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北欧探索节能环保产品及技术的新进展

发布人:  发布时间:2021年10月25日 09:38:04  浏览量:

北欧探索节能环保产品及技术的新进展

一、研制节能环保产品的新成果

(一)开发节能环保家用电器的新信息

1.研制节能环保空调器的新进展

开发出节省能源的太阳能空调器。200612月,有消息说,为节省用于调节建筑温度的能源,位于瑞典首都斯德哥尔摩以南海格斯滕的太阳能空调公司,推出一种新装置——太阳能空调器。

传统制冷或制热的设备和装置,一般使用煤炭、石油或天然气作为能源,或者需要耗费电力。而瑞典研究人员开发出的这种太阳能空调器,可通过有效控制被太阳能加热的水来减少能源使用,并可储存太阳能供阴雨天时使用。

这种空调器依靠水与盐在真空中进行热化学交换。水从一个罐里蒸发,被与之相连的罐里的盐吸收,盐于是变成盐浆;水在蒸发过程中吸收能量,能量在盐罐里释放,由此产生能量交换:水变冷,盐变热。

瑞典太阳能空调公司首席执行官佩尔·奥洛夫松说,使用太阳能空调器,每月可为一套标准住房节省130美元的能源开支。另外,由于不依靠传统燃料,使用太阳能空调器的普通家庭,年均可减排11.8吨的二氧化碳。

2.研制节能环保洗衣机的新进展

设计出无水干洗的洗衣机。20124月,有关媒体报道,科技往往能使我们生活中一些单调乏味的事情,变得有趣而轻松。以洗衣为例,瑞典电器巨头伊莱克斯新近设计了一种名叫轨道的概念式洗衣机,能使你的衣物漂浮半空,且能利用干冰(固态二氧化碳),在数分钟内将它们洗净而无需用水。

轨道洗衣机,在外形上就像带有光环的卫星,中间是用超导金属制成的球形洗衣篮,洗衣篮表面还覆有防震器和抗碎玻璃,里面则装有可以用来降温的液氮装置。轨道洗衣机的外面一圈,则是可以通电的同心圆环。洗衣篮因温度降低而使自身电阻系数下降,在外层同心圆环产生的磁场中,得以悬浮起来。

轨道还拥有一个瓷制触摸式控制屏。开启后,洗衣篮内会有极速升华的干冰,以超音速冲击衣物,升华的干冰通过和某些特定有机物的相互作用,将这些有机物分解,污垢会通过一个可以冲洗的管子被过滤掉。气态的二氧化碳会被重新冻结回固态,而你的衣物则在毫不沾水的情况下变得干干净净。尽管这款新型洗衣机尚处于概念之中,但不难想象其将来会成为居家的必备电器。

(二)开发节能环保住宅及配套设备的新信息

1.建造低排放环保住宅的新进展

将建造世界首例全部自供给氢燃料电池动力住宅。20207月,有关媒体报道,总部位于瑞典延雪平省的瑞典城市住宅供应商“瓦特和睦”公司,首席执行官索比恩·哈默斯对外宣布,其正在计划建造以氢气为动力的住宅。该公寓楼以氢气作为燃料,通过燃料电池技术进行发电,项目的目标是做到100%脱离电网供电,全部实现电力自给自足,这种氢动力住宅属于世界首例。

报道称,瓦特和睦公司将与众多其他相关企业开展合作,共同建设这一新颖的氢动力住宅项目,目前该公司已与耶伦环境美学住宅公司开展项目前期合作。

哈默斯表示:未来开发的住宅,必须兼顾经济性和低排放性,住宅屋顶、玻璃以及大型建筑立面,未来将采用各种形式的太阳能电池板,太阳能电池产生的多余电力,通过电解制成氢气并储存起来,以备需要,从而使氢动力住宅,在整个冬季100%采用可再生能源电力成为可能。

