Utsläpp av CO2 till atmosfären bidrar till ökningen av globala temperaturer. Industrisektorn står för 20 % av utsläppen och utav dessa kommer 6 % från pappers- och massaindustrin. För att lyckas minska den globala temperaturhöjningen till under 1,5 °C hjälper det inte bara att minska utsläppen. Även negativa utsläpp måste genereras. Syftet med denna studie är att undersöka implementeringen av CLG för att separera CO2 på ett energieffektivt sätt och samtidigt generera H2 och elektricitet. Processanalyser genomfördes för att undersöka möjligheten att implementera CLG-processen till ett typiskt massabruk. Processmodeller togs fram for att undersöka CLG, värmeåtervinning samt elektricitetsgenerering. Processmodellerna utvecklades med hjälp av Aspen Plus och Aspen HYSYS. De framtagna modellerna analyserades sedan med avseende på olika designparametrar inom CLG-processen. På ett typiskt massabruk som producerar 800 000 adt varje år kan 375 kg CO2/adt separeras och då uppnå negativa utsläpp, genom att byta ut multi-fuel forsrännaren med en CLG process. Den framtagna processmodellen skulle också kunna generera 360-504 kWh/adt av H2 beroende på de designparametrar som används för CLG-processen. Enligt modellen kan värme som återvinns från processen användas för att fånga upp ytterligare 13 % av CO2 från andra delar av bruket. Processanalys för olika designparametrar inom CLG systemet så som temperatur, luftflöde och flödet av syrgasbärare har presenterats. Nyckeltalen som undersöktes var den mängd CO2 som kunde fångas upp, mängd H2 genererad samt överskottet av elektricitet som produceras när multi-fuel förbränningen byts ut mot en CLG-process på ett typiskt massa bruk. / Emissions of CO2 to the atmosphere are contributing to the global temperature rise. The industrial sector contributed to 20 % of the emissions and out of that, 6 % are generated from the pulp and paper industry. To limit the temperature increase below 1,5 °C, the emissions not only need to be reduced but also negative emissions should be generated from different sectors. The purpose of this study is to realize the implementation of Chemical Looping Gasification (CLG) to separate CO2 (for permanent storage) in an energy-efficient way while co-generating H2 as well as electricity. Process analysis was carried out to investigate the possibility of substituting the multifuel boiler in a typical pulp mill with a CLG process. Process models for the CLG, heat recovery and electricity generation process were developed using AspenPlus and Aspen HYSYS. The process was analysed for different design conditions (temperature, autothermal condition, air flow, oxygen carrier flow) in the CLG process. It was found that in a typical pulp mill producing 800 000 adt per year, 375 kg- CO2/adt (14 % of total emissions from the process) can be inherently separated for storage to achieve negative emissions, if the multi-fuel boiler is replaced with a CLG unit. This process will also be able to generate 360-504 kWh/adt H2 depending on the design conditions in the CLG process. Heat recovered from the CLG unit can be utilized in capturing approximately 13 % additional CO2 from other sources in the pulp mill. Process analysis for different design conditions in CLG (temperature, airflow, oxygen carrier flow) have been presented. The key performance indicators were CO2 capture rates, H2 generated and net electrical output from the process.

Kemcyklisk förbränning (CLC) involverar en icke komplex separation av den bildade koldioxiden (CO2) efter förbränningen eftersom syret (O2) överförs till bränslet via en syrebärare som cirkulerar mellan luft- och bränslereaktorn. Eftersom O2 separeras effektivt från kvävgasen (N2) i luftreaktorn, erhålls en produkt gas som till majoriteten består av CO2 och vatten (H2O). Detta resulterar således i mindre komplexa och energi-krävande rökgasreningssystem. Vid förbränning av biomassa inom kemcyklisk förbränning kan negativa CO2 utsläpp erhållas om den producerade CO2 gasen infångas och slutförvaras exempelvis i geologiska formationer. Den infångade CO2 gasen måste för att uppfylla stringenta reningskrav för att undvika diverse konsekvenser relaterade till transportkedjan och slutförvaringen. Förutom CO2 och H2O, kommer den genererade rökgasen från CLC innehålla mindre mängder av biprodukter som kväveoxider (NOx), svaveloxider (SOx) och övriga kontaminanter som behöver att reduceras ned till ppm nivåer för att möta reningskravet på CO2 gasen. På grund av en ofullständig förbränning i CLC erfordras en efterförbränningskammare med en extern tillsats av O2 för att uppnå en fullständig förbränning. Det kan därför förväntas att överskotts-O2 kommer att finnas i den utgående gasen efter post oxidationskammaren, som också behöver att renas ned till ppm koncentrationer. De föreslagna rökgasreningssystemen efter CLC involverar de mest konventionella rökgasreningssystem använda inom industrin idag. Till dessa tillhör bland annat elektrofilter (ESP), våt rökgasavsvavling (WFGD), selektiv katalytisk reduktion (SCR) och selektiv icke-katalytisk reduktion (SNCR) för kväveoxireducering. Två kylnings och CO2 förvätskningstekniker diskuteras i detta arbete: den förkylda Linde Hampson systemet och det kryogena destillationssystemet. Ett rökgasreningssystem har föreslagits för varje förvätskningsteknik. Bland de två