我國高效清潔發電技術的最新進展主要體現在提高能源利用效率、劣質煤和準東煤高效清潔利用、發展清潔能源和可再生能源發電技術以及節能減排等方面。當前，我國已具備獨立設計制造1000MW級超超臨界機組的能力，600℃超超臨界機組臺數居世界首位，能效水平也已達到國際先進；600MW超臨界循環流化床鍋爐和我國首臺IGCC電站一華能天津IGCC示范電站也成功運行。我國高效清潔發電技術將繼續朝著高參數、大容量超（超）臨界機組的方向發展如再熱溫度為610℃或620℃的超超臨界機組、二次再熱機組、700℃超超臨界機組及燃用劣質燃料的600MW超臨界/660MW超超臨界CFB鍋爐，以進一步提高能源利用效率，降低能源消耗；同時，將會加強NGCC和分布式發電的核心技術研發，強化節能減排，以提高能源利用綜合效率、降低污染物排放。
隨著我國經濟社會的快速發展，用電負荷迅速增長，給我國的能源供應帶來了巨大的壓力。能源問題已成為制約我國經濟社會發展的重要因素。而在當前和較長的一段時期內，我國的一次能源和發電能源都將以煤炭為主，燃煤污染物排放量日益增大。煤炭燃燒過程中產生的SO2、NOx、粉塵和CO2是造成酸雨、光化學煙霧、霧霾以及溫室效應的主要污染源，也使我國環境污染問題日益凸顯。發展高效清潔發電技術把滿足電力需求和控制環境污染進行綜合考慮，對降低能源消耗、減少環境污染物排放、優化我國能源結構及促進能源可持續發展具有非常重要的意義，也是解決我國能源和環境問題的核心。發展高效清潔發電技術發展驅動力包括提高能源利用效率、劣質煤和準東煤高效清潔利用、發展清潔能源和可再生能源發電技術以及強化節能減排等幾個方面。
在提高能源利用效率方面，供電效率的提高可以有效降低燃料的消耗，從而降低污染物的排放。對于燃煤電廠而言，主蒸汽溫度和壓力參數的提高可以有效提高熱效率。在超超臨界機組參數范圍的條件下，主蒸汽壓力提高1MPa，機組的熱耗率就可下降0.13％～0.15％；主蒸汽溫度每提高10℃，機組的熱耗率就可下降0.25％～0.30％；再熱蒸汽溫度每提高10℃，機組的熱耗率就可下降0.15％～0.20％。目前，大容量超臨界機組主蒸汽壓力一般在24.5MPa左右，比亞臨界機組熱效率可提高2％～2.5％；而超超臨界機組熱效率己達到47％～49％，比同容量的超臨界機組提高5％或更高。因此，發展高參數、大容量的超（超）臨界機組，進一步提高再熱溫度至610℃/620℃，有利于提高我國燃煤火電機組的熱效率，降低煤耗，同時采用先進的污染物排放控制技術，可將有害污染物排放降至最低。此外，采用二次再熱技術其熱耗率可較采用一次再熱的機組下降l.4％～1.6％。700℃超超臨界機組是燃煤發電技術發展的前沿，具有煤耗低、環保性能好和技術含量高的特點。機組蒸汽參數提高，可顯著提高電廠效率，降低煤耗、減少溫室氣體和污染物排放，是實現火力發電行業可持續發展的不可缺少的途徑。除了發展高參數大容量機組之外，采用清潔燃煤技術，發展整體煤氣化聯合循環（IGCC）發電技術也是提高能源利用效率的突破口，能夠實現能量的梯級利用，提高整個發電系統的效率，較好地解決常規燃煤電廠固有的環境污染問題，是高效清潔發電技術未來重要的發展方向。
