一、前言

發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)，實現(xiàn)煤炭清潔高效利用一直是全球關(guān)注的重點，煤炭是我國長期以來最重要的一次能源。根據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2018 年我國煤炭消費總量達(dá)到 2.74*109 t 標(biāo)準(zhǔn)煤，占能源消費總量的 59%。燃煤發(fā)電在我國電力結(jié)構(gòu)中具有重要基礎(chǔ)地位，預(yù)計到 2030 年燃煤發(fā)電占比仍將達(dá)到" index="0" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">約 50%。然而大規(guī)模、高強度的煤炭開發(fā)利用，一方面造成了我國一些重要產(chǎn)煤區(qū)水資源與地表生態(tài)破壞；另一方面也引發(fā)了諸多地區(qū)大范圍煤煙型空氣污染等環(huán)境問題。與此同時，我國是全球最大的二氧化碳排放國，其中燃煤引起的二氧化碳排放占我國化石燃料排放總量的 80% 左右。潔凈煤技術(shù)的發(fā)展對于促進(jìn)我國煤基能源的可持續(xù)發(fā)展，保障國家能源安全，治理大氣污染及應(yīng)對氣候變化都具有重要的戰(zhàn)略意義。

在國外，煤炭資源的主要用途為燃煤發(fā)電，美國、歐洲、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)均高度重視清潔燃煤發(fā)電技術(shù)的開發(fā)與示范，特別是先進(jìn)燃煤發(fā)電技術(shù)及二氧化碳減排技術(shù)成為研究的熱點。我國已建成世界上規(guī)模最大的清潔高效煤電系統(tǒng)，排放標(biāo)準(zhǔn)世界領(lǐng)先。煤炭清潔利用產(chǎn)業(yè)已被確定為“綠色產(chǎn)業(yè)”，大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)成為促進(jìn)我國煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要途徑。隨著技術(shù)創(chuàng)新能力的提升與能源、環(huán)境問題治理的日益突顯，在燃煤發(fā)電、煤化工和資源綜合利用等諸多領(lǐng)域，潔凈煤技術(shù)具有巨大應(yīng)用前景和市場潛力。

為推動科技發(fā)展和科技競爭力提升，世界各國紛紛開展工程科技發(fā)展戰(zhàn)略研究工作，重視開展技術(shù)預(yù)見，并據(jù)此制定中長期的科技戰(zhàn)略規(guī)劃，提前布局基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和重大工程示范，如美國的年度重大科技戰(zhàn)略計劃和戰(zhàn)略研究報告、歐洲的“里斯本戰(zhàn)略”和“歐盟 2020 戰(zhàn)略”、日本" index="4" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">每 5 年一次的技術(shù)預(yù)見調(diào)查等，" index="5" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">均涵蓋能源領(lǐng)域。我國也公布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030）》，中國工程院、中國科學(xué)院等研究機構(gòu)也已開展了系統(tǒng)的技術(shù)預(yù)見工作。

今后 10~15 " index="6" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">年是我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵時期。積極發(fā)展先進(jìn)的、顛覆性的煤炭轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)，大力推進(jìn)面向 2035 的潔凈煤技術(shù)創(chuàng)新，有利于提升我國煤炭企業(yè)和行業(yè)的科技競爭力，實現(xiàn)我國煤炭工業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，形成引領(lǐng)世界的煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化與利用的新興產(chǎn)業(yè)，推動我國構(gòu)建綠色低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，支撐能源革命和能源強國建設(shè)。

二、潔凈煤技術(shù)的概念與范疇

（一）潔凈煤技術(shù)的概念與分類

潔凈煤技術(shù)又稱清潔煤技術(shù)（CCT），指在煤炭清潔利用過程中旨在減少污染排放與提高利用效率的燃燒、轉(zhuǎn)化合成、污染控制、廢物綜合利用等先進(jìn)技術(shù)（不包括開采部分），其主要技術(shù)方向見表 1。根據(jù)煤炭利用過程，可簡要分為前端的煤炭加工與凈化技術(shù)，中端的煤炭燃燒、轉(zhuǎn)化、污染物控制技術(shù)和后端的廢棄物處理、碳減排及綜合利用技術(shù) 3 大類。

