1. 프로젝트의 배경 및 필요성

 

피지 정부는 광물자원 생산 및 수출 촉진에 의한 경제진흥을 목표로 하고 있으며, 나모시 금/동 광산 탐광프로젝트에 큰 기대를 걸고 있다. 나모시 금/동 광산 탐광프로젝트는 피지공화국의 비티레부(VitiLevu)섬의 남부산악지대의 나모시지역에서 일본 광산회사 그룹(미쯔비시메트리얼주식회사, 닛데츠광업 주식회사) 및 호주의 Newcrest Mining사에 의해 추진되고 있다.

 

광물자원 생산에는 막대한 에너지가 필요하여 나모시 금/동 광산이 개발되면 광산조업에 약 100MW의 신규 전력수요가 발생할 것으로 예상된다. 피지 전력공사의 발전능력(수력 85MW(베이스 전력용), 디젤 85MW(베이스 전력+피크 전력용))은 기존 수요(130MW)에 적합한 정도로 신규 댐 건설계획 등의 전력개발계획을 포함해도 장래 광산 개발에 따른 막대한 전력수용 증가를 감당하기에는 충분하지 않기 때문에 신규 발전시설의 정비가 광산개발에 있어서는 불가결한 조건이 되고 있다. 따라서, 나모시 금/동 광산 개발프로젝트가 피지 전력공사 및 피지 국가에 유익하도록 신규 발전설비 정비계획의 검토가 요구된다.

 

2. 프로젝트 내용결정에 관한 기본방침

 

약 100MW의 전력수요에 대응하기 위해서는 화력발전이 현실적이지만, 고효율이며, 저이산화탄소 배출기술을 도입한 화력발전설비와 지열발전설비를 조합시킴으로써 환경부하를 최대한 경감시킨 발전방법에 관하여 광산의 F/S 개시부터 6년 후의 광산 조업개시를 목표로 하여 이러한 발전설비의 정비를 수행하기 위한 검토를 실시하였다.

 

화력발전설비로부터의 전력공급방법으로서는 온-그리드에 의한 계통을 연대시킨 발전설비에서 공급하는 것으로 하였으며, 발전기 용량이 큰 고효율의 화력발전시스템을 계통 전체에서 수급을 조정하여 운영하는 방법을 사례연구하였다.

 

프로젝트 검토에 필요한 정보를 얻는 것을 목적으로 피지 국가측과의 조정, 보고, 지열발전 조사, 전력 인프라 조사를 포함하여 총 4회의 현지조사를 실시하였다. 지열발전 조사에서는 피지의 지열 자원량이 불확실하기 때문에 지열 자원량의 추정에 필요한 각종 지질정보를 얻기 위하여 지질, 지질화학, 물리탐사 등 현장조사도 포함하여 실시하였다.

 

3. 프로젝트 개요

 

(1) 지열발전시설 정비계획

1) 지열 포텐셜

본 조사에서는 비티레부섬의 지열자원에 관한 기존 자료조사를 통하여 지열 포텐셜 중점지역을 파악하여 6개 지역에서 현장조사(지질, 지질화학 조사)를 실시하였다.

 

 

            (그림) 비티레부섬의 지열 포텐셜

 

우선순위가 높은 2개 지역(Tavua지역(9, 19, 20) 및 Sabeto지역(11))에 관해서는 물리조사(MT법)을 실시하여 지하의 지질구조 해석 및 지열계 개념모델 작성을 실시하였다. 2개 지역의 지열자원 평가는 지표조사 결과에서 해석한 것으로 최종적으로는 지열 시추조사를 실시하고 지열자원의 평가가 이루어져야 한다.

 

2) 지열 시추 조사계획

지금까지의 지열자원 평가에 의하면, Tavua지역에서 지열발전의 가능성이 가장 높아, Tavua지역을 대상으로 지열 시추조사(구조조사)를 계획한다. 이 조사는 지표조사에 의해 추정한 지질, 지열구조 및 지열 수(水)성상을 확인하는 것으로 유망한 지열자원이 확인된 경우에는 추가적인 시추조사에 의한 저류층 구조 및 지열자원량의 정밀도를 높이는 것이 필요하다. 또한, 지열자원 정보가 빈약한 지역에서의 지열 시추조사는 리스크가 높기 때문에 공적지원책을 강구하여 지열자원 개발이 촉진되도록 하는 것이 바람직하다. 

