マイクロ熱電併給

マイクロ熱電併給発電（マイクロCHP、μCHP、mCHP）は、最大50kWの範囲で、一戸建て住宅や集合住宅、または小規模オフィスビルに熱電併給の考え方を拡張したものです。^[1]熱と電力を1つの共通プロセスで生産する通常の技術としては、内燃機関、マイクロガスタービン、スターリングエンジン、燃料電池などがあります。

ローカル発電は、長距離にわたる電力輸送による 8～10% のエネルギー損失がないため、従来のグリッドレベルの発電機よりも高い効率性を実現できる可能性があります。また、熱エネルギーキャリア (温水) とより冷たい外部環境との差による暖房ネットワークでの熱輸送による 10～15% のエネルギー損失もありません。

最も一般的なシステムでは、天然ガスを主なエネルギー源として使用し、二酸化炭素を排出します。それでも、 CHP 熱生成の有効効率は凝縮ボイラーよりもはるかに高いため、排出量と燃料コストが削減されます。

マイクロCHPシステムには、通常、発電機を回転させて電力を供給する原動機として小型熱機関が含まれており、同時に原動機からの廃熱を個々の建物の暖房や温水供給に利用しています。^[2]燃料電池 には回転機械はありませんが、燃料電池のスタックと、該当する場合は改質器も有用な熱を提供します。スタックはDC電力を生成し、DC/ACインバーターによって主電圧に変換されます。マイクロCHPは、EUでは50kW未満の電力出力と定義されていますが、^[1]他にはより制限的な定義があり、5kWe未満まで下げられています。^[3]

マイクロ CHP 発電機は、主に熱需要に応じて副産物として電気を供給するか、電気需要に応じて副産物として熱を供給しながら電気を生成します。主に暖房に使用する場合、マイクロ CHP システムは瞬間的に需要されるよりも多くの電気を生成する可能性があり、余剰分は送電網に供給されます。

コジェネレーションの目的は、燃料に含まれる化学エネルギーをより多く利用することです。CHPシステムを使用する理由は、燃料を燃焼させて発電する大規模な火力発電所が、カルノーの定理により40%から60%の低温廃熱を生み出すためです。^[4]この廃熱によって生成される温度（約80℃～150℃）は、暖房目的に使用できるため、一部の都市部では地域暖房ネットワークが設置されています。熱ネットワークの範囲は限られています。パイプからの熱損失により熱を長距離輸送するのは経済的ではなく、人口密度の低い地域には熱が届かず、そうしないとCAPEXあたりの収益が下がります。熱需要密度が低いため地域暖房が不可能であるか、地元の電力会社が高価な熱ネットワークに投資していないために地域暖房が不可能な場合、この熱エネルギーは通常、冷却塔を介して無駄にされるか、川、湖、海に排出されます。

マイクロ CHP システムは、供給される熱負荷がかなり低い場合でも、廃熱を使用して高効率のコジェネレーションを可能にします。これにより、人口密集地の外や地域暖房ネットワークがない場合でもコジェネレーションを使用できます。熱を使用できる場所の近くで電気を生成すると効率的です。小規模発電所 (μCHP) は個々の建物に設置され、そこでの熱は暖房システムをサポートし、温水タンクを再充填するために使用できるため、暖房用オイルや暖房用ガスを節約できます。CHP システムは、一次エネルギー源の総エネルギー利用率を高めることができます。したがって、電気と燃料、特に化石燃料のコストの上昇と、環境問題、特に気候変動により、CHP はエネルギー経済のすべての分野で着実に人気を集めています。^[5]

消費者に電気を供給する従来の発電所では、石炭、天然ガス、ウラン、石油、太陽熱、バイオマスなどの入力燃料の一次エネルギーの約34.4％が電気を介して消費者に届きますが、^[6]効率は非常に古い発電所では20％、新しいガス発電所では45％になる可能性があります。対照的に、CHPシステムは一次熱の15％～42％を電気に変換し、残りの熱の大部分は温水または空間暖房に使用されます。全体として、熱生産が熱需要を超えない場合、一次エネルギー源（LHVベース）からの熱の90％以上を使用できます。^{[7] [8] [9] [10] [11]}

2000 年以降、エネルギー コストの上昇により、マイクロ CHP は世界中の多くの市場でコスト効率が高くなっています。マイクロ CHP システムの開発は、小型熱機関の最近の技術開発によっても促進されています。これには、燃料電池、スターリング エンジン、蒸気エンジン、ガスタービン、ディーゼル エンジン、オットー エンジンの性能とコスト効率の向上が含まれます。

