Dissertations / Theses on the topic 'Förnybara energikällor'

To combat the rising global temperature Sweden have signed the Paris Agreement to limit the release of CO2 and keep the temperature to a minimum increase of 1,5 degrees. A transformation of today’s energy system towards renewable energy is paramount to this endeavour, which in part relies on public acceptance where media plays an important role inshaping public acceptance. This study aims to map acceptance of renewable energy sources and draws on framing theory, which states that the media focuses attention on certain events and gives information meaning, in a sense how something is presented to the audience influences their choices in how to process said information. As this is a qualitative study, 49 articles about bio-, geothermal, solar, water and wind energy from Sweden’s four major newspapers, Aftonbladet, Dagens Nyheter, Expressen and Svenska Dagbladet, have been gathered from the Svenska dagstidningar database and examined through frame analysis. Media framing contributing to public acceptance was bio- and solar energy while water subtracted from it. Wind energy were both contributing and subtracting from acceptance while geothermal lacked articles entirely, prohibiting it from entering public discourse altogether. Meanwhile the biggest deciding factor towards framing acceptance for renewable energy depended largely on the newspaper.
För att bekämpa den stigande globala temperaturen har Sverige undertecknat Parisavtalet föratt begränsa koldioxidutsläppen och hålla temperaturen till en minsta ökning på 1,5 grader. En omvandling av dagens energisystem mot förnybar energi är avgörande för detta mål, vilket delvis bygger på allmänhetens acceptans och som media har en viktig roll i att utforma. Denna studie syftar till att kartlägga acceptans av förnybara energikällor och bygger på Framing Theory, som menar att media fokuserar uppmärksamhet på vissa händelser och ger det mening, hur det presenteras sedan för publiken påverkar deras val. Eftersom det här är en kvalitativ studie har 49 artiklar om bio-, geotermisk-, sol-, vatten- och vindenergi från Sveriges fyra största tidningar, Aftonbladet, Dagens Nyheter, Expressen och Svenska Dagbladet samlats från databasen Svenska dagstidningar, dessa granskas genom Frame Analysis. Media framing som bidrar till allmän acceptans var bio- och solenergi medan vatten inte bidrog. Vindenergi både bidrar till och minskar acceptans medan geotermisk saknad eartiklar helt och hållet, vilket gör att den utelämnas från den offentliga diskursen. Samtidigt berodde den största avgörande faktorn av framing för acceptans av förnybar energi på nyhetstidningen.

Att vi behöver göra något åt rådande miljösituationen är det få som tvekar på. Elbilar kommer mer och mer som ett alternativ till de konventionella fordonen och det satsas mycket på förnybara energikällor.

Med en introduktion av elbilar i samhället kommer behovet av elenergi att öka. Inledningsvis kommer elbehovet endast påvekas marginellt och genom att ladda under nattetid när elkonsumtionen är låg kommer nuvarande produktion att räcka ända fram till att hälften av vår fordonsflotta är elektrifierad. När sedan antalet bilar ökar ytterligare krävs en förändring för att klara av det ökade behovet av elenergi. Med den potential våra förnybara energikällor har så visar denna rapport att det kommer klaras av gott och väl. Att köra våra elbilar på förnybar energi har också fördelen att utsläppen i princip blir lika med noll, vilket skapar mervärden. Elbilen blir inte renare än elen som den körs på är.

Redan idag är en mycket stor del av vår elproduktion från förnybara energikällor. Vattenkraft står för ca 46 % av elproduktionen sett ur ett perspektiv på 11 år. Sedan finns ett planeringsmål att år 2020 ska det produceras 30 TWh från vindkraft i Sverige (idag 2,5 TWh) vilket skulle räcka som energi till både alla våra bilar samt att exportera "grön el" ut i Europa.

All typ av elektricitet människan använder påverkar miljön negativt och bidrar till klimatförändringarna. Det som bör analyseras är nyttan det ger samt vilka användningsområden det har. Mer än hälften av elproduktionen i Sverige förbrukas i bostadshuen. Elproduktionen är viktig att analysera då det består 20 procent av den totala hållbarheten. För en positiv inverkan på miljön är det viktigt att förstå konceptet av hållbarhet. “Hållbar utveckling är utveckling som uppfyller dagens behov utan att förbruka nästkommande generationernas förmåga att tillgodose sina egna behov”, påstår Gro Harlem (1987). Hållbarhet består av tre aspekter vilka är, ekonomiska, miljömässiga och sociala. Dessa tre aspekter måste betraktas vid analys av hållbarhetsutveckling enligt Chong, Lee och Wang (2016).Harlem (1987) menar att en hållbar elproduktion ska tillgodose männsikans behov utan att förstöra miljön, varken idag eller på sikt. Enligt ”Hållbar produktion”, har förnybara energikällor inget koldioxidutsläpp vid elproduktion och har därför en låg klimatpåverkan. Det tillförs ny energi från solen hela tiden vilket innebär att förnybara energikällor inte tar slut.Sverige har gått med i Agenda 2030, vilket är en pakt som inkluderar 17 mål för att bland annat kunna uppnå hållbarhet i hela världen. Ett krav för att uppfylla målen är att elproduktionen ska ske via förnybara energikällor.Enligt “Sustainable buildings market study” skriven av Ramboll (2019) är byggbranchen ansvarig för en tredjedel av växthusgasutsläppen och 40 procent av den globala elanvändningen. Växthusgasutsläpp inom byggbranschen sker vid olika skeden inom byggprocessen vilket måste analyseras för att tillfredställa rättvis bedömning av hållbarhet. Analys kan ske via olika sett beroende på vilka kriterier man vill analysera. För att kunna uppskatta en byggnads rimliga energiprestanda är en energianalys viktig i det tidiga skedded av byggprocessen. Detta gör det möjligt att minska skillnaden mellan förväntad och verklig energiprestanda. Det är viktigt att göra energianalys i design skeddet för att säkerställa att projektering framställs på bästa sätt.Elproduktionen är en av den största faktorn till de höga växthusgasutsläppen som sker i landet och motsvarar 26 procent av de totala växthusgasutsläppen. Elproduktionen har ett växthusgasutsläpp på cirka 13 gram CO2-ekvivalenter per kWh. Växthusgasutsläppen resulterar bland annat i klimatförändringarna vilket är ett av de största miljöproblemen i Sverige (Naturskyddsföreningen 2016).I artikeln ”Regeringen växlar upp arbete med sikte på ett 100 procent förnybar energiproduktion”, siktar Sverige att uppnå hållbar elproduktion. Regeringen inkludera mål som underlättar att framställa förnybar el, vilket är ett positivt framsteg inom hållbar elproduktion i Sverige.Rapportens syfte är att utreda brister som finns i elpoduktionen det vill säga redogöra för dagens elanvändning ur aspekter som definerar hållbarhet. Rapporten skall analysera energikällor som används idag, miljöpåverkan och vad som krävs för att lyckas uppnå en hållbar elproduktion.Örebro Universitet Institutionen för naturvetenskap & teknik4Examensarbetet består av tre delar, där den första är analys av litteraturstudie där rätt metod väljs för fortsatt arbete. Andra delen inkluderar studier kring energisystemen i Sverige och energisystemens klimatpåverkan. Den avslutande delen i rapporten består av att utvärdera vilken elproduktionsmix som framställer dagens elbehov utifrån krav och möjligheter för att uppnå hållbarhet.Efter analys är slutsatsen att energikällorna har en miljöpåverkan på olika sätt och därför måste hela elprocessen undersökas det vill säga från ”vagga till grav”. Det som måste analyseras i elprocessen är bland annat produktion-, transport-och montering av kraftverkets delar, hur elproduktion sker och konsekvenserna, vad som sker vid elförbrukning samt efter elanvändning. Denna typ av analys kallas för livscykelperspektiv och kan analyseras med hjälp av livscykelanalys, LCA.För att uppnå hållbar elproduktion enligt Agenda 2030 är det viktigt att uppnå två krav vilka är att minska elanvändningen och att elproduktionen ska ske via förnybara energikällor utan klimatpåverkan. En kombination av förnybara energikällor såsom vind-, vatten-, solkraftverk är en lösning som uppfyller kravet för hållbar elproduktion.
All kind of electricity that humans use has a negative impact on the environment and contributes to the climate change. The majoritity of the electricity use is in the building houses and this contribute 20 procent of sustainability. It is important to understand what sustainability is. Gro Harlem defined “Sustainable development is development that meets the needs of the present without compromising the ability of future generations to meet their own needs”.Sustainability can be composed in three different elements, which are economic, environmental and social. These three aspects have impact on the data needed to be considered when analysing sustainability but also when assessing the value of sustainability in a building. These elements should be considered simultaneously in order to conduct an efficient sustainability development (Chong, Lee, Wang. 2016).According to Gro Harlems definition about sustainability we can implement this to the energy use. Sustainable electricity production must meet the humans needs without negative environment effect or the possibility to the next generations electricity use.Renewable energy sources could produce electricity without an end.Sweden participate to Agenda 2030 and must fulfill the 17 goals to achive the requirements for sustainability.A goal that Agenda 2030 includes is to achive is that all the electricity use have to be produced by the renewable energy sources.According to the “sustainable buildings market study” made by Ramboll (2019), the construction industry is responsible for a third of greenhouse gas emissions and 40 percent of the global energy use. There are different ways of evaluating and grading buildings according to their environmental performance.This report will analyze if it is possible to achive the goals in Agenda 2030 to contribute for sustainable electricity production for the houses in Sweden. Sweden has the knowledge about the negative environment effects because the electricite production and use. This report will help people to understand the connection between sustainable development, energy production and the electricite use.After all simulations were made, the conclusion of the project is that the whole life cycle assessment of the energy production is not included and a lot of factors that have a direct impact on the ecological footprint is missed out. Because of the enormous impact the construction industry has on the environment, harder requirements must be set on the whole building life cycle. This in order to achieve the goals for Agenda 2030.

