1、丹麦的绿色能源,科技处 章宁 2009年2月12日,丹麦绿色能源：概况,1987年布伦特兰报告（Gro Harlem Brundtland ，Norway）: 可持续发展 1990s 丹麦政府推出“Energy 2000”、“Energy 21”等行动计划，发展绿色能源。 重点：- 能效和热电联产 - 增加天然气和可再生能源- 终端消费者节能,丹麦绿色能源：概况,1. 能源结构优化,能源计量单位,能源计量单位 KJ：1000焦耳，MJ：100万焦耳，GJ：10亿焦耳，TJ：1万亿焦耳，PJ：1000万亿焦耳 依此类推：MWh：1000度（千瓦小时）GWh：100万（度）TWh：10亿度,丹麦绿
2、色能源：概况,2. 发展可再生能源- 生物质协议：140万吨麦草、木屑作电厂燃料；提供5%的电力。- 风力发电占总电耗20%，风机总装机容量超过3100兆瓦（占电力装机总量24%）- 建立了80个工业化沼气厂- 可再生能源占能源总消费量15%，2025年目标是30%,丹麦绿色能源：概况,3. 总体表现- 能源净出口国：原油进口270万吨，出口1360万吨（2005）；- GDP超过1980年的160%，总能耗几乎未 增长；- CO2排放比1990年减少约17%。总排放量约5200万吨，人均排放10.4吨（2003年按530万人口计算）,过去20年中三项指标比较,丹麦绿色能源：技术案例,高效清洁
3、燃烧 热电联产 工业化沼气生产 风能开发 生物乙醇/可燃气 燃料电池 海浪发电 建筑节能,一、高效清洁燃烧,代表技术1 超超临界燃烧（Ultra Super Critical - USC）2 热能垃圾处理（Thermal Waste Treatment TWT）,BWE公司的超超临界锅炉,蒸汽压力参数320-350公斤/每平方厘米蒸汽温度参数595-650C 阿维多二号电站，发电效率49%，电厂综合效率94%。 为130万户居民供电、20万户居民供热。,热能垃圾处理（TWT）,丹麦每年1500万吨垃圾（中国660个城市，年约1.4亿吨垃圾/02） 65%回收利用：以垃圾分类为基础 35%焚烧：
4、其中95%用于能源生产 代表公司：Babcock & Wilcox Vlund ApS 代表技术：TWT 发展70年，参与建设300个生产线，400员工，全球伙伴企业1万人,The Reno Nord Waste Fired Power Plant in Aalborg.,Vestforbraending： the largest waste-to-energy plant in Denmark handling more than 700,000 tons of waste anually,二、热电联产,概念：电厂发电同时提供社会所需的热水、取暖等消费，初级燃料消耗比分离的电、热系统减少30
5、% EP-81计划推动天然气、生物质能和CHP 1990颁布供热法令Heat Supply Act,同年议会批准CHP改造计划：分三阶段改造分立的地区供热厂为CHP。 目前，超过90%电厂与地区供热系统相连接,A large Danish heat transmission and distribution system,The wood-fired CHP-plant in Assens supplies approximately 5,400 inhabitants of the community,A heat meter at the point of heat supply to t
6、he building, and place heat allocaters at the radiators in the flats,三、工业化沼气生产,基本思路：- 用工业化的沼气生产技术取代农户分散和低效率的小型沼气装置；- 充分利用生物质能源：75%农场废弃物混合25%的工业有机废料；- 不产生温室气体和空气污染；- 可获得副产品：农用液体肥料。,丹麦沼气工厂的原料,三、工业化沼气生产,80年代以来先后建立：- 20个集中式沼气厂（Centralized Biogas Plant），日产气量15000立米- 60个农场型沼气厂（Single-farm Biogas Plant ），日
7、产气量200立米；- 计划：至2025年再建50集中式沼气厂。,20 centralized biogas plant in operation Capacity: 50-600 m3 slurry per day,55 single-farm biogas plants in operation Capacity: 5-50 m3 slurry per day,风能开发：主要数据（07年）,风机总装机容量3124兆瓦，总数5212台 风能产电总量7.17TWh（TWh:10亿度） 风电占电力总消费量约20% 风机制造产业出口：年约350亿克朗 陆路风机最大容量3.6(西门子风电) 和 4.2
