The largest carbon footprint in the life cycle of a truck comes from the use phase. However, with new fuels and larger renewable energy share in the electricity mix, both the manufacture and the disposal phase show increasing weight in carbon emission. A truck consists in large part of steel, which in production generates carbon dioxide. Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (HYBRIT), a joint project between SSAB, LKAB and Vattenfall is aimed at changing the Swedish steel production to become carbon neutral by switching from coke as the reducing agent to hydrogen in a direct reduction process. The aim of this project is to evaluate the environmental burden posed by a Scania truck. The thesis is on the metallic pathways in the manufacturing process, as well as different design technologies to determine the environmental impact in general and the specific carbon dioxide footprint for a truck. The main research question to be investigated is: How does the metallic pathways affect the environmental impact of a Scania truck? The objectives of this study are to determine: • how manufacturing with traditional steel affects the environmental impact and carbon footprint. • how manufacturing with carbon neutral steel (HYBRIT) affects the environmental impact and carbon footprint. • how the choice of drivetrain impacts on the sustainability aspects of the truck. The study encompasses a literature review and life cycle assessment (LCA) where four different truck manufacturing scenarios were modeled: the current situation, HYBRIT in Sweden with the energy carrier of today, HYBRIT in Sweden with renewable energy carriers and HYBRIT technology worldwide. Both cases with and without recycling are also studied. As results, the environmental impact from using traditional iron & steel making amounts to 15.6 ton CO2-eq per truck without recycling and 5.8 ton CO2-eq per truck with recycling. Implementing the HYBRIT technology in the Swedish pathway would reduce these numbers to 12.4 ± 0.4 ton CO2-eq and 2.7 ± 0.4 ton CO2-eq respectively. The use phase emissions are expected to continue to dominate the life cycle emissions and lightweight designs, although energy intensive in the manufacturing process, could have a positive contribution in reducing CO2 emission. The HYBRIT process could be a promising technology to mitigate some of the environmental burdens posed by trucks especially in combination with electrification of the drivetrain and an electric grid with a high renewable energy mix. / De störta utsläppen under en lastbils livscykel kommer från användarfasen. Men med nya bränslen och en högre andel förnybar energi i elektricitetmixen så får tillverkningsfasen och återvinningsfasen en större betydelse gällande de totala utsläppen. En lastbil består till stor del av stål, vilket genererar koldioxid i dess tillverkning. Ett nytt projekt mellan SSAB, LKAB och Vattenfall kallat Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (HYBRIT) har som mål att ställa om den svenska stålindustrin till att bli koldioxidneutral genom att ersätta koksen med vätgas i reduktionsprocessen. Målet med denna studie är att utvärdera den miljömässiga last som en Scanialastbil medför. Studien analyserar de metalliska tillverksbanor som finns tillgängliga och tittar på olika teknologiska designalternativ för att få en bild av miljöbelastningen och koldioxidavtrycket för en lastbil.Den huvudsakliga forskningsfrågan är: Hur påverkar de olika metalliska tillverksbanorna miljöbelastningen av en lastbil? Målen med denna studie är att fastställa: Hur tillverkningen med traditionellt stål påverkar miljöbelastningen och koldioxidavtrycket.         • Hur tillverkningen med koldioxidneutralt stål (HYBRIT) påverkar miljöbelastningen och koldioxidavtrycket.         • Hur påverkar drivlinan hållbarhetsaspekterna för en lastbil. Rapporten innehåller en litteraturanalys och en livscykelanalys där fyra olika lastbilstillverkningsscenarion modelleras: dagens situation, HYBRIT i Sverige med dagens energibärare, HYBRIT i Sverige med förnybara energibärare och HYBRIT teknologin i hela världen. Scenarierna analyseras med och utan återvinning. Studien fann att miljöbelastningen för dagens tillverkningsteknik var 15,6 ton CO2-eq per lastbil utan att ta hänsyn till återvinning och 5,8 ton CO2-eq per lastbil med återvinning. Implementering av HYBRIT teknologin i Sverige minskade utsläppen till 12.4 ± 0.4 ton CO2-eq utan återvinning och 2.7 ± 0.4 ton CO2-eq med återvinning. Användarfasen förväntas fortsätta dominera utsläppen och lättviktsdesigner kan ha en positiv inverkan på utsläppen. HYBRIT teknologin ses som lovande för att minska de totala utsläppen från en lastbil livscykel, särskilt i kombination med elektrifiering av drivlinan och en elektricitetmix med mycket förnybar energi.

