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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：1
2、0亿度,丹麦绿色能源：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
3、麦绿色能源：技术案例,高效清洁燃烧 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
4、%回收利用：以垃圾分类为基础 35%焚烧：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
5、费，初级燃料消耗比分离的电、热系统减少30% 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 poin
6、t of heat supply to the 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
7、（Single-farm Biogas Plant ），日产气量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3
8、50亿克朗 陆路风机最大容量3.6(西门子风电) 和 4.2兆瓦（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3
9、3%（06） 风机产品：0.85、1.65、1.8、2.0、3.0兆瓦 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
10、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12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）
11、- 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
12、（Direct Methanol Fuel Cell），属于PEMFC。,六、燃料电池,代表机构： - Topsoe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
13、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：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 ！,