 

3) 지열발전 개발 시뮬레이션(최저 비용 케이스)

6MW급 지열자원이 존재한다고 가정한 지열발전 개발계획을 시뮬레이션 하였다. 이것은 지열 시추조사에 의한 지열자원량 평가가 실시되지 않은 단계에서는 구체적인 지열발전 개발계획을 제안하는 것이 불가능하기 때문이다. 가정한 6MW급 지열자원을 기초로 지열자원 개발, 지열발전 설비 건설에 관하여 개략적인 계획을 검토하였다. 여기서는 6MW급의 지열발전을 수행하기 위해 필요한 지열자원 산정의 각종 파라미터로 가장 저비용의 케이스를 상정하였다. 발전방식은 비티레부섬의 지열자원 특성을 고려하여 이원주기(Binary-Cycle) 방식의 발전설비를 상정하였다.

 

  

                     (그림) 이원주기(Binary-Cycle) 지열발전 설비 개략도

 

(2) 화력발전 설비 정비계획

1) 계획 및 주요 제원

피지 전력공사의 비티레부섬 발전설비는 크게 나누어 수력발전과 화력발전으로 분류된다. 전력공급은 수력발전을 베이스로 한 화력발전으로 피크 조정을 실시하고 있다. 수력발전은 건설에서 영업운전 개시까지 장기간이 필요하지만, 화력발전은 수력발전보다 단기간에 건설이 가능하다.

 

또한, 화력발전 방식에 관해서는 광산조업에서 소비전력이 크고, 시간변동도 크기 때문에 기동성 및 운용성(저부하 운전) 등의 특성을 고려하여 환경에의 영향을 아주 작게하는 것이 요구된다. 따라서, 기존 설치된 FEA 화력발전소와 같은 디젤발전이 아니라 고효율이며, 환경에도 친화적인 복합사이클(Combined Cycle) 발전을 채용하여 이산화탄소 삭감에도 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

 

2) 건설후보지

건설후보지는 송전거리, 냉각수 확보, 연료운송, 토지형태, 주변환경 등을 고려하여 선정하였다. 시찰지는 광산 예정지에서 25km 이내에 있지만, 평지가 확보 가능하다는 점에서 비니소코반도 부근이 제1후보로 생각된다.

 

3) 총 사업비

복합사이클 발전설비 정비의 총 사업비는 약 191억 엔으로 계산되었다.

 

4. 실시 스케줄

 

나모시 금/동 광산개발의 개발공정은 최단 케이스의 경우, 개발공사는 F/S개시에서 2년째에 개시하고 조업개시는 6년째가 될 것으로 예상된다. 지열발전 설비의 정비는 최저 5년 이상이 필요하다고 예상되기 때문에 즉시 나모시 광산이 F/S를 개시한 경우에는 광산 조업개시에 맞출 수 없을 것으로 생각된다. 또한, 지열자원량 조사 결과, 충분한 자원량이 확인되지 않은 경우에는 조사대상 지역을 변경하여 새로운 지열 자원량 평가를 반복해서 실시해야 하기 때문에 지열자원 조사 단계에서 스케줄 조정이 필요하다. 화력발전 설비의 정비는 각 공정이 연기되지 않고 진행되면, 나모시 금/동 광산의 생산개시까지 운전을 개시할 수 있다. 또한, 환경영향조사 등에 의해 사전에 환경 및 사회에 충분히 배려하는 것이 아주 중요하다.

