Theories on import and export operations, investment decision process and theories, Introduction and efficiency import analysis of the concrete investment unit, of the tarmacadam plant in the EC, from France to the Czech republic.

Ett scenario för att nå nettonollutsläpp av växthusgaser till år 2050 har tagits fram av IEA. I scenariot framgår att det krävs en ökning av energieffektivisering, samt att användning av förnybara energikällor bör öka under detta årtionde. Asfaltbranschen är ett exempel på en energiintensiv verksamhet, där det i dag finns begränsad tillgänglig litteratur om energianvändningen. Svevia, ett av Sveriges största väg- och anläggningsföretag, har efterfrågat större kunskap inom området. Detta examensarbetes syfte var därför att kartlägga energibehovet för en tillverkande verksamhet inom asfaltbranschen, för att finna energieffektiviseringsåtgärder, öka företagets lönsamhet samt visa på branschens framtida hållbarhetsomställning. För att uppnå syftet har en fallstudie utförts på Svevias asfaltverk i Arlanda. I fallstudien ingick energikartläggning, intervjustudier samt kontakt med företag. Energikartläggningen utfördes för att ta fram Arlandas asfaltverks energibehov samt energieffektiviseringsåtgärder. Intervjustudier genomfördes både inom energikartläggningen, för solceller och för att lyfta tekniker som kan påverka asfaltbranschens framtida utveckling. För den sistnämnda analyserades data med en tematisk analys. För undersökning av solceller användes även kontakt med företag och modelleringsverktyg från en företagshemsida som metod. Resultatet av energibalansen visade att Svevias asfaltverk i Arlanda hade en energianvändning på 15 100 MWh under 2022. Majoritet av energianvändningen stod bioolja för, och den enhetsprocess som använde mest energi var Materialuppvärmningen. Därför har fokus för energieffektiviseringsåtgärder varit på Materialuppvärmningen, och fyra åtgärder togs fram: överskottsvärme, energilagring med sandbatteri, öka produktionen av lågtemperad asfalt samt en tälthall för att skydda stenmaterial mot regn. För solceller undersöktes areorna 70x30 m och 100x40 m och en återbetalningstid på sju år beräknades för respektive area. Nuvärdessumman blev negativ, vilket tyder på en olönsam investering, däremot kan dess lönsamhet värderas över livslängden. Hinder som behövs ses över innan investering i solceller är att damm och vibrationer kan uppkomma vid den närliggande täkten. Resultatet för asfaltbranschens framtid visar på att olika tekniker är intressanta för att minska den fossila energianvändningen. Dessa är bland annat elektrifiering av hela asfaltverk och att producera kalltillverkad asfalt. Det kräver dock att asfaltföretag vågar satsa på lösningarna för att kunskapen ska utvecklas. Rekommendationerna till Svevia är att sätta ut elmätare och regelbundet läsa av dem för att ta fram mer pålitliga data inför kommande energibalanser. De energieffektiviseringsåtgärder författarna rekommenderar Svevia att genomföra är ökad produktion av lågtempererad asfalt och skydda stenmaterial mot regn. För solceller rekommenderas att ta kontakt med en entreprenör som erbjuder lösning till företag. En kombination av åtgärden att skydda stenmaterial mot regn och solceller bör vidare undersökas. För att minska Svevias framtida fossila energianvändning, rekommenderas Svevia att driva projekt om kalltillverkad asfalt och ersättning av bitumen mot lignin. Författarna rekommenderar också att Svevia samarbetar med andra aktörer inom asfaltbranschen för att dela kunskap. / A scenario to reach net zero emissions of greenhouse gases by year 2050 has been developed by IEA. The scenario shows that an increase in energy efficiency is required, and that the use of renewable energy sources should increase during this decade. The asphalt industry is an example of an energy-intensive business, where there is currently limited available literature on energy-use. Svevia, one of Sweden's largest road and construction companies, has requested increased knowledge in the area. The purpose of this master’s thesis was therefore to map the energy demand of a manufacturing operation in the asphalt industry, to find energy efficiency measures, increase the company’s profitability, and to indicate the industry's future sustainability transition. To achieve this aim, a case study was performed at Svevia's asphalt plant in Arlanda. The case study included an energy audit, interview studies, and contact with companies. The energy audit was performed to determine the energy demand of the asphalt plant in Arlanda, and energy efficiency measures. Interview studies were carried out for the energy audit, for solar panels, and to highlight technologies that can influence the asphalt industry’s future development. For the latter, the data was analyzed with a thematic analysis. For solar panels, contact with companies and modeling tools from a company website were also used. The result of the energy balance showed that Svevia's asphalt plant in Arlanda had an energy use of 15 100 MWh in 2022. Bio-oil accounted for the majority of the energy use, and the unit process that used the most energy was Material Heating. Therefore, the energy efficiency measures have focused on Material Heating, and four measures were investigated: