能源行业的一大低效之处,是发电过程中产生的热量被白白浪费。因此,迄今为止最高效的能源利用方式,正是将这些热量用于生产。以热电联产(CHP)设施为例,其效率可超过90%——而标准化石燃料电厂的效率仅为37%。
热电联产在需要持续供热的工业和商业场景中已经具备经济可行性,例如食品生产、天然气加工设施或医院。将热电联产与可再生能源结合,可能进一步提高投资回报率。上周在柏林启动的一项示范项目,旨在测量这一提升幅度。该项目由GE、BELECTRIC和Kofler Energies合作开发,装机容量为1MW,将一台400KW的CHP Jenbacher燃气发动机与600KW太阳能光伏发电相结合,并配备200kWh电池储能和智能能源管理系统——后两者将用于控制和优化能源生产,并在条件有利时将盈余电力售入电网。如果项目证明成功,就很容易扩大规模。
然而,全球发电量中仅有9%来自热电联产,这一技术的潜力仍远未充分发挥,尤其是在小规模应用方面。DNV GL Energy分布式能源资源部门负责人Rick Fioravanti表示:“应用规模越小,整体经济效益就越难显现。”例如,热电联产的运营复杂性可能对小规模应用的经济效益造成不利影响。他指出,在区域层面进行整合可能是一种解决方案。
SE4all能源效率项目官员Thibaud Voïta也表达了类似观点。他指出,区域能源方案为扩大热电联产应用提供了重大机遇。“城市正在大力推进,”他说,并指出巴黎和哥本哈根是目前区域能源系统发展的领先城市。
例如,哥本哈根自20世纪30年代起便采用区域供热,并在20世纪80年代石油危机后大幅扩大了该系统。如今,超过60%的消费者由区域供热系统供热,其中78%的热量由热电联产提供。巴黎也早在20世纪30年代便开启了自己的区域能源发展历程。
城市开发项目也为扩大区域供热的作用以及随之而来的热电联产应用提供了机会。例如,伦敦新建的格林尼治千年村住宅开发项目,将由一座燃气热电联产设施为未来八年内计划建成的约1,700套住宅供热。
快速城市化的国家将成为重要市场,尤其是中国,其城市人口到2030年可能达到10亿。中国拥有全球规模最大的热电联产设施群之一(截至2010年为170GW),并正积极投资区域供热和燃气热电联产——其第十二个五年计划为两者设定了雄心勃勃的目标,包括建设1,000座燃气热电联产电厂,并确保所有区域供热电厂中至少43%采用热电联产。
在上周举行的联合国“人人享有可持续能源论坛”上,联合国秘书长潘基文重申了到2030年将能源效率提升幅度提高一倍的目标。鉴于热电联产的潜力,它显然将在其中发挥作用。
本文最初刊载于 GE LookAhead。刊发本文并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者:David Appleyard是GE LookAhead的撰稿人。
图片:画面中是电力塔。REUTERS/Siphiwe Sibeko。
