Biobränslen utgör 25% av Sveriges energitillförsel och majoriteten av dessa är träbaserade. Träpellets är ett biobränsle och i Sverige producerades 1,6 miljoner ton pellets 2018. Egenskaper hos pellets så som hållbarhet och energiåtgång för produktion testas ofta i en singelpelletspress. Då den totala energianvändningen för att pressa en pellet i en industriskalig matris innefattar tre energikrävande delmoment; komprimering, friktion och strömning. Strömning är då material som ligger över ytorna mellan presskanalerna, klacken, komprimeras och flytts ner mot konorna, samt då materialet som befinner sig i en kona deformeras när det trycks ner i presskanalen. Pelletering i en konventionell singelpelletspress innefattar enbart komprimering och friktion. Denna studie har fokuserat på att undersöka strömningsmomentets inverkan på den totala energianvändningen. För att undersöka detta har komprimeringsenergi, friktionsenergi, strömningsenergi samt den kraft som krävs för att strömningsmomentet ska påbörjas, Fflow, undersökts för 3 olika partikelstorlekar. Färsk gran med en fukthalt på 10% har pressats i olika matriser. Detta för att bestämma strömningens inverkan på den totala energianvändningen samt hur stor inverkan pressning av material som befinner sig runt inströmningskonan, på klacken, till presskanalen har på den totala energianvändningen. Partikelstorleken påverkar inte energianvändningen. Fflow var högre för tester i matris med klack jämfört med tester i matris utan klack. Detta ledde till att även komprimeringsenergin ökade. Materialet kring konöppningen påverkade pressningen så att den producerade pelleten blev 1 mm kortare, vilket gav en lägre friktionsenergi för dessa tester. Strömningsenergin stod för 43–57% av den totala energianvändningen. Energin som krävdes för den delen av strömningen där material runt inströmningskonan pressas stod för 35–52% av den totala energianvändningen. / Biofuels make up 25% of Sweden’s energy supply and the majority of biofuels used are made from wood. Wood pellets is one type of biofuel and in Sweden, 1.6 million tonnes of wood pellets were produced in 2018. Different pellet properties such as durability and energy use for production is often tested in a single pellet press. The total energy use for making a pellet in an industrial scale machine is the sum of the energy required for three different component sequences, compression, friction and flow. Flow is when the material that lies on the surfaces between the press channel openings is compressed and pushed downwards towards the coned openings and the materiel in the coned opening is deformed and pushed down to the press channel. Only compression and friction can be studied using a conventional single pellet press. Thus, this study focuses on the impact of the flow component on the total energy use for pelletizing. In order to do this, energy used for compression, friction and flow, as well as the power required for the material to enter the flow component, Fflow, has been studied for three different particle sizes. Fresh spruce with a moisture content of 10% has been pressed in different dies. With these pressings, the impact of the flow component, as well as the impact of pressing material located around the coned press channel opening on the total energy use was determined. Particle size did not affect energy use. Fflow was higher for pressings with material located on the surface around the coned opening, compared to pressings without. This resulted in an increased compression energy for pressings with material around the coned opening. The material located around the press channel opening affected the pelletizing so that the produced pellet was 1 mm shorter, which resulted in a lower energy use for the friction component. Energy used by the flow component made up over 43-57% of the total energy use. The part of the flow energy that is needed to compress the material around the press channel opening and move that material towards the opening stood for 35-52% of the total energy use for palletization.