Recent years have seen a growing interest in large-scale high-temperature borehole thermal energy storage (HT-BTES) as a means to store industrial waste heat and solar energy between the seasons. A profound understanding and characterization of the thermal and hydraulic processes involved in such systems is required for the optimal design as well as for environmental assessments of the storage. In this work, the importance of groundwater flow effects on the thermal performance of HT-BTES has been studied. The current research status on groundwater flow and transport modeling techniques applied in the field of shallow geothermal energy as well as in other geosciences disciplines has been reviewed. A finite element heat conduction model of an existing HT-BTES located in dry heterogeneous soil has been developed and validated against operational and monitoring data. The heat conduction model provided a basis by which to compare the behaviour and performance of the storage under influence of ground waterflow. Numerical experiments were conducted considering both pure heat conduction as well as different scenarios accounting for groundwater flow. A performance evaluation study based on key performance indicators in terms of energy and exergy efficiencies has been carried out to quantify the impact of groundwater flow on the amount and quality of the heat being stored and exchanged. The analysis shows that the presence of groundwater flow is in general detrimental to the energy and exergy performance of the HT-BTES. The results indicate, however, that small groundwater flow rates also can have a slight positive effect on seasonal energy and exergy efficiencies as compared to case of pure conduction. Further studies are though needed where a wider range of time scales, BHE designs, operation conditions and subsurface conditions are adressed. From the inherent uncertainties associated with subsurface flow and transport processes it follows that general guidelines on how and under what conditions groundwater flow may have impact on BTES design and performance are difficult to provide. The characteristics of these processes in porous, and particularly fractured, media are often very site-specific and scale dependent, making it a challenging task to select and use an appropriate modeling approach that can capture all relevant features of the problem. To face this challenge, various modeling approaches, typically based on deterministic and stochastic continuum or discrete fracture network concepts, have been developed within the field of subsurface flow and transport modeling. To widen the modeling framework typically employed in shallow geothermal energy applications, their applicability also in the context of BTES modeling could be explored. / Intresset för säsongslagring av industriell överskottsvärme och solenergi genom högtemperaturborrhålslager(HT-BTES) har på senare år ökat. För att möjliggöra en optimal design av dessa system, samt för att bedöma deras inverkan på omgivande miljö, krävs djupgående förståelse och karaktärisering av de kopplade termiska och hydrauliska processer som påverkar lagret. I detta arbete har grundvattenflödets inverkan på högtemperaturlagers termiska prestanda behandlats. Nuvarande kunskapsläge inom modellering av grundvattenflödes- och transportprocesser i porösa och sprickiga medier har granskats, liksom dess användning inom geoenergi och andra geovetenskapliga områden. En värmeledningsmodell av ett befintligt HT-BTES i torr, heterogen jord har utvecklats genom finita elementmetoden och validerats mot mätdata. Värmeledningsmodellen tillämpades som referens för jämförelse med utökade modeller i vilka inverkan av grundvattenströmning beaktats genom koppladehydro-termiska beräkningar. En utvärdering av lagrets prestanda med avseende på nyckelindikatorer i formav energi- och exergiverkningsgrad har utförts för att kvantifiera inverkan av grundvattenflödet på mängden och kvaliteten av den värme som överförs och lagras genom borrhålslagret. Resultaten visar att förekomstenav grundvattenströmningar genom lagret generellt har en negativ inverkan på dess energi- ochexergiverkningsgrad. Däremot finns det i resultaten indikationer om att låga grundvattenflöden även kan bidra till en svagt positiv effekt jämfört med fallet med ren värmeledning. Vidare och mer omfattande studier bör dock utföras där längre tidsskalor samt en större uppsättning lagerdimensioner, driftscenarion, och markförhållanden beaktas. Till följd av att det kring strömnings- och transportprocesser i mark alltid råder inneboende osäkerheter är det svårt att upprätta generella riktlinjer kring hur och under vilka omständigheter ett grundvattenflöde kan ha inverkan på ett borrhålslagers design och prestanda. Typiskt för dessa processer i porösa och i synnerhet sprickiga medier är att de är mycket platsspecifika och skalberoende, vilket medför utmaningar vid valet av ett lämpligt modellkoncept för att beskriva dem med erfoderlig precision. Detta har lett till att ett stort antal modelleringskoncept har utvecklats och prövats för detta ändamål, vilka främst baseras på antaganden om deterministiska eller stokastiska kontinuum och diskreta spricknätverk. Tillämpbarheten av dessa modellkoncept även för modellering av HT-BTES bör undersökas och utvärderas för att möjliggöra analys av borrhålslager under inverkan av komplexa strömningsförhållanden.

