IPCC reported in its climate change report 2013 that the atmospheric concentrations of the greenhouse gases (GHG) carbon dioxide (CO2), methane, and nitrous oxide now have reached the highest levels in the past 800,000 years. CO2 concentration has increased by 40% since pre-industrial times and the primary source is fossil fuel combustion. It is vital to reduce anthropogenic emissions of GHGs in order to combat climate change. Industry accounts for 20% of global anthropogenic CO2 emissions and the iron and steel industry accounts for 30% of industrial emissions. The iron and steel industry is at date highly dependent on fossil fuels and electricity. Energy efficiency measures and substitution of fossil fuels with renewable energy would make an important contribution to the efforts to reduce emissions of GHGs. This thesis studies energy efficiency measures and fuel substitution in the iron and steel industry and focuses on recovery and utilisation of excess energy and substitution of fossil fuels with biomass. Energy systems analysis has been used to investigate how changes in the iron and steel industry’s energy system would affect the steel plant’s economy and global CO2 emissions. The thesis also studies energy management practices in the Swedish iron and steel industry with the focus on how energy managers think about why energy efficiency measures are implemented or why they are not implemented. In-depth interviews with energy managers at eleven Swedish steel plants were conducted to analyse energy management practices. In order to show some of the large untapped heat flows in industry, excess heat recovery potential in the industrial sector in Gävleborg County in Sweden was analysed. Under the assumptions made in this thesis, the recovery output would be more than three times higher if the excess heat is used in a district heating system than if electricity is generated. An economic evaluation was performed for three electricity generation technologies for the conversion of low-temperature industrial excess heat. The results show that electricity generation with organic Rankine cycles and phase change material engines could be profitable, but that thermoelectric generation of electricity from low-temperature industrial excess heat would not be profitable at the present stage of technology development. With regard to fossil fuels substituted with biomass, there are opportunities to substitute fossil coal with charcoal in the blast furnace and to substitute liquefied petroleum gas (LPG) with bio-syngas or bio synthetic natural gas (bio-SNG) as fuel in the steel industry’s reheating furnaces. However, in the energy market scenarios studied, substituting LPG with bio-SNG as fuel in reheating furnaces at the studied scrap-based steel plant would not be profitable without economic policy support. The development of the energy market is shown to play a vital role for the outcome of how different measures would affect global CO2 emissions. Results from the interviews show that Swedish steel companies regard improved energy efficiency as important. However, the majority of the interviewed energy managers only worked part-time with energy issues and they experienced that lack of time often was a barrier for successful energy management. More efforts could also be put into engaging and educating employees in order to introduce a common practice of improving energy efficiency at the company. / Halterna av växthusgaserna koldioxid (CO2), metan och kväveoxider har under de senaste 800 000 åren aldrig varit högre i atmosfären än vad de är idag. Detta resultat redovisades i IPCCs klimatrapport år 2013. CO2-koncentrationen har ökat med 40 % sedan förindustriell tid och denna ökning beror till största delen på förbränning av fossila bränslen. Ökade koncentrationer av växthusgaser leder till högre global medeltemperatur vilket i sin tur resulterar i klimatförändringar.  För att bromsa klimatförändringarna är det viktigt att vi arbetar för att minska utsläppen av växthusgaser. Industrin står för 20 % av de globala utsläppen av CO2 och järn- och stålindustrin står för 30 % av industrins utsläpp. Järn- och stålindustrin är i dag till stor del beroende av fossila bränslen och el för sin energiförsörjning. Energieffektiviseringsåtgärder och byte av fossila bränslen mot förnybar energi i järn- och stålindustrin skulle kunna bidra till minskade utsläpp av växthusgaser. Denna avhandling studerar åtgärder för effektivare energianvändning och möjligheter för bränslebyte i järn- och stålindustrin. Avhandlingen fokuserar på återvinning och utnyttjande av överskottsenergier och ersättning av fossila bränslen med biomassa. Energisystemanalys har använts för att undersöka hur förändringar