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4. 운전유지비(O/M cost: operation and maintenance cost)
운전유지비는 발전기를 운용하는 데 소요되는 비용 가운데 연료비를 제외한 모든 비용을 말한다. 여기에는 인건비를 비롯하여 소모품 및 장비, 외부 지원 서비스, 감속재 및 냉각재 보충분, 원전사고 보험 등에 소요되는 모든 직접 비용 및 간접비용이 포함된다. 원자로 폐로비용은 대개 운전유지비에 포함시키는데, 그렇지 않을 경우에는 연간 총비용의 일부분으로 계상하여 처리한다. 대개 운전유지비는 정상 운전 상태에서의 발전기 평균이용률(Average Capacity Factor)을 기초로 하여 추정된다. 일반적으로 운전유지비는 고정비적 요소와 변동비적 요소로 나뉜다.
<표 2>은 원자력발전기의 운전유지비 내역을 나타낸 것이다. 이 표에서 고정 운전유지비는 보통 연간 단위($/kW-year)로 계산된다. 이것은 발전기의 크기 및 유형에 따라 달라지며, 발전기의 이용률과는 무관한 값이다.
<표 2> 원자력 발전기 운전유지비(O/M cost)의 구성
변동 운전유지비는 발전량(즉 이용률)에 따라 변하는 부분을 말한다. 회계제도에 따라서는 변동 운전유지비 가운데, 발전기의 운전과 관련하여 소모되는 모든 자재비용(연료비를 제외)을 소모성 운전유지비(Consumable O&M Cost)라고 하여 별도로 분류하기도 한다. 이의 예로는 탈황설비에 사용되는 석회석 비용 등을 들 수 있다.
5. 발전단가를 이용한 직접 비교
발전단가를 이용하여 발전기를 직접 비교할 때에는, 미래의 어떤 연도를 설정하고 이 기간에 대하여 각 발전기들의 발전비용을 계산하여 비교한다. 한편, 발전단가는 발전기의 이용률이 결정되어야 계산될 수 있다. 발전기의 이용률은 어느 기간의 운전시뮬레이션을 이용하여 예측하거나 가정한다. 먼저 발전기가 확률적으로 고장정지(forced outage)를 일으킬 때의 발전기의 용량을 어떻게 평가하는가를 설명한다.
5.1. 등가부하부담용량(ELCC, effective load carrying capacity)
ELCC는 유효용량(effective capacity)라고도 하며 어떤 발전계통의 신뢰도 기준이 정해져 있을 때에 이것을 만족할 수 있는 수요의 크기를 말한다. LOLP는 주어진 발전설비용량를 가지고 1년 동안 운용하였을 때 발전출력의 합이 수요보다 작게 될 시간의 수학적 기대치를 말하며 일/년으로 나타낸다.
<그림 5> 등기부하부담용량
<그림 5>에서 보면 LOLP의 기준치가 0.1 일/년일 경우, ELCC는 점 A로 나타난다. 만약 발전기 하나가 추가된다면 점 B가 ELCC로 된다. 이 발전기가 있을 때와 없을 때의 유효용량의 차이를 이 발전기의 유효용량이라고 한다. 이것은 발전기의 고장정지율에 따라 변화한다. 따라서 용량이 같은 발전기라도 고장정지율이 다르다면 직접 비교하는 데에 문제가 있음을 알 수 있다.
그림에서 M은 기울기 특성이라고 하는데 이것을 이용하여 다음과 같이 발전기의 유효용량을 계산하기도 한다.
L= C-M ln (1-Rf+Rf eC/M)
여기에서 L : 발전기의 ELCC, MW
C : 발전기의 정격용량, MW
M : 기울기 특성, MW
ln : 자연대수
Rf : 발전기의 고장정지율, p.u.
e : Naperian 상수(2.718.....)
5.2. 연간 고정비의 취급
발전단가의 계산에서는 준공시점의 미래가는 발전기의 수명기간 동안에 매년 동일한 일정금액(A: annuity)로써 회수되는 것으로 가정한다. 발전기의 준공시점을 기준으로 한 건설비가 C이고, 발전기의 수명기간과 할인율이 각각 N과 i라고 할 때, 건설비와 등가가 되는 연간등가금액은 자본회수계수(CRF, capital recovery factor)를 이용하여 구한다.