Decarbonizing the electricity system (i.e. eliminating generation from fossil fuels and replacing it with non-emitting sources) is widely considered a necessary step to limiting anthropogenic emissions and minimizing the impacts of climate change. Selecting which non-emitting generators should replace existing fossil fuel sources, and when to build them, is critical to the success of this transition. The optimal pathway to decarbonisation is highly region-specific. It is impacted by both factors such as availability of renewable resources, existing generation resources, and government policy. This dissertation presents a techno-economic model that is used to assess the decarbonisation of the combined British Columbia and Alberta electricity system. It is found that high levels of decarbonisation are possible through a combination of new wind generation, particularly in Alberta, and increased trade between Alberta, British Columbia, and the United States. Following on this finding, the variability related to high penetrations of renewable generation is introduced to the model and its impact is assessed. These results indicate that variability will be an important constraint in planning decarbonized energy systems. Finally, the representation of British Columbia’s existing hydroelectric resources is expanded to determine the ability to buffer variable renewable generation with these resources. This study finds that, while existing hydroelectric resources can support much of the variability in a highly renewable energy system, additional technologies and/or policies are needed to reach a fully zero-carbon system. The findings in this thesis show that British Columbia and Alberta, with an expanded interconnection between the provinces, can reach high penetrations of variable renewable energy. The majority of this generation consists of wind energy in Alberta, which is abundant and low-cost compared to other generation options. While comparatively little generation is added in British Columbia, the existing hydroelectric resources in the province provide significant flexibility to support the variability of this wind generation. / Graduate

No description available.

This Paper will focus on identifying, and look at potential ways of quantifying and valuing ecosystem services surrounding the cultivation of macroalgae. More specifically, the kelp species Saccharina latissima in the sea of Skagerrak at the Seafarm project. This paper is based on a literature review and case studies. Many ecosystem services have been identified and they were divided into the same four categories as in the Millennium Ecosystem Assessment report: provisioning, regulating, supporting and cultural services. To maintain a reasonable scope of this paper the most important ecosystem services were chosen. These ecosystem services were: All the provisioning services, climate and atmospheric regulation, regulation and mitigation of eutrophication and recreation and tourism. All the provisioning services, except reproduction of fish, are related to the amount of harvested kelp. The biomass can be quantified as dry weight (DW) with a relationship between DW and wet weight (WW). The method of quantifying climate and atmospheric regulation is in direct relation to the DW of the biomass. The study shows that the carbon sequestration on a cultivation site can be neglected and carbon stored in kelp used as food, fodder and fertilizer is released back into the atmosphere. Biomass used as biofuel prevents fossil fuel usage and should therefore be quantified. Provisioning ecosystem services are best valuated with the onsite valuation method. The carbon fixation value in climate and atmospheric regulation can be estimated with carbon credits and the oxygen production value can be estimated either with the assumption that it equals the carbon fixation value or with the replacement cost method. The value of mitigation of eutrophication can be estimated with CV and the value of recreation and tourism can also be estimated with CV but also with travel cost. / Den här rapporten kommer att fokusera på att identifiera, och titta på potentiella sätt att kvantifiera och värdera ekosystemtjänster kring odling av makroalger. Närmare bestämt kelparten Saccharina latissima i Skagerrak på Seafarm projektet. Många ekosystemtjänster har identifierats och de delades in i fyra kategorier: Försörjande, reglerande, stödjande och kulturella tjänster. För att upprätthålla en rimlig omfattning på projektet valdes de viktigast ekosystemtjänster ut. Dessa ekosystemtjänster var: Alla försörjande tjänster, klimat och atmosfärs reglering, reglering och begränsning av övergödning och rekreation och turism. Samtliga försörjande tjänster utom reproduktion av fisk, är relaterade till mängden skördade kelp. Biomassan kan kvantifieras som torrvikt (DW) med ett förhållande mellan DW och våt vikt (WW). Metoden för att kvantifiera klimat och atmosfär reglering är i direkt förhållande till DW av biomassan. Studien visar att kolbindning på en odlingsplats kan försummas och kol som lagras i kelp och används som livsmedel, foder och gödningsmedel släpps tillbaka ut i atmosfären. Biomassa används som biobränsle förhindrar dock fossil bränsleförbrukningen och bör därför kvantifieras. Försörjande ekosystemtjänster värderas bäst med direkta metoder som “on site valuation”. Kolet lagringens värde i klimat och atmosfär reglering kan uppskattas med utsläppsrätter och syre produktionsvärdet kan uppskattas antingen med antagandet att det är lika mycket värt som koldioxidlagringen eller med ersättningskostnadsmetoden. Värdet av begränsning av övergödning kan uppskattas med CV och värdet för rekreation och turism kan också uppskattas med CV, men också med resekostnadsmetoden.

No description available.

