<p>Huvudsyftet med studien var att se i vilken grad det går att finna samarbeten genom material- och/eller energiutbyten mellan närliggande anläggningar inom skogsindustrin i Sverige. Genom att göra en inventering av vilka anläggningar som finns inom skogsindustrin och sedan kontakta dessa, sammanställdes en lista över de olika anläggningarna och deras olika samarbeten. Inventeringen gjordes med hjälp av olika branschorganisationer samt sökmotorer på Internet. Utöver detta besöktes också fyra intressanta fall för att ge en inblick i hur dessa samarbeten kan se ut.</p><p>Studien visar på att den här typen av samarbeten existerar inom skogsindustrin och att drygt en tredjedel av de studerade anläggningarna har någon form av samarbeten rörande dessa frågor. Detta pekar på att man inom skogsindustrin är långt framme när det gäller resursutnyttjande och att möjligheten att minimera sin energi- och materialanvändning hela tiden är en relevant fråga.</p><p>Det finns med stor sannolikhet ännu fler sådana samarbeten som inte framkommit vid undersökningen och en intressant aspekt är att vid de besök som gjordes upptäcktes samarbeten som inte uppmärksammats vid tidigare kontakter. Av de 152 tillfrågade anläggningarna i inventeringen erhölls svar från 117 stycken vilket tyder på att det finns ett stort intresse för dessa frågor inom skogsindustrin. Flera av de anläggningar som inte hade några samarbeten kring dessa frågor svarade också att de hela tiden undersöker möjligheten till att inleda sådana.</p><p>Många av samarbetena rörande dessa frågor kretsar kring leveranser av el och ånga samt spån och flis men en del andra intressanta samarbeten har också framkommit. Exempelvis används slam från bioreningsdammar till bränsle, jordförbättringsmedel och som täckmaterial vid deponier.</p><p>Sammanfattningsvis tyder detta på att skogsindustrin ligger långt framme gällande dessa frågor men att det fortfarande finns mer att göra om energi- och materialanvändningen och därigenom den negativa miljöpåverkan ska minimeras.</p> / <p>The aim and objective with this study was to investigate to what extent co-operation through material and energy exchange between adjacent industries among the forest industry in Sweden could be found. First, an inventory of the industries in the forest industry was conducted. Secondly, each company was contacted with questions concerning this issue. Complementary field studies of four specific cases were conducted in order to give an insight to how these co-operations may function in reality.</p><p>The result of this study illustrates that co-operations among the industries exist in the forest industry sector as more than a third of the investigated industries has some kind of co-operation regarding material and energy exchange with adjacent industries.</p><p>A total number of 152 industries were identified during the inventory phase and 117 of those industries participated in the study with their own answers. This high participation rate enhances the impression that these are important questions to the forest industry sector. Numerous of the co-operations mentioned revolve around electricity, steam, and by products from sawmills, like woodchips and sawdust. Nevertheless, a few other interesting co-operations have also been revealed during the study, for example; sludge from some of the pulp mills are used as fuel, soil fertilizer and as covering material at landfills.</p><p>An interesting point is that co-operations, which not were discovered during the earlier correspondence with the industries, in fact were revealed during the field studies. Therefore, the probability that there are more existing co-operations between adjacent industries than the findings in the study reveals, are high.</p><p>To sum up, this shows that the forest industry is well in advance regarding co-operation through material and energy exchange between adjacent industries. However, there is still a lot to be done if the negative effect on the environment from the forest industry should be minimised.</p>

Huvudsyftet med studien var att se i vilken grad det går att finna samarbeten genom material- och/eller energiutbyten mellan närliggande anläggningar inom skogsindustrin i Sverige. Genom att göra en inventering av vilka anläggningar som finns inom skogsindustrin och sedan kontakta dessa, sammanställdes en lista över de olika anläggningarna och deras olika samarbeten. Inventeringen gjordes med hjälp av olika branschorganisationer samt sökmotorer på Internet. Utöver detta besöktes också fyra intressanta fall för att ge en inblick i hur dessa samarbeten kan se ut. Studien visar på att den här typen av samarbeten existerar inom skogsindustrin och att drygt en tredjedel av de studerade anläggningarna har någon form av samarbeten rörande dessa frågor. Detta pekar på att man inom skogsindustrin är långt framme när det gäller resursutnyttjande och att möjligheten att minimera sin energi- och materialanvändning hela tiden är en relevant fråga. Det finns med stor sannolikhet ännu