No description available.

<p>This Master degree project has been performed at the Braviken paper mill on papermachine 53 (PM53) which produces newsprint paper. The current economic situationhas contributed to declining demand for newsprint, which means it is extra important tobe competitive by high energy efficiency. Particularly as energy prices are expected torise when the economic growth returns.One way to increase energy efficiency is by reducing the water use in paper and pulpmills and consequently save energy through reduced heating of water. The thesis's maintask is to evaluate whether a water purification plant (microflotation plant) forpurification of process water in PM 53 is profitable. The microflotation plant enablesreuse of warm process water instead of losing the energy to receiving waters. The thesisalso aims at identifying other positions where losses occur.The water and energy flows within and around PM 53 are complex. A systemdescription and a flowchart have been established to create an overall picture of theflows. Further, a water balance of all the flows passing to and from PM 53 has beencreated. Also, based on the water balance and the temperatures of the flows, an energybalance has been established.The profitability of investing in a microflotation plant was evaluated using theknowledge gained while working with the system description, flowchart, water andenergy balance. The evaluation of the microflotation plant showed that it is not possibleto achieve good enough profitability in such an investment. The reason is that theinvestment cost is high while the reduction of steam consumption used for heating is toosmall.The evaluations of the microflotation plant lead to a deeper knowledge about thesystems used for heating of water. The deeper knowledge resulted in proposals withgreat savings potential, but with low investment costs. Those are:</p><ul><li>Eliminate a cooling water flow to the hot water tank</li><li>Use water in two positions without additional heating</li><li>Optimize the heat recovery towers by increasing the dew point</li></ul><p> </p><p>One of the other losses that were identified was a cooling water flow which is 48oC andtoday released into sewers. The cooling power of this cooling water flow is 720 kW andshould be used for heating.In addition to the measures mentioned in this report, there is great potential to reduceenergy use in the PM 53. To achieve this, lot of work is required. To begin with anaudit, of which temperatures and volume flows are required in all energy usingpositions in the PM 53, could be done. Furthermore, should all the energy losses (lowtemperature flows) leaving the PM 53 be identified. When the audit and identificationwork is performed the results can be used to match the revised requirements in variouspositions with the available low temperature flows.</p>

This Master degree project has been performed at the Braviken paper mill on papermachine 53 (PM53) which produces newsprint paper. The current economic situationhas contributed to declining demand for newsprint, which means it is extra important tobe competitive by high energy efficiency. Particularly as energy prices are expected torise when the economic growth returns.One way to increase energy efficiency is by reducing the water use in paper and pulpmills and consequently save energy through reduced heating of water. The thesis's maintask is to evaluate whether a water purification plant (microflotation plant) forpurification of process water in PM 53 is profitable. The microflotation plant enablesreuse of warm process water instead of losing the energy to receiving waters. The thesisalso aims at identifying other positions where losses occur.The water and energy flows within and around PM 53 are complex. A systemdescription and a flowchart have been established to create an overall picture of theflows. Further, a water balance of all the flows passing to and from PM 53 has beencreated. Also, based on the water balance and the temperatures of the flows, an energybalance has been established.The profitability of investing in a microflotation plant was evaluated using theknowledge gained while working with the system description, flowchart, water andenergy balance. The evaluation of the microflotation plant showed that it is not possibleto achieve good enough profitability in such an investment. The reason is that theinvestment cost is high while the reduction of steam consumption used for heating is toosmall.The evaluations of the microflotation plant lead to a deeper knowledge about thesystems used for heating of water. The deeper knowledge resulted in proposals withgreat savings potential, but with low investment costs. Those are: Eliminate a cooling water flow to the hot water tank Use water in two positions without additional heating Optimize the heat recovery towers by increasing the dew point   One of the other losses that were identified was a cooling water flow which is 48oC andtoday released into sewers. The cooling power of this cooling water flow is 720 kW andshould be used for heating.In addition to the measures mentioned in this report, there is great potential to reduceenergy use in the PM 53. To achieve this, lot of work is required. To begin with anaudit, of which temperatures and volume flows are required in all energy usingpositions in the PM 53, could be done. Furthermore, should all the energy losses (lowtemperature flows) leaving the PM 53 be identified. When the audit and identificationwork is performed the results can be used to match the revised requirements in variouspositions with the available low temperature flows.

