Page 8 - Sustainable On-Site CHP Systems Design, Construction, and Operations

Contents vii

7 Carbon Footprint—Environmental Benefi ts
and Emission Controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
Carbon Footprint of Electric Power Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
Greenhouse Gas Emission Calculators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
U.S. EPA GHG Equivalency Calculator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
U.S. EPA Office Carbon Footprint Calculator . . . . . . . . . . . . . . . 109

Clean Air Cool Planet Campus GHG Calculator . . . . . . . . . . . . 109
World Resources Institute’s Industry and Offi ce
Sector Calculator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Environmental Benefits of CHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Environmental Emissions from CHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
Emissions of Reactive Organic Gases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Emissions Calculator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Emission Control Technologies for CHP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
Reciprocating Internal Combustion Engines . . . . . . . . . . . . . . . 118
Combustion Turbines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

Part 2 The Feasibility Study

8 Fundamental Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Types of Studies—Screening to Detailed Feasibility . . . . . . . . . . . . . . . 127
Tools and Software for Feasibility Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Manuals and Nomograms for Coarse Screening
(or Preliminary Feasibility Evaluation) . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Software Screening Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
Hourly Energy Simulation Tools for Design . . . . . . . . . . . . . . . 130
Emissions Calculation Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

CHP Qualification Screening—Existing Facility . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Level 1 Feasibility Study—Existing Facility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
Initial Data Gathering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
Subsequent Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Economic Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
Level 1 Feasibility Study—Typical Outline . . . . . . . . . . . . . . . . 135
Level 2 Feasibility Study—Existing Facility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
Level 2 Feasibility Study—Typical Outline . . . . . . . . . . . . . . . . 137
CHP Feasibility for New Facilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138

9 CHP Economic Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
CHP Economic Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Simple Payback Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Life-Cycle-Cost Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
Alternatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Engineering Economics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Life-Cycle-Cost Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Capital Costs versus Annual Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
Cash Flow Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143