太阳能发电在冬季会受到很大限制,一方面冬季的白天较短,阳光照射时间降低;另一方面,冬季下雪天,积雪会覆盖太阳能电池板导致无法产生电力。因此“瓦特和睦公司采用氢燃料电池技术来解决这一问题。

除耶伦环境美学住宅公司外,“瓦特和睦公司还与瑞典研究院合作开发这项技术。瑞典研究院是氢动力住宅概念可行性研究的领导者。

氢动力住宅的概念,实际上是日本首次提出来的,早些时候,日本就进行过氢动力住宅项目的尝试和实验。

瑞典研究院氢能技术部经理安娜·亚历山德森,对此解释到:日本的氢动力住宅项目已经有很多年了,但由于各方面原因并未真正实现实际应用,因此日本氢动力住宅项目并不是实际意义上的世界首例。此外,最近欧盟也计划启动了一个项目,目的是在荷兰建立一个氢气社区。

亚历山德森最后说到:‘瓦特和睦’公司氢动力住宅项目,将成为世界上第一个完全脱离电网的氢动力住宅案例,它将使瑞典成为氢动力住宅概念的世界引领者。

2.研制节能环保住宅配套设备的新进展

⑴发明冲厕所可让房子变暖和的设备。20064月,挪威在首都奥斯陆建成一座污水热泵厂,它的设备使用了电冰箱的技术,从污水中吸取热量,然后直接向用户供热。自此以后,挪威人可通过冲洗厕所等活动,让他们的住房和办公室变得暖和起来。

这项工程,是由奥斯陆能源公司具体负责的。他们在奥斯陆市中心的一个高坡上挖出一条300米长的隧道,隧道尾部的机器从下水道中吸收热量,然后把热量传送到热水管网系统,最后,这种热量会输送给市内各处用户的散热器和水龙头。世界其他地方,也有类似的利用污水加热系统,但挪威人表示,他们研制的这套系统是全球最大的。工程负责人说,抽水泵使用的是压缩机和冷凝器系统,它们产生的热能足够加热9000套公寓,这样,每年就可以节约6000吨燃料。

在奥斯陆,抽水马桶、浴缸、洗碗池的水和街道上的雨水,都会流入这种系统中。此外,工业废料燃烧厂也参与为这个管道系统里的水加温。据设备运行测定,流入的温度为9.6℃,热量被制冷器提取后,流出的温度变成5.7℃,那么这些能量足以把一条400公里长的管道系统里的水加热到90℃,加热后的水沿管道流向办公室和家庭,最后再流回污水处理厂,管道里水的温度下降到52℃。

据悉,驱使这套系统正常运转的热量,1/3来自电能,其余的2/3来自污水。国际能源机构热泵中心负责人莫尼卡·阿克塞尔博士表示,对很多城市而言,只需建起必要的基础设施,这套污水热泵系统就可以使用。该系统唯一的问题是污水的循环可能没有规律,但只要摸清情况,进行适当调控,问题是不难解决的。

⑵展示节省能源的超级环保太阳能电梯2006420日,有关媒报道,芬兰通力电梯有限公司是世界最大的电梯和自动扶梯供应商之一。自418日开始,参加在河北廊坊国际展览中心举行的“2006年中国国际电梯展览会。其首次公开展示了一项节省能源的新研究成果:超级环保太阳能电梯

超级环保太阳能电梯,是由通力全球研究与发展部意大利研发中心的工程技术人员研发的。在通力专门召开的太阳能电梯设计与运用研讨会上,来自该中心的技术专家克劳迪奥·东希先生对太阳能电梯的设计理念、环保节能特点及市场前景做了全面的诠释。

