微型熱電聯產

微型熱電聯產（Micro combined heat and power，Micro CHP）是將熱電聯產理念擴展到高達50kW範圍內的單/多家庭或小型寫字樓。本地發電具有較高的效率，因為在長距離運輸電力方面有8-10％的能量損失，而區域供熱網絡傳熱的能量損失為10-15％，這是由於熱能運輸（熱水）和較冷的外部環境的溫度差異導致的。最常見的系統使用天然氣作為其主要能源並排放二氧化碳。

概要

用於家庭或小型商業建築的熱電聯產（CHP）系統通常由天然氣供電以產生電力和熱量。微型熱電聯產(Micro CHP)系統是小型燃料電池或驅動發電機的發動機，其為個體建築的供暖，通風和空調提供電力和熱量。微型熱電聯產可能主要跟隨熱需求發熱，供電作為副產品，或者可能會跟隨電力需求發電，熱量是副產品。當主要用於在電力需求波動的情況下的熱量時，微型熱電聯產系統可能產生比立即要求的更多的電力。

技術

微型熱電聯產使用的技術有^[1]：

內燃機
斯特林發動機
燃料電池
微型燃氣渦輪發動機
蒸汽機^[2]（使用傳統的水或有機化學品如製冷劑）

燃料

有許多類型的燃料和熱源可能被認為用於微型熱電聯產。這些來源的性質在系統成本，熱成本，環境影響，便利性，易於運輸和存儲，系統維護和系統壽命方面都有所不同。正在考慮與微型熱電聯產一起使用的一些熱源和燃料包括：天然氣，液化石油氣，生物質，植物油（如菜籽油），木煤氣，太陽能熱能，最近還有氫，以及多燃料系統。

發動機類型

天然氣適用於內燃機，如奧托四衝程發動機和燃氣渦輪發動機系統。燃氣輪機由於其高效率，小尺寸，清潔燃燒，耐用性和低維護要求而被用於許多小型系統中。用箔軸承和空氣冷卻設計的燃氣輪機在沒有潤滑油或冷卻劑的情況下運行。燃氣輪機的廢熱大部分在排氣中，而往復式發動機的廢熱在排氣和冷卻系統之間分流。

外燃機可以在任何高溫熱源上運行。這些發動機包括斯特林發動機，熱「氣」渦輪增壓器和蒸汽機。兩者的效率都在10％-20％之間，截至2014年，微型CHP產品的生產量很少。

燃料電池

燃料電池發電和作為副產品的發熱。固定燃料電池應用（英語：Stationary fuel cell applications）於斯特林熱電聯產的優點是無需移動部件，維護更少，操作更安靜。剩餘電量可以交回電網^[3]。

市場現狀

日本

微型熱電聯產最大的部署是2009年在日本，有部署超過9萬個單元，絕大多數是本田^{[需要消歧義]}的^[4] 「ECO-WILL」型號^[5]。六家日本能源公司在2009年推出了300W-1 kW PEMFC / SOFC ENE FARM產品^[6]^[7] ，2008年裝機3000台，2009-2010年生產目標為15萬台，2030年目標為250萬台^[8]。在Ene Farm項目中，2012年總共銷售了20,000台，預計共有5萬台PEMFC和多達5000個SOFC裝置。在2013年，國家對50,000個單元的補貼已經到位^[9]。ENE FARM項目將在2014年通過100,000個系統，2012-2014年期間安裝了34,213個PEMFC和2,224個SOFC，液化天然氣3萬個，液化石油氣6000個。

韓國

在韓國，補貼將從國內燃料電池成本的80％開始^[10]。帶有可再生能源證書的可再生能源比例標準從2012年實行到2022年^[11] 。配額制度有利於大型，垂直整合的發電機和跨國電力公司，只是因為證書通常以1兆瓦時為單位。與上網電價補貼政策相比，它們的設計和實施也比較難^[12]。2012年約350個住宅安置微型熱電聯產單元^[13]。

歐洲

歐洲公私合作夥伴關係燃料電池和氫聯合承諾第七框架計劃項目旨在到2017年部署^[14]，在12個歐盟成員國中部署了1,000個住宅燃料電池聯合熱電聯產（微型熱電聯產, micro-CHP）裝置。

