集中或分散使用化石燃料，哪一种最有效? 乔纳森·布莱尼|发布能源效率和耐久性在2019年10月30日下午01:20 在集中式发电厂燃烧天然气/煤/油比在住宅或企业燃烧它们来取暖/热水对环境更好吗?例如，热泵是否比燃气或燃油锅炉更好?有研究吗? 回答 加入领先的建筑科学专家社区 成为GBA Prime会员，即时获取绿色建筑的最新发展、研究和现场报告。 开始免费试用 相关问题 减少GFCI吸血/幽灵负载损失和热量?哪种模式效率最高? 哪些煤气炉在用电方面效率最高? 回复 约翰•克拉克|2019年10月30日下午01:54|＃1 物理学告诉你，你离能量来源越近，你就有提高效率的潜力。这个问题是什么代价。这一代发电的成本各不相同(原材料、监管要求导致的环境问题、政府偏向一种能源的政策)，等等。 https://www.llnl.gov/news/us-energy-use-rises-highest-level-ever 注意每一种能源的消耗量。 专家成员 Dana多赛特|2019年10月30日下午02:27|＃２ 物理学还告诉你，不考虑传输损耗，发电的原始热效率要比仅仅为了热量而燃烧低得多。 在最好的联合循环发电机中以最佳燃速燃烧天然气的热效率最高可达60%在第一个变压器的初级绕组，在电力离开电厂之前。在95% AFUE的冷凝锅炉中燃烧天然气已经超过了50%。 但即使在输电损耗降低联合循环电厂的净效率50%交付给负载时,热泵操作甚至在区区2带来了100%的警察效率当交付所需的最终产品(加热的热量进入房子),从而击败了冷凝式燃气锅炉。在HSPF为10(=季节平均COP为2.93)的情况下，如果电网上的主要化石燃烧器是联合循环燃气装置，则热泵轻而易举地击败了冷凝燃气燃烧器。 典型的单循环燃气或燃油峰值运行净效率约为30-35%，亚临界燃煤基本负荷电厂也是如此。(超临界煤可以达到45摄氏度左右，但这并不代表任何地方现有的燃煤电厂。)在30%的净效率和10的HSPF的情况下，室内从燃料到btu的总效率仍然是88%。 记住，一个巨大的油或铸铁燃气锅炉不会达到它的AFUE数字也。AFUE测试是在一个工作周期,假定负载1.7 x超大的因素在设计临时外99%。3 x扩界的99%负载必须把% 8 - 15日从铭牌AFUE或稳态效率数据,除非智能热清除锅炉控制使用。(许多/大多数新锅炉都有这些类型的控制，但不是所有的，很少有10年以上的锅炉会有这些。)如表3所示，系统3与热吹扫控制器相比，在稳态下的超大化效率比较如下: https://www.bnl.gov/isd/documents/41399.pdf 为了找出您使用的超大因素，运行此分析，并将隐含热负荷与锅炉的DOE输出数进行比较: //m.etiketa4.com/article/out-with-the-old-in-with-the-new 乔尔chee|2019年10月30日下午3:00|＃3 另外还要考虑:天然气到达你家之前的泄漏率(据报道高达3%)，运行的两家公用事业公司的第一笔费用，以及维护两家公用事业公司的费用。现在，如果我们所有人都有燃气微型涡轮机，热力和冷却三联发电，我们就可以消除电网电力，只使用天然气。 专家成员 Zephyr7|2019年10月30日05:26pm|＃４ 直接用于供暖的天然气在每单位消耗的天然气向家庭提供热量或热量方面通常更有效。原因是发电不是100%有效的，从发电厂到你家的输电线路会有额外的损失。更多的能量转换通常意味着更低的整体系统效率。 无论天然气是送到发电厂还是送到你家，天然气传输损失和其他意外都会存在，所以这部分在这里并不真正“计算”。 现在，如果你使用天然气发电，使用电网的电力更有效。原因在于，拥有一个大规模电网的全部意义在于提高整个系统的效率:大型电网允许最高效的电厂运行得最多，也允许那些电厂在接近满负荷运行的情况下始终保持最大效率。典型的家用发电机的平均利用率要低得多(例如，你需要一个10千瓦的机组来应付高峰负荷，但实际上很少能从它那里获得超过1千瓦的功率)，所以它们的运行效率要低得多。 达纳是正确的,使用热泵可以得到你更多的可用加热的热量而直接燃烧天然气取暖,但我不认为这是天然气利用效率尽可能的使用减少输入的不同类型的供热系统能源来完成相同数量的加热。在某种程度上是语义上的，但在我看来是一个重要的区别。例如，使用天然气来运行家用发电机，然后运行热泵，可能会比使用电网电力来运行热泵效率低，即使电网是由天然气发电厂提供的。 我非常怀疑天然气系统“泄漏”接近3%。我的猜测是，实际的系统泄漏是所谓的“微量”，一个几乎无法测量的小百分比。即使是每天消耗3%的天然气，也会有大量的甲烷泄漏，并会造成各种问题。