발전소 건설 타당성 분석 보고서 또는 사업 계획서를 일반에서 접하기에는 매우 어렵다. 민간영역에서 진행되는 사업은 관련자들만 접하고, 공공기관에서 추진한 프로젝트의 경우에는 열람 신청을 하면 열람이 가능하나 직접 해당기관에 찾아가야 하고, 전산화가 안되어 있어서 인터넷 등으로 보기 어려운 경우도 있고, 전산화 되기는 하였으나 검색이 안되거나, 링크가 깨진 경우도 많다.

다행스럽게도 서울에서는 국회 도서관에 공공기관 보고서가 있는 경우가 있어서 참고 할 수 있으며, 필요한 경우 정보공개 청구를 통해서도 볼 수 있다.

어째든 발전 사업의 타당성 보고서와 사업계획서는 쉽게 볼 수 있는 자료가 아니기 때문에 전체적인 타당성 보고서, 사업 계획서의 내용을 정리하여 참고할 수 있도록 하고자 한다.

기초자료 조사 및 분석

발전소 프로젝트를 진행하기 위해서 필요한 타당성 분석 보고서, 또는 사업 계획서를 작성할 때 가장 먼저 작성하여야 하는 것은 기초자료 조사 및 분석이다. 기초자료에 언급 되는 것은 행정구역, 지질특성, 지형, 기후, 도로, 상하수도, 주변인구 등을 전체적으로 조사하여 판단하여야 한다.

이 장에서는 각 조사 내용에 대해서 설명을 하고, 대략적인 예시를 하고자 한다. 단, 국내의 실제 지명을 예시로 할 경우 마치 실제 프로젝트가 진행 되는 것처럼 오해 할 수 있는 여지가 있으므로 명확한 지명 및 데이터는 포함하지 않는다.

지점 및 부지현황 조사

• 대상지역의 주소 및 위치를 포함한 기본 정보:

대상지역의 위치(행정동)과 면적을 명기하고 위성사진 또는 항공사진을 포함한다. 가능하면 지적도, 지형도 등을 표기한다. 이 정보는 아주 기본적인 정보이고 흔하게 얻을 수 있는 정보이지만 많은 내용을 포함하고 있다. 행정구역으로는 대략적인 위치를 알 수 있고, 투자 비용도 추정이 가능하다. 지적도와 지형도, 항공사진 역시 토목 공사에 필요한 비용의 예상이 가능하고 추가로 토지를 매입할 가능성이 있는지, 주변 민원 가능성이 있는지, 천재지변으로 인한 고립가능성이 있는지를 알 수 있다.

마지막으로, 대형 발전 프로젝트를 추진하는 경우에는 지자체의 토지 이용계획도 확인하는 것이 중요하다. 지자체의 조례에 따라서 사업 진행이 불가능 하거나, 굉장히 어렵게 각종 제한을 풀어야 하는 경우가 있다. 이는 사업 기간을 무한정 늘려 비용상승 및 자금조달 계획에 차질을 가지고 올 수 있기 때문이다.

이와 같은 이유로 기본 정보는 최대한 상세하게 조사를 해 놓는 것이 중요하다.

• 자연환경

대형 발전 프로젝트의 경우에는 자연환경도 중요하다. 암반은 어느 깊이에 존재하는지, 사업지의 풍향과 풍속, 강우량, 강설량, 평균 기온 등이 중요하다.

일반적인 타당성 분석 보고서나 사업 계획서의 경우 지형 및 지질학적 분석부터 시작하는 경우가 많다. 이러한 정보는 암반층의 위치를 예측하는 데에 도움이 될 수 있으나 과도하게 많은 내용이나 상세한 내용을 적는 경우가 있어 주의가 필요하다. 기본적으로 지혈과 지질 정보는 토목공사에 필요한 정보를 얻는데에 적합하다. 발전소는 수평을 유지하는 것이 중요한 설비가 있고, 진동이 있으며 무게가 무겁기 때문에 토목공사를 잘 하는 것이 중요하다. 일반적으로 암반층까지 파일을 박아서 단단한 기반을 만들어야 하는데 이런 토목공사에 들어가는 비용도 상당하다. 이를 가늠하는 정보로 지형과 지질정보를 사용 할 수 있다. 또한 상수도가 확보되지 못할 경우 지하수를 활용하기 위한 정보로 사용할 수 있다. 다만, 과거에는 이러한 지형, 지질의 한계를 극복하지 못했거나 천문학적 비용이 들었던 것에 비해 최근에는 기술의 발전으로 대부분 해결할 수 있는 수준의 문제이다.

