在“双碳”目标下，煤炭发电逐渐由主体能源向托底能源转变，燃煤发电技术在煤炭清洁处理、高效率发电及排放物低碳处理等各方面不断发展，同时也向深度调峰辅助服务、“燃煤+”耦合发电等方向转型，探索高效清洁的先进煤炭发电技术意义重大。分析超临界煤气化、超临界煤液化以及超临界水煤氧化等煤炭清洁利用技术的研究现状，讨论超临界水煤氧化热力发电技术、超临界CO2动力循环技术、整体煤气化联合循环技术、超超临界循环流化床技术等先进燃煤低碳发电方式的技术特点，论述碳捕集利用与封存技术的发展趋势，同时展望煤炭清洁利用发电技术的转型方向，为碳达峰碳中和目标的实现提供发展思路。
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引言“2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和”（简称“双碳”目标）是中国在解决全球气候问题方面的具体目标和庄严承诺。中国长期存在“多煤少油少气”的资源禀赋，煤炭仍将在中国能源结构中占据重要地位。根据中电联最新数据显示，截至2022年4月，中国煤电装机占比已下降至46%左右，但仍提供近60%的发电量，在“双碳”目标下，探索低碳高效的煤炭清洁利用发电技术至关重要[1-4]。超临界煤液化技术[5-12]、超临界煤气化技术[13-21]和超临界水煤氧化技术[22-23]是重要的煤炭清洁利用方式，可充分利用煤炭热值，将原煤加工转化成航天燃油、燃气、氢能等不同类型的清洁能源，是未来煤炭清洁利用、寻求清洁高效发电技术的前端关键技术和基础环节；超临界水煤氧化热力发电技术[24-26]、超临界CO2动力循环技术[27-28]、整体煤气化联合循环技术（integrated gasification combined cycle，IGCC）[29-31]以及超临界循环流化床技术[32-33]是国内外燃煤低碳高效发电技术的重要发展方向，可有效提高化石能源的发电效率，同时实现较低污染物排放；碳捕集利用与封存技术（carbon capture utilization and storage，CCUS）[34-39]是“双碳”目标实现的重要技术手段，将燃煤发电厂尾气中CO2直接捕集固定，提纯后投入新的生产过程进行循环再利用，既可以实现电力行业零碳排放，又可以实现碳资源的有效利用，产生额外的经济效益；同时随着煤炭发电向着保障性、基础性能源方向转型，对燃煤机组的灵活性改造和参与调峰辅助服务[40-41]成为必然选择，“燃煤+”耦合发电技术[42-47]也成为燃煤发电技术转型的重要方向。
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