 

 

5. 재무적, 경제적 실행 가능성

 

(1) 지열발전 개발 시뮬레이션(최저 비용 케이스)

비티레부섬에서는 아직 충분한 지열 자원량 조사가 이루어지지 않았다. 따라서 지열발전의 사업화 가능성을 시뮬레이션 하기 위해서는 약 180도의 지열 자원을 이용하여 6MW 지열발전설비를 건설하는 것을 가상계획으로 상정하였다. 이 경우, 증기터빈형 지열발전에 필요한 증기량을 얻는 것이 어렵다고 생각되기 때문에 이 온도영역에서의 발전실적이 있는 이원형 지열발전설비를 상정하였다.

 

경제적 평가에서는 피지 국가의 전력분야에서의 할인율이 12%가 되면 본 가상계획의 EIRR(Equity　Internal　Rate　of　Return, 자기자본에 대한 내부수익률)은 그것을 넘으며, 디젤발전과 비교해도 최소 비용이 되어 지열발전은 에너지로서 재생가능 한 에너지원이 부족한 국가에게는 화석에너지의 가격급등 및 외자의 변동에 좌우되지 않는 국산에너지로서효과적으로 사용할 수 있다. 그리고 온실가스를 거의 배출하지 않고 다양한 온실가스의 삭감에 관한 장점이 있으며, 화석연료 수입을 위한 고액의 외자를 절약할 수 있다. 따라서, 재생가능한 에너지에 의한 전원강화를 전제로 하고 있는 피지의 경우, 본 가상계획은 경제적으로 실시할 가치가 있는 프로젝트로 판단할 수 있다. 단, 투자액을 가능한 한 삭감할 필요가 있다.

 

(2) 화력발전 설비 정비계획

복합사이클 방식의 화력발전 설비의 도입을 위해 나모시 금/동 광산운영회사가 중심이 되어 발전설비 건설, IPP(Independent Power Plant, 민자발전소)를 위한 일본법인을 포함하여 특별회사가 설립되었으며, 국제협력은행의 수입, 투자, 사업 등 개발을 위한 융자의 스프트론(70%)을 주로 하고 나머지(30%)는 다른 금융기관에서 일반적인 조건으로 융자를 받는다는 계획으로 상정하였다.

 

경제적 평가에서는 피지의 전력분야에서 할인률이 12%라고 하면, 본 프로젝트의 EIRR은 크게 초과한다. 경제적인 디젤 발전과 비교하면 최소비용의 이론에서 복합사이클 발전의 채용은 경제적으로 유리하다. 재무적으로 보면, 복합사이클 발전은 전력판매 단가가 15cent/kWh 이상으로 실시가능하며, 이 단가는 현재 피지에서의 일반적인 IPP 전기요금의 최고액 13.5cent/kWh보다도 고액이지만, Domestic Lifeline Tariff 20.59cent/kWh보다도 저렴한 가격이다.

 

본 프로젝트의 주 목적이 나모시 금/동 광산의 조업을 위한 전력이라는 것을 생각하면 이 전력 IPP에 의해 많은 이익을 추구하지 않고 피지 국가의 전력안정공급, 고용창출 등의 관점에서 보면, 재무적 수익률, 현금흐름면에서 건전하게 조업 가능한 최저 발전원가 15.46cent/kWh의 전력판매로 가능하다고 판단되었다.

 

6. 일본 기업의 기술면에서의 우위성

 

(1) 지열발전

일본은 환태평양 화산벨트에 위치하고 있으며, 세계적으로도 유수의 지열 자원보유국이다. 이 지열자원을 활용하기 위해 일본 국내에서는 지열자원 조사가 추진되고 있으며, 일본기업이 가진 지열자원 조사기술은 세계에서도 톱 수준이라고 생각된다.

 

일본의 지열자원 개발상황은 세계에서도 유수(설비 용량 세계 6위)로, 지열자원 개발과 관련된 일본기업의 기술수준(특히, 조사단계의 최신 지상탐사 실시 기술, 소프트웨어, 해석기술, 저류층 평가, 저류층 시뮬레이션 기술, 저류층 유지관리 기술)은 세계 톱 수준이다.

 

지열발전 관련 공업제품 분야에서 일본의 제조사는 국제적으로도 높은 경쟁력을 가지고 있다. 특히, 갱구압력밸브는 거의 일본제이다. 또한, 지열발전 설비의 세계적인 점유율의 70%가 일본 3개 제조사(미쯔비시, 후지, 도시바)가 차지하고 있다.