表 1 潔凈煤技術(shù)分類

（二）前沿潔凈煤技術(shù)的遴選標(biāo)準(zhǔn)

技術(shù)是具有生命周期的，其隨著時間的推進(jìn)不斷完善和進(jìn)步，甚至產(chǎn)生突破性或顛覆式的更新?lián)Q代，因而需要對當(dāng)前潔凈煤技術(shù)的先進(jìn)性開展動態(tài)評價，以形成具有時效性的潔凈煤技術(shù)范疇。表 2 構(gòu)建了潔凈煤技術(shù)先進(jìn)性評價指標(biāo)體系，從技術(shù)的潔凈貢獻(xiàn)系數(shù)、成熟度、領(lǐng)先程度、應(yīng)用前景和突破難度 5 個維度給出了潔凈煤技術(shù)的遴選標(biāo)準(zhǔn)。

表 2 前沿潔凈煤技術(shù)選擇指標(biāo)體系

注：專家根據(jù)技術(shù)先進(jìn)性表現(xiàn)進(jìn)行指標(biāo)的定量打分，評價指標(biāo)采用極大型指標(biāo)，取值范圍為 0~10 分。

三、潔凈煤關(guān)鍵前沿技術(shù)發(fā)展研判與發(fā)展現(xiàn)狀

（一）潔凈煤技術(shù)發(fā)展重點領(lǐng)域與技術(shù)方向

全球潔凈煤技術(shù)的發(fā)展方向長期受各個國家潔凈煤政策與行動計劃的引導(dǎo)?？傮w上，全球潔凈技術(shù)發(fā)展可以分成“" index="7" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">減污染”與“碳減排”兩個階段。①前期是主要圍繞燃燒與污染物控制的潔凈技術(shù)發(fā)展時期，其中主要引導(dǎo)政策包括美國的潔凈煤技術(shù)規(guī)范計劃（CCTDP，1984 年）和潔凈煤計劃（CCPI，2002 年）；歐盟的第五框架計劃（1998—2002 年）和第六框架計劃（2002—2006 年）；日本 2000 年提出的“21 世紀(jì)煤炭計劃”等。②近年來，各國更加關(guān)注二氧化碳減排和先進(jìn)發(fā)電技術(shù)，其中 CCS/CCUS、整體煤氣化聯(lián)合循環(huán) / 整體煤氣化燃料電池聯(lián)合循環(huán)（IGCC/IGFC）是最受關(guān)注的潔凈煤技術(shù)。相關(guān)重要的推動政策有美國的《清潔電力計劃》和《碳排放標(biāo)準(zhǔn)》，歐盟提出的歐盟第七框架計劃（2007—2013 年）和“能源 2020”以及2015 " index="9" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">年日本制定的“IGFC 發(fā)展規(guī)劃”等。

我國在 1997 年印發(fā)的《中國潔凈煤技術(shù)“九五”計劃和 2010 年發(fā)展綱要》是最早的促進(jìn)中國潔凈煤技術(shù)發(fā)展的指導(dǎo)性文件。在“十一五”期間，潔凈煤技術(shù)被列入國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863 計劃），成為能源技術(shù)領(lǐng)域主題之一。進(jìn)入“十三五”以來，我國頒布了《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《關(guān)于促進(jìn)煤炭安全綠色開發(fā)和清潔高效利用的意見》 《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015—2020 年）》《國家能源局關(guān)于印發(fā)〈煤炭深加工產(chǎn)業(yè)示范“十三五”規(guī)劃〉的通知》等一系列政策文件。另外，2016 年，國家發(fā)展和改革委員會與國家能源局聯(lián)合發(fā)布《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030 年）》，具體給出了面向 2030 年煤炭開采和清潔利用等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路線圖。同時，煤炭清潔高效利用已被列入我國科技創(chuàng)新2030重大工程和項目。

本文根據(jù)《面向 2035 潔凈煤工程技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略》項目研究成果，確定了 10 " index="10" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">項面向 2035 的潔凈煤前沿技術(shù)，相應(yīng)的技術(shù)先進(jìn)性評分見表 3。結(jié)合技術(shù)的先進(jìn)性、突破難度和應(yīng)用前景等具體表現(xiàn)（見圖 1），綜合研判排名前三的 700 ℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)、先進(jìn) IGCC/IGFC 技術(shù)和 CCUS 技術(shù)為我國面向 2035 年最主要的潔凈煤前沿技術(shù)。