我的猜测是，“3%”这个数字应该包括用于传输设备(压缩机站，管道上保持压力的泵)等的气体，这比气体只是被排放到大气的假设要合理得多。 比尔 专家成员 Dana多赛特|2019年10月30日下午06:03|# 5 “例如，使用天然气来运行家用发电机，然后运行热泵，可能会比使用电网电力来运行热泵效率低，即使电网是由天然气发电厂提供的。” 这将是真实的，有巨大的利润。在公用事业规模下，最好的活塞发动机发电机的热效率将只有25%，当COP为3时，净btu效率仅为75%。大多数家用备用发电机的热效率只有15%左右，因此在净btu基础上，COP为3时，效率低于50%。 一个家庭大小的热电联产发电机可以达到约75%-80%的净效率，即使没有利用热泵，但尽管十年前有很大的前景，在美国市场上没有很多微型散热器可以作为备用发电机。我的商业伙伴已经在他的热和热水系统中集成了一台1kw的本田热电联产机(净电表)大约10年了，当室外温度低于40华氏度左右时，它几乎100%的时间都在运行。本田在日本也销售类似的独立备用发电机(配有割草机式的绳拉启动装置)，但它不够大，不足以驱动热泵。在福岛灾难发生后的第一年，日本所有的核电站都被关闭，他们很难满足需求。稍微大一点的微电网热电联产机在有大量热负荷、设计合理的蓄热系统的大型建筑(比如纽约的摩天大楼)中仍然有意义。 专家成员 Zephyr7|2019年10月30日晚上10:11|# 7 我通常认为小型活塞发电机系统的效率约为16%，如果连续负荷低于80%，情况就更糟了。我经常考虑运行一个热电联产装置，但只在停电时间，因为我不想维护和磨损我的发电机组，如果我继续运行它。根据我的经验，是维护成本在小范围内扼杀了它的经济可行性。短期内热电联产节省的成本也很低，我已经看过了。任何液冷发电机相对容易适应，以帮助空间加热使用热交换器。 我确实为一个拥有自己现场油气井的客户设计了一个更大的(约500kw电力输出)热电联产工厂。该系统的设计是使用油井中的天然气(石油已经出售)，并持续运行。这是一个非常有趣的项目，使用吸收式制冷机提供热量和冷却。我喜欢这样的项目，试图建立尽可能零能源浪费的系统。我们从发动机冷却液、废气中收集余热，甚至从发电机本身也收集了一点余热(这有助于加热机组所在的房间)。有趣的项目! 我想知道小型包装系统是否有可能的市场。如果这样一个系统是建立在生产规模上的，经济效益会好得多。更大的系统倾向于至少是半定制的。听起来本田已经尝试过了，但在美国市场却举步维艰。 比尔 专家成员 Dana多赛特|2019年10月31日下午03:38|＃8 本田在美国市场从未真正追求过它。马萨诸塞州的一个小型初创公司发明了几个系统，将本田已经开发的热电联产机用于热空气和循环系统，其中还包括一个用于额外缓冲热输出的间接热水器。在这些系统中使用的锅炉和熔炉的热输出是疯狂的——对于普通房屋的负荷来说很大，但对于大型渗漏的古董房屋来说，它们是合理的。(我搭档的房子是一栋建于19世纪40年代的5000年的老式房子，最初是为一些有钱的人建造的避暑场所，有很多非常大的双挂单窗格窗户等等。) 他们推出了当时名为“Freewatt”的产品，几年后卖给了ECR International，几年后ECR放弃了它。cogen的维护由系统供应商提供，并外包给第三方。该系统可联网，并向自动系统报告发动机工作时间、工作周期和千瓦时/温度数据，当发生故障时自动系统会发出信号。 在马萨诸塞州市场上，这些系统在经济上是可行的，因为在美国本土48个州中，电价是最高的，再加上州议员相当慷慨的电网计量政策。 大约10年前，德国公用事业公司Lichtblick推出了一个项目，该项目使用专门设计的2升大众汽车，在现场使用中央控制的住宅或小型办公大楼，并带有较大的热缓冲。他们称其为“EcoBlue”，作为一个非常灵活的分布式“虚拟发电厂”运行，以平衡风力发电场的输出。我不确定有多少已经安装(或仍在运行)，但这在当时/在当时似乎是一个好主意。最近关于它的报道并不多，但它仍然会出现在网络搜索中: https://www.greencarcongress.com/2010/11/lichtblick-begins-installing-home-combined-heat-and-power-plants-powered-by-vw-20l-ecoblue-gas-engin.html https://www.wisconsindr.org/library/presentations/WiDRC%20Presentation%20011615.pdf https://www.buildinggreen.com/blog/making-renewable-energy-work-better-swarm-power-cogeneration 加里|2019年10月30日下午06:46|＃６ 当然，效率只是讨论的一部分。污染的数量和位置对这个等式至关重要。集中使用化石燃料可以使用复杂的污染控制，这在小范围内是不可能的、不实际的和/或不划算的。当然，把这些污染排放到远离人口的地方对健康要好得多。 登录或创建一个账户来发布答案。 报名 登录