excess heat, energy storage with a sand battery, increasing the production of low temperature asphalt, and a tent to protect stone material from rain. For solar cells, the areas 70x30 m and 100x40 m were examined and a payback period of seven years was calculated for both cases. The net present value was negative, which indicates an unprofitable investment, however, its profitability can be evaluated over the lifetime. Obstacles that need to be reviewed before investing in solar panels are that dust and vibrations can arise from the nearby quarry. The result for the future of the asphalt industry shows that different technologies are interesting for reducing the fossil energy use in the asphalt industry. These include electrification of the entire asphalt plant and producing cold-manufactured asphalt. However, it requires that asphalt companies dare to invest in the solutions for the knowledge to develop. The recommendations to Svevia are to install electricity meters, and to read them regularly, to develop more reliable data for future energy balances. The energy efficiency measures that the authors recommend Svevia to implement are increased production of low temperature asphalt and protecting stone material from rain. For solar panels, it is recommended to contact an entrepreneur who offers a solution for companies. A combination of the measure to protect stone material from rain, and solar panels should be further investigated. To reduce Svevia's future fossil energy use, Svevia is recommended to run projects on cold-manufactured asphalt and replacing bitumen with lignin. The authors also recommend that Svevia collaborates with other actors in the asphalt industry to share knowledge.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta dissertação apresenta a avaliação térmica, econômica e ambiental de um sistema de aquecimento solar (SHS) que é usado em uma usina de asfalto, através de simulação computacional com TRNSYS. O processo escolhido é o aquecimento do betume a partir da temperatura de armazenamento até a temperatura de mistura, usando óleo mineral como fluido de transferência de calor (HTF). Os componentes do sistema são o trocador de calor HTF-betume, o coletor concentrador solar parabólico composto (CPC), o aquecedor auxiliar e a bomba de circulação. A simulação no TRNSYS calcula os balanços de massa e energia no circuito fechado do HTF a cada hora. Dados horários do Ano Meteorológico Típico (TMY) do Rio de Janeiro foram utilizados para executar este trabalho. Em muitos casos, a temperatura do HTF ultrapassou 238C, mostrando que o CPC é apropriado para esta aplicação. Economia de combustível e emissões evitadas foram consideradas para as análises economica e ambiental. Este trabalho descreve as fontes renováveis de energia, os tipos de usinas de asfalto e de aquecedores de betume. Ele também mostra a fração brasileira de algumas destas fontes. Os resultados, portanto, mostram ser possível encorajar políticas públicas ambientalmente corretas para incentivar o uso de energia solar na indústria de asfalto. Além disso, este trabalho pode ajudar na redução da elevada emissão dos gases de efeito estufa a partir da utilização dos combustíveis fósseis nesta indústria. / This dissertation presents thermal, economic and environmental evaluation of a solar heating system (SHS) which is used in an asphalt plant from computational simulation with TRNSYS. The process chosen is the bitumen heating from the storage up to the mixing temperature, using mineral oil as heat transfer fluid (HTF). The system components are the HTF-bitumen heat exchanger, the compound parabolic concentration solar collector (CPC), the auxiliary heater and the circulation pump. The TRNSYS simulation computes the mass and energy balances in the HTF closed loop every hour. Rio de Janeiro typical meteorological year (TMY) hourly weather data was used in order to perform this paper. In many instances, HTF temperature has reached a temperature that more than 238C, showing that the CPC is suitable for this application. Fuel savings and avoided emissions were taken into account for economic and environmental analysis. In this work describes the renewable energy sources, the asphalt plant and bitumen heater types. It also shows the Brazilian portion of the some of these sources. The results, though, made it possible to address environmentally sound public policies to encourage solar energy use in the Asphalt Industry. Moreover, it will help in reducing the high emission of the green house gases from the use of the fossil fuels in this industry.