fler sådana samarbeten som inte framkommit vid undersökningen och en intressant aspekt är att vid de besök som gjordes upptäcktes samarbeten som inte uppmärksammats vid tidigare kontakter. Av de 152 tillfrågade anläggningarna i inventeringen erhölls svar från 117 stycken vilket tyder på att det finns ett stort intresse för dessa frågor inom skogsindustrin. Flera av de anläggningar som inte hade några samarbeten kring dessa frågor svarade också att de hela tiden undersöker möjligheten till att inleda sådana. Många av samarbetena rörande dessa frågor kretsar kring leveranser av el och ånga samt spån och flis men en del andra intressanta samarbeten har också framkommit. Exempelvis används slam från bioreningsdammar till bränsle, jordförbättringsmedel och som täckmaterial vid deponier. Sammanfattningsvis tyder detta på att skogsindustrin ligger långt framme gällande dessa frågor men att det fortfarande finns mer att göra om energi- och materialanvändningen och därigenom den negativa miljöpåverkan ska minimeras. / The aim and objective with this study was to investigate to what extent co-operation through material and energy exchange between adjacent industries among the forest industry in Sweden could be found. First, an inventory of the industries in the forest industry was conducted. Secondly, each company was contacted with questions concerning this issue. Complementary field studies of four specific cases were conducted in order to give an insight to how these co-operations may function in reality. The result of this study illustrates that co-operations among the industries exist in the forest industry sector as more than a third of the investigated industries has some kind of co-operation regarding material and energy exchange with adjacent industries. A total number of 152 industries were identified during the inventory phase and 117 of those industries participated in the study with their own answers. This high participation rate enhances the impression that these are important questions to the forest industry sector. Numerous of the co-operations mentioned revolve around electricity, steam, and by products from sawmills, like woodchips and sawdust. Nevertheless, a few other interesting co-operations have also been revealed during the study, for example; sludge from some of the pulp mills are used as fuel, soil fertilizer and as covering material at landfills. An interesting point is that co-operations, which not were discovered during the earlier correspondence with the industries, in fact were revealed during the field studies. Therefore, the probability that there are more existing co-operations between adjacent industries than the findings in the study reveals, are high. To sum up, this shows that the forest industry is well in advance regarding co-operation through material and energy exchange between adjacent industries. However, there is still a lot to be done if the negative effect on the environment from the forest industry should be minimised.

Rooted in Industrial Ecology (IE) theory, this report evaluates how urban agricultural concepts and techniques, can contribute to improved ecological sustainability within the inner city boundaries of Stockholm. An overarching literary study as well as an interview was carried out, resulting in a qualitative analysis followed by suggestions for practical implementations. A substantial convergence was found between the eco-restructuring objectives of IE and the principal motives for urban agriculture. Consequently, eco-restructuring objectives are found in varying degrees in the presented urban agricultural techniques. Industrial symbioses, permaculture and combinations of urban agricultural techniques are tools which are capable of corresponding adequately to the diversity of urban settings. Prominent occurrences of eco-restructuring objectives and provisioning of ecosystem services motivated, for instance; green walls on Hornsgatan, aquaponics on allotments, waste heat-utilizing rooftop gardens, as well as vertical farming in suitable eco-industrial symbioses. / Utifrån teorier inom det vetenskapliga fältet Industriell Ekologi (IE) bedömer denna rapport hur stadsodling i Stockholms innerstad, både som koncept och praktiska tekniker, kan bidra till ökad ekologisk hållbarhet. I detta syfte genomfördes en övergripande litteraturstudie samt intervju, resulterande i en kvalitativ analys med tillhörande förslag på tillämpningar i Stockholm. Det upptäcktes att IE:s eko-restruktureringsmål fanns återspeglade i motiven för stadsodling som koncept, samt i varierande grad i samtliga berörda stadsodlingstekniker. Diversiteten av stadsmiljöer kan besvaras av kombinationer av stadsodlingstekniker, permakulturella koncept och industriella symbioser. Särskilt utmärkande förekomster av eko-restruktureringsmål samt utförande av ekosystemtjänster motiverade bland annat; väggodlingar på Hornsgatan, aquaponics på kolonilotter, spillvärmetillvaratagande takodlingar samt vertikala växthus i adekvata industriella symbioser.

