瑞景觀點
能源系統將較長時間處於新舊發展方式並行的發展狀態， 推進能源系統的革命對整個社會的創新（體制、意識、技術、基礎設施等）提出了巨大挑戰。 單一技術和技術組合難以解決能源困局， 如何通過權衡取捨， 精心組合和安排這些手段， 以求系統性、最佳地解決問題——系統整合和戰略規劃。
煤炭的貢獻不可忽視
以煤為主是符合我國資源稟賦的不可變化的事實， 其他替代能源只能是輔助能源， 而不能成為主力。
中國的發展， 尤其是改革開放以來巨大的進步， 煤起了巨大的作用。 而今， 由於環境的影響， 尤其是PM2.5霧霾的污染， 人們把罪魁禍首指向煤的利用， 當年的功臣被妖魔化， 變成老鼠過街人人喊打， 變成飛鳥盡， 良弓藏， 狡兔死， 走狗烹。 把屁股板全打在煤身上， 實際上這是很冤枉的， 不能真正解決問題。
我國這麼多的人口， 都希望過現代化的生活，
除煤炭外， 其他能源潛力不大
天然氣
現在很多人把希望寄託在天然氣身上， 中俄燃氣(中國和俄羅斯的天然氣合作供應協定)380億立方米， 相當於2700萬噸標準煤;我國的天然氣儲量為3600億立方米， 相當於2.6億噸標準煤， 已是極限。 目前天然氣的用量是煤的1/20， 遠期來看， 天然氣的用量仍將只是煤的1/15。
核電
2016年的裝機量是3364萬千瓦， 年發電量為2133億千瓦時， 占全部發電總量的3.5%。 規劃2020年裝機5800萬千瓦， 到2030年裝機1.2億千瓦， 發電8000億千瓦時， 折合來看是1億標準煤。 鈾資源的貧乏， 100萬千瓦機組建堆時首次要339噸鈾，
水電
來看水電， 7億千瓦的理論蘊藏量裝機， 技術可開發不到5.5億千瓦， 而經濟可開發4億千瓦。 2016年發電量1.19萬億千瓦時， 相當於約2.15億噸標準煤。 水電裝機容量已達3.32億千瓦， 開發度已達到了75%， 剩下的1億千瓦中包含有雅魯藏布江的蘊藏量， 實際開發方面存在國際問題。 水能只占全世界按人口平均的25%， 風電、太陽能只占能源消費總量的幾個百點。
天然氣、核電、水電、風電、太陽能等發電量加起來≈7.0億噸標準煤， 這相比2016年我國40多億煤的能源消耗， 是個小數。 山西內蒙一帶的幾千億噸煤才是我國能源的根本保障。
能源和環境形勢嚴峻
中國能源系統根本特點：以煤為主， 人口多。 2010–2050年預測累計煤炭消費≈1000*108 tce， 煤仍是主力能源。 2014年我國人均能源消費量約為3.1 tce/a， 遠低於美、德、法、日等國， 預計2030年我國人均能源消費量4 tce/a（預計人口14億）。 （tce/a：每年標準當量煤）
我國在2030年後大幅度減排CO2主要還是靠煤的清潔低碳利用！
我國一次能源消費占全球能源消費的22.9%。
2015年， 全球能耗是1990年的1.6倍， 而中國已經是1990年的4.4倍。 2015年一次能源對外依存度15.8%， 其中原油61.7%， 天然氣30.1%， 煤炭4.9%。
中國能源生產和消費結構：以煤為主！
我國能源系統亟待解決兩大問題
1、傳統發展方式難以為繼
以高耗能、尤其耗煤為主換取發展，造成嚴重的生態環境影響；由於技術路徑鎖定效應（行為習慣、思想意識、體制機制、基礎設施、既有產能），這種方式仍有較大的慣性。
2、新的發展方式尚未形成
油氣的發展面臨國內資源不足和國際價格波動等問題，受到一定限制；核和可再生能源發展困難重重，供應過剩（棄風棄光等）、電網接納、經濟性等；節能面臨缺乏投資、環保意識不強、基礎設施和產能鎖定等一系列挑戰。
能源系統將較長時間處於新舊發展方式並行的發展狀態，推進能源系統的革命對整個社會的創新（體制、意識、技術、基礎設施等）提出了巨大挑戰。
單一技術和技術組合難以解決能源困局，如何通過權衡取捨，精心組合和安排這些手段，以求系統性、最佳地解決問題——系統整合和戰略規劃。在煤的利用上做文章，走煤的清潔、高效、低碳利用之路。
煤炭清潔高效轉化如何實現
先進的燃煤發電技術
一是採用先進的燃煤發電技術，進一步提高能效，減少排放。如：上海外高橋第三發電廠。
該廠當前的實際運行性能，在全年平均負荷率為75%～81%的條件下，其實際全年平均供電煤耗（包括脫硫和脫硝）276gce/kWh，折算到額定負荷下的供電煤耗為264gce/kWh，全年平均實際供電效率（包括脫硫和脫硝）為44.5%，折算至額定負荷工況，則供電效率應為46.5%。而2015年全國發電平均煤耗 318gce/kWh。排放濃度：粉塵排放7.55mg/m3；二氧化硫17.7mg/m3；氮氧化物15.19mg/m3，已經達到了氣體燃料的排放指標。
