Submitted by Jakeline Ortega (jakortega@unoeste.br) on 2017-07-10T13:51:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Fernanda Sutkus de Oliveira Mello.pdf: 1553469 bytes, checksum: 6325aa3cb1b2bebac89f6b8ecf798bef (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T13:51:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Fernanda Sutkus de Oliveira Mello.pdf: 1553469 bytes, checksum: 6325aa3cb1b2bebac89f6b8ecf798bef (MD5) Previous issue date: 2017-04-17 / This dissertation is linked to the Post Graduation Program (strict sensu) in Education of the Oeste Paulista University, in the research line Training and Pedagogical Practice of the Professional Teacher. The main objective of this research was to analyse the Project-Based Learning in the development of Digital Educational Resources searching for innovative pedagogical practices, which can contribute to a constructionist, contextualized and meaningful environment (known as CCS), with the mutual participation of teachers and students. To accomplish such objectives, the research adopted a qualitative approach and was carried out as an intervention research, done at the courses of Social Communication Faculty, at a private institution of higher education in the countryside of São Paulo. Data were collected through participant observation and focus group. The first study was carried out aiming to analyse the current panorama of higher education as well as the pedagogical practices trends. Methodology used to accomplish this study was the systematization of information obtained through research of studies published in Brazil in the last seven years, between 2009 and 2016, in the Scielo database (Scientific Electronic Library Online), and IBICT database(Brazilian Institute for Information in Science and Technology). In the second study, we sought to reflect on the use of active methodologies in higher education, with emphasis on Project-Based Learning.The methodology adopted was based on bibliographical research, through which it was possible to perceive the importance of these methodologies as a teaching practice in the teaching and learning process. The third study aimed to acknowledge the potentiality of digital educational resources in the educational context. The methodology used to carry out this study was based on bibliographic research in databases such as Scielo and IBICT. In the fourth study, the objective was to analyse students' perceptions regarding the Project-Based Learning, as an active methodology proposal in the context of the courses of Social Communication Faculty, as well as to present the experience lived in the Graphic Production II discipline, describing and analysing each of its stages. The methodology adopted was based on a qualitative approach, of the type research-intervention and the data were collected through participant observation and focus group. / Esta dissertação vincula-se ao Programa de Pós-Graduação (stricto sensu) em Educação da Universidade do Oeste Paulista, na linha de pesquisa Formação e Prática Pedagógica do Profissional Docente. O principal objetivo desta pesquisa foi analisar a Aprendizagem Baseada em Projetos no desenvolvimento de Recursos Educacionais Digitais, em busca de práticas pedagógicas inovadoras que possam contribuir para um ambiente Construcionista, Contextualizado e Significativo (CCS), com o envolvimento mútuo entre docentes e estudantes. Para atingir tais finalidades, a pesquisa adotou uma abordagem qualitativa e foi realizada sob a forma de pesquisa-intervenção, junto aos cursos da Faculdade de Comunicação Social, de uma instituição particular de Ensino Superior, do interior do estado de São Paulo. Os dados foram coletados por meio de observação participante e grupo focal. O primeiro estudo foi realizado com o objetivo de analisar o panorama atual do Ensino Superior, bem como as tendências das práticas pedagógicas. A metodologia adotada para realização deste estudo utilizou-se de informações sistematizadas nos textos obtidos após a realização do levantamento de bibliografias desenvolvidas no Brasil nos últimos sete anos, entre 2009 e 2016, na base de dados do Scientific Eletronic Library Online (Scielo) e do Instituto Brasileiro de Informações em Ciência e Tecnologia (IBICT). No segundo estudo, buscou-se refletir sobre o uso das metodologias ativas no Ensino Superior, com ênfase na Aprendizagem Baseada em Projetos. A metodologia adotada pautou-se em pesquisa bibliográfica, por meio dela foi possível perceber a importância destas metodologias como prática docente no processo de ensino e aprendizagem. O terceiro estudo teve como objetivo conhecer as potencialidades dos Recursos Educacionais Digitais no contexto educacional. A metodologia adotada para realização deste estudo utilizou-se de pesquisa bibliográfica em bases de dados como Scielo e IBICT. No quarto estudo, o objetivo foi analisar as percepções dos estudantes em relação à Aprendizagem Baseada em Projetos, como proposta de metodologia ativa no contexto dos cursos da Faculdade de Comunicação Social, assim como apresentar a experiência vivida no âmbito da disciplina Produção Gráfica II, descrevendo e analisando cada uma de suas etapas. A metodologia adotada pautou-se em uma abordagem qualitativa, do tipo pesquisa-intervenção e os dados foram coletados por meio de observação participante e grupo focal.

In an increasing number of use cases, databases face the challenge of managing heterogeneous data. Heterogeneous data is characterized by a quickly evolving variety of entities without a common set of attributes. These entities do not show enough regularity to be captured in a traditional database schema. A common solution is to centralize the diverse entities in a universal table. Usually, this leads to a very sparse table. Although today’s techniques allow efficient storage of sparse universal tables, query efficiency is still a problem. Queries that address only a subset of attributes have to read the whole universal table includingmany irrelevant entities. Asolution is to use a partitioning of the table, which allows pruning partitions of irrelevant entities before they are touched. Creating and maintaining such a partitioning manually is very laborious or even infeasible, due to the enormous complexity. Thus an autonomous solution is desirable. In this article, we define the Online Partitioning Problem for heterogeneous data. We sketch how an optimal solution for this problem can be determined based on hypergraph partitioning. Although it leads to the optimal partitioning, the hypergraph approach is inappropriate for an implementation in a database system. We present Cinderella, an autonomous online algorithm for horizontal partitioning of heterogeneous entities in universal tables. Cinderella is designed to keep its overhead low by operating online; it incrementally assigns entities to partition while they are touched anyway duringmodifications. This enables a reasonable physical database design at runtime instead of static modeling.

