[UK BEIS Hydrogen Production Costs 2021 번역] #8 민감도 분석

LCOH는 기본 데이터 및 가정에 매우 민감하게 움직임

• LCOH 추정 시 다양한 가정 및 데이터가 입력되는 바, 기술 및 할인율 등의 가정에 민감하게 반응함
• 따라서, 각 기술별로 주요 인자 및 가정에 대한 민감도 분석을 통해 LCOH가 어떤 영향을 받는지 확인 필요

 

 

연료 및 전기가격 민감도 분석

• [그림 1]은 SMR 및 가스화를 제외한 모든 기술과 관련된 다양한 연료(CCUS 활성화 메탄 개질을 위한 천연 가스 및 CCUS 활성화 가스화를 위한 바이오매스)가 중앙 LCOH(수직 축에 참조로 표시됨) 및 전력가격이 LCOH에 미치는 영향을 보여줌

 

[그림 1] 각 기술별 연료 및 전기가격에 따른 민감도 분석

 

• 전력 및 연료가격의 변화에 따라 각 기술별 민감도는 상이하게 나타남
• CCUS 지원 메탄 개질 기술의 경우 LCOH가 최대 £13/MWh까지 변화하며 CCUS가 있는 ATR+GHR과 같은 보다 효율적인 기술의 경우 그 영향이 상대적으로 낮음
• 전기분해 기술의 LCOH는 최대 £22/MWh까지 크게 변화함. 전기분해 효율성이 높고 CCUS 지원 기술과 유사한 SOE를 제외하고 일반적으로 효율성이 낮기 때문에 전기분해의 민감도가 크게 나타남
• 바이오매스 가격은 연료비 증가시 미치는 영향이 연료비 하락 시 보다 높은 것으로 나타나며 LCOH가 최대 £15/MWh까지 증가하지만 낮은 바이오매스 가격이 사용되는 경우 £5/MWh만 감소함

 

 

기술 및 효율 분석

• [그림 2]은 다양한 기술 비용 및 효율성이 중앙 LCOH에 미치는 영향을 보여줌

 

[그림 2] 각 전력비용별 효율성 변화와 민감도 분석

 

• [그림 2]의 0기준점을 중심으로 오른쪽은 낮은 효율성과 결합된 고비용 시나리오를, 왼쪽은 높은 효율성과 함께 저비용 시나리오의 LCOH에 대한 영향을 보여줌
• 전력망 연결 전기분해부터 출력제어 시 LCOH에 대한 고/저 고정 비용(CAPEX 및 고정 OPEX)의 영향은 부하 계수가 낮을수록 증가함
• 고효율/저효율의 영향은 전기가격과 밀접하게 연관되어 있음
• 가장 높은 가격(산업용 소매 가격)이 가장 큰 변동을 가져오는 반면, 전기 가격이 £0/MWh(절약된 전기에 대해 가정)인 경우 효율성은 LCOH에 영향을 미치지 않음
• Alkaline은 가장 성숙한 기술이기 때문에 불확실성이 낮으며 이에 따라 효율성 변동에도 LCOH는 변동성은 가장 낮게 나타남
• 최신 기술인 SOE는 가장 불확실성이 높은바, 효율성에 민감하게 반응함

 

 

부하율 변화

• 각 기술 및 시스템, 수요 등에 따라 부하계수는 상이하나, 본 보고서에서는 출력제어 시 초기 가정한 부하계수 25%를 변동하며 민감도를 분석함
• [그림 3]은 25%를 기준으로 10% 포인트 높거나 낮은 부하율(즉, 15% 및 35%) 적용시 LCOH의 변화를 보여줌
• 축소된 전력은 £0/MWh로 가정하므로 변경 사항은 LCOH의 고정 CAPEX 및 OPEX 요소에만 영향을 미침
• 고정 비용이 클수록 부하 계수의 변화가 LCOH에 더 많이 영향을 미침. 예를 들어, SOE LCOH는 PEM 및 알칼리성보다 훨씬 더 민감하게 반응함
• 부하 계수와 비용 간의 기하급수적인 관계로 인해 부하 계수를 15%로 줄이는 것이 35%로 증가하는 것보다 LCOH에 더 큰 영향을 미침
• 고정 비용이 클수록 부하 계수의 변화가 LCOH에 더 많이 영향을 미침. 예를 들어, SOE LCOH는 PEM 및 알칼리성보다 훨씬 더 민감하게 반응함

 

[그림 3] 부하율 변화에 따른 LCOH 민감도 분석

 

시사점

• 민감도 분석을 통해 LCOH 추정치가 변동성이 높음을 확인하였는 바, 기술 및 시나리오의 개별 상황을 고려하는 것이 LCOH 추정시 필요함
• 또한, 일부 기술은 시나리오에 민감하게 반응할 수 있으나 모든 기술이 그렇지 않을 수 있음

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