBL | 사업 전 연간 Feedstock 처리량 | ton_Feedstock/년 |
QBL | 사업 전 연간 제품생산량 | ton_제품/년 |
Ceq | Feedstock 중 탄소함량계수 | tC/ton_Feedstock |
Ccb | 제품 중 탄소함량계수 | tC/ton_제품 |
기준활동량을 고려한 베이스라인 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (2) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 단위 배출량 | tCO2/단위 기준활동량 |
| 베이스라인 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 기준활동량 | 기준활동량/년 |
6. 사업 후 배출량 |
Case 1 : 베이스라인과 사업 후 온실가스 배출량의 차이로 감축량을 계산하는 방법 |
사업 후 배출량은 사업 후의 화석연료 및 열사용량과 전력사용량을 적용하여 다음과 같이 계산한다.
| (5) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 화석연료 및 열사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 전력사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
① 화석연료 및 열사용에 따른 연간 배출량
| (6) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 화석연료 및 열사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 화석연료 i의 연간 사용량 | kg, ℓ, Nm3/년 |
| 사용된 화석연료 i의 연평균 순발열량 | GJ/단위연료량 |
| 사용된 화석연료 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
| y년도 사업 후 열원 i의 연간 사용량 | GJ/년 |
| 사용된 열원 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
② 전력사용에 따른 연간 배출량(자가발전, 계통수전 포함)
| (7) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 전력사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간 전력사용량 | MWh/년 |
| 전력배출계수 | tCO2/MWh |
연간활동량을 고려한 사업 후 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (8) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 단위 배출량 | tCO2/단위 활동량 |
| y년도 사업 후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간활동량 | 연간활동량/년 |
Case 2 : 회수한 미활용 열에너지량으로 기존 열에너지를 대체하여 감축량을 계산하는 방법 |
사업 후 배출량은 다음과 같이 계산한다.
| (3) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 화석연료 및 열사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 전력사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
① 화석연료 및 열사용에 따른 배출량
| (4) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 화석연료 및 열사용에 따른 연간배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 화석연료 i의 연간 사용량 | kg, ℓ, Nm3/년 |
| 사용된 화석연료 i의 연평균 순발열량 | GJ/단위연료량 |
| 사용된 화석연료 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
| y년도 사업 후 열원 i의 연간 사용량 | GJ/년 |
| 사용된 열원 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
② 전력사용에 따른 배출량(자가발전, 계통수전 포함)
| (5) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 전력사용에 따른 연간 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간 전력사용량 | MWh/년 |
| 전력배출계수 | tCO2/MWh |
연간활동량을 고려한 사업 후 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (6) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 단위 배출량 | tCO2/단위 활동량 |
| y년도 사업 후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간활동량 | 연간활동량/년 |
Case 3 : 제조공정의 물질수지를 이용하여 감축량을 계산하는 방법 |
사업 후 배출량은 사업 후의 제조공정에 투입되는 Feedstock(원료 및/또는 연료)내의 탄소와 제품의 탄소의 물질수지차를 이용하여 산출한다.
| (3) |
기호 | 정의 | 단위 |
PEy | y년도 사업후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
EPJ,y | y년도 사업후 연간 Feedstock 처리량 | ton_Feedstock/년 |
QPJ,y | y년도 연간 제품생산량 | ton_제품/년 |
Ceq | Feedstock 중 탄소함량계수 | tC/ton_Feedstock |
Ccb | 제품 중 탄소함량계수 | tC/ton_제품 |
연간활동량을 고려한 사업 후 단위 배출량 계산식은 다음과 같다.
| (4) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 사업 후 단위 배출량 | tCO2/단위 활동량 |
| y년도 사업 후 연간 총 배출량 | tCO2/년 |
| y년도 사업 후 연간활동량 | 연간활동량/년 |
7. 누출량 |
사업 활동으로 인하여 사업경계 밖의 온실가스 배출량의 변화로 기술적으로 계측 가능한 배출량을 누출량으로 고려한다. 다만, 사업관련 설비의 제작, 운반, 설치, 폐기에 따른 온실가스 배출량은 누출량으로 고려하지 않는다.