i järn- och stålindustrins energisystem skulle påverka ekonomin och de globala utsläppen av CO2. Avhandlingen studerar också betydelsen av energiledning och nätverkande för att uppnå en effektivare energianvändning. Fokus har här varit på att studera hur energiansvariga resonerar kring varför energieffektiviseringsåtgärder genomförs eller varför de inte genomförs. Djupintervjuer med energiansvariga vid elva svenska stålverk genomfördes för att analysera denna fråga. För att ge ett exempel på den stora outnyttjade potentialen av överskottsvärme från industrin analyserades potentialen i Gävleborgs län. Möjligheterna att använda överskottsvärmen som fjärrvärme eller för att producera el analyserades. Här visar resultaten att fjärrvärmeproduktionen skulle bli mer än tre gånger så stor som elproduktionen. En ekonomisk utvärdering gjordes där tre tekniker för produktion av el från lågtempererad industriell överskottsvärme jämfördes. Resultaten visar att elproduktion med organisk Rankine-cykel eller en så kallad fasändringsmaterialmotor kan vara lönsam, men att termoelektrisk elproduktion inte är lönsam med dagens teknik och prisnivåer. Det är möjligt att ersätta en del av det fossila kolet i masugnen med träkol och på detta sätt introducera förnybar energi i stålindustrin. Man kan också ersätta gasol som används som bränsle i stålindustrins värmningsugnar med syntesgas eller syntetisk naturgas (SNG) som produceras genom förgasning av biomassa. Under de antaganden som gjorts i avhandlingen skulle det dock inte vara lönsamt för det skrotbaserade stålverk som studerats att ersätta gasolen med bio-SNG. För att uppnå lönsamhet behövs i detta fall ekonomiska styrmedel. Hur olika åtgärder påverkar de globala utsläppen av CO2 beror till stor del på hur framtidens energimarknad ser ut. Elproduktion från industriell överskottsvärme skulle minska de globala CO2-utsläppen i alla scenarier som studerats, men för de andra åtgärderna varierar resultaten beroende på vilka antaganden som gjorts. Resultaten från intervjustudien visar att svensk stålindustri anser att energifrågan är viktig, men det finns fortfarande mycket att göra för att effektivisera energianvändningen i denna sektor. Flera av de intervjuade arbetade bara deltid med energifrågor och de upplevde att tidsbrist hindrade dem från ett effektivt energiledningsarbete. En rekommendation till företagen är därför att anställa en energiansvarig på heltid och/eller fler personer som kan arbeta med energifrågor. Det bör också läggas mer resurser på att engagera och utbilda anställda för att på så sätt introducera en företagskultur som främjar effektiv energianvändning.

In Sweden, buildings are responsible for about 40 % of total energy use and about 10 % of total CO2 emissions Today more than 60 % of existing Swedish residential buildings are over 40 years old and are in need of major renovation. In addition, 15 % of all multi-family buildings and 27 % of all single-family houses were built before 1945. The increased energy use and threat from CO2 emissions of the building sector create a need for energy efficiency. The important role that renovation of residential buildings will play in reducing the total energy used by the Swedish building sector as well as in reducing primary energy use and CO2 emissions on both the national and global levels has been the impetus for the studies included in this thesis. The aim of the current research is to develop a methodology from a system perspective which can be used to analyze the energy use, optimal life cycle cost (LCC), energy efficiency measure (EEM) package, indoor environment, CO2 emissions, and primary energy use of a building or a community during major renovation. The developed methodology accomplished at three different levels, i.e. building level, cluster level and district level. The methodology considers both energy efficiency and economic viability during building renovation and will also play an important role in overall urban planning. The studied buildings include both non-listed and listed residential buildings and the tools used include building energy simulation (BES), survey, technical measurements, LCC optimization and building categorization. The results show that the combination of BES, technical measurements and surveys provides a holistic approach for evaluation of energy use and indoor environment of the studied residential buildings. The results from the current study also show that the 2020 energy target, i.e., reduction of energy use by 20 %, for the building sector can be achieved by all the studied building types and that the total LCC of these buildings are below the cost-optimal point. In comparison, the 2050 energy target, i.e., reduction of