Snow-free surfaces is needed for parking place, platform, and playground and even in city center square. With energy prices rising, energy saving is becoming a hot topic. Meanwhile environmental problems are becoming more and more serious, thus, the ways to saving energy is becoming an eye-catcher. So burring heating pipes underground has been a popular way to get ice-free surfaces. Using heating pipes for melting snow is much more efficient and more benefit for the environment comparing with using other methods.   In this project, an energy analysis of a football pitch with an area of 5000 m2 is carried out under a series of conditions between insulated and uninsulated construction. All calculations are done with the so-called finite element method (FEM), in the COMSOL. COMSOL is used for simulating and calculating the energy use with outdoor temperatures of -5 ºC and -10 ºC. Top layer materials concrete, grass and stone are also discussed. The ability of XPS and EPS insulation material is compared and noted. The models are divided into two parts, one is with snowfall and the other is without snowfall.   The results in the report shows that adding insulation under the heating pipe has significant energy saving potential. The surface with concrete layer has the best insulated ability, which can prevent more heat losses. The EPS insulated construction has a better performance in keeping more heat in the soil.

This study was carried out on behalf of Pite Energi with the guidance of Rejlers. The assignment was to develop a simulation model over part of Pite Energi's power grid. This will allow calculations of losses and capacity limits in the network, which then can form the basis for future efficiency improvements. The work has also investigated the possibility of a backup line for the voltage level of 40 kV and how the energy losses are affected under the periods of high and low load in the 10 kV grid, respectively. The grid is constructed with two 40 kV lines, ordinary and reserve, which are parallel to each other. The voltage in these lines is transformed down to two different voltage levels of 10 and 20 kV, respectively. Data has been collected on the exracted load at 10 kV as well as electricity production from 35 MW wind power at 20 kV. This data was collected by Pite Energi for all hours of 2019 and used as input in the thesis work for simulations and calculations of the grid. The investigated 40 kV grid shows a reduced loss as load increases in the 10 kV grid as long as the increase follows the load variations for 2019. Compared to the losses for the base case, reduced losses are obtained in 40 kV networks with loads up to 16-18 MW. The report also shows that there are opportunities for further energy savings through regulating production, or energy storage in the wind farm. The difference in network losses between high and low load times is very small. This is largely due to the large difference between production and consumption in the grid. With the load variations measured for 2019, it shows that the limitations in the 40 kV network are primarily due to the thermal limits for both ordinary and reserve. The result also shows that today there is a good margin to the network's capacity limits and will most likely be able to handle any load increases that may come in the near future.

Renewable energy will presumably constitute most of the energy production within the next coming years. Both globally and in Sweden the governments continuously implement new guidelines to enable more renewable energy in the energy system. This implicates higher amount of intermittent energy resources, for instance wind power, which can be a challenge due to electricity demand and electricity production. There are several solutions which can be implemented in order to adapt the electricity production to the electricity demand, one of them is a power-to-power system.    This project aims to analyze whether a power-to-power system with hydrogen storage can be profitable. A power-to-power system is defined by storing the surplus power production from intermittent energy resources as form of hydrogen. The hydrogen will at a future time be generated back to power when the electricity demand increases. In the examined work the hydrogen is produced through a water electrolysis with electricity from wind power when the electricity prices are low. The hydrogen will be used in fuel cells to generate electricity which can be sold when the electricity prices are high. The project investigates two counties with different amount of installed capacities from wind power. Two scenarios are applied for the two counties, what distinguish each scenario is the limit of electricity price when the electricity from wind power starts being utilized to produced hydrogen instead of transferred to the electricity grid.   The results indicates that the electricity price need to reach a high level for the system to be profitable. It is not likely the electricity prices will reach that level more than a few times a year considering the electricity price levels the last couple of years.