家庭や小規模商業ビル向けの熱電併給（CHP）システムは、通常、電気と熱を生成するために天然ガスを燃料としています。 ^[12]一般的に最も安価な代替手段である天然ガスネットワークを利用できない場合は、LPG、LNG、または暖房用燃料（ディーゼル）が代替手段となる可能性があります。PEMFC燃料電池mCHPは低温（50〜100℃）で動作し、高純度の水素が必要です。汚染されやすいため、より高温で動作するように変更され、燃料改質器が改良されています。SOFC燃料電池mCHPは高温（500〜1,000℃）で動作し、さまざまな燃料源を適切に処理できますが、高温に対応するには高価な材料が必要になるため、より低温で動作するように変更されています。高温のため、SOFCは一般に起動時間が長く、熱需要がないときでも継続的な熱出力が必要です。

吸収式冷凍機と連動したコージェネレーションシステムは、廃熱を冷却に利用することができる。^[13]

2013年に英国のEcuity Consultingが発表した報告書では、MCHPは家庭レベルでガスを利用してエネルギーを生成する最も費用対効果の高い方法であると述べられている。^{[14] [15]}

2013年の燃料電池産業レビューでは、燃料電池マイクロコージェネレーションシステムが世界全体の売上高の64%を占め、2012年の売上高で従来のエンジンベースのマイクロコージェネレーションシステムを上回ったと報告されています。^[16]

マイクロCHPエンジンシステムは現在、いくつかの異なる技術に基づいています。^[17]

• 内燃機関
• スターリングエンジン
• 燃料電池
• マイクロタービン
• 蒸気機関/蒸気モーター^[18]（従来の水または冷媒などの有機化学物質を使用）

マイクロCHPに使用できる燃料や熱源には多くの種類があります。これらの熱源の特性は、システムコスト、熱コスト、環境への影響、利便性、輸送と保管の容易さ、システムメンテナンス、システム寿命の点で異なります。マイクロCHPでの使用が検討されている熱源と燃料には、天然ガス、LPG、バイオマス、植物油（菜種油など）、木質ガス、太陽熱、最近では水素、多燃料システムなどがあります。粒子状物質と純二酸化炭素の排出量が最も少ないエネルギー源には、太陽光発電、水素、バイオマス（2段階ガス化によるバイオガス）、天然ガスなどがあります。CHPプロセスの高効率により、コジェネレーションは、化石燃料ボイラーや火力発電所でのエネルギー変換と比較して、炭素排出量がさらに少なくなります。^{[19] [20]}

熱電併給システムの大部分は燃料として天然ガスを使用しています。天然ガスは燃焼しやすくクリーンで、安価で、ほとんどの地域で入手可能であり、すでに6000万世帯以上を網羅するパイプラインを通じて容易に輸送できるためです。^[21]

往復動内燃機関は、マイクロCHPシステムで使用される最も一般的なタイプのエンジンです。^[12]往復動内燃機関ベースのシステムは、エンジンが単一の固定速度で動作するようにサイズを調整することができ、通常はより高い電気効率または総合効率をもたらします。しかし、往復動内燃機関は動作速度と燃料入力を変更することで出力を調整できるため、これらのエンジンをベースにしたマイクロCHPシステムは、変化する需要を満たすように設計されたさまざまな電気出力と熱出力を持つことができます。^[22]

天然ガスは、オットーエンジンやガスタービンシステムなどの内燃機関に適しています。ガスタービンは、効率が高く、サイズが小さく、燃焼がクリーンで、耐久性があり、メンテナンスの必要性が低いため、多くの小型システムで使用されています。フォイルベアリングと空冷で設計されたガスタービンは、潤滑油や冷却剤なしで動作します。ガスタービンの廃熱は主に排気中にありますが、往復動型内燃機関の廃熱は排気システムと冷却システムに分割されます。

外燃エンジンは、あらゆる高温熱源で作動します。これらのエンジンには、スターリング エンジン、高温「ガス」ターボチャージャー、蒸気エンジンなどがあります。どちらも効率は 10% ～ 20% の範囲で、2014 年現在、マイクロ CHP 製品向けに少量生産されています。

その他の可能性としては、低品位の熱源を使用して低温および低圧で作動する有機ランキンサイクルがあります。このサイクルの主な利点は、機器が本質的にはエンジンとして作動する空調または冷凍ユニットであるため、配管やその他のコンポーネントを極端な温度や圧力に合わせて設計する必要がなく、コストと複雑さが軽減されることです。電気効率は低下しますが、このようなシステムは廃熱や、いずれにしても暖房の目的で存在する薪ストーブやガスボイラーなどの熱源を利用するものと推定されます。

