熱電聯產,是利用熱機或發電站同時產生電力和有用的熱量。三重熱電聯產(Trigeneration)或冷卻,熱和電力聯產(CCHP)"是指從燃料燃燒或太陽能集熱器中同時產生電和有用的熱量和冷卻。
熱電聯產的概念
熱電聯產,是利用熱機或發電站同時產生電力和有用的熱量。三重熱電聯產(Trigeneration)或冷卻,熱和電力聯產(CCHP)"是指從燃料燃燒或太陽能集熱器中同時產生電和有用的熱量和冷卻。
熱電聯產是燃料的熱力學有效使用。 在單獨的電力生產中,一些能量必須作為廢熱被丟棄,但是在熱電聯產中,這些熱能中的一些被投入使用。所有熱電廠在發電期間排放的熱量,可以通過冷卻塔,煙道氣或通過其它方式釋放到自然環境中。
相反,熱電聯產捕獲一些或全部用于加熱的副產物,或者非常接近于工廠,或者特別是在斯堪的納維亞和東歐,作為用于生活區域加熱的熱水,溫度范圍為約80至130℃。這也稱為“熱電聯產區域供熱”(combined heat and power district heating, 縮寫CHPDH)。小型熱電聯產廠是分散式發電的一個例子。在中等溫度(100-180℃,212-356°F)下的副產物熱量也可以用于吸附式制冷機中以進行冷卻。
根據中研普華產業研究院發布的《2022-2027年中國熱電聯產行業市場全景調研與發展前景預測報告》顯示:
熱電聯產為一種工業制程技巧,利用發電后的廢熱用于工業制造或是利用工業制造的廢熱發電,達到能量最大化利用的目的。以先發電式來說由于傳統發電機效率只有30%左右,高達70%燃料能量被轉化成無用的熱,汽電共生能再利用30%的熱能于工業,使燃料達到60%效率。系統使用了各種工業機具原本就會在運作中所產生的廢熱,等于所發的電都是額外的收益。
由于熱電聯產是一個流程實現電能和熱能同時生產的先進能源利用形式,與熱電分產相比具有降低能源消耗、減少大氣污染、提高供熱質量、便于綜合利用、改善城市形象、減少安全事故等優點,使能量得到梯級利用,減少能源損失,能量總利用率可以達到 80%以上,因此在世界各國都得到大力提倡,特別是在經歷了上世紀 70年代的石油危機后,熱電聯產受到了西方國家的重視,從而加快了世界范圍內熱電聯產的發展。
全球熱電聯產總裝機中亞太地區裝機占比46%(以中國、印度和日本的熱電聯產裝機為主),歐洲地區裝機占比39%(尤其是俄羅斯的熱電聯產裝機較大),中東、非洲和其他地區占比15%(主要集中在非洲北部和南部)。歐洲是熱電聯產的傳統市場,亞太地區是熱電聯產的主要增長市場,其裝機占比已接近50%。
熱力發電廠(包括使用易裂變材料或燃燒煤,石油或天然氣的熱力發電廠)和一般的熱機不將所有的熱能轉換成電能。在大多數熱機中,略多于一半的熱量作為多余的熱量被損失(參見:熱力學第二定律和卡諾定理)。通過捕獲多余的熱量,熱電聯產(CHP)使用在常規發電廠中浪費的熱量,對于最好的常規發電廠, 有潛力達到高達80%的熱效率。這意味著能夠消耗更少的燃料而產生同樣多的有用能量。
雖然我國熱電聯產裝機規模已有很大突破,但從中長期看,隨著經濟的持續快速增長和居民生活水平的日益提高,我國未來的工業和居民采暖熱力需求仍將保持快速增長態勢。這意味著熱電聯產集中供熱仍然存在著巨大的市場發展潛力,有效促進熱電聯產集中供熱,將為實現我國的節能減排目標和全球溫室氣體減排做出積極的貢獻。此外,在技術可行、經濟合理的情況下,還可進一步考慮采用熱電聯產替代目前既有的工業供熱和居民采暖供熱的部分小鍋爐。
我國熱電聯產投資規模達到百億級別。熱電聯產雖然發揮著公用基礎型企業的作用,熱電聯產屬兩頭在外完全處于市場經濟中的加工行業,對上下游產業的依賴性很強,其上游或下游產業一旦出現較大幅度不利的行情波動,都會使熱電聯產行業立竿見影地陷入無法自救的谷底困境。
據不完全統計,全國目前已有24個省累計將279個火電相關項目列入年度重點項目計劃,基本都是在建和擬建的垃圾發電及熱電聯產、燃氣發電及熱電聯產、燃煤發電及熱電聯產項目等。隨著純發電項目空間收窄,熱電聯產已成火電發展的趨勢,而其科學高效發展,依然待解。
新建、擴建和改建項目投資比重
我國熱電聯產項目投資組成中,新建項目投資占比最高,達到60%,拓建項目投資占比為30%,改建項目投資占比10%。
圖表:我國熱電聯產新建、擴建和改建項目投資比重

數據來源:中研普華產業研究院監測
熱電聯產是在寒冷氣候中減少供熱系統碳排放的最具成本效益的方法,被認為是將能源從化石燃料或生物質轉化為電力的最節能的方法。熱電聯產廠通常在城市的區域供熱系統、醫院、監獄等建筑物的中央供暖系統中使用,并且通常用于工業用水、冷卻、蒸汽生產等產熱過程中。
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2022-2027年中國熱電聯產行業市場全景調研與發展前景預測報告
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