The Great East Japan Earthquake and tremendous tsunami caused the accident of the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant in 2011. In response to this accident, the Japanese government stopped almost all nuclear power plants and shifted to an electricity supply system with slight nuclear power genration and mainly with renewable energies. As the result, the ratio of the electricity generation of fossil fuel power increased larger than 25 % to compensate the nuclear power genration although Japan almost totally depends on imports for fossil fuels. Nevertheless, renewable energy technologies have been slowly installed. Those energy conditions have required to immediately create a well-planned electricity supply system to construct an energy-secure and sustainable society. Therefore, the energy best mix with renewable energy technologies must be built to solve the problems. The process to realize the best mix is urgently required to propose with concrete policies. Policies should effectively give the electricity market incentive of enhancing renewable energy technologies, because private companies manage the electricity supply in the free market in Japan. The current carbon tax policy rules that the tax revenue from carbon tax is spent in the energy-oriented CO2 emissions restraint measures. However, the effects of this for the sustainable society are unclear for civilians. Some subsidies are currently provided to the renewable energy installation by both the government and private funds. However, the current installation capacity of renewable energy technologies indicates that they are not enough. Therefore, effects of the circulation of carbon tax and the subsidy for renewable energy technologies (tax-subsidy circulation) are analysed with actual and simple assumptions in this study.The amount of the subsidy depends on the carbon tax rate in this assumption. Therefore, six scenarios are assumed depending on tax rates and provision of the subsidy. The subsidy is assumed to be spent in capital costs and operation and management costs of renewable energy technologies. The electricity supply systems in each scenario are simulated using OSeMOSYS (Open Source Energy Modeling System). Changes in the electricity production, CO2 emission, cost, tax and the subsidy are analysed based on the simulation results.Although the policies without the subsidy can enhance the installation of renewable energy technologies, it costs the market expensive. On the other hand, spending the tax revenue in the subsidy for the renewable energies can make less monetary impacts on the market. Moreover, the renewable energy production is 10 % higher in HTS (High Tax and Subsidy)-Scenario than in LT (Low Tax)-Scenario. HTS-Scenario can restrict the cost less than LT-Scenario despite double increase of the tax rate, so that the impact on the industry and the impression for the customers seems relatively restricted. However, the tax-subsidy circulation does not suppose the CO2 emissions reduction. Furthermore, the intermittency risk tends to be high in the scenarios of high renewable energy ratio. Therefore, several scenarios are created to solve the problems. The first is to achieve the target of Paris Agreement. Although the simulation can be implemented to achieve the Paris agreement with slightly high cost, the policy is difficult to enforce to only limit the emission. The results of the scenarios above show that renewableenergy technologies in stalled in the beginning are not subsidised. Therefore, HPS (High Predicted Subsidy)-scenario assumes providing the subsidy beforehand as an advance investment. In addition that the renewable energy installation is promoted actively, the target of Paris Agreement can be achieved with slightly high costs. However, the decision of the price can lead economic problems such as the lack of financial resources. Therefore, the government should simultaneously promote to develop the storage technology to smooth the renewable energy generation. It also should promote to decrease the emission from the other sector like a transportation. Even if HPS-Scenario is too drastic to implement due to the extremely high tax, the tax-subsidy circulation with the advance investment is worth discussing as one option to create the sustainable society. / Jordbävning med en efterföljande tsunamin orsakade stor förädelse vid kärnkraftverket i Fukushima Daiichi i Japan år 2011. Som svar på denna händelse stoppade den japanska regeringen nästan alla kärnkraftverk och övergick till ett elförsörjningssystem med endast en liten andel från kärnkraft och istället främst baserat på förnybara energikällor. Som ett resultat ökade andel elproduktion från fossilt bränsle med över 25% för att kompensera den minskade kärnkraftgenreringen. Trots att Japan nästan är helt beroroende på import av fossila bränslen så har andelen förnybara energikällor och teknik långsamt ökat.. Dessa omställningar i energibehov har krävt att introducera ett strategiskt elförsörjningssystem för att bygga ett energisäkert och hållbart samhälle.Med avseende på ovanstående behövs förnybara energikällor introducerar i energimixen för att kunna möta behovet. För att få igång denna process krävs konkreta policyer; politiker bör ge effektiva incitament för att förbättra de förnybara teknologierna, detta då privata företag är ansvariga för elförsörjningen på den fria marknaden i Japan. Den nuvarande koldioxidskattepolitiken reglerar att skatteintäkterna från kolskatt spenderas i de energiinriktade koldioxidutsläppsåtgärderna; effekterna av detta för at stöjda ett hållbart samhälle är dock oklart för samhället. Subventioner tillhandahålls för närvarande till förnybar energiinstallation av både regeringen och privata fonder. Den nuvarande installationskapaciteten för förnybar energiteknik indikerar dock att dessa incitament inte räcker. I denna studie studeras därför effekterna av cirkulationen av kolskatt och subventionen för förnybar energiteknikmed faktiska och till viss del enkla antaganden.Subventionens storlek beror på kolskattesatsen i detta antagande; således antas sex scenarier beroende på skattesatser och tillhandahållande av subventionen. Subventionen antas spenderas i kapitalkostnader samt drift och förvaltningskostnader för förnybar energiteknik. Elförsörjningssystemet i Japan i varje scenario simuleras med det långsiktiga energimodellerings verktyget OSeMOSYS (Open Source Energy Modeling System). Förändringar i elproduktion, koldioxidutsläpp, kostnad, skatt och subvention analyseras baserat på simuleringsresultatet.