A Distributed Thermal Response Test is a method to determine ground properties such as thermal conductivity. Knowing the thermal properties of the ground is essential for designing and installing ground source heat pump and BTES systems. Knowing more accurate thermal properties can increase the efficiency of heat pumps by up to 20%, thus, contributing to energy efficiency and ultimately to sustainable development. This study introduces a convenient method for thermal response tests using heating cables as the single heat source. Once this new method is developed, it will make the implementation of DTRT techniques more versatile and inexpensive compared to the conventional DTRT, and it will create incentive for more investments in geothermal heat pump systems. This project is experimental in nature, hence, different equipment were tested and analyzed in order to find those that best suit this application. Several equipment such as certain types of heating cables have been tested and proven to be not optimal and some others, such as the selected power regulator, have resulted to be more adequate. The overall design initially proposed at the beginning of this study has been analyzed, modified and improved, and recommendations are given for future development. In conclusion, many obstacles have been overcome from the development process of DTRT with heating cables. A functional DTRT unit that uses heating cables has been built, however, it remains a challenge to improve the design in order to make it suitable for all potential borehole depths and various test requirements. / DTRT (”Fördelat ” termiskt responstest) är en metod som används för att beräkna markens termiska egenskaper såsom förmågan att leda värme. De termiska egenskaperna är av stor vikt när bergvärmepumpar ska installeras och speciellt för system med flera bergvärmepumpar som t.ex BTES. Om dessa egenskaper kan uppmättas med god noggrannhet kan det bidra till att ansenligt öka verkningsgraden för bergvärmepumpar jämfört med om testet inte genomförts, vilket då bidrar till högre energieffektivitet och hållbar utveckling. Detta projekt ämnar att skapa en ny, enklare metod för att utföra att ett termiskt responstest med hjälp utav värmekablar. När denna metod är fullt utvecklad kommer framtida test bli mer flexibla och kan utföras till en lägre kostnad jämfört med konventionella DTRT test. Vilket kommer skapa incitament för att investera i bergvärmepumps applikationer i framtiden. Projektet är experimentellt betonat och en ansenlig mängd tid har lagts på att finna rätt utrustning som passar syftet att finna en ny design för DTRT. Några av de ursprungliga ideerna har förkastats då de visade sig inte uppfylla våra syften, såsom värmekablarna. Däremot var effektregulatorn mer adekvat. Den icke adekvata utrustningen har analyserats och förslag till framtida utveckling ges. Sammanfattningsvis har en del hinder överkommits i utvecklingsprocessen för att realisera DTRT via värmekablar, men arbete återstår och designen bör utvecklas separat för olika borrhål, speciellt kabellängden är av essens.

