环境和资源是人类生存和发展的基本条件。能源作为基本资源对社会、经济的发展和人民生活水平的提高具有极其重要的作用，是人们每日每时不可或缺的。历史发展表明，自产业革命以来，世界范围内，作为矿物燃料的煤炭逐渐取代人力、畜力和生物质能等可再生能源，成为主要能源。煤炭在能源结构中的重要地位是由资源条件决定的，在世界范围内，煤炭资源相对于其它化石能源要丰富得多。中国一次商品能源以煤为主。煤炭提供了75％的工业燃料、76％的发电能源、80％的民用商品能源和60％的化工原料。
煤炭作为我国主要能源，在开发利用过程中带来一系列环境污染问题。国民经济的持续发展，离不开能源的支持。无论过去、现在还是将来，能源的主角是煤炭。中国是当今世界上最大的产煤国和消费国，已探明的储量为9183亿吨，折合标准煤计算，占已探明的煤炭、石油、天然气及水电资源总储量的90％，在一次能源总消费中，煤炭占76％。煤产量的80％直接用于燃烧，其中发电厂用煤量大于总产量的30％。由于今后相当长时期内煤炭作为主要的一次能源地位不会改变。
煤炭作为能源在国民经济发展中做出巨大贡献的同时，在其开发与利用过程中也带来了一系列环境污染问题，危及生态平衡与人类的生存。煤炭在开采中排放的甲烷（又称煤层瓦斯或煤层气）与二氧化碳、氯氟烷烃等气体在大气层中形成温室效应。甲烷虽是仅次于二氧化碳占第二位的重要温室气体，但其效能比二氧化碳大20—60倍。甲烷是一种短寿命的气体，在大气中滞留的时间只有8—12年，而二氧化碳则超过200年，所以与甲烷有关的气候变暖是在其散发后几十年内完成的，而二氧化碳则在几百年内逐渐实现。大气中甲烷浓度的增加，导致平流层中臭氧的减少，使辐射到地球上的紫外线增加，诱发皮肤癌，使皮肤晒黑而老化，引起眼疾、雪盲等危害人类健康。煤矿在开采过程中遗弃的大量矸石、排出的矿井水（分别为高矿化度、酸性、高悬浮物，有的还有放射元素），都对环境造成了污染。
煤燃烧后进入大气的悬浮粒子总量包括灰粒子、微量金属和碳氢化合物、烟等，它是我国大气中最严重的空气污染物，对人的健康威胁最大。微粒的排放量取决于煤的灰分含量、燃烧温度和锅炉烟道气压力。微粒浓度高会引起或促成慢性哮喘和其它呼吸道疾病的发生。粉尘和特细粉尘状悬浮粒子总量对健康的影响最大，它更易被吸入肺内，特细粉尘含有最多与煤燃烧有关的有毒元素或致癌元素，如氢离子、微量金属和有机化合物，目前的污染控制设备尚很难去除特细粉尘微粒，属世界性难题。
煤燃烧时排放的二氧化硫是大气污染的元凶。二氧化硫污染是一种低浓度的长期污染，对生态环境是一种慢性、叠加性的长期危害，对人体健康的影响主要是通过呼吸道系统进入人体，与呼吸器官作用，引起或加重呼吸器官的疾病，如鼻炎、咽喉炎、支气管炎、支气管哮喘、肺气肿、肺癌等。此外，植物对二氧化硫特别敏感，主要通过叶面气孔进入植物体，如果其浓度和持续时间超过了本身自解机能（即阀值浓度）时，就会破坏植物正常生理机能，使光合作用降低，生长缓慢，对病虫害的抵抗力降低，严重时则枯死。
二氧化硫在大气中经催化氧化等过程形成酸雨，被称为“空中死神”，对森林、湖泊、农业生产、建筑及材料造成危害也极大。酸雨是跨界的污染问题，随着二氧化硫、二氧化氮在大气中滞留的时间增长，这些氧化物与氧结合形成硫酸盐和硝酸盐离子，如遇水雾就会形成酸雨和酸雾。