Indien är en tillväxtmarknad med många möjligheter; det är en plats för nytänkande och frugala innovationer. Frugala innovationer är ett fenomen som Indien är välkänt för. I grunden uppstår frugala innovationer genom sparsamhet i processen för att ta fram effektiva lösningar. Kunskapen om frugala innovationer och dess förhållningssätt kopplat till svenska energiföretag som är inom branschen för förnybara energikällor är dock begränsad. Därför är innovationsmyndigheten Vinnova och Energimyndigheten intresserade av att se om det finns potential för ett antal svenska energiteknikföretag att lyckas etablera sig på Indiens marknad för förnybara energikällor, där effektivitet och sparsamhet är viktigt. Undersökningen har skett genom en kvalitativ forskningsmetod i form av intervjuer med de företag som har varit tillgängliga och även med en expert med kunskap om den Indiska marknaden. Teorier har främst hämtats ifrån tryckt litteratur och vetenskapliga artiklar. Under studiens gång arbetade författarna fram en modell som kan användas för att bedöma ett företags förmåga att etablera sig på en främmande marknad. I modellen ingår ett antal viktiga aspekter inom områden som ekonomi, innovation, marknad och tillväxt. Forskningen har kommit fram till slutsatser om samtliga undersökta företags potential att lyckas i Indien. I studien fann författarna att om man ska ha potential att lyckas på den Indiska marknaden, ska man bland annat ha en aktuell och effektiv produkt, stark ekonomi, konkurrenskraftighet samt marknadsmöjligheter.
India is an emerging market with many opportunities; it's a place for rethinking and frugal innovations. Frugal innovation is a phenomenon that India is well known for. Frugal innovations arise by thrift in the process of developing effective solutions. Knowledge about the frugal innovations and its approach linked to Swedish energy companies that is in the business of renewable energy is limited. Therefore, the innovation agency Vinnova and the Swedish Energy Agency (Energimyndigheten) are interested to see if there is potential for a number of Swedish energy companies to establish in the Indian market for renewable energy, where efficiency and economy are important. The survey was done by a qualitative research in the form of interviews with the companies that have been available and also an expert with knowledge of the Indian market. Theories were mainly collected from printed literature and scientific articles. During the study, the authors came up with a model that can be used to estimate a company's ability to establish itself in a foreign market. The model includes a number of important aspects, such as financial aspects, innovation, market and growth. The research has come to conclusions about all the studied companies potential to succeed in India. In the study, the authors found that if you're going to have the potential to succeed in the Indian market, you should have an up-to-date and effective product, strong economy, competitiveness and market opportunities.

The purpose of the study was to investigate the use and losses of energy in an existing older building. Another purpose was also to look through various options for heating systems with renewable energy in the building. The aim was to reduce the use and losses of energy. The first step was to study the related electricity bills of the building and also perform measurements and calculations of the building envelope and ventilation. The next step was to find out the possible actions for energy saving by performing measurements and calculations. To calculate the loss of energy a u-value was used, which describes a materials ability to conduct heat. The results of the energy calculations show what is reasonable to do in the building considering the energy savings versus economy. The study shows that it is important to first analyze and adjust the building envelope and ventilation before a new heating system is installed. That is to reduce the risk of an over-sizing of the heating system. It is not optimal to correct the entire building at energy efficiency because it is not economically feasible. All necessary actions of energy saving should be taken as a package where the most profitable should be picked out and executed. An older building is often of great value and therefore its appearance should be safeguarded at energy efficiency.

District heating covers around 80 % of the heating demand in apartment buildings and 10 % in single-family homes in Sweden. In the year 2010 the total input of energy to the Swedish district heating grids was about 70 TWh, which corresponds to 11 % of the total energy input to the whole energy system in the country. Through the combined production of heat and power the CHP-plants often reaches an efficiency of 90 % from energy in the fuel to produced heat and power. In order to keep the efficiency high it is important for the owners of the plant to have good knowledge about the plants performance at different operation points. Strängnäs Energi AB initiated this diploma work together with FVB Sverige ab in order to come up with a program for short term planning of the production of heat and power at the company´s CHP-plant. The work consists of three main parts. The first part is an introduction to district heating and optimization of such systems and it also handles a short explanation of the district heating system in Strängnäs. The second part covers the performance tests that have been done at Strängnäs Energi AB´s CHP-plant. The performance tests were carried out in order to investigate how the plant is operating. The results from the tests show that the efficiency of the plant is very poor. This has its explanation in the losses in forms of combustible content in the bottom ash, which in some cases reaches over 4 %. The problems with the combustion have been known for a while at Strängnäs Energi AB, but they did not have any calculated value of the efficiency. The company is working hard in order to come up with good solutions for the combustion and therefore this is not included in the diploma work. Instead the third part of the diploma work is focused on developing of a model for short term production planning. The model was made in MS Excel and it consists of a number of power and mass balances over one day. The key to the calculations in the model is the calculation of the alfa-value. The alfa-value together with the power in the hot water condenser gives an iterative calculation. The hot water accumulator is then either charged or discharged depending on current electrical price, demand of district heating and the level in the accumulator. The results from the simulations done with the model shows that it is possible for Strängnäs Energi AB to earn between 0 – 20 000 SEK during one day if they operate their plant as suggested in the model.