• 기상정보

기상정보는 온도, 강수량, 풍속, 습도, 일조시간 등의 정보이다. 기온의 경우에는 동파 방지 작업, 냉각효율 등의 이유에서 고려하여야 하며, 풍속의 경우에도 냉각효율, 배연 시스템(굴뚝 포함)을 정하기 위한 자료가 된다. 강수량, 습도, 일조시간 등도 발전 시설을 안전하게 배치하고 효율을 올리기 위해서 고려되어야 하는 요소이다.

• 사회환경

행정구역 위치는 기본적으로 들어가야 하는 정보이다. 더 중요한 정보는 사업지 주변의 이구 분포가 중요하다. 발전소를 운영하기 위한 인력을 채용하기 위해서는 주변에 상주 인구가 일정 수준 있는 것이 좋다. 최근에는 자동화가 많이 되어 적은 인원으로 발전소 운영이 가능하지만, 어째든 일정 수준의 인구가 주변에 있는 것이 좋다. 또한 전문 인력을 채용해서 발전소 부근에 사택을 제공한다고 하더라도 인구가 어느정도 되어서 편의 시설이 있는 지역을 선호하므로 고려해야 한다. 더 중요한 것은 민원 발생 가능성이다. 발전소 부지 부근에 인구가 많은 경우 민원 발생 확률이 높아지고, 공사기간 및 운영기간에 어려움이 발생 할 수 있다. 이 때문에 발전소 부지에서 가까운 지역에는 적은 인구가 있는 것이 좋으며 수km 밖에 인구가 많은 것이 오히려 발전소 부지로 적합하다.

• 부지 특성

부지의 특성은 발전소를 건설하기에 충분한 면적인 부지 인지를 확인하고, 유틸리티(전기, 상하수도 등)의 공급이 좋은지, 냉각수의 공급이 쉬운지, 도로망이 잘 갖추어져 있는지를 확인할 수 있는 내용으로 작성 된다.

이와 같은 내용을 포함하는 것이 기본 정보이며, 약 20페이지 정도를 기본 정보에 할당하게 된다. 발전사업을 하기에 적합한 부지를 선정하는 것이 사업의 가장 기본인 만큼 이 정보가 중요하며, 사업 계획을 작성할 때 이미 고려되어있어야 한다.

기업의 재무 상태에 영향을 미치는 요소가 많으므로 주요한 요소가 수익성에 주는 영향을 확인할 필요가 있다. 이 방식을 민감도 분석이라고 한다. 발전소에서 중요한 요소는 수입에 영향을 주는 SMP와 REC가격, 비용에 영향을 주는 연료비이다. 이 3가지 요소가 발전소의 수익성에 영향을 주는 정도를 확인해 보자.

발전소를 건설할 때 은행에서 대출을 통해 자금을 조달하였다면 회사를 운영하고 나서도 은행 이자를 지급할 수 있을 정도의 수익이 확보되어야 한다. 즉, 영업이익 금액이 은행이자율 보다 높도록 하는 것이 더 좋겠지만, 계산을 한번 더 해야해서 혼돈을 줄 가능성이 높아서 최저 수익율을 기준으로 두고 계산해보기로 한다.

이 발전소의 최저수익률은 영업이익 기준으로 매출의 6%이상을 영업이익으로 가져가는 것을 목표로 하여 계산한다. 본 프로젝트에서 가정한 기준 가격은 이미 음수(-) 상태이므로 민감도 분석은 영업이익률이 상승하는 방향으로 최대 30%의 변화를 3%단위로 계산하여 본다.