Syftet med examensarbetet är att utreda vilken potential det finns för en samverkan mellan Tekniska Verken och växthus. Målet är att genom industriell symbios skapa en resurseffektiv systemlösning där Tekniska Verkens produktionsanläggningars miljöprestanda förbättras samtidigt som växthusets klimatpåverkan minskas. Tekniska Verken har överskottsvärme i sina produktionsanläggningar. Under 2007 hade Gärstad- och Kraftvärmeverket 54 GWh överskottsvärme. Största delen av överskottsvärmen fanns på sommaren, då värmebehovet i fjärrvärmesystemet var som lägst. Effekten som kyldes bort under sommaren uppgick till 25 MW. Om ett par år kommer Svensk Biogas anläggning i Linköping ha överskottsvärme på 26 GWh per år. Effekten kommer då vara 4 MW på vintern och 2 MW på sommaren. Koldioxidmängden från biogasanläggningen uppgår till 16 000 ton per år vilket ger ett flöde på 1,8 ton i timmen. Biogasanläggningen i Linköping producerar 45 000 ton biogödsel per år. Grönsaker som tomat, gurka, örter och sallat odlas i växthus och trivs bäst vid temperaturer på 15-26 ˚C. Under dagen bör temperaturen vara något högre än nattetid. För att öka tillväxten hos plantorna kan koldioxid tillföras. Vid stark ljusinstrålning och varmt klimat kan koldioxidhalten höjas från 375 ppm till 1 200 ppm. Värmeenergibehovet för en tomatodling ligger mellan 350 till 550 kWh per kvadratmeter och år. Maxeffekten för uppvärmningssystemet varierar mellan 200 och 300 W per kvadratmeter beroende på växthusets placering och isoleringsmaterial. Koldioxidtillförseln är 7-20 gram per kvadratmeter växthus. Överskottsvärmen från Tekniska Verkens produktionsanläggningar räcker till att försörja ett traditionellt växthus på 2 hektar. Växthuset har lägst värmebehov på sommaren vilket gör att endast en liten del av värmen från Gärstad- och Kraftvärmeverket kan tas tillvara. Mängden överskottsvärme från biogasanläggningen är som störst under vintern och något lägre under sommaren, vilket gör den väl lämpad för en matchning med växthus. Mängden koldioxid räcker för att tillgodose en växthusareal på 9 hektar. Eventuellt kan det bli möjligt att använda biogödsel som växtnäring i växthus. Dock bör vidare studier utföras innan detta kan fastställas. Tekniska Verken utreder hur ett samarbete med företaget Plantagon skulle kunna se ut. Plantagon har tillsammans med Sweco tagit fram ett innovativt odlingskoncept där växter odlas på höjden i ett sfärformat växthus. För att verifiera Swecos uppgifter om energi- och effektbehov samt få en uppfattning om vilka parametrar som påverkar växthusklimatet har beräkningar utförts. De faktorer som tagits hänsyn till i beräkningarna är värmeledning, konvektion, solstrålning, ventilation, avfuktning och vattenanvändning. För att se hur effektbehovet varierar över året har beräkningarna upprepats för varje månad. Överskottsvärmen från Tekniska Verken räcker gott och väl för att täcka Plantagons växthus värmebehov. För att uppskatta hur mycket Tekniska Verkens resurser skulle kunna reducera en växthusodlings klimatpåverkan har sex olika scenarier ställts upp. Med hjälp av en befintlig livscykelanalys för svensk tomatodling har koldioxidekvivalenterna per kilogram producerade tomater för de olika scenarierna beräknats och jämförts. Två av scenarierna är kopplade till Tekniska Verken. Det ena scenariot är en traditionell växthusodling och den andra är Plantagons växthus. En traditionell växthusodling som förses med Tekniska Verkens resurser samt producerar närproducerade grönsaker visade sig få en väsentligt mycket lägre klimatpåverkan än en genomsnittlig växthusodling. Produktion av 78 kilogram tomater i det växthuset motsvarar samma klimatpåverkan som 1 kilogram tomater från en genomsnittlig svensk växthusodling.  Plantagons växthus kan på samma sätt producera 7 kilogram tomater för samma klimatpåverkan som 1 kilogram tomater från en genomsnittlig växthusodling. Genom att använda överskottsvärme, koldioxid och biogödsel från Tekniska Verken till att driva växthus kan en systemlösning med låg miljöpåverkan skapas. Resurser som tidigare inte utnyttjats kan få ett användningsområde, vilket ökar miljöprestandan för produktionsanläggningarna. Grönsakerna som produceras får en låg miljöpåverkan vilket gör att de exempelvis kan klimatcertifieras samt säljas som närproducerade i Linköpingstrakten. Genom att undvika långa och kostsamma transporter samt kunna sälja grönsaker till ett högre pris ökar förtjänsten för odlingsföretaget. / The purpose of this master thesis is to assess the potential from a joint venture between Tekniska Verken and greenhouses. The goal is to, through industrial symbiosis, create a resource-efficient solution in which Tekniska Verken’s facilities can improve their environmental performance while the greenhouse’s climate impact is reduced. Tekniska Verken has excess heat in their facilities. In 2007 Gärstad- and Kraftvärmeverket had 54 GWh excess heat. The largest quantity of excess heat occur during the summer when the demand for heat in the district heating system is the lowest. The excess heat during the summer reached a high level as 25MW. In a few years, Swedish Biogas’s plant in Linköping will have an excess heat of about 26 GWh per year. The effect will then be 4 MW during the winter and 2 MW during the summer. The amount of carbon dioxide released from the biogas plant is 16 000 tons a year resulting in a flow of 1.8 tons per hour. The biogas plant in Linköping produces 45 000 tons of bio-fertilizer a year. Vegetables like