För att minska de globala utsläppen och klara klimatmålen i Parisavtalet måste fossil elproduktion fasas ut och ersättas av förnybar energi. Förnybara energikällor, exempelvis vindkraft, har ökat kraftigt de senaste åren. Detta introducerar nya utmaningar då elproduktionen inte alltid stämmer överens med elbehovet eftersom förnybara energikällor inte kan kontrolleras på samma sätt som de fossila; vindkraftverken kan inte producera el utan vind. Detta får konsekvensen att elnätets stabilitet och elens kvalité blir sämre, samt att elpriset varierar kraftigare. Problemet kan lösas genom att köpa överskottsel och lagra energin när elbehovet är lågt, för att sedan sälja den när elbehovet är högt. På så sätt jämnas effektvariationerna ut. Att lagra energi i form av vätgas, har pekats ut som den mest lovande metoden för att genomföra detta i tillräckligt stor skala. Vätgas produceras i en elektrolysör av el och vatten när elbehovet, och därmed elpriset (spotpriset) är lågt. Vätgasen lagras sedan i naturliga och konstgjorda bergrum för de största anläggningarna, eller ovan jord i tankar och tuber för mindre anläggningar. När elbehovet och därmed elpriset i stället är högt omvandlas vätgasen till el i en bränslecell. I elektrolysören och bränslecellen produceras även spillvärme som kan utnyttjas exempelvis i ett fjärrvärmenät. Konstruktionen av vätgasanläggningar gör även en omvandling till vätgasdrift inom transportsektorn möjlig, vilket skulle medföra reducerade utsläpp av växthusgaser. Syftet är att visa vätgasens potential att bli en framtida energibärare och buffert i det svenska elnätet genom att studera olika design- och driftparametrar för en tänkt vätgasanläggning integrerad med värmekraftverket Heden, som drivs av Karlstads Energi AB. Den årliga fordonsvätgaskonsumtionen för Värmlandstrafik AB beräknas med hjälp av företagets totala körsträcka under 2020 ihop med kilometerförbrukningen vätgas för vätgasvarianterna av deras fordonstyper. Karlstads Energi AB:s årliga förbrukning beräknas genom att omvandla företagets mängd förbrukat bränsle under 2020 till den mängd vätgas som kan utföra samma arbete. De olika bränsletypernas energitäthet och de olika fordonens verkningsgrader används. För att simulera anläggningens årsintäkt konstrueras en modell i SIMULINK 9.2. Modellen har entimmes tidssteg vilket leder till 8760 tidssteg totalt. Spotpris tas in på timbasis och bestämmer om vätgas ska produceras i elektrolysören, konsumeras i bränslecellen för att producera el eller lagras tills senare. Spillvärmen från elektrolysören och bränslecellen säljs som fjärrvärme. Den beräknade årliga fordonsvätgaskonsumtionen delas upp till en daglig mängd med två fasta årliga nivåer. Värmlandstrafik AB använder en sommartidtabell vilket medför att förbrukningen sjunker under denna period. Anläggningens totala årsintäkt beräknas som såld el, fordonsvätgas och värme, minus köpt el och relaterade elhandelavgifter. Genom att bland annat variera storleken av anläggningens lagerstorlek samt elektrolysörens och bränslecellens märkeffekt byggs olika scenarion upp. Det reducerade utsläppet koldioxidekvivalenter beräknas genom att multiplicera vardera av de nuvarande bränslenas årsförbrukningar med respektive bränsles emissionsfaktor. Vätgasproduktionens utsläpp räknas som livscykelutsläppen för den konsumerade elen. 1360 ton vätgas/år är den årliga fordonsvätgaskonsumtionen som krävs för att tillgodose Värmlandstrafik AB:s och Karlstads Energi AB:s transporter. Den simulerade anläggningens årsintäkt är 51 – 65 MSEK/år beroende av anläggningens dimensioner och vilket spotpris som används. Bränslecellen beräknas ej vara lönsam i syftet att balansera elnätet. Ersättandet av de nuvarande bränslena med vätgas reducerar utsläppen med 4770 ton CO2eq/år räknat med svensk elmix, 1630 ton CO2eq/år räknat med nordisk elmix och 5870 ton CO2eq/år räknat med el köpt med ursprungsgaranti. Den framräknade fordonsvätgaskonsumtionen är stor nog för att installera en vätgasproduktion vid Heden. De miljömässiga fördelarna är också betydande. Med dagens verkningsgrader och avgifter krävs ett ostabilare spotpris för en bränslecell att bli lönsam. De ekonomiska simuleringarna är inte heltäckande nog för att möjliggöra några direkta beslut, men kan användas som grund. Fokus för fortsatta studier bör därför ligga i att inkludera investeringskostnader och avskrivningstider samt räkna på systemtjänsten som en bränslecell utför.