föreslagna reningssystemen, enbart scenario 2 uppfyllde Northern Lights kravspecifikationen på CO2, med en reningsgrad på 99.998%. Denna studie anses vara unik då ingen litteratur rörande rökgasrening inom kemcyklisk förbränning var publicerad under skrivtiden av denna masteravhandling. / Chemical looping combustion (CLC) involves an inherent separation of carbon dioxide (CO2), since oxygen (O2) is transferred to the fuel via an oxygen carrier, circulating between the air and fuel reactor. With O2 being removed from nitrogen (N2) in the air reactor, a separate stream containing mostly CO2 and water (H2O) is produced in the fuel reactor, eliminating the need of expensive and energy-demanding gas separation technologies. The use of biomass as fuel in CLC may result in negative CO2 emissions if CO2 is captured and stored. The CO2 product gas must comply to certain purity levels depending on ways of CO2 transportation and where it will be stored. Besides H2O and CO2, the generated flue gas stream in CLC will also contain trace amounts of nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx) and other contaminants, thus requiring a deep removal to ppm levels to comply with the stringent CO2 purity criteria for storage in saline aquifers in this work. Due to an incomplete combustion of fuel gases in CLC, an oxy-polishing step is required for a full conversion to gas products CO2 and H2O. Therefore, pure O2 is required for the oxy-polishing step. Some residual O2 will also be expected in the flue gas stream and needs to be reduced to ppm levels. The downstream treatment in CLC involves the best available gas processing technologies practiced commercially today, such as electrostatic precipitators (ESPs), wet flue gas desulfurization (WFGD), selective catalytic reduction (SCR) and selective non-catalytic reduction (SNCR). Two CO2 processing systems are discussed in this work; the precooled Linde Hampson unit and the Distillation Separation unit. For each CO2 processing unit (CPU), a flue gas treatment is proposed. Amongst the two proposed scenarios, scenario 2, could with highest certainty, produce a liquid CO2 stream with a purity of 99.998%, complying to the CO2 criteria set by the Northern Lights Project in Norway. At the time of writing this thesis, no other literature has been published assessing flue gas treatment and CPU alternatives in in bio-CLC.

Idag är det viktigare än någonsin att koldioxidutsläppen börjar minska. Över hela världens sätts idag visioner, mål och regleringar som ska motverka de enorma klimatutsläppen som utges varje år. Byggbranschen är en stor bov och i Sverige står dem för nästan en femtedel av utsläppen. I EU står cementtillverkningen för nästan 3 procent av alla koldioxidutsläpp.  Cementa, Sveriges största cementtillverkare, har jobbat hårt sedan 2020 med att lägga upp en plan – Nollvision 2030. Med hjälp av CCS-tekniken kommer Cementas koldioxidutsläpp inte ta sig ut i atmosfären och därför bli noll. Utsläppen kommer istället lagras och förvaras under havsbotten och därför inte bidra till klimatförändringarna negativt. Denna CCS-fabrik kommer utvecklas på Slite, Gotland, under Cementas redan befintliga cementfabrik.  I detta arbete kommer utsläppen från dagens betong och framtidens betong presenteras samt jämföras. Med hjälp av Cementa och flera andra aktörer har data samlats in som lagt grunden till en livscykelanalys (LCA). En livscykelanalys är ett verktyg som visar hur stor klimatpåverkan en produkt har under sin livstid. I detta arbete har en helt ny LCA gjorts för framtidens betong där värdena jämförs med en LCA för dagens betong. Med hjälp av denna jämförelse går det att se hur positivt Slite kommer påverka klimatmålen för framtiden. Ett tidigare examensarbete har använts för att hitta en LCA för ett betonghus och trähus. Där framkom data för ett trähus som också kommer användas vid ena frågeställningen. Där är målet att se ifall framtidens betonghus skulle kunna släppa ut mindre koldioxid än trähus, vilket det sedan framkommer att det gör. När LCA:erna var färdiga och redo att jämföras framkom det tydligt att framtidens betong har betydligt lägre utsläpp än dagens betong. Utsläppen från framtidens betong var även mindre än trähus om jämförelsen gjordes från vagga till grav. Jämförelserna har gjorts i kg koldioxidekvivalent/m2 tempererad area. / Today, it is more important than ever that carbon dioxide emissions begin to decrease. Visions, goals, and regulations are being set all over the world today to counteract the enormous climate emissions that are released every year. The construction industry is a big culprit and in Sweden, they account for almost a fifth of emissions. Of these carbon dioxide emissions, cement production accounts for almost 8%, with the worst emissions occurring during the production state. Cementa, Sweden's largest cement manufacturer, has worked hard since 2020 to set up a plan - Agenda 2030. With the help of CCS technologies, Cementa's carbon dioxide emissions will not be released into the atmosphere and therefore have zero emissions. The emissions will instead be compressed and stored under the seabed and therefore not contribute to climate change negatively. This CCS manufactory will be developed on Slite, Gotland, under Cementa's already existing cement factory.In this rapport, the emissions from today's concrete and the concrete of the future will be presented and compared. With the help of Cementa and several other contributors, data has been collected that laid the foundation for a life cycle assessment (LCA). A life cycle assessment is a tool that shows how much of a climate impact a product has during its lifetime. In this work, a completely new LCA has been made for the concrete of the future where the values have been compared with an LCA for today's concrete. With this comparison, it is possible to see how positively Slite will affect the climate goals in the future.  