tomatoes, cucumbers, herbs and lettuces are grown in greenhouses thrives best at temperatures of 15-26 ˚ C. During the day, the temperature should be slightly higher than during the night. In order to enhance growth of the plants, carbon dioxide can be added. In strong light and warm climates, carbon dioxide concentration can be increased from 375 ppm to 1200 ppm. The energy demand for tomato cultivation is somewhere between 350-550 kWh per square meter and year. The power requirement varies between 200 and 300 W per square meter depending on plant location and the house insulation. The carbon dioxide supply is 7-20 grams per square meter greenhouse. The excess heat from Tekniska Verken’s facilities is enough to support a traditional greenhouse with the size of two hectares. The greenhouse has its lowest heat demand in the summer, which has the effect that only a small portion of excess heat from Gärstad- and Kraftvärmeverket can be used. The amount of excess heat from the biogas plant is highest in the winter and slightly lower in the summer, making it well suited for a match with the greenhouse. The amount of carbon dioxide is enough to meet the demand of a greenhouse with an area of 9 hectares. It could potentially be possible to use bio-manure as fertilizer in the greenhouse. However, further studies should be conducted before this can be assured. Tekniska Verken is investigating how a joint venture with the company Plantagon could be set up. Plantagon together with Sweco has developed an innovative cultivation concept in which plants are grown in levels in a sphere-shaped greenhouse. To verify the data on energy and power needs given by Sweco, and to get an idea of the parameters that affect greenhouse climate, calculations have been performed. The factors taken into account in the calculations are the heat conduction, convection, solar radiation, ventilation, dehumidification and the use of water. To see how the power requirements vary throughout the year, the calculations have been repeated for every month. The excess heat from Tekniska Verken is more than enough to cover the greenhouse’s heat demand. In order to estimate how much Tekniska Verken could reduce a greenhouse cultivation’s climate impact, six different scenarios is set. Using an existing life cycle analysis of Swedish tomato cultivation the carbon dioxide emission per kilogram of tomatoes for the different scenarios were calculated and compared. Two of the scenarios are linked to Tekniska Verken. One scenario is traditional greenhouse cultivation and the other is Plantagon greenhouse. A traditional greenhouse cultivation which is provided with resources from Tekniska Verken and is locally producing vegetables has a smaller carbon footprint than average greenhouse cultivation. The production of 78 kg of tomatoes in that greenhouse corresponds to the same carbon footprint as 1 kilogram tomatoes from average greenhouse cultivation. Plantagon greenhouse can similarly produce 7 kilograms of tomatoes in the same climate impact as 1 kilogram of tomatoes from average greenhouse cultivation. By using excess heat, carbon dioxide and bio-manure from Tekniska Verken to power the greenhouse, a system solution with low environmental impact is created. Previously not used resources will have a sector of application, which increases the environmental performance of the production facilities. The produced vegetables will get a lower environmental impact and could, for example be climate certified and sold as locally produced in the Linköping area. By avoiding long and expensive transports and to be able to sell vegetables at a higher price increases the profits for cultivation company.

The concept of industrial symbiosis aspires to increase regional resource efficiency by correlating traditionally separate industrial corporation towards a common goal regarding economic benefits and reduced environmental influence. The aim of this study was to determine the potential to industrial symbiosis within communities along the coast of northern Sweden, evaluating the possibility to increase the regional resource efficiency. Initially, eleven communities were evaluated regarding two validated indicators, industrial diversity and economic yield. Two considered communities, Umeå and Örnsköldsvik acquired the most promising values and were hence selected to be included further in the study. In order to evaluate the potential to industrial symbiosis, information regarding the industrial material and energy flows associated with the two were retrieved and analyzed. Additionally, the aggregated industries were categorized by national and European industrial classification codes, which enabled an analogy with already implemented, international synergies in the same industrial fields. Ultimately, 31 potential synergies could be charted within and between the studied communities. Örnsköldsvik exhibited a more superior potential to industrial symbiosis than Umeå, although the latter conducted a higher value regarding industrial diversity than the previous. The result was partly conducted by established correlations between the industrial composition within the studied communities and virtual cases of implemented synergies consisting of the same industries and energy or material flows around the world. The potential to industrial symbiosis along the northern coast of Sweden could ultimately be determined which, if enforced, could be expected to increase the regional resource efficiency.

