Syftet med arbetet är att undersöka om energilagring i form av väte producerad från solceller, kan vara en lämplig teknik ur ett praktiskt och ekonomiskt perspektiv för fristående hus belägna i fyra olika regioner i Sverige. Energiförbrukningen och den ekonomiska analysen gjordes i fyra fall: 1. med återvinning av spillvärme. 2. utan återvinning av spillvärme. 3. med en elbil och återvinning av spillvärme. 4. med en bränslecellsbil och återvinning av spillvärme. Resultaten visar att vätesystemet är ekonomiskt dyrt under vintersäsongen på grund av låg systemeffektivitet orsakad av den totala enhetseffektiviteten av elektrolys, bränslecell, och vätekomprimering etc. Ändå är hushållens vätesystem tekniskt möjligt. Ett sådant system kan vara ekonomiskt fördelaktigt om energiförbrukningen för husvärme täcks från en annan värmekälla som pelletsbrännare och fjärrvärme. I Kiruna krävs ett större antal solpaneler med en yta upp till 400 m2 eller större, medan det i Lund bara behövs cirka 200 m2. Detta resulterar i att vätesystemet är olämpligt för städer som har låg solstrålning eller ett större värmebehov. I en teknisk och ekonomisk jämförelse är för närvarande en elbil ett mycket bättre grönt val för ett hus än för en vätgasbil. / The purpose of the work is to investigate whether energy storage in the form of hydrogen produced from solar cell can be suitable technology for detached houses located at four different regions of Sweden from a practical and economic perspective. The energy consumption and economic analysis was made in four cases:  1.  with waste heat recovery. 2. without waste heat recovery. 3. with an electric car and waste heat recovery. 4.  with a fuel cell car and waste heat recovery.  The results show that the hydrogen system is economically expensive due to low system efficiency caused by the mutilation of several unit efficiencies of electrolysis, fuel cell, hydrogen compression etc. for winter season. Nevertheless, household hydrogen system is technically possible. Such a system can be economically benefit if the energy consumption for house heating is covered from another heat source such as pellet burner and district heating. In Kiruna, a larger number of solar panels is required with an area that can be up to 400 m2 or even larger, whereas in Lund, only about 200 m2 is needed. As a result, the hydrogen system is unsuitable for cities that have low solar radiation or have a greater heat demand. In a technical and economic comparison, an electric car is currently a much better green choice for a house than for a hydrogen car. The hydrogen system is economically expensive due to low energy efficiency for the winter season but is technically feasible.

I arbetet  utreds värmeförlusterna relaterat till  huset. Temperatur och värmeförluster mättes och identifierades med en värmekamera. Värmeförlusterna för byggnaden beräknades och en känslighetsanalys gjordes. Resultaten visar att värmeförlust genom fönster och genom luftläckageförluster står för 67 % av de totala värmeförlusterna. Väggisolering på 15 cm ger störst påverkan vid låga utomhustemperaturer, då effektenförlusten minskar som mest för väggen. Den extra ytterisoleringen ger en energibesparing på mellan 5000-5800 [kWh/år]. Treglasfönster ger en  besparing på 3000 [kWh/ år] jämfört med tvåglasfönster. / In the work,  the household energy consumption is investigated with respect to various heat loses from one single house.  The local temperature distribution was measured by means of heat camera to identify local heat flow. The heat dissipation from house was calculated. A sensitivity analysis was made. The results show that the heat loss through window and air ventilation are responsible for 67% of the total heat loss from the house.  The wall insulation is important at low environmental temperature outside the house, the extra insulation results in a sharp decrease of the effect loss during periods with cold outside temperatures. 15 cm extra insulation give rise to an energy saving of between 5000-5800 kWh/year. Three-glass window can save a decent amount of energy up to 3000 kWh/year compared to two-glass window.