表 3 面向 2035 的潔凈煤前沿技術(shù)及先進(jìn)性評分

圖 1 主要前沿潔凈煤技術(shù)具體評估結(jié)果

（二）前沿潔凈煤技術(shù)發(fā)展態(tài)勢

1. 700 ℃超超臨界發(fā)電技術(shù)

超超臨界發(fā)電技術(shù)是通過高溫、高壓來提升熱力效率，700 ℃超超臨界發(fā)電技術(shù)指在 700 ℃/35 MPa 及以上的條件下的機組發(fā)電技術(shù)，研究表明通過增加再熱次數(shù)其效率可達(dá) 50% 以上，其節(jié)能減排經(jīng)濟效益是 600 ℃超超臨界技術(shù)的 6 倍，同時可以降低二氧化碳的捕獲成本，有助于推進(jìn) CCUS 技術(shù)的應(yīng)用。

早在 20 世紀(jì) 90 年代末期，美國、歐盟等國家和地區(qū)在現(xiàn)有 600 ℃超超臨界發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)上提出了 700 ℃先進(jìn)超超臨界燃煤發(fā)電研究計劃，如歐盟的“AD700”先進(jìn)超超臨界發(fā)電計劃、美國的“超超臨界燃煤發(fā)電機組鍋爐材料和汽輪機研究”計劃等，推動了鍋爐和汽輪機高溫材料研發(fā)、加工性能測試及關(guān)鍵部件測試等技術(shù)取得重大突破，但在示范電站建設(shè)方面進(jìn)展并不順利，截至目前全球尚未形成 700 ℃超超臨界燃煤示范電站。

我國是國際上投運 600 ℃超超臨界機組最多的國家，同時注重 700 ℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展。為此，我國在 2010 年成立 700 ℃超超臨界燃煤發(fā)電技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，2011 " index="13" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">年設(shè)立 700 ℃超超臨界燃煤發(fā)電關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)及應(yīng)用示范項目，2015 年12 " index="14" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">月全國首個 700 ℃關(guān)鍵部件驗證試驗平臺成功實現(xiàn)投運。

2. 先進(jìn) IGCC/IGFC 技術(shù)

IGCC/IGFC 發(fā)電技術(shù)被視為具有顛覆性的煤炭清潔利用技術(shù)，可實現(xiàn)燃煤發(fā)電近零排放的清潔利用，供電效率有望達(dá)到 60% 以上，大大降低供電煤耗，一旦取得突破將是具有革命性意義的潔凈煤技術(shù)。

IGCC 是煤氣化制取合成氣后，通過燃?xì)?– 蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電方式生產(chǎn)電力的過程，被認(rèn)為是有發(fā)展前途的清潔煤發(fā)電技術(shù)之一，美國、日本、荷蘭、西班牙等國家已相繼建成 IGCC 示范電站。2012 年 11 " index="15" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">月我國華能天津 250 MW IGCC 示范機組投入商業(yè)運行，該示范電站是我國首套自主研發(fā)、設(shè)計、建設(shè)、運營的 IGCC 示范工程，已實現(xiàn)粉塵和 二氧化硫排放濃度低于 1 mg/" index="17" level="1" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">Nm3 、NOx 排放濃度低于 50 mg/" index="18" level="1" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">Nm3 ，排放達(dá)到了天然氣發(fā)電水平，同時發(fā)電效率比同容量常規(guī)發(fā)電技術(shù)高4%~6%。

IGFC 是以氣化煤氣為燃料的高溫燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括固體氧化物燃料電池（SOFC）和熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC），兼?zhèn)?IGCC 技術(shù)的優(yōu)點，其效率可達(dá) 60% 以上。IGFC 不同于 IGCC 的物理燃燒發(fā)電方式，其采用燃料電池直接發(fā)電，實現(xiàn)了煤基發(fā)電由單純熱力循環(huán)發(fā)電向電化學(xué)和熱力循環(huán)復(fù)合發(fā)電的技術(shù)跨越，其煤電效率理論上可提高近一倍，同時還具有降低二氧化碳" index="21" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">捕集成本，實現(xiàn)二氧化碳及污染物近零排放的優(yōu)勢。

