热电联产——也被称为热电联产或CHP——是同时发电和产生可用热量的过程。热电联产是现代的“绿色能源”，但热电联产早在爱迪生时代就已经出现了珍珠街站19世纪80年代，该公司利用涡轮机产生的热量为曼哈顿下城的建筑物供暖。热电联产一直持续到今天，因为从你购买的能源中获得尽可能多的好处是有意义的。
发电并不总是热电联产的第一步。这一过程可以从从熔炉和其他高温工业过程中获取热量开始，并利用这些热量制造蒸汽，驱动涡轮机发电。
另一项技术包括从伐木场和制糖厂回收可燃“废物”(甚至从污水处理厂回收甲烷气体)来点燃锅炉和帮助发电设施。其基本原则是通过使用尽可能多的可用能源来最大化效率(以及投资回报)。生产大量可燃物质作为副产品的工厂(例如纸浆厂和制糖厂)可以通过出售多余的电力来获得额外收入。此外，采用热电联产和相关节能技术的税收优惠通常可用于支付成本。
谁使用热电联产?
热电联产不仅仅适用于大型工业设施。许多较小的设施，如学校和医院，正在使用小型、自给自足的热电联产机组来满足他们的电力、加热和冷却需求。在任何消耗大量能源的地方，都可能有机会使用热电联产。
使用热电联产的好处是什么?
降低能源成本
通过热电联产，生产可燃材料作为副产品的设施可以以燃烧器、锅炉和发电机的价格开发基本上免费的燃料来源。不自己生产燃料的设施通常可以以较低的价格购买天然气用于热电联产。据估计，热电联产可以将能源成本降低40%之多。
提高电力可靠性和更好的投资回报
在停电会危及人类生命的地方，如机场和医院，需要应急电力系统，但备用发电机代表着一项巨大的投资，闲置时没有任何回报。自给式热电联产系统类似于备用发电机系统，但投资回报率要高得多。有了一个适当大小的热电联产机组，所有的电力需求都可以在现场得到满足，公用电网成为电力的备用电源。
减少环境影响
最大限度地提高燃料效率可以降低温室气体排放。当废热被回收时，产生所需能量所需的燃料就会减少。例如，一家拥有现代化热电联产设备的医院，其电力完全由其自己提供，它不需要燃烧额外的燃料来点燃锅炉，而且它的冷却器几乎不使用电力。根据美国一家领先的热电联产工程、建筑和咨询公司的说法，这种设施的热电联产工厂可能比传统公用事业工厂少使用250%的化石燃料。
我如何决定热电联产是否适合我的工厂?
在决定热电联产时，有许多因素需要考虑。热电联产机组的建设成本可能高于建造传统发电厂的大型设施。除了建设成本，维护成本也必须考虑在内。
专门研究热电联产的顾问应该作为规划过程的一部分被引入。热电联产设备供应商也是一个很好的信息来源，美国能源部也是先进制造办事处(AMO)方案可提供技术援助。
何时考虑增加热电联产
- 热电联产设备可以在任何时候安装，但在设计阶段是理想的。
- 热回收锅炉可能是旧锅炉的成本效益替代品。
- 如果您的设施需要提高电力可靠性。
- 如果您的组织希望提高能源效率并减少对环境的影响。
热电联产的清单
为了帮助确定热电联产的可行性，以下是一些需要考虑的问题:
- 你的电力、加热和冷却设备消耗了多少能源?(回答这个问题可能需要进行详细的能源审计。)
- 如果你的加热和冷却设备很旧，你正在考虑更换或翻新，这可能是增加热电联产的正确时机。
- 你要替换的电能的成本是多少?
- 有哪些税收抵免或其他资金可用?投资和电力生产税收抵免可能适用于您的设施。此外，《美国复苏与再投资法案》(ARRA)将为包括热电联产在内的工业能效相关项目提供2.56亿美元。
- 你的工厂生产甲烷气体、垃圾填埋气体或生物燃料作为副产品吗?
- 如果天然气是你唯一的取暖燃料来源，你会花多少钱买天然气?咨询热电联产设备供应商，考虑其他燃料供应，并比较成本
- 你的电力、加热和冷却设备消耗了多少能源?(回答这个问题可能需要进行详细的能源审计。)
- 如果你的加热和冷却设备很旧，你正在考虑更换或翻新，这可能是增加热电联产的正确时机。
- 你要替换的电能的成本是多少?
- 有哪些税收抵免或其他资金可用?投资和电力生产税收抵免可能适用于您的设施。此外，《美国复苏与再投资法案》(ARRA)将为包括热电联产在内的工业能效相关项目提供2.56亿美元
- 你的工厂生产甲烷气体、垃圾填埋气体或生物燃料作为副产品吗?
- 如果天然气是你唯一的取暖燃料来源，你会花多少钱买天然气?咨询热电联产设备供应商，考虑其他燃料供应，并比较成本。
适当的设计、安装和维护热电联产操作可以节省设备资金，减少对环境的影响，并提供可靠的能源，但需要仔细规划。为了做出正确的选择，您必须了解您的加热、冷却和电能需求，并了解热电联产过程和可用的选项。
资源
要查找数据，请访问美国能源部的工业分布式能源网站．
- ＂先进制造办事处(AMO)，浏览美国能源部的“能源效率与可再生能源”网站
- Rich McKown, PE，“热电联产:从变化的市场条件中获益”，Burns & McDonnell白皮书，2009年
- 资金的机会美国能源部的“能源效率和可再生能源”网站