煤炭资源的清洁利用研究煤炭资源的清洁利用研究，核心目标是在保障能源安全的前提下，实现 “减污降碳、高效转化”，而非简单否定煤炭的能源价值这类研究贯穿煤炭利用的全生命周期，从开采后的洗选提质，到燃烧与转化环节的污染控制，再到末端的碳捕获与资源化利用，每一个环节的技术突破都旨在降低煤炭利用对环境的影响，让煤炭在能源结构转型期既能发挥基础支撑作用，又能适配低碳发展需求，最终构建 “高效、低碳、低污染” 的煤炭利用体系煤炭燃烧环节的清洁化研究，是煤炭清洁利用的核心领域之一，重点围绕 “提升燃烧效率、减少污染物生成” 展开，从源头降低煤炭利用的环境负荷研究方向集中在高效燃烧技术的研发与优化，通过突破超临界、超超临界发电技术的关键参数，如优化锅炉受热面设计、研发耐高温高压的合金材料，提升煤炭燃烧温度与压力，使单位发电量的煤炭消耗量显著降低，间接减少碳排放与污染物排放同时，低氮燃烧技术的研究致力于通过调整燃烧器结构、优化配风方式，抑制燃烧过程中氮氧化物的生成，避免传统燃烧方式中 “先生成再治理” 的被动局面；针对散煤燃烧这一污染重灾区，研究则聚焦于清洁型煤配方与专用燃烧器具的开发，通过添加固硫剂、助燃剂改善型煤燃烧性能，配合高效燃烧器具减少不完全燃烧带来的颗粒物与一氧化碳排放，从消费端降低散煤利用的污染。
煤炭转化环节的清洁化研究，聚焦于突破传统煤化工 “高耗低效、污染集中” 的瓶颈，推动煤炭从 “燃料” 向 “清洁原料” 转型，实现价值提升与污染减排的双重目标在煤化工领域，研究重点在于高端化、差异化转化技术，通过开发高效催化材料（如新型分子筛催化剂、金属有机框架材料）与绿色反应工艺，优化煤炭气化、液化过程的反应条件，降低单位产品的能耗与水耗，减少转化过程中二氧化碳、废水的排放；同时，避免低水平煤化工项目的重复建设，引导煤炭转化向高附加值产品（如高端聚烯烃、煤制乙二醇、特种化学品）延伸，提升煤炭资源的利用效率，减少资源浪费煤炭气化技术的优化研究也至关重要，通过改进气化炉结构、优化气化剂配比，提升煤炭转化率与合成气纯度，减少灰渣中未燃尽碳的含量，既降低能源损失，又减少固废处置压力，为后续合成气的清洁利用（如制氢、制甲醇）奠定基础煤炭利用过程中污染物的协同控制研究，旨在打破传统 “单一污染物单独治理” 的模式，通过一体化技术实现多污染物的同步去除，提升治理效率并降低成本研究方向包括脱硫、脱硝、脱尘一体化技术，通过整合活性炭吸附、低温等离子体等技术原理，设计多功能反应器，使烟气中的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物在同一装置中实现高效去除，避免多套设备串联带来的能耗增加与占地扩大；针对传统脱硫脱硝技术产生的副产物（如石膏、脱硝催化剂），研究则聚焦于资源化利用路径，如将脱硫石膏用于建筑材料生产、对废催化剂进行金属回收，避免二次污染。
此外，煤炭燃烧与转化过程中重金属（如汞、砷）的控制技术研究也逐步深入，通过开发高效吸附剂（如改性活性炭、飞灰基吸附材料），实现重金属的高效捕获，同时研究吸附剂的无害化处置与资源回收技术，构建 “捕获 — 处置 — 回收” 的全链条控制体系，确保污染物得到彻底治理碳捕获、利用与封存（ccus）技术的研究，是煤炭清洁利用实现 “深度减碳” 