据介绍,通力太阳能电梯在技术上已经成熟。目前,在意大利已建成但仍处于试验阶段的通力太阳能电梯,每年可发电2100余度。

二、探索节能环保技术的新成果

(一)加强节能环保技术开发的新信息

1.推出促进节能环保技术发展的新战略

201191,瑞典政府公布旨在推动瑞典节能环保技术发展的新战略,计划从2011年至2014年,每年向环保技术行业投资1亿瑞典克朗。

瑞典工业与能源大臣毛德·奥洛夫松,在新闻发布会上指出,新的环保技术战略主要包括3个目标:①为瑞典节能环保技术企业的发展创造良好条件;②推动瑞典节能环保技术出口,以此促进瑞典经济可持续发展;③推动节能环保技术领域的研究和发明,促进其商业化。

奥洛夫松说,瑞典政府将在出口和人员雇佣方面派,为节能环保技术企业创造条件,促使节能环保技术企业产值增长,超过2010年至2015年瑞典整个工商业产值增长的平均水平。

根据瑞典中央统计局公布的数据,2009年瑞典节能环保技术行业共有6500多家企业和4万多名从业人员,年产值接近1200亿瑞典克朗。

2.形成有利于提高节能环保技术开发效率的运行机制

建立有利于节能环保技术开发的知识创新团体。20103月,国外媒体报道,近日,欧盟创新与技术研究院正式发起建立“气候变化减缓与适应”、“可持续能源”、“未来信息与通信社会”三大知识创新团体,以强化欧洲节能环保方面的创新能力,实现欧盟2020战略目标。瑞典参加了其中两大知识创新团体。

这三大创新团体,由欧盟创新与技术研究院从20项投标申请中选出,将获得300万欧元启动资金以及25%的运行资助,实行企业化自治,并向欧盟教育委员报告。欧盟创新与技术研究院将与其分别签署为期7年的框架伙伴关系协议,以及第一年资助协议,使其能够于20104月正式运作。

“气候变化减缓与适应知识创新团体”的定位,是通过创新加速刺激全球经济向气候友好型转变,并确保欧洲受益。为此,将创建具备世界一流创新能力和知识的集群,到2014年成为企业建立气候研发中心、优秀学生接受气候教育、研究人员寻找灵感、政策制定者征集决策建议的基地,为欧洲创造重要的产业价值和高技能就业岗位,达到能够自我发展的临界规模。近期主攻方向包括:气候变化评估及其动因管理;向低碳弹性城市转型;自适应性水管理和零碳生产。具体选择英国伦敦、瑞士苏黎世、德国柏林、法国巴黎和荷兰的兰斯塔德大都市区共同建设,嵌入其地方创新系统之中。

“可持续能源知识创新团体”将围绕战略能源技术计划实施,加速现有能源体系整体转型。共建中心包括瑞典斯德哥尔摩、德国卡尔斯鲁厄、法国格勒诺布尔、荷比卢大区埃因霍温与鲁汶、西班牙巴塞罗那和波兰克拉科夫。

“未来信息与通信社会知识创新团体”,旨在催化信息通信技术领域的风险资本,使其成为未来世界领导者,加快欧洲知识社会转型。共建中心包括瑞典斯德哥尔摩、德国柏林、荷兰埃因霍温、芬兰赫尔辛基和法国巴黎。

(二)探索不同产业节能环保技术的新信息

1.研究建筑业节能环保技术的新进展

⑴从系统工程视角实施建筑节能环保技术。20167月,国外媒体报道,瑞典建筑节能环保技术走在业界的前面,具有比较完善的法律法规体系和以市场为基础的激励政策,政府、商协会和企业密切合作,以市场手段推广建筑节能环保技术,住宅产业的高度现代化为节能环保技术的普及创造了良好环境。瑞典注重设计、施工和运营维护各个阶段的节能环保技术,其整体发展已进入快车道。

建筑节能环保是一个系统工程,从设计、施工,到建筑物的维护和使用各个阶段,都影响到总的节能环保效果。从各个阶段节能环保效果来看,设计阶段的技术和材料选择是一个重要方面,但是管理与运营维护则更加重要。据瑞典建筑协会介绍,对传统建筑而言,前者节能效果仅占15%,后者则达到85%。瑞典建筑业从系统工程视角,全方位实施建筑物的节能环保措施。

