理论教育 丹麦可再生能源发展的国家战略与应用现状

丹麦可再生能源发展的国家战略与应用现状

时间:2023-05-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:能源危机使丹麦认识到要在能源方面不再依赖进口、自给自足,必须立足本土资源,确立发展可再生能源的国家战略。丹麦可再生能源在电力生产中的总份额从2017年的71%升至2019年的72%。丹麦风能利用发达与政府的政策密切相关。生物能源成为丹麦使用最广泛的可再生能源之一。2018年3月,世界上第一个可再生能源系统落户丹麦。用可再生能源代替天然气是丹麦绿色能源转型的一大趋势,大多数区域供热厂都将逐渐使用太阳能或生物质能。

丹麦可再生能源发展的国家战略与应用现状

能源危机使丹麦认识到要在能源方面不再依赖进口、自给自足,必须立足本土资源,确立发展可再生能源的国家战略。

绿色能源是不给地球增加负担,不破坏地球环境的能源。绿色能源大致有两类:一是利用先进的科学技术去开发和使用的干净、无污染能源,也叫可再生能源,如太阳能风能海洋能(潮汐能)、氢能等;二是变废为宝,充分利用垃圾、淤泥等废弃物中蕴藏的能源。丹麦在这两个方面都作出努力并取得实效。

基于经济效益和碳排放量等方面的考虑,自1980年开始,丹麦根据资源优势,积极发展以风能和生物质能源为主的可再生能源。丹麦还着力发展分布式能源,利用生物质能源推动热电联产和集中供热。丹麦独领风电世界潮流,陆上风力发电已经成为丹麦价格最低的能源。绿色解决方案的回报期较短,这一优势对于城市建设和相关行业极具吸引力与成本效益,也得到大力推广。丹麦可再生能源在电力生产中的总份额从2017年的71%升至2019年的72%。煤炭发电的比例从2017年的20%降至2019年的约13%。生产1千瓦时电力所产生的二氧化碳也从2004年的450克降为2019年的157克[3]

在绿色基础设施及技术上的投入,除了风能之外,还包括生物质能、太阳能和地热能。丹麦约九成的能源需求已实现自给自足。这不仅是为了供需安全,更是将其视为绿色发展的长远动力。

丹麦风能利用发达与政府的政策密切相关。

首先是在技术方面的支持。1891年,丹麦制造了第一部风力发电风轮,迈出风电第一步。20世纪70年代爆发的石油危机使丹麦油价飞涨,经济受到冲击,丹麦感到过度依赖石油的风险,政府因此制订了第一个能源计划,决定开发利用风能。到70年代中期,国家实验室的参与使风能开发能力如虎添翼。在80年代世界第一个风轮市场在美国加利福尼亚州出现时,丹麦是世界上唯一拥有大规模发电风轮制造能力的国家。如今,世界上十大风轮生产厂家中有五家位于丹麦,世界60%以上的风机制造厂使用丹麦技术,丹麦涡轮机出口约占全球市场份额30%。丹麦已然成为当今世界最大的风电设备生产国之一。

其次是经济激励。近年来,温室效应的加剧、环境的恶化更使丹麦看到风能在实现可持续发展中的重大作用。政府对风力发电的售价、税收、安装风轮补贴等都实施优惠政策,还以风能消费花费中的20%—50%补贴风能的生产,刺激人们多产、多用风轮发电。如今,丹麦有5 700座风轮,功率最大的达到2 000千瓦。2018年,风电占丹麦总电力消费的41%。2019年,风能约占丹麦整体供电的46%,创下历史新高[4],这一数值在2020年上升到50%。随着电力价格的上涨,风力发电已成为丹麦电力供应中最重要的能源来源。

丹麦拥有建设海上风场的绝佳位置。丹麦有潜力建设更多海上风场,可生产更多电力来满足丹麦和其他国家的绿色能源需求。丹麦政府表示,未来大规模建设将建立在无补贴的基础上,有意将北海建成海上风电全球领先地区。