Även om en politik utan subvention kan förbättra installationen av förnybar energiteknik, kostar det marknaden dyrt. Å andra sidan kan utgifterna för skatteintäkterna i subventionen för förnybara energikällor få mindre monetära effekter på marknaden. Dessutom visar resultaten på att förnybar energiproduktion är 10% högre i ett HTS (High Tax and Subsidy) -Scenario än i LT (Low Tax) -Scenario. HTS-scenariot kan begränsa kostnaden till mindre grad än LT-scenariot trots en dubbel ökning av skattesatsen, därmed verkar påverkan på industrin och intrycket för kunderna relativt begränsad. Dock antas inte att skattesubventionen sänker koldioxidutsläppen. Vidare, en periodisk risk tenderar att vara hög i scenarierna vid den höga förnybara energikvoten. Därför utvecklas och utforskas flera scenarier för att lösa problemen. Det första är att uppnå målet för Parisavtalet. Även om simuleringen kan utföras för att uppnå Parisavtalet med något hög kostnad är det svårt att införa politiken för att endast begränsa utsläppet. Resultaten av ovanstående scenarier visar att förnybar energiteknik som introducerats i början inte subventioneras. Därför förutsätter HPS (High Predicted Subsidy) -scenario att subventionen ges i förskott. Förutom att introduktionen av förnybar energi främjas aktivt, så kan även målet för Parisavtal uppnås med något höga kostnader. Beslutet om priset kan dock leda till ekonomiska problem som brist på ekonomiska resurser. Därför bör regeringen samtidigt främja utvecklingen av lagringstekniken för att förenkla produktionen av förnybar energi. Vidare bör det även främjas att minska utsläppen från andra sektorer så som transportsektorn den andra sektorn som en transport. Även om HPS-scenariot är för drastiskt att genomföra på grund av den extremt höga skatten, är skattesubventionen med förskottsinvesteringen värd att diskutera som ett alternativ för att skapa ett hållbart samhälle.

The digitalization of energy sector has provided immense amount of data about buildings which created an untapped opportunity for energy savings using energy data analytics. In recent years, there has been significant research on energy optimization using machine learning. With the advancement in deep neural networks, researchers have investigated the potential of using time series machine learning algorithms to develop sophisticated energy prediction and proactive alert systems for energy management. In this thesis, we aim to explore utility of time series machine learning algorithm for anomaly detection to alert customer about abnormal energy consumption. In our quest to find effective anomaly detection technique, we researched on several time-series anomaly detection techniques and selected long short-term memory (LSTM) network due to popular implementation and current scientific research interest. Our results indicate linear regression has achieved better prediction with MSE around 0.066 kWh compared to LSTM with 0.073 kWh. In terms of anomaly detection, baseline persistence has detected all five types of anomalies with average precision of 45.4% and average recall of 36.4%. Meanwhile, LSTM only detected two out of five anomalies with average precision of 100% and average recall of 17%. Therefore, investigation has shown great promise in use of persistence and linear regression models for anomaly detection due to simplicity and accuracy. / Digitaliseringen av energisektorn har genererat enorma mängder data om byggnader vilket skapat en outnyttjad möjlighet för energibesparingar med hjälp av energidataanalys. De senaste åren har det gjorts betydande forskning om energioptimering med maskininlärning. Med utvecklingen av djupa neurala nätverk har forskare undersökt potentialen med att använda tidsserier och maskininlärningsalgoritmer för att utveckla sofistikerade energiprognoser och proaktiva varningssystem för energihantering. Denna uppsats avser att undersöka nyttan av maskininlärningsalgoritmer med tidsserier för detektering av avvikelser, för att varna kunder om onormal energiförbrukning. För att hitta en effektiv algoritm för detektering av onormal energiförbrukning utfördes en litteraturstudie över flera existerande tidsserie-baserade tekniker för upptäckt av anomalier. LSTM-nätverk (Long ShortTerm Memory) valdes då den använts i flertalet studier och väckt mycket intresse inom forskningsfältet. Resultatet indikerar att linjär regression åstadkommer en bättre förutsägelse med MSE (Mean Squared Error) runt 0,066 kWh jämfört med LSTM med 0,073 kWh. Gällande anomalidetektering visar test av uthållighet vid baslinjen en upptäckt av alla fem typer av anomalier med en genomsnittlig precision på 45,4% och en genomsnittlig återkallelse på 36,4%. Samtidigt upptäckte LSTM bara två av fem anomalier med en genomsnittlig precision på 100% och en genomsnittlig återkallelse på 17%. Denna studie har därmed demonstrerat lovande resultat för användningen av uthållighet och linjära regressionsmodeller för identifiering av avvikelser.