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物理学告诉你，你离能量来源越近，你就有提高效率的潜力。这个问题是什么代价。这一代发电的成本各不相同(原材料、监管要求导致的环境问题、政府偏向一种能源的政策)，等等。
https://www.llnl.gov/news/us-energy-use-rises-highest-level-ever
注意每一种能源的消耗量。
物理学还告诉你，不考虑传输损耗，发电的原始热效率要比仅仅为了热量而燃烧低得多。
在最好的联合循环发电机中以最佳燃速燃烧天然气的热效率最高可达60%在第一个变压器的初级绕组，在电力离开电厂之前。在95% AFUE的冷凝锅炉中燃烧天然气已经超过了50%。
但即使在输电损耗降低联合循环电厂的净效率50%交付给负载时,热泵操作甚至在区区2带来了100%的警察效率当交付所需的最终产品(加热的热量进入房子),从而击败了冷凝式燃气锅炉。在HSPF为10(=季节平均COP为2.93)的情况下，如果电网上的主要化石燃烧器是联合循环燃气装置，则热泵轻而易举地击败了冷凝燃气燃烧器。
典型的单循环燃气或燃油峰值运行净效率约为30-35%，亚临界燃煤基本负荷电厂也是如此。(超临界煤可以达到45摄氏度左右，但这并不代表任何地方现有的燃煤电厂。)在30%的净效率和10的HSPF的情况下，室内从燃料到btu的总效率仍然是88%。
记住，一个巨大的油或铸铁燃气锅炉不会达到它的AFUE数字也。AFUE测试是在一个工作周期,假定负载1.7 x超大的因素在设计临时外99%。3 x扩界的99%负载必须把% 8 - 15日从铭牌AFUE或稳态效率数据,除非智能热清除锅炉控制使用。(许多/大多数新锅炉都有这些类型的控制，但不是所有的，很少有10年以上的锅炉会有这些。)如表3所示，系统3与热吹扫控制器相比，在稳态下的超大化效率比较如下:
https://www.bnl.gov/isd/documents/41399.pdf
为了找出您使用的超大因素，运行此分析，并将隐含热负荷与锅炉的DOE输出数进行比较:
//m.etiketa4.com/article/out-with-the-old-in-with-the-new
另外还要考虑:天然气到达你家之前的泄漏率(据报道高达3%)，运行的两家公用事业公司的第一笔费用，以及维护两家公用事业公司的费用。
现在，如果我们所有人都有燃气微型涡轮机，热力和冷却三联发电，我们就可以消除电网电力，只使用天然气。
直接用于供暖的天然气在每单位消耗的天然气向家庭提供热量或热量方面通常更有效。原因是发电不是100%有效的，从发电厂到你家的输电线路会有额外的损失。更多的能量转换通常意味着更低的整体系统效率。
无论天然气是送到发电厂还是送到你家，天然气传输损失和其他意外都会存在，所以这部分在这里并不真正“计算”。
现在，如果你使用天然气发电，使用电网的电力更有效。原因在于，拥有一个大规模电网的全部意义在于提高整个系统的效率:大型电网允许最高效的电厂运行得最多，也允许那些电厂在接近满负荷运行的情况下始终保持最大效率。典型的家用发电机的平均利用率要低得多(例如，你需要一个10千瓦的机组来应付高峰负荷，但实际上很少能从它那里获得超过1千瓦的功率)，所以它们的运行效率要低得多。
达纳是正确的,使用热泵可以得到你更多的可用加热的热量而直接燃烧天然气取暖,但我不认为这是天然气利用效率尽可能的使用减少输入的不同类型的供热系统能源来完成相同数量的加热。在某种程度上是语义上的，但在我看来是一个重要的区别。例如，使用天然气来运行家用发电机，然后运行热泵，可能会比使用电网电力来运行热泵效率低，即使电网是由天然气发电厂提供的。
我非常怀疑天然气系统“泄漏”接近3%。我的猜测是，实际的系统泄漏是所谓的“微量”，一个几乎无法测量的小百分比。即使是每天消耗3%的天然气，也会有大量的甲烷泄漏，并会造成各种问题。我的猜测是，“3%”这个数字应该包括用于传输设备(压缩机站，管道上保持压力的泵)等的气体，这比气体只是被排放到大气的假设要合理得多。
