丹麦的能源环保产业


丹麦是举世公认的能源问题解决得最好的国家之一。1973 年第一次石油危 机后，丹麦大力调整能源结构，依靠科技进步，提高能源效率，积极开发可再生 能源，探索出了一条能源“高效、清洁、可持续”发展的道路。从 1980 年至今，
丹麦的 GDP 增长了近 60%，但能源消耗基本维持不变，取得了令世人瞩目的成就。

一、风力发电
丹麦的风力发电研究始于 1891 年，是世界上最早开始进行风力发电研究和 应用的少数国家之一。经过多年发展，丹麦已形成了本国的风电产业和有竞争力 的风机制造业，其风机生产覆盖全球约 40%的市场份额。截止 2006 年底，丹麦
风力发电总装机容量达 3135 兆瓦（MW），在仅 4 万多平方公里的国土面积上有
5266 台风机在运转。近年来丹麦风能发展的一个重要趋势是向海上发展，截止
2005 年底丹麦海上风力发电场已达 8 个，装机容量 423MW，另有 2 个各 200MW 的海上风力发电厂在招标建设中。2005 年，丹麦风力发电已占到整个发电量的
20.8%，政府期望到 2009 年达到 25%，2025 年达到 30%。丹麦风力工业协会（Danish
Wind Industry Association-DWIA）提出更加雄心勃勃的“风力 50”计划，建 议到 2025 年丹麦风电占全部电力消耗比重的 50%，计划在目前基础上再增加 1700
台风机。


九十年代以来，丹麦风电发展迅速，风电产业成为丹麦少数领先全球市场的 领域，每年营业额超过 50 亿丹麦克朗，为超过 2 万人提供就业机会。随着科技 的不断进步，风机的功率越来越大，且提高很快。在 2000 年时，全国每台风机 平均功率为 856KW，2002 年增至 1356KW，2003 年则一跃增至 2045KW。今后的趋 势是用 3MW 风力发电机代替现在的 2MW 电机，5MW 甚至 10MW 的风机也正在研制



中。另一方面，在过去 20 多年中，风电成本减少了约 3/4，1981 年的风电成本 为每度电 1.2 克郎左右，至 1999 年就下降至 0.3 克郎左右（约合 0.4 元人民币）。 风机的尺寸在过去 15 年中也有戏剧性的变化。由于技术的快速进步，今日可普
遍见到的旋转直径为 48 ~54 米、输出功率为 750 ~ 1,000KW 的风机，正在被功
率为 2,000KW、机塔高 70 ~80 米、机翼旋转直径达 72 米的风机所替代。现在， 一台 2,000KW 的风机所产生的电量比 1980 年 135 台风机的总和还要多，单机发 电量大大增加。

二、生物能源


生物能或生物质能（Bio-energy/Biomass Energy）是可再生能源的形式之 一。其主要来自能源植物或农、林、渔业副产物（秸秆、木屑、加工企业有机废 物、动物粪便等），是从生物可再生原质转换而得的能源形式。生物质能是惟一 能够以气态、液态和固体形态存在的可再生能。


在生物能应用技术领域，存在着几个基本应用方向。一是把农作物秸秆、木 屑作为燃料直接燃烧，转换为能源。二是利用转化技术把生物质转变为液态、气 态和固态的能源载体，包括：把农作物和秸秆转化为生物酒精、生物柴油，把有 机农业废物转变为可燃气体等。三是开发专门作为能源资源的植物和农作物，并 辟出耕地种植这些经培养精选、具有较高能量密度的植物。

（一）桔杆发电和供热


20 世纪 80 年代，丹麦政府限制农户焚烧田间的农作物秸秆，而是把这些秸 秆提供给 120 个地区供热锅炉和 10 万个家庭小型供热装置作为燃料。1993 年 6 月 14 日，丹麦议会通过生物质协议（Biomass Agreement）。按照这一协议，大 型电厂必需每年使用 120 万吨麦草和 20 万吨木屑作为热电联产的燃料。目前，
15 个以生物质为燃料的热电联产厂产生 4000 万瓦电力，麦草和木屑贡献于丹麦 约 5%的电力消费。

