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아이밴파 발전소

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목차

1. 개요

아이밴파 발전소는 미국 캘리포니아주에 위치한 대규모 태양열 발전소이다. 2014년 가동 초기에는 성능 문제로 생산량이 감소했으나, 이후 개선을 통해 계약된 전력 공급 목표를 달성했다. 헬리오스타트, 중앙 수신기, 발전 시스템 등의 기술적 특징을 갖추고 있으며, 환경적으로는 사막 서식지 파괴, 조류 폐사, 사막거북 서식지 문제 등의 논란이 있었다. 경제적으로는 일자리 창출과 경제적 이익을 가져왔지만, 천연가스 사용과 관련된 논란도 존재한다. 이 발전소는 비디오 게임과 음악 앨범에도 영감을 주었다.

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아이밴파 발전소
기본 정보
인터스테이트 15번 고속도로에서 아이반파 시설의 동쪽 보일러 타워를 북쪽으로 바라본 모습
공식 명칭(비어 있음)
위치캘리포니아주샌버너디노군아이반파 근처
상태운영 중
건설 시작2010년 10월 27일
가동 시작2014년 2월 13일
예상 폐쇄일(비어 있음)
비용22억 달러 ( US-GDP 달러 기준)
직원 수60명
소유주NRG 에너지
브라이트소스 에너지
구글
운영자(비어 있음)
웹사이트아이반파 발전소 웹사이트
발전소 정보
태양열 발전 유형CSP
태양열 CSP 기술T
집광 방식(비어 있음)
태양열 집열기 수173,500개
태양열 집열기 면적(비어 있음)
태양열 자원2,717 kWh/m2/년
1차 연료태양 에너지 및 천연 가스
2차 연료(비어 있음)
3차 연료(비어 있음)
기술(비어 있음)
연료 공급(비어 있음)
열병합 발전(비어 있음)
복합 사이클(비어 있음)
냉각 방식공랭식
운영 장치 수3개
장치 제조사 및 모델지멘스 SST-900
전기 용량1호기: 126 MW
2호기 및 3호기: 각 133 MW
계획: 총 440 MW, 건설: 총 392 MW, 순 377 MW
연간 발전량856 GWh
전력 구매 계약>$0.135 / kWh (추정)
설비 이용률24.1% (2018년 실제) / 28.5% (계획)
타워 정보

2. 역사

2. 1. 건설 및 초기 운영

2. 2. 성능 문제 및 개선

아이밴파 발전소는 2014년 가동 초기 몇 년 동안 생산량이 급격히 감소했다가, 2017년까지 1, 3호기에서 연간 640 GWh, 2호기에서 336 GWh의 계약된 전력 공급 성능을 충족했다.[35][42] 2014년 11월, Associated Press은 발전소가 예상 연간 생산량의 절반 정도만 생산하고 있다고 보도했고, 캘리포니아 에너지 위원회(California Energy Commission)는 구름, 제트기 구름, 날씨 등을 원인으로 지목했다.[43]

2015년에는 성능이 향상되어 약 650 GWh를 생산했지만, NRG Energy는 아이밴파 발전소가 PG&E와의 계약 의무를 충족하지 못할 가능성이 있다고 보고했다.[44] PG&E는 1, 3호기에서 연간 640 GWh, SCE는 2호기에서 336 GWh를 MWh당 약 200달러(kWh당 20센트)에 계약했다.[35][44] 2016년 3월, PG&E는 소유주로부터 비공개 금액을 받고 최소 4개월 동안 발전소의 계약 불이행을 선언하지 않기로 합의했다.[45] ''월스트리트 저널''(The Wall Street Journal)은 2015년 6월, 미국 에너지부 데이터를 인용하여 발전소가 가동 시작 후 15개월 동안 연간 예상 생산량 100만 MWh의 40%만 생산했다고 보도했다.[46] 그러나 2년 차에는 성능이 크게 향상되어, CleanTechnica는 2015년에 PG&E 고객이 아이밴파 발전소 계약 전력의 약 97%를 받았다고 보도했다.[47]

2016년 5월 19일, 3호기 타워에서 거울 정렬 불량으로 인한 화재가 발생하여 가동이 중단되었다가, 6월 8일에 재가동되었다.[52] 3개 유닛 모두 2016년 6월 20일까지 정상 가동되었다.[53]