CJP Solutions och Waste Handling and Management (WHAM) är två företag i Melbourne, Australien, som utvecklar en process för återvinning av bioslam från Melbourne Waters reningsverk. Slammet är förorenat med metaller från industriellt avloppsvatten som har behandlats tillsammans med det kommunala avloppsvattnet. Företagen sökte en hållbar biologisk process inkluderande alger för att rena och fånga in rökgaser från pyrolisering och förbränning av det förorenade slammet. I det här examensarbetet har en teknisk lösning utformats, tillverkats och experimentellt prövats på plats under tjugo veckor i Melbourne, med mål att: mäta gas- och vattenreningsprestanda. Efter åtta veckors inledande litteraturstudie omfattande koldioxidinfångst samt algbiologi med industriell tillämpning fattades beslut om att i första hand använda mikroalgen Chlorella vulgaris, för dess robusta egenskaper samt potential för snabb tillväxt. Utöver Chlorella v. odlades en blandning lokala algkulturer tillsammans med Chlorella v. fram, och prövades parallellt vid de efterföljande experimenten. Experimenten utfördes under tre veckor vid energiföretaget AGLs biogasdrivna kraftvärmeverk, på Melbourne Waters Western Treatment Plant. I experimentet leddes orenade rökgaser genom ett system för kylning, filtrering och kompression, till algodlingarna. Algodlingarna var utformade i två separata system, det ena bestående av sju vertikala 25 liters plastkolonner, det andra av en 250 liters bassängodling. Systemen blandades genom luft- och rökgasinsprutning, samt genom mekaniserad omrörning. Algerna odlades i delvis renat avloppsvatten. Val av tekniska lösningar baserades på låga omkostnader, enkel konstruktion, komponenternas tillgänglighet, samt en tre veckors tidsfrist till att utforma och tillverka systemen. / CJP Solutions in collaboration with Waste Handling and Management (WHAM), two companies based in Melbourne, Australia, are currently developing a process to treat and recycle biosolids left over from the wastewater treatment process at Melbourne Water’s Western Treatment Plant. The biosolids are contaminated with heavy metals from industrial wastewater, being treated together with municipal wastewater. The companies are looking for a sustainable solution for sequestering flue gases from pyrolysis of the biosolids, into an algal biomass. In this Master Thesis project, a technical solution has been designed, constructed and tested on site over the course of twenty weeks in Melbourne, the goal being to determine gas and water cleanup performance. After eight weeks of initial literature review covering CO 2-sequestration and industrial applications of algae cultivation, the microalgae Chlorella vulgaris was chosen as the main strain to be used, due to it being robust and having a high growth rate. In addition to the Chlorella v. culture, a mix consisting of local algae cultures together with Chlorella v. was also cultivated throughout the experiments. The experiments were carried out during three weeks at AGL’s biogas power plant, at the Western Treatment Plant. Untreated exhaust gas was led through a system of cooling, filtration, and compression, into the two separate algal culture systems. One consisted of seven 25 litre plastic column reactors, the other of a 250 litre pond reactor. The systems were mixed through air bubbling, exhaust gas inlet, as well as by a mechanical stirrer in the pond reactor. The algae were grown in partially treated wastewater. Factors determining the system design included simplicity in construction, use of cheap, available materials, as well as a three week design and construction deadline. / www.ima.kth.se

This report focuses on governance mechanisms for industrial symbiosis (IS). The study takes an organizational approach on material and energy exchanges between different organizations (or different parts in the same organization) leading to increased regional resource efficiency. This project explores different strategies for governance mechanisms and analyzes how these affect trust. Significant factors for initiating and keeping a collaboration successful are also analyzed. Representatives from 24 Swedish cases of symbiotic arrangements are interviewed and ten themes affecting IS collaborations are identified. The themes are governance structure, shared vision, previous collaboration, local conditions, initiating a collaboration, activities to build trust, conflicts, transaction-based or goal-oriented approach, indicators and distribution of costs and benefits. Among the governance structures used are hierarchy (collaboration between different parts of the same organization), joint venture, strategic alliance and different types of agreements. Common is a 10-15 years agreement, sometimes combined with a strategic discussion about the development of the collaboration. Three factors particularly affecting collaborations are identified: strategic meetings, indicators related to the collaboration and fair profit distribution. The factor strategic meetings is about combining long term agreements with innovation. Long term agreements might be necessary when a project requires investments. Meanwhile, this can suppress innovation by supporting outdated solutions. The paradox of needing both long term agreements and continued innovation may be solved by the