燃烧是化石能源利用的主要方式，煤炭是发电厂的主要化石燃料[44]。煤炭发电主要有3种基本方法：粉煤（PC）燃烧、流化床燃烧（FBC）和整体煤炭气化联合循环（IGCC）。
粉煤燃烧锅炉，在世界范围内得到广泛应用（在发达国家和发展中国家[7]），在目前操作条件下，规模相对较大的粉煤燃烧锅炉可以使热效率达到最大化[45]。目前无烟煤、超临界粉煤的燃烧效率为45%，未来可增加到48%；这项技术对大型发电厂是较好的选择（或许到2020年一直是这样）。对于硬煤，超临界粉煤的燃烧效率大于43%（利用德国Niederaussem电厂所谓的燃用褐煤发电设备），目标是50%，如果进行预干燥处理和应用新材料则效率会更高[15]。关于洁净煤技术中能源消耗、效率、二氧化碳的排放、与常规粉煤系统相比二氧化碳的具体减少量的分析研究如表2.3所示[46]。
表2.3 能量消耗、电网效率和发电系统的CO2排放量
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流化床燃烧锅炉（鼓泡床锅炉、增压循环流化床锅炉）目前已经商业化。流化床锅炉更适合用于小容量场合以及高灰煤炭，目前效率为40%，期望达到44%[15]。FBC可以利用石灰石减少氮化物和固态硫的排放。从煤炭中释放的硫以二氧化硫的形式被注入到炉膛中的石灰石吸收。大约90%的硫能以固态化合物的形式和煤灰一起被去除。流化床燃烧锅炉工作温度与传统粉煤锅炉相比要低得多，这将大大减少氮氧化物的生成[9]。
整体煤炭气化联合循环涉及到煤炭的完全气化，通常与氧气、蒸汽一起产生涡轮机燃烧用的高热值燃料气体[44]。燃料气体很清洁，在气体涡轮机中燃烧发电并产生蒸汽用于循环。目前这项技术的效率为45%，计划发展提高到50%[47]。IGCC发电厂原料的灵活性比较高（例如可以是硬煤、褐煤、生物质和废弃物），而且二氧化碳的捕获潜能比较高。尽管我们都熟知IGCC技术的所有主要部分，但整体实现依旧很困难（目前世界范围内大约有160家电厂应用了IGCC技术）[3]。
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