目前，以 SOFC 為代表的高溫燃料電池技術(shù)快速發(fā)展，美國和日本燃料電池產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用走在世界前列。2010 年，美國布魯姆能源公司（Bloom Energy）制造了全球第一個商業(yè)化 SOFC 產(chǎn)品（ES-5000 Bloom Energy Server），功率為 100 kW。2017 年，日本三菱重工公司推出了代號為 Hybrid-FC 的 250 kW SOFC 與微型燃?xì)廨啓C聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)商業(yè)化產(chǎn)品，系統(tǒng)整體效率為 65%。我國同樣重視高溫燃料電池技術(shù)發(fā)展，在國家級重大科研項目的支持下，開展了高溫燃料電池電堆、發(fā)電系統(tǒng)和相關(guān)基礎(chǔ)科學(xué)問題的研究。我國于 2017 年啟動了“二氧化碳近零排放的煤氣化發(fā)電技術(shù)”國家重點研發(fā)項目，使我國領(lǐng)先世界各國較早地布局了 IGFC 相關(guān)技術(shù)研發(fā)和開展 IGFC 發(fā)電系統(tǒng)試驗平臺示范。

3. CCUS 技術(shù)

CCUS 技術(shù)是把生產(chǎn)過程中排放的二氧化碳進(jìn)行提純，繼而投入到新的生產(chǎn)過程中進(jìn)行循環(huán)再利用。CCUS 技術(shù)是 CCS 技術(shù)的升級，可實現(xiàn)二氧化碳的再利用。前沿技術(shù)包括：先進(jìn)的二氧化碳捕集技術(shù)，地質(zhì)、化工、生物和礦化等二氧化碳利用前沿技術(shù)以及二氧化碳地質(zhì)封存關(guān)鍵技術(shù)等 [15]。

近年來，全球各國正積極推進(jìn) CCUS 技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。2018 年，配有碳捕獲與封存裝置的美國Petra Nova 煤電廠正式投運（裝機容量為 240 MW，年減排 1*106 t 二氧化碳），成為首家實現(xiàn)碳減排的商業(yè)化電廠。同年，美國提出二氧化碳捕集與封存獲得稅收抵免 50 美元/t，二氧化碳驅(qū)油與封存獲得稅收抵免35 美元/t 的優(yōu)惠政策以推動 CCUS 技術(shù)發(fā)展。在二氧化碳清潔高效轉(zhuǎn)化與利用方面，德國等國家在固體氧化物電解池（SOEC）技術(shù)方向上已取得一定的進(jìn)展，其技術(shù)方案是利用可再生能源電力電解水和二氧化碳制取合成氣、天然氣以及液態(tài)燃料。我國也十分重視低碳技術(shù)，不斷加快推進(jìn) CCUS 示范項目，如 2017 年陜西延長石油（集團(tuán)）有限公司開展了延長石油 3.6*105 t/a 二氧化碳捕集、管" index="36" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">輸、驅(qū)油和封存一體化示范、2018 年開始施工建設(shè)的華潤電力（海豐）有限公司碳捕集測試平臺、神華國華錦界電廠1.5*105 t/a 二氧化碳捕集裝置等。綜上，世界各國在二氧化碳捕集、二氧化碳驅(qū)油、二氧化碳封存和二氧化碳利用等方面取得了進(jìn)展，但在商業(yè)化方面仍存在一定困難。

四、面向 2035 的我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)與主要任務(wù)

（一）我國潔凈煤技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略思路與目標(biāo)

煤炭是我國的主體能源和重要工業(yè)原料，基于潔凈煤技術(shù)創(chuàng)新推動煤炭清潔高效利用將是保障我國能源安全與能源行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措。潔凈煤技術(shù)的發(fā)展需依靠科技創(chuàng)新，在提高煤炭發(fā)電效率、推動現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)升級示范以及燃煤污染物超低排放和二氧化碳減排、煤炭資源綜合利用等方面取得突破性發(fā)展。其中，為實現(xiàn)高效、節(jié)能和低污染的目標(biāo)，開發(fā)清潔、低碳、高效的發(fā)電技術(shù)是煤炭利用的核心，研發(fā)現(xiàn)代煤化工技術(shù)是煤炭轉(zhuǎn)化的重點。

