丹麦绿色能源技术PPT课件

1、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 第1页/共58页丹麦绿色能源：概况1. 能源结构优化第2页/共58页能源计量单位 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：10亿度第3页/共58页丹

2、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%第4页/共58页丹麦绿色能源：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）第5页/共58页过去20年中

3、三项指标比较第6页/共58页丹麦绿色能源：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 建筑节能第7页/共58页一、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） 第8页/共58页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。第9页/共58页第10页/共58页热能垃圾处

4、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 & 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1万人第11页/共58页第12页/共58页The Reno Nord Waste Fired Power Plant in Aalborg. 第13页/共58页Vestforbraending：the largest waste-to-energy plant in Denmark handling

5、 more than 700,000 tons of waste anually 第14页/共58页二、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第15页/共58页A large Danish heat transmission and distribution system 第16页/共58页The wood-fired CHP-p

6、lant in Assens supplies approximately 5,400 inhabitants of the community 第17页/共58页A heat meter at the point of heat supply to the building, and place heat allocaters at the radiators in the flats 第18页/共58页三、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

7、气污染； - 可获得副产品：农用液体肥料。第19页/共58页丹麦沼气工厂的原料第20页/共58页三、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 ），日产气量200立米； - 计划：至2025年再建50集中式沼气厂。第21页/共58页20 centralized biogas plant in operationCapacity: 50-600 m3 slurry per day第22页/共58页55 single-farm b

8、iogas plants in operationCapacity: 5-50 m3 slurry per day第23页/共58页风能开发：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%。 第24页/共58页风能开发：企业和科研 代表企业：威斯塔斯公司（Vestas Wind Systems），LM Glasfibe

9、r。 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。第25页/共58页威斯塔斯公司：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第26页/共58页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

10、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。第27页/共58页第28页/共58页丹麦风电：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。 第29页/共58页五、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30页/共58页第一代和第二代乙醇的原料第31页/共58页生物乙醇的研究开发 第二代

11、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。第32页/共58页Elsam公司的生物乙醇示范装置第33页/共58页第34页/共58页Biogasol公司的示范装置第35页/共58页生物乙醇研发：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

12、醇第36页/共58页六、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、无污染等特点第37页/共58页六、燃料电池：基本原理第38页/共58页六、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

13、Cell），属于PEMFC。第39页/共58页六、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 第40页/共58页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第41页/共58页IRD公司的燃料电池和CHP DMFC: 0.1 - 1.0 kW PEM Systems: 5kW 第42页/共58页七、海浪发电 代表：波龙公司（Wave Drag

14、on 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：Nissum Breding，第一个并 网发电装置。 第43页/共58页七、海浪发电 海浪发电示意图第44页/共58页第45页/共58页第46页/共58页第47页/共58页八、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：岩棉保温材料第48页/共58页Velux公司：屋顶窗户和太阳能房屋第49页/共58页第50页/