十九世纪七十年代末期，在欧洲一些人口密集的城区，开始出现了由往复式蒸汽机带动的发电机，并对蒸汽机的乏汽加以利用，这是早期的热电联产系统。在本世纪早期，由于纯发电开始产生显著的规模效益，热电联产系统没能得到发展。二战后，区域供热在北欧、苏联以及一些东欧社会主义国家得到普遍应用，并带动了热电联产的发展。而在欧洲其他国家，由于燃料丰富、廉价，热电联产发展缓慢。在经历了1973/1974年和1979/1980年两次石油危机后，以热电联产形式为主的区域供热、区域供冷开始受到西方国家的重视。美国将区域供热列入其政府节能计划，英国国会则评价区域供热为减少国家能耗的重要手段，而法国更是以立法的形式推动热电联产的发展。
美国近年来热电联产发展迅速，热电联产装机容量在1980～1995年的15年间由12000MW增加至45000MW。目前，热电联产装机容量已占美国总装机容量的约7％。在日本能源供应领域中，主要以热电联产系统为热源的区域供热（冷）系统是仅次于燃气、电力的第三大公益事业，到1996年共有132个区域供热（冷）系统。燃气轮机热电（冷）联产和汽轮机驱动压缩式制冷设备是日本热电（冷）联产的主要形式。在欧洲，欧共体的热电联产发电量已占其总发电量的9％（其中丹麦、芬兰和荷兰已达到30％以上），并计划到2010年达到18％，这将减少二氧化碳排放1.5亿吨。
区域供冷没有区域供热应用的如此广泛，但由于其在经济上的吸引力也正在世界范围内慢慢被提倡和应用。1962年美国在Harford city,Connecticut建成世界上最早的区域供冷系统，并可同时供应蒸汽。目前美国已有超过60个区域供冷系统。日本的区域供冷发展最快，而欧洲也已有多个热电冷联产系统投入运行。
我国早在建国初期，学习苏联经验，重视发展热电联产建设。在供热机组占全部火电设备总容量中，从1952年的2％增加到1957年的17％，仅低于苏联，居世界第二位。在经历了七十年代的发展低潮后，随着改革开放和经济的发展，我国热电联产又取得了很大进展。到1999年底，我国单机容量6000千瓦以上的热电机组装机容量达2815.9万千瓦，占同期同容量火电机组的13.30％。这些机组主要以煤为燃料，即热电厂是由燃煤锅炉和抽凝（或背压）汽轮机组构成。
在供冷方面，热电冷联产形式的区域供冷在我国刚刚起步，但发展迅速。全国多个城市拥有在燃煤热电厂基础上建立的热电冷联产系统，如济南热电冷联产系统的供冷总容量近几年已从无发展到49.6MW，杭州两个正在建设的热电冷联产系统供冷总容量将超过120MW。在燃气轮机或内燃机基础上建立的燃气热电冷联产系统也已出现，如上海黄浦区中心医院和浦东国际机场热电冷联产系统，北京的燃气集团大楼和清华大学校园热电冷联供系统等。
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