在劣質煤和準東煤高效清潔利用方面，在我國以煤為主要一次能源的發電格局中，高效、低污染地利用劣質煤發電具有不可替代的作用。CFB鍋爐具有能夠穩定燃燒粉煤鍋爐難以燃用的各種劣質煤、環保特性好、負荷調節范圍廣等技術優點。隨著煤炭洗選率的提高，大最副產低熱值燃料如矸石、洗中煤、燃泥以及采煤副產的尾煤，其規?；咝鍧嵗?，對于大型循環流化床鍋爐有著重大需求。此外，我國對燃燃污染控制的新嚴格標準給傳統循環流化床低成本污染控制水平提出了挑戰。近期，我國在超臨界循環流化床示范的成功，特別是低床壓降節能型循環流化床技術和循環流化床超低排放技術上的突破為我國循環流化床技術發展指明了發展方向，即超低排放、低廠用電、高蒸汽參數的循環流化床；600MW等級超超臨界循環流化床工程示范及其在褐煤與無煙煤兩個煤種上的推進。我國褐煤水分大、熱值低，使常規燃褐煤發電機組能耗高、廠用電率大及初始投資高。同時，我國褐煤主要產地內蒙古地區的水資源極度匱乏，需要發展高效、節能、節水、環保的褐煤發電技術，使褐煤機組實現綜合提效，提高發電效率，節約水資源，降低煤耗并降低污染物排放，滿足國家對內蒙煤電基地的建設要求。新疆準東煤儲量巨大，煤質燃燒特性好，合理開發利用準東地區煤炭資源，研究準東煤鍋爐燃燒技術，對保證準東煤電基地特高壓直流外送配套電源項目安全穩定運行具有重要意義。
我國以燃煤發電為主的電源結構造成了嚴重的環境污染問題，并且隨著煤炭資源的消耗，發展清潔能源和可再生能源發電技術是優化我國能源結構、保障我國能源安全、減輕環境污染的有效途徑。燃氣輪機聯合循環和分布式發電技術具有高效、清潔、低污染、啟停靈活、自動化程度高等優點，是我國清潔能源發電技術的重要分支?？稍偕茉磁c傳統化石能源結合的發電方案，不但有利于改善傳統化石燃料發電技術的經濟效益與環境效益，同時也提供了一種現階段可行性較高的可再生能源發電方案，具有較好的發展前景。
我國面臨著能源供需矛盾尖銳、結構不合理和能源利用效率低的問題，《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》明確提出要堅持節能優先，降低能耗。攻克主要耗能領域的節能關鍵技術，大力提高一次能源利用效率和終端用能效率是我國能源發展的重大戰略。城市供熱行業的節能減排一直是國家和地方規劃的重點工作，國家“十五”“十一五”以及“十二五”發布的節能減排五年規劃中，均將供熱行業節能減排列為重點。據統計，我國現有供熱面積達100億平方米，全國每年因供熱消耗的標煤超過6億t。熱電聯供在城市集中供熱中的總供熱量占比只有1/3左右，如果從新增熱電聯供裝機、對現役凝汽式火電機組供熱改造、對既有的部分供熱小鍋爐進行熱電聯供改造等方面入手，進一步加大發展熱電聯供的力度，將可形成1億t標準煤以上的節能能力。因此，在技術層面，熱電聯供存在巨大的節能潛力，面臨廣闊的發展前景。此外，由于國際石油供應緊張，迫切需要開發新技術增加液體燃料的生產，同時傳統化工產品的生產與發電技術分開導致系統生產效率低，因此多聯產替代分產系統成為了必然趨勢。最后，中國也將面臨越來越嚴峻的溫室氣體減排壓力，同時中國石油資源需求增長迅速，原油對外依存度不斷增高，發展考慮二氧化碳捕集的煤液化或多聯產系統以及利用捕集的二氧化碳提高石油采收率將優化能源結構、保障能源安全。因此CCUS將可能成為未來中國減少CO2，排放和保障能源安全的重要戰略技術選擇。
“十二五”期間，我國高效清潔發電技術取得了積極進展，超超臨界發電技術、超臨界循環流化床技術的能效水平已經達到國際先進水平，而在一些核心技術上與國外仍然有較大差距。目前，影響我國高效清潔發電技術的因素既有技術層面上的，也有管理和政策層面的，以及經濟因素等。