A previous degree project has been used to find an LCA for a concrete house and a wood house. There was data for a wooden house that will also be used for one issue. The goal here is to see if the concrete houses of the future could emit less carbon dioxide than wooden houses, which will then be proven to be true.  When the LCAs were done and ready to be compared, it became clear that the concrete of the future will have a significantly lower emission value than today's concrete. The emissions from the concrete of the future were also lower than wooden houses, if the comparison was made from cradle to grave. The comparisons have been made in kg carbon dioxide equivalent/m2 temperate area.

Jordens befolkning behöver kraftigt reducera koldioxidutsläppen till atmosfären för att förhindra klimatförändringar. Klimatmål har sats upp av unioner och länder där de bland annat vill förhindra en global temperaturökning över 1.5 grader. För att uppnå dessa klimatmål menar forskare och institutioner på att stora mängder koldioxid kommer att behöva avskiljas vid utsläppskällor och lagras geologiskt (eng. carbon capture storage, förkortad CCS). I Sverige har ett fåtal CCS-projekt tagit fart men CCS är fortfarande inte kommersiellt tillgängligt. Frågeställningen för det här arbetet var därför: vilka är de mest relevanta utmaningar som kommersiellt tillgänglig CCS står inför idag i Sverige?Metoderna som användes var en litteraturstudie och tre\newline intervjuer. Personerna som intervjuades var en forskare från Chalmers Tekniska högskola, en chef från företaget Stockholm Exergi och en civilingenjör från projektet Northern lights. Utmaningarna delades in i kategorierna: tekniska-, politiska-, ekonomiska- och övriga utmaningar, för att enklare identifieras och jämföras. Resultaten visade att det fanns utmaningar i samtliga kategorier. Den tekniska utmaningen låg framförallt i att bygga upp och anpassa den tillgängliga CCS-tekniken till olika tillämpningsbara industrier. Politiskt var utmaningen främst att övertyga politiker att satsa på CCS, men också att införskaffa tillräckligt stora ekonomiska styrmedel, incitament och investeringar. Detta eftersom de som existerar idag antingen saknades helt eller ansågs vara för små. De ekonomiska utmaningarna var att stimulera investerare samt att bygga upp en fungerande och hållbar ekonomisk plan för CCS. I kategorin övriga utmaningar var den främsta utmaningen att övertyga befolkningen och att sprida kunskap kring CCS och dess potential. Avgränsningar i det här arbetet var framförallt bristen på resurser och tid. Fler intervjuer och en djupare litteraturstudie hade varit önskvärd för att fördjupa studien men begränsades av tid och möjligheter för kursens omfattning. / The world population need to reduce its carbon dioxide emissions to the atmosphere in order to prevent a climate change. Climate targets have been set by unions and countries to reduce carbon dioxide emissions before the average temperature rise exceeds 1.5 degrees Celsius. To achieve these climate goals, researchers and institutions believe large amounts of carbon dioxide needs to be stored below ground (carbon capture storage, abbreviated CCS). In Sweden have a small number of projects taken off, but CCS is still not commercially available. The question for this work was therefore: what are the most relevant challenges that commercially CCS currently faces in Sweden?The methods used were a literature study and three interviews.The persons interviewed were a researcher from Chalmers Tekniska university, a manager from the company Stockholm Exergi and an engineer from the Northern Lights project. The challenges were divided into four categories: technical-, political-, economic-, and other challenges, to make it easier to identify and compare. Results showed that there were challenges in all four categories. The technical challenge was mainly to build and adapt the available CCS technology to different types of industries. Politically, the challenge was primarily to increase their interest and support towards CCS. This along with the challenge of acquiring financial instruments, incentives and investments that was currently lacking or was too small. The economic challenges were to stimulate investors from both private and political quarters and to organize and operate a functioning and sustainable financial plan. In the category other challenges, the most mentioned challenge was convincing the population and to spread knowledge about CCS and its potential. Delimitations in this work was above all the lack of resources and time. More interviews anda deeper literature study would have been desirable to deepen the study but was limited by time and opportunities for the scope of the course.

