王 琦，杨志宾，李初福，雷 泽，刘淑琴

(1.中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院，北京 100083;2.北京低碳清洁能源研究院，北京 102211)

0 引 言

国家统计局发布的2021国家能源统计年鉴表明，2010—2019年，我国每年火电发电量占总发电量的比值在69.7%～79.5%不等，由于我国一次能源供给中煤炭超过能源总量的60%，因此以煤炭为基础能源的火电发电格局短期内无法改变。传统的燃煤直接发电方式，不仅能源利用率低，且产生大量CO2气体，带来能源浪费、环境污染及温室效应等危害[1-2]。未来还需要考虑通过煤电灵活调峰来平衡电网，以适应大规模可再生能源发电。因此清洁、高效、灵活、安全的煤基发电技术是未来的主要发展方向。

近年来随着洁净煤技术的快速发展，我国发展了多种新型燃煤发电技术如整体煤气化联合发电技术(IGCC)[3]、超超临界发电技术[4]、煤电与光伏储能联动等[5]，已经实现了对硫化物和氮氧化物的有效控制与减排，但由于CO2排放浓度低，捕集成本过高，仍很难解决燃煤导致的CO2排放问题[6-7]。

整体煤气化燃料电池联合发电技术(IGFC)是一种清洁高效的绿色煤电技术，与CO2捕集技术结合，可以达到60%以上的高发电效率和实现CO2近零排放[8-9]。

1 IGFC关键技术

IGFC主要包括煤气化及净化、燃料电池发电、尾气燃烧余热回收3个模块，燃烧得到的CO2和H2O的混合气体可耦合CO2捕集及封存技术、固体氧化物电解池(SOEC)技术等。图1为IGFC系统一般流程。

图1 IGFC系统典型流程Fig.1 Flow diagram of IGFC system

IGFC的一般过程为煤(或天然气、生物质等)经气化生成合成气……