到 2035 年全面形成煤炭清潔高效利用技術(shù)體系。煤炭集中高效利用比例提高到 90% 以上；燃煤發(fā)電及超低排放技術(shù)進(jìn)入國際領(lǐng)先水平，完成900 MW 級 IGCC 發(fā)電系統(tǒng)、100 MW 級 IGFC 發(fā)電系統(tǒng)示范，發(fā)電效率達(dá)到 60%，污染物實現(xiàn)近零排放，二氧化碳捕集率達(dá)到 95% 以上。面向 2035 " index="44" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">年構(gòu)建的我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)及技術(shù)路線圖詳見圖 2。在該技術(shù)路線圖中，先進(jìn)發(fā)電技術(shù)重點發(fā)展 700 ℃超超臨界發(fā)電技術(shù)、IGCC/IGFC 技術(shù)和CCUS 技術(shù)；煤炭轉(zhuǎn)化技術(shù)重點發(fā)展煤炭深加工的先進(jìn)技術(shù)。

圖 2 潔凈煤技術(shù)面向 2035 的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)及技術(shù)路線圖

（二）我國潔凈煤技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略任務(wù)與實施路徑

1. 持續(xù)提升燃煤發(fā)電效率，逐步實現(xiàn)燃煤污染物近零排放

加快優(yōu)化用煤結(jié)構(gòu)，提高電煤消費比重，大幅縮減工業(yè)用煤和民用散燒煤，使燃煤發(fā)電成為主要的用煤領(lǐng)域。全面實施燃煤電廠超低排放，是推進(jìn)煤炭清潔化利用、改善大氣環(huán)境質(zhì)量的重要舉措，是煤電持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。全面實施燃煤電廠節(jié)能及超低排放升級改造，堅決淘汰關(guān)停落后產(chǎn)能和不符合相關(guān)強制性標(biāo)準(zhǔn)要求的燃煤機組。到2035 年，煤炭用于發(fā)電（燃燒 + 燃料電池）的比重和煤炭發(fā)電效率進(jìn)一步提高，超低污染物排放煤電機組和近零排放 IGFC 燃料電池發(fā)電占全國煤電的90% 以上（超低污染物排放煤電機組" index="45" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">占燃煤發(fā)電的80%），徹底消除散煤及小鍋爐的散煤使用。

2. 推動煤炭深加工產(chǎn)業(yè)升級示范

進(jìn)一步提升高效率、低消耗、低成本的煤制燃料和化學(xué)品等現(xiàn)代煤炭深加工技術(shù)并實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的燃煤污染物凈化一體化工藝設(shè)備成套技術(shù)，實現(xiàn)煤化工廢水安全高效處理，突破煤化工與煉油、石化化工、發(fā)電、可再生能源、燃料電池等系統(tǒng)耦合集成技術(shù)并完成工業(yè)化示范，加快形成天然氣、乙二醇、" index="46" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">超清潔油品、航天和軍用特種油品、基礎(chǔ)化學(xué)品、專用和精細(xì)化學(xué)品等能源化工產(chǎn)品市場。

加快推動煤炭深加工產(chǎn)業(yè)工藝技術(shù)裝備的研發(fā)與升級示范。重點內(nèi)容包括：①加快提升煤間接液化產(chǎn)能，實施能量梯級利用，繼續(xù)研發(fā)用于航天、軍用等的特種油品；②推動百萬噸級煤間接液化示范項目，研發(fā)新的工藝、催化劑和高溫費托工藝，加快實現(xiàn)潤滑油、" index="47" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">液蠟、烯烴等商業(yè)推廣；③開展煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制芳烴等煤制化學(xué)品研發(fā)，通過新工藝技術(shù)、設(shè)備及催化劑實現(xiàn)產(chǎn)品高端化、差異化發(fā)展；④優(yōu)化已建成的煤制天然氣示范項目，加大具有自主知識產(chǎn)權(quán)的甲烷化成套工藝技術(shù)、設(shè)備及催化劑開發(fā)力度，提高在高負(fù)荷條件下連續(xù)、穩(wěn)定和清潔生產(chǎn)的能力；⑤加強低階煤分質(zhì)分級利用及水處理技術(shù)研發(fā)及示范，進(jìn)一步優(yōu)化和完善低階煤的熱解技術(shù)工藝和設(shè)備、突破氣固液分離" index="48" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">難、提升焦油品質(zhì)、半焦合理高效利用、焦油加工延伸等技術(shù)；⑥煤炭深加工共性技術(shù)研發(fā)與示范，主要包括大型空分技術(shù)、氣化技術(shù)、先進(jìn)節(jié)水、環(huán)保治理技術(shù)和資源化技術(shù)。

