一、分布式热电概念的提起
根据《国家发展和改革委员会、国家能源局关于开展分布式发电市场化交易试点的通知（发改能源[2017]1901号）》确定的分布式发电交易项目规模为：单体项目不高于50兆瓦，接网电压等级不超过110千伏；根据国家能源局2018年《分布式发电管理办法（征求意见稿）》对于分布式发电的适用对象包括但不限于：综合能源利用效率高于70%，电力就近消纳的天然气热电冷联供、燃煤蒸汽背压分布式供能系统等。由此可见，国家对分布式能源发展高度重视，在燃煤分布式热电的认定条件上，可以概括为以下几点：A、单体项目不高于50兆瓦；B、接网电压等级不超过110千伏；C、综合能源利用效率高于70%；D、背压机组；E、靠近用能侧布置。
综上所述，5万千瓦以上供热机组可以称为大型热电；5万千瓦及以下背压供热机组可以称为分布式热电。
二、分布式热电与大型热电的主要区别
一是定位不同。大型热电目前绝大多数为抽凝机组，是以发电为主的热电联产；分布式热电以背压机组为主，是以供热为主的热电联产。以山东省燃煤热电为例，2021年全省热电机组供热量达到14.4亿吉焦，其中：30万千瓦及以上热电供热量2.3亿吉焦，占16%；分布式热电供热量（指5万千瓦及以下供热机组）9.3亿吉焦，占64.6%（其中,供采暖2.9亿吉焦，占50.9%;供工业蒸汽6.4亿吉焦，占73.6%），供热能力位居全国第一。另外，常规统调大型热电机组主要供应居民采暖热水，少量供应蒸汽，由于还要接受电网的发电计划调度，因此常规统调大型热电机组以发电为主，供热为辅，供热稳定性受到电网发电计划的制约。分布式背压机组根据各行业的蒸汽需求不同从而供应不同参数的工业蒸汽，工业蒸汽的用汽量决定了分布式背压机组的发电量，真正体现了“以热定电、热电联产”的意义。
客观而言，大型热电是发电的主力军，分布式热电是供热的压舱石！大型热电在以新能源为主体的新型电力系统中的定位将从加快推进由主体性电源向提供可靠容量、调峰调频等辅助服务的基础保障性和系统调节性电源转型；而分布式热电将在“以热定电”模式基础上逐步过渡为提供热（水、汽）、电、冷、气等多联供、多能互补的综合能源供应商。
二是布局不同。分布式热电点多面广，靠近用能负荷中心，减少了长距离输送能源的损失，具有较好的经济性。山东省分布式热电中燃煤热电厂296家，生物质热电厂130家（含“十四五”期间生物质发电改热电项目），其他还有利用钢铁余气热电、新建的分布式燃机热电等。这些分布式热电厂位于工业园区、工矿企业和城市周边，广泛服务造纸、印染、纺织、橡胶、化工、钢铁等行业，同时又是居民集中供热的绝对主力。由于定位不同，大型热电大多建设在离城市或用能中心较远的位置，其布局无法全部覆盖所有供热区域，如实施长输供暖，经济性极差。
三是能源利用效率不同。分布式热电中的背压机组利用背压汽轮机排汽供热，因其排汽全部供给热用户，其发电量全部是热化发电量，机组没有冷源损失。仅从发电煤耗来看，背压机能源利用率高，煤耗低，在热负荷较大且负荷稳定性较好的情况下，供电标煤耗可在200g/kW·h以下。而当前国内最先进的1000MW超超临界机组，如外高桥三电厂、玉环电厂其供电煤耗在280 g/kW·h的水平；全国300MW及以上机组平均供电标煤耗300g/kW·h左右。据研究，大型热电效率为35%至60%，扣除输变配电损耗，到终端用户前的可利用效率约为25%至50%。而分布式热电的效率可达70%至85%，被认为是最经济合理、最高效和环保的能源生产方式。又由于机组小，占地少，机动灵活，自动化程度高，应对突发事件能力强，因而在发达国家已受到重视并发展较快。因此，分布式热电不仅不是主要污染源，而且还是清洁供能、有效减碳的贡献者！
