丹麦绿色能源技术.ppt

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（GroHarlemBrundtland，Norway）:可持续发展1990s丹麦政府推出“Energy2000”、“Energy21”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（UltraSuperCritical-USC）2热能垃圾处理（ThermalWasteTreatmentTWT）,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：其中95%用于能源生产代表公司：Babcock&WilcoxVlundApS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,TheRenoNordWasteFiredPowerPlantinAalborg.,Vestforbraending：thelargestwaste-to-energyplantinDenmarkhandlingmorethan700,000tonsofwasteanually,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%EP-81计划推动天然气、生物质能和CHP1990颁布供热法令HeatSupplyAct,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,AlargeDanishheattransmissionanddistributionsystem,Thewood-firedCHP-plantinAssenssuppliesapproximately5,400inhabitantsofthecommunity,Aheatmeteratthepointofheatsupplytothebuilding,andplaceheatallocatersattheradiatorsintheflats,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（CentralizedBiogasPlant），日产气量15000立米-60个农场型沼气厂（Single-farmBiogasPlant），日产气量200立米；-计划：至2025年再建50集中式沼气厂。,20centralizedbiogasplantinoperationCapacity:50-600m3slurryperday,55single-farmbiogasplantsinoperationCapacity:5-50m3slurryperday,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（VestasWindSystems），LMGlasfiber。学术界研发支持-瑞索国家实验室（RisNationalLab）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（AalborgUniversity）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、3.0兆瓦世界90%的离岸风机丹麦制造,LMGlasfiber：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820MW2025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）-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（SolidOxideFuelCell-SOFC），工作于700-850C。-质子交换膜燃料电池（PolymerElectrolytemembraneFuelCell-PEMFC），工作于常温。-直接甲醇燃料电池（DirectMethanolFuelCell），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:0.1-1.0kW,PEMSystems:5kW,七、海浪发电,代表：波龙公司（WaveDragonAPS）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：NissumBreding，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）：