Utsläpp av CO2 till atmosfären bidrar till ökningen av globala temperaturer. Industrisektorn står för 20 % av utsläppen och utav dessa kommer 6 % från pappers- och massaindustrin. För att lyckas minska den globala temperaturhöjningen till under 1,5 °C hjälper det inte bara att minska utsläppen. Även negativa utsläpp måste genereras. Syftet med denna studie är att undersöka implementeringen av CLG för att separera CO2 på ett energieffektivt sätt och samtidigt generera H2 och elektricitet. Processanalyser genomfördes för att undersöka möjligheten att implementera CLG-processen till ett typiskt massabruk. Processmodeller togs fram for att undersöka CLG, värmeåtervinning samt elektricitetsgenerering. Processmodellerna utvecklades med hjälp av Aspen Plus och Aspen HYSYS. De framtagna modellerna analyserades sedan med avseende på olika designparametrar inom CLG-processen. På ett typiskt massabruk som producerar 800 000 adt varje ˚ar kan 375 kg CO2/adt separeras och då uppnå negativa utsläpp, genom att byta ut multi-fuel forsrännaren med en CLG process. Den framtagna processmodellen skulle också kunna generera 360-504 kWh/adt av H2 beroende på de designparametrar som används för CLG-processen. Enligt modellen kan värme som ˚återvinns från processen användas för att fånga upp ytterligare 13 % av CO2 från andra delar av bruket. Processanalys för olika designparametrar inom CLG systemet så som temperatur, luftflöde och flödet av syrgasbärare har presenterats. Nyckeltalen som undersöktes var den mängd CO2 som kunde fångas upp, mängd H2 genererad samt överskottet av elektricitet som produceras när multi-fuel förbränningen byts ut mot en CLG-process på ett typiskt massa bruk. / Emissions of CO2 to the atmosphere are contributing to the global temperature rise. The industrial sector contributed to 20 % of the emissions and out of that, 6 % are generated from the pulp and paper industry. To limit the temperature increase below 1,5 °C, the emissions not only need to be reduced but also negative emissions should be generated from different sectors. The purpose of this study is to realize the implementation of Chemical Looping Gasification (CLG) to separate CO2 (for permanent storage) in an energy-efficient way while co-generating H2 as well as electricity. Process analysis was carried out to investigate the possibility of substituting the multifuel boiler in a typical pulp mill with a CLG process. Process models for the CLG, heat recovery and electricity generation process were developed using Aspen  Plus and Aspen HYSYS. The process was analysed for different design conditions (temperature, autothermal condition, air flow, oxygen carrier flow) in the CLG process. It was found that in a typical pulp mill producing 800 000 adt per year, 375 kg- CO2/adt (14 % of total emissions from the process) can be inherently separated for storage to achieve negative emissions, if the multi-fuel boiler is replaced with a CLG unit. This process will also be able to generate 360-504 kWh/adt H2 depending on the design conditions in the CLG process. Heat recovered from the CLG unit can be utilized in capturing approximately 13 % additional CO2 from other sources in the pulp mill. Process analysis for different design conditions in CLG (temperature, airflow, oxygen carrier flow) have been presented. The key performance indicators were CO2 capture rates, H2 generated and net electrical output from the process.