Mining of lignite in Lusatia has a long history of over 100 years. The extracted brown coal is utilized to generate electricity in three large power plants: Jänschwalde, Boxberg, and Schwarze Pumpe. With an annual carbon dioxide (CO2) output of approximately 50 million tons, these power plants are among Germany’s large-scale CO2 emitters. The environmental impact from open-pit mining is of a considerable degree and currently poses a challenging problem. The groundwater deficit in 1990 was 7 billion m3 over a surface area of approximately 2100 km2 (Luckner, 2006a) and was bisected in value until today. Due to the decline of mining activity and the termination of mine drainage at most open pits in the Lusatian region, the groundwater table has recovered forming 28 pit lakes (Zschiedrich, 2011). The majority of the post mining lakes do not meet the quality standards for pH, iron or sulfate parameters; because of pyrite oxidation that produces acid mine drainage (Luckner, 2006b, Klapper and Schultze, 1995, Schultze et al., 2010). The post mining lakes in Lusatia have low pH values (3 – 4), high sulfate contents (up to 2800 ppm) as well as high iron concentrations (100 – 150 ppm). Lakes are flooded by groundwater and using surface water from Spree and Neisse River to achieve fast filling and dilution; however, due to the limited availability of surface water, further rehabilitation strategies for the region had to be investigated. Between 1970 and 1990, approximately 26 million m3 of suspended fly ash were deposited in the lake Burghammer and settled as an ash body at its base; where it may be used for rehabilitation. In a first experiment conducted in 2001 material from the ash body was picked up and redistributed throughout the lake. By this treatment the pH of the lake was raised temporarily; however, a sustainable remediation was not achieved. Based on these experiments it was investigated whether the ash reacts more sufficiently through additional CO2 injection or not. Aim was to combine the rehabilitation of acid mine lakes with the utilization of atmospheric carbon dioxide emissions from coal-fired power plants. The CO2 sequestration is achieved through the generation and accumulation of carbonates in the lake. The following equations describe the precipitation of carbonate by using CO2 and alkaline earth cations M: CO2 + MO → MCO3 (s) CO2 + M(OH)2 → MCO3 (s) + H2O Therefore, neutral pH conditions are necessary for the long-term accumulation of carbonates in the lakes. In laboratory investigations it was shown, that the 20 to 30 years old fly ash deposits of lake Burghammer can be used for carbonate sequestration and lake water treatment. Bivalent ions (Ca2+, Mg2+) are eluable and available for carbonate precipitation; on average we assumed 1 wt.-% of reactive calcium to be contained in the settled ash sediments. Settled fly ash sediments are less reactive than fresh fly ash from a power plant (e.g. Schwarze Pumpe). During batch experiments, we increased the buffering capacity to maximum values of 7 mmol/L. Beforehand no buffering capacity exists due to the low pH of 2.9 in the lake. Batch investigations provided a sequestration potential of 17 g CO2/kg ash sediment; in comparison fresh fly ash results in a sequestration potential of 33 g CO2/kg ash (Schipek and Merkel, 2008b, Schipek and Merkel, 2008a, Schipek, 2009). Based on the laboratory results a field experiment was conducted. In this field experiment gas injection lances were installed to a sediment depth of 12 m. Gaseous CO2 was applied with a pressure of 2.2 bar and 2.2 m³/h for 3 months and lake water was monitored during injection. Variations in total inorganic carbon due to diffusion processes of CO2 saturated pore waters could be observed. As the pilot experiment comprised only a small area of lake Burghammer no initial neutralisition (e.g. by a suction excavator) was possible. Thus, no further changes in water chemistry were observed. Drilling cores in the vicinity of the injection area provided mineralogical and geochemical conditions before and after CO2 treatment. No trace metal mobilization was found during CO2 injection. Most elements showed decreasing trends or didn’t change significantly. Calculated saturation indices for calcite indicated equilibrium conditions or slightly oversaturated conditions (SICalcite,average +0.12; SICalcite,median +0.31). Geochemical and mineralogical investigations proved that CO2 sequestration is possible with an average precipitation rate of 0.5 wt.-% (2.2 g CO2/kg). The maximum rate for carbonate precipitation was determined with 7.4 wt.