熱電聯(lián)產(chǎn)和火力發(fā)電的區(qū)別
產(chǎn)業(yè)趨勢 2023-10-25 06:17:58 中金普華產(chǎn)業(yè)研究院
熱電聯(lián)產(chǎn)和火力發(fā)電是兩種不同的能源生產(chǎn)方式，它們都利用燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，但有著不同的定義、內(nèi)容和特點。本文將從以下幾個方面對它們進行比較和分析。
1. 定義
熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined Heat and Power，CHP），是指發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產(chǎn)方式，即同時生產(chǎn)電、熱能的工藝過程，較之分別生產(chǎn)電、熱能方式節(jié)約燃料。對外供熱的蒸汽源是抽汽式汽輪機的調(diào)整抽汽或背式汽輪機的排汽，壓力通常分為0.78～1.28兆帕 (MPa)和0.12～0.25MPa兩等。前者供工業(yè)生產(chǎn)，后者供民用采暖。
火力發(fā)電（Thermal Power Generation），是指利用煤、石油、天然氣等燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能，最終將電傳送出去。一般采用凝汽式機組，只生產(chǎn)電能向用戶供電。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用熱則由特設(shè)的工業(yè)鍋爐及采暖鍋爐房單獨供應(yīng)。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱電分產(chǎn)。
2. 內(nèi)容
熱電聯(lián)產(chǎn)涵蓋了多種類型和規(guī)模的設(shè)備和應(yīng)用，包括小型微型CHP（1-50千瓦）、中型CHP（50-500千瓦）、大型CHP（500-3000千瓦）以及超大型CHP（3000千瓦以上）。根據(jù)不同的技術(shù)和需求，可以采用不同的發(fā)動機或渦輪機作為主要設(shè)備，如內(nèi)燃機、蒸汽輪機、氣體輪機、微型氣體輪機、斯特林發(fā)動機等。根據(jù)不同的供暖方式，可以分為集中式CHP和分散式CHP。集中式CHP是指在一個或多個地點集中安裝CHP設(shè)備，并通過供暖管網(wǎng)向周圍區(qū)域提供供暖服務(wù)。分散式CHP是指在各個用戶處就地安裝CHP設(shè)備，并根據(jù)自身需求進行供暖或制冷。
- 燃?xì)饣鹆Πl(fā)電：是指使用天然氣或其他氣態(tài)碳?xì)浠衔镒鳛橹饕蛭ㄒ坏脑线M行發(fā)電的過程。主要包括開放式燃?xì)廨啓C、燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)、燃?xì)廨啓C-蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)等技術(shù)。
- 燃油火力發(fā)電：是指使用液態(tài)碳?xì)浠衔镒鳛橹饕蛭ㄒ坏脑线M行發(fā)電的過程。主要包括柴油機、重油機、燃油輪機等技術(shù)。
- 垃圾火力發(fā)電：是指利用城市生活垃圾、工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物等固體廢物作為主要或唯一的原料進行發(fā)電的過程。主要包括焚燒發(fā)電、垃圾氣化發(fā)電、垃圾厭氧發(fā)酵發(fā)電等技術(shù)。
3. 特點
熱電聯(lián)產(chǎn)的特點是能源利用效率高、節(jié)能減排效果顯著、供能可靠性高。根據(jù)國際能源署（IEA）的統(tǒng)計，全球平均的熱電聯(lián)產(chǎn)效率為75%，而單獨生產(chǎn)電能和熱能的效率僅為40%左右。這意味著熱電聯(lián)產(chǎn)可以節(jié)省約35%的原始能源消耗，從而減少相應(yīng)的二氧化碳排放和其他污染物排放。此外，由于熱電聯(lián)產(chǎn)可以在用戶附近或就地進行，可以減少對遠(yuǎn)距離輸電和供熱管網(wǎng)的依賴，提高供能可靠性和安全性，同時也降低了線損和熱損。
火力發(fā)電的特點是規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、成本低?；鹆Πl(fā)電的規(guī)模效應(yīng)使其成本相對較低，而且可以根據(jù)市場需求靈活調(diào)節(jié)發(fā)電量，滿足不同用戶和時段的用電需求。
火力發(fā)電是一種成熟的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，具有穩(wěn)定的發(fā)展基礎(chǔ)和市場需求。根據(jù)IEA的統(tǒng)計，2019年全球火力發(fā)電裝機容量達(dá)到21.5億千瓦，占總裝機容量的64%，發(fā)電量達(dá)到1.3萬億千瓦時，占總發(fā)電量的62%?；鹆Πl(fā)電是目前全球最主要的電力來源，也是保障電力供應(yīng)的基礎(chǔ)。隨著全球經(jīng)濟社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，火力發(fā)電的規(guī)模和水平將繼續(xù)保持增長態(tài)勢，預(yù)計到2030年，全球火力發(fā)電裝機容量將達(dá)到25.5億千瓦，發(fā)電量將達(dá)到1.6萬億千瓦時。但是，火力發(fā)電也面臨著資源消耗、環(huán)境污染、氣候變化等挑戰(zhàn)，需要不斷提高能源利用效率、降低碳排放強度、推進清潔能源替代等措施。
總之，熱電聯(lián)產(chǎn)和火力發(fā)電是兩種不同但又相互補充的能源生產(chǎn)方式，它們都是能源系統(tǒng)的重要組成部分，也都是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐力量。了解它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，有助于我們更好地認(rèn)識和利用能源資源，促進能源事業(yè)的發(fā)展和進步。