Det är välkänt att klimatförändringar på grund av global uppvärmning är en av de största kriserna som hotar jorden. Det är en enorm utmaning för mänskligheten att minska koldioxidutsläppen, den främsta orsaken till global uppvärmning. Enkelt genomförbara åtgärder är inte tillräckliga och teknik för att ta bort koldioxid från atmosfären anses nödvändig för att temperaturökningen inte ska överstiga de 1,5 °C som anges i Parisavtalet. Direkt infångning av koldioxid från luft (vanligen kallad direkt luftinfångning, (Eng. Direct air capture - DAC)) är en ny teknik som kan ta bort koldioxid direkt från atmosfären. För närvarande är denna metod dyr; upp till 1000 USD per ton avlägsnad koldioxid. Denna höga kostnad beror främst på den relativt låga koldioxidkoncentrationen i luften, vilket leder till att en stor anläggning behövs för att fånga upp gasen och därmed stora investeringar. Tekniken är mycket energiintensiv, antingen elektrisk eller termisk, och för att göra en direkt infångning effektivare, måste anläggningen drivas med energi som inte har några eller mycket låga koldioxidutsläpp. Energin på Island är billig och dess produktion innebär ett mycket lågt koldioxidavtryck. Syftet med arbetet i denna avhandling är att utforska om metoden för direkt infångning av koldioxid från luft kommer att vara en mer genomförbar metod än koldioxidinfångning från punktkällor (eng. point source - PS) på Island på grund av god tillgång till billig och ren energi. Lärandekurvan för direkt luftfångning studerades tillsammans med scenarier för metodens tekniska utveckling. Tre olika fall med punktkällor på Island studerades för jämförelse. Två olika direkta luftinfångningstekniker analyserades också, en som drivs av en stor mängd elektricitet och en som drivs mestadels av termisk energi. Det resulterade i att i bästa fall, där inlärningshastigheten är hög och tekniska förbättringar är signifikanta, så skulle produktionskostnaden för direkt luftinfångning (levelized cost of energy, LCOC) vara lägre än motsvarande för infångning från en punktkälla. Energikostnaden påverkar LCOC för DAC idag men med teknisk utveckling förväntas energibehovet minska och därför kommer energikostnadens påverkan att bli lägre. Det är dock fortfarande viktigt, med tanke på bidraget till att minska globala uppvärmningen, att energin som driver DAC-anläggningen har ett lågt koldioxidavtryck, vilket kan garanteras på Island. Tvärtom, om inlärningshastigheten för DAC-tekniken är låg och inga tekniska förbättringar sker i lösningsmedel eller sorbenter, är och kommer DAC-tekniken att bli dyrare än infångning från punktkällor om båda anläggningarna finns på Island. En hög inlärningshastighet och teknikutveckling är beroende av trycket att nå målen i Parisavtalet. Det är därför mycket viktigt för DAC att efterfrågan på koldioxidinfångning ökar. Dessutom har DAC mer potential att påverka klimatförändringarna eftersom DAC kan vara en kolnegativ teknik om den kombineras med permanent lagring av koldioxid. PS-avskiljningen kan endast vara en kolneutral teknik och detta om den kombineras med permanent lagring av koldioxid. / It is well known that climate change due to global warming is one of the greatest crises facing the Earth. It is a huge challenge for mankind to reduce CO2 emissions, the major cause of global warming. Mitigation measures are not enough. Technologies to remove the CO2 from the atmosphere are considered necessary, so the temperature rise does not exceed 1.5°C as stated in the Paris Agreement. Direct air capture (DAC) is a new technology that can remove carbon dioxide directly from the atmosphere. Currently, this method is expensive, up to 1000 USD per ton CO2 removed. This high cost is mostly due to the relatively low concentration of CO2 in the ambient air, leading to a large unit to capture the gas and therefore high capital investment. The technology is very energy-intensive, either electrical or thermal, and to make direct air capture more efficient the plant needs to be powered with energy that has no or very low CO2 emissions. The energy in Iceland is low cost and its production has a very low carbon footprint. This thesis aims to find out if the direct air capture method will be more feasible than a point source CO2 capture in Iceland due to good access to low-cost and clean energy. The learning curve for direct air capture was studied along with scenarios for its technological development. Two different direct air capture technologies were analyzed, one that is powered by a large amount of electricity and one powered mostly by thermal energy. Three different point source cases in Iceland were studied for comparison. For the best-case scenario, where the learning rate is high and technological improvements are significant, the levelized cost of direct air capture is lower than levelized cost of point source capture. The cost of energy affects the levelized cost of direct air capture today but with technical development, the energy needed is expected to go down, and therefore the effect of energy cost will be lower.  However, it is still important, concerning contribution to reducing global warming, that the energy powering the direct air capture plant has a low carbon footprint, which can be assured in Iceland. On the contrary, if the learning rate of the direct air capture technology is low and no technical improvements occur in solvents or sorbents the direct air capture technology is and will be more expensive than point source capture considering both located in Iceland. The high learning rate and development in technology are dependent on the pressure to reach the goals of the Paris Agreement. It is therefore vital for direct air capture that the demand for carbon removal measures is enhanced due to pressure to reach the Paris Agreement goals. Furthermore, direct air capture has more potential to affect climate change than point source capture as direct air capture can be a carbon-negative technology if coupled with the permanent storage of CO2. The point source capture can only be a carbon-neutral technology if coupled with the permanent storage of CO2.