Sverige har ett etappmål att minska utsläppen av växthusgaser med 59% år 2030 jämfört med år 2005 och även att energianvändningen ska vara 50% effektivare under samma period. En stor del av svenska småhus håller längre inte måttet för energieffektivitet och har därför stor potential att energieffektiviseras.  Denna rapport undersöker utfallet av ett småhus från 1970-talet som energirenoverats i Tingsryds kommun utifrån ett energi- och miljömässigt, ekonomiskt och socialt perspektiv. Energirenoveringen består av tilläggsisolerad vind, installation av solceller och byte av pelletspanna till bergvärmepump. Rapporten undersöker också ifall installation av FTX- ventilation och byte av fönster kan installeras kostnadseffektivt.  Husets energianvändning minskade med 129 kWh/(år*Atemp), vilket också minskade husets driftskostnader. Installation av FTX-ventilation och byte av fönster kan ytterligare sänka energianvändningen, men lönar sig inte ekonomiskt. Enligt husägaren finns heller inget behov av nytt ventilationssystem och bättre isolerad klimatskärm. Energirenovering av småhus från 1970-talet kan sägas vara fördelaktigt då energianvändningen minskar kostnadseffektivt. Det bidrar även till lägre CO2e-utsläpp utifrån bokföringsperspektivet och konsekvensanalys.

I januari 2017 kom Boverket ut med nya förslag om regleringar gällande Sveriges realisering av primärenergifaktorer för uppvärmning i byggnader. Det innebär att de tidigare kraven om specifik energianvändning ersätts med en energiprestandaindikator som uttrycker en byggnads primärenergianvändning. Användningen av primärenergifaktorer för reglering av uppvärmning i byggnader härstammar ifrån EU:s direktiv om energieffektiva byggnader (EPBD), där syftet är att styra nybyggnationer mot nära-nollenergibyggnader (NNE). Boverket föreslår att el bör tilldelas primärenergifaktorn 1,6 fram till 2021 och uppvärmning med fjärrvärme, olja, naturgas och biobränsle ska inledningsvis tilldelas faktorn 1,0. Förslaget har fått mycket kritik ifrån bland annat svenska energibolag, som menar att den svenska fjärrvärmen missgynnas, då den likställs med annan uppvärmning som exempelvis olja. Det framgår även i EPBD att medlemsländer får ta fram egna primärenergifaktorer som motsvarar lokala förutsättningar. Sammantaget har examensarbetet syftat till att beräkna och analysera primärenergifaktorer för svensk fjärrvärme. Inom arbetet genomfördes en litteraturstudie där rapporter, vetenskapliga artiklar och konsultrapporter inom ämnet primärenergifaktorer studerades. Dessutom undersöktes huruvida övriga länder inom EU beräknat nationella primärenergifaktorer för fjärrvärme och hur de gått tillväga. Det har konstaterats av författarna att det finns ett stort antal metoder, värderingar och synsätt att beakta vid framtagandet av primärenergifaktorer. Två olika beräkningsperspektiv har identifierats, bokförings- och konsekvensperspektivet. Utöver dessa perspektiv återfanns ett antal metoder för allokering mellan el och värme; I rapporten har energimetoden, alternativproduktionsmetoden samt exergimetoden studerats inom bokföringsperspektivet. För konsekvensperspektivet har systemutvidgning använts genom power bonus method, i vilken producerad el i kraftvärmeverk antas ersätta motsvarande mängd elproduktion på marknaden. Totalt studeras 10 olika kombinationer med varierande perspektiv, allokeringsmetoder och indata för beräkning av primärenergifaktorer. Författarna föreslår att bokföringsperspektivet och alternativproduktionsmetoden bör användas som ett första steg vid framtagandet av svenska primärenergifaktorer för fjärrvärme. Detta eftersom metoden är lätthanterlig och stödjs av flertalet aktörer, såsom Värmemarknadskommittén (VMK) och Swedish Standards Institute (SIS). De beräknade primärenergifaktorerna har delats upp i de 8 kategorierna nät med och utan avfall, med och utan elproduktion efter storlek samt ett nationellt värde. Primärenergifaktorer för ingående bränslen i fjärrvärmeproduktion har inhämtats från VMK och SIS. Författarna har valt att inte förespråka någon uppdelning framför en annan, utan anser snarare att en tydlig motivering bör ligga bakom de beslut som ska tas och att de beräknade faktorerna utgör beslutsunderlag i frågan. En viktig slutsats är dock att de beräknade faktorerna är betydligt mindre än den som presenterats av Boverket. Vidare anser författarna att tydligare riktlinjer behöver implementeras på EU-nivå för hur nationella och lokala primärenergifaktorer får tas fram och beräknas. / In January 2017, Boverket issued new proposals for regulations concerning Sweden's realization of primary energy factors for heating in buildings. The new proposal replaces the previous requirements for specific energy use with an energy performance indicator that expresses a building's primary energy use. The use of primary energy factors for the regulation of heating in buildings is derived from the EU's Energy Efficient Buildings Directive (EPBD), which aims guiding new buildings towards Near-Zero Energy Buildings (NZEB). Boverket proposes that electricity should be set to the primary energy factor 1.6 (until 2021) and heating by either district heating, oil, natural gas or biofuel should initially be assigned the factor 1.0. The proposal has received a lot of criticism from, among other players, Swedish energy companies, which argue that the Swedish district heating is given a disadvantage, as it valued the same as energy carriers such as oil. It is also apparent from the EPBD that member countries may develop their own primary energy factors that correspond to local conditions if they want to. All in all, above mentioned issues have led to this thesis’ aim, which is calculating and analyzing primary energy factors specifically for Swedish district heating. Within the thesis boundaries, a literature study was conducted in which reports, scientific articles and consultancy reports on the subject of primary energy factors were studied. In addition, it was investigated if other EU countries have calculated national primary energy factors for district heating and how they were implemented. It has been concluded by the authors that there are a large number of methods, values and approaches to be taken into account in the development of primary energy factors. Two different calculation perspectives have been identified, the accounting and consequence perspective. In addition to these perspectives, a number of methods were found for the allocation of electricity and heat; In the thesis, the energy method, the alternative production method and the exergy method have been studied in the accounting perspective. For the consequence perspective, system expansion has been utilized through the power bonus method, in which electricity produced in CHP plants is assumed to replace the corresponding electricity generation in the market. In total, 10 different combinations are studied with varying perspectives, allocation methods and input data for the calculation of primary energy factors. The authors suggest that the accounting perspective and alternative production method should be used as a first step in the development of Swedish factors for district heating. The method is easy to handle and supported by many actors, such as Värmemarknadskommittén (VMK) and the Swedish Standards Institute (SIS). The calculated primary energy factors have been divided into the following categories: waste in the fuel mix, a national factor, electricity generation and grid size. The authors have chosen not to advocate any calculated factor in front of another, but rather thinks that the upcoming decisions to be taken regarding primary energy factors should be well motivated. An important conclusion, however, is that the calculated factors are considerably smaller than those presented by Boverket. Furthermore, the authors argue that clearer guidelines need to be implemented at an EU level for how national and local primary energy factors can be developed and calculated.

