丹麥綠色能源技術(shù)PPT課件

1、丹麥綠色能源：概況 1987年布倫特蘭報告（Gro Harlem Brundtland ，Norway）: 可持續(xù)發(fā)展 1990s 丹麥政府推出“Energy 2000”、“Energy 21”等行動計劃，發(fā)展綠色能源。 重點： - 能效和熱電聯(lián)產(chǎn) - 增加天然氣和可再生能源 - 終端消費者節(jié)能 第1頁/共58頁丹麥綠色能源：概況1. 能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化第2頁/共58頁能源計量單位 能源計量單位 KJ：1000焦耳，MJ：100萬焦耳， GJ：10億焦耳，TJ：1萬億焦耳， PJ：1000萬億焦耳 依此類推： MWh：1000度（千瓦小時） GWh：100萬（度） TWh：10億度第3頁/共58頁丹

2、麥綠色能源：概況 2. 發(fā)展可再生能源 - 生物質(zhì)協(xié)議：140萬噸麥草、木屑作電廠燃料；提供5%的電力。 - 風(fēng)力發(fā)電占總電耗20%，風(fēng)機總裝機容量超過3100兆瓦（占電力裝機總量24%） - 建立了80個工業(yè)化沼氣廠 - 可再生能源占能源總消費量15%，2025年目標(biāo)是30%第4頁/共58頁丹麥綠色能源：概況3. 總體表現(xiàn) - 能源凈出口國：原油進口270萬噸，出口 1360萬噸（2005）； - GDP超過1980年的160%，總能耗幾乎未 增長； - CO2排放比1990年減少約17%。總排放量約5200萬噸，人均排放10.4噸（2003年按530萬人口計算）第5頁/共58頁過去20年中

3、三項指標(biāo)比較第6頁/共58頁丹麥綠色能源：技術(shù)案例 高效清潔燃燒 熱電聯(lián)產(chǎn) 工業(yè)化沼氣生產(chǎn) 風(fēng)能開發(fā) 生物乙醇/可燃氣 燃料電池 海浪發(fā)電 建筑節(jié)能第7頁/共58頁一、高效清潔燃燒 代表技術(shù) 1 超超臨界燃燒 （Ultra Super Critical - USC） 2 熱能垃圾處理 （Thermal Waste Treatment TWT） 第8頁/共58頁BWE公司的超超臨界鍋爐 蒸汽壓力參數(shù)320-350公斤/每平方厘米 蒸汽溫度參數(shù)595-650C 阿維多二號電站，發(fā)電效率49%，電廠綜合效率94%。 為130萬戶居民供電、20萬戶居民供熱。第9頁/共58頁第10頁/共58頁熱能垃圾處

4、理（TWT） 丹麥每年1500萬噸垃圾 （中國660個城市，年約1.4億噸垃圾/02） 65%回收利用：以垃圾分類為基礎(chǔ) 35%焚燒：其中95%用于能源生產(chǎn) 代表公司：Babcock & Wilcox Vlund ApS 代表技術(shù)：TWT 發(fā)展70年，參與建設(shè)300個生產(chǎn)線，400員工，全球伙伴企業(yè)1萬人第11頁/共58頁第12頁/共58頁The Reno Nord Waste Fired Power Plant in Aalborg. 第13頁/共58頁Vestforbraending：the largest waste-to-energy plant in Denmark handling

5、 more than 700,000 tons of waste anually 第14頁/共58頁二、熱電聯(lián)產(chǎn) 概念：電廠發(fā)電同時提供社會所需的熱水、取暖等消費，初級燃料消耗比分離的電、熱系統(tǒng)減少30% EP-81計劃推動天然氣、生物質(zhì)能和CHP 1990頒布供熱法令Heat Supply Act,同年議會批準CHP改造計劃：分三階段改造分立的地區(qū)供熱廠為CHP。 目前，超過90%電廠與地區(qū)供熱系統(tǒng)相連接第15頁/共58頁A large Danish heat transmission and distribution system 第16頁/共58頁The wood-fired CHP-p

