我国以煤为主的一次能源结构在今后几十年内很难改变，但传统的煤炭利用方式浪费资源、污染环境，不可持续发展。以煤气化为基础的IGCC和联产是在我国当前能源环境面临问题的背景下提出的能源、资源、环境一体化的可持续发展的清洁高效能源系统，可以同时满足我国经济、社会发展的电力、液体燃料和化学品等方面的需求。本文以“十五”和“十一五”期间IGCC和联产系统和关键技术研发和示范为背景，根据分阶段实施的步骤并结合示范系统进行如下方面的研究：1．煤气化电力-甲醇联产示范工程运行及评价通过我国首座煤气化电力-甲醇联产示范工程的运行试验，对示范系统的各种运行模式进行数据采集、分析、比较和评价，验证了所建立的关键单元及子流程的模型；得出联产系统比分产系统总能利用效率高3.14个百分点，验证了联产系统的优越性；同时，采用合理的系统评价指标对各种运行模式进行量化分析，指出了提高系统总能利用效率的途径。2．120MWe级及200MWe级IGCC电站系统方案设计与性能预报对我国即将建设的典型IGCC示范工程——120MWe级及200MWe级IGCC电站进行系统设计和比较，通过对采用不同气化技术的IGCC电站的技术、经济分析，得出以粉煤加压密相输运床气化技术为基础的IGCC在效率、经济性和可靠性方面具有优势，为示范工程的技术方案优选提供依据。3．60MWe电—16万吨／年合成油联产系统方案设计与性能预报基于示范工程情况，对采用鲁奇加压固定床气化炉并结合煤层气利用的油电联产示范工程进行两种技术方案的设计、计算和比较，并在技术方案的基础上进行经济性分析。现有结果表明，以一部分煤层气替代煤制取合成气在技术和经济上是可行的。4．煤直接制氢系统研究对引入CO₂吸收体的煤直接制氢系统进行研究，通过模拟计算研究了不同操作参数、反应条件对制氢效率和产物中氢纯度的影响，初步确定了系统的主要参数。对不同工艺路线的直接制氢系统进行了模拟计算、分析和比较，结果表明引入CO₂吸收体的煤直接制氢系统具有较高的制氢效率，且具有CO₂捕集与封存的优势。在此基础上提出了两种基于煤直接制氢技术的未来先进联产系统，为氢电联产系统的发展提供了参考。