In a regional railway signalling system, object controllers are the devices responsible for controlling Track Side Equipment and act as interfaces for TSE with the interlocking computer and the Traffic control system. However, associated cabling (signal and power cabling) and civil works pose a major capital investment and it is a source of significant Capital and Operational expenses, particularly in rural areas, where accessibility andconnectivity to power grid and to the interlocking are a problem. Furthermore, cables/signalling equipment are exposed to sabotage and theft in such areas. This can increase the total Life Cycle Cost even further. The Shift2Rail research programme, which was initiated by the European Union and railway stakeholders, tries to address this issue, and revamp the Object Controller concept through the project “TD2.10 Smart radio connectedwayside object controller”, where the aim is to develop a Smart Wayside Object Controller (SWOC). A SWOC is capable of wireless communication between central interlocking and TSE as well as decentralization of interlocking logic. These innovations can reduce the cabling required, increase the availability of diagnostic data, thus reducing maintenance and operational costs and can lead to power saving by utilizing local power sources. The most important impact of the SWOC is a significant reduction of CAPEX, OPEX and of total LCC for an installation utilizing SWOCs, instead of typical OCS.  This work focuses on estimating the LCC of a SWOC system and to compare it with a conventional OCS by developing an LCC model that covers both cases, as well as to use this model to examine when it is more profitable to implement a SWOC, instead of an OCS system. This is done by utilizing LCC analysis and combining a variety of methods in a parametric study. To that extend, a thorough analysis of a modern regional railway signallingsystem, as well as the basis for LCCA are being discussed. At the same time, both OC and SWOC systems are being described and factors affecting their cost discussed.  The methodology is comprised of the LCC modelling part as well as the collection of methods and techniques used to calculate the LCC of OC/SWOC systems and to estimate the costs of different sub-models and parameters of the process. For the modelling process, the station of Björbo was chosen, which operates under ERTMS-R system, but for the sake of the analysis it is assumed that the typical base system in place is an OCS and together withthe existing track layout and equipment it is used as the basis of the analysis. Finally, the formed LCC model is being used in a parametric study to examine how the LCC is affected by using OC or SWOC as well as how LCC responds to changes in parameters such as number of OC/SWOC, traffic density and local power installation cost for the Björbo station.
I ett regionalt järnvägssignalsystem är utdelar de enheter som ansvarar för att kontrollera spårutrustning och fungerar de som gränsyta för spårutrustning med ställverksdatorn och tågtrafikledning systemet. Dock, tillhörande kablar (signalkablar ock kraftkablar), samt anläggningsinfrastruktur utgör en stor kapitalinvestering och de är en källa till märkbar kapitalkostnad och driftskostnader, särskilt på landsbygdsområden, där tillgänglighet och anslutning till elnätet och ställverket är problematisk. Dessutom, kablar och signalutrustning utsätts för stöld och sabotage i sådana områden. Detta kan öka den totala livscykelkostnaden ytterligare. Shift2rail forskningsprogram, som genomförs av EU och järnvägsintressenter, försöker att ta itu med problemet och modernisera utdelar konceptet genom projektet “TD2.10 Smart Radio Connected Wayside Object Controller”, där målet är att utveckla en Smart Spårutrustning Utdelar, så kallade SWOC. En SWOC har kapacitet för trådlös kommunikation mellan central ställverket och spårutrustning, samt decentralisering av satällverkslogiken. Dessa innovationer kan minska nödvändig kabeldragning, öka tillgängligheten av diagnostiska data, vilket minskar underhålls- och driftskostnader och kan leda till energibesparing genom att använda lokala kraftkällor. Den viktigaste effekten av SWOC är en betydande minskning av kapitalkostnader, driftskostnader och totala livscykelkostnaden för en installation som använder SWOC istället för typiska utdelningsystemet. Detta examensarbete fokuserar på att uppskatta LCC för ett SWOC-system och jämföra det med en konventionell utdelingsystem genom att utveckla en LCC-modell som täcker båda fallen, samt att använda denna modell för att undersöka när det är mer lönsamt att implementera en SWOC istället av ett typiskt utdelingsystem. Detta görs genom att använda LCC-analys och kombinera en mängd olika metoder i en parametrisk studie. För att göradetta genomförs en grundlig analys av ett modernt regionalt järnvägssignalsystem, samt grunden för livscykelanalys. Samtidigt beskrivs både ett typiskt utdelingssystem - och SWOC-system samt faktorer som påverkar deras kostnad deskuteras. Metoden består av LCC-modelleringsdelen samt insamling av metoder och tekniker som används för att beräkna LCC för OC / SWOC-system och för att uppskatta kostnaderna för olika delmodeller och parametrar för processen. För modelleringsprocessen valdes stationen i Björbo, som arbetar under ERTMS-R-systemet, men för analysens skull antas att det typiska bassystemet på plats är en typisk OCS och tillsammans med befintlig planritning ochkabelplan är används som grund för analys. Slutligen används den bildade LCC-modellen i en parametrisk studie för att undersöka hur LCC påverkas genom att använda OC eller SWOC samt hur LCC reagerar på förändringar i parametrar såsom antal OC / SWOC, trafiktäthet och lokala kraftinstallationskostnader för Björbo-stationen.