-% Calcite, according to 32.6 g CO2 per kilogram treated ash. Besides the use of the settled fly ash as neutralizing agent in acidic mining lakes, laboratory and field investigations were conducted in order to improve in-lake liming. In batch and columns experiments, different liming agents (synthetic marble powder and industrial products) were tested and investigated. Significant differences in reactivity were obvious at pCO2 > 3.8 • 10-4 atm. Ions typical for acid mine drainage (e.g. Mn2+, Cd2+, SO42-) do have different effects on the kinetic of carbonate dissolution. Manganese concentrations typical for acidic mining lakes inhibit calcite dissolution. Cadmium has as well a significant influence on dissolution and kinetics. Only circa 50 % of the calcium concentration was reached with cadmium as inhibitor compared to the dissolution in pure water. Increased CO2 partial pressure might be used to compensate inhibtion by material impurities and/or water constituents. Column experiments showed that a multi-stage application of liming agent increases the efficiency of a lake treatment. The combination of a first application of calcite (up to pH 4.5) and further application of Ca(OH)2 seemed to be the most promising method. This treatment sheme was successfully applied in lake Burghammer from March 2009 – December 2010 (initial neutralisation and 6 follow-up treatments). Finally, it can be concluded, that in lignite mining districts in-lake treatment of acidic mining lakes is a seminal method to handle water quality problems. Using gaseous CO2 in combination with industrial by-products can be accounted as sustainable method for CO2 sequestration and for treatment of AMD. The advantage for mining areas lays in the prevention during treatment of acid mine lakes. Nevertheless, this method presents only a niche solution due to the dependence on alkaline materials, e.g. fly ash. The development of further strategies and optimization during lake water treatment by in-lake liming might improve the effectiveness of the method. Using calcite instead of NaOH or CaO as liming agent will provide advantages in being more economic and ecological (CO2 bilance). In order to enhance efficiency the use of calcite in combination with CO2 can be a worth considering suggesting. If meteorological parameters (wind) and lake specific characteristics (morphology, currents, etc.) will be considered efforts and costs for in-lake liming will be minimized. / Der Abbau von Braunkohle im Lausitzer Bergbaurevier hat seit über 100 Jahren Tradition. Die abgebaute Braunkohle wird dabei hauptsächliche zur Energieerzeugung in den drei großen Kraftwerken Jänschwalde, Boxberg und Schwarze Pumpe genutzt. Mit einem jährlichen Kohlenstoffdioxid (CO2) – Ausstoß von circa 50 Millionen Tonnen gehören diese Kraftwerke zu Deutschlands größten CO2-Emittenten. Der Einfluss auf die Umwelt durch Tagebau-Betrieb ist von beträchtlichem Ausmaß und bringt große Probleme mit sich. Im Jahr 1990 betrug das Grundwasser-Defizit im Lausitzer Bergbaurevier 7 Milliarden m³ auf einer Fläche von circa 2100 km² (Luckner, 2006a). Dieses Defizit hat sich bis zum heutigen Zeitpunkt halbiert. Durch den Rückgang der Bergbauaktivitäten und die Beendigung der Wasserhaltungsmaßnahmen in den meisten Tagebauen, hat der ansteigende Grundwasserspiegel 28 Tagebaufolgeseen geschaffen (Zschiedrich, 2011). Der überwiegende Teil der Tagebaufolgeseen ist aufgrund der Pyritoxidation, welche AMD (acid mine drainage) produziert, hinsichtlich der Wasserqualitätsparameter stark beeinflusst (Luckner, 2006b, Klapper and Schultze, 1995, Schultze et al., 2010). Die Tagebaufolgeseen im Lausitzer Bergbaurevier sind durch niedrige pH-Werte (3 – 4), hoche Sulfat-Konzentrationen (bis zu 2800 ppm) und hohe Eisengehalte (100 – 150 ppm) gekennzeichnet. Die entstehenden Seen sind hauptsächlich durch aufsteigendes Grundwasser und Oberflächenwasser aus den Flüssen Spree und Neisse geflutet. Aufgrund der geringen Verfügbarkeit von Oberflächenwasser mussten weitere Sanierungsmaßnahmen für die Region untersucht werden. Zwischen 1970 und 1990 wurden im Tagebaufolgesee Burghammer circa 26 Millionen m³ Flugasche-Suspension als Aschekörper abgelagert, wobei eine Nutzung zu Sanierungszwecken angedacht war. Im Rahmen einer Aschesedimentumlagerung im Jahr 2001 wurde der pH-Wert des Seewassers kurzzeitig angehoben, eine nachhaltige Sanierung fand jedoch nicht statt. Auf Grundlage dieser Ergebnisse wurde im Rahmen dieser Dissertation untersucht, ob die abgelagerten Aschesedimente nachhaltiger durch Einsatz von CO2 reagieren. Ziel war es die Sanierung von Tagebaufolgeseen mit der Reduktion von CO2-Emissionen aus Kohlekraftwerken zu kombinieren. Diese CO2-Sequestrierung sollte durch die Bildung und Ablagerung von Carbonaten im Seesediment erfolgen. Die Gleichungen (1) und (2) beschreiben dabei die Fällungsreaktion von Carbonaten aus CO2 mit dem Alkalimetall M (aus Oxiden bzw. Hydroxiden): CO2 + MO → MCO3 (s) CO2 + M(OH)2 → MCO3 (s) + H2O Zur Carbonatfällung und nachhaltigen Ablagerung sind neutrale pH-Bedingungen notwendig. In Laboruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass die 20 bis 30 Jahre alten Flugaschesedimente zur CO2-Sequestrierung in Kombination mit Seewasserbehandlung genutzt werden können. Zweiwertige Ionen (Ca2+, Mg2+) sind aus den Aschesedimenten eluierbar und stehen für die Fällungsreaktion zur Verfügung. Durchschnittlich 1 Masse-% reaktives Calcium befindet