我们以两种主要方式消耗能源，即电力和热量。这些都是以非常不同的方式生产，分发和使用的。大部分电力由集中式电站产生，使用时产生的电能相对较少。然后将其分布在很长的距离上，并用于为从照明到计算机的所有设备供电。

无论在家用锅炉还是工业加热系统中，使用时都会产生热量。热量通常会立即散发，或通过热水传递，不能通过长距离管道输送。因此，如在区域供热系统的情况下，必须在将要使用的建筑物或附近的设施中产生热量。 ^[1].

发电通常也会产生热量，发电站会产生大量的热能，但这不是’经常使用。通常，电和热是分开产生的，尽管效率比同时产生两者要低得多。分散能源协会的报告指出，发电厂消耗的能源中有多达三分之二是以热量散失的形式浪费的。如果将其收集起来，这些浪费的热量可用于满足众多工业过程的需求，并可为附近的房屋提供家庭供暖。

热电联产或热电联产（CHP）系统捕获废热并投入使用 ^{[2, 3]}。 CHP通常被称为绿色能源技术，但事实并非如此’一定来自可再生能源。相反，它可以帮助我们充分利用燃烧的化石燃料或生物质 ^[4]。利用废热减少了燃烧更多化石燃料的需求，因此总体上减少了排放。电站的排放仍将很高，但是对于相同的排放，将产生更多可利用的能量。

家用热电联产系统遵循相似的原则，但目的相反。与其从发电机中获取热量，不如说是代替了一个家庭。’的锅炉。照常产生热水，热机将系统产生的废热转化为电能。

从能源效率的角度来看，CHP具有许多优势。每次能量从一种形式转换为另一种形式时，通常都会以热的形式出现转换损失。通常，电比热更有价值，更难制造，并且可以长距离传输，更容易转换为工作，并且对于保持我们的技术运行至关重要。因此，将电转换回热而不是直接利用废热是无效的。政府指导方针建议，热电联产系统的效率比常规锅炉或电站高30％。住户可以节省多达20％的能源费用，并减少多达30％的碳排放 ^[3].

热电联产有多种弊端，特别是在家用供暖方面。热电联产锅炉通常比常规锅炉大，当然也要贵得多。一个主要问题是，只有在锅炉运行时，系统才能一直无法发电。 ^{[5, 6]}。在冬季，当需要大量取暖时，可能会用电过多。在温暖的月份中，系统可能无法产生足够的能量。

可以通过使用储能系统或将家用热电联产与可再生能源相结合来克服这一不足。 CHP与太阳能电池板的协同作用很好，因为通常在太阳能电池板效率最低的时候最多使用家庭供暖。

有人担心，大规模采用热电联产可能会阻止采用更可持续的选择 ^[5]。热电联产将始终依赖燃烧某种燃料，因此从长远来看是不可持续的。可以建立类似的系统，以利用生物质锅炉或太阳能热系统产生的热量，但是这种系统不太常见。当前形式的热电联产永远不会允许我们创造一个零碳世界，但是尽管化石燃料仍然是热和电的主要来源，但它仍然是一种非常有用的技术，可以从我们产生的排放中获得最大的能源回报。
 

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图片来源：Frank Hebbert。

参考文献

1.       分散能源协会：区域供热系统 http://www.theade.co.uk/more-about-district-heating_3592.html

2.      分散能源协会：热电联产 http://www.theade.co.uk/what-is-combined-heat-and-power_15.html

3.      英国政府：热电联产技术 //www.gov.uk/government/publications/combined-heat-and-power-chp-technology

4.      The 节约能源 Trust: Domestic CHP http://www.energysavingtrust.org.uk/domestic/micro-chp

5.      Triple Pundit：结合了热力和动力的利弊。 http://www.triplepundit.com/special/energy-options-pros-and-cons/combined-heat-power-pros-cons/#

6.      Greenspec: Micro CHP http://www.greenspec.co.uk/building-design/micro-chp/

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