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——丹麦对气候变化的研究以及生物质能源开发利用经验

 

 

    09年5月，中-丹生物质能CDM能力建设项目考察团一行共10人对丹麦、西班牙的可再生能源进行了为期一周的考察学习。期间，考察团走访了丹麦的DTI、RISO实验室及西班牙可再生能源研究中心，参观考察了有关的风机测试基地，参加了气候变化论坛，对丹麦的能源政策和技术进行了考察和学习。丹麦能源发展及政策特别是其生物质能源的发展对我国能源发展将有一定的借鉴作用。

 

    地处斯堪的纳维亚半岛，国土面积：4.3万km2，人口：550万，人均GDP达4.8万美元，是欧洲最发达的国家之一。丹麦几乎没有矿产资源，也没有大的河流，土地面积相对狭小，但开辟了一条通过技术创新立国的成功途径。丹麦在农牧机械方面享有很高的声誉，近年来在新能源技术，特别是风力发电、生物质能源及能源效率方面处于世界领先地位。1973年第一次石油危机之前，丹麦是能源净进口国。在1972年，其能源消费总量约为1500多万吨石油当量，石油全部依赖进口，进口石油约1400多万吨，包括电力进口在内，其能源对外依存度超过95%。自1974年开始，丹麦率先实施开发和节约并重的能源方针，大力开发北海石油和天然气资源，积极开发本土的风能和生物质能，大力提倡节能和提高能源效率，到2008年，在过去的30多年，以能源消费零增长，从而保证了经济持续快速发展。在此期间，按可比价格计算的GDP增长了4倍多，能源消费增长却几乎为零。通过大力开发石油和天然气资源，使丹麦成为欧盟三个石油净出口国之一，能源自给率达到了150%，其中石油自给率接近250%。由于大幅度的调整能源结构，近30年来丹麦能源消费引发的温室气体排放不仅没有增加，还下降了30%。从考察所了解的情况来看，丹麦实现可持续发展主要归根于合理调整能源结构，大力发展可再生能源，包括生物质能、风能、太阳能光伏发电等，总结其成功的经验主要有以下几个方面。

 

 

    丹麦的能源政策经历了一个从应对石油危机到针对气候变暖的发展过程。在这个过程中，立足本国条件，自觉使用清洁能源已经成为丹麦能源政策的共识。丹麦在能源发展方面最突出的一条经验是：制定了以确保国家能源供应安全为主要目标、适合自身情况、长远和阶段性相结合、既有远见又有可操作性、既能促进经济增长又能保护环境并根据实际执行情况进行调整的国家能源发展战略和政策。丹麦现阶段能源政策以保证能源安全、促进经济增长和保护环境可持续发展为核心，大力提倡利用可再生能源、开发清洁能源技术和提高能源效率。

 

    丹麦政府提出，国家整体的能源目标是完全摆脱对化石燃料能源的依赖，2015年前，至少减少15%的化石燃料消耗。在可再生能源方面，丹麦政府提出2011年可再生能源的比重将从2006年的15.6%增加到20%，远期在2025年可再生能源的消费比重至少占总能源消耗的30%，这个目标下全国至少2/3的电力消耗将由可再生能源供应。能源节约措施也是全国能源政策的关键部门，他们预计在2006年的基础上，2011年将减少能源消耗2%，到2020年将减少4%。在生物燃料方面，丹麦政府也提出2010年该类燃料占总消费量的10%，同时2020年达到欧盟的相关可持续发展指标。

 

    为了实现上述目标，丹麦政府制定了一系列的能源政策，重视新技术研发，制定了优惠的可再生能源包括生物质能开发利用政策，对基础科研进行资金投入。丹麦的国家能源政策主要包括：a）能源的安全供应；b)能源节约和能源效率的改善；c）温室气体减排和其他环境改善效果；d）先进能源技术的研发和推广；e）开发分布式的能源系统；f）使用税收和补贴等能源政策手段（丹麦是率先征收CO2税的国家)。

 

（一）大力开发优质资源，利用价格和税收杠杆引导能源消费方式及结构调整。

 

     1972年，丹麦能源消费结构以石油为主，在能源消费比例中高达93%，并全部依靠进口。二十世纪七十年代石油危机以来，丹麦着力开发本国北海油气资源，2005年石油生产量达到了1800多万吨，天然气产量折合910万吨油当量。但是在石油供应充足的条件下，提出了能源来源多元化的战略，利用价格杠杆，鼓励企业利用价格低廉的煤炭、天然气替代石油。丹麦率先征收了能源税和碳税，鼓励发展低碳的可再生能源（现在丹麦实行能源税和碳税合一，对车用汽油、工业用煤炭都课征能源税，鼓励企业和个人节约能源和提高能源效率。在环保政策方面，丹麦也越来越多地使用环保税来进行调节。环保税包括能源税、污染税、资源税和交通税，这些税收占了丹麦税收总额的约10%。目前，丹麦是石油和天然气的净出口国，在可再生能源开发利用方面，特别是风力发电和生物质能热电联产应用，在欧盟成员国中处于领先地位。

 