År 2022 stod järn- och stålindustrin för ca 12,5% av Sveriges totala CO2-utsläpp, där den främsta utsläppskällan är reduktion av järnmalm i masugn. En attraktiv väg för att minska utsläppen från masugnen är att ersätta denna med direktreduktion med vätgas för att producera järnsvamp, som sedan kan smältas i en ljusbågsugn. Denna teknik har potentialen att minska CO2-utsläppen med upp till 98% jämfört med masugnsprocessen. För att minska utsläppen ytterligare kan tekniker för CO2-avskiljning implementeras.  Syftet med detta arbete är att undersöka hur CO2-avskiljning kan implementeras i ett system som använder direktreduktion med vätgas, samt smältning av järnsvamp i ljusbågsugn. Målen med arbetet har varit att formulera ett processkoncept för detta system, för att sedan modellera denna process och utföra en tekno-ekonomisk analys. Arbetets frågeställningar har varit ifall det var mer fördelaktigt med hög eller låg CO2-halt i rökgaserna, ifall ett uppkolningssteg är mer fördelaktigt än uppkolning i ljusbågsugnen, samt ifall den avskilda koldioxiden bör lagras eller återanvändas i processen. En ytterligare frågeställning var även hur lönsamheten av CO2-avskiljning påverkas med avseende på kostnad för utsläppsrättigheter för CO2.  Systemets omfattning sträckte sig från direktreduktionsschaktet till uppvärmningsugnen innan valsning. De CO2-innehållande rökgaserna från de olika processtegen skickades in i en kalciumloopingenhet, som var den valda tekniken för CO2-avskiljning. Ett basfall utan CO2-avskiljning samt åtta scenarion med CO2-avskiljning ställdes upp baserat på frågeställningarna, där dessa sedan modellerades i Microsoft Excel. Resultaten från modellen utvärderades utifrån energirelaterade och ekonomiska prestandaindikatorer där alla scenarion jämfördes mot varandra, samt mot basfallet. Resultaten från arbetet visade att CO2-avskiljning med kalciumlooping kan minska CO2-utsläppen från detta system med 90-91%. Energianvändningen ökade för alla fall som använder CO2-avskiljning, där den lägsta ökningen jämfört med referensfallet var med 4% och den högsta med 40%. Alla scenarion medförde ökade kostnader för systemet jämfört med basfallet. Det scenario där endast koldioxidavskiljning adderades hade lägst kostnad av dessa fall. Detta scenario medförde en ökad produktionskostnad på 240 SEK/ton stål och det skulle krävas en kostnad för utsläppsrätter på 2200 SEK/ton CO2 för att investeringen ska uppnå en återbetalningstid på 25 år.  Utifrån analysen av arbetets olika scenarion, är det mest fördelaktigt att endast addera kalciumloopingtekniken på den befintliga processen. Att stänga ugnarna är fördelaktigt ur ett energiperspektiv, men blir kostsamt ekonomiskt. Därför kan detta vara ett bra alternativ om en ny anläggning ska byggas att då bygga ugnarna stängda. Ett separat uppkolningssteg kan vara ett alternativ för att uppkolning i ljusbågsugnen, men medför både ökad energianvändning samt ökade kostnader. Metanisering visade sig inte vara fördelaktigt utifrån ett ekonomiskt och energiperspektiv på grund av det stora elbehovet som detta medför, dock ger återanvändning av CO2 stora möjligheter till recirkulering av kol i processen vilket gör att upp till 92% av kolbehovet kan täckas av återanvänt kol. / In 2022, the iron and steel industry accounted for approximately 12.5% of Sweden's total CO2 emissions, with the primary source of emissions being the reduction of iron ore in a blast furnace. An attractive way to reduce emissions from the blast furnace is to replace it with direct reduction using hydrogen to produce direct reduced iron, which can then be melted in an electric arc furnace. This technology has the potential to reduce CO2 emissions by up to 98% compared to the blast furnace process. To further reduce emissions, carbon capture technologies can be implemented. The purpose of this work is to investigate how carbon capture can be implemented in a system that uses hydrogen direct reduction and melting of direct reduced iron in an electric arc furnace. The objectives of this work were to formulate a process concept for this system, then model this process and perform a techno-economic analysis. The research questions addressed whether it was more advantageous to have a high or low CO2 concentration in the flue gases, whether a separate carburizing step was more advantageous than carburizing the steel in the electric arc furnace, and whether the captured CO2 should be stored or reused in the process. An additional research question was how the profitability of carbon capture is affected by the cost of CO2 emission allowances. The scope of the system extended from the direct reduction shaft to the reheating furnace before rolling. The CO2 containing flue gases from the various process steps were fed into a calcium looping unit, which was the chosen technology for carbon capture. One base case without carbon capture and eight scenarios with carbon capture were set up based on the research questions, and these were then modeled in Microsoft Excel. The results from the model were evaluated based on energy-related and economic performance indicators, with all scenarios compared against each other and against the base case. The results of this