燃煤發電是大氣中CO2、SO2和NOx排放的重要來源。在重大能源技術變革和新的主體能源出現之前，我國以煤為主的能源結構在相當長的時期內將難以根本改變。要實現節能減排目標，優化能源結構，必須實現煤的現代化利用，集中力量攻克煤炭潔凈發電關鍵技術至關重要。

一、IGCC和CCS技術是潔凈煤利用的關鍵

煤炭是廉價但帶來污染的能源。燃燒煤炭所帶來的污染，根子不在煤炭本身，而在于燃燒技術不過關，以及對燃燒過程治理不力。潔凈煤技術是高效、潔凈的煤炭加工、燃燒、轉化和污染控制技術。在中短期內發展高效的潔凈燃煤發電技術，遠期使碳埋藏在技術和商業上達到成熟，是世界潔凈煤技術的發展方向。目前，碳捕獲及封存技術（CCS）和整體煤氣化蒸汽燃氣聯合循環發電技術（IGCC）是世界公認的最具發展前景的技術，通過二者結合，可實現CO2的零排放，提高燃煤效率，大大降低SO2和NOx排放。

（一）IGCC是世界上最先進的節能環保發電技術

整體煤氣化蒸汽燃氣聯合循環發電技術（IGCC）是當今國際上正在興起的一種先進的潔凈煤發電技術；具有高效、低污染、節水、綜合利用好等優點。IGCC系統是將煤氣化技術和高效的聯合循環相結合的先進動力系統。它由煤的氣化與凈化和燃氣-蒸汽聯合循環發電兩大部分組成。第一部分的主要設備包括氣化爐、空分裝置、煤氣凈化設備（包括硫的回收裝置），第二部分的主要設備包括燃氣輪機發電系統、余熱鍋爐、蒸汽輪機發電系統。IGCC的工藝流程為：煤經氣化成為中低熱值煤氣，經過凈化，除去煤氣中的硫化物、氮化物、粉塵等污染物，變為清潔的氣體燃料，然后送入燃氣輪機的燃燒室燃燒，加熱氣體工質以驅動燃氣透平做功，燃氣輪機排氣進入余熱鍋爐加熱給水，產生過熱蒸汽驅動蒸汽輪機做功。

IGCC發電既有高發電效率，又有極好的環保效能。該技術最有希望實現零排放，能滿足各種嚴格的環保標準要求。在目前技術水平下，其發電效率可達45%以上，今后可望達到75％以上。而污染物的排放量僅為常規燃煤電站的1／10，脫硫效率可達99%，對高硫煤有獨特的適應性，氮氧化物排放只有常規電站的15%～20%，耗水只有常規電站的1／2～1／3，利于環境保護。IGCC技術還能同時生產甲醇、汽油、尿素、硫磺或硫酸以及灰渣建材等產品，更好的實現煤炭資源的綜合利用。

（二）CCS技術能有效緩解溫室效應

碳捕捉和封存技術（CCS）是全球公認的降低二氧化碳排放方法。該技術要求首先對燃煤發電中產生的二氧化碳進行捕捉和收集。二氧化碳的收集有3種方式：后燃燒系統、預燃燒系統和加氧燃燒。

后燃燒收集碳的技術同現已大規模用于天然氣分離二氧化碳的技術相似；預燃燒收集碳技術現已大規模應用于生產氫氣；加氧燃燒收集二氧化碳的技術還處于示范階段。

收集到的二氧化碳可以使用管線或者船舶運送，最具潛力的二氧化碳存儲方式為注入地下巖層，向衰竭或將要衰竭的油氣層注入二氧化碳可提高采收率。利用二氧化碳提高采油技術已廣泛應用于美國二疊紀盆地、加拿大的韋伯恩油田和挪威的斯雷普納等油田。CCS技術用于燃煤電站的主要基礎設備也能夠在工業上進行生產，但完整的技術系統還沒有，現在需要的是大型CCS示范項目為未來發展鋪平道路。在IGCC中利用CCS方法，可使IGCC成為未來極低排放發電系統的最佳方法，是科研機構和企業努力攻克的技術方向。

二、我國潔凈煤發電技術研發期待突破

國際上對潔凈煤發電技術的研發和應用始于上世紀70年代，但進展迅猛，很多技術已經商業化應用，煤炭燃燒發電熱效率得到較大提升，SO2、NOx和煙塵排放量顯著降低，環境狀況日益改善。目前IGCC發電技術正處于第二代技術的成熟階段，燃氣輪機初溫達到1288℃，單機容量大幅度提長。IGCC正由商用化示范進入實用推廣。現在，全世界己建、在建和擬建的IGCC電站近30套，最大的為美國44萬千瓦機組，可研的有德國90萬千瓦機組。

我國煤炭潔凈發電技術與世界先進水平相比差距較大。現階段的燃煤發電技術主要以常規亞臨界發電技術為主，平均供電煤耗為每千瓦時374克標煤，比世界先進水平高55克標煤。我國對IGCC的研究始于上世紀80年代初，但項目研究進展緩慢。目前正在進行IGCC前期工作的工程主要有煙臺、華能天津、廊坊和大唐深圳，單機規模分別為40萬千瓦和28萬千瓦兩個類別。近年來，我國對CO2捕捉和封存技術開始重視，2003年參加了有16個產煤和用煤簽署的CSLF（Carbon Sequestration LeadershipForum）憲章。但總體來看，我國IGCC和CCS技術研究與國外至少有20年的差距。主要原因有以下三點：