아이밴파 발전소의 증기 발전소는 28.72%의 총 효율로 설계되었다.[5]

3. 기술적 특징

3. 1. 헬리오스타트

3. 2. 중앙 수신기 (태양열 타워)

3. 3. 발전 시스템

4. 환경 영향

이 프로젝트는 생태적으로 온전한 사막 서식지에 건설하기로 결정하면서 논란을 불러일으켰다.[57] 아이밴파 발전소는 가동 전에 연간 40만 톤 이상의 이산화탄소 배출량을 줄일 것으로 추정되었다. 헬리오스타트를 사용하면 토지 정지 작업이 덜 필요하기 때문에 일부 광발전 태양광 시설에 비해 자연 환경에 미치는 영향을 최소화하도록 설계되었다.[56] 이 시설은 일부 육상 야생 동물을 막기 위해 울타리가 쳐져 있었다. 그러나 새들은 헬리오스타트 거울과의 충돌 또는 거울밭에서 생성된 태양 복사에 의한 소사(燒死) 위험에 직면했다.[58][59]

국립공원보존협회(NPCA)는 2012년에 이 프로젝트에 대한 보고서를 발표하여 물 문제, 시각 자원 손상 및 중요한 사막 종에 미치는 영향을 언급했다. 부족한 사막 물을 보존하기 위해 LPT 550은 증기를 다시 물로 변환하기 위해 공기 냉각을 사용하며, 이는 기존 습식 냉각에 비해 물 사용량을 90% 줄이는 결과를 가져온다. 물은 폐쇄된 과정을 통해 보일러로 반환된다.[19]

거울 반사광이 비행기 조종사에게 미치는 영향 또한 잠재적 문제로 거론된다.[60] 발전 타워는 거울밭이 반사광을 집중시키는 꼭대기에 '수신기'를 가지고 있으며, 작동 중 매우 뜨거워져 빛을 내며 밝게 보인다. 이러한 빛은 지상 높이 때문에 I-15를 이용하는 여행자를 포함하여 많은 사람들에게 눈에 띄는 방해가 될 수 있다.[16]

캘리포니아주 에너지 자원 보존 개발 위원회 개회 보고서에 따르면, 이 프로젝트는 약 16 ㎢를 덮게 되며, 그 대부분은 거울밭으로 덮인다. 거울 배열은 손상되지 않은 사막 바닥의 자연스러운 특성과 강한 질감 대비를 보이며, 높이는 약 140m까지 솟아오르고, 그 위에 3~4.5m는 연방 항공국(FAA) 요구 사항을 충족하기 위한 조명으로 구성된다.[16]

4. 1. 조류 폐사

2013년 9월 발전소 시운전 중 34마리의 죽은 새가 발견되었고, 그 중 15마리는 깃털이 심하게 타 있었다. 발전소 직원은 이를 "스트리머"라고 불렀는데, 새들이 헬리오스타트 거울에서 나오는 강렬한 복사열에 비행 중 타버렸기 때문이다.[67] 2014년 2월부터 6월까지 조류 사망자 수를 모니터링한 생물학자 팀은 총 290마리의 새가 죽었다고 보고했다.[68]

2014년 4월, 미국 어류 및 야생동물 관리국(USFWS)은 매, 흰 올빼미, 노랑엉덩이솔새를 포함한 141마리의 죽은 새가 아이밴파에서 수집되었으며, 이 중 47건은 태양 플럭스에 의한 것이라고 보고했다.[69] 연합 통신(Associated Press)은 아이밴파가 야생 동물에게 '메가 트랩' 역할을 할 수 있다고 보도했다.[70] 조류 피해 완화 전략으로 조류 레이더 및 LRAD와 같은 기술, 연못 덮기, 추가 토지 정리 등이 고려되었다.[67][71][72][73] 일부 조류 사망은 발전소가 대기 모드일 때 거울 초점을 넓게 퍼뜨려 해결되었다.[74]