In a regional railway signalling system, object controllers are the devices responsible for controlling Track Side Equipment and act as interfaces for TSE with the interlocking computer and the Traffic control system. However, associated cabling (signal and power cabling) and civil works pose a major capital investment and it is a source of significant Capital and Operational expenses, particularly in rural areas, where accessibility andconnectivity to power grid and to the interlocking are a problem. Furthermore, cables/signalling equipment are exposed to sabotage and theft in such areas. This can increase the total Life Cycle Cost even further. The Shift2Rail research programme, which was initiated by the European Union and railway stakeholders, tries to address this issue, and revamp the Object Controller concept through the project “TD2.10 Smart radio connectedwayside object controller”, where the aim is to develop a Smart Wayside Object Controller (SWOC). A SWOC is capable of wireless communication between central interlocking and TSE as well as decentralization of interlocking logic. These innovations can reduce the cabling required, increase the availability of diagnostic data, thus reducing maintenance and operational costs and can lead to power saving by utilizing local power sources. The most important impact of the SWOC is a significant reduction of CAPEX, OPEX and of total LCC for an installation utilizing SWOCs, instead of typical OCS.  This work focuses on estimating the LCC of a SWOC system and to compare it with a conventional OCS by developing an LCC model that covers both cases, as well as to use this model to examine when it is more profitable to implement a SWOC, instead of an OCS system. This is done by utilizing LCC analysis and combining a variety of methods in a parametric study. To that extend, a thorough analysis of a modern regional railway signalling system, as well as the basis for LCCA are being discussed. At the same time, both OC and SWOC systems are being described and factors affecting their cost discussed.  The methodology is comprised of the LCC modelling part as well as the collection of methods and techniques used to calculate the LCC of OC/SWOC systems and to estimate the costs of different sub-models and parameters of the process. For the modelling process, the station of Björbo was chosen, which operates under ERTMS-R system, but for the sake of the analysis it is assumed that the typical base system in place is an OCS and together with the existing track layout and equipment it is used as the basis of the analysis. Finally, the formed LCC model is being used in a parametric study to examine how the LCC is affected by using OC or SWOC as well as how LCC responds to changes in parameters such as number of OC/SWOC, traffic density and local power installation cost for the Björbo station.
I ett regionalt järnvägssignalsystem är utdelar de enheter som ansvarar för att kontrollera spårutrustning och fungerar de som gränsyta för spårutrustning med ställverksdatorn och tågtrafikledning systemet. Dock, tillhörande kablar (signalkablar ock kraftkablar), samt anläggningsinfrastruktur utgör en stor kapitalinvestering och de är en källa till märkbar kapitalkostnad och driftskostnader, särskilt på landsbygdsområden, där tillgänglighet och anslutning till elnätet och ställverket är problematisk. Dessutom, kablar och signalutrustning utsätts för stöld och sabotage i sådana områden. Detta kan öka den totala livscykelkostnaden ytterligare. Shift2rail forskningsprogram, som genomförs av EU och järnvägsintressenter, försöker att ta itu med problemet och modernisera utdelar konceptet genom projektet “TD2.10 Smart Radio Connected Wayside Object Controller”, där målet är att utveckla en Smart Spårutrustning Utdelar, så kallade SWOC. En SWOC har kapacitet för trådlös kommunikation mellan central ställverket och spårutrustning, samt decentralisering av satällverkslogiken. Dessa innovationer kan minska nödvändig kabeldragning, öka tillgängligheten av diagnostiska data, vilket minskar underhålls- och driftskostnader och kan leda till energibesparing genom att använda lokala kraftkällor. Den viktigaste effekten av SWOC är en betydande minskning av kapitalkostnader, driftskostnader och totala livscykelkostnaden för en installation som använder SWOC istället för typiska utdelningsystemet. Detta examensarbete fokuserar på att uppskatta LCC för ett SWOC-system och jämföra det med en konventionell utdelingsystem genom att utveckla en LCC-modell som täcker båda fallen, samt att använda denna modell för att undersöka när det är mer lönsamt att implementera en SWOC istället av ett typiskt utdelingsystem. Detta görs genom att använda LCC-analys och kombinera en mängd olika metoder i en parametrisk studie. För att göradetta genomförs en grundlig analys av ett modernt regionalt järnvägssignalsystem, samt grunden för livscykelanalys. Samtidigt beskrivs både ett typiskt utdelingssystem - och SWOC-system samt faktorer som påverkar deras kostnad deskuteras. Metoden består av LCC-modelleringsdelen samt insamling av metoder och tekniker som används för att beräkna LCC för OC / SWOC-system och för att uppskatta kostnaderna för olika delmodeller och parametrar för processen. För modelleringsprocessen valdes stationen i Björbo, som arbetar under ERTMS-R-systemet, men för analysens skull antas att det typiska bassystemet på plats är en typisk OCS och tillsammans med befintlig planritning ochkabelplan är används som grund för analys. Slutligen används den bildade LCC-modellen i en parametrisk studie för att undersöka hur LCC påverkas genom att använda OC eller SWOC samt hur LCC reagerar på förändringar i parametrar såsom antal OC / SWOC, trafiktäthet och lokala kraftinstallationskostnader för Björbo-stationen.

Denna avhandling undersöker hur omställningen av energisystemet har konstruerats i den riksdagspolitiska debatten, med fokus på förnybara energikällor. Utgångspunkten är det riksdagsbeslut som fattades 1980 och som innebar en omställning till förnybara energikällor. Studien bygger på textanalys av framför allt riksdagsprotokoll. Energipolitik är en ständig dragkamp kring definitioner och kategoriseringar och vilka ideal som bör utgöra politikens mål. I den riksdagspolitiska energidebatten om omställningen av energisystemet är det långt ifrån självklart vad som betraktas som problem, lösning och mål. Aktörer interagerar och förhandlar och skapar på så vis mening. Tre teoretiska begrepp är centrala i analysen av denna process: problematisering, obligatorisk passagepunkt och gränsobjekt. Den riksdagspolitiska debatten handlar om mer än bara vilka energikällor som är bäst lämpade. Livsavgörande framtidsfrågor har knutits till energiproduktionen. I den energipolitiska debatten väcks också frågor om kunskapsproduktion, hur energikällor och olika tekniska lösningar ställs mot varandra och blir argument i debatten om rationalitet och sanning. Förnybara energikällor har varit del av såväl utopiska som dystopiska framtidsbilder. De kan vara ett argument för det lilla och småskaliga, mot tillbakagång och det antimodernistiska, eller för utveckling, modernisering och det framtidsorienterade. Således handlar debatten om omställningen av energisystemet också om vad som utgör ”det goda samhället”.
This thesis examines how the energy system transformation has been constructed in the Swedish parliamentary debate, with a focus on renewable energy sources. The study is based on text analysis and the primarily material is parliamentary protocols. Energy politics is a constant tug-of-war over how to classify things, what categorizations to make and what ideals to turn into goals. Actors interact and negotiate, creating meaning and definitions. I draw upon three theoretical concepts to describe this process: problematization, obligatory passage point and boundary object. The decision to transform the energy system has been decisive for Swedish politics. In addition, it raises questions concerning knowledge production, pitting various energy sources and technical solutions against each other and making them into arguments in the debate on rationality and truth. Renewable energy sources serve as a basis for both utopian and dystopian visions of the future. Renewable energy sources can be used in multiple ways rhetorically, to advocate the local and small scale, to caution against regression and the anti-modern, and to uphold development, modernization and an orientation towards the future. Thus, the debate on what energy sources should be chosen also becomes a debate about the future and what constitutes “the good society”.Energy politics is a constant tug-of-war over how to classify things, what categorizations to make and what ideals to turn into goals. Actors interact and negotiate, creating meaning and definitions. I draw upon three theoretical concepts to describe this process: problematization, obligatory passage point and boundary object.