對比原世界運行效率最高的丹麥Nordjylland電廠3號411MW兩次再熱、低溫海水冷卻機組，2009年供電煤耗（不含供熱）286.08gce/kWh（淨效率42.93%），平均發電負荷率89%。折合75%負荷率下的供電煤耗288.48gce/kWh。應該說，我國的燃煤發電技術是走在世界前列的。
但減排的根本問題是CO2的捕捉與處理，這是上海外高橋第三發電廠模式所不能處理的問題。
整體煤氣化聯合迴圈 IGCC
IGCC即整體煤氣化聯合迴圈（Integrated Gasification Combined Cycle），是將煤氣化技術和聯合迴圈相結合的動力系統。華能公司在天津建成了一套200MW級的IGCC電站。
華能天津IGCC電站示範專案（已投運）鳥瞰圖
IGCC技術把潔淨的煤氣化技術與高效的燃氣──蒸汽聯合迴圈發電系統結合起來，既有高發電效率，又有極好的環保性能，是一種有發展前景的潔淨煤發電技術。IGCC系統的供電效率為41%，捕捉CO2較容易，但由於單位裝機投資較大，所以，以氣化為基礎的IGCC只用於發電在經濟上有較大問題，暫不適合推廣。
IGCC發電技術流程示意圖
煤基多聯產能源系統技術
煤基多聯產是指利用從單一的設備（氣化爐）中產生的"合成氣"（主要成分為CO+H2），來進行跨行業、跨部門的生產，以得到多種具有高附加值的化工產品、液體燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、城市煤氣、氫氣）、以及用於工藝過程的熱和進行發電等。
多聯產可以實現煤炭的多維度梯級利用，其應用過程相互耦合，實現能量流、物質流等總體優化。做到了氫碳比合理優化利用，儘量減少“無謂”的化學放熱過程，並實現熱量的梯級利用、壓力潛力和物質的充分利用。
另外，電力與化工在運行中可起相互調峰的作用。通過過程集成，聯產系統可以在能量利用上獲得收益。與單產系統相比，並聯系統中獲得的節煤收益甚微；而串聯系統的節煤效果顯著，特別是串聯無變換系統，節煤率能夠達到8%。
此外，伴隨單元技術進步，如高溫合成氣淨化、離子膜分離制氧、1700攝氏度燃氣輪機及水煤漿預熱等技術，多聯產能效可以進一步地提升。
多聯產是綜合解決我國能源問題的重要方案。
1、有助於緩解能源總量要求
聯合生產多種產品，效率提高可以減少總量需求；採用高硫煤拓展了煤炭資源的利用。
2、有助於緩解液體燃料短缺
可以大規模地生產甲醇、二甲醚、F-T合成油和氫等替代燃料，緩解石油進口壓力。
3、徹底解決燃煤污染問題
完全消除常規燃煤污染物排放，重金屬等痕量污染物脫除更經濟。用甲醇來採暖、小鍋爐、窯爐，可大幅度減少散煤燃燒。
4、有助於解決快速城市化引起的小城鎮和農村潔淨能源問題
為具有天然氣管道的城鎮提供城市煤氣，煤制DME可以作為LPG的補充或替代物，很可能是小城鎮尤其是住宅高度分散的農村地區的重要解決方案。
5、滿足未來減排CO2的需要
煤氣化系統可以以較小的成本捕捉CO2。在煤的清潔高效利用方面電化共軌有很大潛力，是煤炭發展的重要方向。
總之，依託最先進的節能和環保技術，煤炭完全可以更清潔，與環境更友好，更符合科學可持續發展的理念，我們應重新審視對煤電的認識，放心地在城市建設真正的綠色煤電。
倪維鬥
中國工程院院士，清華大學熱能工程系教授。現任北京市科協副主席，中國環境與發展國際合作委員會、能源戰略與技術工作組中方組長。是我國熱力渦輪機系統和熱動力系統建模、模擬、控制、故障診斷方面的專家。
中國能源生產和消費結構：以煤為主！
我國能源系統亟待解決兩大問題
1、傳統發展方式難以為繼
以高耗能、尤其耗煤為主換取發展，造成嚴重的生態環境影響；由於技術路徑鎖定效應（行為習慣、思想意識、體制機制、基礎設施、既有產能），這種方式仍有較大的慣性。
2、新的發展方式尚未形成
油氣的發展面臨國內資源不足和國際價格波動等問題，受到一定限制；核和可再生能源發展困難重重，供應過剩（棄風棄光等）、電網接納、經濟性等；節能面臨缺乏投資、環保意識不強、基礎設施和產能鎖定等一系列挑戰。
能源系統將較長時間處於新舊發展方式並行的發展狀態，推進能源系統的革命對整個社會的創新（體制、意識、技術、基礎設施等）提出了巨大挑戰。