No description available.

The role of liquid biofuels in transportation to minimize the effects of climate change is  evident and has led to a number of studies on finding effective solutions to replace fossil fuels. Liquid biofuels are especially important for heavy duty transports as the effective ‘green’ alternatives are not as many compared to light duty vehicles; for which for e.g. electrification is an option. This thesis presents a comparison study of 8 liquid biofuels with a total of 13 different fuel pathways for use in road freight transports; both current and potential future fuels are assessed in terms of their environmental effects, fuel properties and compatibility with the heavy duty vehicle engines (see Table 10, page 36). Furthermore, a case study is performed to assess the practicality of the results of the study.  Hydro-treated vegetable oil, Bio Dimethyl ether, Liquefied Bio Methane/ ED95 are identified as fuels with considerable potential in the shorter term. Algal biofuel and Biomass to liquid (BTL) fuels from synthesis gas, if realized commercially would be a breakthrough for biofuels in overall transportation sector. However, life cycle analysis has to be performed for the different fuel pathways to completely understand the various impacting factors.

Elproduktion är en viktig del i dagens samhälle och hur man producerar elen har blivit en viktig fråga som diskuteras flitigt i Sverige och i omvärlden. I Sverige har elanvändningen och elproduktionen varit i närmaste oförändrad sedan 90-talet. Elanvändningen i Sverige är ca 140 TWh per år och drygt 40 % av detta produceras av kärnkraften. Detta medför att kärnkraften är en viktig del av den Svenska elproduktionen. Kärnkrafts-bolagen som äger kärnkraftverken i Sverige letar alltid efter sätt för att förbättra säkerheten på sina anläggningar samt att genomföra verkningsgradsförbättringar som minskar bränsleanvändningen. Det här arbetet inriktar sig på att öka produktionsförmågan genom att genomföra en verkningsgradsförbättring. Rapporten använder sig av en kvantitativmetod och behandlar vilka förutsättningar samt lösningar det finns till att sänka kylvattentemperaturen vid kärnkraftsanläggningen i Forsmark. Arbetet begränsar sig till att endast ge en överblick för vilka lösningar som finns. Ingen av lösningarna undersökas på djupet med undantag på mammutpumpar. Forsmark kärnkraftsanläggning består utav tre stycken reaktorer och använder tillsammans ca 145 m3/s kylvatten för att kyla ner ångan i turbinkondensatorerna. Att sänka temperaturen på kylvattnet med en grad innebär en verkningsgradsförbättring på 0,444 % vilket är utrett i rapporten. En sådan förbättring innebär att Forsmarks reaktor 3 ökar sin nettoeffekt med 5,25 MW. Att sänka kylvattentemperaturen kan göras på många sätt och i denna rapport ansågs det vara relevant att undersöka lösningar som lyfter upp bottenvatten eller blandar om vattnet ifrån olika nivåer i havet. De lösningarna som undersöktes var mammutpumpar, luftridå en vägg längst ytan, utgrävning av kylvattenkanal, förlängning av existerande kanal, djupvattenintag och strömbildare på botten. Den lösning som ansågs vara den mest attraktiva lösningen var luftridå och det var på grund utav att dess fördelar var många och dess nackdelar inte var alltför stora. De slutsatser som görs i denna rapport kan användas i andra reaktorer runtom i världen som har liknande förutsättningar.