practice of having strategic meetings and contract surveillance. Another significant factor for successful collaborations is the use of jointly evaluated indicators. To jointly evaluate a project according to predetermined indicators gives all parties the opportunity to know when a collaboration is successful. The third significant factor is fair profit distribution. Unfair profit distribution may delay or stop a project. It may also decrease trust in an ongoing project. A fair profit distribution is a key factor for enabling long term relationships. / Den här rapporten studerar samarbetsformer för industriell symbios (IS). Fokus för den här studien är material- och energiutbyten mellan organisationer eller mellan olika delar i samma organisation som leder till regional resurseffektivisering. Val och implementering av samarbetsform analyseras i relation till förtroende mellan organisationer och lyckade samarbeten. Viktiga faktorer för att lyckas starta och bibehålla ett symbiossamarbete analyseras också. Representanter från 24 svenska fall av symbiotiska samarbeten intervjuas och deras svar analyseras utifrån tio teman: samarbetsform, gemensam vision, tidigare samarbete, lokala förutsättningar, att starta ett samarbete, aktiviteter för att bygga förtroende, konflikter, transaktionsbaserat eller målinriktat förhållningssätt, indikatorer och vinstfördelning. Bland de samarbetsformer som används återfinns hierarki (samarbete mellan olika delar i samma organisation), joint venture, strategisk allians och olika typer av avtal. Vanligt är avtal på 10-15 år, ibland kombinerat med en strategisk diskussion om samarbetets utveckling. Tre faktorer identifieras som extra viktiga vid symbiotiska samarbeten: strategiska möten, indikatorer relaterade till samarbetet och rättvis vinstfördelning. Strategiska möten handlar om att kombinera långsiktiga avtal med innovation. Långsiktiga avtal behövs ofta i symbiossamarbeten för att kunna göra investeringar. Samtidigt kan detta låsa fast utdaterade lösningar och försvåra innovation och utveckling. Att ha avtalsbevakning och en strategisk diskussion kring utveckling av samarbetet har identifierats som ett sätt att lösa detta på. En annan betydande faktor för lyckade samarbeten är gemensamma indikatorer relaterade till samarbetet. Att gemensamt utvärdera samarbetet enligt uppsatta indikatorer ger alla parter möjlighet att veta när ett samarbete lyckats. Den tredje identifierade faktorn är rättvis vinstfördelning. Orättvis vinstfördelning kan stoppa eller försena ett samarbete. Det kan också urholka parternas förtroende till varandra. En rättvis vinstfördelning kan däremot skapa förtroende och är en nyckelfaktor till ett långsiktigt samarbete.

Many of the present problems that we are facing arise as unanticipated side-effects of our own actions. Moreover, the solutions implemented to solve important problems often create new problems. To avoid unintended consequences, understanding complex systems is essential in devising policy instruments and in improving environmental management. Thus, this thesis investigated systems modeling approaches to under- stand complex systems and monitor the environmental performance of management actions. The overall aim of the work was to investigate the usefulness of different systems modeling approaches in supporting environmental management. A driver- based, pressure-oriented approach was adopted to investigate systems modeling tools. Material/substance flow analysis, environmental footprinting, input-output analysis, process-based dynamic modeling, and systems dynamics modeling approaches were applied in different cases to investigate strengths and weaknesses of the tools in generating an understanding of complex systems. Three modeling and accounting approaches were also tested at different systems scales to support environmental mon- itoring. Static modeling approaches were identified as fundamental to map, account, and monitor physical resource metabolism in production and consumption systems, whereas dynamic modeling showed strengths in understanding complex systems. The results suggested that dynamic modeling approaches should be conducted on top of static analysis to understand the complexity of systems when devising and testing policy instruments. To achieve proactive monitoring, a pressure-based assessment was proposed instead of the mainstream impact/state-based approach. It was also concluded that the LCA community should shift the focus of its assessments to pressures instead of impacts. / Många nuvarande miljö- och utvecklingsproblem har uppstått som oförutsedda biverkningar av människans egna handlingar. De lösningar som prövats har i sin tur ofta skapat  nya problem. Det därför viktigt att förstå hur komplexa system fungerar och att utforma styrmedel och ledningssystem som minimerar risken för oönskade bieffekter. Den här avhandling har använt olika modelleringsmetoder för att öka förståelsen för komplexa system och bidra med kunskaper om hur miljöprestanda och förvaltningsåtgärder kan följas upp på ett mer effektivt sätt. Det övergripande syftet med arbetet var att undersöka användbarheten av olika modelleringsmetoder för att effektivisera den fysiska resurshanteringen i samhället. I arbetet har ett flödesbaserat och aktörsinriktat arbetssätt (pressure based and driver oriented approach) använts i modelleringen.  