Nowadays, the amount of energy consumed by Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systemsposes threats to the improvement of global environment. Hence people have been dedicated to thedevelopment of energy-saving retrofit projects via optimized simulation in these chiller plants. However, recent research only focuses on the improvement of one or two devices instead of whole operating system,and researchers seldom pay attention to the comparison between different optimization strategies.As a result, by using Modelica/Dymola framework, a system-oriented dynamic model is constructed via theon-site investigation of an industrial chiller plant which located in Chengdu, China in this project. This system is composed of the individual control of multiple chillers, water pumps and cooling towers with a relative mean absolute error (RMAE) of 1.4% in the energy consumption simulation and hence can be regarded as a reliable model for further optimizations. After the implantation of two-months simulated data as system configuration, three optimization strategies including Baseline Strategy (BS), Sequence Optimization (SO) and Holistic Optimization (HO) within the full range cooling load ratio are investigated to explore the potentials of energy savings for this model. Among all three optimization approaches, HO strategy shows the outperforming reduction in energy consumption by 10.8% especially at low range of cooling load ratio. Moreover, based on HO method, two more advanced strategies which named as Holistic Optimization based on Cooling Load Time FrequencyAnalysis (HOTF) and Holistic Optimization based on Cooling Load Distribution Analysis (HOCL) are explored. The results turn out that both optimization strategies on this model can further decrease the energy consumption by 2.6% and 4.0% accordingly. In addition to this, HOTF also shows its own strength on low cost and operation simplicity.

With increased concerns on climate change, the upcoming hydrogen economy shows to be a promising alternative for many energetic challenges. As current equipment efficiency advances and new technologies arise, a frequently asked question is how to produce hydrogen from water electrolysis with lower costs and lower environmental impact. In the heart of Spanish innovation, the Polytechnic University of Catalunya (UPC) is building entire new facilities to study hydrogen technologies and to have its hydrogen feedstock produced on-site. This thesis has the goal to explore the state-of-the-art environment for realistic equipment available in the market for hydrogen production, putting together the design of a hydrogen micro-grid for the best techno-economic performance, as well as to design an energy management system (EMS) that brings clean hydrogen close to polluting alternative production methods. A power-flow model was developed taking into account local constraints and specifications to find the best configurations for a techno-economic analysis. While a grid-connected hydrogen productionis still more costly than the purchasing of retail hydrogen, the microgrid and EMS model suggested show interesting advantages in reliability and sustainability, with better future perspectives as electricity and equipment costs go down. Further work is needed to optimizethe EMS down to a component level, which could further improve with data collection from the microgrid once built. / Med den ökade oron för klimatförändringar påvisar sig den kommande väteekonomin vara ett lovande alternativ för många energi utmaningar. När dagens utrustningseffektivitet utvecklas och ny teknik uppstår, tillkommer frågan om hur man producerar väte från vattenelektrolys med lägre kostnader och lägre miljöpåverkan. I hjärtat av spansk innovation bygger Polytechnic University of Catalunya (UPC) helt nya anläggningar, för att studera väteteknik och för att få sitt vätgods framställt på plats. Denna avhandling har som mål att utforska den toppmoderna miljön för realistisk utrustning som finns tillgänglig I marknaden för väteproduktion, genom att sätta ihop designen av ett väte-mikro-nät för bästa teknoekonomiska prestanda, samt att designa ett energiledningssystem (EMS) som ger rent väte nära förorenande alternativa produktionsmetoder. En effektflödesmodell utvecklades med beaktande av lokala begränsningar och specifikationer för att hitta de bästa konfigurationerna för en teknikekonomisk analys. Även om en nätansluten vätgasproduktion fortfarande är dyrare än att köpa vätgas i detaljhandeln, visade det sig att mikrogrid- och EMS-modellen hade ytterligare fördelar vad gäller tillförlitlighet och hållbarhet, med bättre framtidsperspektiv när el- och utrustningskostnaderna sjunker. Ytterligare arbete krävs för att optimera EMS ner till komponentnivå, vilket kommer att förbättras ytterligare med datainsamling från mikronätet när det väl byggts.