特に家庭や中小企業向けの熱電併給発電の将来は、天然ガスを含む燃料価格の影響を受け続けるでしょう。燃料価格が上昇し続けると、CHP やマイクロ CHP などのエネルギー節約対策やより効率的なエネルギー使用が経済的に有利になります。

燃料電池は電気と熱を副産物として生成します。スターリングコージェネレーションに比べて定置型燃料電池の利点は、可動部品がないこと、メンテナンスが少ないこと、動作音が静かなことです。余剰電力は送電網に送り返すことができます。^[23]

天然ガスまたはプロパンを燃料とするPEMFC燃料電池は、蒸気改質器を使用してガス供給中のメタンを二酸化炭素と水素に変換します。その後、水素は燃料電池内で酸素と反応して電気を生成します。[24] PEMFC燃料電池ベースの^マイクロCHPは、電気効率が37％LHVおよび33％HHV、熱回収効率が52％LHVおよび47％HHVで、耐用年数は40,000時間または4000回の起動/停止サイクルで、10年間の使用に相当します。2014年末までに、日本では1kW未満の燃料電池CHPシステムが約138,000台設置されたと推定されています。^[17]これらのCHPシステムのほとんど（85％）はPEMFCベースであり、残りはSOFCシステムです。

2013年の寿命は約60,000時間です。夜間に停止するPEM燃料電池ユニットの場合、これは推定寿命が10年から15年に相当することになります。^[25]

米国エネルギー省（DOE）技術目標：天然ガスで稼働する1～10kWの住宅用熱電併給燃料電池[ ^26]

¹一般的な住宅用配電線圧力で供給される標準的な公共天然ガス。
²規制された AC 正味/燃料の低位発熱量。
^{3 CHP}エネルギー効率の計算には、80 °C 以上の熱のみが含まれます。
⁴コストには、スタックを製造するための材料費と人件費、およびスタックの運用に必要なプラントの残余費用が含まれます。コストは、年間 50,000 ユニットの生産 (5 kW モジュールで 250 MW) で定義されます。
⁵ 2010 年にリリースされる動作サイクルに基づきます。
⁶正味電力が 20% 以上低下するまでの時間。

ゼーベック効果で動作する熱電発電機は、可動部品がまったくないため有望です。ただし、ほとんどの熱電デバイスは温度差が大きい場合でも 5% の効率を達成できないため、効率が大きな懸念事項となっています。

これは、太陽光発電と熱のハイブリッド太陽熱集熱器によって実現できます。別のオプションは、集光型太陽光発電と熱( CPVT ) です。これは、太陽熱電併給( CHAPS )とも呼ばれ、同じモジュールで電気と熱の両方を生成する集光型太陽光発電で使用されるコジェネレーション技術です。熱は、地域暖房、給湯および空調、淡水化、またはプロセス熱に使用できます。

CPVTシステムは現在ヨーロッパで生産されており^[27]、ゼニス・ソーラーは72%の効率を誇るCPVTシステムを開発している。^[28]

Sopogy は、建物や住宅の上に設置できるパラボリックトラフをベースにしたマイクロ集光型太陽光発電(microCSP) システムを製造しており、その熱は給湯や太陽熱空調に使用でき、蒸気タービンを設置して発電することもできます。

最近の小規模CHPシステムの発展により、住宅規模の太陽光発電（PV）アレイの社内電源バックアップの機会が生まれました。 ^[29]最近の研究結果によると、PV+CHPハイブリッドシステムは、現状の電気および暖房システムにおけるエネルギーの無駄を大幅に削減できるだけでなく、太陽光発電のシェアを約5倍に拡大できることが示されています。^[29]一部の地域では、余分な熱による無駄を減らすために、 CHPで生成された熱エネルギーをPV-CHPシステムの冷却に利用する吸収式冷凍機が提案されています。^[30]これらのトリゲン+PVシステムは、さらに多くのエネルギーを節約する可能性があります。