The Swedish electricity market was historically based on predictable and controllable power plants. The introduction variable renewable energy (VRE) sources in the market have led to less predictability and larger short-term variations in the generation profiles. These effects are compounded as the market share of VRE sources are increasing, and in Sweden’s case as the nuclear power plants are being phased out. Different metrics of value are calculated to shed light on the economic potential of new power sources. A not yet commonly used metric is the value factor of a technology, which represents the net increase or net decrease in revenue due to if the generation coincides with a high or low spot price of electricity. The thesis seeks to calculate the value factors and analyse their place within the northern European electricity market. In order to calculate the value factors and analysing them, the acquisition of datasets for varying market variables was required. The three sources of these datasets was for this thesis the ENTSO-E Transparency Platform, Nord Pool and Svenska kraftnät. These sources combined could supply datasets for market variables dating back to 2015 for Sweden and each country with an international connection with Sweden. This limits the scope of this analysis to 2015 - 2019 for Sweden and six other countries. The value factors were calculated for each Swedish electric price region divided into five categorical technologies, wind-, solar-, hydro-, nuclear- and heat power. The results from this only gave concrete results for two technologies. Wind power are shown to generally have a value factor below one and hydro power in the two northern regions have a value factor above one. This indicates that the market is saturated for wind power while in demand for hydro power from northern Sweden. Every other pair of technology and region vary as to not indicate whether the market is in demand of it or not. Analysing the association of variables was accomplished using a correlation study. Variables that consistently have a critical correlation factor, either linear or monotonic, are identified as associated variables. Out of these pairs of associated variables, the ones with a shared trend in either correlation or normalized regression with the trend of the appropriate value factor are identified as associated with the same value factor. This resulted in several associated variables for each value factor. Neither of these associations can by this methodology be identified as having a causal relation, it only displays correlations which could be incidental.