Material- och substansflödesanalys, miljöfotavtryck, input-output analys, processbaserad dynamisk modellering och systemdynamiska modelleringsmetoder studerades för att undersöka styrkor och svagheter hos de olika metoderna/verktygen.  Tre olika modellerings- och redovisningsmetoder för att stödja miljöövervakning testades också i olika systemskalor. Statiska modelleringsmetoder (räkenskaper) identifierades som grundläggande för att kartlägga, kontoföra och övervaka den fysiska resursmetabolismen i produktions- och konsumtionssystem, medan dynamisk modellering visade sin styrka i att skapa förståelse för komplexa system. Resultaten pekar på att dynamiska modelleringsmetoder bör användas som ett komplement till statiska analyser för att förstå komplexiteten i systemen när man utformar och testar styrmedel. För att uppnå proaktiv övervakning bör flödesbaserade räkenskaper utnyttjas i större utsträckning i stället för den vanliga tillstånds- och påverkansövervakningen (state/impact monitoring). En viktig slutsats är därför att LCA-samfundet bör flytta fokus i sina bedömningar från påverkan till flöden. / <p>QC 20160830</p>

I Sverige står byggsektorn för 25% av landets totala utsläpp av växthusgaser, där material står för mer än hälften av dessa utsläpp [1][2][3]. De största bidragsgivarna är stål och betong, men även material som aluminium och asfalt har en betydande miljöpåverkan. Sverige har satt upp ambitiösa mål för att minska CO2-utsläppen inom transportsektorn med 70% till 2030 och att uppnå nettonollutsläpp av växthusgaser till 2045 [4]. Trafikverket är en statlig myndighet med ansvar för transportinfrastruktur, som spelar en avgörande roll för att uppnå dessa mål [5]. Trafikverket står ensamt för 1,4 miljoner ton koldioxidekvivalenter (CO2e) per år, vilket är cirka 30% av de totala växthusgasutsläppen från transportsektorn i Sverige [6]. För att gradvis minska klimatpåverkan från sin verksamhet har Trafikverket satt upp etappmål baserade på de totala utsläppen av växthusgaser från år 2015 [7]. De syftar till att ställa om till 100% fossilfria bränslen till 2030 och uppnå netto-nollutsläpp till 2040. Utöver dessa åtgärder har Trafikverket utvecklat ett särskilt verktyg som kallas Klimatkalkyl, som bygger på principerna för livscykelanalys (LCA) [8]. Detta verktyg är särskilt utformat för att bedöma klimatpåverkan från transportinfrastrukturprojekt. Informationen bygger på energianvändnings- och utsläppsdata från 13 projekt från Trafikverket, i kombination med litteratur och intervjuer med personer inom områden som är relevanta för projektet. De 13 projekten delades in i tre projekttyper, väg, järnväg och bro, för att kunna göra jämförelser mellan olika kategorier och dra slutsatser baserat på analysen. Dessa slutsatser baserades på att identifiera skillnader i återkommande material och aktiviteter och deras klimatpåverkan. När de återkommande materialen hade identifierats undersöktes materialens och aktiviteternas livscykelfas för att fastställa de mest betydande växthusgasutsläppen och den största potentialen för minskning. Resultaten av denna undersökning visade att de största utsläppen och minskningspotentialen för de återkommande materialen fanns i produktionsfasen, medan bränsleförbränningen fanns i användningsfasen med tonvikt på substitution av fossila material. Litteratur och information från intervjuer kombinerades och analyserades för att identifiera potentiella åtgärder för att minska växthusgasutsläppen. De identifierade och bekräftade minskningsåtgärderna implementerades i reduktionsscenarier för vart och ett av Trafikverkets mellanliggande minskningsmål för projekten i klimatkalkyl. Slutsatsen som kunde dras från dessa scenarier var att de nuvarande möjliga reduceringsåtgärderna ger inkonsekventa resultat av de reduceringar som krävs för att uppfylla framtida mål inom transportinfrastrukturbyggande för dessa typer av projekt. Vägprojekten visade stor potential där alla mål utom ett uppnåddes, men järnvägs- och broprojekten nådde inte de flesta av målen för minskning av växthusgasutsläppen. Resultaten tyder därför på att det finns ett behov av ytterligare åtgärder, insatser och innovationer för att nå netto-nollutsläpp till 2040 för transportinfrastruktur. / In Sweden, the construction sector accounts for 25% of the country’s total greenhouse gas (GHG) emissions, with materials accounting for more than half of these emissions [1][2][3]. The main contributors are steel and concrete, but materials such as aluminium and asphalt also have a significant environmental impact. Sweden has set ambitious targets to reduce CO2 emissions in the transport sector by 70% by 2030 and to achieve net-zero GHG emissions by 2045 [4]. The SwedishTransport Administration (STA) is a government agency responsible for transport infrastructure, which plays a crucial role in achieving these goals [5]. The STA alone is responsible for 1.4 million tonnes of carbon dioxide equivalent (CO2e) emissions per year, which is about 30% of the total GHG emissions from the transport sector in Sweden [6]. To gradually reduce the climate impact of its operations, STA has set milestone targets based on total GHG emissions in 2015 [7]. They aim to switch to 100% fossil-free fuels by 2030 and achieve net-zero emissions by 2040. In