2015년 4월 ''월스트리트 저널(The Wall Street Journal)''은 아이밴파에서 1년 동안 3,500마리의 새가 죽었다고 보도했다.[75] 같은 해 말, 브라이트소스(Brightsource)는 1년간의 연구 결과, 사체 수집의 비효율성을 감안하여 조정한 관찰된 조류 사망자 수가 연간 약 3,500마리라고 보고했다.[76][77] 초기 보고된 높은 조류 피해는 논란이 되어 왔다.[78][79]

2016년 9월, 연방 생물학자들은 약 6,000마리의 새가 매년 충돌 또는 소각으로 죽는다고 말했다.[80] 아이밴파는 2019년 다큐멘터리 ''플래닛 오브 더 휴먼스''에 등장했다.

4. 2. 사막거북 서식지 문제

아이밴파 태양광 발전소 프로젝트는 모하비 사막 남중부에 있는 16 km2의 국유지에 건설되었다.[61] 2011년 봄, 이 프로젝트는 사막거북에 미칠 것으로 예상되는 영향 때문에 공사가 일시 중단되었다.[62] 미국 어류 및 야생동물 관리국(USFWS)이 이 프로젝트가 멸종 위기에 처한 사막거북을 위협할 가능성이 없다고 판단하면서 공사가 재개되었다.[63] BrightSource는 또한 야생 동물이 이 지역에 들어오지 못하도록 울타리를 설치했다.[64]

현장에서 발견된 많은 사막거북들은 모하비 사막의 다른 지역으로 이주되었다. 그러나 환경 운동가들은 이주된 거북이가 관련된 스트레스 때문에 죽을 가능성이 더 높다고 우려를 제기했다.[65][66] 2010년에는 사막거북의 서식지 위에 건설하는 것을 피하기 위해 원래 설계에서 프로젝트 규모가 축소되었다.[14]

2013년 8월 건설 중인 태양열 발전 시설

4. 3. 기타 환경 문제

이 프로젝트는 생태적으로 온전한 사막 서식지에 건설하기로 결정하면서 논란을 불러일으켰다.[57] 아이밴파 발전소는 가동 전에 연간 40만 톤 이상의 이산화탄소 배출량을 줄일 것으로 추정되었다. 헬리오스타트를 사용하면 토지 정지 작업이 덜 필요하기 때문에 일부 광발전 태양광 시설에 비해 자연 환경에 미치는 영향을 최소화하도록 설계되었다.[56] 이 시설은 일부 육상 야생 동물을 막기 위해 울타리가 쳐져 있었다. 그러나 새들은 헬리오스타트 거울과의 충돌 또는 거울밭에서 생성된 태양 복사에 의한 소사(燒死) 위험에 직면했다.[58][59]

국립공원보존협회(NPCA)는 2012년에 이 프로젝트에 대한 보고서를 발표하여 물 문제, 시각 자원 손상 및 중요한 사막 종에 미치는 영향을 언급했다. 부족한 사막 물을 보존하기 위해 LPT 550은 증기를 다시 물로 변환하기 위해 공기 냉각을 사용하며, 이는 기존 습식 냉각에 비해 물 사용량을 90% 줄이는 결과를 가져온다. 물은 폐쇄된 과정을 통해 보일러로 반환된다.[19]

거울 반사광이 비행기 조종사에게 미치는 영향 또한 잠재적 문제로 거론된다.[60] 발전 타워는 거울밭이 반사광을 집중시키는 꼭대기에 '수신기'를 가지고 있으며, 작동 중 매우 뜨거워져 빛을 내며 밝게 보인다. 이러한 빛은 지상 높이 때문에 I-15를 이용하는 여행자를 포함하여 많은 사람들에게 눈에 띄는 방해가 될 수 있다.[16]

캘리포니아주 에너지 자원 보존 개발 위원회 개회 보고서에 따르면, 이 프로젝트는 약 16 ㎢를 덮게 되며, 그 대부분은 거울밭으로 덮인다. 거울 배열은 손상되지 않은 사막 바닥의 자연스러운 특성과 강한 질감 대비를 보이며, 높이는 약 140m까지 솟아오르고, 그 위에 3~4.5m는 연방 항공국(FAA) 요구 사항을 충족하기 위한 조명으로 구성된다.[16]