（二）大规模的开发可再生能源，特别是风能和生物质能源。

 

     1980年以来，丹麦大规模的开发可再生能源，特别是风能和生物质能源。其中可再生能源得比重由20PJ增长到2006年的120PJ，可再生能源在整个能源消费量中的比重由4%增加到16%。其中风电和生物质能源扮演了非常关键的角色。丹麦拥有良好运行的生物制收集、交易（进出口）、运输系统。2006年有130万吨秸秆被收集用于能源生产，约占整个秸秆资源总量的26%。这些用于能源生产的秸秆，主要被送往大型电厂、热电联产工厂、集中供热热源厂、还有一部分被小型的农场和住户消费用于采暖。通过良好的政府政策扶持和引导，丹麦的农场很好的利用了生物制秸秆资源，一般农场单个生物质锅炉装机在150-300kW ,也有更大的，配套建设生物质原料仓库，有自动喂料系统支持，同时生物质锅炉效率有显著改善，从1985年到2007年，效率由46%提高到了82%。

 

（三）高效率的使用能源

 

    高效率的使用能源，更多的使用热电联产和使用直接供热等技术方法，极大的提高了能源系统的利用效率。作为一个高纬度国家，冬季供暖是能源系统中关键部分，而丹麦已经大面积的发展了直接供暖系统（Direct Heating System）。全丹麦55个秸秆燃烧热源厂只提供直接供暖，装机从0.6MW-14MW(平均3.15MW)，这些电厂由需暖的用户建设或社区合作建设。生物质燃料被包装成500kg的120×130×240cm的包裹送去燃烧，每年消耗26万吨秸秆，是高效利用秸秆的典范。

由丹麦国家电力公司建设的纯凝电厂的全部效率可达40～48%,85～90%的电厂都向周边区域提供直接供热，CHP的热电联产厂85%以上都产出540℃以上的高温蒸汽。这项技术是丹麦在供暖行业独步全球的重要特点。从1997年以来，丹麦加大垃圾废物的回收利用力度，有超过1/4的垃圾在热电联产厂中焚烧用来产热和发电，真正做到了变废为宝。

 

    交通行业对丹麦能源是一大挑战，近年来能耗一直在增长，而且基本上依赖石油。从按行业划分的能源消耗量来看，交通运输所占比重最大，为32.4%；其次是家庭消费，为29.2%；工农业占24%；商业服务业是12.7%。丹麦政府对控制交通能耗问题特别重视，增加拨款，加大开发提高交通能源效率的技术，并在欧盟内推动采取统一行动。另外，政府成立了专门委员会监管、督促开发其他可能的燃料替代交通运输中依赖的汽油和柴油，例如生物燃料、天然气和氢。但沼气建设在丹麦开展得不是非常好（可能是温度的原因），只有春季运行，但也有一些大型的示范项目在后续建设，可农场的沼气项目都缺少投资吸引力。

 

 

    丹麦是一个资源较为贫乏的国家，也是受气候变化影响较大的国家。因此，丹麦政府和国民具有强烈的忧患意识，把技术创新作为丹麦发展的根本动力，把减排温室气体的压力变成动力，积极开发应对气候变化的技术，并把其发展为具有竞争力的产业，再进一步推向国际市场，形成了温室气体减排技术出口的优势。建立了有利于技术发展的社会支撑体系。丹麦较早的结合环境保护需求来考虑能源发展问题政府曾设立“能源与环境部”以突出这种综合质职能。除制定特别法令和不同阶段的行动计划外，政府也以税收激励措施和价格调节机制发展绿色能源，政府对可研机构都有一定程度的财政预算支持。

 

    丹麦技术研究院（DTI）和国家实验室（RISOE）都是丹麦的重要科研机构，不仅负责技术的创新、研发，同时也还负责新技术的推广，DTI还参与政府的能源政策制定、开展产品质量的认证、设备计量检测等工作。目前，由政府、企业、科研、市场等关联和互动的格局已经形成。在社会立法和政府政策的框架下，大学和科研机构保持了对能源技术研究开发的投入；中小企业则积极投入新技术商业化进程；一些大企业的基金会，如嘉士伯基金、丹弗斯基金会等，往往对科研所需的大型仪器设备提供财力支持；政府的税收激励和价格补贴措施，则与市场机制相呼应，确保新技术被消费者接受。1989年以来，丹麦RISOE国家实验室和有关公司共同投入大量资金进行燃料电池研究并取得重要进展。丹麦技术大学、RISOE国家实验室等正就未来氢技术和“氢能社会”进行联合研究和攻关。此外丹麦对生物燃料如利用秸秆生产生物酒精和生物气体等的研究也在积极进行中，技术已相当成熟，临近工业推广阶段。

 

    为了保持在能源领域的竞争力，丹麦政府近年来不断增加对能源研发的资助。像丹麦技术研究院（DTI）和RISOE国家实验室这样的机构，每年都有财政预算的支持，DTI每年40%的收入就来源于政府预算。2007年，丹麦能源署有“能源研究项目计划”，为能源研究提供资助5500万克朗；丹麦Energinet公司对环保型能源研究提供资助，款项大约有1.3亿克朗；丹麦能源协会对节能研究提供资助，大约2500万克朗；丹麦战略研究理事会对可再生能源和节能研究项目提供资助，2006年大约1.1亿克朗。

