(左到右)工程师马文·卡特和研究员玛丽莲·布朗在佐治亚理工物理工厂外。信用:佐治亚理工学院罗伯特·费尔特根据佐治亚理工学院公共政策学院的最新研究，如果佐治亚州更多的能源密集型工业和商业建筑利用热电联产，该州可以大幅减少温室气体排放，同时创造新的就业机会和更健康的公众。这篇论文现已数字化，并将于12月15日发表在《应用能源》杂志上，文章发现热电联产可以显著减少格鲁吉亚的碳足迹，同时创造绿色就业机会。根据美国能源信息管理局的数据，佐治亚州的净发电量在所有50个州中排名第8，二氧化碳排放总量排名第11。
佐治亚理工学院公共政策学院可持续系统首席研究员玛丽莲·布朗(Marilyn Brown)、董事和布鲁克·拜尔斯(Brook Byers)教授说:“热电联产为行业节省资金，提高竞争力，同时减少空气污染，创造就业机会，增强公共健康，这是一个巨大的机会。
有益于环境、经济和公共健康
研究发现，如果佐治亚州在9374个适合热电联产的地点增加热电联产系统，它可以减少佐治亚州13%的碳排放。将热电联产引入格鲁吉亚仅有的34家工厂，每家工厂的发电量为25兆瓦，可以减少2%的温室气体排放。研究作者使用他们开发的建模工具指出，这种“可实现的”热电联产采用水平可以为该州增加2000个工作岗位；全面部署可以支持13，000个新工作岗位。
根据布朗的说法，热电联产系统的效率可以达到85%到90%，而传统的热电系统的效率为45%到60%。热电联产比太阳能和风能的可再生电力有优势，后者只提供间歇性电力。
热电联产技术可以产生用于加热和冷却的电能，从而实现超高的系统效率、更清洁的空气和更实惠的能源。从热电联产中获利的佐治亚州工业包括化学、纺织、纸浆和造纸以及食品生产。大型商业建筑、校园和军事基地也可以从热电联产中受益。通过利用现场单一来源的电力和热量，能源系统变得更加可靠、灵活和高效。
布朗解释说，热电联产可以用更少的总能源以更高的效率满足同样的需求，同时降低一个地区公用事业运营的电网的峰值需求。此外，如果社区电网出现停电或中断，拥有自己的现场电源的公司可以继续供电。
计算每个工厂的热电联产成本和收益
该研究使用了佐治亚州每个工业场所的数据库，以确定哪个设施运行或可以运行热电联产系统。然后，他们为没有热电联产系统的工厂确定了合适的热电联产系统类型。为了帮助评估热电联产系统是否是一项财务上合理的投资，他们开发了一个模型来估计每个热电联产系统的收益和成本，将安装设备、运行和维护、燃料费用和融资的成本考虑在内。布朗解释说，结果是每个系统的估计“净现值”，反映了未来成本和收益的现值。
该研究的首席研究员玛丽莲·布朗(Marilyn Brown)在佐治亚理工学院校园中心的区域供热和制冷工厂工作。虽然佐治亚理工学院还没有运行热电联产系统，但它目前正在研究减少校园能源足迹的方案。文章还使用数据分析来预测热电联产对格鲁吉亚人的经济和健康的好处。布朗说，转换为热电联产的工厂可能会使该州的清洁能源劳动力增加2000至13000人，这取决于它被广泛采用的程度。根据2020年第11次全国年度太阳能就业人口普查，目前该州约有2600个电动汽车制造岗位，不到5000个太阳能产业岗位。
布朗强调，除了就业增长，热电联产的采用可能会给该州更弱势的居民带来巨大的健康好处。她指出:“当企业利用余热发电时，我们正在取代污染更严重的电力。
该研究估计，在热电联产“可实现”的情况下，2030年健康成本和生态损害将减少近1.5亿美元，如果研究中确定的每一家佐治亚州工厂都采用热电联产，将带来近10亿美元的健康和生态效益。
布朗说:“公共卫生的改善是巨大的——挽救了许多生命，避免了儿童哮喘和心脏问题。