energy use by 50 %, for the building sector may be achieved by the non-listed buildings, but when the constraints relevant to listed buildings are added the cost-optimality changes as some EEMs in direct conflict with the building’s heritage value may not be implemented. The investigation of primary energy use and CO2 emissions by the residential buildings show that the higher the energy saving, the lower the primary energy use becomes, and vice versa. With the same energy saving, the heating system with higher primary energy factor results in higher primary energy use. From a CO2 emissions point of view, EEM packages proposed to help buildings connected to a CHP based district heating system, to reduce the energy use or LCC are not consistently effective. Since these EEM packages will reduce district heating demand, the electricity produced in the CHP plant will also decrease. When the biomass is considered a limited resource, measures such as investment in a biofuel boiler are not favourable from the CO2 emissions point of view. The current study has also shown that combining building categorization method and LCC optimization method will help the community to reduce its energy use, primary energy use and CO2 emissions in a systematic and strategic way. / I Sverige, står byggnadssektorn för cirka 40 % av den totala energianvändningen och cirka 10 % av CO2-utsläppen. Idag är mer än 60 % av befintliga svenska bostäder över 40 år gamla och i stort behov av renovering. Dessutom är 15 % av alla flerbostadshus och 27 % av alla småhus byggda före 1945. Den ökade energianvändningen och hotet från CO2-utsläpp från byggsektorn skapar ett behov av energieffektivisering. Grunden för studierna i denna avhandling är den stora betydelse som renoveringen av bostäder har, såväl för att kunna minska den totala energianvändningen som den primärenergianvändningen och CO2-utsläppen på både nationell och global nivå. Syftet med denna forskning är att utveckla en metodik ur ett systematiskt perspektiv som kan användas för att analysera energianvändning, finna optimal livscykelkostnad (LCC), skapa energieffektiviseringsåtgärdspaket, undersöka inomhusmiljöer, beräkna CO2-utsläpp och primärenergianvändning i en byggnad eller ett samhälle vid omfattande renovering. Den utvecklade metodiken som har använts i de aktuella studierna är på tre olika nivåer: byggnadsnivå, klusternivå och stadsdelsnivå. Metodiken avser både energieffektivitet och ekonomisk lönsamhet vid renovering av byggnader och kommer också att spela en viktig roll i den övergripande stadsplaneringen. De studerande byggnaderna i denna avhandling innefattar både historiska och icke-historiska bostäder. De använda verktygen inkluderar building energy simulering (BES), enkätundersökning, tekniska mätningar, LCC-optimering och byggnadskategorisering. Resultaten visar att kombinationen av BES, tekniska mätningar och enkätundersökning ger en god helhetsbild för utvärdering av energianvändning och inomhusmiljö av den studerade byggnaden. Resultaten från den aktuella studien visar också att 2020-energimålet, d.v.s. en minskning av energianvändningen med 20 % till 2020 av byggsektorn, kan uppnås i alla undersökta byggnader och att den totala LCC av dessa byggnader ligger under den kostnadsoptimala punkten. I jämförelse, kan 2050-energimålet, d.v.s. en minskning av energianvändningen med 50 % till 2050, kan uppnås i icke-historiska byggnader, men med hänsyn tagen till begränsningarna för historiska byggnader, ändras de kostnadsoptimala lösningarna, eftersom vissa energieffektiviseringsåtgärder är i direkt konflikt med byggnadens kulturhistoriska värde och därför inte kan genomföras. Undersökningen av primärenergianvändning och CO2-utsläpp i de studerade byggnaderna visar, att ju högre energibesparingen är, desto lägre blir primärenergianvändningen, och vise versa. Med lika mycket energibesparing, resulterar värmesystemet med högre primärenergifaktor i högre primärenergianvändning. Sett från CO2-utsläppssynvinkel, är de energieffektiviseringsåtgärdspaket, som kan hjälpa byggnader anslutna till ett kraftvärmebaserat fjärrvärmesystem att minska energianvändningen eller LCC, inte effektiva, eftersom dessa åtgärdspaket kommer att minska fjärrvärmeanvändningen. Detta leder till att mängden producerad el i ett kraftvärmeverk också kommer att minskas. När biobränsle betraktas som en begränsad resurs, är åtgärder som investering i en biobränslepanna inte energieffektiva från en CO2-utsläppssynvikel. Den aktuella studien visar också att kombinationen av byggnadskategorisering och LCC-optimering kommer att hjälpa byggnadssektorn att minska sin energianvändning, primärenergianvändning och CO2-utsläpp på ett systematiskt och strategiskt sätt.

