La tecnología de captura, utilización y almacenamiento de carbono (CCUS) es esencial para lograr la transformación y modernización de bajo carbono de la industria del carbón. Este estudio aplica la teoría del control óptimo para analizar la optimización dinámica de la inversión en innovación tecnológica de CCUS en las centrales de carbón bajo un impuesto de protección ambiental. Se construye un modelo de control dinámico para analizar las decisiones de inversión de las empresas en el equilibrio de estado estacionario del sistema, y se realizan simulaciones numéricas. El estudio muestra que, bajo las condiciones de maximización de beneficios y maximización del bienestar social, existe un claro punto de silla en el estado estacionario; el impuesto de protección ambiental afecta la inversión en innovación tecnológica en las centrales de carbón, lo que a su vez afecta los precios de la electricidad; la tasa de aprendizaje de la acumulación de conocimiento también impacta la inversión en innovación tecnológica: bajo la condición de maximización del bienestar social, los niveles de inversión en innovación tecnológica, tecnología y acumulación de conocimiento son más altos que los de maximización de beneficios.