Li-ion batteries have demonstrated to be a very flexible source with energystorage capability. Due to their scalability and wide range of power and energydensities, they are suitable for several applications. Li-ion storage cantherefore provide different services, the remuneration of which depends onthe electricity market of the country. In this work, two different case studiesof combination of Li-ion batteries with large-scale renewable power plantshave been investigated: batteries with solar PV in India and with wind powerin Sweden. Simulation models have been developed to assess the operationand profitability potential of different services in these two case studies. Themodels have been built using control algorithms, linear optimization (LP) andstochastic programming techniques. The results show that the use of batteriesfor solar power output smoothing under a power purchase agreement canbe a profitable business case in India. Moreover, batteries providing primaryfrequency regulation (FCR-N) in Sweden show to have a positive economicvalue. System breakeven costs to make the stacking of wind power productionimbalance compensation and FCR-N services profitable have been found,which based on conservative price expectations should be achieved by 2022.
Li-ion batterier har visat sig vara en mycket effektiv källa för lagring av energi.Tack vare deras skalbarhet och det breda utbudet av kraft och energidensiteterhar de flera användningsområden. Li-ion batterier kan därför användas föratt tillhandahålla olika typer av tjänster vars ekonomiska ersättning beror avlandets elmarknad. Detta arbete undersöker två fallstudier av Li-ion batterieri kombination med storskaliga kraftverk som drivs av förnybara energikällor:batterier i kombination med solkraft i Indien och vindkraft i Sverige. Simuleringsmodellerhar utvecklats för att undersöka driften och lönsamhetspotentialenför olika tjänster i de två fallstudierna. Modellerna baserar sig påkontrollalgoritmer, linjär optimering och stokastisk programmeringsteknik.Resultaten visar att användningen av batterier för utjämning av solenergi enligtett kraftköpavtal kan vara lönsamma i Indien. Dessutom har användningenav batterier för primärreglering (FCR-N) visat sig ha ett positivt ekonomisktvärde i Sverige. Breakeven kostnaderna för att göra kombinationen av vindkraftsproduktionensbalanskompensering och FCR-N tjänster lönsamma harhittats, vilket ska uppnås senast år 2022 baserat på en konservativ prisprognos.

Det här examensarbetet syftar till att upprätta ett funktionsprogram för ett kretsloppshus där stadensinvånare kan nås med kunskap om hållbar utveckling. Bakgrunden till detta är att Borlänge kommun 2017godkände ett planprogram med visionen att skapa en ny, klimatneutral stadsdel och därmed bli enföregångare för hållbar stadsutveckling i regionen. Arbetet med programhandlingen innebar bland annat attundersöka den bakgrund och de förutsättningar som fanns för ett uppförande av byggnaden.I kommunens planprogram beskrivs byggnaden ha en pedagogisk funktion i stadsdelen och i Borlänge; enplats med fokus på praktisk demonstration och utbildning av elever och boende i kretsloppsfrågor för energi,vatten och avfall/material i en fattbar och intresseväckande skala. Kretsloppshuset planeras att uppföras ianslutning till en ny skola årkurs 6-9 för samverkan i detta syfte.Kommunens tanke är att kretsloppshuset ska fungera som ett nav i stadsdelen, men också att byggnaden skabli ett besöksmål och sätta Borlänge på kartan vad gäller hållbart byggande. Ett hållbart byggande innefattarbland annat resurshushållning, minimerad energianvändning och förnybara energikällor, men också attresurser som energi, avfall och vatten cirkulerar i kretslopp. Teori har inhämtats ur litteratur som fokuseratpå hur vi ska bygga våra hus och städer om vi vill vara med och skapa ett hållbart samhälle.En del av syftet med detta examensarbete var att undersöka hur man på ett pedagogiskt vis kan spridainformation om miljö- och kretsloppsfrågor. Examensarbetet teoretiska del fokuserar därför delvis påutvalda delar av pedagogik som inhämtats från tidigare forskning inom barn och ungdomars lärande förhållbar utveckling, eftersom att studier visar att det är viktigt att barn lär sig tidigt om dessa frågor.Utbildning för hållbar utveckling är en viktig förutsättning för att nå de hållbarhetsmål som FN tagit fram till2030. Kommande generationer måste lära sig ett hållbart levnadssätt redan från start samtidigt som denbefintliga befolkningen drastiskt måste förändra sin livsstil.För att samla empiri gjordes intervjuer med personer som är eller har varit inblandade i planeringsarbetetmed den nya stadsdelen. Det visade sig att det funnits eldsjälar som tidigt introducerat idén omkretsloppshuset, men att det i nuläget inte får någon större prioritet bland det pågående arbetet med ny skolaoch bostäder.Att involvera brukarna i ett tidigt skede ger bättre förutsättningar för att nå ett resultat som är effektivt ochtillfredställande för alla parter. Teori gällande designdialoger har därför studerats, för att visa på vikten av engod dialog för att snabbt identifiera behov och utveckla idéer i designarbetet.Resultatet av examensarbetet, funktionsprogrammet, kan ses som ett förslag på konceptuell nivå medfunktioner och uttryck som kan tillämpas på en byggnad av detta slag, och en inspiration till fortsatt arbete.I funktionsprogrammet gestaltar våra tolkningar hur kretsloppshuset skulle uppfylla de önskemål ochfunktioner som efterfrågas i planprogrammet, för att i största möjliga mån kunna vara till nytta i kommunenskommande arbete med byggnaden.Slutsatser som togs är att rena föregångare till Jakobsgårdarnas Kretsloppshus som koncept saknas. Trots ettstort antal inspirationskällor ur olika aspekter hittades inget exempel som förenar alla de aspekter som vi harambitionen att utveckla i den aktuella byggnaden. Kretsloppshuset som koncept kan bli en viktig pusselbitför att hantera hållbarhetsfrågor i en stadsdel eller en hel stad. Ett vidare arbete krävs dock för att undersökahur byggnaden ska komma att drivas och förvaltas, och en mer omfattande undersökning av vilka tekniskalösningar som ska appliceras. Vidare arbete krävs också för att optimera byggnaden för den framtida platsen,och hur stora ytor som är lämpliga.Det finns ett stort intresse för byggnaden från diverse aktörer i Borlänge, men för att idén omkretsloppshuset ska kunna förverkligas krävs en eller flera personer axlar det engagemang för projektet somfanns när planprogrammet upprättades.
The purpose of this thesis is to establish a functional program for an eco-cycle building where people can bereached with knowledge of sustainable development. The background to this is that the municipality ofBorlänge approved a plan program with the vision of creating a new, climate neutral district and therebybecome a precursor for sustainable construction in the region. For instance, the functional program is meantto investigate the background and the prerequisites that existed. In the municipality’s plan program, thebuilding is described to have an educational function for the district and for Borlänge; a place which focuseson practical demonstrations and education for students and residents in recycling issues for energy, waterand waste/material in a comprehensible and compelling way. The eco-cycle building is planned to beestablished near the new school, with classes from 6 to 9, to make a cooperation possible.Requests from the municipality is that the eco-cycle building can work like a hub in the new district, butalso become a new place of interest and put Borlänge on the map for sustainable construction. Sustainableconstruction includes resource management, minimized energy use and renewable energy sources, but alsothat resources like energy, waste and water circulate in an eco-cycle. Theory has been obtained fromliterature focusing on how we should build our houses and cities if we want to join and create a sustainablesociety.Part of the purpose of this thesis was to explore how to disseminate information on environmental andcircular issues in an educational way. The theoretical part of the thesis is therefore focusing on selected partsof education obtained from previous research in children and youth learning for sustainable development,since studies show that it is important that children learn about these issues early in life. Education forSustainable Development is an important prerequisite for achieving the sustainability goals set by the UNuntil 2030. Upcoming generations must learn a sustainable way of life right from the start while the existingpopulation must drastically change their lifestyle.In order to gather empiricism, interviews were held with people who have been involved in the planningwork with the new district. It turned out that there were former driving spirits who introduced the idea of theeco-cycle building, but that it doesn’t currently are the major priority in the ongoing work with the newschool and housing.Engaging the users at an early stage provides better conditions for achieving a result that is effective andsatisfying for all parties. The theory of design dialogues has therefore been studied to demonstrate theimportance of a good dialogue to quickly identify needs and develop ideas in design work.The result of the thesis, the functional program, can be seen as a draft on conceptual level with features andexpressions that can be applied to a building of this kind, and an inspiration for continued work. In thefunctional program, our interpretations form how the eco-cycle building would meet the requests andfunctions that’s been requested in the plan program, in order to benefit as much as possible in themunicipality's future work with the building.Conclusions are that there are no precursors of the eco-cycle building as a concept. Despite a large numberof sources of inspiration from various aspects, no example was found that combines all the aspects we havethe ambition to develop for this building. The eco-cycle building as a concept could play an important rolefor how to handle sustainable issues in a district or in a whole city. However, further work is required toinvestigate how the building should be run and managed, as well as more extensive studies of whichtechnical solutions to apply. Further work is also required to optimize the building for the future location,and the size of the building that are appropriate. There is a great interest in the building from variousparticipants in Borlänge, but to implement the idea of the eco-cycle building, one or more people need toembrace the project with the commitment that previously existed in the organization.