6、lant in Assens supplies approximately 5,400 inhabitants of the community 第17頁/共58頁A heat meter at the point of heat supply to the building, and place heat allocaters at the radiators in the flats 第18頁/共58頁三、工業(yè)化沼氣生產(chǎn) 基本思路： - 用工業(yè)化的沼氣生產(chǎn)技術(shù)取代農(nóng)戶分散 和低效率的小型沼氣裝置； - 充分利用生物質(zhì)能源：75%農(nóng)場廢棄物 混合25%的工業(yè)有機廢料； - 不產(chǎn)生溫室氣體和空

7、氣污染； - 可獲得副產(chǎn)品：農(nóng)用液體肥料。第19頁/共58頁丹麥沼氣工廠的原料第20頁/共58頁三、工業(yè)化沼氣生產(chǎn) 80年代以來先后建立： - 20個集中式沼氣廠（Centralized Biogas Plant），日產(chǎn)氣量15000立米 - 60個農(nóng)場型沼氣廠（Single-farm Biogas Plant ），日產(chǎn)氣量200立米； - 計劃：至2025年再建50集中式沼氣廠。第21頁/共58頁20 centralized biogas plant in operationCapacity: 50-600 m3 slurry per day第22頁/共58頁55 single-farm b

8、iogas plants in operationCapacity: 5-50 m3 slurry per day第23頁/共58頁風(fēng)能開發(fā)：主要數(shù)據(jù)（07年） 風(fēng)機總裝機容量3124兆瓦，總數(shù)5212臺 風(fēng)能產(chǎn)電總量7.17TWh（TWh:10億度） 風(fēng)電占電力總消費量約20% 風(fēng)機制造產(chǎn)業(yè)出口：年約350億克朗 陸路風(fēng)機最大容量3.6(西門子風(fēng)電) 和 4.2兆瓦（威斯塔斯），其他多為2-3兆瓦。 陸上新裝風(fēng)機可靠性為98%-100%，離岸風(fēng)機為95%-97%。 第24頁/共58頁風(fēng)能開發(fā)：企業(yè)和科研 代表企業(yè)：威斯塔斯公司（Vestas Wind Systems），LM Glasfibe

9、r。 學(xué)術(shù)界研發(fā)支持 - 瑞索國家實驗室（Ris National Lab） 風(fēng)氣象學(xué)、風(fēng)資源、風(fēng)機測試和技術(shù)標(biāo)準 - 丹麥技術(shù)大學(xué)（DTU）：空氣動力學(xué) - 奧爾堡大學(xué)（Aalborg University）電力 電子、并網(wǎng)和控制技術(shù)等。第25頁/共58頁威斯塔斯公司：風(fēng)機制造 1979建立，現(xiàn)13000員工 占全球銷售28%，累計占33%（06） 風(fēng)機產(chǎn)品：0.85、1.65、1.8、2.0、3.0兆瓦 世界90%的離岸風(fēng)機丹麥制造第26頁/共58頁LM Glasfiber：風(fēng)扇葉技術(shù) 1940年建立，現(xiàn)4700員工。 1978始生產(chǎn)風(fēng)機葉片，累計制造95,000 葉片。 相當(dāng)于25000

10、兆瓦裝機容量或2500萬家庭用電 為世界前十位風(fēng)機企業(yè)配套。第27頁/共58頁第28頁/共58頁丹麥風(fēng)電：未來發(fā)展 主要發(fā)展離岸風(fēng)機：目前8個海上風(fēng)場，215臺風(fēng)機，離岸總裝機容量420MW。 2004年：確定新增400MW，使離岸總裝機容量達820MW 2025年：達到4600MW。 第29頁/共58頁五、生物乙醇和生物可燃氣 第一代生物乙醇：以糧食作物為原料 第二代生物乙醇：以農(nóng)作物秸稈為原料 生物可燃氣體 DTU環(huán)境與資源系：以城市垃圾為原料制取氫氣和甲烷，每噸垃圾產(chǎn)12立方米氫氣和133立方米甲烷。 第30頁/共58頁第一代和第二代乙醇的原料第31頁/共58頁生物乙醇的研究開發(fā) 第二代