在提高能源利用效率方面，我國已在超超臨界發電技術的應用層面達到國際先進水平，但高溫材料方面仍然差距較大，設備制造方面尚存在進一步提升的空間。二次再熱機組系統復雜，投資高，在目前的技術條件下，與一次再熱相比，其獲得的效率收益難以補償投入的增加。在IGCC發電技術方面，目前存在的主要問題有：IGCC示范電站運行不穩定，缺乏成熟的經驗：大容量煤氣化設備、高溫煤氣除塵及脫硫技術有待進一步開發；裝置系統復雜，造價高（1400～1700$/kWh）；廠用電率高，高達10％～12％；燃氣輪機葉片耐高溫及磨蝕的性能需要進一步改進。
在劣質煤和準東煤高效清潔利用方面，新環保標準下，循環流化床高效低成本脫硫方面需要實現技術突破。褐煤預干燥及水回收技術有待在600MW等級褐煤機組上應用并積累經驗。準東高鈉煤的利用上目前主要采用摻燒沾污性弱的煤種的方法，但這種方法只能減緩沾污，無法從根本上解決問題。
在NGCC發電技術方面，燃氣輪機技術是核心技術，我國在燃氣輪機整體設計技術與發達國家還存在一定差距，其主要原因在于燃氣輪機設計體系不完善，引進技術未能充分消化吸收，機械、航空部門存在技術壁壘，科研成果轉化緩慢；高溫部件材料及制造技術整體落后于西方發達國家，其主要原因在于國內研發力量分散，缺乏高端人才，對新技術的開發缺少延續性，同時國外高度保密高溫部件材料及制造技術，拒絕技術轉讓；國內缺少燃氣輪機低污染燃燒技術研發經驗，缺乏全尺寸、全溫、全壓燃燒實驗平臺，且已建設完成的部分實驗平臺仍處于調試階段，尚未開展實質性科研工作；我國燃氣輪機熱通道部件修復技術水平和產業有了一定程度的發展，但仍存在科研力量分散、缺乏統一協作、修復設備落后、缺乏修復工藝標準和規范和專業技術人才等突出問題，嚴重阻礙了我國燃氣輪機熱通道部件修復技術的研發步伐。
在分布式發電技術方面，當前制約發展的關鍵因素在于：
（1）科研力量分散并缺乏核心設備制造技術，項目初投資大。
（2）行政體制障礙。分布式能源屬于能源的綜合利用，需要涉及燃氣、電力、熱力等多個部門，各部門缺乏統一協調，導致項目報批困難、手續辦理復雜。
（3）售電障礙。目前國家電力法規尚不允許分布式能源項目成為售電主體。
（4）缺乏行業技術標準和規范。適用于分布式能源技術的熱負荷計算標準、設備選型規范、燃氣規范、電力并網規范以及施工、運維規范均尚未出臺。
（5）社會效益未得到合理體現。當前的電、熱、冷價格不能體現分布式能源的環境效益和貢獻，業主承擔的技術和資金風險大。
太陽能熱與燃煤電站互補發電技術在國家相關政策的扶持及重大科研項目的推動下，相關理論研究已獲得較大進展，但是相關的示范項目建設方面仍舊存在較大不足。目前，國外已有一些太陽能熱與燃煤電站互補發電的示范電站，國內這方面的案例還很少，一方面是由于國內資金匱乏，另一方面相關學科的基礎研究也相對國外差距較大。其中影響技術發展的主要因素有：①基礎研究起步晚，發展慢：②示范項目匱乏，缺乏示范和帶動作用；⑤政策傾斜不夠；④光伏產業資源過于集中。