四是对碳减排贡献不同。以2×50MW分布式背压机组为例，机组的供电标煤耗为215g/kW·h，供热标煤耗为39.7kg/GJ，机组的供电碳排放强度为0.589tCO2/MW·h，供热碳排放强度为0.109tCO2/GJ。《热电联产单位产品能源消耗限额》（GB35574-2017）中大型热电联产机组一级能效供电标煤耗为270g/kW·h，供热标煤耗40.5kg/GJ，供电碳排放强度为0.7398tCO2/MW·h，供热碳排放强度为0.111 tCO2/GJ。分布式背压机组的碳排放强度低于大型热电联产机组；也低于《“十三五”控制温室气体排放工作方案》规定的“2020年大型发电集团单位供电二氧化碳排放控制在0.550 tCO2/MW·h以内”的要求。以某企业年产300万吨造纸项目为例，分布式背压机组比大型热电机组减排56.2万吨CO2；以某企业年产60万吨的合成氨项目为例，少排放13.5万吨CO2；以某企业年产7000万条轮胎项目为例，少排放10.7万吨CO2。应当说，分布式热电为各行业实现碳减排做出了突出贡献。
三、对分布式热电认识上的误区
误区一：将分布式热电与小火电混为一谈。当动力设备只用来供应一种能量（电能或热能）时，这种能量生产称为单一能量生产，如凝汽式发电厂只供应电能，供热锅炉房只供应蒸汽及热水；又如由凝汽式发电厂的锅炉直接供应蒸汽至热用户，虽同时供应两种能量，但其生产过程仍属两种能量的分别能量生产。凝汽式发电厂被称为火电厂。当采用的动力设备同时送出电能和热能两种能量，而且供热是全部或部分利用热变为功过程中所不可避免的冷源损失的热量来进行的，这种能量生产过程即称为联合能量生产，这种发电厂称为热电厂。简言之，“热电联产”就是锅炉蒸汽经抽凝式汽轮机或背压式汽轮机，发电后供热的运行过程，是一台汽轮发电机组生产电和热二种能量，并向用户供应电和热两种能量。装有背压式汽轮机和抽凝式汽轮机的发电厂称为热电厂。
这一认识误区，导致两个结果：一方面，纯凝机组的火电厂属于热电分产，比分布式热电联产全厂能效低20%-40%，国家本意是关停淘汰落后的属于热电分产的小火电（国家及部分省份提出小热电），由于很多地方混淆了分布式热电与小火电的区别，将许多先进的分布式热电也列为淘汰、关停对象，使落后产能替代了先进产能。国家计委早在1989年在《关于鼓励发展小型热电联产和严格限制凝汽式小火电建设的若干规定》中即已明确了这一问题；另一方面，有些地方只要与煤有关的分布式热电项目一律不批，而不考虑能效是否提升，因而大大影响了地区节能减排项目的有效实施，极大影响了控煤减碳效果。有些企业明明有稳定的热负荷，或者一些地区采暖期有稳定的大量的用暖需求，但却只能由锅炉房直供热；有的工业项目只批了高温高压锅炉而没有背压机组，好不容易烧上去的高品位高温高压蒸汽又经减温减压器供出去，白白造成大量做功能力损失，年复一年，令人痛心！这既违背了热电联产节能减排的科学原理，又不符合《国家产业结构调整指导目录》中“鼓励类”项目的基本精神。
误区二：认为大型热电应当替代分布式热电。如前文所述，分布式热电一方面比大型热电效率要高（比大型纯凝机组效率更高），另一方面在布局上具有天然优势。例如：根据《热电联产管理办法》，工业蒸汽供热经济半径为10公里，采暖热水供热经济半径为20公里。一般采暖热水供热半径超过20公里，需设置加压站，相应增加运行成本。以“莱热入济”为例，据测算，总长度 96.3公里，中间设置5座加压泵站及1座隔压站，到济南市区东绕城热价约79.7元/GJ。以董家口到黄岛区长输供热为例，总长度60公里，中间设置3座加压泵站，按电厂出厂热价37.4元/GJ测算，到达黄岛区热价约61.7元/GJ。如工业蒸汽长输，则几乎不具可行性。同时因热负荷波动、压力参数多样等原因仅能替代覆盖区域内部分工业热负荷。此外大型热电还承担消纳新能源等电网调峰任务，因此大型热电替代分布式热电客观上较难实现。