3. 積極推進(jìn)二氧化碳捕集、利用與封存產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

為提升 CCUS 技術(shù)商業(yè)化推廣應(yīng)用的經(jīng)濟性，需要重點研發(fā)新一代高效低能耗的二氧化碳吸收劑和捕集材料、二氧化碳規(guī)?；妮斔图夹g(shù)與 CCS 技術(shù)、增壓富氧燃燒、二氧化碳采油 / 氣 / 水 / 熱等前沿新技術(shù)。加強電站和捕集" index="53" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">端深度整合、高參數(shù)大通量設(shè)備研制、地質(zhì)封存長期監(jiān)測等應(yīng)用技術(shù)研究。提升二氧化碳近零排放的煤氣化發(fā)電技術(shù)（重點為 IGCC 和IGFC）等先進(jìn)發(fā)電技術(shù)與 CCUS 技術(shù)的協(xié)同研發(fā)能力，將 二氧化碳捕集與封存作為煤炭清潔發(fā)電利用的示范建設(shè)重點內(nèi)容，并進(jìn)一步突破二氧化碳" index="57" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">驅(qū)采原油技術(shù)、SOEC 制備合成氣、二氧化碳重整" index="59" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">煤（半焦）制CO 技術(shù)等二氧化碳利用的前沿技術(shù)，加快推進(jìn)二氧化碳利用產(chǎn)業(yè)化。

4. 加強顛覆性技術(shù)的基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)

加大對 700 ℃先進(jìn)超超臨界發(fā)電技術(shù)、IGCC/IGFC 的煤炭清潔發(fā)電技術(shù)的基礎(chǔ)研究與技術(shù)攻關(guān)。重點研究系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化，包括電站總體設(shè)計、鍋爐和汽機總體設(shè)計；高溫耐熱合金材料的研發(fā)，重點是掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高溫材料、主機關(guān)鍵部件的制造方法，實現(xiàn)超超臨界等發(fā)電技術(shù)的商業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用。

IGCC 突破性技術(shù)的研究重點包括：適應(yīng)不同煤種、系列化、大容量的先進(jìn)煤氣化技術(shù)，適用于IGCC 的 F 級以及 H " index="62" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">級燃?xì)廨啓C技術(shù)、低能耗制氧技術(shù)、煤氣顯熱回收利用技術(shù)等，同時通過高效、低成本 IGCC 工業(yè)示范，掌握和改進(jìn) IGCC 系統(tǒng)集成技術(shù)，降低造價，積累 IGCC 電站的實際運行、檢修和管理經(jīng)驗。

為進(jìn)一步提升 IGCC 效率和二氧化碳捕集經(jīng)濟性，需要重點開發(fā)大型 IGFC 顛覆性煤炭發(fā)電技術(shù)，即整體煤氣化熔融碳酸鹽燃料電池（IG-MCFC）和整體煤氣化固體氧化物燃料電池（IG-SOFC）。其中 IG-MCFC 要突破大面積 MCFC 關(guān)鍵部件設(shè)計與制造技術(shù)、大容量電池堆組裝與燒結(jié)運行技術(shù)、二氧化碳" index="65" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">膜氣體分離技術(shù)和 IG-MCFC 系統(tǒng)集成技術(shù)；IG-SOFC 要重點突破煤氣化燃料 SOFC 發(fā)電技術(shù)、透氧膜供氧技術(shù)、SOEC 電解技術(shù)和 IG-SOFC 系統(tǒng)集成與優(yōu)化技術(shù)。到 2035 年，實現(xiàn) IGFC 電站兆瓦級產(chǎn)業(yè)化，同時具有全產(chǎn)業(yè)鏈的兆瓦級的燃料電池（SOFC、MCFC）和 IGFC 電站的制造能力。