單一技術和技術組合難以解決能源困局，如何通過權衡取捨，精心組合和安排這些手段，以求系統性、最佳地解決問題——系統整合和戰略規劃。在煤的利用上做文章，走煤的清潔、高效、低碳利用之路。
煤炭清潔高效轉化如何實現
先進的燃煤發電技術
一是採用先進的燃煤發電技術，進一步提高能效，減少排放。如：上海外高橋第三發電廠。
該廠當前的實際運行性能，在全年平均負荷率為75%～81%的條件下，其實際全年平均供電煤耗（包括脫硫和脫硝）276gce/kWh，折算到額定負荷下的供電煤耗為264gce/kWh，全年平均實際供電效率（包括脫硫和脫硝）為44.5%，折算至額定負荷工況，則供電效率應為46.5%。而2015年全國發電平均煤耗 318gce/kWh。排放濃度：粉塵排放7.55mg/m3；二氧化硫17.7mg/m3；氮氧化物15.19mg/m3，已經達到了氣體燃料的排放指標。
對比原世界運行效率最高的丹麥Nordjylland電廠3號411MW兩次再熱、低溫海水冷卻機組，2009年供電煤耗（不含供熱）286.08gce/kWh（淨效率42.93%），平均發電負荷率89%。折合75%負荷率下的供電煤耗288.48gce/kWh。應該說，我國的燃煤發電技術是走在世界前列的。
但減排的根本問題是CO2的捕捉與處理，這是上海外高橋第三發電廠模式所不能處理的問題。
整體煤氣化聯合迴圈 IGCC
IGCC即整體煤氣化聯合迴圈（Integrated Gasification Combined Cycle），是將煤氣化技術和聯合迴圈相結合的動力系統。華能公司在天津建成了一套200MW級的IGCC電站。
華能天津IGCC電站示範專案（已投運）鳥瞰圖
IGCC技術把潔淨的煤氣化技術與高效的燃氣──蒸汽聯合迴圈發電系統結合起來，既有高發電效率，又有極好的環保性能，是一種有發展前景的潔淨煤發電技術。IGCC系統的供電效率為41%，捕捉CO2較容易，但由於單位裝機投資較大，所以，以氣化為基礎的IGCC只用於發電在經濟上有較大問題，暫不適合推廣。
IGCC發電技術流程示意圖
煤基多聯產能源系統技術
煤基多聯產是指利用從單一的設備（氣化爐）中產生的"合成氣"（主要成分為CO+H2），來進行跨行業、跨部門的生產，以得到多種具有高附加值的化工產品、液體燃料（甲醇、F-T合成燃料、二甲醇、城市煤氣、氫氣）、以及用於工藝過程的熱和進行發電等。
多聯產可以實現煤炭的多維度梯級利用，其應用過程相互耦合，實現能量流、物質流等總體優化。做到了氫碳比合理優化利用，儘量減少“無謂”的化學放熱過程，並實現熱量的梯級利用、壓力潛力和物質的充分利用。
另外，電力與化工在運行中可起相互調峰的作用。通過過程集成，聯產系統可以在能量利用上獲得收益。與單產系統相比，並聯系統中獲得的節煤收益甚微；而串聯系統的節煤效果顯著，特別是串聯無變換系統，節煤率能夠達到8%。
此外，伴隨單元技術進步，如高溫合成氣淨化、離子膜分離制氧、1700攝氏度燃氣輪機及水煤漿預熱等技術，多聯產能效可以進一步地提升。
多聯產是綜合解決我國能源問題的重要方案。
1、有助於緩解能源總量要求
聯合生產多種產品，效率提高可以減少總量需求；採用高硫煤拓展了煤炭資源的利用。
2、有助於緩解液體燃料短缺
可以大規模地生產甲醇、二甲醚、F-T合成油和氫等替代燃料，緩解石油進口壓力。
3、徹底解決燃煤污染問題
完全消除常規燃煤污染物排放，重金屬等痕量污染物脫除更經濟。用甲醇來採暖、小鍋爐、窯爐，可大幅度減少散煤燃燒。
4、有助於解決快速城市化引起的小城鎮和農村潔淨能源問題
為具有天然氣管道的城鎮提供城市煤氣，煤制DME可以作為LPG的補充或替代物，很可能是小城鎮尤其是住宅高度分散的農村地區的重要解決方案。
5、滿足未來減排CO2的需要
煤氣化系統可以以較小的成本捕捉CO2。在煤的清潔高效利用方面電化共軌有很大潛力，是煤炭發展的重要方向。
總之，依託最先進的節能和環保技術，煤炭完全可以更清潔，與環境更友好，更符合科學可持續發展的理念，我們應重新審視對煤電的認識，放心地在城市建設真正的綠色煤電。
倪維鬥
中國工程院院士，清華大學熱能工程系教授。現任北京市科協副主席，中國環境與發展國際合作委員會、能源戰略與技術工作組中方組長。是我國熱力渦輪機系統和熱動力系統建模、模擬、控制、故障診斷方面的專家。