5. 경제적 영향

브라이트소스는 아이밴파 발전소가 건설 최고조 시에 1,000개의 일자리, 86개의 정규직 일자리를 제공하고 총 30억 달러의 경제적 이익을 창출할 것으로 추산했다.[25][19] 샌버나디노 군 대부분을 대표하는 샌버나디노 군 감독관 브래드 미첼펠트는 "이 프로젝트는 주로 라스베이거스를 위한 일자리와 주로 샌프란시스코를 위한 전기를 창출할 것"이라고 말했다.[37]

이 프로젝트는 미국 에너지부로부터 16억 달러의 대출 보증을 받았다.[38] Synapse Energy Economics에 따르면, 이 시설의 추정 건설 비용은 kW당 5,561.00달러로 석탄 및 원자력 발전소의 비용 사이에 해당하지만, 이는 태양열 발전의 덜 유리한 이용률을 고려하지 않은 것이다.

2014년 11월, 이 시설의 투자자들은 연방 대출 자금 조달을 위해 5억 3,900만 달러의 연방 보조금을 신청했다.[41]

5. 1. 일자리 창출 및 경제적 이익

브라이트소스는 아이밴파 발전소가 건설 최고조 시에 1,000개의 일자리, 86개의 정규직 일자리를 제공하고 총 30억 달러의 경제적 이익을 창출할 것으로 추산했다.[25][19] 샌버나디노 군 대부분을 대표하는 샌버나디노 군 감독관 브래드 미첼펠트는 "이 프로젝트는 주로 라스베이거스를 위한 일자리와 주로 샌프란시스코를 위한 전기를 창출할 것"이라고 말했다.[37]

이 프로젝트는 미국 에너지부로부터 16억 달러의 대출 보증을 받았다.[38] Synapse Energy Economics에 따르면, 이 시설의 추정 건설 비용은 kW당 5,561.00달러로 석탄 및 원자력 발전소의 비용 사이에 해당하지만, 이는 태양열 발전의 덜 유리한 이용률을 고려하지 않은 것이다.

2014년 11월, 이 시설의 투자자들은 연방 대출 자금 조달을 위해 5억 3,900만 달러의 연방 보조금을 신청했다.[41]

5. 2. 건설 비용 및 자금 조달

브라이트소스는 아이밴파 발전소가 건설 최고조 시에 1,000개의 일자리를, 86개의 정규직 일자리를 제공하고 총 30억 달러의 경제적 이익을 창출할 것으로 추산했다.[25][19] 그러나 샌버나디노 군 감독관 브래드 미첼펠트는 "이 프로젝트는 주로 라스베이거스를 위한 일자리와 주로 샌프란시스코를 위한 전기를 창출할 것"이라고 말했다.[37]

이 프로젝트는 미국 에너지부로부터 16억 달러의 대출 보증을 받았다.[38] Synapse Energy Economics에 따르면, 이 시설의 추정 건설 비용은 kW당 5,561.00달러로 석탄 및 원자력 발전소의 비용 사이에 해당하지만, 이는 태양열 발전의 덜 유리한 이용률을 고려하지 않은 것이다.

2014년 11월, 이 시설의 투자자들은 연방 대출 자금 조달을 위해 5억 3,900만 달러의 연방 보조금을 신청했다.[41]

6. 논란

6. 1. 천연가스 사용 논란

아이밴파 발전소는 매일 아침 가동을 시작하기 위해 천연 가스를 연소한다.[31] ''월스트리트 저널''은 "아이밴파는 증기를 발생시키기 위해 일출 전에 매일 한 시간 분량의 천연 가스를 태워 발전소를 가동하는 대신, 그보다 4배 이상 많은 양을 필요로 한다"고 보도했다.[31] 2014년 8월 27일, 캘리포니아주는 아이밴파가 연간 천연 가스 소비량을 기존 승인된 328,000,000 세제곱미터에서 525,000,000 세제곱미터로 늘리는 것을 승인했다.[32]