Purpose: The world is supposed to aim for a maximal global warming of 1,5 degrees Celsius which means an ecological footprint of 1,3-ton CO2e/person, year. How much does a sustainable living situation affect the living area per person? With the help of a typical Swedish house and a lifecycle analysis the living area is put in relation to the 1,5-degree aim. The purpose of this report is to investigate how the fulfilling of the 1,5-degree aim will affect the living area per person.    Method: The research approach in the report is quantitative were a meta study and a case study compose the research strategy. The data collecting methods are a literature study and a document analysis. Lastly the report uses calculations and lifecycle analysis for analyzing and compiling the results.  Findings: The goal value for the facility sector should come down to 0.3217ton CO2e/person, year. The typical-house uses 0,6637 ton CO2e/person, year. The results show an unsustainable situation from today’s living situation. It would take between eight to twelve people in the typical house to reach the goal value for the facility sector.   Conclusion and recommendations:   <li data-leveltext="" data-font="Symbol" data-listid="39" data-aria-posinset="1" data-aria-level="1">Individuals cannot understand their own effect of their living situation when it is measured in CO2e/square meter. Lifecycle analysis, energy-declarations and other things relevant for the living situation should be measured per person who uses the space to give perspective on the climate impact.   <li data-leveltext="" data-font="Symbol" data-listid="39" data-aria-posinset="2" data-aria-level="1">A tangible goal value for a sector is extremely hard to define and mostly up to the contemplators’ value and logic. The breakdown of the sectors needs to become clearer and more consequent for a better possibility to compare.  <li data-leveltext="" data-font="Symbol" data-listid="39" data-aria-posinset="3" data-aria-level="1">We got knowledge from Birkved, Brejnrod, Kalbar och Petersens (2017) report of how both the construction and consumption stages needs to change and how that isn’t nearly enough. Clearer instruments towards electricity from solar-, wind- and hydro power for real estate owners in all sizes is a recommendation.   <li data-leveltext="" data-font="Symbol" data-listid="39" data-aria-posinset="4" data-aria-level="1">It is clear how both individuals and companies need to open their eyes for what it is going to take and how far it is to reach a sustainable situation. Which means that politics need to take a much harder grip on the situation. Such as the demand on the environment declaration should have a maximum value.   Limitations: The lifecycle analysis has missing parts of the transport stage and the entire production stage.   PRINCE’s version of how to divide the sectors is from 2014 but uses numbers from 2016 over Sweden’s total CO2e emissions.   The facility sector contains more categories than what is taken into account in the lifecycle analysis / Syfte: Världen ska eftersträva en maximal global uppvärmning på 1,5 grad och därmed ett maximalt ekologiskt fotavtryck på 1,3 ton CO2e/person, år. Hur mycket påverkas boarean per person om man vill ha ett hållbart boende? Med hjälp av ett svenskt typhus och en livscykelanalysberäkning sätts boarean i relation till 1,5-gradsmålet. Examensarbetets syfte är att undersöka hur uppfyllandet av 1,5-gradsmålet påverkar boarean per person.   Metod: Rapporten kommer genomföras med en kvantitativ forskningsansats där en metastudie och fallstudie utgör forskningsstrategin. Till dem används datainsamlingsmetoderna litteraturstudie och dokumentanalys. Slutligen sker bearbetning och dataanalys med hjälp av beräkningar och en livscykelanalys för att kunna sammanställa och jämföra resultat.  Resultat: Målvärdet för boendesektorn bör komma ner till 0,3217 ton CO2e/person, år. Typhuset gör av med 0,6637 ton CO2e/person, år. Resultatet visar på en ohållbar situation utifrån dagens boendeförhållande.  För att nå målet idag skulle det krävas att det bodde mellan åtta och tolv personer i det svenska nybyggda typhuset.  Slutsats och rekommendationer:   <li data-leveltext="%1." data-font="" data-listid="47" data-aria-posinset="1" data-aria-level="1">En individ kan inte förestå sin påverkan av sitt boende då det mäts i CO2e/kvm. Livscykelanalyser, energideklarationer och andra relevanta saker för boendet bör mätas per person som nyttjar ytan för att kunna ge perspektiv på klimatpåverkan.  <li data-leveltext="%1." data-font="" data-listid="47" data-aria-posinset="2" data-aria-level="1">Ett konkret målvärde för en sektor är extremt svårdefinierat. Sektorernas indelningar skulle behöva bli tydligare och mer konsekventa för bättre jämförelsemöjligheter.   <li data-leveltext="%1." data-font="" data-listid="47" data-aria-posinset="3" data-aria-level="1">Från bland annat Birkved, Brejnrod, Kalbar och Petersens (2017) rapport blev vi upplysta om hur både byggkonstruktion och drift behöver förändras men att det inte är tillräckligt. Hårdare styrmedel för el från sol-, vind- och vattenkraft för fastighetsägare av alla storlekar är en rekommendation.   <li data-leveltext="%1." data-font="" data-listid="47" data-aria-posinset="4" data-aria-level="1">Det är tydligt hur både individer och företag behöver få upp ögonen för vad som krävs och hur långt det är att nå dit. Vilket innebär att politiken behöver ta mycket hårdare tag. Exempelvis skulle kravet om en klimatdeklaration på skede A1-A3 också kunna innehålla ett maximalt värde.   Begränsningar:  Livscykelanalysen rymmer inte den del som innefattar transporter från bygg och installationsprocessen i transport (A4) och inget av bygg och installationsprocessen (A5). PRINCE:s sektorindelning över växthusgasutsläpp från 2014 används med siffror från Naturvårdsverket från 2016 över Sveriges totala CO2-utsläpp.  Boendesektorn innefattar fler utsläppsområden än vad som ingår i en livscykelanalys.

Today’s steelmaking industry is highly dependent on steel scrap supply. In order to reduce the greenhouse gas emissions (GHGs) deriving from the steel industry, it is of utmost importance to ensure that high percentages of steel scrap are recycled, reducing the reliance on the traditional ore-based steelmaking, which is significantly more environmentally impactful. To reach this goal, a better steel scrap quality has to be achieved during the sorting process. This thesis work aims to propose an optimized sorting process able to separate the stainless steel scrap from the carbon steel scrap, both obtained in the ferrous fraction after a magnetic separation. This improved sorting process would be able to sort different types of stainless steel scraps according to their alloying content, ensuring a better recovery of chromium, nickel and molybdenum for stainless steel production. This would lead to a considerable reduction of CO2 emissions for the stainless steel production. In addition, an economic benefit could be obtained from the optimized sorting process, obtaining steel scrap of higher quality and thus selling the scrap at higher price. In this thesis work, technological considerations are addressed in order to select the most suitable technology to reach significant improvements in alloy recoveries in steel scrap. An economic and environmental model is then used in order to showcase the possible economic and environmental impacts resulting from the implementation of the proposed optimized sorting process. The results obtained are encouraging, showing that this improved sorting would save high amounts of CO2 emissions deriving from raw materials extraction and production, and showing that good profits can be obtained from the selling of the different stainless steel scrap sorted. In the future, where an increased production of steel is expected, this process would be even more beneficial both for the economy and for the environment. / Dagens stål tillverkningsindustri är starkt beroende av utbudet av stålskrot. För att minska utsläppen av växthusgaser (GHG) från stålindustrin är det av yttersta vikt att säkerställa att höga andelar stålskrot återvinns, vilket minskar beroendet av den traditionella malmbaserade ståltillverkningen, som är betydligt mer miljöpåverkande. För att nå detta mål måste en bättre stålskrotskvalitet uppnås under sorteringsprocessen. Detta examensarbete syftar till att föreslå en optimerad sorteringsprocess som kan separera det rostfria stålskrotet från kolstålsskrotet, båda erhållna i järnfraktionen efter magnetisk separation. Denna förbättrade sorteringsprocess skulle kunna sortera olika typer av rostfritt stålskrot efter deras legeringsinnehåll, vilket säkerställer en bättre återvinning av krom, nickel och molybden för produktion av rostfritt stål. Detta skulle leda till en avsevärd minskning av CO2-utsläppen för produktionen av rostfritt stål. Dessutom skulle en ekonomisk fördel kunna erhållas från den optimerade sorteringsprocesser, att få stålskrot av högre kvalitet och därmed sälja skrotet till ett högre pris. I detta examensarbete behandlas tekniska överväganden för att välja den mest lämpliga tekniken för att uppnå betydande förbättringar av legeringsåtervinning av stålskrot.En ekonomisk och miljömässig modell används sedan för att visa upp de möjliga ekonomiska och miljömässiga effekterna av implementeringen av den föreslagna optimerade sorteringsprocessen. Resultaten som erhålls är uppmuntrande, och visar att denna förbättrade sortering skulle spara stora mängder CO2-utsläpp från råvaruutvinning och produktion, och visar att goda vinster kan erhållas från försäljning av olika sorterade rostfritt stålskrot. I framtiden, där en ökad produktion av stål förväntas, skulle denna process vara ännu mer fördelaktig både för ekonomin och för miljön.