1. 定義
熱電聯(lián)產(chǎn)（Combined Heat and Power，CHP），是指發(fā)電廠既生產(chǎn)電能，又利用汽輪發(fā)電機做過功的蒸汽對用戶供熱的生產(chǎn)方式，即同時生產(chǎn)電、熱能的工藝過程，較之分別生產(chǎn)電、熱能方式節(jié)約燃料。對外供熱的蒸汽源是抽汽式汽輪機的調(diào)整抽汽或背式汽輪機的排汽，壓力通常分為0.78～1.28兆帕 (MPa)和0.12～0.25MPa兩等。前者供工業(yè)生產(chǎn)，后者供民用采暖。
火力發(fā)電（Thermal Power Generation），是指利用煤、石油、天然氣等燃料生產(chǎn)電能的工廠，它的基本生產(chǎn)過程是：燃料在鍋爐中燃燒加熱水使成蒸汽，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，蒸汽壓力推動汽輪機旋轉(zhuǎn)，熱能轉(zhuǎn)換成機械能，然后汽輪機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，將機械能轉(zhuǎn)變成電能，最終將電傳送出去。一般采用凝汽式機組，只生產(chǎn)電能向用戶供電。工業(yè)生產(chǎn)和人們生活用熱則由特設(shè)的工業(yè)鍋爐及采暖鍋爐房單獨供應(yīng)。這種能量生產(chǎn)方式稱為熱電分產(chǎn)。
2. 內(nèi)容
熱電聯(lián)產(chǎn)涵蓋了多種類型和規(guī)模的設(shè)備和應(yīng)用，包括小型微型CHP（1-50千瓦）、中型CHP（50-500千瓦）、大型CHP（500-3000千瓦）以及超大型CHP（3000千瓦以上）。根據(jù)不同的技術(shù)和需求，可以采用不同的發(fā)動機或渦輪機作為主要設(shè)備，如內(nèi)燃機、蒸汽輪機、氣體輪機、微型氣體輪機、斯特林發(fā)動機等。根據(jù)不同的供暖方式，可以分為集中式CHP和分散式CHP。集中式CHP是指在一個或多個地點集中安裝CHP設(shè)備，并通過供暖管網(wǎng)向周圍區(qū)域提供供暖服務(wù)。分散式CHP是指在各個用戶處就地安裝CHP設(shè)備，并根據(jù)自身需求進行供暖或制冷。
火力發(fā)電主要包括以下幾種類型：
- 燃?xì)饣鹆Πl(fā)電：是指使用天然氣或其他氣態(tài)碳?xì)浠衔镒鳛橹饕蛭ㄒ坏脑线M行發(fā)電的過程。主要包括開放式燃?xì)廨啓C、燃?xì)廨啓C聯(lián)合循環(huán)、燃?xì)廨啓C-蒸汽輪機聯(lián)合循環(huán)等技術(shù)。
- 燃油火力發(fā)電：是指使用液態(tài)碳?xì)浠衔镒鳛橹饕蛭ㄒ坏脑线M行發(fā)電的過程。主要包括柴油機、重油機、燃油輪機等技術(shù)。
- 垃圾火力發(fā)電：是指利用城市生活垃圾、工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物等固體廢物作為主要或唯一的原料進行發(fā)電的過程。主要包括焚燒發(fā)電、垃圾氣化發(fā)電、垃圾厭氧發(fā)酵發(fā)電等技術(shù)。
3. 特點
熱電聯(lián)產(chǎn)的特點是能源利用效率高、節(jié)能減排效果顯著、供能可靠性高。根據(jù)國際能源署（IEA）的統(tǒng)計，全球平均的熱電聯(lián)產(chǎn)效率為75%，而單獨生產(chǎn)電能和熱能的效率僅為40%左右。這意味著熱電聯(lián)產(chǎn)可以節(jié)省約35%的原始能源消耗，從而減少相應(yīng)的二氧化碳排放和其他污染物排放。此外，由于熱電聯(lián)產(chǎn)可以在用戶附近或就地進行，可以減少對遠(yuǎn)距離輸電和供熱管網(wǎng)的依賴，提高供能可靠性和安全性，同時也降低了線損和熱損。
火力發(fā)電的特點是規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、成本低?；鹆Πl(fā)電的規(guī)模效應(yīng)使其成本相對較低，而且可以根據(jù)市場需求靈活調(diào)節(jié)發(fā)電量，滿足不同用戶和時段的用電需求。
4. 發(fā)展
火力發(fā)電是一種成熟的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，具有穩(wěn)定的發(fā)展基礎(chǔ)和市場需求。根據(jù)IEA的統(tǒng)計，2019年全球火力發(fā)電裝機容量達(dá)到21.5億千瓦，占總裝機容量的64%，發(fā)電量達(dá)到1.3萬億千瓦時，占總發(fā)電量的62%?；鹆Πl(fā)電是目前全球最主要的電力來源，也是保障電力供應(yīng)的基礎(chǔ)。隨著全球經(jīng)濟社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，火力發(fā)電的規(guī)模和水平將繼續(xù)保持增長態(tài)勢，預(yù)計到2030年，全球火力發(fā)電裝機容量將達(dá)到25.5億千瓦，發(fā)電量將達(dá)到1.6萬億千瓦時。但是，火力發(fā)電也面臨著資源消耗、環(huán)境污染、氣候變化等挑戰(zhàn)，需要不斷提高能源利用效率、降低碳排放強度、推進清潔能源替代等措施。
總之，熱電聯(lián)產(chǎn)和火力發(fā)電是兩種不同但又相互補充的能源生產(chǎn)方式，它們都是能源系統(tǒng)的重要組成部分，也都是國家經(jīng)濟社會發(fā)展的重要支撐力量。了解它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，有助于我們更好地認(rèn)識和利用能源資源，促進能源事業(yè)的發(fā)展和進步。
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