佐治亚理工学院的研究由drawing Georgia赞助，这是一项全州范围的倡议，重点是在佐治亚州推广市场就绪、高影响的气候解决方案。该组织已经确定了20个解决方案的路线图，包括电力解决方案，如热电联产。
根据布朗和其他研究人员今年早些时候在《环境管理》杂志上发表的发现，考虑到发电占佐治亚州与能源相关的二氧化碳排放量的近37%，热电联产的影响可能是巨大的。
确定理想的CHP位点
佐治亚理工学院的研究人员在佐治亚州确定了许多不同的可以使用热电联产的工业场所。理想的地点包括建立的大学或军事基地，以及大型工业场所，如造纸、化工和食品加工设施。佐治亚州的头号工业是农业，化学制品和木制品是该州最大的制造商之一。
“我发现佐治亚州利用现有工业和商业设施建设热电联产工厂的潜力非常有趣，”该研究的合著者瓦伦蒂娜·桑米盖尔(Valentina Sanmiguel)说，她是公共政策学院可持续能源和环境管理专业2020年的硕士毕业生。“我希望佐治亚州的行业和政策制定者都认识到热电联产对环境、经济和社会的好处，并采取行动在该州更大规模地实施热电联产。”
ReEnergy的奥尔巴尼绿色能源生物质工厂(上图)是佐治亚州热电联产系统的一个引人注目的例子。该工厂位于佐治亚州奥尔巴尼的P&G造纸厂，为邦蒂纸巾和查尔明卫生纸的生产提供100%的蒸汽能量。它还为佐治亚电力公司发电，并为附近的海军陆战队后勤基地提供一台8.5兆瓦的蒸汽发电机。奥尔巴尼-多尔蒂经济发展委员会主席兼首席执行官贾娜·戴克说，该工厂“证明了奥尔巴尼作为创新和绿色倡议的理想场所的可行性”。信用:奥尔巴尼绿色能源剖析采用障碍
尽管热电联产有优势，但采用热电联产仍有障碍——首先，建立这些设施是资本密集型的，从校园热电联产工厂的数千万到工业场所大型工厂的数亿不等。布朗解释说，一旦建成，这些设施就需要自己的劳动力来运营。
布朗说:“热电联产系统的成本竞争力在很大程度上取决于两个因素——它们是客户还是公用事业所有，以及它们运营的费率类型。
在论文中，佐治亚理工学院列举了三种方法来改善热电联产的商业案例:清洁能源组合标准、监管改革和税收抵免等财政激励措施。
美国能源部东南热电联产技术援助伙伴关系主任、北卡罗来纳州立大学北卡罗来纳清洁能源技术中心技术服务助理主任艾萨克·潘扎雷拉指出，这些方法在北卡罗来纳州效果很好。潘扎拉所在的北卡罗利纳州立大学最近在校园里安装了第二个热电联产设施。
他补充说，北卡罗来纳州有一项支持使用可再生能源的政策。除了太阳能和风能，北卡罗莱纳州还将养猪和家禽饲养产生的废物转化为可再生能源。
“这花了很长时间，但最终有越来越多的这些消化池或生物质操作，使用热电联产从这些废物资源发电和热能，”他说。
虽然佐治亚理工学院尚未运行热电联产系统，但校园可持续发展委员会目前正在研究减少能源足迹的方案。
校园可持续发展办公室副主任安妮·罗杰斯(Anne Rogers)表示:“随着我们在2022年推进全校园碳中和计划和校园总体规划的制定，佐治亚理工学院寻求利用布朗博士的重要研究，以及佐治亚理工学院在气候解决方案方面深厚的师资专业知识。“校园总体规划和碳中和计划将为实施可持续基础设施解决方案提供路线图，以推进佐治亚理工学院的战略目标。”
布朗强调，佐治亚州公用事业公司应该支持热电联产项目，以帮助该州减少碳足迹。
另一个障碍是东南部的电价相对较低，这使得在这些系统上实现合理回报的机会较少。布朗指出，佐治亚州希望在全球具有竞争力的行业需要考虑热电联产，因为世界其他地区采用可再生和回收能源的速度比美国快。
“在对热电联产非常了解的行业中，并且有稳固建立的企业，这是一项巨大的投资，也是一种保持社区就业的明智方式，同时有利于环境。障碍不在于技术；它们都与政策和商业模式有关，”她总结道。
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
