2014年，三部委联合下发了《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》，要求积极发展热电联产，坚持以热定电，严格落实热负荷，同步配套完善供热管网，深入淘汰落后产能。这使得热电联产行业迎来了又一个春天。华电电力科学研究院(以下简称华电电科院)超前布局，组建了一支专门从事供热节能技术研究的高素质科研人才队伍。该团队以实现中科院工程热物理所吴仲华、蔡睿贤、金红光三位院士的能量综合梯级利用科研成果转化为目标，研究如何解决热电厂冷端损失大、供热“产—输—配”过程中效率低等问题，形成了包括热电联产、工业供热、采暖供热等方面的技术体系和专利群，取得的成果被授予多项国家级、省(部)级科技进步奖，并荣获“全球人居环境绿色技术奖”。
图2 开展供热节能改造的华电丹东金山电厂全貌。
温度对口、梯级利用
1980年，我国著名工程热物理学家吴仲华先生(院士)在中共中央书记处举办的科学技术知识讲座报告中，首次提出了“温度对口、梯级利用”的科学用能思想;之后，蔡睿贤院士对其做了比较明确的定义和阐述;金红光院士在此基础上进行了拓展，提出了“温度对口、梯级利用;组分对口，分级转换”的综合梯级利用原则。热电联产供热方式符合能量的梯级利用基本原理，将发电与供热两个热力过程进行有机集成，大大提高了机组的热效率，这是其得到快速发展的主要原因。但在热力生产过程中，仍存在供热温度和压力远高于需求的温度和压力、为了达到需求压力而采用汽轮机节流、热网疏水接口温度不匹配等问题。
华电电科院始建于1956年，是中国华电集团公司的全资科研机构和专业技术支持机构，现有职工近900人，具有多名行业内知名专家。华电电科院主要致力于开展火电厂节能增效、火电厂中低温余热综合利用、电厂脱硫脱硝、技术监督、电站调试及性能试验、分布式能源、以及水力发电、风电、太阳能等新能源的研究和技术服务工作。
值得一提的是，华电电科院是五大电力集团和电科院中，唯一一个拥有专门从事供热节能技术研究专业人才队伍的单位。该队伍由老、中、青三代的30余名专家和员工组成，90%以上拥有硕士及以上学历。从2010年开始，华电电科院投入了大量科研力量，主要用于研究如何解决热电厂冷端损失大、火电厂热力系统中温度不匹配现象、输送过程中输送损失大、分配过程中分配不均匀造成浪费，以及供方的参数远高于需求方等问题，并形成了一系列相关科研成果，组织形成了供热业务技术体系和专利群。该团队还承担多项省(市)、国家级重点科技攻关课题，并荣获国家能源局科技进步奖、北京市科技进步奖、中国电力科技进步奖、全国电力职工技术成果一等奖等20余项国家级、省(部)级科技进步奖。此外，该团队的研究成果还获得了国际认可：在2014年哥伦比亚首都波哥大市里约+20峰会分论坛(联合国2014全球人居环境论坛)中荣获全球人居环境绿色技术奖，这是目前电力行业企业首次获得该奖项。
能量利用率达到90%以上
截至2013年底，我国热电联产年供热量为324128万吉焦，0.6万千瓦及以上热电联产装机已达25182万千瓦，占同容量火电装机容量的29.12%，占全国发电机组总容量的20.3%，位居世界第一。但火力发电厂在纯凝工况下的能源利用率通常低于40%，而有抽汽供热的热电联产机组能源综合利用率也不到60%，其中通过冷却塔排放的热量要占到30%以上，甚至达到40%以上。如果能将这部分能量有效利用，火电厂的能量利用效率将大幅提高。
为了充分有效利用电厂冷却塔排放的热量，华电电科院研发出热泵与发电机组相耦合的能量梯级利用技术。该技术基于能量梯级利用原理，将吸收式热泵与电厂供热系统进行有机整合，实现了热电联产机组低温余热的有效利用，用于满足居民供热需求。该技术可根据外界需求使供热机组和热泵系统在最匹配的状态下运行，在不增加燃料量、基本不影响机组运行的情况下，极大地提升电厂的供热能力，使电厂能源利用效率达到80%以上。
“热泵和火电厂耦合的能量梯级利用技术”已成为华电电科院拥有的成熟技术之一，现在已成功应用于佳木斯发电厂余热利用项目、包头东华余热利用项目、北京二热联合循环机组深度节能项目、大唐哈一热热泵项目等10余个项目的可研、设计、施工过程技术指导、系统调试、运行优化等工作，并取得了良好的节能效果和可观的经济社会效益。例如，包头东华热电厂2×30万千瓦机组循环水余热利用改造项目，系统共设8台单机容量4.07万千瓦的吸收式热泵，回收一台机组的循环水余热，另一台机组备用。项目于2013年1月正式投运，新增供热能力13.41万千瓦(206.6万吉焦)，单机最大供热能力超过50万千瓦，机组最大综合热效率超过85%。项目实施后，可实现新增供热面积超过300万平方米，年可新增供热收益超过4000万元，年节约标煤超过7万吨，相应年减排二氧化碳近20万吨。