現在までに、マイクロ CHP システムは、自動発電された電気によって置き換えられた電気エネルギーの価値によって、その節約の大部分、ひいては消費者にとっての魅力を実現しています。家庭で発電された電力が家庭の瞬間的な需要を超えると、電力会社に売り戻されるため、 「発電して再販」またはネット メータリングモデルがこれをサポートします。このシステムは、使用されるエネルギーが配電網を通じて瞬時に使用されるため効率的です。主な損失は、発生源から消費者への伝送時に発生しますが、これは通常、エネルギーをローカルに貯蔵したり、マイクロ CHP システムのピーク効率よりも低い効率で発電したりすることによって発生する損失よりも少なくなります。したがって、純粋に技術的な観点からは、動的需要管理とネット メータリングは非常に効率的です。

ネットメータリングのもう 1 つの利点は、設定がかなり簡単なことです。ユーザーの電気メーターは、家庭や会社から出入りする電気エネルギーを簡単に記録できます。マイクロ CHP ユーザーが比較的少ないグリッドの場合、電力グリッドの設計変更は必要ありません。さらに、米国では、連邦規制、そして現在では多くの州規制により、電力会社運営者はグリッドに電力を追加するすべての人に補償することが義務付けられています。グリッド運営者の立場からすると、これらの点は運用面、技術面、管理面の負担となります。その結果、ほとんどのグリッド運営者は、非公益電力提供者に対して、顧客に請求する料金以下で補償しています。この補償制度は一見ほぼ公平に思えるかもしれませんが、これは、消費者が公益電力を購入しないことで節約できるコストと、マイクロ CHP 運営者の実際の発電および運用コストを比較したものにすぎません。したがって、マイクロ CHP 運営者の立場からすると、ネットメータリングは理想的ではありません。

ネットメータリングは、マイクロ CHP システムによって生成された余剰エネルギーを使用する非常に効率的なメカニズムですが、欠点もあります。電力網の主な発電源は大型の商用発電機ですが、ネットメータリング発電機は、無計画かつ予測不可能な方法でスマート グリッドに電力を「流出」します。ただし、電気を発電している顧客の割合がわずかで、各顧客が比較的少量の電気を発電している場合は、影響はごくわずかです。オーブンやスペース ヒーターをオンにすると、家庭用発電機が出力するのとほぼ同じ量の電気がグリッドから引き出されます。発電システムを備えた家庭の割合が大きくなると、グリッドへの影響が大きくなる可能性があります。信頼性の高い運用とグリッドへの損傷の防止のためには、家庭の発電システムとグリッドの残りの部分との調整が必要になる場合があります。

マイクロコージェネレーションの最大規模の導入は2009年の日本で、9万台以上が設置されており^[17] 、その大部分はホンダの^[31]「ECO-WILL」タイプです。^[32] 日本のエネルギー企業6社は2009年に300W～1kWのPEMFC / SOFCエネファーム^{[33] [34]}製品を発売し、2008年には3,000台が設置され、2009～2010年には150,000台の生産目標、2030年には2,500,000台の目標を掲げています。 ^[35]エネファームプロジェクトでは2012年に全体で20,000台が販売され、推定でPEMFCが合計50,000台、SOFCが最大5,000台設置されています。^[36] 2013年には5万ユニットの政府補助金が実施されている。^[25] ENE FARMプロジェクトは2014年に10万システムを通過する予定で、2012年から2014年の間に34,213のPEMFCと2,224のSOFCが設置され、LNGでは30,000ユニット、 LPGでは6,000ユニットが設置された。^[37]

様々なガス会社から販売されており、2013年時点で合計131,000世帯に設置されている。ホンダが製造し、天然ガスまたはプロパンを燃焼できる単気筒EXlinkエンジンを使用している。ユニット1台あたり1kWの電力と2.8kWの温水を生成する。^[38]

• 2012年12月現在、パナソニックと東京ガスは、日本で約21,000台のPEMエネファームを設置前の価格22,600ドルで販売した。^{[39] [40]}
• 東芝と大阪ガス株式会社/ニチガス^[41]は、 2011年11月までにPEMエネファーム（株式会社長府製作所製^[42]）を6,500台設置した^。[43]

• 2012年半ばには、JX日鉱日石・三洋電機と西部ガスエネルギーがSOFCエネファームを約4,000台販売した。^[44]
• アイシン精機は、大阪ガス、京セラ、トヨタ、長府製作所と共同で、 2012年4月にSOFCエネファームS型を設置前約33,500ドルで販売開始した。 ^[45]
• NGKは700W-1kWのmCHPユニットを製造している。^[46]
• 三浦工業^[47]と住友精密工業は4.2kWのユニットを開発した。
• TOTO株式会社^[48]