在節能減排方面，目前普遍存在機組并網容量大、負荷系數低、利用小時少，嚴重影響機組運行能耗指標。在技術層面上，我國在役的熱電聯供機組仍普遍存在供熱蒸汽參數高、損失大、效率低等問題。在標準層面，我國供熱熱網目前仍沿用20世紀60年代參數，住建部制定的一級熱網供水標準為110～150℃；設計中常用的一級熱網供水溫度為120—130℃。但目前大多數地區，實際運行的一級熱網溫度已降至100℃左右甚至更低。一定程度上，目前的熱網設計規范和標準與技術發展水平已不相適應。在管理層面，目前我國熱源、熱網分屬不同行業部門，我國供熱改造仍處于粗放型的“發現問題，解決問題”的發展階段，基本上由熱網側和熱源側各自采取措施，缺乏對熱源、熱網和熱用戶進行系統地協同分析。
多聯產系統發展的影響因素有人才資源緊缺、資金緊張、實驗平臺少等。多聯產技術的發展不僅需要科研人員提出新理論，更需要新理論的實驗與工程實踐，以及工程技術人才解決運行中出現的問題以及保證多聯產系統的安全高效運轉。
我國CCUS技術在核心技術、關鍵裝備研制、系統集成與全流程工程規模等方面仍有差距，尚沒有百萬噸等級的大規模示范。成本和能耗商、長期安全性和可靠性有待驗證等問題仍然存在，需通過持續的研發和集成示范提高技術的成熟度。
為促進我國高效清潔發電技術在提高能源利用效率、劣質煤和準東煤高效清潔利用、發展清潔能源和可再生能源發電技術以及節能減排等方面取得進一步的發展，針對影響我國高效消潔發電技術發展的諸多因素，相應的發展戰略和建議如下。
在提高能源利用效率方面，建議進一步支持和強化基礎材料科學研究，完善600℃等級超超臨界國產材料的應用示范機制，確立更加科學的高溫材料許用應力及許用溫度的選擇規范。開展二次再熱緊湊型超超臨界機組技術研究，提高經濟技術指標，提高機組的安全性和可靠性，降低建設成本。有效整合電站主機設備制造企業、科研院所、高校、冶金企業聯合攻關，發揮各自技術優勢，形成具有核心競爭力的自主知識產權700℃超超臨界燃煤發電技術。這需要進一步加大研發投入、入才培養，從國家層面進行科學的部署和管理，設立國家重大科技項目，支持發電裝備制造企業國家重點實驗室建設和產品試驗基地建設。
在IGCC發電技術方面，主要策略有：進一步發展適應多種原料的新型氣化技術，探索以空氣或以富氧為氣化劑的氣化爐以及高溫干法除灰脫硫系統，簡化系統，提高氣化和系統效率、可靠性，降低投資和運行成本；通過單元技術的成熟和產品結構的多元化，走聯產道路，提高IGCC技術的競爭力，降低造價和投資，提高資源利用率和經濟性，并改善系統調峰性能；自行開發適用于IGCC的燃氣輪機及其底循環；開發適用于ICCC電廠的CO2分離、捕集技術研究，突破關鍵技術，開發系統工藝，完成示范研究，實現煤基發電的近零排放；在現有深冷空分工藝不斷改進、提高負荷跟蹤能力和安全可靠性的同時，發展空氣的膜分離技術，簡化空分裝置并降低廠用電率；完普IGCC系統中各單元的集成技術、系統優化技術、先進的控制技術，提高系統運行可靠性、負荷跟蹤能力與負荷適應性。
在劣質煤和準東煤高效清潔利用方面，在循環流化床商效低成本脫硫方面實現技術突破，單級爐內脫硫或兩級爐內外脫硫實現二氧化硫＜100mg/Nm3的目標。深入研究煤中取水褐煤發電技術，推動該技術在600MW等級褐煤發電機組上的工程應用，同時，完成超（超）臨界設計技術集成研究，包括：褐煤預干燥、冷端優化、鍋爐及熱力系統優化、煙氣余熱利用、汽輪機熱力系統優化等技術研究。對準東高鈉煤的利用進行深入研究，開發合適的燃燒和控制技術，例如入爐前提鈉技術、旋風爐液態排渣技術等。
在發展清潔能源和可再生能源發電技術方面，要加強燃氣輪機核心技術的研發，建議從以下5個方面發展。