This degree thesis investigates the possibilities of producing food inside a container at Svalbard, using renewable energy and energy storage. The idea was to be able to place the container at remote places without the need of being connected to the grid. We chose Svalbard, where it is cold and the sun is shining 24 hours a day at summertime. In the winter the opposite occurs and the sun is absent from the sky. The work is divided into theoretical studies and results based on different calculations. Such as economical evaluations (LCOE), and simulations using the computer programs Matlab and PVsyst. We have investigated if solar power and wind power is suitable as energy sources. Options for storage were batteries, grid and hydrogen storage. Different cases with Photovoltaics- and wind power plants, with batteries or grid, were compared against each other. It is not possible to use the grid as storage. This resulted in different sizing of our cases, with no excess energy production. The result showed that a 5 kWp photvoltaic plant with dual axis tracking system, was the most profitable. The Pay off would be 14 years and the total profit 63 453 SEK. If it will become possible in the future to use the grid at Svalbard as storage, it will open up opportunites for bigger systems. This will lead to higher profit than with smaller ones. Our results show that it is now most profitable with solar power.

France is planning a strong development of solar photovoltaics (PV) and wind power in the medium term disrupting the power system. This Master Thesis analyzes the impacts of variable renewable energy production on the supply-demand balance from 2021 to 2025 in France. The model used relies on a dynamic programming method. The analysis is based on the assessment of indicators such as price signals, margins, loss of load duration (LOLD), expected energy not served (EENS) and nuclear drop stop that characterize the supply-demand balance and the security of supply of the electricity system. Wind power and PV are two very different technologies. Their load factor is very sizeable as it characterize their seasonality, variability and predictability and has an impact on all medium-term indicators. Wind power and PV have low marginal costs and their production is seasonal and in anti-phase. With new installed capacity, their added production in the supply-demand balance will substitute first the imports from the interconnections until saturation and then nuclear and thermal power plant production. Prices decrease with the same seasonality as the production and need to be considered when establishing the nuclear planning for the years to come. In addition a re-optimization of hydro power is observed. In terms of security of supply, wind power is more efficient than PV when assessing the reduction of LOLD but both are far from the performance of combined cycle gas turbines (CCGT). Lastly, the lack of nuclear production opportunities increases considerably more with PV due to a very localised production during the day which coincides in summer with periods of low consumption. Wind power and PV are two distinct technologies and should not be put in the same category when assessing their impact on the power system.
Frankrike planerar en stark utveckling av solceller (PV) och vindkraft på medellång sikt för att störa kraftsystemet. Detta examensarbete analyserar effekterna av varierande produktion av förnybar energi på balans mellan utbud och efterfrågan från 2021 till 2025 i Frankrike. Modellen som används bygger på en dynamisk programmeringsmetod. Analysen baseras på bedömningen av indikatorer som prissignaler, marginaler, förlust av lasttid (LOLD), förväntad energi som inte serveras (EENS) och kärnkraftsfallstopp som kännetecknar efterfrågan och utbudssäkerheten för el systemet. Vindkraft och solceller är två mycket olika tekniker. Deras belastningsfaktor är mycket stor eftersom den kännetecknar deras säsongsvariation, variation och förutsägbarhet och påverkar alla medellångsiktiga indikatorer. Vindkraft och solceller har låga marginalkostnader och deras produktion är säsongsbetonad och i fas. Med ny installerad kapacitet kommer deras extra produktion i utbuds- och efterfrågan att ersätta importen från sammankopplingarna till mättnad och sedan produktion av kärnkraft och värmekraftverk. Priserna sjunker med samma säsong som produktionen och måste beaktas när kärnkraftsplaneringen fastställs för de kommande åren. Dessutom observeras en återoptimering av vattenkraften. När det gäller försörjningstrygghet är vindkraft effektivare än solceller vid bedömning av minskningen av LOLD men båda är långt ifrån prestanda för kombinerade cykelturbiner (CCGT). Slutligen ökar avsaknaden av kärnkraftsproduktionsmöjligheter betydligt mer med solceller på grund av en mycket lokal produktion under dagen som sammanfaller på sommaren med perioder med låg konsumtion. Vindkraft och solceller är två olika tekniker och bör inte placeras i samma kategori när man bedömer deras inverkan på kraftsystemet.