因此，发展热电要秉持客观规律，应以效率高低论英雄，而不能以机组大小论英雄。国家和省能源主管部门各种政策文件提出淘汰关停落后燃煤小机组，但从未提过淘汰关停先进燃煤小机组！“十二五”和“十三五”期间，大型热电机组容量增幅远大于供热增幅，说明很多企业打着“上大压小”旗号，假借热电名义上马火电。一边是效率较低的大型热电上马，一边是高效分布式热电被关停，难道不值得深思吗？
误区三：认为分布式热电厂“全厂背压”比“一抽多背”效率更高。在热负荷稳定状态下，单台背压机组比单台抽凝机组效率高，同样地，对于一个分布式热电厂而言，热负荷稳定状态下应建设为“全厂背压”运行模式。但在实际生产中，如果是“全厂背压”模式，可能会面临生产用汽昼夜波动大、季节波动大等不稳定等情况，或遇到背压机组采暖季运行但非采暖季因工业热负荷低而无法运行的情况（为保证工业用蒸汽只有停运机组减温减压运行）。而“一抽多背”模式很好地解决了上述问题，全厂效率更高。《山东省落实“三个坚决”行动方案（2021-2022）》规定：“一个热电厂原则上最多只保留一台抽凝机组”是科学合理的。在目前压煤减碳大背景下，分布式热电企业抽凝机宜采用非煤机组，背压机可考虑燃煤机组，即采取“抽凝（非煤）+背压（燃煤）”的组合运行模式，做为解决稳定和经济运行的方式。因此，加强对新建和改造机组选型的技术比选，在机组优化配置中统筹考虑规划范围内热负荷、燃料供应和环境保护等因素进行技术经济比选，提出推荐的机组选型方案。
四、对分布式热电高质量发展的几点建议
（一）加强规划引领。各市、县（园区）要编制本市、县（园区）“十四五”热电联产规划。规划编制应结合当地产业结构调整和社会经济发展规划，打破行政区划界限，优化整合现有热源点，科学布局新增热源点，远近结合保障居民采暖和工业用汽接续稳定供应，引导用热企业向集中供热区域集聚，实施热电县域整合；建议对重点用能企业特别是“两高”项目企业编制“十四五”能源规划，在供能侧加强光伏、风电、储能、氢能、生物质、工业余热等清洁低碳能源利用，以满足企业能源需求为导向，优化供电供热能源结构、提高能源综合利用效率、减少大气污染和碳排放。
（二）科学适度建设分布式燃煤背压机组。国家多次强调 “以保障能源安全稳定供应为首要任务”、“先立后破”、“继续发挥煤炭‘压舱石’作用”。为保障电力、热力稳定可靠接续，提高综合能源利用效率，助力“双碳”目标实现，在严格执行“减量替代”前提下，充分考虑产业布局和工业用热需求，在编制区域《热电联产规划》和重点用能企业《能源规划》基础上，对淘汰关停的落后机组的用热出清市场和经济发展的用热新增市场，经充分论证，科学适度新建分布式燃煤背压机组。
（三）积极引导分布式热电向综合能源供应商转型。近期国家一系列政策文件鼓励煤电企业向“发电+综合能源服务型企业和多能互补企业”转型。分布式热电企业大部分以煤电为主，生物质、垃圾、燃气为辅，相当一部分热电企业作为造纸、石化、印染、橡胶、食品加工等行业的蒸汽原料供应商而存在，同时分布式热电企业点多面广量大，具备能源利用效率高、靠近用能侧布置、人才储备和硬件设施配套健全等先天优势，这使得分布式热电转型为综合能源供应商条件相对成熟，也使山东省具备了从热电大省向热电强省转变的基础。
（四）加强行业监管。结合山东实际，组织制定《山东省热电联产管理办法》，完善对全省热电特别是分布式热电企业的管理和服务，为热电行业高质量发展提供政策指导；修订山东省《热电联产机组供电煤耗限额（DB37/738-2015）》等标准，带动全省热电节能减排和煤炭清洁高效利用工作深入开展；在对全省燃煤热电机组调研的基础上，按照《热电联产行业绿色工厂评价规范（DB 37/T 3300—2018）》标准，全面开展热电绿色工厂评价工作。
应当看到，热电行业属于传统行业，但传统行业不等于过剩行业，更不是夕阳产业；热电行业不是能源消耗行业，而是能源转换行业。只有政府、行业和社会充分认识到热电行业中分布式热电的重要作用，才能明确分布式热电生存发展之路，才可能实现热电行业的高质量发展。
文 | 刘博 中国电机工程学会热电专委会副主任委员 山东节能协会副会长