sich in den Sedimenten. Die abgelagerten Aschesedimente sind dabei weniger reaktiv als frische Flugaschen aus Kohlekraftwerken (z.B. Schwarze Pumpe). In Batch-Versuchen mit Tagebaufolgesee-Wasser konnte die Säure-Pufferkapazität auf maximal 7 mmol/L erhöht werden. Sequestrierungs-Raten von 17 g CO2/kg Aschesediment wurden im Rahmen der Versuche erreicht. Im Vergleich dazu betrugen die Sequestrierungs-Raten in Versuchen mit frischen Flugaschen bis 33 g CO2/kg Asche (Schipek and Merkel, 2008b, Schipek and Merkel, 2008a, Schipek, 2009). Auf Grundlage dieser Laborergebnisse wurde ein Feldversuch im Tagebaufolgesee Burghammer geplant. Während diesem wurden Gasinjektionslanzen bis in eine Sedimenttiefe von 12 m im abgelagerten Aschesediment installiert. Gasförmiges CO2 wurde mit einem durchschnittlichen Druck von 2.2 bar und 2.2 m³/h für eine Dauer von 3 Monaten injiziert. Während dieser Zeit fand ein kontinuierliches Monitoring des Seewassers im Bereich der Injektion statt. Veränderungen des Gehaltes an TIC (total inorganic carbon) aufgrund von Diffusionprozessen von CO2-gesättigtem Porenwasser aus dem Aschekörper waren beobachtbar. Da der Feldversuch nur in einem begrenzten Bereich des Tagebaufolgesees Burghammer stattfand und keine Initialneutralisierung vorsah, konnten keine weiteren, großmaßstäblichen Veränderungen im Wasserkörper festgestellt werden. Bohrkernentnahmen im Umfeld des Behandlungsgebietes lieferten Aussagen bezüglich der mineralogischen und geochemischen Beschaffenheit vor und nach CO2-Injektion. Im Porenwasser wurde keine Spurenmetall-(re)-mobilisierung durch die Behandlung mit CO2 festgestellt. Nahezu alle Elemente zeigten einen abnehmenden Trend durch die Behandlung mit CO2, bzw. keine signifikanten Veränderungen. Modellierte Sättigungsindizes für Calcit wiesen auf Gleichgewichtsbedingungen oder leichte Übersättigung bzgl. Calcit hin (SICalcit, Mittelwert +0.12; SICalcit, Median +0.31). Geochemische und mineralogische Untersuchungen zeigten, daß CO2-Sequestrierung mit einer durchschnittlichen Fällungsrate von 0.5 Masse-% (2.2 g CO2/kg Aschesediment) erreicht wurde. Die maximale Fällungsrate wurde mit 7.4 Masse-% Calcit bestimmt, dies entspricht einer Festlegung von 32.6 g CO2/ kg Aschesediment. Neben der Nutzung der abgelagerten Aschesedimente zur Behandlung des Tagebaufolgeseewassers wurden desweiteren Labor- und Feldversuche durchgeführt um In-Lake-Behandlungen mit industriellen Kalkprodukten zu optimieren. In Batch- und Säulenversuchen wurden verschiedene Kalkprodukte (synthetisches Marmorpulver und industrielle Produkte) getestet und untersucht. Signifikante Unterschiede auf die Reaktivität wurde bei erhöhten CO2-Partialdrücken (pCO2 > 3.8 • 10-4 bar) beobachtet. Wasserinhaltsstoffe, die typisch für AMD sind (z.B.. Mn2+, Cd2+, SO42-) zeigten einen signifikanten Einfluss auf die Calcit-Lösungskinetik. Mangankonzentrationen, wie sie in Lausitzer Tagebaufolgeseen vorkommen, zeigten – ebenso wie Cadmium - eine inhibitierende Wirkung auf die Kinetik. Im Vergleich zu Versuchen mit destilliertem Wasser wurden nur ungefähr 50 % der Calcium-Gleichgewichtskonzentration mit Cadmium als Inhibitor erreicht. Erhöhte CO2-Partialdrücke könnten genutzt werden, um die inhibitierende Wirkung von vorhanden Materialverunreinigungen und/oder Wasserinhaltsstoffen zu kompensieren. Säulenversuche zeigten, dass der mehrstufige Einsatz von Kalkprodukten die Effizienz während einer Seewasserbehandlung erhöht. Die Kombination einer Erstbehandlung mit Kalksteinmehl (bis pH 4.5), und einer Behandlungsfortsetzung mit Ca(OH)2 erwies sich als wirkungsvollste Methode. Dieses Behandlungsschema (Initialneutralisation, 6 Nachfolgebehandlungen) wurde im Tagebaufolgesee Burghammer von März 2009 – Dezember 2010 erfolgreich angewandt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass in ehemaligen Bergbaurevieren die In-Lake-Behandlung von Tagebaufolgeseen eine zukunftsträchtige Methode zur Behandlung von Wasserqualitätsproblemen darstellt. Die Nutzung von gasförmigen CO2 in Kombination mit industriellen „Abfall-Produkten“ kann als nachhaltige Methode zur CO2-Sequestrierung und zur Behandlung von AMD bezeichnet werden. Der Vorteil in Bergbaurevieren liegt dabei in der Vorbeugung der Entstehung von Wasserqualitätsproblemen. Dennoch stellt diese Methode nur eine Nischenlösung aufgrund der Verfügbarkeit der alkalischen Materialien (Flugasche) dar. Die Entwicklung und Optimierung weiterführender Strategien zur In-Lake-Behandlung durch Kalkung wird zur Effizienzerhöhung beitragen. Die Nutzung von Kalksteinmehl anstelle von NaOH bzw. CaO als Neutralisationsprodukt wird Vorteile hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Sicht (CO2-Bilanz) mit sich führen. Um die Effizienz beim Einsatz von Kalksteinmehl zu steigern, kann der Einsatz von CO2 in Betracht gezogen werden. Sobald meteorologische Parameter (Wind) und see-spezifische Merkmale (Morphologie, Strömungen, etc.) berücksichtigt werden, kann der Aufwand und die Kosten für In-Lake-Behandlungen minimiert werden.