민감도 분석결과는 ‘민감도분석’ 시트를 만들어서 결과를 저장하고 정리한다. 고급방법을 사용하면 자동화된 방식으로 민감도 분석을 수행할 수 있지만, 이 포스팅은 엑셀 기술을 위한 포스팅이 아니므로 직접 계산하여 정리하는 방식으로 분석한다.

결과는 아래와 같다

표에 보이는 바와 같이 SMP는 21% 상승시 영업이익률 6%이상이 가능하며, REC는 30% 상승, 연료비는 18%이상 하락시에 영업이익률 6%가 가능하다.

민감도 분석 결과를 그래프로 보면 더욱 확연하게 볼 수 있다. 기울기가 가장 급한 연료비가 영업이익률에 미치는 영향이 가장 크며, SMP가 2번째, REC가 가장 적은 영향을 미치는 것으로 분석할 수 있다.

엑셀의 기능 중 그래프에 추세선을 추가하고 수식을 표시하는 기능을 사용하면 그래프의 기울기를 구할 수 있으며, 이 결과는 아래 그림과 같다. 그림의 수식을 보면 연료비 수식의 기울기가 0.0206으로 기울기가 가장 급하다는 것이 표시 된다.

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이 블로그에서 연재하는 신재생에너지 발전소 재무 예측은 엑셀파일로도 만들것이며, 매회 진행내용만큼 추가된 파일을 공개할 예정이다.

파일공유는 마이크로소프트(www.microsoft.com) 에서 제공하는 원드라이브(www.onedrive.com) 을 통해서 수행할 것이며, 원드라이브는 마이크로소프트에서 제공하는 클라우드 저장공간 서비스이며, 웹을 통해 엑셀, 워드, 파워포인트 등을 사용할 수 있게 기능을 제공해주고 있다.

이번 내용의 엑셀파일은 재무예측-5.xlsx () 에서 다운받을 수 있다.

위 링크를 클릭하면 아래 그림과 같은 화면이 나온다.

빨간색 사각형으로 표시한 파일 이름을 클릭하면, 아래와 같은 화면이 나온다.

현재 파일 공유는 ‘보기’만 가능하기 때문에 웹에서 바로 수정이 불가능하다, 엑셀 프로그램이 깔려 있는 경우에는 빨간 사각형을 눌러 파일을 다운받아 수정 및 작업이 가능하다.

사용하는 컴퓨터에 엑셀 프로그램이 없을 경우에는 원드라이브에 가입(무료)하고 파일을 자신의 계정에 업로드하면 웹에서 수정 및 작업이 가능하다.

재무제표 중 손익계산서에서 다루는 비용은 매출비용과 판매관리비용으로 나누게 된다. 매출비용은 제품을 생산하기 위해 직접적으로 필요한 비용으로 발전소에서는 연료비, 발전소 운전인력 인건비, 발전소 시설 운전용 전력비용, 용수비, 폐기물 처리비, 약품비, 유지보수비, 감가상각비 등이 포함된다.

반면, 판매관리비는 직접 제품을 생산하는데 필요한 비용 이외의 비용으로 발전소에서는 주로 발전소장, 회계인력 등에 소용되는 비용과 사무실 유지 비용 등이 포함된다.

매출액에서 매출비용을 제한 금액이 매출이익이며, 매출이익에서 판매관리비를 제한 금액이 영업이익이다. 마지막으로 영업이익에서 은행이자를 제하고, 법인세를 제하고 나면 당기순이익을 계산할 수 있다.

매출 비용 계산

이 블로그는 10MWh급 발전소를 운영하며 1년에 8,000시간을 운전하는 것을 가정하고 예측을 하고 있다. 매출 비용에 대한 것은 아래와 같이 정리 된다.

판매관리비용

발전소에서 생산하는 전력은 전력거래소를 한전에서 매입하고, REC는 장기계약 또는 REC거래소를 통해 판매를 하는 판매 특징이 있으며, 인원이 많지 않기 때문에 관리비도 적게 드는 특징이 있다.

이와 같이 비용을 계산하면 발전소의 손익은 아래와 같이 계산된다.