Världens energibehov förväntas ökar samtidigt som miljökraven blir allt hårdare. För att komma till rätta med klimatförändringarna och utsläppen av växthusgaser måste användningen av fossila bränslen minska samtidigt som energieffektiviseringar och förnybara energikällor måste öka. En större andel intermittenta förnybara energikällor på elmarknaden medför utmaningar. Finns det inget elbehov då det exempelvis blåser eller när solen skiner går den producerade elen förlorad, detta leder till att produktion och konsumtion av elektricitet måste ske samtidigt. För att förnybar energi ska kunna expandera men också effektiviseras måste samhället utveckla smarta elnät. Det finns olika uppfattningar vad som krävs för att skapa smarta elnät men elektrisk energilagersystem återkommer ofta i litteraturen. Det finns forskare som anser att satsning på intermittenta förnybara energikällor inte är ett alternativ om inte energin går att lagra. Compressed air energy storage är ett energilager som använder komprimerad luft för att lagra energin tills det finns ett behov. Industrin i Sverige står för drygt en tredjedel av den totala energianvändningen. Över 90 % av tillverkningsindustrin använder tryckluft. Det finns stora och små förbrukare av tryckluft beroende på användningsområde.  I denna studie kommer en internationell nulägesbeskrivning ges i utvecklingen av smarta elnät med fokus på elektriska energilagersystem. Syftet är att studien ska vara ett diskussionsunderlag, en informationsbärare och idéskapare. Den internationella nulägesbeskrivningen baseras på studiebesök, litteratursammanställning samt intervjuer. Resultatet från den internationella nulägesbeskrivningen visar att intresset för elektriska energilagersystem ökar då det är en central del i utvecklingen av smarta elnät.  Mellan 2011-2013 ökade investeringarna i elektriska energilager med 521 %. En anledning till denna ökning är den internationella trenden med microgrids och mindre decentraliserade kraftverk. Med ökad efterfrågan på energilagringssystem kommer nya energilagringssystem skapas och befintliga system utvecklas. Syftet med studien är även att undersöka om energilager är en lösning till hållbar tryckluftsförsörjning inom industrin. Målet är att dimensionera ett luftningssystem bestående av vindkraftverk och energilager, med en viss volym och maxtryck, för en stor- och liten tryckluftsförbrukare. I studien kommer även kostnadsbesparingen för den stora förbrukaren optimeras genom arbitrage. Dimensioneringen görs utifrån simuleringar i Simulink och optimering görs i MATLAB. Dimensionerat luftningssystemet för den stora tryckluftsförbrukaren består av ett vindkraftverk, ett energilager på 200 m3 med maxtryck på 10 bar. Täckningsgraden, det vill säga andelen av luftbehovet som kan täckas med vindkraft tillsammans med ett energilager, är 26 % för det dimensionerade luftningssystemet. Resultatet ger då 48 % mindre energiförbrukning, cirka 1,2 miljoner kronor i kostnadsbesparing och en miljövinning motsvarande 532 ton CO2-ekvivalenter. Kostnadsbesparing, då el köps via arbitrage, för den stora förbrukaren optimeras till maximalt 1,2 miljoner kronor. Generatorn har då en verkningsgrad på 85 % och kompressorn 90 %. Dimensionerat luftningssystemet för den mindre tryckluftsförbrukaren består av en vindsnurra, ett energilager på 20 m3 med maxtryck på 30 bar. Täckningsgraden, det vill säga andelen av luftbehovet som kan täckas med vindsnurra tillsammans med ett energilager, är 61 % för det dimensionerade luftningssystemet. Resultatet ger då 93 % mindre energiförbrukning, cirka 26 tusen kronor i kostnadsbesparing och en miljövinningen motsvarande 10,7 ton CO2-ekvivalenter. Skillnaden mellan en vindsnurra och ett vindkraftverk är att vindsnurran inte producerar el utan använder rörelseenergin direkt. Ett system bestående av energilager som drivs av energi från vinden lämpar sig bättre för ett mindre tryckluftsbehov där det går att nå upp i högre täckningsgrad. Övergången till smarta elnät är nödvändigt för att tillgodose alla aspekter av hållbar utveckling. Det är ingen del av smarta elnät som är viktigare än någon annan. En hållbar tryckluftanvändning inom industrin är en del av smarta elnät och för att göra det möjligt har energilager en avgörande roll. Nulägesbeskrivningen visar att det i dagsläget finns ett ökat intresse för EES internationellt men att det inte finns ett EES som ensamt kommer lösa integrationen av förnybar energi. Tekniken för energilagring finns idag och växer imorgon.
The world’s energy demand is expected to increase and at the same time the environmental requirements are becoming stricter. To deal with the climate change and the greenhouse gas emissions, the use of fossil fuel need to decrease, while the energy efficiency and renewable energy production must increase. A greater share of intermittent renewable energy on the electricity market entails challenges. If there is no need for electricity when the wind is blowing or when the sun is shining the electricity is lost, this leads to production and consumption of electricity must occur simultaneously. To expand the renewable energy and make it more efficient, society must develop a smart grid. There are different opinions about what it takes to create smart grids, but electrical energy storage, EES, reappears frequently in the literature. There are even scientists who believe that investment in intermittent renewable energy sources is not an option unless energy can be stored. Compressed air energy storage is a technique that uses compressed air to store energy until there is a demand.   The Swedish industry accounts for over a third of total energy consumption in the country. Over 90 % of the all manufacturing industry uses compressed air. There are big and small users of compressed air depending on the industry.  In this study, an international status description is given in the development of smart grids with a focus on electrical energy storage systems. The aim of this study is to be an information carrier that creates discussion and new ideas. The international status description is based on field visits, literature surveys and interviews. The results from the international status description shows that interest in electric energy storage systems is increasing since it is a central part in the development of smart grids. Between 2011 and 2013 the investments increased in electrical energy storage with 521 %. One reason for this increase is the international trend of micro grids and small decentralized power plants. With the increased demand for energy storage, new energy storage systems are created and existing systems evolve. The purpose of the study is also to examine if energy storage is a solution for a sustainable supply of compressed air in the industry. The goal is to design a compressed air system consisting of wind turbines and energy storage with a certain volume and maximum pressure, for a large and a small compressed air consumer. The study will also determine the cost saving for the big users is an optimized through arbitrage. The design is based on simulations in Simulink and the optimization is done in MATLAB. The selected compressed air system for the large consumer is based on one wind turbine, energy storage of 200 m3 with a maximum pressure of 10 bar. The coverage ratio, i.e. the proportion of the air need that is covered by wind energy with energy storage, is 26 %. An investment in this system would give reduced energy consumption by 48 % leading to a cost reduction of about 1.2 million SEK and a reduced environmental impact equivalent to 532 tons of CO2-equivalents. The generator then has an efficiency of 85 %, and the compressor has 90 %. The selected compressed air system for the smaller consumer achieves a coverage rate of 61 % with the following dimensions; one windmill, energy storage of 20 m3 and maximum pressure of 30 bar. An investment in this system would give a reduced energy consumption by 93 %, leading to a cost reduction of about 26 000 SEK and a reduced environmental impact equivalent to 10.7 ton of CO2 equivalents. The difference between a windmill and a wind turbine is that the windmill does not produce electricity instead it uses kinetic energy directly. A system consisting of energy storage driven by energy from the wind is more suited for smaller air requirements where it is possible to achieve greater coverage. The transition to smart grids is necessary to be able to meet all aspects of sustainable development. There is no part of smart grids that is more important. Sustainable use of compressed air in industry is a part of smart grids and to make it possible energy storage is crucial. The international status description shows that there is a growing international interest in EES but there isn’t one EES alone that will solve the integration of renewable energy. The techniques for energy storage are existing today and are growing tomorrow.

Energimyndigheten har från Regeringen blivit tilldelad 100 miljoner kronor att fördela som investeringsstöd för att främja en effektiv och utökad produktion, distribution samt användning av förnybara gaser såsom biogas. Myndigheten har samtidigt fått i uppdrag att utveckla en sektorsövergripande biogasstrategi och föreslå åtgärder som på kort och lång sikt kan bidra till ökad användning av biogas. Denna strategi ska också tjäna som ett underlag för fördelning av olika former av stöd inom sektorn.

Syftet med detta examensarbete är att sammanställa information som kan bidra som underlag vid upprättandet av den sektorsövergripande biogasstrategin. Ett annat syfte är att bidra med underlag för Energimyndighetens bedömning av var ett investeringsstöd kan ge störst effekt för den fortsatta utvecklingen inom biogasområdet. Detta stöd avser den senaste, ovan nämnda, utlysning som Energimyndigheten gjort inom området. Examensrapporten innehåller bland annat en sammanställning av gjorda insatser inom forskningsområdet biogas de senaste åren, finansierat av framför allt Energimyndigheten, men även en inblick i vilka biogassatsningar som är gjorda av andra nationella aktörer. Ett antal personer från bland annat branschorganisationer har intervjuats för att ta del av deras syn på den framtida biogasmarknaden, vilka satsningar som bör göras och vilka hinder som har störst inverkan. Organisationerna är valda utifrån kriteriet att de ska representera olika delar av biogasbranschen och att olika synvinklar därigenom ska framkomma. Rapporten innehåller slutsatser som dragits av tidigare biogassatsningar hos Energimyndigheten och identifiering av biogasområden där det föreligger stort behov av framtida satsningar för utökad produktion, distribution och användning. 