毋庸讳言，传统的煤炭开发和利用技术以及不加限制的消耗矿物能源确实极大地污染了人类赖以生存的环境，诱发温室效应、酸雨，引起疾病、农业减产甚至带来更加严重的经济、社会问题。中国煤炭84％用于燃烧，目前居主导地位的、相对落后的燃烧方式对大气造成了严重的污染。全国SO2和烟尘的80％为燃煤产生；同时在煤炭开采中造成地面塌陷、污染和流失了大量的地下水、向大气排放CH4等。
为了解决出现的问题，出路就在发展洁净煤技术。
洁净煤（英文Clean Coal）一词是80年代初期美国和加拿大关于解决两国边境酸雨问题谈判的特使德鲁?刘易斯（Drewlewis，美国）和威廉姆?戴维斯（ William Davis，加拿大）提出的。1986年3月美国率先推出“洁净煤技术示范计划（CCTP）”，到1994年9月已进行五轮竞争性项目征集。共优选出45个商业性示范项目，项目总投资71.4亿美元。投资由政府和企业共同承担（政府资助比例平均约为35％左右）。
欧共体推出的未来能源计划的主旨是促进欧洲能源利用新技术的开发，减少对石油的依赖和煤炭利用造成的环境污染。欧共体能源研究、技术开发示范（RTD）计划行动主要涉及下列领域：改善能源转换利用；可再生能源；核安全；核聚变。目前在改善能源转换和利用的研究开发中优先考虑的是减少污染排放及提高能源转换和利用效率。正在研究开发的项目有煤气化联合循环发电；煤与生物质及工业、城市或农业废弃物联合气化（或燃烧）；固体燃料气化燃料电池联合循环；循环流化床燃烧技术等。主要目标是使燃煤发电更加高效、洁净，减少CO2和其它温室气体排放。
日本长期以来一直以石油为主要一次能源，但消费的石油全部依靠进口。为摆脱对石油的过分依赖，近年来日本开始较大幅度地增加煤炭的消费量，将以煤代油作为日本能源的基本政策之一。但是，日本的环保要求十分严格，增加煤炭消费量的关键是控制燃煤污染。因此，日本在1992年制定的第9次煤炭政策中规定，洁净煤技术是日本煤炭科研的重点。1995年在新能源综合开发机构（NEDO）内组建了一个“洁净煤技术中心”，专门负责开发下个世纪的煤炭利用技术。其目标是在下个世纪大幅度提高燃煤发电的比重，又不使排污超标。日本的洁净煤技术开发从内容上分为两部分：一是提高热效率，降低废气排放。如流化床燃烧、煤气化联合循环发电及煤气化燃料电池联合发电技术等。二是进行煤炭燃烧前后净化，包括燃前处理、燃烧过程中及燃后烟道气的脱硫脱氮、煤炭的有效利用等。
中国多年来围绕提高煤炭开发利用效率，减轻燃煤引发的环境污染，开展了大量的研究开发和推广工作，具有一定的基础。但总体上起点较低，与发达国家相比有明显的差距。随着国家宏观发展战略的转变，洁净煤技术做为实现可持续发展和实现两个根本转变的战略措施之一得到党、政府和有关部门的高度重视，洁净煤技术在中国出现强劲的发展势头。人类社会的发展模式正面临着根本性的转变，靠牺牲资源和环境、通过高消耗和先污染后治理来追求经济数量增长的传统发展模式，已导致当今世界面临着各式各样的环境威胁，使人类在逐渐滑向环境灾难的境地。因此，应以可持续发展模式代替传统的发展模式，将人口、资源、环境与发展协调起来，从而做到既满足当代人的需要，又不损害子孙后代满足其自身需要的能力。
未来能源应以可再生能源为基础，生物能、太阳能、水能、风能、地热能、海洋能及开发中的可控核聚变能等新能源。但以化石能为主的能源格局相当时期内不会改变。因此，发展洁净煤技术正是在通往未来能源的过渡时期内切实有效的现实选择。
(编辑：银红丽) |