위에서 보는 바와 같이 이 발전소는 영업을 해도 마이너스가 나타나는 구조이다. 실제 현금흐름을 계산하면 감가상각비 15억원은 실제 지출되는 금액이 아니므로 현금흐름은 +로 나타날 수 있다. 하지만, 손익계산서 상에서 손해가 난다는 것은 투자 타당성이 낮다는 것을 의미한다.

이것이 바로 현재 국내 신재생에너지 발전이 늘어날 수 없는 이유를 보여주는 것이다. 이 재무예측은 SMP를 113.6원과 REC를 70원으로 계산한 것으로 SMP+REC가격이 최소한 20원 이상 높아져야 투자 수익성이 충분히 나오게 된다. 하지만, 전기 다소비 산업이 주를 차지하고 있는 국내 상황, 화력발전소와 원자력 발전소가 증가되고 있고, 대통령이 전기료 인하를 지시한 상황에서 SMP가 상승되기는 어렵다고 보여진다. REC이 경우에는 법령개정으로 정부보유 REC에 대한 관리를 하게 되어서 큰 하락은 없을 것이라고 예상 되지만 크게 올라가지도 못할 것으로 예상된다.

RPS제도는 시장경제를 이용하여 신재생에너지를 장려한다는 취지는 좋았으나, 정부의 과도한 시장개입으로 인해 그 장점을 잃어버리고 말았다. 신재생에너지 계획이 발표되었으나 수익성이 확보되기 어렵고 저유가 상황이 계속 되면 신재생에너지의 보급은 요원한 일이라고 생각된다.

이 블로그에서 연재하는 신재생에너지 발전소 재무 예측은 엑셀파일로도 만들것이며, 매회 진행내용만큼 추가된 파일을 공개할 예정이다.

파일공유는 마이크로소프트(www.microsoft.com) 에서 제공하는 원드라이브(www.onedrive.com) 을 통해서 수행할 것이며, 원드라이브는 마이크로소프트에서 제공하는 클라우드 저장공간 서비스이며, 웹을 통해 엑셀, 워드, 파워포인트 등을 사용할 수 있게 기능을 제공해주고 있다.

이번 내용의 엑셀파일은 재무예측-2.xlsx (http://1drv.ms/1BiQ8EA) 에서 다운받을 수 있다.

위 링크를 클릭하면 아래 그림과 같은 화면이 나온다.

빨간색 사각형으로 표시한 파일 이름을 클릭하면, 아래와 같은 화면이 나온다.

현재 파일 공유는 ‘보기’만 가능하기 때문에 웹에서 바로 수정이 불가능하다, 엑셀 프로그램이 깔려 있는 경우에는 빨간 사각형을 눌러 파일을 다운받아 수정 및 작업이 가능하다.

사용하는 컴퓨터에 엑셀 프로그램이 없을 경우에는 원드라이브에 가입(무료)하고 파일을 자신의 계정에 업로드하면 웹에서 수정 및 작업이 가능하다.

1. 발전소의 역사와 종류

발전은 자연에 존재하는 여러가지 형태의 에너지를 전기 에너지로 바꾸는 과정을 말하며, 발전소는 발전을 시행하는 시설을 말한다. 발전에서 가장 중요한 것은 발전기이며, 코일과 자석으로 구성되어 회전에너지는 전기에너지로 변환하는 것이 일반적이다. 다만 태양광발전의 경우에는 빛에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 경우도 있다.

 1)     발전소의 역사

세계 최초의 발전소는 Lord Armstrong에 의해서 1868년 영국에 건설되었다. 호수에서 끌어온 물을 이용하여 Siemens dynamos를 동작시켜 직류를 생산했다. 이후 공공에서 건설한 발전소는 Edison Electric Light Station으로 런던에 건설되어서 1882년부터 가동하였으며 스팀을 이용한 발전소이다. 미국에서는 1882년 뉴욕에 건설 된 Pearl Street Station이 최초의 발전소이며 1890년 화재로 소실될 때까지 운영되었다.