Case 3의 경우 반응공정 후단의 열교환 또는 Feedstock(원료 및/또는 연료)으로 발생되는 폐가스의 성분 및 양에 의한 사업경계 밖의 온실가스 배출량의 변화를 누출량으로 고려하며, 기준활동량을 고려하여 산정 한다.
| (5) |
기호 | 정의 | 단위 |
LEy | y년도 사업 후 총 누출량 | tCO2/년 |
LEWasteHeat,y | y년도 사업 후 공기예열기 후단에서의 폐열 회수 감소로 인해, 공정내 추가적인 에너지가 투입되었을 경우 이에 따른 배출량 증가 | tCO2/년 |
LEWastegas,y | y년도 사업 후 공기예열기 후단에서의 폐가스의 성분 및 양의 변화에 의해, 추가 에너지가 투입되었을 경우 이에 따른 배출량 증가 | tCO2/년 |
8. 온실가스 배출 감축량 |
온실가스 배출 감축량은 베이스라인과 사업 후의 온실가스 단위 배출량의 차이에 연간활동량을 곱한 후 누출량을 고려하여 다음과 같이 계산한다.
| (9)or(7)or(6) |
기호 | 정의 | 단위 |
| y년도 연간 온실가스 배출 감축량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 단위 배출량 | tCO2/ 단위 기준활동량 |
| y년도 사업 후 단위 배출량 | tCO2/단위 활동량 |
| y년도 사업 후 연간 활동량 | 연간활동량/년 |
| y년도 사업 후 연간 누출량 | tCO2/년 |
단, 감축량 계산에 적용되는 
는 
이어야 하며, 
일 경우에는 
을 적용한다.
9. 모니터링 방법 |
베이스라인 배출량과 사업 후 배출량을 산정하는데 필요한 모니터링 항목 및 모니터링 방법을 다음과 같이 제시한다.
모니터링 항목 | 모니터링 방법 | 적용 구분 | 비고 | ||
등록 | 인증 | ||||
| 베이스라인 기준활동량 | ▪측정가능한 중간(최종) 제품 물량 | √ |
|
|
| 사업 후 연간활동량 |
| √ | | |
| 베이스라인 화석연료 i의 연간 사용량 | ▪과거 데이터로 산정 ▪연료공급회사 청구서(영수증) 확인 | √ |
|
|
| 사업 후 화석연료 i의 연간 사용량 | ▪연료 계측기로 측정 ▪연료공급회사 청구서(영수증) 확인 |
| √ |
|
| 베이스라인 열원 i의 연간 사용량 | ▪과거 데이터로 산정 ▪열공급회사 청구서(영수증) 확인 | √ |
|
|
| 사업 후 열원 i의 연간 사용량 | ▪계측기로 측정 ▪열원 공급회사 청구서(영수증) 확인 |
| √ |
|
| 베이스라인 연간 전력사용량 | ▪과거 데이터로 산정 ▪전력회사 청구서(영수증) 확인 | √ |
|
|
| 사업 후 연간 전력사용량 | ▪전력량계로 계측 ▪전력회사 청구서(영수증) 확인 |
| √ |
|
| 사업 후 회수된 연간 열에너지량 | ▪계측기로 측정 | √ | √ | 타당성평가시에는 산정 |
| 베이스라인 배출계수 | ▪과거 데이터 또는 열원공급회사 제공자료로 산정 | √ | √ | 붙임1참조 |
| 베이스라인 연간 열에너지 생산량 | ▪계측기로 측정 | √ | √ | 베이스라인 배출계수 산정시 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 증기생산량 | ▪스팀의 온도, 유량, 압력 등을 측정 | √ | √ | 베이스라인 배출계수 산정시 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 전력생산량 | ▪전력량계로 계측 ▪전력회사 청구서(영수증) 확인 | √ | √ | 베이스라인 배출계수 산정시 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 이산화탄소 배출량 | ▪설비의 연료 사용량 등을 통하여 산정 | √ | √ | 베이스라인 배출계수 산정시 |
| 사업 전 연간 Feedstock 처리량 | ▪과거 데이터로 산정 ▪측정 기록 확인 | √ |
|
|
| 사업 후 연간 Feedstock 처리량 | ▪계측기로 측정 ▪측정 기록 확인 | √ | √ | 타당성평가시 이용률 고려 |
| Feedstock 중 탄소함량계수 | ▪과거 또는 현재 분석자료로 산정 ▪분석 기록 확인 | √ | √ |
|
| 제품 중 탄소함량계수 | ▪IPCC 계수 적용 ▪필요시, 과거 또는 현재 분석자료로 산정 | √ | √ |
|
※ 예외 : 사업 후 추가되는 전력기기의 전력소비량이 계측이 불가능한 경우, 해당기기의 설계용량으로 산정한다.(단, 가동율 100% 적용)
10. 기타 요구사항 |
본 방법론에서 베이스라인 배출계수는 미활용 열에너지 회수로 생산된 열원에 의해 대체되는 에너지에 대한 배출계수이어야 한다.