I dagens globaliserade värld, samt genom urbaniseringen, har livsmedelsproduktionen i många fall upphört att ske i närhet till konsumenten. Detta har inneburit både ett minskat beroende av egen årlig skörd, då denna kan kompenseras av skörd från annat håll i världen, men också till komplexa frågor gällande bland annat etik och produktion av livsmedel som är i linje med den hållbara utvecklingen. Något som är fördelaktigt utifrån hållbarhetssynpunkt är en större konsumtion av fisk, då denna har en lägre påverkan på klimatförändringarna än det röda köttet. I och med en önskad ökad konsumtion av fisk diskuteras en omfördelning av konsumtion av fisk från fångad till odlad. Detta för att minska påverkan på de marina bestånden. Odling av fisk kan ske på diverse sätt. Två vanliga typer av odlingar är kasseodling och odling som använder sig av tekniken RAS, ”Recirculating Aquaculture System”. Kasseodling innebär ett öppet system där fisken odlas i vattendrag, sjöar eller hav medan RAS är ett slutet och kretsloppsbaserat system, ofta landbaserad. Syftet med arbetet var att undersöka odling av fisk utifrån ett hållbarhetsperspektiv, främst den ekologiska hållbarheten, där tekniken RAS jämförs med konventionell odling genom kasse. Förutom detta även involvera framtida perspektiv där en undersökning görs om hur en framtida försörjning av närodlad fisk kan se ut för en stad som Stockholm. Målet för arbetet var alltså att kartlägga dagens fiskesituation, åstadkomma en beskrivning av fiskodlingens för- och nackdelar samt visa på hur produktion av fisk genom RAS kan möta den ökade konsumtionen av fisk. Resultatet av studien visar att en RAS-anläggning har en högre energiförbrukning än en konventionell kasseodling. RAS-tekniken visar på fördelar som en hög kontroll av systemet som leder till exempelvis minskning av användandet av antibiotika. En RAS-odling är även lättplacerad samt tar lite mark i anspråk. Angående det framtida perspektivet genererades olika scenarios utifrån diverse rekommendationer och olika antagande gällande produktionskapaciteter. Det lägsta antalet RAS-anläggningar som behövdes för att möta behovet i Stockholm var 38 stycken, utifrån en produktionskapacitet på 1000 ton per år. En av slutsatserna var att när havsfisket minskar ökar intresset för odling av fisk. Befolkningstillväxten har även en bidragande roll för ökat behov av fisk och därmed också odling av fisk. Utöver detta visar RAS-odlingen på en möjlighet att optimera produktionen utifrån ett kretsloppstänk, vilket kan bidra till utvecklingsmöjligheter samt minimering av miljöpåverkan. Påföljande slutsats var att RAS-anläggningen hade högre energiförbrukning. Vad gäller näringsutsläppen krävs ytterligare utredning med fler mätdata. Denna utredning bör ske under samma förutsättningar och även utföras av tredje part. En vidare undersökning behövs även vad gäller utsläppstillstånden. Vad gäller framtidsscenariot krävs en högre produktionskapacitet för att en del av fiskbehovet i Stockholms län år 2030 ska ha sitt ursprung från RAS-odlingar. Täckande av behovet av fisk genom enbart RAS-anläggningarna anses orimligt. / The food production in today’s globalised world, together with urbanisation, has in many cases ceased to be in connection to the consumer. Not only has this led to a lower dependency on own food production, where harvest from elsewhere in the world can be imported, but also leading towards complex questions regarding ethics and production of food that meets sustainable development. A greater consumption of fish is something that is more advantageous when sustainable development is taken into account, thus fish have much less effect on climate change than red meat. Along with the desired increased consumption of fish a rearrange of the origin, from caught to farmed fish, is also discussed. Less effect on the marine stocks is favourable. There are different ways of farming fish. Two common ways are through farming by bag and the other way is farming with a RAS technique “Recirculating Aquaculture System”. Farming by bags means having an open system where the fish is farmed in watercourses, seas or the ocean, whereas RAS is a closed system that is often cycle based and also land based. The purpose of this report was to study farming of fish from a sustainable development point of view, mainly the ecological sustainability, where RAS is compared to a conventional farm with bags. Besides that, also include a study with a future perspective on how a supply of locally farmed fish may look like for a city like Stockholm in the near future. The aims for this report were therefore to map today’s fish situation, provide a description of the advantages and disadvantages of farmed fish and also to show if a production of fish through RAS is able to meet the increased consumption of fish. The results show that RAS has higher energy consumption than fish farmed by bags. The RAS technique shows benefits of having high control of the system, which leads to, for an example, lower usage of antibiotics. Farms using RAS are also easy to place and claims less land. From different recommendations and also different assumptions, regarding to capacity of production, a future scenario was generated. The lowest amount of farms using RAS, which are able to meet the need of fish in Stockholm, was 38 with a production capacity of 1000 tonnes per year. One of the conclusions was that when the capturing of fish from the ocean decreases the demand from farmed fish increases. The growth of the population is also a contributor to the higher demand of farmed fish. RAS optimises the production by using cycle based thinking, which can contribute to development and a lower impact on the environment. Following conclusion was that RAS had a higher consumption of energy. Regarding the leakage of nutrients, the conclusion was that there is a need for more data and further investigation. This investigation should be completed with the same conditions and also preferably made by a third party. The same thing applies regarding the permission of leaking nutrients. The future perspective shows that a higher production is needed if the demand for fish in Stockholm, by 2030, is to be met by farmed fish with RAS. RAS farms being the only source of fish for the demand in Stockholm is regarded as unreasonable.