（一）管理體制不暢，科研力量薄弱

國家缺乏對潔凈煤發電技術發展的統一布局和協調。政府多部門管理，相互之間缺乏協調，各項技術的發展缺乏統一規劃和布局。而IGCC技術難度大，我國從事這方面研究的技術力量薄弱，經驗不足。氣化技術的中試基地少，使得諸如灰熔聚氣氣化爐、濃相輸送氣化爐技術得不到足夠的開發支持。科研機構、高校、設計院也缺乏專門的IGCC和CCS技術人才。

（二）關鍵技術尚未取得突破性進展

目前國內僅掌握了B級燃機的低熱值燃燒技術，E級已列入863項目實施攻關，對F級的燃機還沒有研究。F級的燃機引進技術范圍不包括燃燒低中低熱值合成氣的燃氣輪機。在今后IGCC發電項目中，還需要與相關的國外公司合作。由于國內沒有一臺真正意義上的IGCC投運，使得我們沒有配套控制軟件和相應實用的仿真系統。另外，氣化爐配套的噴嘴、電磁閥、排渣閥、過濾元件、控制元件等部件，目前國內的制造技術還不過關。

（三）缺少相應的政策支持

IGCC突出的特點是清潔，但成本比常規燃煤發電高，目前國家還沒有鼓勵清潔電廠的政策，使得IGCC很難和常規的燃煤電廠進行競爭。盡管在燃煤發電中采用CCS技術生產一度電所消耗的煤比使用IGCC技術發電降低20%，但仍比傳統燃煤發電多消耗30%。由于目前IGCC投資大、發電成本高，在起步階段須得到國家政策和資金的支持。目前，新技術工業示范項目以企業投入為主，缺乏相應的風險機制，多數企業沒有足夠的能力承擔示范風險。

三、從戰略高度組織力量攻克潔凈煤發電關鍵技術

煤炭是我國的基礎能源，燃煤發電是我國電力的主體。實現國家提出的節能減排目標，縮小與發達國家間的差距，我國應采取有力措施，加快潔凈煤發電關鍵技術的研發與推廣。

1．應從節能減排戰略產業的高度重視潔凈煤發電技術的研發。我國2006年燃煤發電裝機為4.3億千瓦，預計2010年、2020年、2030年燃煤發電裝機將分別達到6.2億千瓦、9億千瓦、11.5億千瓦。我國潔凈煤發電技術裝備市場是世界上最大的市場，是一個市值達萬億元的“巨大蛋糕”。近年來，外國公司已顯露出壟斷潔凈煤發電技術的企圖，準備攜技術大舉進攻我國市場，攫取巨額利潤。對我國這樣一個以煤炭為主要能源的大國來說，潔凈煤發電技術是一個影響國家節約發展、清潔發展、可持續發展的戰略性技術。因此，政府應從抓住這一“技術窗口”的戰略高度，制定潔凈煤發電技術研發的規劃和標準，加大支持力度，用自主創新技術開發我國潔凈煤發電裝備，促進相關產業的轉型和躍升，避免陷入對國外技術的依賴，實現潔凈煤技術的歷史性跨越。

2．建立潔凈煤發電技術國家實驗室。我國雖有多個潔凈煤技術研究機構，但人員分散，經費有限，設備落后，難以形成高水平、可持續的IGCC和CCS技術研發基地。為了搞好潔凈煤重大技術攻關，科研人員和企業強烈呼吁國家盡快成立國家潔凈煤實驗室。建立政府支持、企業參與、科研機構運作的研發平臺，加快潔凈煤技術的創新，加快科研成果向企業轉化，縮小我國與發達國家的差距。

3．支持潔凈煤發電技術的示范與應用。發達國家政府對潔凈煤發電技術開發投入了大量資金，推進潔凈煤技術的示范與應用。如美國的潔凈煤發電技術計劃己投資71.4億美元，其中政府資助比例約為35%。日本政府每年為“新陽光計劃”撥款570多億日元。這一做法，既可推進研發，又可通過示范檢驗產品質量、性能，還可宣傳普及和推廣。我國可借鑒這一做法，設立專項資金，支持潔凈煤發電技術的示范與應用。在示范技術完成的基礎上，促進先進技術的工程化、產業化。要加快示范電站項目的核準建設，用新技術改造現有燃煤電廠，淘汰落后生產能力。

4．用財稅政策鼓勵潔凈煤發電技術的產業化和市場化。由于潔凈煤發電技術研發本身是重要的創新源，并且具有溢出效應，因此政府應通過財稅政策鼓勵產學研打破行業界限，開展合作，利益共享，風險共擔。同時對研發和采用先進技術的企業給予稅收優惠、低息貸款等激勵政策，促進潔凈煤發電技術的推廣應用。充分運用稅收政策對應用潔凈煤發電技術的示范項目，給予關稅、增值稅和所得稅減免等優惠，對商業化的潔凈煤發電技術項目提供低利率貸款。為購買國產設備提供融資支持，扶持本國技術和裝備的研發與升級。在上網電價方面，綜合考慮污染物排放的折價，給予全電量上網的扶持政策，促進潔凈煤發電技術發揮更大的社會效益和生態效益。

5．加強國際合作。我國開展IGCC和CCS技術研發的時間較晚，與國際先進水平差距較大，借鑒國外的先進做法對提高我們的技術水平很有必要。目前，我國和一些國家開展了政府間、科研機構間和企業間不同層次的技術交流等合作，即將與美國、日本、印度和韓國簽署IGCC技術合作協議。今后，應把這些交流與合作納入潔凈煤發電技術這一戰略產業發展的軌道。積極與外國政府和科研機構、企業合作，利用各種研討會、產品展示活動，了解國際潔凈煤研發新成果，消化吸收，為我所用，加快創新步伐。初期引入國外先進技術設備，進行再創新，創造出擁有自主知識產權的潔凈煤利用技術，趕超世界先進水平。

（作者系國家安全監管總局研究中心主任 中國煤炭工業發展研究中心主任）