열․전기․연료의 사용에 따른 온실가스 배출계수는 베이스라인과 사업 후에 동일한 값을 적용해야 한다. 다만, 부득이한 경우에는 근거를 제시하고 평가위원회의 승인을 받아 다르게 적용 할 수 있다.
사업계획서 및 모니터링 보고서 작성시 전담기관에서 발표한 당해년도 전력배출계수 사용을 원칙으로 하며, 당해년도 계수가 없을 경우 가장 최근 연도 전력배출계수를 적용하고, 전력배출계수의 연도별 계수적용은 해당 사업평가의 최초 접수일을 기준으로 한다.
Case 3의 경우 Feedstock 및 제품의 Carbon 함량은 베이스라인과 사업 후에 동일한 값을 적용해야 한다. 다만, 부득이한 경우에는 근거를 제시하고 평가위원회의 승인을 받아 다르게 적용할 수 있다.
붙임 1 | 베이스라인 배출계수 산정 방법 |
1. 개요 |
베이스라인 배출계수( 
)는 에너지생산량과 해당 에너지 생산을 위하여 사용된 연료사용량 데이터를 이용하여 직접 산출한다. 이 베이스라인 배출계수는 아래 2가지 선택사항 중 하나를 선택하여 사업유효기간 동안 일관되게 적용한다.
사업 전 최소 과거 3년간의 연료사용량 및 에너지 생산량 데이터를 적용하여 베이스라인 배출계수를 산출한다. 다만 해당 설비의 가동이 3년이 경과하지 않은 경우, 최소 1년간의 데이터를 적용하여 산출할 수 있다.
과거의 운전자료가 전혀 없는 경우 사용되는 해당 설비의 연료사용량 및 에너지 생산량 데이터를 모니터링하여, 매년 새로운 베이스라인 배출계수를 산출한 후 이를 적용한다.
배출계수는 해당 설비에 따라서 산출방식이 달라질 수 있는데, 이 경우 그 타당성이 검증되어야 한다. 본 방법론에서 대표적인 예로 적용되는 화석 연료사용에 따른 배출계수 산정 방식과 열병합발전설비에 대한 스팀배출계수 산정절차는 다음과 같다.
2. 산정방법 |
① 화석 연료 사용에 따른 베이스라인 배출계수
| (1-1) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 배출계수 | tCO2/GJ |
| 베이스라인 화석연료 i의 연간 사용량 | kg, ℓ, Nm3/년 |
| 사용된 화석연료 i의 연평균 순발열량 | GJ/단위연료량 |
| 사용된 화석연료 i의 이산화탄소 배출계수 | tCO2/GJ |
| 베이스라인 연간 열에너지 생산량 | GJ/년 |
② 열병합발전설비에서 생산된 증기사용에 따른 베이스라인 배출계수
| (1-2) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 배출계수 | tCO2/GJ |
| 베이스라인 열병합발전설비에서 열생산에 할당된 연간 이산화탄소 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 증기생산량 | GJ/년 |
| (1-3) |
기호 | 정의 | 단위 |
| 베이스라인 열병합발전설비에서 열생산에 할당된 연간 이산화탄소 배출량 | tCO2/년 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 증기생산량 | GJ/년 |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 전력생산량 (1kWh=860kcal) | GJ/년 |
| 열생산 효율 (기본값 = 80%) | % |
| 전력 생산 효율 (기본값 = 35%) | % |
| 베이스라인 열병합발전설비 연간 이산화탄소 배출량 | tCO2/년 |
③ 혼합 증기사용에 따른 베이스라인 배출계수
사업 활동에 의해 대체되는 에너지가 특정 설비에서 생산되는 것이 아니라, 다양한 생산설비에서 다양한 방식으로 생산되어 공급망에서 통합된 후, 각 사용처로 공급될 경우에는 공급망에서 통합되는 각각의 에너지를 대상으로 각 생산설비의 연료사용량 및 에너지 생산량을 조사한 후 위의 ① 또는 ② 방법을 이용해 각 생산설비에 대한 베이스라인 배출계수를 산출하고, 이를 가중평균해서 구한 배출계수를 베이스라인 배출계수로 사용해야 한다.