work showed that carbon capture with calcium looping can reduce CO2 emissions from this system by 90-91%. Energy demand increased for all cases using carbon capture, with the lowest increase compared to the reference case being 4% and the highest 40%. All scenarios resulted in increased costs for the system compared to the base case. The scenario where only carbon capture was added had the lowest cost among these cases. This scenario resulted in an increased production cost of 240 SEK/ton of steel, and a CO2 emission allowance cost of 2200 SEK/ton CO2 would be required for the investment to achieve a payback time of 25 years. Based on the analysis of the various scenarios, it is most advantageous to only add the calcium looping technology to the existing process. Closing the furnaces is advantageous from an energy perspective but becomes costly economically. Therefore, this could be a good option if a new plant is to be built, as the furnaces could then be built closed. A separate carburizing step could be an alternative to carburizing in the electric arc furnace, but it entails both increased energy demand and higher costs. Methanation proved not to be advantageous from an economic and energy perspective due to the large electricity demand it entails, but the reuse of CO2 offers great possibilities for carbon recycling in the process, which means that up to 92% of the carbon demand can be covered by reused carbon.

An investigation into the commercial feasibility of Carbon Capture and Storage (CCS) technology as a competitive carbon abatement technology for New Zealand.

A doença da inflamação da glândula mamária, também conhecida como mastite, tem como uma das características o aumento de células somáticas no leite de quartos afetados. Entre as bactérias predominantes causadoras de mastites, destacam-se Staphylococcus spp. e Streptococcus spp. Vários estudos sugerem que estes agentes são tipicamente transmitidos de uma vaca para outra durante o momento da ordenha. A aplicação de programas de boas práticas de ordenha (BPO) permitem o controle da mastite pela eliminação de infecções detectadas no rebanho, prevenção de riscos e adequadas condições produtivas e sanitárias. A interação contínua entre produtores e técnicos tem se confirmado como ferramenta importante nos programas de treinamento, favorecendo o compartilhamento de experiências. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo avaliar a influência da capacitação técnica em BPO na qualidade higiênica do leite, mediante o monitoramento das práticas de ordenha implementadas, análises de componentes químicos e microbiológicos, incluindo a identificação de Staphylococcus spp. e Streptococcus spp., em propriedades leiteiras do estado de São Paulo. Na fase final do estudo foi observado que 84% dos itens de BPO avaliados estavam sendo usados com capacitação técnica, incluindo modificações de infraestrutura e controle da qualidade da fonte de água. O sucesso da aplicação de programas de controle da qualidade requerem o comprometimento dos produtores de leite. Entre as BPO que não foram adotadas, destacam-se o uso de luvas durante a ordenha e sanitizante na limpeza dos equipamentos, práticas que poderiam diminuir a transmissão dos patógenos contagiosos entre os animais. Embora as análises microbiológicas e identificação dos patógenos dos diferentes pontos de coleta tenham apresentado resultados variáveis ao longo do estudo, elas constituíram uma ferramenta importante durante o processo de capacitação técnica. / The mammary gland disease, also known as mastitis, has as characteristic the increase of somatic cells in milk from affected udder. Among the predominant bacteria causing mastitis, Staphylococcus spp. and Streptococcus spp are highlighted. Several studies suggest that these agents are typically transmitted from one cow to another during the milking. The application of programs on good milking practices (GMP) allows the control of mastitis through the elimination of infections detected in the herd, prevention of risks and proper productive and sanitary conditions. The continuous interaction between farmers and trainers has been confirmed as an important tool on training programs, supporting sharing experiences. Therefore, the present study aimed to evaluate the influence of GMP training on hygienic quality of milk, by monitoring milking practices implemented, chemical and microbiological analyzes, including the identification of Staphylococcus spp. and Streptococcus spp. in dairy farms from Sao Paulo state. In the final phase of this study it was demonstrated that 84% of the BPO evaluated items were being used with training including infrastructure modifications and quality control of the water source. The success of the implementation of quality control programs requires the commitment of dairy farmers. The GMP not adopted included the use of gloves during milking and sanitizers on equipment cleaning, practices that could reduce the transmission of contagious pathogens among animals. Although the microbiological analyses of the pathogens in different points on the milking management were inconstant during the study, they constitute an important tool during the training process.

