中外对话：在中国，煤是能源的主角，而且大部分煤都直接用于燃烧。燃煤都会引起哪些严重的环境问题？
倪维斗：我国能源资源的特点是多煤、贫油、少气，煤炭在我国一次能源生产和消费中一直占有主导地位。2005年我国的能源消费量达到22.2亿吨标准煤，其中煤炭消费占到能源消费总量的接近70%。从使用方式上看，煤炭消费量的80%直接用于燃烧，燃煤火电厂燃煤量占煤炭消耗量的50%以上，而在我国电力结构中70%以上是燃煤火力发电，水利发电、核电等清洁发电形式合计所占比例不足30%。
煤燃烧时除产生大量烟尘外，还会产生一氧化碳、二氧化碳、硫氧化物、氮氧化物、烃类有机物等有害物质。这些污染物如果不加控制，将会对人类健康和环境产生重大的破坏作用。二氧化碳是公认的温室气体，其减排正在受到全球重视，而我国目前二氧化碳排放量居世界第二，燃煤是其主要来源。煤燃烧的另一种污染物二氧化硫是引起酸雨的罪魁祸首。我国目前燃煤产生的二氧化硫排放量占全国二氧化硫排放总量的90%以上，全国二氧化硫排放总量居世界第一。
中外对话：哪些手段能够有效解决燃煤产生的有害物质呢？
倪维斗：减排二氧化碳，目前要从采用清洁煤发电技术和提高发电效率着手。超临界和超超临界发电是目前提高煤的直接燃烧效率的主流技术。何为超临界、超超临界呢？简单地说，就是通过燃煤锅炉将水加热从液态变成汽态，产生蒸汽的压力大于临界压力范围称为超临界，优化的或高效的超临界参数为超超临界。
在减排二氧化硫方面，我国对燃煤火电的脱硫工作已全面展开。到2005年底，全国已建成火电脱硫设施超过2亿千瓦，约占火电总装机的20%，可形成200多万吨的脱硫能力。但是，由于脱硫设施在短时间内大量建设，维护和监督管理工作不到位，造成脱硫工程质量难以得到有效保证，许多脱硫项目建成后无法正常运行，效率低，故障发生率高，达不到应有的脱硫效果。
我们必须找到更有效的清洁利用煤的方式。目前，煤的气化技术被认为是最清洁的煤转化利用方式，可以说是未来煤的洁净利用技术的基础。
中外对话：什么是煤的气化？煤的气化可以完全避免直接燃烧所带来的环境问题吗？
倪维斗：煤的气化技术可以把煤在利用过程中对环境的影响降到最低。
煤的气化是一个热化学过程，以煤或石油焦为原料，以氧气、蒸汽为气化剂，在高温的条件下，通过部分氧化反应将原料煤从固体燃料转化为气体燃料（主要成分是一氧化碳和氢气）的过程。煤气化工艺并不是一个新鲜的技术，很久前就被广泛使用于化工行业的合成氨、甲醇厂等，比较成熟。随着整体煤气化联合循环发电概念的验证以及商业化推广，将煤气化所得的合成气作为燃料发电已经成为一种清洁煤发电技术。之所以清洁是因为气化得到的含有硫成分的合成气可以在燃烧发电前通过净化工艺，除去灰分和绝大部分的硫化物。这种燃烧前脱硫要比燃烧后烟气脱硫容易、有效的多。
进而，以煤的气化为核心，将发电和化工耦合在一起，则又可以形成多联产系统。
中外对话：以煤的气化为核心的多联产系统是怎么回事？建立这一系统有哪些好处？
倪维斗：以煤气化为核心的多联产能源系统，是从环境污染的角度和从更好地解决我国液体燃料短缺问题的角度提出的。简单来讲就是通过煤气化工艺将煤转变为合成气，合成气经过净化后可以用于化工产品（例如甲醇、二甲醚，它们都是很好的液体替代燃料）合成和发电。
这种发电和化工耦合的系统可以实现能量流和物质流的优化梯级利用，与单独生产相比，可以降低能耗、可以实现煤的清洁发电，有需要时还可以实现二氧化碳的减排。从长远来看，人类必须实施在用能过程中减排二氧化碳。多联产系统给减排二氧化碳提供了有利条件，比从燃煤电厂烟气中捕获二氧化碳要方便得多。总的来说，它将多种产品生产过程优化耦合在一起，比分别生产相关产品在基本投资、单位产品成本、污染的排放（硫、汞、颗粒物）等方面都有显著的效益。
中外对话：多联产系统技术现在成熟吗？怎样才能推广到实际应用中？目前的障碍在哪里？
倪维斗：组成多联产系统的绝大部分工艺技术是成熟的，只要我国各部门（煤炭、化工、电力）打破行业界线，通力合作，加上国际合作，在3~5年内就有可能建立大型的示范多联产装置，并在2020年前后有相当数量的推广。
目前，多联产系统已经得到了国家的重视，就在最近公布的新一轮的“国家新技术研究发展计划”（“863”项目）中，将多联产系统及其示范工程的研究列入其中，明确要在我国建造多联产系统的示范工程。
多联产系统在提高能源利用效率、减少环境污染方面有不凡潜力，花费整个一代人的精力去研究也不为过。
中外对话：目前液体车用燃料短缺日益严重，这个多联产系统可以用于汽车动力系统的能源供应吗？
倪维斗：在多联产系统中与电力联产的是甲醇、二甲醚等这类可以作为替代液体燃料的产品，可以有份额地缓解我国石油的短缺。
例如，甲醇与汽油混合可调制成各种比例的甲醇汽油，也可以使用100%的甲醇作为特制汽车的燃料。相对于汽油等传统液体燃料，甲醇等液体燃料具有原料多样、来源丰富、燃烧完全、排放良好等显著特性。二甲醚则是柴油的良好替代品，从燃烧程度看，比柴油效率略高、污染小、噪音低，只是需要对现有燃油系统进行改造。
目前中国国内的多所高校，如上海交通大学和西安交通大学，都在对燃用甲醇、二甲醚的汽车开展研究，包括对燃油喷射系统的零件的磨损以及喷射时间的严格控制、发动机密封件性能的影响等问题。他们的研究成果已经得到应用，上海市将有10~15辆以二甲醚为动力的公交车示范运行。
首页照片由LHOON摄
倪维斗，清华大学热能工程系教授，中国工程院院士。曾任清华大学副校长。现任北京市科协副主席，中国环境与发展国际合作委员会能源战略与技术工作组中方组长。
