2010年年底，火电装机占发电总装机容量的73.43%，煤电装机又占火电总装机容量的92%，当年发电消耗原煤约17.4亿吨，占全国原煤消耗总量的54%左右，并呈逐年增加之势。燃煤发电是二氧化硫、二氧化碳排放的主要来源，其排放量约占全国总排放量的一半，另外还要耗用大量的水资源，并产生一定的烟尘。
受资源禀赋影响，煤电在我国电源装机中占主导地位，这种状况在相当长时期内难以改变。为实现电机工业的可持续发展，减轻燃煤发电带来的资源和环境压力，我国燃煤发电将通过技术的不断升级，提高煤电机组的热效率，控制污染物的排放，最终实现煤电机组污染物的近零排放。
我国现有燃煤机组的平均热效率约为35.6%，低于发达国家先进水平，相应的污染物排放量也偏高。目前最先进的超超临界燃煤机组热效率可达45%，未来燃煤机组的热效率可进一步提高。
发展高效洁净煤电技术，是中国电机工业实现绿色、低碳、可持续发展的必然选择。依照当前燃煤发电技术水平，能够实现煤电高效清洁利用的技术主要是超超临界燃煤发电技术、超临界循环流化床发电技术、整体煤气化联合循环发电技术等。
随着天然气资源的进一步开发和利用，高效、洁净、安全的燃气—蒸汽联合循环发电技术也将得到更广泛的应用。
可以预计，未来我国火力发电设备中，高效、洁净煤发电机组逐渐成为主流，燃气轮机发电机组也将迈入自主品牌的发展阶段。
（1）超超临界燃煤发电机组
目前我国主要电力装备制造集团均能制造60万千瓦和100万千瓦级的超超临界火电机组，基本形成了百万千瓦级超超临界机组较为完整的研发、设计、制造技术体系，但关键配套件尚未完全实现国产化，在高温材料研发和生产方面还相对滞后，目前耐高温材料部分仍依靠进口。
展望超超临界燃煤发电装备的发展进程，到2015年，600℃超超临界机组用耐热钢等关键材料，可全部立足于国内生产。预计到2020年左右，我国将完全掌握超超临界60万千瓦和100万千瓦各系列机组的设计、制造技术，形成自主知识产权；超临界和超超临界机组将占当年运行火电机组总容量的30%左右。
（2）高效清洁燃烧的循环流化床（CFB）锅炉
通过引进消化吸收，我国已制造了一批30万千瓦CFB锅炉，目前已具备自主研制30万千瓦CFB锅炉的能力。自主研发的60万千瓦超临界CFB锅炉示范工程已依托四川白马电厂开始建设，并有望在2011年投运。
预计到2020年左右，优化创新的引进型30万千瓦CFB锅炉、完善提高的自主型30万千瓦CFB锅炉，都将成为成熟产品，并得到广泛应用；60万千瓦超临界CFB锅炉在完成自主开发及示范工程建设后，将成为国内煤炭洁净燃烧应用的主力装备，届时制造厂商也将具备提供全套设备的能力，可供用户选择。(www.xing528.com)
随着燃烧劣质煤的30万千瓦、60万千瓦CFB锅炉的广泛应用，我国历年积存和新产出的劣质煤资源将得到有效应用。
（3）整体煤气化联合循环（IGCC）发电设备
整体煤气化联合循环（IGCC）发电技术，是将煤气化和燃气—蒸汽联合循环发电相结合的一种洁净煤发电技术。IGCC技术实现了能量的梯级利用，具有大幅度提高热效率的发展前景，在目前的技术条件下，热效率已达43%。今后，随着燃气轮机技术的发展，热效率可达45%。IGCC机组的环保特性良好，可以与燃烧天然气的联合循环机组相媲美。
自20世纪90年代中期，荷兰、美国和西班牙等国陆续投产了四个大型IGCC发电商业化示范电站。经过十几年的运行证明，IGCC技术是一项成熟的洁净煤发电技术。
我国IGCC技术的发展，将通过自主研发和引进吸收并举的技术路线，通过建设示范电站，积累经验，逐步推广。展望IGCC发电设备的发展进程，在2015年前，华能绿色煤电天津25万千瓦级IGCC发电机组示范工程将建成并取得经验；中低热值煤气燃烧技术的开发和燃气轮机制造技术的国产化工作将加快进行。预计到2020年左右，40万千瓦级IGCC发电设备将实现商业运行示范，届时运行可靠性将达到90%，形成成熟的IGCC发电设备设计、运行和维护经验，并开始推广应用；IGCC多联产示范项目有望投入运行；E级和F级中低热值的燃气轮机制造技术实现国产化，国产化率达到80%以上；2000吨/日级干法、湿法气化炉达到商业化生产水平，能够自主设计和生产3000吨/日级气化炉。
（4）燃气—蒸汽联合循环发电机组
燃气—蒸汽联合循环发电机组，以天然气作为燃料，具有运行安全可靠、调峰性能好、效率高、排放污染低等优点。目前研制成功的G型和H型燃气轮机，燃用天然气联合循环工作时，其热效率分别能达到58%、60%。
图8-1 IGCC发电流程图
目前通过引进国外先进制造技术，逐步增加技术改造投入，分阶段实现国产化，重型燃气轮机制造自主化成效显著。但核心制造技术（热端部件）和维修服务技术尚由外方控股的合资企业掌握，重型燃气轮机的设计技术也未完全掌握。
从缓解资源和环境两方面压力看，燃气轮机的发展趋势是进一步提高效率和降低氮氧化物排放。提高效率的关键是提高燃气初温，这需要改进涡轮叶片的冷却技术，研制能耐更高温度的材料和级数更少而压缩比更高的压气机，并提高各个部件的效率；改善燃烧技术，逐步发展到超低氮氧化物（NOx）排放。另外，为适应分布式发电系统的发展，小型燃气轮机也有广泛的应用前景，特别是使用生物沼气、煤层气等低热值燃气的小型燃气轮机。
产学研相结合的开发路线是我国燃气轮机装备发展的主导思路，在加大资金投入和政策支持，加快设计制造关键技术[如耐高温材料、隔热陶瓷涂层、高精度铸造、压气机设计、超低氮氧化物（NOx）燃烧技术、燃气轮机冷却技术等]攻关后，有望逐步掌握关键核心技术，研制出具有自主知识产权的燃气轮机，形成我国重型燃气轮机自主开发能力。
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