热电联产和火力发电的区别
产业趋势 2023-10-25 06:17:58 中金普华产业研究院
热电联产和火力发电是两种不同的能源生产方式，它们都利用燃料的化学能转化为电能，但有着不同的定义、内容和特点。本文将从以下几个方面对它们进行比较和分析。
1. 定义
热电联产（Combined Heat and Power，CHP），是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78～1.28兆帕 (MPa)和0.12～0.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。
火力发电（Thermal Power Generation），是指利用煤、石油、天然气等燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，最终将电传送出去。一般采用凝汽式机组，只生产电能向用户供电。工业生产和人们生活用热则由特设的工业锅炉及采暖锅炉房单独供应。这种能量生产方式称为热电分产。
2. 内容
热电联产涵盖了多种类型和规模的设备和应用，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）。根据不同的技术和需求，可以采用不同的发动机或涡轮机作为主要设备，如内燃机、蒸汽轮机、气体轮机、微型气体轮机、斯特林发动机等。根据不同的供暖方式，可以分为集中式CHP和分散式CHP。集中式CHP是指在一个或多个地点集中安装CHP设备，并通过供暖管网向周围区域提供供暖服务。分散式CHP是指在各个用户处就地安装CHP设备，并根据自身需求进行供暖或制冷。
- 燃气火力发电：是指使用天然气或其他气态碳氢化合物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括开放式燃气轮机、燃气轮机联合循环、燃气轮机-蒸汽轮机联合循环等技术。
- 燃油火力发电：是指使用液态碳氢化合物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括柴油机、重油机、燃油轮机等技术。
- 垃圾火力发电：是指利用城市生活垃圾、工业废弃物、农业废弃物等固体废物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括焚烧发电、垃圾气化发电、垃圾厌氧发酵发电等技术。
3. 特点
热电联产的特点是能源利用效率高、节能减排效果显著、供能可靠性高。根据国际能源署（IEA）的统计，全球平均的热电联产效率为75%，而单独生产电能和热能的效率仅为40%左右。这意味着热电联产可以节省约35%的原始能源消耗，从而减少相应的二氧化碳排放和其他污染物排放。此外，由于热电联产可以在用户附近或就地进行，可以减少对远距离输电和供热管网的依赖，提高供能可靠性和安全性，同时也降低了线损和热损。
火力发电的特点是规模化、标准化、成本低。火力发电的规模效应使其成本相对较低，而且可以根据市场需求灵活调节发电量，满足不同用户和时段的用电需求。
火力发电是一种成熟的传统产业，具有稳定的发展基础和市场需求。根据IEA的统计，2019年全球火力发电装机容量达到21.5亿千瓦，占总装机容量的64%，发电量达到1.3万亿千瓦时，占总发电量的62%。火力发电是目前全球最主要的电力来源，也是保障电力供应的基础。随着全球经济社会的发展和人民生活水平的提高，火力发电的规模和水平将继续保持增长态势，预计到2030年，全球火力发电装机容量将达到25.5亿千瓦，发电量将达到1.6万亿千瓦时。但是，火力发电也面临着资源消耗、环境污染、气候变化等挑战，需要不断提高能源利用效率、降低碳排放强度、推进清洁能源替代等措施。
总之，热电联产和火力发电是两种不同但又相互补充的能源生产方式，它们都是能源系统的重要组成部分，也都是国家经济社会发展的重要支撑力量。了解它们之间的区别和联系，有助于我们更好地认识和利用能源资源，促进能源事业的发展和进步。
1. 定义
热电联产（Combined Heat and Power，CHP），是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热的生产方式，即同时生产电、热能的工艺过程，较之分别生产电、热能方式节约燃料。对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背式汽轮机的排汽，压力通常分为0.78～1.28兆帕 (MPa)和0.12～0.25MPa两等。前者供工业生产，后者供民用采暖。
火力发电（Thermal Power Generation），是指利用煤、石油、天然气等燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，最终将电传送出去。一般采用凝汽式机组，只生产电能向用户供电。工业生产和人们生活用热则由特设的工业锅炉及采暖锅炉房单独供应。这种能量生产方式称为热电分产。
2. 内容
热电联产涵盖了多种类型和规模的设备和应用，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）。根据不同的技术和需求，可以采用不同的发动机或涡轮机作为主要设备，如内燃机、蒸汽轮机、气体轮机、微型气体轮机、斯特林发动机等。根据不同的供暖方式，可以分为集中式CHP和分散式CHP。集中式CHP是指在一个或多个地点集中安装CHP设备，并通过供暖管网向周围区域提供供暖服务。分散式CHP是指在各个用户处就地安装CHP设备，并根据自身需求进行供暖或制冷。
火力发电主要包括以下几种类型：
- 燃气火力发电：是指使用天然气或其他气态碳氢化合物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括开放式燃气轮机、燃气轮机联合循环、燃气轮机-蒸汽轮机联合循环等技术。
- 燃油火力发电：是指使用液态碳氢化合物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括柴油机、重油机、燃油轮机等技术。
- 垃圾火力发电：是指利用城市生活垃圾、工业废弃物、农业废弃物等固体废物作为主要或唯一的原料进行发电的过程。主要包括焚烧发电、垃圾气化发电、垃圾厌氧发酵发电等技术。
3. 特点
热电联产的特点是能源利用效率高、节能减排效果显著、供能可靠性高。根据国际能源署（IEA）的统计，全球平均的热电联产效率为75%，而单独生产电能和热能的效率仅为40%左右。这意味着热电联产可以节省约35%的原始能源消耗，从而减少相应的二氧化碳排放和其他污染物排放。此外，由于热电联产可以在用户附近或就地进行，可以减少对远距离输电和供热管网的依赖，提高供能可靠性和安全性，同时也降低了线损和热损。
火力发电的特点是规模化、标准化、成本低。火力发电的规模效应使其成本相对较低，而且可以根据市场需求灵活调节发电量，满足不同用户和时段的用电需求。
4. 发展
火力发电是一种成熟的传统产业，具有稳定的发展基础和市场需求。根据IEA的统计，2019年全球火力发电装机容量达到21.5亿千瓦，占总装机容量的64%，发电量达到1.3万亿千瓦时，占总发电量的62%。火力发电是目前全球最主要的电力来源，也是保障电力供应的基础。随着全球经济社会的发展和人民生活水平的提高，火力发电的规模和水平将继续保持增长态势，预计到2030年，全球火力发电装机容量将达到25.5亿千瓦，发电量将达到1.6万亿千瓦时。但是，火力发电也面临着资源消耗、环境污染、气候变化等挑战，需要不断提高能源利用效率、降低碳排放强度、推进清洁能源替代等措施。
总之，热电联产和火力发电是两种不同但又相互补充的能源生产方式，它们都是能源系统的重要组成部分，也都是国家经济社会发展的重要支撑力量。了解它们之间的区别和联系，有助于我们更好地认识和利用能源资源，促进能源事业的发展和进步。
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