2014년, 이 발전소는 868.9 GJ/GWh의 천연 가스를 태워 46,084미터톤의 이산화탄소를 배출했는데, 이는 캘리포니아주의 발전소와 공장이 탄소 배출량을 줄이기 위해 주정부의 탄소 배출권 거래제 프로그램에 참여해야 하는 오염 기준치의 거의 두 배에 달한다.[33] 만약 그 연료가 복합 화력 발전 (CCGT) 발전소에서 사용되었다면, 약 124GWh의 전기에너지를 생산했을 것이다.[34] 이 시설은 천연 가스와 태양 에너지를 사용하여 419GWh의 전기에너지를 생산했으며 (참조된 CCGT 발전소의 3배 이상), 예상 출력보다 훨씬 낮은 수준으로 운영되었다. 2015년, 이 시설은 2014년 같은 기간보다 170% 증가한 1분기 생산량 증가를 보였다.[35]

이 시설은 3개의 렌테크 D형 수관 보일러와 3개의 야간 보존 보일러를 사용한다. 캘리포니아 에너지 자원 보존 및 개발 위원회는 각각 130피트 높이 및 60인치 직경의 굴뚝과 시간당 242,500 세제곱피트의 연료 소비를 승인했다.[36]

아이밴파 태양광 발전소의 연도별 천연 가스 소비량은 다음과 같다 (단위: 백만 영국 열 단위):[81][82][83]

천연 가스 소비량 (백만 Btu)
연도1월2월3월4월5월6월7월8월9월10월11월12월합계
2014102,72650,51250,55452,62573,939150,355110,10172,70367,97443,036NRNR774,525
201540,35256,79390,862111,860118,554148,045130,101149,090114,83465,981108,764110,7501,245,986
201699,126108,745155,17984,74280,669122,756164,173108,891105,945102,07383,62674,3831,290,308
201788,22181,82590,258136,81182,597164,883144,222115,694145,97464,27656,95646,1951,217,912
2018105,50668,505129,898110,43580,428186,153136,969189,865145,81179,66428,95367,0911,329,278
201996,13147,52893,520112,325n/an/an/an/an/an/an/an/a349,504
총계5,790,918



NR = 보고되지 않음

n/a = 해당 없음

6. 2. 정치적 논란

7. 대중문화 속 아이밴파

아이밴파 태양광 발전소는 2010년 비디오 게임 ''폴아웃: 뉴 베가스''에 등장하는 헬리오스 원(HELIOS One) 태양광 발전소의 외관에 영감을 주었다.[86]

이 시설은 미국의 록 밴드 더 프레이(The Fray)가 2014년 앨범 ''헬리오스''(Helios)의 이름을 짓는 데 영감을 주었다. 앨범 아트워크는 이 발전소의 항공 사진이며, ''가사 영상''인 ''Love Don't Die''에도 등장한다.[87]