Cities and districts contribute to a large fraction of the total energy consumption in Sweden. The residential- and service sector accounted for almost 40% of the total energy consumption in 2018. The increasing urbanization also puts more importance on the energy supply, distribution and consumption in these areas. One way of planning an energy system in urban areas is to have integrated energy systems where synergies between different technologies and energy carriers are utilized. Such a solution can increase the flexibility of the energy system and thus help integrate more intermittent renewable energy sources. The aim of this study was to suggest tools for planning energy systems in districts. This was done by performing a literature review regarding the design of energy systems and the identification of barriers and opportunities for the integration of different production- and distribution technologies. The focus was on systems for heating, cooling and electricity. The proposed tools are three Excel-based modules. The first module is a qualitative model that presents the reviewed technologies and their connections. It also includes synergies between different energy carriers and sectors for consumption and production. The second module is qualitative model related to market mechanisms, juridical, organizational and institutional aspects. The third module is a table containing the barriers and opportunities. Furthermore, relevant stakeholders are identified to be district heating companies, building owners, joint associations, municipalities, district cooling companies and photovoltaic plant owners. The proposed tools can be used in the first stage of planning when the technologies are selected. To show how the suggested tools can be applied, a case study was performed. The study case is a district being planned in Stockholm, Sweden. For the analysis, a model for a hypothetical heating system was required. Two models were developed for the heat supply system using the modelling environment OpenModelica. The main objective of the case study was to compare the techno-economic and environmental performance of different scenarios. Three different scenarios were considered for covering the total heating demand in the district. In the first scenario the total heating demand is covered only by local heat pumps. In the second scenario the space heating demand is covered by heat pump(s) coupled with a thermal energy storage (hot water tank). An electric boiler is used as backup. In the third scenario, the electric boiler is replaced by district heating as backup. A sensitivity analysis was included for different numbers of heat pumps and different sizes of thermal energy storage in the two last scenarios. The economic and environmental results in this study were strongly dependent on the assumptions regarding prices and emission factors. The result of the case study indicates that the third scenario causes the lowest CO2 emissions. An increased size of the thermal energy storage causes a higher compressor electricity consumption thus more emissions. However the total emissions from the system depends on the backup component. For this result, the emission factor related to Swedish electricity mix and the emission factor stated by a district heating company in Stockholm was used. The cheapest alternative in terms of annual operational cost of energy is the first scenario with only heat pumps. However, from the scenarios which also includes thermal energy storage, the second scenario with three heat pumps and a 100 m3 large thermal energy storage, presents the lowest cost. This system design in scenario 2 is only 0.6% more expensive than the first scenario. For the energy prices, the assumption for electricity is based on hourly values from Nordpol and for heat, the values presented in a normal price list from a district heating company is assumed. Regarding the technical performance of the system the result indicates that the contribution from the thermal energy storage as it is modelled in this case study is not significant on anannual basis. However it is observed that a larger thermal