O elevado custo dos tratamentos tradicionais da mastite bovina, associado à redução de produção e inviabilidade de tratamento das mastites subclínicas durante a lactação, bem como a exigência cada vez mais rigorosa da ausência de resíduos de antimicrobianos por parte de instituições nacionais e internacionais, impulsiona o desenvolvimento de novas alternativas terapêuticas que visem minimizar o impacto das medidas tradicionais de tratamento. A homeopatia surge como importante alternativa, sendo aceita nacional e internacionalmente. O objetivo do trabalho foi avaliar o tratamento homeopático com Phytolacca decandra 30CH durante a lactação de vacas com mastite subclínica, utilizando parâmetros de qualidade do leite como Califórnia Mastitis Test (CMT), contagem de células somáticas (CCS) totais, porcentagens de polimorfonucleares (PMN) e de mononucleares (MN), teores de proteína, lactose, gordura, sólidos totais (ST) e extrato seco desengordurado (ESD), além da mensuração da produção leiteira. Foram selecionadas 26 vacas, CMT 2+ e 3+ sem sinais de mastite clínica, entre o terceiro e sexto mês de lactação, pluríparas e divididas em dois grupos, um com tratamentos medicamentosos mensais e outro com tratamentos quinzenais. Mensalmente foram colhidas duas amostras de leite de cada glândula mamária (teto) que apresentava mastite subclínica. Uma das amostras foi utilizada para CCS e análise dos componentes do leite, e a outra para identificação microbiológica. Nos grupos tratados, foi administrado o medicamento homeopático Phytolaca decandra 30CH diluído em água e aspergido nas mucosas oro-nasais e vaginais, enquanto que nos grupos denominados controle foi administrado placebo da mesma maneira. A pesagem da produção láctea de ambos os grupos foi realizada quinzenalmente até o final do experimento. Verificou-se então que não houve diferença significativa entre a produção láctea, CCS e a presença de microrganismos na secreção láctea das glândulas quando comparadas antes e depois do tratamento homeopático, dentro de cada grupo, bem como quando comparados os grupos entre si. As medianas de CMT e porcentagens de PMN foram compatíveis com infecções mamárias agudas, embora os animais tenham sido diagnosticados como portadores de mastites crônicas e em nenhum momento desenvolveram sinais clínicos. / The high cost of traditional treatments of bovine mastitis, with the reduction of production and impracticable treatment of subclinical mastitis during lactation, as well as the requirement of an increased demand for absence of antimicrobial agents residues by national and international institutions, drives the development of new therapeutic alternatives in order to minimizing the impact of traditional treatment measures. The homeopathy appears as an important alternative, accepted domestically and internationally. The objective of this work was to evaluate homeopathic treatment with Phytolacca decandra 30CH during the lactation of cows with subclinical mastitis, using some milk quality parameters as California Mastitis Test (CMT), total somatic cell count (SCC), percentages of polymorphonuclear (PMN) and mononuclear (MN) cells, levels of protein, lactose, fat, total solids and dry defatted matter, in addition to the measurement of milk production. Twenty-six cows were selected with CMT 2 + and 3 + without any signs of clinical mastitis, between the third and sixth month of lactation, pluriparous and they were divided into two groups, with monthly or biweekly drug treatments. Monthly were collected two milk samples from each mammary gland (teat) that presented subclinical mastitis. One of the samples was used for analysis of SCC and milk components, and the other one for microbiological identification. In the treated groups, was given the homeopathic medicine Phytolaca decandra 30CH diluted in water and sprayed in the oral-nasal and vaginal mucosa, while to the control group was given placebo following the same method. The weighing of the milk production for both groups was performed fortnightly until the end of the experiment. There was no significant difference between milk production, SCC and the presence of microorganisms in milk gland secretion compared before and after homeopathic treatment, within each group as well as comparing the groups together. The medians of CMT and percentages of PMN were compatible with acute mammary infection, in spite of they have been diagnosed as carriers of chronic mastitis, and at any time no clinical signs have been developed.