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Oct 25, 2023

편안한 집, 행복한 공장을 위한 열병합발전과 지역난방

현대 사회의 에너지 사용량의 대부분은 어떤 형태로든 난방에 사용됩니다.

현대 사회의 에너지 사용량의 대부분은 물을 가열하거나 실내 온도를 높이거나 산업 공정에 사용하는 등 어떤 형태로든 난방에 사용됩니다. 이는 효율성과 탄력성 향상은 물론 세계 에너지 생산의 탈탄소화 노력을 위한 훌륭한 목표가 됩니다. 여기서 지역난방 및 유사한 솔루션은 가까운 미래에 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다.

지난 수십 년 동안 많은 국가에서 이미 광범위한 지역 난방 그리드를 구축했거나 구축하는 과정에 있습니다. 이러한 가열 그리드의 가장 큰 장점은 보다 효율적이고 중앙 집중화된 열 생성이 가능할 뿐만 아니라 대부분의 열이 전용 또는 열 공급에서 나오더라도 산업 폐열을 낭비하지 않고 생산적으로 사용할 수 있다는 것입니다. 열병합발전소.

최근 지역난방은 원자력 열병합발전의 형태로 중국 등에서 큰 추진력을 얻었으며, 데이터 센터를 난방 그리드에 연결하는 개념과 함께 나중에 사용하기 위해 열을 완충하기 위해 열 저장을 사용하는 가능성도 탐구되고 있습니다. 지역난방은 전혀 새로운 것이 아니지만, 약간의 편안함을 잃지 않으면서 인류를 저탄소 미래로 편하게 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.

지역난방(DH)의 주요 이점은 단일 가정용 가스 또는 광유 연소 보일러와 같은 여러 소규모 열원에 비해 전반적인 효율성이 향상된다는 것입니다. 이는 대부분 폐열이었을 것입니다. 또한, 석탄이 서부 지역의 난방 그리드용 연료로 선택되더라도 시스템에 열을 공급하는 공급원은 매우 다양할 수 있습니다. 1세대 DH 시스템은 19세기 후반에 구축되었으며, 뉴욕시의 증기 기반 네트워크가 이에 대한 대표적인 예입니다. 이러한 유형의 1세대 시스템은 다른 많은 도시에서 채택을 방해하는 문제도 보여줍니다.

2007년 뉴욕 시 증기 폭발은 1987년 이후 발생한 12건의 증기 파이프 폭발 중 하나였습니다. 2007년 폭발에서는 83년 된 파이프가 파열되어 뜨겁고 가압된 증기가 땅을 뚫고 터져 사람들에게 심각한 부상을 입히고 막대한 피해를 입혔습니다. 손상. 1930년대부터 1970년대까지 구축된 DH 시스템은 대신 열병합발전소에서 가열된 온수를 사용했습니다. 여전히 가압되어 있는 동안 이러한 시스템은 가압 증기 시스템과 동일한 안전 위험을 초래하지 않습니다.

대부분 증기 기반 시스템에 전력을 공급하는 전용 석탄 화력 발전소 그룹이 아니라 이러한 2세대 DH 시스템과 후속 개선 사항(예: 일반 콘크리트 파이프 대신 단열 파이프)은 일반적으로 열병합 화력 발전소를 기반으로 합니다. 인근 도시와 지역사회에 열과 전기가 모두 공급될 수 있다는 것입니다. 이 접근 방식은 구소련뿐만 아니라 스칸디나비아 국가에서도 큰 호응을 얻었습니다.

그러나 DH 시스템의 구축은 지난 수십 년 동안 대부분 정체되었습니다. 저렴한 천연가스의 가용성으로 인해, 그리고 노르웨이와 프랑스와 같은 국가의 경우 낮은 전기 가격으로 인해 새로운 DH 시스템을 위한 파이프를 설치하거나 기존 DH 시스템을 확장할 재정적 인센티브가 없는 경우가 많았습니다. 기존 소련의 DH 그리드의 경우와 마찬가지로 많은 기존 DH 시스템도 저탄소 핵에서 화석 연료로 공급원을 전환했습니다. 동독의 Greifswald 및 유사한 열병합 VVER PWR은 1990년대에 폐쇄되었으며 석탄 및 가스 발전소가 그 자리를 대신했습니다.

1989년 3월 IAEA 게시판에서 Losev et al. 원자력 발전소 열병합 발전의 사용을 소련의 유럽 지역으로 더욱 확장하기 위해 당시 존재했던 DH 계획을 설명합니다. 물론 1991년 소련이 붕괴되면서 그 이후 구현된 소수의 DH 시스템은 주로 화석 연료를 공급원으로 사용했습니다.

베를린과 같은 도시는 두 가지(서부 및 동부)로 분리된 DH 시스템을 갖춘 좋은 예입니다. 이 네트워크는 기본적으로 소련 붕괴 전 도시 크기만큼 확장되었지만 여전히 독일 최대 규모의 DH 시스템입니다. 현재 베를린은 Gonzalez-Salazar et al.과 함께 열 공급의 대부분을 제공하는 탄소가 많은 석탄 화력 발전소에서 벗어나는 방법을 찾으려고 노력하고 있습니다. (2020)은 몇 가지 가능한 시나리오를 제공합니다.