8、兆瓦（威斯塔斯），其他多为2-3兆瓦。 陆上新装风机可靠性为98%-100%，离岸风机为95%-97%。,风能开发：企业和科研,代表企业：威斯塔斯公司（Vestas Wind Systems），LM Glasfiber。 学术界研发支持- 瑞索国家实验室（Ris National Lab） 风气象学、风资源、风机测试和技术标准- 丹麦技术大学（DTU）：空气动力学- 奥尔堡大学（Aalborg University）电力电子、并网和控制技术等。,威斯塔斯公司：风机制造,1979建立，现13000员工 占全球销售28%，累计占33%（06） 风机产品：0.85、1.65、1.8、2.0、3.0兆
9、瓦 世界90%的离岸风机丹麦制造,LM Glasfiber：风扇叶技术,1940年建立，现4700员工。 1978始生产风机叶片，累计制造95,000 叶片。 相当于25000兆瓦装机容量或2500万家庭用电 为世界前十位风机企业配套。,丹麦风电：未来发展,主要发展离岸风机：目前8个海上风场，215台风机，离岸总装机容量420MW。 2004年：确定新增400MW，使离岸总装机容量达820MW 2025年：达到4600MW。,五、生物乙醇和生物可燃气,第一代生物乙醇：以粮食作物为原料 第二代生物乙醇：以农作物秸秆为原料生物可燃气体DTU环境与资源系：以城市垃圾为原料制取氢气和甲烷，每吨垃圾产1
10、2立方米氢气和133立方米甲烷。,第一代和第二代乙醇的原料,生物乙醇的研究开发,第二代乙醇的研发进展- 瑞索实验室：1吨收获期玉米原料，可生产约340升乙醇。- Elsam公司：生物乙醇处理装置，每小时处理1吨原料；目前处在运行测试阶段 - DTU生物中心：1吨麦草原料可生产310 升乙醇、70立方米甲烷、20立方米氢和 230公斤固体燃料。,Elsam公司的生物乙醇示范装置,Biogasol公司的示范装置,生物乙醇研发：优势和问题,丹麦生物乙醇主要技术优势- 预处理技术（湿氧化法）- 酶制剂（诺维信公司提供）- 高温生物工程菌- 专业信息积累 主要技术问题- 连续反应过程- 从低浓度液体获取
11、乙醇,六、燃料电池,关于燃料电池- 化学能转化为电能的装置- 以氢和氧为原料，通过催化剂起作用- 燃料来自任何碳氢化合物- 结构：电极、电解质、燃料管路等- 具高效、无噪声、无污染等特点,六、燃料电池：基本原理,六、燃料电池,主要类型：- 固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell - SOFC），工作于700-850C。- 质子交换膜燃料电池（Polymer Electrolyte membrane Fuel Cell- PEMFC），工作于常温。 - 直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell），属于PEMFC。,六、燃料电池,代表机构：- T
12、opsoe公司，与瑞索实验室合作- IRD公司，与DTU合作 应用形式- 大型固定供电装置（超市、医院等）；- 微型热电联产（Micro-CHP）；- 交通运输辅助供系统；- 电动汽车供电,Topsoe公司的燃料电池,公司2004年成立，现23雇员，一半有科技背景。 产品以SOFC为主，与瑞索国家实验室合作,IRD公司的燃料电池和CHP,DMFC: 0.1 - 1.0 kW,PEM Systems: 5kW,七、海浪发电,代表：波龙公司（Wave Dragon APS） 离岸海波能装置- 设置在水深20-30米的海面- 依海浪大小可产生4-11兆瓦功率- 4兆瓦装置可产生12GWh- 实验装置
13、：Nissum Breding，第一个并网发电装置。,七、海浪发电,海浪发电示意图,八、建筑节能,现状和目标- 2006丹麦住宅电耗每平米96度（KWh）- 目标：2010年72度/ ，2015年48度/ 代表公司- Velux公司：屋顶窗户和太阳能房屋- 丹佛斯公司（Danfoss）：冷热控制技术- Rockwool Group：岩棉保温材料,Velux公司：屋顶窗户和太阳能房屋,丹佛斯公司：制冷供热控制,各种阀门,热泵：供热、制冷、热水,丹佛斯公司：太阳能供热,Rockwool 集团：岩棉保温材料,丹麦案例的启示,代表工业化国家的发展走向 从观念到现实：社会运行机制的作用- 政治理念- 政策措施- 企业行动- 研发支持 企业把研究成果转变为新的社会消费,谢 谢 ！,