energy storage unit covers a higher fraction of the power demand during the hours it is utilized. / Städer och stadsdelar står för en stor del av totala energikonsumtionen i Sverige. Bostads- och servicesektor stod för ungefär 40% av totala energikonsumtionen under 2018. Den ökande urbaniseringen lägger också mer vikt vid energiproduktion, distribution och konsumtionen i dessa områden. Ett alternativ för planering av energisystem i urbana områden är att ha integrerade energisystem där synergier mellan olika teknologier och energibärare kan utnyttjas. Den typen av system skulle kunna öka flexibiliteten i energisystemet och därför förenkla integrering av oförutsägbara förnybara energikällor. Syftet med denna studie var att föreslå verktyg för planering av energisystem i stadsdelar. Detta gjordes genom en litteraturstudie angående utformningen av olika energisystem samt identifiera hinder och möjligheter för att integrera olika produktions- och distributions teknologier. Fokus låg på systemen för värme, kyla och elektricitet. Det föreslagna verktygen är tre Excel baserade moduler. Den första modulen är en qualitative modell som presenterar de studerade teknologier och deras kopplingar. Den innehåller också synergier mellan de olika energibärarna och konsumtions- och produktionssektorn. Den andra modulen är en qualitative modell, men relaterad till marknad mekanismer, juridiska, organisatoriska och institutionella aspekter. Den tredje modulen är en tabell som beskriver hinder och möjligheter för några av teknologierna. Utöver det de relevanta aktörerna identifierades. För värme-, kyla- och elektricitet marknaden är de fjärrvärmeföretagen, fastighetsägare, samfälligheter, kommuner, fjärrkyla företagen, solcells ägare. De föreslagna verktyget kan användas för planering av energisystem i ett första skede när teknologier ska väljas.  En fallstudie genomfördes för att visa hur det föreslagna verktyget kan användas. Fallstudien en stadsdel som planeras i Stockholm, Sverige. För att genomföra en analys behövdes en modell för ett hypotetiskt värmesystem. Två modeller utvecklades för värmesystemet genom att använda modelleringsmiljön OpenModelica. Det huvudsakliga målet med fallstudien var att jämföra den teknoekonomiska- och miljöinriktade prestandan för olika scenarierna. Tre olika scenarier övervägdes för att täcka totala värmebehovet i stadsdelen. I det första scenariot täcks det totala värmebehovet endast av lokala värmepumpar. I andra scenariot täcks värmebehovet för uppvärmning av värmepump(ar) kopplade till en värmelagrings komponent (ackumulatortank). En elpanna användes för reserveffekt. I tredje scenariot är elpannan ersatt av fjärrvärme. En känslighetsanalys var utförd för olika antal värmepumpar kopplade till olika storlekar av värmelagrings-komponenten i de två sista scenarierna. De ekonomiska och miljörelaterade resultatet i den här studien är starkt beroende av antaganden gällande priser och utsläppsfaktorer. Resultatet indikerar att det tredje scenariot har de lägsta CO2 utsläppen. Ökad värmelagringsstorlek bidrar till att värmepumpen förbrukar mer elektricitet och därför ökar de relaterade utsläppen. Däremot beror de totala utsläppen i systemet på vilken reservkraft som används. För dessa resultat användes utsläppsfaktorn för svensk elmix samt utsläppsfaktorn från ett fjärrvärme företag i Stockholm. Den billigaste alternativet gällande årlig driftsenergikostnad är det första scenariot med endast värmepumpar. Däremot, bland de scenarion som innehåller värmelagring, har det andra scenariot med tre värmepumpar och 100m3 stor värmelagringsenhet den lägsta kostnaden. Detta system är endast 0.6% dyrare än det första scenariot. För energipriser har timvärden från Nordpol antagits för elektricitet och för värme har normalprislistan från ett fjärrvärmebolag i Stockholm antagits. Angående den tekniska systemprestandan, indikerar resultatet att bidraget från värmelagringsenheten som den är modellerad i den här fallstudien inte är signifikant på årsbasis. Det observeras emellertid att en större värmelagringsenhet täcker en större andel av effektbehovet under de timmar som enheten används.