addition to these measures, STA has developed a special tool called the Climate Calculation Program (CCP), which is based on the principles of Life-Cycle Assessment (LCA) [8]. This tool is specifically designed to assess the climate impact of transport infrastructure projects. The information was based on energy use and emission data from 13 projects managed by the STA, combined with literature and interviews with people in areas relevant to this project. The 13 projects were divided into three project types, road, railway and bridge, in order to make comparisons between different categories and draw conclusions based on the analysis. These conclusions were based on identifying differences in recurring materials and activities and their climate impacts. Once the recurring materials were identified, the life-cycle phase of the materials and activities was examined to determine the most significant GHG emissions and the highest potential for reduction. The results of this investigation showed that the highest emissions and reduction potential for the recurring materials were in the production phase, while fuel combustion was in the use phase with emphasis on substitution of fossil-materials. Literature and information from interviews were combined and analysed to identify potential GHG reduction measures. The identified and confirmed reduction measures were implemented in reduction scenarios for each of the STA’s intermediate reduction targets for the CCP projects. The conclusion that could be drawn from these scenarios was that the current possible reduction measures provide inconsistent results of the reductions necessary to meet future targets in transport infrastructure construction for these types of projects. Road projects showed great potential where all targets but one were achieved, however the railway and bridge projects did not reach most of the GHG emissions reduction targets. The results therefore suggests that there is a need of additional measures, actions and innovations to reach net-zero emissions by 2040 for transport infrastructure.

Odling av mikroalger för framställning av biogas är ett relativt outforskat område. Den forskning som hittills utförts har påvisat lovande resultat tack vare möjligheten att utnyttja resurser som idag går till spillo, eller till och med utgör miljöproblem; mikroalgerna kan rena både näringsrikt vatten (exv. avloppsvatten) och koldioxidutsläpp (rökgaser från industrin) då de tar upp föreningar innehållande kväve, fosfor och kol från dessa källor. Den producerade biogasen kan ersätta fossila bränslen. Dessutom skapas en rötrest som kan återföras till odlingsmarker vilket sluter näringskretsloppet. Mikroalgen Chlorella vulgaris undersöks gällande dess egenskaper i alg-biogasprocessen för att aktuella flöden ska kunna sammanlänkas genom industriell symbios. Mikroalger kan skapa unika möjligheter till kretsloppsanpassad energiproduktion bland annat tack vare att vissa av dem har potential att fungera både som växt och som djur. För att energiproduktionen ska kunna kretsloppsanpassas måste de olika systemen i alg-biogasprocessen lokaliseras strategiskt med avseende på dess flöden. / The area of microalgae cultivation for the production of biogas is quite uninvestigated. Research has shown promising results due to the possibility to make use of resources that are unused or even cause negative environmental impact: the microalgae can purify nutrient rich water (waste water) as well as exhausts rich in carbon dioxide (flue gas) as they take up compounds containing carbon, nitrogen and phosphorus from these sources. The produced biogas can replace fossil fuels. In addition, a digest is produced which can be returned to cropland which closes the nutrient loop. The microalgae Chlorella vulgaris is studied regarding its traits in the algae-to-biogas process in order to evaluate if the flows present can be interlinked through industrial symbiosis. Microalgae can create unique possibilities for loop adapted energy production partly thanks to their potential to function both as plant and as animal. For a loop adapted energy production the different systems in the algae-biogas process need to be located strategically with regards to the flows in the process. / The area of microalgae cultivation for the production of biogas is quite uninvestigated.Research has shown promising results due to the possibility to make use of resources that areunused or even cause negative environmental impact: the microalgae can purify nutrient rich water(waste water) as well as exhausts rich in carbon dioxide (flue gas) as they take up compoundscontaining carbon, nitrogen and phosphorus from these sources. The produced biogas can replacefossil fuels. In addition, a digest is produced which can be returned to cropland which closes thenutrient loop. The microalgae Chlorella vulgaris is studied regarding its traits in the algae-to-biogasprocess in order to evaluate if the flows present can be interlinked through industrial symbiosis.Microalgae can create unique possibilities for loop adapted energy production partly thanks to theirpotential to function both as plant and as animal. For a loop adapted energy production the differentsystems in the algae-biogas process need to be located strategically with regards to the flows in theprocess