There are limited studies which focus on the End of Life (EOL) of Heavy-Duty Vehicles (HDV). Also, there is no legislation which deals in the collection and recycling of the EOL of HDV inthe EU. This has necessitated the need of EOL study of HDV in the EU. The overarching objective of this study is to evaluate the environmental performance of the EOL of HDV using a lifecycle approach. The study is carried out in the four steps: (a) Defining HDV and their EOL (b) mapping of the material flows which cover dismantling and recycling market HDVs systemsin the EU; (c) examining the environmental impacts of the EOL of HDV; (d) identifying the methodological issues related to allocation methods and shortlisting coherent methods to implement for HDV.A case study in Scania HDV in Sweden is developed. In order to map the EOL ecosystem of HDV, interviews and meetings are conducted with stakeholders, along with the number balance calculation using Eurostat and European Automobile Manufacturers Association (ACEA) databases. The LCA is undertaken in the three EOL- HDV scenarios, i.e. baseline, recycling and reuse. Additionally, twelve EOL recycling allocation methodologies are evaluated. EOL allocation methodologies are significant because they define how virgin, recycling, and disposal environmental burdens are allocated. Results calculated, as a part of this thesis, from European Automobile Manufacturers Association (ACEA) and Eurostat databases, have shown that 72% of HDV which come to EOL in EU are dismantled. This percentage indicates the presence of a big market for EOL dismantling of HDV in Europe. Results from the environmental assessments of HDV focus on the midpoint Life Cycle Impact Assessment (LCIA) categories of climate change, fine particle formation, fossil resource use, freshwater and marine eutrophication, ozone formation (human health and ecosystems), and terrestrial acidification. In this thesis, climate change impact has been given special attention. LCA results indicate that the truck EOL share of cradle to grave climate change impact is 0.78%. Aluminium, plastic, rubber, glass, and lubricant have their EOL share of cradle to grave climate change impact as 0.04%, 0.04%, 0.04%, 0.0005%, and 0.05%, respectively. Six EOL recycling allocation methodologies are implemented on eight material flows. Steel had the highest climate change impact amongst all material flows in all methodologies. Total truck allocation methodology results, having only recycling and disposal burdens, for the climate change impacts as a percentage of cradle to grave impacts are 0.24%for cut off, 0.55% for cut off with credit, 0.78% for allocation to material losses, 0.28% for allocation to virgin material use, 0.53% for 50/50 and 0.67% for circular footprint formula. Allocation to material losses was chosen as the methodology most representative of the EOL environmental burdens. / Det finns begränsade studier som fokuserar på slutet av livet (EOL) för tunga fordon (HDV). Dessutom finns det ingen lagstiftning som handlar om insamling och återvinning av EOL för HDV i EU. Detta har krävt behovet av EOL-studie av HDV i EU. Det övergripande målet med denna studie är att utvärdera miljöprestandan för EOL för HDV med hjälp av en livscykelansats. Studien genomförs i de fyra stegen: (a) Definiera HDV och deras EOL (b) Kartläggning av materialflöden som täcker demontering och återvinning av HDV-system i EU; (c) undersökning av miljöpåverkan från EOL för HDV; d) Identifiera de metodologiska frågor som är relaterade till tilldelningsmetoder och kortlistning av sammanhängande metoder att implementera för HDV. En fallstudie i Skåne HDV i Sverige utvecklas. För att kartlägga EOL-ekosystemet för HDV genomförs intervjuer och möten med intressenter, tillsammans med sifferbalansberäkningen med hjälp av Eurostat och European Automobile Manufacturers Association (ACEA) databaser. LCA genomförs i de tre EOL-HDV-scenarierna, dvs baslinje, återvinning och återanvändning. Dessutom utvärderas tolv EOL-återvinningstilldelningsmetoder. EOL-tilldelningsmetoder är betydelsefulla eftersom de definierar hur jungfrulig, återvinnings- och avfallsmiljöbelastning fördelas. Resultat som beräknats, som en del av denna avhandling, från European Automobile Manufacturers Association (ACEA) och Eurostats databaser, har visat att 72 % av HDV som kommer till EOL i EU demonteras. Denna procentandel indikerar närvaron av en stor marknadför EOL-demontering av HDV i Europa. Resultaten från miljöbedömningarna av HDV fokuserarpå LCIA-kategorierna (Life Cycle Impact Assessment) i mitten av klimatförändringar, bildning av fina partiklar, användning av fossila resurser, sötvatten och marin övergödning, ozonbildning (mänsklig hälsa och ekosystem) och försurning på land. I denna avhandling har klimatförändringens påverkan ägnats särskild uppmärksamhet. LCA-resultat indikerar attlastbilens EOL-andel av klimatförändringens effekt från vagga till grav är 0,78 %. Aluminium,plast, gummi, glas och smörjmedel har sin EOL-andel av klimatpåverkan från vagga till gravsom 0,04 %, 0,04 %, 0,04 %, 0,0005 % respektive 0,05 %. Sex EOL-återvinningstilldelningsmetoder implementeras på åtta materialflöden. Stål hade högst klimatpåverkan bland alla materialflöden i alla metoder. Totala resultat för lastbilstilldelningsmetodik, med endast återvinnings- och bortskaffningsbördor, för klimatförändringseffekterna som en procentandel av effekterna från vagga till grav är 0,24 % för cut-off, 0,55% för cut-off med kredit, 0,78% för allokering till materialförluster, 0,28 % för allokering till jungfrulig materialanvändning, 0,53 % för 50/50 och 0,67 % för cirkulärt fotavtryck. Allokering till materialförluster valdes som den metod som är mest representativ för EOL:smiljöbelastning.