用秸杆作燃料，已经是丹麦一些大型电厂的组成部分。阿维多 II 号（Avedøre
II）电厂就是使用煤、石油、天然气和秸杆等多种燃料进行热电联产的代表。

（二）中心沼气厂

丹麦以工业化的方式使用沼气始于 80 年代末期。目前，丹麦已建立 20 个集



中式的中心沼气厂，每天可处理 50-600 立方米原料，另有 55 个单个的农场沼气 厂。这些沼气厂通过在各地区的合理分布，有效地促进了农业资源综合利用、地 区发展和环境保护。在 2025 年之前，丹麦将另外新建 50 个中心沼气厂。

沼气计划得到丹麦环境部、农业部的经费支持，总预算 1200 万丹麦克朗。 中心沼气厂通常以周边农场（猪、牛粪等占 75%）和食品加工企业提供的有机废 物（占 25%）为原料，经工业化处理生成沼气，再输送到地区的燃气供热锅炉或 热电联产厂，余料可以作为很好的肥料。沼气技术可以有效减少硝酸盐排放，消 除气味，减少温室气体排放，充分利用有机废料。沼气既是很好的能源来源，同 时又有利于农业生产和环境保护。在丹麦比较有代表性的大型中心沼气厂有 Ribe 、Lintrup 、Lemvig 等，年产沼气在 500 万立方米左右。
（三）生物乙醇 近年丹麦瑞索（Risø）国家实验室在这方面开展了有成效的研究工作。其利
用预处理和发酵技术分解玉米秸秆中的木质素、纤维和半纤维素，处理后获得生 物乙醇（酒精）。其实验室数据显示，田间 1 吨玉米中仅用玉米籽粒为原料，可
产 188 升酒精，仅用玉米秸秆及玉米芯为原料，可产酒精 155 升，故每吨玉米原 料约可生产 340 升酒精。这些生物酒精可用作汽车混合燃料。2004 年以来瑞索
实验室已与吉林轻工设计研究院合作开发工业化装置和生产线。参与合作的中方
专家认为，丹麦在预处理和发酵技术方面领先于美国。


在企业界，丹麦 Elam 公司走在生物酒精工业化生产前列。该公司利用欧盟 资助建立了目前世界上最大的生物酒精处理示范单元（Process Demonstration Unit-PDU）。该单元以秸秆和生活垃圾中的有机废料为原料，经分阶段预处理和 发酵工艺获得生物酒精。


另外，丹麦技术大学（DTU）的 BioGasol Aps 公司正在研究开发利用桔杆废 料生产第二代生物乙醇的技术，并进入实质性试生产阶段。该公司利用创新技术 低成本地生产乙醇、氢、甲烷等生物燃料，其加工工艺将来有可能成为以木质纤 维素为基础的生物乙醇的工业标准。

生产生物乙醇很重要的一方面是要有酶的投入，丹麦著名公司诺维信
（Novozymes A/S）目前约 10% 的营业收入是为乙醇生产提供所需的酶。
（www.novozymes.com）



（四）氢气和甲醇


丹麦技术大学（DTU）环境系的瑞娜•安格丽达奇教授领导的研究组，开发 了一种二段式厌氧发酵反应器，以农场有机废物和城市垃圾为原料，通过优化的 影响参数控制制取氢气和甲烷。实验表明，利用有机物含量 35%的城市垃圾，可 得到产率 12 立方米/吨的氢气；在制取甲烷阶段，通过控制挥发性脂肪酸浓度， 可获得产率达 133 立方米/吨的甲烷。


由于综合了两阶段发酵过程，该技术可同时产生氢气和甲烷，具有比传统厌 氧发酵装置更高的综合效率。目前，该研究组在探讨利用特殊菌种降解有机垃圾 及控制相关参数提高产气量的途径并进行面向工业生产的中间试验。该研究组在 厌氧发酵过程控制方面积累了丰富经验和专业知识。