Im Rahmen dieser Arbeit werden Konzepte für Gasaufbereitung in Kombikraftwerken mit integrierter Wirbelschichtvergasung und CO2-Abtrennung untersucht (IGCC-CCS). Dabei stehen die Konvertierung von Kohlenmonoxid (CO-Shift) und die Einbindung dieses Prozeß-schrittes in ein IGCC-CCS-Kraftwerk im Mittelpunkt. Ziel der Arbeit ist die energetische und wirtschaftliche Bewertung von Konzepten zur CO2-Abtrennung für ein ab 2015 baubares, grundlastfähiges IGCC-CCS-Kraftwerk der 800-MW-Klasse. Dazu werden neben den bekannten konventionellen, mehrstufigen Konzepten der Rohgas- und Reingas-Shift weitere alternative Ansätze zur Steigerung des Anlagenwirkungsgrades sowie zur Senkung der spezifischen CO2-Emission verfolgt. Die Ergebnisse der mit Hilfe von ASPEN Plus und EBSILON Professional durchgeführten Prozesssimulationen werden im Vergleich zu Dampfkraftwerken neuester Bauart wirtschaftlich bewertet.

Die Idealvorstellung eines vollständig digitalisierten Behandlungsalltags rückt mit fortschreitender technologischer und informationeller Entwicklung stetig näher an die Realität. Zu Beginn bestand lediglich die Möglichkeit einer elektronischen Patientenakte, hinzu kamen vielfältige Möglichkeiten der digitalen Bildgebung und wurden schließlich um das Ziel eines vollständigen digitalen Workflows ergänzt. Die Planung der interdisziplinären kieferorthopädischen / kieferchirurgischen Versorgung von Patienten mit Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalten (LKGS) wird momentan noch hauptsächlich analog durchgeführt. Eine volldigitalisierte Behandlungsplanung und –freigabe unter intersektoraler Einbeziehung aller beteiligten Behandler findet nicht statt. Neu entwickelte, digitale kieferorthopädische und –chirurgische Produkte, welche bis vor ein paar Jahren noch nicht denkbar waren, unterstützen den digitalen Workflow maßgeblich. 3D-Scanner und 3D-Fotoaufnahmen erstellen digitale Modelle, deren Daten zur Integration in den digitalen Workflow durch Softwareprozesse verarbeitet werden müssen. Um einen einfachen und strukturierten Zugriff auf die gesamten 3D Daten zu gewährleisten, ist die Idee entstanden, die anfallenden Daten und Unterlagen zu digitalisieren und in einer für diesen Zweck entwickelten Datenbank zu speichern und zu bearbeiten. Die konsequente Verwendung von digitalen 3D-Analysen und der Verzicht auf die aufwändige Erstellung der Diagnostik- und Therapieplanung aus einer Kombination von Gipsmodellen und 2D-Daten (z.B. Röntgenbilder) führen zu einer fundamentalen und richtungsweisenden Veränderung des Behandlungsplanungsprozesses. Räumlich und monetär aufwendige Bearbeitungsprozesse werden eingespart und Behandlungspläne können rascher erstellt werden, da sich alle notwendigen Unterlagen gebündelt in einem System wiederfinden. Weiterhin wird die Strahlenbelastung der Patienten wesentlich verringert, da eine Doppeldiagnostik durch mehrmaliges Anfertigen von Röntgenaufnahmen, DVTs und CTs in verschiedenen Abteilungen vermieden wird. Die Kommunikation, der Austausch und die konsiliarische Zusammenarbeit zwischen den Behandlern erfolgt unter Verwendung der europaweit ersten offenen, überregionalen telemedizinischen Plattform zur Verbesserung der medizinischen Versorgung – CCS TELEHEALTH OSTSACHSEN (THOS). [... aus der Einleitung]

The global energy demand supplies mainly from fossil fuels, which is neither sustainable nor environmentally friendly and aims to global warming. Therefore, both more investments in renewable energy sources such as bioenergy are required, as well as new technologies such as carbon capture and storage (CCS) to handle the emissions from existing combined heat and power (CHP) plants. In this degree project, the focus is to determine the moisture content, ash content, heating value, and elemental compositions of solid biofuel mixtures in real-time by utilizing the optical technique of near-infrared (NIR) spectroscopy. A total number of 150 samples of solid biofuel mixtures were prepared and illuminated by NIR light. All spectra of the samples were recorded in a wavenumber range of 12000 cm-1 – 400 cm-1 in a dish on a turn table which was in a moving mode with a speed of 0.5 m/s. Each sample was scanned three times to avoid, or at least minimize the deviation of the spectra and the samples were mixed between each scan to get more reliable representative spectra data. Partial least square regression models were created to analyze the spectra data. A data split was done randomly, 100 for calibration and 50 for validation. Then the data was pre-processed with different methods including multiplicative scatter correction (MSC), standard normal variate (SNV), Savitzky-Golay 1st derivative (SG 1st), Savitzky-Golay 2nd derivative (SG 2nd), and orthogonal signal correction (OSC) to reduce noise and scatter effect. The results of NIR spectra treated by OSC method obtained  , RMSE and SE of 0.900, 2.241 and 2.204, respectively for prediction of moisture content, 0.424, 0.913 and 0.922 for prediction of ash content, 0.640, 0.370 and 0.368 for prediction of heating value, respectively. The obtained prediction of  , RMSE and SE were 0.687, 0.066 and 0.058 for nitrogen, 0.636, 0.361 and 0.364 for carbon, 0.483, 0.269 and 0.270 for hydrogen, respectively. As the results shows, these models to predict the ash content and hydrogen content has a lower accuracy than what is expected in process modeling while the prediction of moisture content has the highest accuracy.