Industrialized societies are built on the limited, extraordinary dense form of energy that are the fossil fuels: coal, oil, and gas, that became the core driver of the economic growth since the industrial revolution. While most emission pathways highlight the necessity to reach net zero emissions before 2050, there are numerous challenges to the displacement of fossil fuels by renewable energy systems (local conditions, intermittency, raw materials) and applications to the most polluting sectors such as transportation remain a major challenge. Among the mix of applicable solutions, lower-impact substitutes of fossil fuels can be envisaged to directly decarbonize hard-to-abate sectors. By using already existing massive infrastructures from the fossil industries, low-carbon drop-in fuels can directly displace their fossil counterparts with little or no change in the midstream (e.g.: logistics) and downstream (e.g.: usage) value chains. Based on this observation, this study aims at exploring the opportunities to produce synthetic low-carbon methane at a large scale, based on a low-cost variable energy source. Synthetic methane is an e-fuel that is obtained in a two-step process: hydrogen production through water electrolysis, followed by the reaction of hydrogen with carbon dioxide in a methanation step to produce synthetic methane (Sabatier reaction). A case study is proposed for the yearly production of 2.0 TWh of synthetic methane in Australia from a low-cost, large scale solar facility. To estimate the economic performance of such asystem, a physical model is built, based on techno-economic assumptions from the literature and recommendations from industrials. Computational methods are applied to predict the most competitive solar-to-methane plant design that minimizes the levelized cost of energy produced. As a result, this study shows the potential for producing e-methane at a levelized cost close to 70 €/MWhth assuming a power cost as low as 15 €/MWhe and using already existing mature technologies. Further gains are to be achieved by higher efficiencies, better suited power sources, which could potentially bring down the cost down to 55-60 €/MWth. However, the availability of concentrated carbon dioxidestreams as well as the life-cycle environmental impact (impact on climate, biodiversity, use of scarce resources) of the e-fuel must be further assessed. / Industrisamhällen och dess ekonomiska utveckling är uppbyggda på begränsade men energirika fossilkällor som kol, olja och naturgas. Medan de flesta emissionsmodeller betonar vikten att nå nettoutsläpp innan 2050, så finns det olika utmaningar för att ersätta fossilkällor med förnybara energislag, inklusive tillämpningar inom kritiska sektorer som transport. Bland möjliga lösningar finns några enklare ersättare av fossilkällor för att ta bort koldioxid: genom användning av befintliga infrastrukturer kan så kallade drop-in bränslen utvecklas med minimal påverkan på mellanströms - och nedströms-värdekedjor. Denna studie undersöker möjligheten att framställa syntetisk metan vid stor skala, baserad på fluktuerande, billig energi. Syntetisk metan kan tas fram i två steg: väteframställning genom vattenspjälkning, sedan reaktion av väte och koldioxid för att bilda metan (Sabatier-reaktion). En fallstudie presenteras för årliga framställning av 2.0 TWh syntetisk metan från en solenergipark i Australien. Resultat från en tekno-ekonomisk modell visar att kostnaden för syntetisk metan ligger omkring 70 €/MWhth under förutsättningen att elkostnader är 15€/MWhe. Kostnaden kan sänkas ytterligare (ned till 55-60 €/MWth) genom användning av teknologier med högre verkningsgrad.

Buildings account for 40% of total energy consumption and 36% of CO2 emissions in the European Union. In 2019, households, or the residential sector, represented 26.3 % of final energy consumption in the EU out of which space cooling represented 0.4% energy consumption (Eurostat, 2021). In Austria, the residential sector represented 25.12 % of the final energy consumption in 2019. (IEA, 2020). Due to the effects of climate changes and changes in the insulation properties of the buildings over the years, the cooling demand in the residential buildings increases rapidly whenever the outdoor air temperature increases. Although cooling represents a very small share in the total energy consumption, still there is a huge potential in reduction of cooling demands of the residential buildings and meeting the cooling demand in future. This study is focused towards analyzing the effects of Heatwaves on the cooling demand of the Austrian residential buildings, specifically in multi-family houses of Vienna. Three different types of buildings are being analyzed that were constructed in Vienna in the 19th century i.e., Gründerzeit Era, 1960-1980 buildings, and buildings constructed after 2010. Five types of Heatwaves are analyzed based on intensity, severity, and duration of the heatwaves. The analysis involves simulating the building model in past Heatwave cases and simulated future climate conditions.The analysis showed that Extreme Heatwaves had the highest effect on the increase in the peak cooling demand followed by High radiation Heatwaves. The peak cooling load is always higher in older buildings irrespective of type and occurrence of heatwaves. The highest increase in the average cooling demand during a heatwave period was found to be for the older buildings during the prolonged