No description available.

The different life cycle phases of a building account for different amounts of environmental impact. During the past years the operational energy use in the building and construction sector has been reduced whilst relative and absolute embodied impact has increased. To reduce the overall environmental impact, design and material choices have to be optimized in relation to the energy use. The performed study aims to enhance more environmentally conscious decision-making in the building and construction sector by increasing awareness and knowledge about the environmental impact from life cycle phases of a building as well as different framework materials.  Three different designs of a typical Swedish multifamily building have been analyzed in the study. The case building has a concrete frame. The two alternative designs are based on the case building but has lower energy use. In addition, one of the alternative designs has a cross laminated timber frame. They were all analyzed in terms of embodied and operational environmental impact, expressed as carbon dioxide equivalents per heated area. A simulation model of the case building, calibrated with measured data, was implemented to calculate the operational energy use of the designs. The embodied emissions were calculated for the enclosing and load bearing structures.   The results show that both alternative designs have lower environmental impact than the original state of the case building. The construction with wooden frame has approximately 30 % less embodied emissions compared to the original state. Concrete has the largest share of the total embodied emissions and choosing product specific concrete can yield a reduction in embodied emissions of more than 9 %. Sensitivity analysis of the operational energy show a significant difference in the results depending on approach and system boundaries. A future scenario of operational energy result in increased relative contribution of embodied environmental impact. / En byggnads livscykelskeden har olika miljöpåverkan. I bygg- och anläggningssektorn har den operativa energianvändningen reducerats under de senaste åren. Den relativa och absoluta inbyggda påverkan har däremot ökat. För att minska den totala miljöpåverkan behöver byggnaders design och material optimeras i relation till energianvändningen. Den genomförda studien syftar till att öka miljömedvetet beslutsfattande i bygg- och anläggningssektorn genom att öka medvetenheten och kunskapen om miljöpåverkan från en byggnads olika livscykelskeden och om olika stommaterial.   I studien analyseras tre olika designer av ett typiskt svenskt flerbostadshus. Referenshuset har en betongstomme. De två alternativa designerna är baserade på referenshuset men har lägre operativ energianvändning. Den ena av de två alternativa designerna har dessutom en stomme i korslimmat trä. Samtliga utföranden analyserades i termer av inbyggd miljöpåverkan och operativa energianvändningens miljöpåverkan, uttryckt som koldioxidekvivalenter per uppvärmd area. En simuleringsmodell av referenshuset kalibrerad med mätdata implementerades för att beräkna de olika designernas operativa energianvändning. De inbyggda utsläppen beräknades för husets omslutande byggnadsdelar och bärande strukturer.  Resultaten visar att båda alternativa designer har lägre miljöpåverkan än originalutförandet av referenshuset. Konstruktionen med trästomme har cirka 30 % lägre inbyggda utsläpp jämfört med originalutförandet. De inbyggda utsläppen kommer till största del från betongen och ett produktspecifikt val av betong kan leda till en reduktion av dessa utsläpp med över 9 %. Känslighetsanalys av operativa fasen visar en signifikant skillnad beroende på vilken metod och vilka systemgränser som används. Ett framtidsscenario för operativa energianvändningen visar en ökad relativ påverkan från den inbyggda miljöpåverkan.