Uppsatsens syfte är att analysera hur nedskalning av en global vision till en lokal kontext tar sig uttryck i Oslo kommuns klimatstrategi. Valet av Oslo kommuns klimatstrategi som studieobjekt baserades på Oslos samarbete med UN-Habitat samt utnämnandet av Oslo till Europas miljöhuvudstad 2019 och Norges petroleumverksamhet. Dokumentet Klimastrategi mot Oslo 2030 (2020) har analyserats utifrån begreppen Urbanitet och Hållbar övergång samt innebörden med nedskalning av klimatpolitiken och tre förmedlingsmetoder. Uppsatsen förankras i den tidigare forskningen som behandlar Köpenhamn och Stockholm. För att besvara frågeställningarna; vilka åtgärder presenteras som viktigast för att bli en nollutsläppsstad 2030? Hur beskrivs kopplingarna mellan den lokala klimatstrategin och den globala måluppfyllelsen? Vad finns det för kritiska punkter med strategins åtgärder och lösningar? används en kvalitativ analysmetod där empirin och den vetenskapliga förankringen får lika mycket utrymme. Utifrån den avslutande diskussionen framkommer det i slutsatserna att den största åtgärden i klimatstrategin är CCS-anläggningen på Klemetsrud. Även en fossilfri omställning av transportsektorn samt en minskad energianvändning är av vikt för att Oslo ska lyckas bli en nollutsläppsstad till 2030. Det belyses att den lokala utsläppsredovisningen påverkar den globala måluppfyllelsen. De kritiska punkterna i klimatstrategin som identifierats är; oklarhet gällande biobränslets framtida roll, den diffusa målformuleringen i Indirekta utsläpp samt problematiken med att ta efter åtgärder och lösningar från strategin för andra internationella städer. / The purpose of the thesis is to analyze how downscaling of a global climate vision to a local context is expressed in Oslo Muncipality’s climate strategy. The choice of Oslo municipality's climate strategy as a study object was based on Oslo's collaboration with UN-Habitat, the nomination of Oslo as Europe's environmental capital in 2019 and Norway's petroleum operations. The document Klimastrategi mot Oslo 2030 (2020) has been analyzed on the basis of the concepts of Urbanity and Sustainable Transition, as well as the meaning of downsizing climate policy and three communication methods. The thesis is anchored in the previous research that treats Copenhagen and Stockholm. To answer the questions; which measures are presented as most important to become a zero-emission city in 2030? How are the links between the local climate strategy and global goal fulfillment described? What are the critical points of the strategy's measures and solutions? a qualitative analysis method is used where the empirical data and the scientific foundation are given equal space. Based on the concluding discussion, it appears from the conclusions that the largest measure in the climate strategy is the CCS facility at Klemetsrud. A fossil-free restructuring of the transport sector and a reduction in energy use are also important for Oslo to succeed in becoming a zero-emission city by 2030. It is highlighted that local emission accounting affects global target fulfillment. The critical points in the climate strategy that have been identified are; uncertainty regarding the future role of biofuels, the diffuse goal formulation in Indirect Emissions and the problem of following measures and solutions from the strategy for other international cities.

Steel is one of the most essential metals in the world, and it plays a vital role in various industries. The growing demand for steel has resulted in increased CO2 emissions, with the steel industry contributing to approximately 7% of global emissions of carbon dioxide. Among the different production methods, the electric arc furnace (EAF) has emerged as a promising option, and its market share is expected to double in the future. While the EAF exhibits high efficiency and a reduced carbon footprint in comparison to alternative production routes, there is still considerable room for improvement. In the EAF, a significant amount of input energy, ranging from 15% to 30%, is wasted through off-gas, along with a substantial amount of CO2. To better understand the current state and ongoing research in off-gas handling, a literature review and a preliminary analysis were conducted which revealed that the waste heat from the off-gas can be effectively recovered using an evaporative cooling system, yielding approximately 105 kg of steam per ton of liquid steel. This emphasizes the importance of waste heat recovery in conjunction with CO2 capture. Calcium looping stands out as a promising carbon capture technology among the available options, primarily because of its lower environmental impacts and energy penalty. Furthermore, with its operation at elevated temperatures and dependence on limestone, calcium looping presents a potential solution to reduce the emissions from steel industry. Therefore, this study focuses on the analysis of a waste heat recovery system integrated with calcium looping technology, aiming to capture CO2 and utilize waste heat from the EAF off-gas. Additionally, the potential of coal substitution with bio-coal in the EAF for achieving negative emissions is also investigated. Through a steady state analysis and by employing semi-empirical mass and energy balance equations, it was determined that capturing 90% of the CO2 emissions from a 145-ton EAF requires 12 MW of heat and 16 kg of fresh limestone per ton of liquid steel. Although the average off-gas temperature is high, it cannot be considered as a reliable heat source. Therefore, the heat demand is met by burning biomass inside the calciner. Despite the increased heat demand, the waste heat recovery system integrated with calcium looping has the potential to generate approximately 11 MW of electricity using a supercritical steam cycle. This significant output can be attributed to the elevated temperature of the off-gas and the exothermic carbonation process. The economic analysis reveals that the levelized cost for capturing and storing CO2 is 1165 SEK per ton of CO2 with a negative Net Present Value (NPV). It was noted that, a higher carbon tax could significantly enhance the economic viability of the system. Moreover, the study found that by introducing bio-coal in the EAF with a fossil coal share below 69%, it has the potential to achieve negative emissions. Furthermore, recent studies have shown an increase in the CO2 content in the off-gas when introducing bio-coal into the EAF which further enhances the efficiency and economic feasibility of carbon capture. / Stål är en av de viktigaske metallerna i världen, och det spelar en avgörande roll i olika branscher. Den ökade efterfrågan på stål har lett till ökade koldikoxidutsläpp, och stålindustrin står för cirka 7% av de globala koldioxidutsläppen. Bland de olika produktionsmetoderna har ljusbågsugnen (EAF) framstått som ett lovande alternativ, och dess marknadsandel förväntas fördubblas i framtiden. Även om EAF uppvisar hög effektivitet och ett minskat koldioxidavtryck jämfört med alternativa produktionsvägar, finns det fortfarande stort utrymme för förbättringar.  