就生物质能来说，丹麦正在成为工业化国家一个先导的角色。这种角色，正 是通过其在主要技术方向上的努力来体现的，这包括使用秸秆燃料发电、建立中 央沼气厂用于供热和发电、把生物质转化为液体燃料和可燃气体以及具有前瞻性 的能源作物的研究开发等。

三、未来新能源
（一）燃料电池（Fuel Cells）。 燃料电池是一种化学电池，由燃料间的反应产生能量，例如液氢和氧化剂及
液氧，不用燃烧直接转化成持续的电能。它应用广泛，可以为单个家庭供电，也
可以用于热电联产厂，或者交通运输等等，与传统电力生产相比有许多优势，具 有高效率、低污染的特点。目前在丹麦从事的研究主要有两类，一种是 1-500KW
的高温固态氧化物（SOFC）燃料电池，用于大型电站；另一种是低温聚合体电解
膜（PEM）燃料电池，用于小型电站。可以使用各种类型的燃料，包括天然气、 甲醇、甲烷、氢等。现在还在研发一种 PV Cells 燃料电池。

燃料电池可以将天然气中的化学能量转化成电能，效率约为 55%；可以将氢 直接转化为电能，或者相反，用电能来生产氢。SOFC 型燃料电池商业化估计还 将需要 5-10 年。进行这项研究的以丹麦瑞索国家实验室为主，此外还有 Topsoe Fuel Cell 公司（www.topsoefuelcell.com），IRD A/S 公司（www.ird.dk）。 另外 H2 Logic 公司在研发燃料电池汽车，网址 www.h2logic.dk。



（二）海浪发电。


海洋是风能的天然储藏场所，海浪中蕴藏着巨大的能量，海浪发电厂可以将 海浪中的能量转化为电能。丹麦许多家研究机构和投资者在进行这项研究，2003 年丹麦第一家海浪发电厂 Wave Dragon 以 1：4 的模型并网发电。该厂是集合了 欧洲多个国家的众多研究机构和公司一起建成的。其原理是引导海浪上到一个斜 坡状的装置，当海浪越过斜坡，会形成一个充满水的水库。这水库与海平面有落 差，利用此落差即可驱动涡轮机发电。海浪发电厂根据情况可大可小，拟在北海 建的一个厂重 2.2 万吨，有 260 米宽，发电机容量 4MW，每年发电可达 12Gwh。 有测算估计，商业化规模的海浪发电厂的电价大约在 0.04 欧元/度。从开始起， Wave Dragon 公司已经从丹麦政府和欧洲能源机构等获得了大约 760 万欧元的资 金支持。


联系地址：Wave Dragon ApS Blegdamsvej 4，DK-2200 Copenhagen N， Denmark Phone: + 45 3537 0211 / +45 - 35 37 02 11，Fax: +45 3537 4537
Email: info@wavedragon.net www.wavedragon.net 丹麦另外一家研究海浪 发电的为 Wave Star Energy 公司，其网址为 www.wavestarenergy.com。（三）
氢能研发。世界上在水里面含有的氢几乎是无限量的，而且氢在燃烧的时候不释 放二氧化碳。如果能将氢作为一种能源载体，可以更简单而高效地储存电能，还
可以直接用于交通领域。利用化石燃料和可再生能源都可以生产氢，特别是利用
风能、燃料电池、生物质能和水电等生产氢，将可以避免 CO2 的危害。从技术角 度讲，生产氢最关键的环节是电解，目前的电解效率是 75-85%，使用新的方法 有望提高到 90%。另外还可以从有机物质直接生产甲醇和氢。将来的氢能社会不
但需要技术上的进步，也需要大量的基础设施配套。丹麦技术大学、奥胡斯大学、
瑞索国家实验室和 Haldor Topsoe A/s、Danfoss A/S 已经连续 4 年接受政府资 助从事氢能开发。另外也在联合北欧研究力量进行联合攻关。可以参见网址：
www.h2foresight.info 和 www.risoe.dk 总之，丹麦通过开发可再生能源和新
能源，正在努力塑造未来的能源供给模式：当世界的化石能源储量越来越接近枯 竭时，人们可以从日照、风、农田和城市“废料”中获得他们所需的能源形式——
电、热和交通运输燃料。
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