韓国では、補助金は家庭用燃料電池のコストの80％から始まる。^[49]再生可能エネルギー証明書を伴う再生可能エネルギーポートフォリオ基準プログラムは、2012年から2022年まで実施される。^[50] 割当制度は、証明書が一般的に1メガワット時単位で表記されるという理由だけでも、大規模な垂直統合型発電会社と多国籍電力会社に有利である。また、固定価格買い取り制度よりも設計と実装が難しい。^[51] 2012年には約350の住宅用mCHPユニットが設置された。^[52]

• GS FuelCellによるPEMFC 、^[53] FuelCell Power、^[54] Hyundai Hysco ^[55] Plug PowerとHyosungとの合弁会社、^[56]
• KEPRIのSOFC、^[57] LS Industrial Systems（ClearEdge Power社製）、Samsung Everland（ClearEdge Power社製）。
• POSCO Energy（FuelCell Energy）^[58]とDoosanによるMCFC。
• PAFC斗山フューエルセルアメリカ
• AFC AFCエナジー

欧州の官民パートナーシップである 燃料電池と水素の共同事業 第7次枠組み計画プロジェクトene.fieldは、2017年までに12のEU加盟国に最大1,000の家庭用燃料電池熱電併給（マイクロCHP）設備を展開することを目指しています^[59]。

• このプログラムは、9 社の成熟した欧州のマイクロ FC-CHP メーカーを共通の分析フレームワークに統合し、利用可能なすべての燃料電池 CHP 技術の試験を実施します。燃料電池マイクロ CHP の試験は、欧州のさまざまな家庭用暖房市場、住宅タイプ、気候帯の住宅に設置され、積極的に監視されます。これにより、欧州全域の家庭用エネルギー消費とマイクロ CHP の適用性に関する貴重なデータセットが作成されます。
• ene.fieldプロジェクトは、30以上の公益事業会社、住宅供給業者、自治体を結集し、製品を市場に投入し、マイクロCHP導入のためのさまざまなビジネスモデルを模索しています。^{[60] [61] [62]}

Powercell Sweden は、既存の燃料と将来の燃料の両方に適した独自の燃料電池と改質技術を備えた環境に優しい発電機を開発する燃料電池会社です。

ドイツでは、2015年に50kWまでのmCHPが約50MW設置された。^[63]ドイツ政府は、CHPによる発電に対する市場プレミアムやマイクロCHPユニットへの投資ボーナスなど、大規模なCHPインセンティブを提供している。ドイツのテストプロジェクトCalluxは、2014年11月までに500台のmCHPを設置した。^[37] ノルトライン＝ヴェストファーレン州は、 2017年まで続く50kWまでの2億5000万ポンドの補助金プログラムを開始した。^[64]

• BDR Thermea / BAXI（東芝）
• ヴィスマン（パナソニック）^[65]
• Elcore ^[66] 300Wアドオン^[67]
• 熱帯^[68]
• ダンサームパワー
• Riesaer Brennstoffzellentechnik GmbH (社内エンジニアリング) ^[69]

• 燃料電池技術センター（ZBT）（JX日鉱日石）^[70]
• セラミック燃料電池は、ドイツとイギリスのE.ONと共同でSOFT-PACT ^{[71]プロジェクトの一環として、2014年までに最大100台のSOFCユニットを設置する予定である。ドイツの}ハインスベルクにSOFCベースのマイクロCHPユニットを生産する工場が2009年6月に稼働を開始し、年間1万台の2キロワットユニットを生産している。^[72]
• ヴァイヨン(サンファイア/スタクセラ) ^[73]
• Buderus/Junkers – Bosch Thermotechnik (アイシン精機) ^[74]
• SOFCパワー/アリストン
• イトー・ダールデロップ (セレスパワー)
• ヴィエスマン（HEXIS）^{[75] [76]}

2002年時点で英国では約1,000のマイクロCHPシステムが稼働していると推定されている。これらは主にスターリングエンジンを使用するウィスパーゲンと、セナーテック・ダックスのレシプロエンジンである。この市場は、規制活動を通じて政府によって支援されており、英国のエネルギー効率を支援する公的機関であるエネルギー節約トラストとカーボントラストを通じて支出される政府の研究資金の一部も支援されている。 ^[77] 2005年4月7日付けで、英国政府は、環境にあまり優しくない既存の技術を犠牲にしてこの新興技術の需要を支援するために、マイクロCHPシステムに対するVATを17.5%から5%に引き下げた。英国の2,400万世帯のうち、1,400万から1,800万世帯がマイクロCHPユニットに適していると考えられている。^[78]