I EAF går en betydande mängd tillförd energi, mellan 15 och 30%, till spillo genom avgaserna, tillsammans med en betydande mängd CO2. För att bättre förstå det aktuella läget och pågående forskning inom hantering av avgaserna genomfördes en litteraturstudie och en preliminär analys som visade att spillvärmen från avgaserna effektivt kan återvinnas med hjälp av ett evaporativt kylsystem, vilket ger cirka 105kg ånga per ton flytande stål. Dettta understryker vikten av att återvinna spillvärme i samband med CO2-avskiljning.  Kalciumlooping framstår som en lovande teknik för koldioxidavskiljning bland de tillgängliga alternativen, främst på grund av dess lägre miljöpåverkan och energiåtgång. Eftersom kalciumlooping används vid förhöjda temperaturer och är beroende av kalksten, utgör den dessutom en potentiell lösning för att minska utsläppen från stålindustrin. Därför fokuserar denna studie på analysen av ett system för återvinning av spillvärme integrerat med kalciumlooping-teknik, i syfte att fånga in CO2 och utnyttja spillvärme från EAF-avgaserna. Dessutom undersöks potentialen för att ersätta kol med biokol i EAF för att uppnå negativa utsläpp.  Genom en steady state-analys och med hjälp av semi-empiriska mass- och energibalansekvationer fastställdes att det krävs 12 MW värme och 16 kg färsk kalksten per ton flytande stål för att fånga 90% av CO2-utsläppen från en 145-tons EAF. Även om den genomsnittliga avgastemperaturen är hög kan den inte betraktas som en tillförlitlig värmekälla. Därför tillgodoses värmebehovet genom förbränning av biomassa i kalcinatorn. Trots det ökade värmebehovet har systemet för återvinning av spillvärme integrerat med kalciumlooping potential att generera cirka 11 MW el med hjälp av en superkritisk ångcykel. Denna betydande produktion kan hänföras till den förhöjda temperaturen i avgaserna och den exoterna karbonatiseringsprocessen. Den ekonomiska analysen visar att den nivellerade kostnaden för avskiljning och lagring av CO2 är 1165 SEK per ton CO2 med ett negativt nettonuvärde (NPV). Det konstaterades att en högre koldioxidskatt skulle kunna förbättra systemets ekonomiska lönsamhet avsevärt. Dessutom visade studien att genom att introducera biokol i EAF med en andel fossilt kol under 69%, har det potential att uppnå negativa utsläpp. Nya studier har dessutom visat en ökning av koldioxidhalten i avgaserna när biokol införs i EAF, vilket ytterligare förbättrar effektiviteten och den ekonomiska genomförbarheten för koldioxidavskiljning.

Syftet med den här studien är att göra en teknoekonomisk utvärdering av processer för förvätskning av CO2 med hjälp av Aspen Plus. Ett flertal förvätskningsprocesser från tidigare studier jämfördes och från dessa valdes två förvätskningsprocesser ut för fortsatta studier och simuleringar. Dessa två förvätskningsprocesser var ett internt kylt förvätskningssystem och ett externt kylt förvätskningssystem av Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, som kallats system A, samt av Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12 kallat system B. Dessa två olika processer simulerades för teknisk analys med hjälp av Aspen Plus. Aspen Economical Analyzer (AEA) användes för att göra den ekonomiska analysen. I dessa simuleringar användes ett massflöde på 45 ton/h inkluderat vatteninnehåll, i jämförelse med tidigare studier med högre massflöden runt 100 ton/h. Elektricitet-och kylbehovet undersöktes i ett flertal olika fall med varierande kyltemperatur mellan kompressorerna. Två fall med integrering av fjärrvärme samt två fall med en värmepump undersöktes också med varierande återgående temperatur på fjärrvärmevattnet. Detta gjordes för att undersöka hur mycket värme som kan tillvaratas från förvätskningsprocessen. Vidare bestämdes även investeringskostnader samt driftskostnader med hjälp av AEA. Från detta bestämdes även den årliga kostnaden av kapitalet, CAPEX, och kostnaden att förvätska CO2 räknades ut i form av €/ton.  Resultaten visade att integrering av fjärrvärme samt värmepumpar är användbart för att tillvarata på så mycket värme som möjligt från förvätskningssystemen. I de fall med en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet hade ett COP på 3.07 samt 3.15 för system A samt system B vardera. Kostanden att förvätska CO2 var 17.42 €/ton för system A samt 17.75 €/ton för system B utan använding av en värmepump samt en återgående temperatur på 47°C i fjärrvärmenätet. Vid integrering av en värmepump gick kostnaden av förvätskning upp till 20.85 €/ton för system A samt 21.69 €/ton för system B. Kostnaden av förvätskning dominerades av driftskostnader med kostnaden av kapitalet har en mindre påverkan. Utnyttjandegraden har även en stor påverkan på kostanden av förvätskning, då lägre kapaciteter visade sig leda till markant högre förvätskningskostnader. När intäkterna från fjärrvärmeproduktionen adderades till kostnadskalkylen, minskade kostnaden av förvätskning, speciellt för de system med en värmepump, där priset minskade till 10.26 €/ton för system A eller 10.98 €/ton för system B. I linje med tidigare studier pekar även dessa resultat på att det ekonomiska optimumet sammanfaller med energioptimum. Resultaten visade även att system A, det internt kylda systemet, hade den lägsta förvätskningskostanden och minsta elektricitetsförbrukningen med och utan värmepump, och därför är system A optimalt för småskalig CO2 förvätskning. / The aim of this study is to do a technoeconomical analysis