此外,丹麦带动欧盟充分开发海上风电,通过德国、波兰等与欧洲北部电网相连,试图将海上风电输送到整个欧洲。这一计划得到欧盟的支持,已经列入欧盟支持海上风电发展的示范项目。为此,丹麦力争在2020年将海上风电发展目标从30万千瓦提高到300万千瓦,并且开始向北欧电网大量供应风电。

丹麦的风电不仅可以满足本国用电需求,还可以满足其他国家的绿色能源需求,并且将带动欧盟海上风电开发,是丹麦绿色发展的典型案例,其经验值得借鉴。同样,丹麦在生物能源发展方面不断探索创新,在材料的使用和技术系统方面都有较大发展,生物能源的可储存性使丹麦在可再生能源中独具优势。(www.daowen.com)

生物能源是储存在有机物质或生物质中的能源。生物质可以直接燃烧,也可以加工成各种类型的燃料,如木颗粒、沼气或生物乙醇。丹麦最常用的生物能源类型有如下几种。

燃烧:热电联产工厂使用固体生物质发电和产生热能。

沼气:沼气是由有机物质(如粪便、污水污泥和有机废物)的厌氧消化产生的。它主要由甲烷组成,可以替代天然气。

气化:热气化是生物量的加热,可用氧气有限。生物质转化为可燃气体,可以燃烧或升级。

液体生物燃料:生物质作物和作物残渣可用于生产液体生物燃料。生物乙醇通过生物质的发酵和蒸馏生产,生物柴油通过加工植物油生产。

生物质能有助于减缓对大气的温室气体排放。对温室气体排放节约的时间及利用生物质能源造成的其他环境风险的讨论提高了对与可持续性有关的一系列问题的认识。丹麦能源协会和丹麦地区供热协会在自愿性工业协议中制定了生物质可持续性标准,包括用于热和电的木颗粒与木屑。20世纪80年代和90年代,固体生物量的使用主要由稻草、可生物降解废物和燃料木材构成,但2000年后,木材颗粒和木屑的使用显著增加。生物能源成为丹麦使用最广泛的可再生能源之一。遵循相关规定,一些大型热电厂和发电厂计划从化石燃料转化为木质生物质,生物能源的使用在沼气生产中越来越多,同时,沼气产量也在迅速增加,这一趋势可能会持续下去。

由于具有可储存性,生物能源在绿色转型中起着重要的作用。大多数可再生能源是波动的,太阳能电池板或风力涡轮机的生产取决于天气条件,到目前为止,不可能大量储存电力。然而,生物能源可以被储存,并且在能源需求高的时期被使用。因此,生物能源在确保可再生能源占很大比例的未来能源系统中的供应安全方面可能发挥关键作用。据丹麦能源机构估计,到2028年,绿色能源的生产将超过丹麦的总电力消耗[5]

丹麦也在不断进行可再生能源使用方面的创新。2018年3月,世界上第一个可再生能源系统落户丹麦。用可再生能源代替天然气是丹麦绿色能源转型的一大趋势,大多数区域供热厂都将逐渐使用太阳能或生物质能。2019年3月,丹麦布隆德斯勒夫(Brønderslev)小镇建立了一个绿色能源项目,通过结合不同的能源技术,充分展现热电联产的可行性与创新性。

该系统是丹麦,也是全球首个集成太阳能集热和生物质锅炉,同时,利用有机朗肯循环将能源转化为区域供热和电力的热电联产工厂。区域热电厂通过对创新技术的利用,实现了创纪录的能源效率,并且提供的能源价格更低,独立于化石燃料价格波动,面向未来的解决方案。丹麦可再生能源专家奥尔堡CSP公司为此项目提供了先进的太阳能系统,以生产可持续电力和热力[6]。生物质能与太阳能的结合,是技术的一大飞跃。多方面的不断尝试,使得丹麦绿色能源的生产逐渐呈供大于求的趋势。丹麦创新绿色能源设施正式投入使用,成功实现了为极具成本竞争力的可再生热能和电力生产设定新标准的愿景。

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