參閱

參考資料

^ Ellamla H.R.; Staffell, I; Bujlo, P; Pollet, BG; Pasupathi, S. Current status of fuel cell based combined heat and power systems for residential sector. Journal of Power Sources. 28 May 2015, 293 (C): 312–328. doi:10.1016/j.jpowsour.2015.05.050.
^ Du, R.; Robertson, P. Cost Effective Grid-Connected Inverter for a Micro Combined Heat and Power System. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017 [2017-07-18]. ISSN 0278-0046. doi:10.1109/TIE.2017.2677340. （原始內容存檔於2017-05-14）.
^ Integration of fuel cell micro-CHPs on low voltage grid: A Danish case study 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 4, 2016，.
^ Honda Worldwide | July 17, 2007 "Honda’s Compact Household Cogeneration Unit Achieves Cumulative Sales of 50,000 units in Japan". World.honda.com. [2012-06-12]. （原始內容存檔於2012年6月15日）.
^ Micro CHP in Japan
^ （英文） Japan 2005-2008 mchp ^{[失效連結]}
^ FCgen-1030V3 網際網路檔案館的存檔，存檔日期July 7, 2011，.
^ ENE FARM residential fuel cells launched 網際網路檔案館的存檔，存檔日期June 16, 2012，.
^ The IEA CHP and DHC Collaborative 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 3, 2016，.
^ South Korea unveils 80 per cent subsidy for domestic fuel cells 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 17, 2010，.
^ R&D status and prospects on fuel cells in Korea 網際網路檔案館的存檔，存檔日期December 5, 2013，.
^ Renewable Energy Policy Mechanisms by Paul Gipe 網際網路檔案館的存檔，存檔日期May 10, 2012，.(1.3MB)
Lauber, V. (2004). "REFIT and RPS: Options for a harmonized Community framework," Energy Policy, Vol. 32, Issue 12, pp.1405–1414.
Lauber, V. (2008). "Certificate Trading – Part of the Solution or Part of the Problem?" Ljubljana Conference on the Future of GHG Emissions Trading in the EU, March 2008. Salzburg, Austria: University of Salzburg. Retrieved 16 March 2009 at: www.uni-salzburg.at/politikwissenschaft/lauber
^ The fuel cell industry review 2012 網際網路檔案館的存檔，存檔日期July 1, 2016，.
^ 5th stakeholders general assembly of the FCH JU 網際網路檔案館的存檔，存檔日期November 10, 2013，.

外部連結

[CHP_Review_2015-1] Ellamla H.R.; Staffell, I; Bujlo, P; Pollet, BG; Pasupathi, S. Current status of fuel cell based combined heat and power systems for residential sector. Journal of Power Sources. 28 May 2015, 293 (C): 312–328. doi:10.1016/j.jpowsour.2015.05.050.

[2] Du, R.; Robertson, P. Cost Effective Grid-Connected Inverter for a Micro Combined Heat and Power System. IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2017 [2017-07-18]. ISSN 0278-0046. doi:10.1109/TIE.2017.2677340. （原始內容存檔於2017-05-14）.

[3] Integration of fuel cell micro-CHPs on low voltage grid: A Danish case study 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 4, 2016，.

[4] Honda Worldwide | July 17, 2007 "Honda’s Compact Household Cogeneration Unit Achieves Cumulative Sales of 50,000 units in Japan". World.honda.com. [2012-06-12]. （原始內容存檔於2012年6月15日）.

[5] Micro CHP in Japan

[6] （英文） Japan 2005-2008 mchp ^{[失效連結]}

[7] FCgen-1030V3 網際網路檔案館的存檔，存檔日期July 7, 2011，.

[8] ENE FARM residential fuel cells launched 網際網路檔案館的存檔，存檔日期June 16, 2012，.

[9] The IEA CHP and DHC Collaborative 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 3, 2016，.

[10] South Korea unveils 80 per cent subsidy for domestic fuel cells 網際網路檔案館的存檔，存檔日期March 17, 2010，.

[11] R&D status and prospects on fuel cells in Korea 網際網路檔案館的存檔，存檔日期December 5, 2013，.

[wind-works.org-12] Renewable Energy Policy Mechanisms by Paul Gipe 網際網路檔案館的存檔，存檔日期May 10, 2012，.(1.3MB)
Lauber, V. (2004). "REFIT and RPS: Options for a harmonized Community framework," Energy Policy, Vol. 32, Issue 12, pp.1405–1414.
Lauber, V. (2008). "Certificate Trading – Part of the Solution or Part of the Problem?" Ljubljana Conference on the Future of GHG Emissions Trading in the EU, March 2008. Salzburg, Austria: University of Salzburg. Retrieved 16 March 2009 at: www.uni-salzburg.at/politikwissenschaft/lauber

[13] The fuel cell industry review 2012 網際網路檔案館的存檔，存檔日期July 1, 2016，.

[14] 5th stakeholders general assembly of the FCH JU 網際網路檔案館的存檔，存檔日期November 10, 2013，.

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