[科普中國]-微型熱電聯(lián)產(chǎn)

微型熱電聯(lián)產(chǎn)（Micro combined heat and power，Micro CHP）是將熱電聯(lián)產(chǎn)理念擴(kuò)展到高達(dá)50kW范圍內(nèi)的單/多家庭或小型寫字樓。 本地發(fā)電具有較高的效率，因?yàn)樵陂L距離運(yùn)輸電力方面有8-10%的能量損失，而區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)傳熱的能量損失為10-15%，這是由于熱能運(yùn)輸（熱水） 和較冷的外部環(huán)境的溫度差異導(dǎo)致的。最常見的系統(tǒng)使用天然氣作為其主要能源并排放二氧化碳。

簡介微型熱電聯(lián)產(chǎn)（Micro combined heat and power，Micro CHP）是將熱電聯(lián)產(chǎn)理念擴(kuò)展到高達(dá)50kW范圍內(nèi)的單/多家庭或小型寫字樓。 本地發(fā)電具有較高的效率，因?yàn)樵陂L距離運(yùn)輸電力方面有8-10%的能量損失，而區(qū)域供熱網(wǎng)絡(luò)傳熱的能量損失為10-15%，這是由于熱能運(yùn)輸（熱水） 和較冷的外部環(huán)境的溫度差異導(dǎo)致的。最常見的系統(tǒng)使用天然氣作為其主要能源并排放二氧化碳。1

概要用于家庭或小型商業(yè)建筑的熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）系統(tǒng)通常由天然氣供電以產(chǎn)生電力和熱量。微型熱電聯(lián)產(chǎn)(Micro CHP)系統(tǒng)是小型燃料電池或驅(qū)動發(fā)電機(jī)的發(fā)動機(jī)，其為個體建筑的供暖，通風(fēng)和空調(diào)提供電力和熱量。微型熱電聯(lián)產(chǎn)可能主要跟隨熱需求發(fā)熱，供電作為副產(chǎn)品，或者可能會跟隨電力需求發(fā)電，熱量是副產(chǎn)品。 當(dāng)主要用于在電力需求波動的情況下的熱量時，微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)可能產(chǎn)生比立即要求的更多的電力。1

技術(shù)微型熱電聯(lián)產(chǎn)使用的技術(shù)有：

內(nèi)燃機(jī)

斯特林發(fā)動機(jī)

燃料電池

微型燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)

蒸汽機(jī)（使用傳統(tǒng)的水或有機(jī)化學(xué)品如制冷劑）

燃料有許多類型的燃料和熱源可能被認(rèn)為用于微型熱電聯(lián)產(chǎn)。這些來源的性質(zhì)在系統(tǒng)成本，熱成本，環(huán)境影響，便利性，易于運(yùn)輸和存儲，系統(tǒng)維護(hù)和系統(tǒng)壽命方面都有所不同。 正在考慮與微型熱電聯(lián)產(chǎn)一起使用的一些熱源和燃料包括：天然氣，液化石油氣，生物質(zhì)，植物油（如菜籽油），木煤氣，太陽能熱能，最近還有氫，以及多燃料系統(tǒng)。

發(fā)動機(jī)類型天然氣適用于內(nèi)燃機(jī)，如奧托四沖程發(fā)動機(jī)和燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)。 燃?xì)廨啓C(jī)由于其高效率，小尺寸，清潔燃燒，耐用性和低維護(hù)要求而被用于許多小型系統(tǒng)中。 用箔軸承和空氣冷卻設(shè)計(jì)的燃?xì)廨啓C(jī)在沒有潤滑油或冷卻劑的情況下運(yùn)行。 燃?xì)廨啓C(jī)的廢熱大部分在排氣中，而往復(fù)式發(fā)動機(jī)的廢熱在排氣和冷卻系統(tǒng)之間分流。

外燃機(jī)可以在任何高溫?zé)嵩瓷线\(yùn)行。 這些發(fā)動機(jī)包括斯特林發(fā)動機(jī)，熱“氣”渦輪增壓器和蒸汽機(jī)。 兩者的效率都在10%-20%之間，截至2014年，微型CHP產(chǎn)品的生產(chǎn)量很少。

燃料電池燃料電池發(fā)電和作為副產(chǎn)品的發(fā)熱。固定燃料電池應(yīng)用于斯特林熱電聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是無需移動部件，維護(hù)更少，操作更安靜。 剩余電量可以交回電網(wǎng)。1

市場現(xiàn)狀日本微型熱電聯(lián)產(chǎn)最大的部署是2009年在日本，有部署超過9萬個單元，絕大多數(shù)是本田的“ECO-WILL”型號。六家日本能源公司在2009年推出了300W-1 kWPEMFC/SOFCENE FARM產(chǎn)品，2008年裝機(jī)3000臺，2009-2010年生產(chǎn)目標(biāo)為15萬臺，2030年目標(biāo)為250萬臺。在Ene Farm項(xiàng)目中，2012年總共銷售了20,000臺，預(yù)計(jì)共有5萬臺PEMFC和多達(dá)5000個SOFC裝置。在2013年，國家對50,000個單元的補(bǔ)貼已經(jīng)到位。ENE FARM項(xiàng)目將在2014年通過100,000個系統(tǒng)，2012-2014年期間安裝了34,213個PEMFC和2,224個SOFC，液化天然氣3萬個，液化石油氣6000個。

韓國在韓國，補(bǔ)貼將從國內(nèi)燃料電池成本的80%開始。帶有可再生能源證書的可再生能源比例標(biāo)準(zhǔn)從2012年實(shí)行到2022年。配額制度有利于大型，垂直整合的發(fā)電機(jī)和跨國電力公司，只是因?yàn)樽C書通常以1兆瓦時為單位。與上網(wǎng)電價補(bǔ)貼政策相比，它們的設(shè)計(jì)和實(shí)施也比較難。2012年約350個住宅安置微型熱電聯(lián)產(chǎn)單元。

歐洲歐洲公私合作伙伴關(guān)系燃料電池和氫聯(lián)合承諾第七框架計(jì)劃項(xiàng)目旨在到2017年部署，在12個歐盟成員國中部署了1,000個住宅燃料電池聯(lián)合熱電聯(lián)產(chǎn)（微型熱電聯(lián)產(chǎn), micro-CHP）裝置。1

參閱熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)

微型發(fā)電

分散式發(fā)電

電源成本

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李斌 - 副教授 - 西南大學(xué)