En byggnads värme- och varmvattenbehov utgör en stor del av dess totala energibehov. Vilket värmesystem som väljs blir därmed viktigt för att bli så ekonomiskt gynnsamt och miljömässigt bra som möjligt. Två vanliga värmekällor för flerbostadshus är bergvärme och fjärrvärme eftersom bergvärmen har en låg driftkostnad medans fjärrvärmen finns tillgänglig i de flesta städer samtidigt som båda systemen har låg miljöpåverkan. Syftet med studien är att koldioxidutsläpp på värmesystem ska vara så låga som möjligt till ett lågt pris. Målet med studien är därför att undersöka om ett kombinerat system bestående av bergvärme och fjärrvärme står sig ekonomiskt och miljömässigt bra i relation till ett bergvärmesystem eller ett fjärrvärmesystem på fyra platser i Sverige, Halmstad, Karlstad, Östersund och Luleå. Anledningarna till de olika städerna är dels att byggnadens värmebehov kommer att variera men även eftersom berget levererar olika mycket värmeeffekt. Beräkningarna sker för ett flerbostadshus med närmare 500 lägenheter ovanför ett uppvärmt garage med en total area på ungefär 26 500m2. Byggnadens energibehov och antalet värmepumpar som behövdes beräknades över ett år i simuleringsprogrammet HPC2 och används sedan för att bygga upp en LCC-kalkyl och göra miljöberäkningar i Excel. Resultatet från LCC-kalkylen visar att värmepumpsystemet är det mest ekonomiskt gynnsamma systemet följt av det kombinerade systemet och att fjärrvärmesystemet hade högst nuvärde i samtliga städer. Miljöpåverkan i Halmstad och Karlstad var lägst för värmepumpsystemet följt av det kombinerade systemet och även här hade fjärrvärmesystemet högst miljöpåverkan. I Östersund har det kombinerade systemet lägst miljöpåverkan, följt av värmepumpsystemet och högst har fjärrvärmesystemet. I Luleå har fjärrvärmesystemet lägst miljöpåverkan, följt av det kombinerade systemet och värmepumpsystemet. / A building's heating and warmwater needs make up a large part of its total energy needs and thus it becomes important which heating system is chosen to be economically favorable and environmentally sound as possible. Two common heat sources for multi-dwelling houses are geothermal heating and district heating, geothermal heating has a low operating cost while district heating is available in most Swedish cities, both having a low environmental impact. The aim of the study is to investigate whether a combined system consisting of geothermal heating and district heating is performing well both economically and environmentally in relation to a geothermal heating system or a district heating system at four locations in Sweden, Halmstad, Karlstad, Östersund and Luleå. The reason for evaluating the different cities is that the building's heating needs will vary but also because the mountain delivers different heating effect. The calculations are made over a multi-dwelling house with almost 500 apartments above a heated garage with a total area of approximately 26,500 m2. The building's energy needs, and the number of heat pumps needed were calculated over one year in the HPC2 simulation program and it was then used to build up an LCC calculation to make environmental and financial calculations in Excel. The result from the LCC calculation show that the heat pump system is the most economically favorable system followed by the combined system and that the district heating system had the highest value in all cities. The environmental impact in Halmstad and Karlstad was the lowest for the heat pump system followed by the combined system, and even here, the district heating system had the highest environmental impact. In Östersund, the combined system has the lowest environmental impact, followed by the heat pump system and the district heating system had the highest environmental impact. In Luleå, the district heating system has the lowest environmental impact, followed by the combined system and highest was the heat pump system.

No description available.

This master’s thesis is a contribution to the cross-disciplinary research project SitCit that addresses the issue of urban sustainable development. It aims to investigate how Information and Communication Technology (ICT) can be used to reduce the energy use and increase the energy demand flexibility in Stockholm’s Södermalm district. This study uses a bottom-up approach to model how ICT can change the energy use. The basis of the approach is the human activities that cause demand for services, delivered by different appliances, which in turn use energy to provide these services. The human activities are represented by Human Activity Systems (HAS) and the different appliances by Energy Usage Systems (EUS). A method for defining an energy system with a bottom-up approach was developed and used to build a conceptual model. Relevant ICT solutions were thereafter identified and described both technically and how they interact with the HAS, the EUS and the surroundings to change the energy use by means of automation, information and persuasion. It was also assessed how and when planning and implementation of ICT can be achieved, and who are the involved actors. The findings were compiled into an integrated qualitative model which was split into two parts, one that illustrates the interrelatedness of the different components expressed in terms of information flows, and one that shows who are the actors involved in the strategies to implement the various ICT solutions. Weaknesses in the bottom-up approach were identified and changes were suggested. The HAS should be split into human activities and what can be denoted “human” since most information flows due to ICT are not with the actual activities. The human can communicate through and with ICT. He or she can decide the activities and how much of them should be carried out, and is also the most important actor when it comes to the implementation of ICT. Furthermore, it was found that the coupling of HAS and EUS is weak, and time-use data and actual measurements on the energy use is therefore needed as input to a quantitative model. This study explains and illustrates how different ICT solutions work and how they can be implemented to change the energy use in an urban area. Together with the improvements in the bottom-up approach, and the methodological discussion, it can be used as groundwork for a quantitative model, or as a tool for decision makers to create and implement a strategy for urban sustainable development.