Soil incineration is a relatively new subject that has usually had hazardous gas release problems. Incineration has been generally unsustainable. Incineration releases a wide array of gases hazardous to the environment and human health, such as polycyclic aromatic hydrocarbons, volatile organic compounds and dioxins. The studied so-called BAL process combusts soil to remove pollutants. Waste is removed in slag products and hazardous gases are crystallized. Almost no hazardous gases are released to the atmosphere. The purpose of this report was to optimize fuel use for the BAL process and to analyze the BAL process from a Sustainable Development perspective. oil, coal, peat and wood chips were examined. All fuels were viable. coal and oil required the least amount of fuel but the most amount of air. Peat and wood chips required less air but more fuel. No fuel was chosen as “best in any case”. Other optimization suggestions include: recycling of flue gases, Municipal Solid Waste as fuel and shape of combustion chamber. The BAL process was found to adhere to the Sustainable Development idea. The BAL process increases regional, economic and environmental sustainability. The results of this report may optimize the environmental sustainability of the BAL process even further.

No description available.

All around the world more and more people move from rural areas to live in the cities. Because of this, the urban areas have become an important part in the debate about the effects on the environment and sustainability. In many countries word wide initiatives have been taken to build sustainable cities and eco cities, the Stockholm Royal Seaport is one example. The vision for the district is to become a world class sustainable city based on the three dimensions of sustainable development: social, economic and ecologic. The municipality of Stockholm has set requirements for the buildings’ energy usage, emissions and amount of waste generated during the building process. These requirements are dynamic and will become stricter for every phase. To fulfill the requirements new innovations and technologies are being developed, among other solutions to change how people live in order to become a sustainable city. This paper examines if it is possible for the last phase, Loudden, of Stockholm Royal Seaport to become a city of zero-net energy buildings, zero carbon and zero waste, and what it would take to achieve this. The results show that from a technical perspective, and with the delimitations of this study, it would be possible for Loudden to become completely self-sufficient on solar energy, but not to become a city of zero carbon and zero waste. / Att en allt större del av jordens befolkning flyttar till städerna gör att städerna växer och för med sig större resursanvändning och mer utsläpp. Därför har hållbara städer hamnat allt mer i fokus i diskussioner kring hållbar utveckling. Ett exempel på detta är Norra Djurgårdsstaden, där Stockholms stads vision är att skapa en ”miljöstadsdel i världsklass”. Detta genom att etappvis bygga stadsdelen och skärpa kraven kring energi, avfall och utsläpp allt eftersom stadsdelen växer fram. Syftet med detta projektarbete är att reda ut vilka krav som skulle behöva ställas på Loudden, sista etappen av Norra Djurgårdsstaden, för att stadsdelen ska kunna vara helt självförsörjande vad gäller energi för byggnader, utsläpp av växthusgaser, samt helt och hållet kunna ta hand om sitt eget avfall. Frågeställningarna är: Vilka miljökrav finns för de tidigare etapperna och hur väl har de följts?; Vilka miljökrav finns redan nu för Loudden?; Vilka krav krävs för att göra Loudden helt självförsörjande?; Sett från ett tekniskt perspektiv, är det möjligt att uppnå de krav som krävs för att Loudden ska bli helt självförsörjande? För att besvara dessa frågor har intervjuer hållits med ansvariga för Norra Djurgårdsstaden inom Stockholms stad, olika aktörer i projektet samt forskare och miljövetare på KTH. Litteraturstudier och bearbetning av relevant statistik har även gjorts. Resultaten visar att det sett från ett tekniskt perspektiv, och med de avgränsningar som gjorts för studien, vore möjligt för Loudden att bli helt självförsörjande på solenergi. Dock visar studien att Loudden inte kan bli utsläppsneutral med de systemgränser som satts, på grund av invånarnas antagna transport- och konsumtionsvanor. Loudden som stadsdel kommer inte heller att kunna ta hand om sitt eget avfall. Slutsatsen är att det i dagsläget är fullt möjligt att bygga bättre rent tekniskt, hindrena ligger snarare i sociala och ekonomiska aspekter, så som livsstil, lagstiftning och dagens politik. Det är alltså inte rimligt att fokusera på endast en av hållbarutvecklings tre dimensioner då de överlappar varandra för mycket.