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Esta dissertação apresenta a avaliação térmica, econômica e ambiental de um sistema de aquecimento solar (SHS) que é usado em uma usina de asfalto, através de simulação computacional com TRNSYS. O processo escolhido é o aquecimento do betume a partir da temperatura de armazenamento até a temperatura de mistura, usando óleo mineral como fluido de transferência de calor (HTF). Os componentes do sistema são o trocador de calor HTF-betume, o coletor concentrador solar parabólico composto (CPC), o aquecedor auxiliar e a bomba de circulação. A simulação no TRNSYS calcula os balanços de massa e energia no circuito fechado do HTF a cada hora. Dados horários do Ano Meteorológico Típico (TMY) do Rio de Janeiro foram utilizados para executar este trabalho. Em muitos casos, a temperatura do HTF ultrapassou 238C, mostrando que o CPC é apropriado para esta aplicação. Economia de combustível e emissões evitadas foram consideradas para as análises economica e ambiental. Este trabalho descreve as fontes renováveis de energia, os tipos de usinas de asfalto e de aquecedores de betume. Ele também mostra a fração brasileira de algumas destas fontes. Os resultados, portanto, mostram ser possível encorajar políticas públicas ambientalmente corretas para incentivar o uso de energia solar na indústria de asfalto. Além disso, este trabalho pode ajudar na redução da elevada emissão dos gases de efeito estufa a partir da utilização dos combustíveis fósseis nesta indústria. / This dissertation presents thermal, economic and environmental evaluation of a solar heating system (SHS) which is used in an asphalt plant from computational simulation with TRNSYS. The process chosen is the bitumen heating from the storage up to the mixing temperature, using mineral oil as heat transfer fluid (HTF). The system components are the HTF-bitumen heat exchanger, the compound parabolic concentration solar collector (CPC), the auxiliary heater and the circulation pump. The TRNSYS simulation computes the mass and energy balances in the HTF closed loop every hour. Rio de Janeiro typical meteorological year (TMY) hourly weather data was used in order to perform this paper. In many instances, HTF temperature has reached a temperature that more than 238C, showing that the CPC is suitable for this application. Fuel savings and avoided emissions were taken into account for economic and environmental analysis. In this work describes the renewable energy sources, the asphalt plant and bitumen heater types. It also shows the Brazilian portion of the some of these sources. The results, though, made it possible to address environmentally sound public policies to encourage solar energy use in the Asphalt Industry. Moreover, it will help in reducing the high emission of the green house gases from the use of the fossil fuels in this industry.

The expectations on companies to introduce better business models to enhance environmental performance are increasing. Sweden is aiming at becoming climate neutral in 2045 which requires methods to capture and store carbon in addition to decrease emissions. Research has shown that biochar production can be one way to support the target. The process to produce biochar is called pyrolysis and is still only implemented in a smaller scale in Sweden. This study aims to facilitate implementation of pyrolysis in heat-requiring industries. By collecting knowledge from existing literature of the topic, as well as exploring a case at Skanska, the objectives to answer are related to the design of the pyrolysis process, the suitable feedstocks and where in the value chain cooperation is needed. Additional objectives are to develop guidelines and apply them on a case study for evaluation. Pyrolysis is the name of thermal decomposition of biomass, a process that generates biochar, bio-oil and syngas. Based on a literature review on the pyrolysis process with its products, some criteria for a successful implementation of pyrolysis are created. Those criteria are the foundation to address the first objective with relevance to heat-requiring industries. The answers are used to develop guidelines that are meant to support stakeholders that are interested to invest in a pyrolysis facility. Additionally, the results indicate that more industries could see benefits from biochar production as the design can be customized. Cooperation is considered important to deliver feedstocks and possibly sell the products, where pyrolysis is also a good example of integrating more circularity in business. It is recommended that heat-requiring industries should indeed consider an investment in pyrolysis in order to improve the environmental work. Intermediate pyrolysis with good flexibility of both feedstocks and product distribution is considered most suitable. However, further research and practical cases are needed to optimize the process for the desired objectives as well as explore the products’ markets more. / Sverige har som mål att bli ett klimatneutralt land till år 2045. Detta mål kan inte nås genom endast utsläppsminskning utan kräver också åtgärder som fångar och förvarar koldioxid. Forskning har visat att pyrolys kan vara en process som kan användas för att bidra till detta mål. Pyrolys är en process där biomassa upphettas till en hög temperatur med ingen eller endast små mängder tillförsel av syre, vilket gör att det skiljer sig från förbränning. Pyrolys producerar bland annat biokol som idag används i mindre skala i Sverige. Syftet med studien är att underlätta implementeringen av pyrolys i värmekrävande industrier genom att föreslå hur pyrolys kan vara en del av affärsmodellen. Målen att uppnå för att möta detta syfte är: Identifiera viktiga faktorer för att uppveckla en verksamhet som integrerar pyrolys, innehållandes men inte begränsad tilla) hur pyrolysprocessen ska utformas.b) vilken typ av bränsle som är lämplig.c) var i värdekedjan samarbete behövs. Baserat på de