<그림 6> 건설비와 연간 회수비용
자본회수계수는 다음 식
에 의하여 구해지며 이 식의 의미는 준공시점에서 본 건설비를 일정한 금액 A로 수명기간(N) 동안의 매년 말에 회수한다는 개념으로서 흔히, 로 표기된다. <표 3>에는 여러 가지 발전 유형별로 자본회수계수를 산출하여 나타냈다.
<표 3> 자본회수계수의 계산
위의 표에서, Depreciation과 Cost of Money의 의미를 살펴보면 아래와 같다.
발전기의 수명기간이 n이고 할인율이 r이므로 자본회수계수는
로 나타낼 수 있다. 그러면 1/n은 원금의 상환에 해당하는 부분이고 α는 미상환 원금에 대한 이자라고 생각할 수도 있으므로, 1/n을 감가상각 해당분(Depreciation), α를 이자비용(cost of money)이라고 표현한다. 여기에서 감가상각 해당분(Depreciation)이라는 표현은 이미 건설되어 운전 중인 발전기의 감가상각 충당금과는 개념이 다른 것이나, 연간 고정비를 요소 별로 분류하여 나타낼 때는 감가상각에 해당하는 것처럼 보이게 된다. 그러나 건설할 미래 발전기의 발전단가와 회계에서 사용되는 감가상각(또는 건설된 발전기의 감가상각 금액)은 서로 관련이 없다. 또한 이자비용(cost of money)도 원금의 미지급분에 대한 이자의 개념으로 해석하면 된다. 즉 자본비용(cost of capital)과는 다른 용어이다. 이것은 원금상환액과 이자지급비용의 합이 매년 일정하게 되도록 하는 연금 A를 설정하였기 때문에 발생하는 현금흐름에 대하여 설명하는 것이다.
5.3. 발전단가의 계산
다음 <그림 7>은 건설대상 발전기의 건설기간 동안의 건설비 현금흐름(Cash-flow)과 준공 이후 발전기 수명기간의 가정된 운전계획(연도별로 주어진 이용률) 아래에서 발전에 관계된 비용이 소요되는 형태를 가상적으로 나타낸 것이다.
<그림 7> 발전단가의 계산
여기에서 C는 발전기 착공 후 준공시점까지 매년 건설에 소요되는 금액을 준공시점으로 환산한(미래가로 표시한) 금액의 합계액 즉, Overnight Cost와 IDC의 합계인 준공시점의 총 건설비이고, 또한 발전기의 수명기간에 발생하는 비용 A는 운전개시 이후 매년 회수하여야 할 비용을 나타낸 것이다. 일반적으로 발전단가는 아래와 같이 고정비 부분과 변동비 부분으로 구분하여 계산한다.
두 개의 발전기의 발전단가를 비교하는 데 있어서는 다음과 같은 주의가 필요하다. 첫 째, 두 개의 발전기의 발전단가를 비교할 때에 발전기 용량은 서로 다르다. 따라서 두 개의 발전기는 같은 발전량을 발전계통에 공급하지 못하며 유효용량(등가부하부담용량, effective load carrying capability)이 다르다. 그리고 신뢰도 측면에서도 동일하게 기여하지 못한다. 따라서 발전단가의 비교는 이러한 차이점을 가려내지 못한다. 둘 째, 만약 용량이 같을 경우에도 두 개의 발전기는 고장정지율(forced outage rate)이 서로 달라서 신뢰도에 기여하는 부분이 서로 다르다. 그러나 발전단가 비교법은 이러한 차이를 가려내지 못한다. 셋째, 같은 발전량을 기여한다고 하여도 이용률이 같을 수는 없다. 왜나 하면 고장정지율이 서로 다르기 때문이다. 발전단가의 직접비교는 이러한 차이점을 구분하지 못하는 점을 고려하여 의사결정을 하여야 한다.
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2024.4.26 금 19:34 
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