• 2012年初頭には、1kWeのBaxi -Innotech ^[79] PEMマイクロCHPユニットがBDR Thermeaから1000台未満設置されました^[80]
• IE-CHP

• 英国ホーシャムのセレスパワー工場ではSOFCベースのマイクロCHPユニットを生産しており、2009年後半に少量生産を開始する予定である^[81]。
• セラミック燃料電池

デンマークのmCHPプロジェクトは2007年から2014年にかけてロラン島と西部の町ヴァルデで30基のユニットで実施された。^[82]デンマークは現在、Ene.fieldプロジェクトに参加している。

• EWII燃料電池
• ダンサームパワー（バラードパワー）

マイクロCHPの補助金は2012年に終了しました。^[80]スマートグリッドにおけるmCHPの効果をテストするために、 Republiq Power（セラミック燃料電池）の天然ガス SOFCユニット45台（各1.5kWh）が2013年にアメラント島に設置され、仮想発電所として機能する予定です。^[83]

連邦政府は^{[いつ？ ]}小規模 CHP およびマイクロ CHP の商業用途に対して10% の税額控除を実施しています。 ^[要出典]

2007年、マサチューセッツ州の米国企業「クライメート・エナジー」は、ホンダMCHPエンジンをベースにガス炉（温風システム用）またはボイラー（水暖房または強制給湯システム用）を組み合わせたマイクロCHPシステム「フリー^ワット」 [84]を発表しました。

• AFC斗山フューエルセルアメリカ
• PEMFCプラグ電源( Ballard Power Systems )

フリーワットは市販されていません（少なくとも2014年以降）。テストの結果、電力効率は23.4%、廃熱回収効率は51%であることが判明しました。^{[85] [86]}

ウィスコンシン州の会社であるマラソン・エンジン・システムズは、2.2～4.7kWeの電気出力を持つエコパワーと呼ばれる可変電気・熱出力マイクロCHPシステムを製造しています。エコパワーは、独立した測定により、それぞれ24.4%の電気および廃熱回収効率と70.1%の廃熱回収効率で動作することが示されました。^{[85] [87]}

• ハイテオンPEM ^[88]

カナダのオンタリオ州で2009年半ばに予定されているパイロットプログラムを通じて、フリーワットシステムは、ECRインターナショナル^{[90] 、}エンブリッジガスディストリビューション、ナショナルグリッド^[91]の支援を受けて、住宅建設業者のエデンオーク^[89]によって提供される予定です。

オランダのアメランドでは、2010年まで3年間の HCNGフィールドテストが進行中で、地元のCNG配給網 に20%の水素が追加され、キッチンコンロ、凝縮ボイラー、マイクロCHPボイラーなどの機器が使用される。 ^{[92] [93]}

2005年から2008年にかけて行われたフィールド試験であるマイクロCHPアクセラレータでは、英国の住宅における87台のスターリングエンジンと内燃機関の性能を調査しました。この研究では、熱需要が年間54GJを超える住宅では、これらの装置によって平均9%の炭素削減が達成されることがわかりました。^[94]

ASME（アメリカ機械学会）の論文では、1979年から1995年まで稼働していた住宅用熱電併給発電ユニット2基の性能と運転経験が詳細に説明されている。^[95]

オレゴン州立大学は、米国エネルギー省エネルギー高等研究計画局（ARPA-e）の資金援助を受けて、米国で最先端のマイクロCHPシステムをテストしました。その結果、公称1kWeの最先端のマイクロCHPシステムは、電気効率と総効率（LHVベース）がそれぞれ23.4％と74.4％で動作しました。^[86]公称5kWeの最先端のシステムは、電気効率と総効率（LHVベース）がそれぞれ24.4％と94.5％で動作しました。^[87]最も人気のある7kWeの家庭用バックアップ発電機（CHPではない）は、電気効率（LHVベース）が21.5％でした。緊急バックアップ発電機の価格は5kWe発電機よりも1桁低かったが、システムの予想寿命は2桁以上短かった。これらの結果は、効率、コスト、耐久性のトレードオフを示しています。^[85]

米国エネルギー省のエネルギー高等研究計画局（ARPA-e）は、小型電気・熱システム用発電機（GENSETS）プログラムにおけるmCHP研究に2,500万ドルの資金を提供した。^{[96] [97]} 12のプロジェクトチームが選ばれ、40%の電気効率、10年のシステム寿命、3,000ドル未満のコストが達成できる1kWe mCHP技術を開発している。

• 米国エネルギー省の熱電併給燃料電池