on CO2 liquefaction systems using Aspen Plus. Several liquefaction systems from previous studies were compared, and from these, two liquefaction systems were chosen for further studies and simulations. These liquefaction systems were namely an internal liquefaction system and an external liquefaction system by Øi et al., Energy Procedia 86 (2016) 500-510, called system A and Seo et al., International Journal of Greenhouse Gas Control 35 (2015) 1-12, called system B. These systems were simulated for technical analysis using Aspen Plus, and Aspen Economical Analyzer (AEA) was used for economical studies. A small-scale liquefaction system was studied with a mass flow rate of 45 tonne/h including the water content, as compared to other studies with higher mass flow rates of around 100 tonne/h. The electricity demand and cooling demand were studied in several cases of interstage cooling between compressors. Furthermore, two cases of district heating as well as two cases of heat pumps were studied with varying return temperatures of the district heating water. This was done to study how much heat could be recovered from the liquefaction process. Furthermore, the capital expenses as well as the operating expenses were also determined using AEA. From this, the annual CAPEX and the cost of CO2 was calculated in terms of €/tonne CO2.  The results showed that district heating and heat pumps can be useful to recover heat from the liquefaction processes. The simulations that included a heat pump and assumed a return temperature of 47°C had a COP of 3.07 and 3.15 for system A and B respectively. The determined cost of production was 17.42 €/tonne for system A and 17.75 €/tonne for system B when not using a heat pump and a return temperature of 47°C in the district heating grid. However, when adding a heat pump the total production cost (TPC) increased to 20.85 €/tonne for system A, and 21.69 €/tonne for system B. It was also shown that the TPC is highly dominated by the operating expenses while the total capital investment has a smaller impact on the TPC. The capacity is also important for the TPC as lower capacities was shown to lead to significantly increased production costs. When taking the revenue streams from district heating into account the TPC was decreased, in particular for the systems including the heat pumps, where the TPC for system A was 10.26 €/tonne while for system B it was 10.98 €/tonne. In accordance with previous studies it was shown that the economical optimum is closely related to the energy optimum. It was concluded that as system A, the internal liquefaction system, had the lowest TPC and electricity input with and without the heat pump and thus it is the optimal configuration for small-scale CO2 liquefaction.

The latest report from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) highlights the great threats of climate change. The chemical industry, including the pharmaceutical sector, is one of the significant contributors to global greenhouse gas emissions (GHG), representing nearly 7% of global carbon dioxide (CO2) emissions. For this industry to reach net-zero emissions of CO2, measures beyond mitigation actions need to be taken. This thesis investigates the elimination of CO2 emissions in the Swedish pharmaceutical sector and evaluates the implementation of the rather new technology of Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS), using currently available amine-based post-combustion processes. This thesis presents a comprehensive assessment of different criteria based on the PESTLE (Political, Economical, Social, Technological, Legal, and Environmental) framework and considers their relative importance from a company perspective. Two alternative scenarios based on the emissions goals set by the case company are developed and evaluated through this Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA)-based PESTLE framework. BECCS deployment targeting net negative emissions would be preferable for the case company since it offers benefits in environmental, social and long-term economical aspects. From the economic aspect, the specific cost for capturing CO2 could be around 1281 SEK per tonne, higher than the present European Union Emission Trading System (EU ETS) price and typical investment cost for afforestation projects. Most opportunities are identified within the environmental and social aspects, but some economic, technological and regulatory challenges should be addressed to realise the BECCS implementation in the Swedish Pharmaceutical Industry. / Den senaste rapporten från Intergovernmental Panel on Climate Change belyser de stora hoten med klimatförändringar. Den kemiska industrin, inklusive läkemedelssektorn, är en av de betydande bidragarna till de globala växthusgasutsläppen , som står för nästan 7 % av deglobala koldioxidutsläppen (CO2). För att denna industri ska nå nettonollutsläpp av CO2 måste åtgärder vidtas utöver begränsningsåtgärder. Detta examensarbete undersöker eliminering av CO2-utsläpp i den svenska läkemedelssektorn och utvärderarimplementeringen av den relativt nya teknologin, koldioxidlagring från biomassa, med hjälpav tillgängliga aminbaserade efterförbränningsprocesser. Detta examensarbete presenterar en omfattande bedömning av olika kriterier baserade på PESTLE (politiska, ekonomiska, sociala, tekniska, juridiska och miljömässiga) ramar och tar hänsyn till deras relativa betydelse ur ett företagsperspektiv. Två alternativa scenarier baserade på utsläppsmålen som ställts upp av företaget utvecklas och utvärderas genom detta multikriterie-baserade PESTLE-ramverket. Koldioxidlagring med inriktning på negativa utsläpp skulle vara att föredra för företaget eftersom det erbjuder fördelar i miljömässiga, sociala och långsiktiga ekonomiska aspekter. Ur den ekonomiska aspekten kan den specifika kostnaden för att fånga upp CO2 vara cirka 1 281 SEK per ton, högre än det nuvarande priset för Europeiska unionens utsläppshandelssystem (EU ETS) och den typiska investeringskostnaden för skogsplanteringsprojekt. De flesta möjligheter identifieras inom den miljömässiga och sociala aspekten, men vissa ekonomiska, tekniska och regulatoriska utmaningar bör lösas för att förverkliga implementeringen av koldioxidlagring i svensk läkemedelsindustri.