首先,设计阶段的节能环保措施。

瑞典有专业的设计公司,大型建筑企业一般也有自己的设计机构。瑞典建筑设计企业普遍遵循四个原则,即建筑物生命周期评估、建筑物生命周期预算、灵活性及简约性。

建筑物节能,应当体现在它的整个生命周期中。据此,设计过程不但要考虑建筑物新建成时的节能效果,也要考虑建筑物随着使用年限增长导致的节能效果的下降。在建筑物的整个生命周期内,对建筑物的总体造价和节能效益进行综合平衡,达到经济最优。同时在设计中,应充分考虑后期改造的灵活性,如房间重新布局需要对隔墙进行拆除和重新建设,可考虑采用活动墙,增加房间布局的灵活性。设计简约在建筑节能中的作用也不可忽视。如室内空调系统,复杂的调节系统可能导致过多的操作失误,引起不必要的能源浪费。设计公司的做法,是尽量简化空调系统操作面板的布局。

关于节能设备和技术的采用。不一定采用最新的技术和最环保的技术。如一项新产品或建筑部件的生命周期,与建筑物不能匹配或节能效果衰减较快,设计时一般也不会考虑。经过长期积累,设计公司的研究人员已经建立了一个包括建筑部件、设备、技术的能耗指标数据库,设计人员可以根据用户对于能耗、环保的不同要求,采用合适的技术,达到节能目标。

为了验证设计的合理性,一些瑞典设计企业还根据设计图纸做成模型,用来模拟推算未来建筑物的各项参数和效果。在设计一栋新建筑时,设计人员完成图纸并建成模型后,如果发现不合理的地方,必须马上着手加以改进。

建筑标准,对建筑物的节能效果关系很大。目前,瑞典按照欧盟的指导标准,实行每栋建筑节能标签制度,每栋建筑应当列明单位平方米能耗量。如使用中超过该数字,业主则可以向责任单位即设计或施工单位索赔。

其次,施工和验收阶段的节能环保措施。

建筑物能否实现设计的节能环保目标,施工阶段是关键一环。在建筑材料、部件和设备的选用方面,瑞典建筑商把质量放在第一位。如,瑞典的一些建筑公司在中国设有采购代表处,为保证材料质量,这些公司要对其供应商进行认证,只有产品符合它们的标准才有资格向它们供应部件。

按照中国施工企业的施工进度来衡量,瑞典建筑企业施工进度很慢。但正是这种以绣花态度完成的建筑物,质量优良,能充分达到设计的节能环保目标。

瑞典企业也十分重视建筑施工中的节能。通过合理的施工线路规划,减少运输;减少填土;推广合理的施工工艺等,减少能源的使用。在总结合理施工工艺节能方面,瑞典建筑协会发挥了很大作用。2005年该协会专门成立了一个工作组,总结各项建筑施工活动的各项数据,以及以2004年数据为基数的能耗情况,并推荐最好的施工方法。

瑞典生态建筑协会与其会员单位一起研究,设定了施工阶段的节能目标:从2004年~2010年,施工中交通、机器消耗化石燃料的数量下降10%

在验收阶段,验收部门采用先进技术对建筑物进行检测。比如,节能住房对墙体气密性要求较高。瑞典建筑商使用热成像仪对完工的建筑物检测,发现透气的地方,要重新改造,这也是一项近几年才采用的新措施。

再次,运行维护阶段的节能环保措施。

房屋正确的运营及维护,是达到住房节能标准的重要条件。为使房屋使用者了解正确的使用方法,瑞典建筑企业在竣工后一般要对用户进行培训,使其了解正确的运行方法。设计人员把建筑物比喻为一台机器。机器使用一段时间后,一些性能指标下降,就需要定期维护,以确保其良好性能。房屋也是这样,使用一段时间后,墙体的气密性、管道的通畅性、空气过滤系统等都可能出现问题,导致能耗上升,这时就要进行修理维护。瑞典房地产公司在房屋维护方面,通常给予很大关注,并投入大量精力。