한국에서는 1887년 대한제국의 경복궁내 건청궁에 전기불을 켜기 위해서 향원정 연못가에 세워졌으며 석탄화력을 이용하였으며, 냉각수를 향원정의 물을 사용하였기 때문에 물고기가 익어서 떠오르는 경우가 있었다고 한다. 1898년에는 한성전기회사가 최초로 설립되어 국내 첫번째 전기회사로 설립되었으며, 배전시설을 설치하여 가정과 사무실 등에 전력을 공급하는 역할을 하였다.

2)     발전소의 분류

(1) 화력발전소: 화력발전은 연료를 연소하여 발생한 열을(스팀, 가스 등) 터빈에서 회전 운동에너지로 전환하고 회전운동에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식을 말한다. 화력발전소는 다시 아래와 같이 분류가 가능하다.

• 기력발전소: 열을 고온고압의 스팀으로 만들어 증기 터빈(Steam Turbine)을 이용하는 방식
• 내연력발전소: 디젤엔진 등 엔진을 발전기에 직접연결하여 발전하는 방식으로 주로 벙커C유, LNG등을 사용하며, 대형빌딩의 비상발전소, 도서지역의 발전소 등이 해당한다.
• 가스터빈발전소: 연소가 가능한 가스를 터빈 내에서 연소시켜 발전기를 구동하는 방식의 발전소이다. LNG를 주로 사용한다.

사진: 위키피디아

(2) 원자력발전소

원자력 발전소는 우라늄과 같은 방사선 동위원소가 분열할 때 발생하는 열에너지를 이용하여 고온고압의 스팀을 생산하고 이 스팀으로 터빈을 구동하여 발전하는 방식이다.

사진: 위키피디아

 (3) 수력발전소

댐을 통하여 물을 가두었다가, 방류하면서 수차를 구동하고 이를 통해 전기에너지를 생산하는 방식을 말한다. 전력사용이 적은 시간에 양수기를 이용하여 하류의 물을 댐에 채워놓았다가 전력사용이 많은 시간에 발전하는 양수발전 방식도 있다. 24시간 발전을 계속하는 원자력발전, 석탄화력발전 등에서 생산하는 여유 전력을 활용하는 방식으로 많이 사용된다.

사진: 위키피디아

 (4) 태양광발전소

빛을 받으면 광전효과에의해 전기를 발생하는 태양전지를 이용하여 발전하는 방식이다. 태양광의 경우에는 계속적으로 공급되는 에너지이기 때문에 재생에너지라 불리며 환경오염 등에 대한 우려가 적은 방식이다. 단, 구름이 짙게 끼거나 야간 등 햇빛이 충분하지 않은 경우에는 발전을 하지 못하는 단점이 가장 크다.

 사진: 위키피디아 (아래쪽 검은 부분)

 (5) 태양열발전소

태양광이 가지고 있는 열에너지를 집중하여 스팀을 만들고 이를 이용하여 터빈을 구동하여 전력을 생산하는 발전 방식이다.

사진: 위키피디아 (위쪽 은색 부분)

(6) 풍력발전소

바람의 운동에너지가 풍차를 돌려 발전기를 구동시키는 방식이다. 효율성을 높이기 위해서는 풍자의 블레이드가 대형화해야 하나, 높은 기계기술이 필요한 방식이다. 다만, 발전이 가능한 규모의 바람이 있어야 발전이 가능하다

사진: 위키피디아

 (7) 지열발전소

지하에 존재하는 열을 활용하는 방식으로 낮게는 1km에서 5km까지 깊이 지하에 물을 주입하고, 지하에서 가열된 물을 이용하여 발전하는 방식으로 성공할 경우 연료비가 필요 없으며, 24시간 언제나 발전이 가능한 방식이다. 현재는 화산지역을 보유한 국가에서 상용화 되어 있다.

사진: 위키피디아

 (8) 조력/파력발전소

조력은 조석간만의 차를 이용하여 발전하는 방식으로 밀물/설물 때 발생하는 바다의 운동에너지를 전기에너지로 전환한다. 우리나라의 경우 서해와 같이 조석간만의 차가 큰 지역에서 활용이 가능한 방식으로 매일 발전이 가능한 것이 특징이다. 파력발전은 파도의 운동에너지를 이용하는 발전으로 파도의 운동에너지를 전기에너지로 바꾸는 방식이다.