（l）要推動燃氣輪機設計技術的發展，需全面開展燃氣輪機總體設計、高性能壓氣機設計、商性能燃燒室設計、高性能透平設計、熱部件冷卻等關鍵技術研究，對能自足自身獨立完成的關鍵技術，依托航空成熟技術優化集成，聯合國內力量合力突破；對基礎薄弱的關鍵技術，采用引進消化吸收、或國內外合作研究的方式加以掌握。在國家統籌安排下，形成以市場引領、企業主導、產學研用結合的技術創新體制，持續開展關鍵設計技術開發，依托于相關的產品和示范工程實現關鍵設計技術驗證與改進，形成設計、制造、驗證與改進的完善的體系，全面提升我國的燃氣輪機設計水平。
（2）為提高我國重型燃氣輪機高溫部件制造能力和水平，堅持新型材料和新技術自主研發是未來燃氣輪機高溫部件制造的必然選擇。一方面要加大對新型材料和制造技術開發的投資力度，加強材料制造基礎研究和試驗能力建設；另一方面，針對具有發展潛力的新材料、新技術研發項目，應保證項目研發資金的延續性。
（3）要推動我國燃氣輪機高效低污染穩定燃燒技術的全面發展，需全面開展燃氣輪機高效、低污染穩定燃燒技術的基礎性研究。對上述技術的研發需制定相應的技術方案。在研究中，注重跟蹤前沿再創新，形成具有自主知識產權的燃氣輪機高效低污染穩定燃燒技術。對于開發的關鍵技術依托于燃燒試驗平臺及相關示范工程進行驗證，促進科研成果轉化和產業化。
（4）要推動熱通道部件修復技術及產業化的發展，建立完善和成熟的熱通道修復技術開發體系（包括修復平臺、人才培養、創新機制）是關鍵。建議我國統一規劃，集中國內研發力量，走自主研究和消化、吸收相結合的道路，以產業發展為導向、以關鍵技術研究為重點，以示范電站為依托，有機結合基礎研究和關鍵技術驗證研究，建立并完善熱通道部件修復技術開發平臺和創新機制，形成完善的熱通道修復技術開發與服務體系，培育一批具有核心競爭力和創新能力的跨專業復合型人才，全面提升我國的燃氣輪機檢修水平。
（5）在燃氣輪機分布式能源系統集成優化技術方面，建議集中研發力量，加強多學科交叉的基礎課題研究及人才培養；加快設備國產化步伐，出臺相關政策，以多種形式鼓勵企業研發分布式能源核心設備，提升裝備自主化水平；研究并制定完善的系統優化集成標準和設計體系；制定鼓勵分布式能源發展的產業和財稅優惠的具體政策，推進示范項目的建設；以市場化為導向，推動多能互補、多聯產的新型分布式能源系統研究及商業化發展。
針對影響互補發電技術發展的各項因素，提出互補發電發展戰略與建議如下。
（1）加強對已有太陽能熱與燃煤電站互補電技術成果的總結，組織高層專家對太陽能熱與燃煤電站互補發電技術成果進行進一步認定，促進形成一套完整的具有自主知識產權的技術體系。
（2）在有條件的地區推廣應用太陽能熱與燃煤電站互補發電，盡快實現技術成果的產業化轉變。通過示范電站的建設，形成完善的包括關鍵光熱發電設備等的設計制造規程，形成設計、建設、施工、驗收、運行維護等方面技術標準。
（3）出臺電價、財稅、融資等相關激勵政策，大力推動太陽能熱與燃煤電站互補發電及其關聯產業發展，建立以自有技術為主導的產業鏈，使之成為帶動產業升級新的經濟增長點。
在強化節能減排方面，繼續加大應用基礎研發的投入力度，對熱電聯供機組具體建議如下。
加強熱電聯供機組建設的區域能說規劃，科學規劃、合理布局熱電聯供集中供熱。在有條件的地區適時發展熱電冷聯供技術，提高熱電聯供機組全周期運行效率和經濟性。