⑵瑞典建筑业通常采用的节能环保先进技术。20167月,国外媒体报道,瑞典建筑业的节能环保技术,主要体现在建筑外墙隔热、窗户的隔热、房顶的隔热、照明系统节能、通风系统和空调(制冷、制热)节能,其中,空调系统占建筑物耗能大部分。报道称,由于当今信息在世界范围内快速流动,瑞典建筑业的节能环保技术,在世界其他国家几乎都能找到,但关键在于设计、施工和使用管理过程中的系统观念、整体观念和建筑物生命周期的成本观念,则是其他国家不多见的。在瑞典,比较先进的节能环保技术,在被动式住房和低耗能住房中都能得到体现,较常见的有以下这些:

一是聪明窗技术。在双层玻璃的窗子夹层中,介入一层采用特殊材料的薄膜,当施加少量电压时,其透光度发生变化,从而调节室内外热量的交换。

二是通风系统节能技术。冷空气通过散热片后方通气孔,预热后进入室内。室内浊气进入红色管道,通过热量回收系统将余热收集后,进入热水系统加热水,从而实现余热的回收。

三是垃圾焚烧区域供热技术。垃圾焚烧小区供热的原理很简单,就是集中通过一个或几个专门垃圾焚烧设施或热电厂,对水进行加热升温,然后通过管线根据季节和天气进行调整,把水温70110℃的水送到住房区域。由住房内的热交换器(暖气片)进行散热,然后把水温约4060℃的回水,回流到垃圾焚烧设施再行加温。所用垃圾主要包括生活垃圾,以及树叶、树枝等森林垃圾。

四是地源热泵技术。地源热泵技术是瑞典最常用的热泵技术。一般在小区供热管道不能到达的地区使用。地源热泵技术,一般是通过钻孔从地下或海水中提取热能。一般采用垂直钻孔,多用间接式系统。由于20世纪80年代,直接扩张系统流行时发现的该系统弱点,目前,瑞典已很少使用直接扩张系统。

最常见的热泵控制,是所谓的温度曲线控制。加热系统的回水温度与室外温度呈相关关系,但由于室外温度变化较大,一般用室内温度作为启动加热系统的指标。加热系统通常优先采用热水系统。水在一个双层水箱中通过地下采取的热量进行加热,热水通过控制阀流经室内暖气管道,从而提高室内温度。

五是地下蓄热、冷技术。在建筑物附近绝缘性能好的地层中(一般是岩石)钻孔,将热量进行存储,再通过热泵技术提取向建筑物供热(),实现跨时段、跨季节的热量分配。瑞典第一大建筑咨询公司参与建设的斯德哥尔摩阿兰达机场蓄热()系统,就采用了这套技术。

2.研究造纸业节能环保技术的新进展

探索造纸业的生物技术经济及环保之路。201511月,国外媒体报道,在芬兰中部的艾内科斯基,芬宝公司计划投资12亿欧元,着手兴建一座完全不使用化石燃料的工厂,它使用新一代生物制品,这是芬兰林业史上最大的投资项目,也是北半球最大的木材加工厂。其需要的所有能源均通过木质原料获得,投产后纸浆年产量将达到130万吨。

此外,该工厂还将生产生物能源和各种新的生物材料。这座工厂每年将发电1.8太瓦时,新技术的使用,将使这座工厂生产的电力是自身消耗电力的2.4倍,占芬兰发电量的2.5%。该工厂的建成,将成为全球制浆造纸企业转型生物质一体化工厂的一个重要尝试。