 

 

    全球化导致国际竞争激烈，丹麦企业必须保持国际竞争力，其中包括高效率地利用能源。因此，丹麦重点生物质能企业、能源生产企业与科研机构联合进行技术创新，企业大都非常积极的参与。DTI每年收入的40%就来源于为企业提供相关的技术服务。丹麦风机生产覆盖全球市场40%左右的份额。丹麦能源研究咨询委员会2006年4月公布了一项《丹麦能源研究、技术开发和展示战略》，提出要高度重视能源技术研发和展示，要组织大型公司和研究机构合作，研究目标要更多地集中于促进经济增长和发挥市场潜力。2005年，丹麦风力发电已占到整个发电量的20.8%，近几年内预计将达到25%，如果市场条件合适，今后的目标可以达到50%。世界著名的丹麦维斯塔斯公司，其风力发电机以高效和可靠而著称，该公司所销售的风机产品占世界风力发电市场份额的35%。丹麦在大力研发和使用风能的同时，也较早开始利用生物质能。丹麦BWE公司率先研发秸秆燃烧发电技术，1988年丹麦诞生了世界上第一座秸秆燃料发电厂。目前丹麦已建立了多家秸秆发电厂，此外还有一部分烧木屑或垃圾的发电厂同时兼烧秸秆。丹麦的秸秆发电技术现已走向世界，并被联合国列为重点推广项目。

 

 

    在全球化的今天，丹麦注重开展国际、多边和双边的能源合作，以此来保护丹麦能源方面的利益，提升丹麦在能源领域的国际地位，促进与能源相关的商业利益如能源技术设备的出口。这些合作包括在欧盟、欧洲能源宪章、经合组织、国际能源署、联合国和北欧部长理事会框架下的合作，此外还包括与合作伙伴的双边合作。

 

 

    丹麦政府注重通过立法保证能源节约和提高能源效率，先后于1976年和1979年通过了《供电法案》、《供热法案》，于1981年通过了《可再生能源利用法案》和《住房节能法案》，2000年又通过《能源节约法》，政府于2004年12月进一步修订了节能法规，大力促进建筑和工业节能，提倡使用节能家电，培养公民和整个社会的节能习惯，并大肆开展宣传，目标是到2025年将能耗水平保持在目前状态。因此，公众的环境观念普遍较强，产业建立了环保规范，企业愿意采用环保技术；用绿色能源（环境友好能源）替代传统的以化石为主体的能源；政府运用税收价格机制确保稀缺资源（如淡水）能够得到合理的使用。

 

    尽管丹麦在能源发展方面取得了较大的成绩，但目前丹麦能源政策在发展中也遇到了一些挑战，主要有：

   a)大规模的开发风电资源，造成了能源供应与需求上的不同步，如何存储风力所发电力称为挑战。（哥本哈根港区的风力发电机，是不是能常年稳定发电，并被电网接纳？小规模风力发电设施如何产生输出稳定、可调控的电力）；

   b)传统的生物质能源越来越难获得（林木、秸秆），如何寻找替代的生物质燃料(结合丹麦生物质燃料依托进口)；

   c)可再生能源具有受自然条件约束和多样化的特点，如何让一个能源系统接纳各种不同的能源技术？（如建立分布式的能源系统）

   d)交通部门的能源消费在不断增长，我们如何改善基础设施（如减少拥堵，建立高效公共交通）以减少能源消耗，另外如何引入可持续经营的生物质燃料也是当前所面临的一个问题（如丹麦若维信集团的生物质燃料催化剂）。

 

   总结丹麦能源发展特别是生物质能源发展的经验，我们有如下的体会和建议：

   a)改善能源结构要持之以恒。我国提出改善能源结构几乎是和丹麦同时的，丹麦通过30多年的努力彻底改变了能源结构，而我国提出调整能源结构也已近30年，至今煤炭得的消费比例仍在70%左右徘徊，值得我们认真总结经验。如何有效调整能源结构，提高能效，实现清洁发展、可持续发展，既是我国紧迫的现实问题，也是长远的历史任务。

   b)高度重视分布式能源发展。丹麦相当多的生物质发电、风力发电和热电联产都是以分布式供能方式开发建设的。采取这种方式，不仅使小型、分散、有效、清洁的可再生能源资源得以利用，而且发展可再生能源与农村经济发展、与边远地区经济发展联系起来，增加了这些地区人民的收入，还可以有效减少供能成本。我国具有大量发展小型风力发电、生物质发电和太阳能发电的客观环境和条件，也应鼓励其发展，同时研究解决好分布式能源的发展政策问题，特别是上网和电价问题。

   c)加大基础科研投入，努力提高技术创新能力。我们也应该很好的学习借鉴丹麦的经验，夯实可再生能源科研基础，不断提高技术创新能力，搞好我国可再生能源和节能减排工作，实现可持续发展目标。

 

                                        （潘旭兵）