identifierade faktorerna, skapa riktlinjer för att stödja intressenter i implementering av pyrolys. Tillämpa och utvärdera riktlinjerna i en fallstudie av biokolsproduktion i anslutning till ett asfaltverk. Klimatnyttan med biokol är anledningen till att intresset för pyrolys har växt de senaste åren. Det kan vara av intresse för aktörer som investerar i pyrolys att kunna tillgodoräkna negativa utsläpp, men det behövs bättre standarder för hur detta ska gå till. Idag används biokol i Stockholms stads urbana trädplanteringar eftersom de planteras i en mindre bördig miljö, ett projekt som har visat goda resultat. Användningsområdet i jord innebär bland annat att vatten och näring kan hållas i biokolets porösa struktur, samtidigt som kol är bundet i en stabil form. Denna studie grundas i en literturstudie som har kompletterats med en fallstudie. Uppdragsgivare till studien är Skanska som i ett första steg ställde frågan hur pyrolys skulle kunna leverera värme till ett asfaltverk i Borlänge. Skanska har under det senaste året undersökt möjligheterna att själva börja producera biokol eftersom de redan använder biokol i vissa anläggningsarbeten idag, i Stockholms stad bland annat. Att producera eget biokol skulle kunna göras på eget anläggnings- och träavfall och flera av produkterna från pyrolys är möjliga att använda i verksamheten internt. Dock räcker inte det interna materialet som bränsle till pyrolysanläggningen vilket gör det viktigt att samarbeta med externa parter för att samla tillräckligt med bränslematerial. Genom litteraturstudien förklaras de begrepp och processer som är grunden för att besvara målen med studien, så som pyrolysprocessen med dess produkter, asfaltproduktion och begrepp inom industriell ekologi som ämnar till att utveckla affärsmodeller baserat på samarbete med hållbarhet i fokus. Baserat på literturstudien kan ett antal kriterier ställas upp som möjliggör att ta sig an studiens mål ur ett perspektiv som passar en värmekrävande industri i Sverige. Svaren kunde användas för att utveckla ett antal riktlinjer för att stödja en industri som är intresserad av att investera i en pyrolysanläggning. Riktlinjerna ger bland annat stöd i val av process, användningsområden för produkter, lämpliga bränslen, placering av anläggning och prioriterade samarbetspartners – allt baserat på vilket det huvudsakliga syftet med investeringen är. I fallstudien undersöks om ett asfaltverk i Borlänge skulle vara en lämplig placering för en pyrolysanläggning i Skanskas regi. Detta har gjorts genom personlig kontakt med involverade personer både inom och utanför Skanska. Främst har Borlänge kommun setts som en viktig partner, med vikt på det kommunala energi- och avfallsbolaget Borlänge Energi. Anställda där har kontaktats för att diskutera möjligheterna med att få köpa in bränslematerial från avfallsanläggningen som ligger på samma mark som Skanskas asfaltverk. En konsult har kontaktats för att undersöka möjligheterna med att koppla den föreslagna pyrolys-anläggningen till fjärrvärmenätet, vilket ansågs fullt möjligt. Avslutningsvis har riktlinjerna som togs fram i resultatet använts för att utvärdera existerande och föreslå ytterligare åtgärder för integreringen av en pyrolysanläggning i Skanskas affärsmodell. Slutsatserna med studien visar på att pyrolys mycket väl kan vara en lämplig investering för en värmekrävande industri i Sverige. Investeringen kan stödja miljöarbetet på företaget genom egentillverkad förnybar energi samt produkter som kan användas för miljöförbättrande åtgärder internt eller annars säljas till externa parter. Mellansnabb pyrolys med möjlighet att ta emot varierande bränsletyper samt flexibilitet i produktfördelning anses vara den mest lämpliga för dessa industrier. Alla produkterna måste vara värdefulla, helst för intern användning, men annars för att möjliggöra försäljning på marknaden. Slutligen visar studien att det är fullt möjligt för fler aktörer att investera i pyrolys i takt med att intresset ökar. Samarbete mellan olika typer av aktörer kommer dock vara en nyckel för lyckas med integrering. Där kan industriell symbios att bli ett vägledande koncept för att utforma och hitta värden i samarbetet. När fler aktörer ger sig in i branschen kommer utvärdering och optimering av pyrolys att bli avsevärt enklare.

The subject of this diploma thesis is a research of bituminous binder modification by fast react-ing polymer SBS. The theoretical part covers an introduction to bituminous binders, their pro-duction, chemical and physical-mechanical properties. The identification of bituminous binders and their use in bituminous mixtures is briefly described. To conclude, current modification methods are described in detail and important modifiers are introduced. In the practical part, three applied tests (softening point, elastic recovery and penetration) are described in detail. The bituminous binders tested (20/30, 30/45, 70/100, PMB 25/55-55 and PMB 45/80-50) and the fast-reacting polymer SBS are introduced. Samples with two weight percentages of SBS, 7,5% and 10%, are produced. Two mixing times, 60 seconds and 600 seconds were used to mix the bituminous binder and SBS. In conclusion, the results are evaluated and commented. Further research suggestions regarding this field are recommended.