洁净煤技术

作者：胡传宝, 文中, 王灿, 刘会家, 张业伟

关键词：整体煤气化燃料电池,碳捕集,电转气,多能互补,源–荷–网–储一体化

在全球能源需求持续增长与气候变化加剧的双重挑战下，传统化石燃料的过度消耗引发了严峻的环境问题，其中二氧化碳排放的持续攀升尤为突出。为达成碳中和目标，各国正加速推进能源体系变革，清洁能源技术研发成为关键方向。整体煤气化燃料电池（Integrated Gasification Fuel Cell，IGFC）发电系统作为一种先进的煤炭清洁技术，是加快“双碳”目标实现的有效途径，基于整体煤气化燃料电池构建低碳、经济化的源–网–荷–储灵活运行机制具有重大前瞻性意义。为了促进大规模可再生新能源消纳和减少电力系统碳排放，提出一种适应高比例可再生能源接入和多能互补的新型电力系统以实现经济与低碳运行的双重目标。首先，构建整体煤气化燃料电池–电解槽(Electrolyzer，EL)氢电联产运行框架，合理调配多种能源相互转化；其次，分析系统运行中的电碳特性与碳利用效率，提出二氧化碳处理模型，提高风光消纳水平的同时增加碳捕集（Carbon Capture Storage，CCS）量；最后，提出多能互补的源–网–荷–储联合运行策略，以综合成本最小化为目标构建优化调度模型，通过算例对比分析，相比于传统IGFC碳捕集电厂碳捕集量提高49%，弃风光量下降98.2%，综合成本下降32.4%。结果表明：所提出模型不仅能够有效提高碳捕集率，同时释放了机组灵活性，缓解了机组供能与脱碳目标之间的矛盾，在满足高比例可再生能源消纳与多能源互补的需求下，仍能兼顾低碳排放量。

来源：2025年第5期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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