比尔
“例如，使用天然气来运行家用发电机，然后运行热泵，可能会比使用电网电力来运行热泵效率低，即使电网是由天然气发电厂提供的。”
这将是真实的，有巨大的利润。在公用事业规模下，最好的活塞发动机发电机的热效率将只有25%，当COP为3时，净btu效率仅为75%。大多数家用备用发电机的热效率只有15%左右，因此在净btu基础上，COP为3时，效率低于50%。
一个家庭大小的热电联产发电机可以达到约75%-80%的净效率，即使没有利用热泵，但尽管十年前有很大的前景，在美国市场上没有很多微型散热器可以作为备用发电机。我的商业伙伴已经在他的热和热水系统中集成了一台1kw的本田热电联产机(净电表)大约10年了，当室外温度低于40华氏度左右时，它几乎100%的时间都在运行。本田在日本也销售类似的独立备用发电机(配有割草机式的绳拉启动装置)，但它不够大，不足以驱动热泵。在福岛灾难发生后的第一年，日本所有的核电站都被关闭，他们很难满足需求。稍微大一点的微电网热电联产机在有大量热负荷、设计合理的蓄热系统的大型建筑(比如纽约的摩天大楼)中仍然有意义。
我通常认为小型活塞发电机系统的效率约为16%，如果连续负荷低于80%，情况就更糟了。我经常考虑运行一个热电联产装置，但只在停电时间，因为我不想维护和磨损我的发电机组，如果我继续运行它。根据我的经验，是维护成本在小范围内扼杀了它的经济可行性。短期内热电联产节省的成本也很低，我已经看过了。任何液冷发电机相对容易适应，以帮助空间加热使用热交换器。
我确实为一个拥有自己现场油气井的客户设计了一个更大的(约500kw电力输出)热电联产工厂。该系统的设计是使用油井中的天然气(石油已经出售)，并持续运行。这是一个非常有趣的项目，使用吸收式制冷机提供热量和冷却。我喜欢这样的项目，试图建立尽可能零能源浪费的系统。我们从发动机冷却液、废气中收集余热，甚至从发电机本身也收集了一点余热(这有助于加热机组所在的房间)。有趣的项目!
我想知道小型包装系统是否有可能的市场。如果这样一个系统是建立在生产规模上的，经济效益会好得多。更大的系统倾向于至少是半定制的。听起来本田已经尝试过了，但在美国市场却举步维艰。
比尔
本田在美国市场从未真正追求过它。马萨诸塞州的一个小型初创公司发明了几个系统，将本田已经开发的热电联产机用于热空气和循环系统，其中还包括一个用于额外缓冲热输出的间接热水器。在这些系统中使用的锅炉和熔炉的热输出是疯狂的——对于普通房屋的负荷来说很大，但对于大型渗漏的古董房屋来说，它们是合理的。(我搭档的房子是一栋建于19世纪40年代的5000年的老式房子，最初是为一些有钱的人建造的避暑场所，有很多非常大的双挂单窗格窗户等等。)
他们推出了当时名为“Freewatt”的产品，几年后卖给了ECR International，几年后ECR放弃了它。cogen的维护由系统供应商提供，并外包给第三方。该系统可联网，并向自动系统报告发动机工作时间、工作周期和千瓦时/温度数据，当发生故障时自动系统会发出信号。
在马萨诸塞州市场上，这些系统在经济上是可行的，因为在美国本土48个州中，电价是最高的，再加上州议员相当慷慨的电网计量政策。
大约10年前，德国公用事业公司Lichtblick推出了一个项目，该项目使用专门设计的2升大众汽车，在现场使用中央控制的住宅或小型办公大楼，并带有较大的热缓冲。他们称其为“EcoBlue”，作为一个非常灵活的分布式“虚拟发电厂”运行，以平衡风力发电场的输出。我不确定有多少已经安装(或仍在运行)，但这在当时/在当时似乎是一个好主意。最近关于它的报道并不多，但它仍然会出现在网络搜索中:
https://www.greencarcongress.com/2010/11/lichtblick-begins-installing-home-combined-heat-and-power-plants-powered-by-vw-20l-ecoblue-gas-engin.html
https://www.wisconsindr.org/library/presentations/WiDRC%20Presentation%20011615.pdf
https://www.buildinggreen.com/blog/making-renewable-energy-work-better-swarm-power-cogeneration
当然，效率只是讨论的一部分。污染的数量和位置对这个等式至关重要。集中使用化石燃料可以使用复杂的污染控制，这在小范围内是不可能的、不实际的和/或不划算的。当然，把这些污染排放到远离人口的地方对健康要好得多。