 

(2) 화력발전

일본의 화력발전 설비 제조사는 발전방식, 발전용량에 대해 다수의 형식을 준비하고 있다. 본 조사에서 제안하는 1축 45MW급의 발전은 비교적 소형으로 분류되고 있지만, 복합사이클 발전으로는 국내외에서 다수 납품실적을 가지고 있다.

 

7. 조건 실현을 위한 액션플랜과 과제

 

(1) 비티레부섬의 전력개발

본 조사에서는 비티레부섬 남부 산간지에 계획되어 있는 나모시 금/동 광산개발 프로젝트의 조업에 필요한 100MW의 전력을 공급하기 위해 화력발전에 의한 전력개발을 검토하였다. 또한, 재생가능한 에너지화를 고려하여 비티레부섬의 지열발전 가능성을 검토하였다.

 

화력발전은 고효율 복합형 화력발전소를 비티레부섬전력망과 연계하여 광산운영회사와 FEA가 출자하는 특별목적회사에 의해 운영하는 것을 제안하였다. 이것에 의해 100MW가 광산을 위해 공급되고, 20MW(긴급시 65MW)가 비티레부섬전력망을 위해 공급이 가능하게 된다.

 

본 계획은 경제적, 재무적으로 실시 가능하며, 피지의 전력 안정공급 및 고용창출 등의 관점에서 건전한 조업 가능 최저발전원가(15.46cent/kWh)로도 전력 판매가 가능하다. 따라서 본 계획은 피지 국가의 산업진흥에 크게 기여할 것으로 생각되기 때문에 에너지국 및 FEA는 큰 흥미를 가지고 있다.

 

앞으로는 나모시 금/동 광산개발 프로젝트가 F/S로 진행하는 것이 결정된 경우에, 본 제안을 기초로 상세한 분석이 진행되는 것이 바람직하다. 본 계획의 실현을 위해, 복합형 발전에 적합한 품질의 중유를 안정적으로 확보하는 것이 중요한 과제이다. 또한, 해외 정부계의 저금리 소프트 론의 획득을 위해 각종 환경을 정비하는 것도 중요하다고 생각된다.

 

지열자원개발에 간하여 피지에서는 2011년까지 전체 전력의 90% 이상을 재생가능한 에너지화하는 것이 목표로 제시되어 수력, 풍력 등과 함께 지열자원에도 큰 기대가 모이고 있다.

 

본 조사에서는 비티레부섬에서 기존 자료조사, 6개 지역의 지표지질, 지질화학 조사 및 2개 지역의 물리탐사가 실시되어 타부아지역 및 산베도지역에서는 지질구조, 지열개념모델이 작성되었다. 이것은 앞으로 비티레부섬의 지열자원개발을 추진할 때 유용한 정보가 될 것이다.

 

피지 국가는 다른 국가로부터의 원조에 의해 지열자원개발을 추진하는 것에 큰 기대를 받고 있다. 그러나, 피지 국가에서는 지열자원이 광물자원과 동일하게 탐광권이 부여되기 때문에 다른 국가로부터의 지원을 받아 지열자원개발을 추진하는 경우에는 지열탐광권에 관한 특별한 조치의 검토가 필요하다.

 

한편, 지열발전에서는 발전규모 1MW당 연간 약 5,100톤의 이산화탄소 배출량에 상당하는 환경개선효과가 기대되기 때문에 이산화탄소 배출권으로서의 지열발전 가치가 평가될 수 있다.

 

▣ 원문제목 : フィジー諸島共和国・火力発電所等電力インフラ整備調査報告書

    

▣ 원문의 주요목차*******************************************************************

1. 프로젝트의 배경 및 필요성

2. 프로젝트 내용결정에 관한 기본방침

3. 프로젝트 개요

4. 실시 스케줄

5. 재무적, 경제적 실행 가능성

6. 일본 기업의 기술면에서의 우위성

7. 조건 실현을 위한 액션플랜과 과제