11、乙醇的研發(fā)進展 - 瑞索實驗室：1噸收獲期玉米原料，可 生產(chǎn)約340升乙醇。 - Elsam公司：生物乙醇處理裝置，每小時處理1噸原料；目前處在運行測試階段 - DTU生物中心：1噸麥草原料可生產(chǎn)310 升乙醇、70立方米甲烷、20立方米氫和 230公斤固體燃料。第32頁/共58頁Elsam公司的生物乙醇示范裝置第33頁/共58頁第34頁/共58頁Biogasol公司的示范裝置第35頁/共58頁生物乙醇研發(fā)：優(yōu)勢和問題 丹麥生物乙醇主要技術(shù)優(yōu)勢 - 預(yù)處理技術(shù)（濕氧化法） - 酶制劑（諾維信公司提供） - 高溫生物工程菌 - 專業(yè)信息積累 主要技術(shù)問題 - 連續(xù)反應(yīng)過程 - 從低濃度液體獲取乙

12、醇第36頁/共58頁六、燃料電池 關(guān)于燃料電池 - 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置 - 以氫和氧為原料，通過催化劑起作用 - 燃料來自任何碳氫化合物 - 結(jié)構(gòu)：電極、電解質(zhì)、燃料管路等 - 具高效、無噪聲、無污染等特點第37頁/共58頁六、燃料電池：基本原理第38頁/共58頁六、燃料電池 主要類型： - 固體氧化物燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell - SOFC），工作于700-850C。 - 質(zhì)子交換膜燃料電池（Polymer Electrolyte membrane Fuel Cell- PEMFC），工作于常溫。 - 直接甲醇燃料電池（Direct Methanol Fuel

13、Cell），屬于PEMFC。第39頁/共58頁六、燃料電池 代表機構(gòu)： - Topsoe公司，與瑞索實驗室合作 - IRD公司，與DTU合作 應(yīng)用形式 - 大型固定供電裝置（超市、醫(yī)院等）； - 微型熱電聯(lián)產(chǎn)（Micro-CHP）； - 交通運輸輔助供系統(tǒng)； - 電動汽車供電 第40頁/共58頁Topsoe公司的燃料電池 公司2004年成立，現(xiàn)23雇員，一半有科技背景。 產(chǎn)品以SOFC為主，與瑞索國家實驗室合作第41頁/共58頁IRD公司的燃料電池和CHP DMFC: 0.1 - 1.0 kW PEM Systems: 5kW 第42頁/共58頁七、海浪發(fā)電 代表：波龍公司（Wave Drag

14、on APS） 離岸海波能裝置 - 設(shè)置在水深20-30米的海面 - 依海浪大小可產(chǎn)生4-11兆瓦功率 - 4兆瓦裝置可產(chǎn)生12GWh - 實驗裝置：Nissum Breding，第一個并 網(wǎng)發(fā)電裝置。 第43頁/共58頁七、海浪發(fā)電 海浪發(fā)電示意圖第44頁/共58頁第45頁/共58頁第46頁/共58頁第47頁/共58頁八、建筑節(jié)能 現(xiàn)狀和目標(biāo) - 2006丹麥住宅電耗每平米96度（KWh） - 目標(biāo)：2010年72度/ ，2015年48度/ 代表公司 - Velux公司：屋頂窗戶和太陽能房屋 - 丹佛斯公司（Danfoss）：冷熱控制技術(shù) - Rockwool Group：巖棉保溫材料第48頁/共58頁Velux公司：屋頂窗戶和太陽能房屋第49頁/共58頁第50頁/