8. 각주

참조

[1] 간행물 Ivanpah Solar Electric Generating System Earns ''POWER''{{'}}s Highest Honor http://www.bechtel.c[...] 2022-04-18
[2] 웹인용 Huge thermal plant opens as solar industry grows http://bigstory.ap.o[...] Associated Press 2014-02-13
[3] 웹사이트 Update from Ivanpah – May 2013 http://ivanpahsolar.[...] 2013-07-22
[4] 웹사이트 Loan Programs Office: IVANPAH https://www.energy.g[...] 2017-06-01
[5] 웹사이트 Ivanpah Solar Electric Generating System http://www.nrel.gov/[...] National Renewable Energy Laboratory 2016-03-22
[6] 뉴스 Ivanpah: World's Biggest Solar Power Tower Project Goes On-Line - But will more concentrated solar power follow? https://www.greentec[...] 2014-02-13
[7] 웹사이트 Ivanpah Solar Electric Generating System Tower 2 - the Skyscraper Center https://www.skyscrap[...]
[8] 웹사이트 Brightsource Ivanpah http://ivanpahsolar.[...] 2011-12-17
[9] 웹사이트 Business Wire: Ivanpah Solar Electric Generating System Reaches 'First Sync' Milestone http://www.businessw[...] Businesswire.com 2014-11-28
[10] 웹사이트 World largest solar thermal plant syncs to the grid https://spectrum.iee[...] IEEE 2014-11-28
[11] 웹인용 World's Largest Solar Thermal Power Project at Ivanpah Achieves Commercial Operation http://investors.nrg[...] NRG press release 2014-02-13
[12] 뉴스 Solar energy plant in California gets new partner in NRG http://www.powergenw[...] PennWell Corporation 2010-10-29
[13] 웹사이트 Google Pulls the Plug on a Renewable Energy Effort http://green.blogs.n[...] 2011-11-29
[14] 뉴스 BrightSource Alters Solar Plant Plan to Address Concerns Over Desert Tortoise http://greeninc.blog[...] 2010-02-25
[15] paper Tower of Power 2013-06-24
[16] 웹사이트 Docket No. 07-AFC-5: Energy Commission Staff's Opening Brief http://www.energy.ca[...] California Energy Commission 2010-04-15
[17] 웹인용 Siemens to supply 123 MW steam turbine-generator set for solar thermal power plant in California http://www.siemens.c[...] Siemens press release 2017-12-13
[18] 웹사이트 Energy efficiency. Rethinking the energy system here in the U.S. http://www.usa.sieme[...] Usa.siemens.com 2014-11-28
[19] 웹인용 BrightSource & Bechtel Partner on 440-MW Ivanpah CSP Project http://www.renewable[...] Renewable Energy World 2009-09-10
[20] 웹인용 Approved petition http://www.energy.ca[...] 2017-02-15
[21] 웹사이트 Concentrating Solar Power Projects - Ivanpah Solar Electric Generating System. Concentrating Solar Power. NREL https://www.nrel.gov[...] 2017-12-12
[22] 웹인용 BrightSource secures final approval for Ivanpah solar project http://www.businessg[...] BusinessGreen 2010-10-08
[23] 웹사이트 BrightSource Files for $250M IPO: A Closer Look http://www.greentech[...] Greentech Media 2011-04-25
[24] 뉴스 DOE finalizes $1.6 billion Ivanpah solar loan http://plattsenergyw[...] 2011-04-12
[25] 뉴스 Solar power project in Mojave Desert gets $1.4 billion boost from stimulus funds https://www.washingt[...] 2011-04-15
[26] 뉴스 California solar project gets $1.4 bln US guarantee https://www.reuters.[...] Reuters 2010-02-25
[27] 뉴스 Google goes green, invests $168 million in Ivanpah Solar power http://uk.ibtimes.co[...] 2011-04-15
[28] 웹인용 Google cans concentrated solar power project http://www.evwind.es[...] Reve 2011-11-24
[29] 웹인용 Google Renewable Energy Cheaper than Coal (REhttp://www.google.or[...] Google 2013-06-29
[30] 웹사이트 CMB - EB5 Visa https://www.cmbeb5vi[...] 2017-03-29
[31] 뉴스 High-Tech Solar Projects Fail to Deliver https://www.wsj.com/[...] 2017-03-07
[32] 웹인용 Approved petition http://docketpublic.[...] Docketpublicenergy.ca.gov 2015-06-22
[33] 뉴스 It's not easy being green: Ivanpah solar plant near Nevada burns much natural gas, making it a greenhouse gas emitter under state law. http://www.ocregiste[...] 2015-10-23
[34] 웹인용 Household energy http://www.physics.u[...] Physics UCI 2015-10-31
[35] 웹사이트 Ivanpah Solar Production Up 170% in 2015 http://breakingenerg[...] 2016-03-22
[36] 웹사이트 ORDER APPROVING a Petition to Modify SOLAR PARTNERS, LLC : Air Quality Conditions of Certification http://www.energy.ca[...] 2018-07-18
[37] 뉴스 County Supervisor, Concerned by BrightSource Mega Solar Project Impacts, Calls for Full Review http://www.bestsyndi[...] Best Syndication News 2009-11-16
[38] 웹사이트 DOE Finalizes $1.6 Billion Loan Guarantee for BrightSource Energy https://lpo.energy.g[...] U.S. Department of Energy 2011-04-11
[39] 간행물 Coal-Fired Power Plant Construction Costs http://www.synapse-e[...] 2008-07
[40] 간행물 Nuclear Power Plant Construction Costs http://www.synapse-e[...] 2008-07
[41] 뉴스 World's largest solar plant applying for federal grant to pay off federal loan https://www.foxnews.[...] Fox News 2014-11-08
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