heatwaves with an increase of 90 % as compared to usual climatic conditions case. The analysis on behavior of buildings during different heatwave cases showed that, the new buildings constructed after 2010 reacts quicker to the change in the outdoor temperature and resulting in attaining the maximum cooling demand around 1-2 hours earlier as compared to both the older buildings. / Byggnader står för 40 procent av den totala energiförbrukningen och 36 procent av koldioxidutsläppen i Europeiska unionen. År 2019 stod hushållen, eller bostadssektorn, för 26,3 %av den slutliga energiförbrukningen i EU, varav kylning av utrymmen stod för 0,4 % av energiförbrukningen (Eurostat, 2021). I Österrike stod bostadssektorn för 25,12 % av den slutliga energiförbrukningen 2019 (IEA, 2020). På grund av effekterna av klimatförändringar och förändringar i byggnadernas isolerings egenskaper under årens lopp ökar kylbehovet i bostadsbyggnaderna snabbt när utomhusluftens temperatur ökar. Även om kylning utgör en mycket liten del av den totala energiförbrukningen finns det fortfarande en enorm potential för att minska kylbehovet i bostadsbyggnader och tillgodose kylbehovet i framtiden. Denna studie är inriktad på att analysera effekterna av värmeböljor på kylbehovet i österrikiska bostadsbyggnader, särskilt i flerfamiljshus i Wien. Tre olika typer av byggnader analyseras som byggdes i Wien på 1800-talet, dvs. Gründerzeit, byggnader från 1960-1980 och byggnader som byggdes efter 2010. Fem typer av värmeböljor analyseras utifrån värmeböljornas intensitet, svårighetsgrad och varaktighet. Analysen omfattar simulering av byggnadsmodellerna i tidigare fall av värmeböljor och simulerade framtida klimatförhållanden. Analysen visade att extrema värmeböljor hade störst effekt på ökningen av efterfrågan på toppkylning, följt av värmeböljor med hög strålning. Den högsta kylbelastningen är alltid högre i äldre byggnader oavsett typ och förekomst av värmeböljor. Den största ökningen av det genomsnittliga kylbehovet under en värmebölja konstaterades för äldre byggnader under långvariga värmeböljor med en ökning på 90 % jämfört med vanliga klimatförhållanden. Analysen av byggnaders beteende under olika värmeböljor visade att de nya byggnader som byggdes efter 2010 reagerar snabbare på förändringen i utomhustemperaturen, vilket leder till attdet maximala kylbehovet uppnås cirka 1-2 timmar tidigare jämfört med de äldre byggnaderna.

Rising global temperatures and other extreme weather phenomena have been linked to increasing carbon dioxide (CO2) content in the atmosphere. The damaging impact carbon dioxide (CO2) has on the climate is cumulative. It is essential to reduce the CO2 emissions to hinder further long-lasting negative impacts. Bioenergy Carbon Capture and Storage (BECCS) can be a tool to reduce CO2 emissions or to offset emissions from fossil fuels. BECCS requires energy to operate, reducing the efficiency of powerplants. However, the energy used can be recovered as heat for the district heating network. This master thesis investigates the impact BECCS has on the internal energy flow in a CHP plant in Stockholm, Sweden. As a part of this study, an energy model over internal flows of a CHP plant were developed, assessing the temperature and flow changes of district heating within the plant. It was found that a BECCS unit may contribute and improve the current set up in the Värtan harbor CHP plant. By increasing the availability for the low-temperature units and reducing overproduction. It was also found that increased overproduction contributes to higher CO2 emissions as the flue gas caused by overproduction is not treated in the BECCS unit. With low insight in the integration, the flow from the BECCS unit will lock current heat-producing units in the power plant and increase heating, contributing to CO2 emission. As a result, the BECCS unit will have a lower impact on CO2 emission in these circumstances. / Stigande globala temperaturer och andra extrema väderfenomen har kopplats till ökande koldioxidhalt (CO2) i atmosfären. Den skadliga inverkan koldioxid (CO2) har på klimatet är kumulativ. Det är viktigt att minska koldioxidutsläppen för att förhindra ytterligare långvarig negativ påverkan. Bioenergi Koldioxidfångare och Förvaring (BECCS) kan vara ett verktyg för att minska koldioxidutsläpp eller för att kompensera utsläpp från fossila bränslen. BECCS kräver energi för att driva, vilket minskar effektiviteten hos kraftverk. Den energi som används kan dock återvinnas som värme för fjärrvärmenätet. Denna avhandling undersöker vilken effekt BECCS har på de interna energiflödena i ett kraftvärmeverk i Stockholm, Sverige. Som en del av denna studie utvecklades en energimodell över de interna flödes förändringarna i kraftvärmeverket. Det konstaterades att en BECCS-enhet kan bidra till att förbättra den befintliga installationen i Värtan hamnen. Genom att öka tillgängligheten för lågtemperaturenheterna och minska överproduktionen. Det visade sig också att en ökad överproduktion är kopplad till minskad effektivitet i kolfångningsprocessen eftersom spetsvärmeenheternas rökgas inte är en del av BEECS processen. Med låg insikt i integrationen kommer flödet från BECCS-enheten att låsa nuvarande värmeproducerande enheter i kraftverket och öka användningen av spetsvärmeenheterna, vilket bidrar till ökade CO2-utsläpp. Som ett resultat kommer BECCS-enheten att ha en lägre påverkan på koldioxidutsläppen under dessa omständigheter.