建立涵蓋裝備制造、電力、市政、環境等跨多行業的聯合研發機構和產業技術創新聯盟，開展熱源、熱網和熱用戶的協同優化研究。
繼續加大對熱電機組的政策支持力度，國家有關部門在出臺相關政策時，應充分考慮熱電聯供節能
環保的作用，熱電企業承擔的社會和公共利益義務，考慮采取稅收優惠以及貸款貼息等辦法給予適當的支持。
對多聯產系統而言，國家相關部門應該對此技術分支設立中長期發展計劃，強化理論與實際工程相結合。國內科研機構相對比較注重理論研究，對此應該強化相關研究領域的實驗研究，對于已經建立的實驗平臺提高其在相關領域研究者之間的共享率，提高實驗平臺的利用率。由于我國在多聯產核心技術方向的研究落后于國外，因此需要加強圖際之間的合作與交流，對于國外比較成熟的技術可以采取技術引進、吸收、再創新?？萍疾块T應加大本技術方向的資金投入，設立相關技術方向的中長期研究課題。
CCUS技術發展方面，重點的技術創新建議：
（l）新一代高效低能耗的CO2，吸收劑和捕集材料研發，研究并驗證增壓富氧燃燒、化學鏈燃燒等新型富氧燃燒技術。開展我國特殊地質構造條件下的地質利用技術研發，以及利用CO2開采頁巖氣、CO2驅水、CO2增強型地熱系統、CO2生物固碳、聯合地質封存等前沿技術研發。
（2）開展百萬噸級CCUS技術關鍵技術、設備、材料和系統優化技術研發。
（3）開展多種源匯組合的CCUS全流程系統應用和推廣，因地制宜地對不同CO2濃度氣源的捕集、利用技術進行組合匹配，獲得不同CO2氣源條件的最優技術組合方案，整體推進大規模全流程CCUS系統應用，循序漸進地驗證大規模CO2綜合利用的技術經濟性。
對于后續發展得相關政策支持提出以下幾點建議。
（1）健全科技統籌協調機制，需要政府做好CCUS發展的頂層設計，分階段逐步組織實施CCUS重大項目及重大工程，創新驅動CCUS及相關產業發展，統籌協調和調動各部門及地方資源，共同推進規劃實施。組建由多學科、多領域高層專家參與的國家CCUS科技創新專家委員會，為規劃實施提供戰略決策與技術咨詢。
（2）加大政策性資金投入，加大政府對CCUS技術研發與示范的支持力度，加強跨行業、跨領域合作，推動關鍵共性技術的聯合攻關和大規模全流程的CCUS技術示范工程建設。加強基礎研究、技術研發、工程示范等工作的銜接。鼓勵各地方與相關行業部門增加投入，尋求稅收減免、后補助等財政支持方式，積極利用國際渠道籌措資源。
（3）加強創新團隊與人才建設，進一步推動和完善CCUS相關學科體系建設，鼓勵有條件的高校和教育機構整合相關學科優勢資源開設有關課程，加強專業人才培養：支持和鼓勵高校、科研機構和大型企業建立高水平的實驗室、研發中心和示范基地，培養與引進青年創新人才和工程技術人員。
（4）推進CCUS技術標準體系建設，推進CCUS技術標準化和長期安全性評估標準制定，研究C02管道建設、封存選址、監測評價方法與標準，建立適合我國國情的CCUS技術標準與規范體系，嚴格把握CCUS示范項目的安全性指標，帶動CCUS技術規范發展。
（5）強化國際科技合作，把握國際CCUS技術發展趨勢，積極開展CCUS國際科技合作，將CCUS技術納入多邊、雙邊國際科技合作，推動建立國際前沿水平的國際合作平臺；基于國際視野推動我國CCUS技術研發和國際先進技術的引進、消化和再創新，統籌推動我國CCUS技術創新體系跨越發展。
特別提示
以上資料整理自中國電機工程學會《動力與電氣工程學科發展報告（2015）》。