约有1/3国土面积位于北极圈内的芬兰,缺少石油和天然气资源。覆盖了将近80%国土的森林,在其工业化进程中起到至关重要的作用,至今,林业仍是该国的支柱产业之一。

芬兰人和森林的关系非常密切,在森林产品和服务方面积累了丰富的经验,并希望可持续高效地利用这种资源。芬兰预计,到2030年,全球需要增加50%的食物、45%的能源以及30%的水,他们相信,解决这些问题的答案在于大力发展生物技术经济。2013年,芬兰的生物技术经济产出达到640亿欧元,远远高出政府的预计,其中一半以上来自林业产品。

芬兰相信,生物技术经济是这个国家的未来。不久前,芬兰就业与经济部、农林部和环境部联合制定了芬兰首个“生物技术经济发展战略”,旨在刺激芬兰产业与商业的新一轮发展,推动芬兰经济在生物与清洁技术重要领域的进步,目标是把芬兰生物技术经济产值在2025年时,提升至1000亿欧元,并创造10万个新的就业岗位。

该战略定义的“生物技术经济”,是指通过可持续的方式利用可再生自然资源,生产和提供以生物技术为基础的产品、能源和服务的经济活动。生物技术经济,涉及初级产品生产、加工升级、终端市场等多个环节和部门,涵盖了清洁技术和可再生资源利用、环境服务、材料的有效循环等多个领域。

芬兰在发展生物技术经济过程,非常注意合作与创新,将生物炼油和纸浆生产联系在一起,当生产纸浆时候,生产过程中分流,提炼原油,制作生物燃料,将材料逐级利用、回收再生等,最大限度利用生物质潜力。芬兰的生物燃料尤其是用于交通的生物燃料生产技术处于世界领先地位。

芬兰就业与经济部森林工业战略计划主管西克斯坦·桑纳巴卡先生表示:“我们在不同产业领域都率先进行融合。传统的林业、能源产业和化工产业都融入了新的产业生态系统,在这个生态系统中,树木被精炼制成传统和新式林业产品、能源、生物燃料和化学品。未来,人们能见到建筑、食品和纺织产品业,也更加紧密地结合进这个生物技术经济生态系统。”

芬兰素有“千湖之国”之称,境内有大大小小的湖泊18.8万个。其中湖面面积约4400平方千米的塞马湖是最大的一个,也是欧洲第四大湖。制浆造纸业一般被认为是环境污染的大户,但在赛马湖湖畔集聚着世界上最大的制浆造纸集群,而这里仍是芬兰风景最美的景区之一。这与芬兰重视环境保护和不浪费任何可以利用的生物质能源的理念和做法密切相关。芬兰的三大林业公司——芬欧汇川(UPM)、斯道拉恩索(StoraEnso)和梅采Metsä),就坐落在这里。目前,全球经济下滑,由于面临数字化发展导致的纸张需求下降等问题,三大公司都在寻求产品转型,在生物技术经济领域投入了很多资金和精力。

2015年初落成的芬欧汇川拉彭兰塔生物精炼厂,是全球首家以木材原料生产可再生柴油的商业规模的工厂,投资额1.75亿欧元。芬欧汇川以纸浆厂制浆工艺残留物塔罗油为原料,通过自己研发的加氢处理工艺,每年可生产近10万吨可再生生物柴油。

梅采集团旗下的芬宝公司,在位于芬兰东南部的约采诺制浆厂,建立生物精炼系统,把纸浆生产过程中使用可再生木材原料产生的副产品木片和树皮,用制浆过程中剩余的热量进行干燥,然后传输到气化装置,使木片和树皮气化,提炼成浓度不低于95%的甲烷(生物气体),最终产品的成分完全符合天然气标准。约采诺制浆厂整个生物能源的生产过程是封闭的,而且不需要任何化石燃料。目前,浆厂能源自给率达到175%,多余的能源提供给约采诺市及周边农村用于供电和供暖。

斯道拉恩索公司的伊马特拉工厂建于1935 年,现有员工856人,是该公司在芬兰最大的造纸厂,这家工厂通过回收锅炉以及纸浆干燥机的改造升级,不断降低能源消耗,及生物燃料利用率。2014年生物燃料使用率达87.5%