5. 設(shè)立 IGCC/IGFC 重大工程科技專項

以提高煤炭發(fā)電效率，實現(xiàn)煤炭發(fā)電近零排放，推動煤氣化發(fā)電" index="66" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，集中攻克新一代 IGCC 和 IGFC 工程科技中的重大關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步提升煤炭發(fā)電效率，重點突破近零排放的煤氣化發(fā)電技術(shù)，全面提升煤氣化發(fā)電清潔高效利用領(lǐng)域的工藝、系統(tǒng)、裝備、材料、平臺的自主研發(fā)能力，取得基礎(chǔ)理論研究的重大原創(chuàng)性成果，實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用示范，為實現(xiàn)煤氣化發(fā)電" index="67" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">多聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化提供科技支撐。

五、我國潔凈煤技術(shù)發(fā)展對策和建議

未來 20 年，我國仍將是全球煤炭資源開發(fā)利用大國，但煤炭在能源消費結(jié)構(gòu)中的比重將持續(xù)降低，煤炭消費總量將步入平臺期，燃煤發(fā)電將成為主要的用煤領(lǐng)域。受地區(qū)和企業(yè)間潔凈煤技術(shù)發(fā)展不平衡、核心技術(shù)自主創(chuàng)新能力短板、管理機制與政策環(huán)境不完善、科技投入與人才培養(yǎng)有待加強等多重因素制約，當(dāng)前我國尚未實現(xiàn)煤炭的清潔高效利用，但在部分潔凈煤技術(shù)的研發(fā)、裝備制造和工程示范等方面已取得全球領(lǐng)先水平。特別是在700 ℃超超臨界發(fā)電技術(shù)、先進(jìn) IGCC/IGFC 技術(shù)以及煤炭深加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面已具有一定的國際競爭力，因此，亟待面向 2035 重點發(fā)展?jié)崈裘呵把丶夹g(shù)。

（一）加快調(diào)整用煤結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)，前瞻規(guī)劃潔凈煤技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展

加強國家中長期煤炭發(fā)展的頂層設(shè)計，保持潔凈煤技術(shù)相關(guān)政策的連續(xù)性和有效性，規(guī)范技術(shù)創(chuàng)新的周期性與煤炭能源政策協(xié)調(diào)管理。財稅政策需向用煤結(jié)構(gòu)優(yōu)化與節(jié)能提效方面傾斜，開展煤炭清潔高效利用的配套法律、法規(guī)、政策及環(huán)保激勵機制研究，建立完善的市場激勵手段引導(dǎo)企業(yè)優(yōu)先發(fā)展和運用先進(jìn)潔凈煤技術(shù)。持續(xù)提升發(fā)電用煤效率，逐步管控燃煤發(fā)電污染物排放" index="68" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">從超低排放進(jìn)入近零排放時代。

建立清潔高效利用產(chǎn)業(yè)“用煤”的行業(yè)技術(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)，針對煤炭利用與轉(zhuǎn)化效率、污染物排放和碳排放情況建立潔凈煤技術(shù)的備選庫、可行性評價規(guī)范和補貼標(biāo)準(zhǔn)，通過規(guī)范化技術(shù)管理實現(xiàn)潔凈煤技術(shù)發(fā)電的持續(xù)、可靠、達(dá)標(biāo)、經(jīng)濟運行?；谔际袌鼋灰?、碳排放的政策引導(dǎo)，將 CCUS 技術(shù)成本轉(zhuǎn)移至最終消費端，提升 CCUS 技術(shù)的經(jīng)濟可行性。積極引導(dǎo)先進(jìn)煤化工、煤炭分質(zhì)分級利用，研究“低階煤制氫”“煤基燃料電池發(fā)電”等技術(shù)，為未來煤炭的更大規(guī)模充分利用提供可能。

（二）優(yōu)先發(fā)展適應(yīng)國情的煤炭深加工技術(shù)路線，科學(xué)布局現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)

