本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
如今，在发电厂中，每转化为一度电能，就有两度能量被浪费掉。这些浪费的能量主要以热能——或热能的形式存在，而当今的技术可以将这种废物转化为可用的能量流。
热电联产（CHP）是一种将发电和可用热能捕获设备结合在一起的技术，以提高发电厂的整体效率。这两种能量流可以本地使用（例如，在制造过程中），或者通过电力线和管道传输到当地社区。这种方法可以使用相同数量的燃料输入产生更多的能量输出，使社会能够从其有限的化石燃料资源中获得更多。
今天，美国大部分电力来自化石燃料（煤炭、天然气和石油）发电厂。这些工厂的运行效率约为33%。剩余的 67% 大部分以热量的形式释放到环境中。在热电联产设施中，大部分热量被回收利用，从而使实际效率超过 75%。美国的一些热电联产设施已记录到超过87%的整体效率。
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热电联产技术在美国已使用了 100 多年。如今，该国约 8% 的发电能力来自 82 吉瓦 (GW) 的已安装热电联产设备。通过将这些设施的效率与典型的化石燃料发电厂进行比较，可以说这些设施每年减少了该国 3 亿吨的二氧化碳排放量——相当于减少了 5000 万辆汽车的行驶。
今天，美国大多数（87%）的热电联产设施位于制造工厂。从效率的角度来看，这非常好——通过将供应和最终用户共址，可以避免输配电损耗。这对生产设施本身也是一个优势，为它们提供了相对廉价且可靠的能源流，使其在市场上更具竞争力。
在欧盟，该地区 11% 的电力使用热电联产技术发电。虽然一些国家几乎没有或根本没有安装热电联产设备（例如在希腊和塞浦路斯），但其他国家使用这项技术发电量超过三分之一。在丹麦，43%的总发电量来自热电联产（热电联产）设施。
看到热电联产在美国存在的巨大潜力，奥巴马政府设定了一个目标，到 2020 年将美国热电联产设备的规模扩大 50%。这意味着未来 8 年新增 40 吉瓦的热电联产能力。
一些新增产能可能来自现有设施的升级改造，而不是建设新的发电厂。从历史上看，美国制造工厂的热电联产基础设施的规模与工厂本身的基荷热需求成比例。这与其他一些国家不同，在其他一些国家，热电联产设施“超大”，以满足当地的供暖和制冷需求。美国的设备可以重新设计以满足这种外部需求。
根据美国能源部的数据，全国各地的商业建筑也存在很大的潜力。
州政府看到了这种潜力，已经开始加大对热电联产技术的政策支持。今天，23个州承认热电联产是其可再生能源组合或能源效率追索标准的一部分。
但是，存在一些障碍阻碍了热电联产在美国的部署。最重要的问题可能是缺乏认识以及广泛采用和利用工业过程之外的热能的意愿。这使得热电联产的市场远小于它可以运营的市场。而且，由于热电联产厂仍然依赖化石燃料来产生热能和电力，因此它们的环境足迹并非微不足道。这导致人们担心在设施初始投资回收期结束之前可能会出现新的环境法规。
但是，无论存在什么障碍，有一点是明确的——我们浪费了大量能源。但是，技术已经存在，可以让我们回收利用这些废物，将其转化为有价值的能量流。
图片来源
1. 图片由美国能源部提供。