Ett område som i detta examensarbete har identifierats ha stort behov av framtida biogassatsningar är bland annat framtagande av alternativa rötningssubstrat, eftersom mängden tillgängligt substrat nuläget inte är tillräcklig. Detta utgör idag en begränsning för biogasproduktionen. Det bör även satsas mer på förbehandling av substrat innan rötning, vilket ökar gasproduktionen och förbättrar substratutnyttjandet i större utsträckning. Mer satsningar behövs också kring hur biogasprocessens slutprodukt, rötresten, kan bli en mer attraktiv produkt så att återcirkulering av växtnäring kan ske i större grad genom rötrestspridning på åkermark. Detta är av stor vikt eftersom en ökad volym rötningssubstrat ger upphov till större mängd rötrester som ska hanteras. Andra områden som är i behov av framtida stöd är utveckling av befintliga anläggningar för att öka och effektivisera produktionen. För att optimera processerna bör framför allt mer medel satsas på kunskapsuppbyggnad och spridning av den vetenskap som finns tillgänglig. Att länka samman universitet, högskolor och naturbruksgymnasium med anläggningar i drift kan vara det mest effektiva sättet att nå ut med relevant information och kunskap. Ur ett samhällsekonomiskt perspektiv bör mer medel läggas på att öka gödselrötning då detta minskar metanläckage.

Swedish Energy Agency has been allocated SEK 100 million from the government to distribute as investment grant to promote efficient and expanded production, distribution and use of renewable gases such as biogas. The Agency has also been given the task to develop a multidisciplinary strategy for biogas and propose measures which can contribute to increased use of biogas in the short and long term. This strategy will also serve as a basis for the allocation of various forms of support in the biogas sector. 

The purpose of this study is to compile information which can be used as input for the establishment of the multidisciplinary strategy for biogas. Another purpose is to provide information to support the Swedish Energy Agency in the assessment of which areas an investment grant will have the greatest impact for the future development of biogas. This grant refers to the latest call of Swedish Energy Agency in the sector. This report includes a summary of what areas grants have been given for research of biogas in recent years, mainly financed by the Swedish Energy Agency, but also an insight into efforts made by other national operators. A number of people from professional biogas organizations have been interviewed to share their views on the future biogas market. Which efforts should be made and the main obstacles to be overcome are other questions discussed. The report contains conclusions from the experience of previous support from the Swedish Energy Agency as well as identification of areas in which there is great need for future efforts in order to expand the production, distribution and use of biogas.

Some areas which have been identified in this thesis for need of future efforts in the biogas sector is for example the development of alternative substrates for anaerobic digestion, because the amount of available substrate is at present not sufficient. This is currently a limitation for the biogas production. There is also a need to further develop the pre-treatment of the substrate before digestion, in order to increase the gas production and improve substrate utilization to a greater extent. More focus are also needed on how the end product from the biogas process, the digestion residues, can become a more attractive product to the recycling of plant nutrients by use as a bio fertilizer on farmland. This is of great importance because larger volume of digestion will result in greater volume of digestion residues to be managed. Other areas in need of future investments are the development of existing facilities to increase and optimize the production. In order to optimize the production processes, more resources should be devoted to capacity building and dissemination of the available knowledge. Linking universities and colleges together with operating biogas plants could be the most effective way to reach out with relevant information and knowledge. From a socioeconomic perspective more resources should be spent on increasing the volume of manure digestion then it is today, which also will result in reduced methane leaks.

Käppala wastewater treatment plant (WWTP) has, during a few years, observed an increase in organic loading rate (OLR) in the mesophilic anaerobic digester R100, due to an increased load to the WWTP. The digestion of primary sludge at Käppala WWTP is today high loaded, with a high organic loading rate (OLR) and low hydraulic retention time (HRT). This study aims to evaluate the effect of the maximum OLR and the minimum HRT for the anaerobic digestion of sewage sludge and to investigate further actions that can be taken into consideration in case of process problems in the digestion. The study consists of (a) a practical laboratory experiment of 6 pilot-scale reactors to investigate how the process stability is affected when the OLR increases and the HRT decreases. (b) A mass balance calculation based on the energy potential in the feeding sludge and the digested sludge. (c) A study of the filterability of the digested sludge. (d) The construction of a forecasting model in Excel, to predict when digester R100 will reach its maximum OLR and minimum HRT. The result of the study shows that the maximum OLR for Käppala conditions is 4.9 g VS dm-3 d-1, meaning that R100 will reach its maximum organic load around the year 2031. An OLR of 4.5-4.9 and an HRT of 12 days is optimal for R100, according to the present study. Keeping the anaerobic digestion process in balance is vital when it comes to the outcome of energy in the anaerobic digestion process. Pushing the process to produce more gas can become counterproductive since a high OLR can lead to process imbalance, which in turn leads to low biogas production. Imbalance in the digestion process can occur fast; therefore, the margin for overload in the anaerobic digestion process must be significant. The methane concentration in the converted biogas and the pH level in the reactor are the best stability parameters for the conditions at Käppala. Ammonia is the less efficient stability parameter since it did not predict or detect any instability during the experimental process. Furthermore, the OLR and HRT have a significant impact on the needed quantity for dewatering polymer. The higher digestion of organic material in the sludge, the bigger the need for the polymer to take care of the rest material.

Käppala wastewater treatment plant (WWTP) has, during a few years, observed an increase in organic loading rate (OLR) in the mesophilic anaerobic digester R100, due to an increased load to the WWTP. The digestion of primary sludge at Käppala WWTP is today high loaded, with a high organic loading rate (OLR) and low hydraulic retention time (HRT). This study aims to evaluate the effect of the maximum OLR and the minimum HRT for the anaerobic digestion of sewage sludge and to investigate further actions that can be taken into consideration in case of process problems in the digestion. The study consists of (a) a practical laboratory experiment of 6 pilot-scale reactors to investigate how the process stability is affected when the OLR increases and the HRT decreases. (b) A mass balance calculation based on the energy potential in the feeding sludge and the digested sludge. (c) A study of the filterability of the digested sludge. (d) The construction of a forecasting model in Excel, to predict when digester R100 will reach its maximum OLR and minimum HRT. The result of the study shows that the maximum OLR for Käppala conditions is 4.9 g VS dm-3 d-1, meaning that R100 will reach its maximum organic load around the year 2031. An OLR of 4.5-4.9 and an HRT of 12 days is optimal for R100, according to the present study. Keeping the anaerobic digestion process in balance is vital when it comes to the outcome of energy in the anaerobic digestion process. Pushing the process to produce more gas can become counterproductive since a high OLR can lead to process imbalance, which in turn leads to low biogas production. Imbalance in the digestion process can occur fast; therefore, the margin for overload in the anaerobic digestion process must be significant. The methane concentration in the converted biogas and the pH level in the reactor are the best stability parameters for the conditions at Käppala. Ammonia is the less efficient stability parameter since it did not predict or detect any instability during the experimental process. Furthermore, the OLR and HRT have a significant impact on the needed quantity for dewatering polymer. The higher digestion of organic material in the sludge, the bigger the need for the polymer to take care of the rest material.