提高煤炭深加工用煤質(zhì)量，降低燃料用煤比例；優(yōu)先發(fā)展適應(yīng)中國國情的煤炭分級利用技術(shù)，深入研究煤質(zhì)與氣化爐的適用性，開展低階煤" index="69" level="2" style="font-family: 宋體, SimSun; margin-bottom: 10px; line-height: 1.5em;">提質(zhì)、煤炭氣化、新型催化劑等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。

建立現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)合理布局的評價體系，對建成示范的煤制油、煤制烯烴、煤制氣等技術(shù)方案開展綜合評價，優(yōu)化深加工技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，淘汰污染大、效率低的落后煤化工項目。協(xié)調(diào)地方政府加強監(jiān)管力度，完善現(xiàn)代煤化工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和環(huán)境審批流程。對具有自主知識產(chǎn)權(quán)的煤化工技術(shù)、裝備研發(fā)和示范情況開展科學(xué)評估，特別是開展對成套技術(shù)裝備的向外輸出潛力分析，推動煤炭深加工產(chǎn)業(yè)“走出去”，開拓國外煤炭資源與市場。

（三）依托重大科研項目，積極部署顛覆性技術(shù)研發(fā)與工程示范

加強清潔高效燃煤發(fā)電、低污染物排放和碳減排等潔凈煤技術(shù)研發(fā)的政策扶植，明確煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)的重點發(fā)展方向，鼓勵企業(yè)與研究機構(gòu)聯(lián)合開展煤炭清潔高效發(fā)電技術(shù)研發(fā)與工程示范。加快開展燃煤電站超低排放、IGCC/IGFC、700 ℃超超臨界、CCUS 等先進(jìn)技術(shù)的研發(fā)和示范，并在產(chǎn)業(yè)政策上給予支持。

設(shè)立潔凈煤技術(shù)發(fā)展專項基金，集中攻關(guān)一批制約煤炭清潔利用和低碳轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)性問題。建立國家潔凈煤技術(shù)研發(fā)清單，制定合理的研發(fā)目標(biāo)和分階段實施的研發(fā)計劃，引導(dǎo)企業(yè)加強潔凈煤技術(shù)研發(fā)，基于技術(shù)發(fā)展、裝備研發(fā)規(guī)律，建立企業(yè)潔凈煤技術(shù)研發(fā)的扶植和激勵政策。

（四）提升全產(chǎn)業(yè)鏈煤炭清潔高效利用水平，加強技術(shù)創(chuàng)新的人才制度保障

建立以綠色煤炭資源為基礎(chǔ)的煤炭資源精準(zhǔn)開發(fā)利用模式，制定綠色煤炭資源評價相關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。通過提升綠色礦區(qū)煤炭資源基數(shù)和產(chǎn)量比重，從投入端開始，實現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈我國用煤質(zhì)量和煤炭清潔高效利用水平提升。通過前端綠色煤炭資源安全高效開發(fā)及洗選加工來保障后端利用清潔。探尋依托煤炭資源優(yōu)勢，降低煤炭清潔利用成本，同時減少煤炭開發(fā)、利用或轉(zhuǎn)化過程對環(huán)境影響的煤炭工業(yè)發(fā)展優(yōu)化路線。

加強對潔凈煤技術(shù)創(chuàng)新人才的自主培養(yǎng)，通過行業(yè)、企業(yè)、院校合作，形成本科 – 碩士 – 博士連續(xù)性、跨學(xué)科的潔凈煤工程科技人才培養(yǎng)通道，以適應(yīng)煤炭新興產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展需求為培養(yǎng)目標(biāo)，鼓勵其有煤炭背景的大專院校設(shè)立煤炭清潔高效利用工程基礎(chǔ)研發(fā)與科研管理相關(guān)的專業(yè)方向，采取優(yōu)先錄取和專業(yè)學(xué)費減免的政策，并充分發(fā)揮大型企業(yè)在潔凈煤新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用和推廣的主體作用與資源集聚優(yōu)勢，與大專院校合作，為相關(guān)企業(yè)定向、聯(lián)合培養(yǎng)潔凈煤領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才。（孫旭東 張博 彭蘇萍）

責(zé)任編輯：安棟平

關(guān)鍵詞： 發(fā)展趨勢 潔凈煤技術(shù)