的关键支撑，旨在将煤炭利用过程中产生的二氧化碳进行有效捕获，并通过封存或资源化利用实现碳排放的净减少捕获环节的研究集中在高效、低成本捕获技术的开发，如新型胺类吸收剂的研发（降低再生能耗）、固体吸附材料的优化（提升吸附容量与循环稳定性）、膜分离技术的突破（提高二氧化碳选择性与渗透通量），这些技术的目标是降低捕获过程的能耗与成本，使其具备大规模应用的经济性封存与利用环节的研究则包括地质封存的安全性评估（如选择合适的封存地层、监测封存后二氧化碳的泄漏风险）、二氧化碳资源化利用路径的拓展（如用于驱油驱气、矿化制建材、合成化学品），通过 “封存” 与 “利用” 结合，既实现碳减排，又为二氧化碳赋予经济价值，推动 ccus 技术从 “成本消耗型” 向 “价值创造型” 转变，为煤炭在双碳目标下的长期利用提供可能。
低阶煤的清洁提质研究，针对低阶煤（如褐煤、长焰煤）水分高、灰分高、热值低、易自燃的特点，通过物理或化学方法提升其品质，降低利用过程中的污染与能耗物理提质技术的研究包括热解提质与成型提质，热解提质通过温和加热去除低阶煤中的水分与挥发分，提升热值与稳定性，同时回收热解产物（如焦油、煤气）实现资源综合利用；成型提质则通过高压成型将松散的低阶煤制成型煤，减少运输过程中的损耗与扬尘，同时可添加固硫剂等改善燃烧性能化学提质技术的研究则聚焦于通过温和氧化、加氢等反应，改善低阶煤的结构与性质，提升其在燃烧或转化过程中的反应活性，减少污染物生成低阶煤提质研究的核心不仅在于提升煤质，更在于优化工艺参数、降低提质过程的能耗，避免 “提质本身高耗能” 的问题，确保提质后的低阶煤在利用时能真正实现清洁高效煤炭清洁利用技术的经济性研究，是推动技术从实验室走向产业化的关键，旨在通过成本控制、工艺优化与政策协同，解决清洁技术 “好用但不贵” 的问题研究方向包括清洁技术的成本构成分析（如设备投资、运行成本、维护成本），通过材料国产化（如替代进口催化剂、吸附剂）、工艺简化（如减少设备环节、缩短流程）、规模化应用（降低单位产品的固定成本）降低技术成本；同时，研究清洁技术与现有产业体系的适配性，如在现有煤电厂、煤化工企业进行技术改造的可行性，避免 “推倒重来” 带来的额外投资，提升企业采用清洁技术的意愿。
此外，政策与市场机制的协同研究也不可或缺，如碳价、补贴、税收优惠等政策对清洁技术经济性的影响，通过构建 “技术 政策 市场” 的协同体系，让清洁技术在经济上具备竞争力，加速产业化落地煤炭与新能源的协同利用研究，是煤炭清洁利用的拓展方向，通过将煤炭与风电、光伏等新能源结合，实现能源系统整体的清洁化与稳定性提升研究重点包括煤电与新能源的协同调峰，通过优化煤电机组的灵活启停与深度调峰能力，配合新能源发电的波动性，确保能源供应稳定，同时减少煤电机组的无效运行时间，降低单位发电量的碳排放；煤炭与新能源的协同转化，如利用新能源电力进行煤炭的电解气化、低温提质，减少转化过程中化石能源的消耗，提升整体清洁度；此外，煤炭矿区的新能源开发研究也在推进，如利用矿区闲置土地、塌陷区建设光伏电站、风电项目，实现 “采煤” 与 “产绿电” 的协同，提升矿区能源供应的清洁比例，同时为煤炭企业转型提供新路径煤炭清洁利用研究的未来方向，将更注重 “多技术融合” 与 “全链条协同”，不再局限于单一环节或单一技术的突破，而是通过燃烧、转化、捕集、利用技术的整合，构建一体化的清洁利用系统例如，将高效燃烧技术与 ccus 技术结合，实现煤电的近零排放；将煤炭气化与新能源电解制氢结合，生产清洁燃料；同时，研究将贯穿煤炭利用的全链条，从资源勘查（选择优质低污染煤炭）、开采（绿色开采减少生态影响）到利用（清洁燃烧转化）、处置（污染物与碳的治理），形成全生命周期的清洁管控。
这种多维度、全链条的研究，既能确保煤炭在能源转型期的基础地位，又能使其持续适配低碳发展需求，最终实现能源安全与生态保护的双赢。