The use of plug-in electric vehicles (PEV) is rapidly growing in many countries. In Sweden the number of PEVs in the transport system grew from about 43 000 in December 2017 to almost 58 000 in July 2018. To fully load a discharged PEV battery in a reasonably brief time will require high charging powers, which might cause high peaks in the power grid. The purpose of this project was to investigate the possibilities for electricity production in combined heat and power (CHP) plants to balance the demand peaks in the power grid caused by charging PEV. Data were obtained from different heat production plants in two Swedish cities, Borlänge and Falun. The cities, which have interconnected district heating systems, have a broad spectrum of different types of heat producing plants, and thus functions as an example model of a “typical northern Europe” heating system. An artificial charging load profile was created for a system of a large number of PEVs forming a scalable load. The charging load profile was then used as input in CHP plant models, to generate the heat production profile for the CHP plants in the system. The heat profiles were then used as inputs in a district heating simulation software. The complete Borlänge-Falun heat production system was simulated to find out whether it is possible to operate the CHP plants based on the PEV charging load profile. The generated heat production profiles were similar and clearly followed a pattern that was in line with how the heat and electricity output relate in a CHP plant. The results showed that during periods when the heat demand is high, the CHP plants can operate at full load and are thus capable to fully regulate the charging of the PEVs. During periods when the heat demand is low, and the CHP plants are unable to operate on full load, there is a discrepancy between the CHP plants ability to produce electricity and the PEVs charging demand. If the plants are operated at full load even though the heat demand is low, the heat surplus will be lost unless the system is equipped with a large heat storage. This lost heat will lead to increased costs unless there are control means to compensate the CHP plant operator for the peak regulating services as such provided. Furthermore, constructing an energy system were heat is intentionally wasted might not be considered a sustainable solution. The CHP plant regulating system can, however, be combined with other local regulating, e.g. load control, to minimise the heat wasted.

Detta examensarbete presenterar en uppföljning av driftresultat från infraljudsotnings-anläggningen på Borås Energi och Miljös två avfallspannor på kraftvärmeverket Ryaverket. Perioden som studeras är begränsad till sommaren 2013. Dessutom genomförs en ekonomisk uppföljning av infraljudsotningsaffären.Förbränningen av hushålls- och industriavfall i Ryaverkets två avfallspannor resulterar i mycket aska och askbeläggningar på värmeöverförande delar, vilket medför sämre värmeöverföring mellan matarvatten och rökgaser. För att rengöra värmeöverförande delar används olika sotningsmetoder. Tidigare (fram till hösten 2011) användes uteslutande ångsotning och sprängsotning på Ryaverket. Dessa sotningsmetoder har en del nackdelar i form av bl.a. materialslitage och höga kostnader. Hösten 2011 installerades fyra infraljudsotare på avfallspannornas ekonomisrar. Målet med installationen var att ge en ångsotningsreducering med 90 % för båda pannorna (PVA1 och PVA2) och att sprängsotning inte längre skulle vara nödvändig. Ångsotningsreduceringen beräknades genom ta antal ångsotningar över ekonomisern/antal ångsotningsdagar, för att därefter beräkna skillnaden då infraljudsotarna var i drift och när de var avstängda. Den här studien indikerar en ångsotningreducering för PVA1 på 40 % och för PVA2 på 54 % under den studerade perioden. Dessutom är det fortfarande nödvändigt med sprängsotningar. Leverantören av infraljudsotningsanläggningen har i en egen utredning studerat en längre tidsperiod (oktober 2010-oktober 2012). Ångsotningsreduceringen för denna period uppskattades till ca 75 %.I det här examensarbetet analyserades och jämfördes mätdata från referensveckor då infraljudsotarna var i drift med veckor då infraljudsotarna var avställda. Den ekonomiska lönsamheten med investeringen uppskattades med annuitetsmetoden. Investeringen i infraljudsotarna visades sig lönsam då besparingen som infaller varje år är större än annuiteten. PVA1 har ett årligt annuitetsöverskott på 133 734 SEK/år och PVA2 har ett högre annuitetsöverskott på 221 934 SEK/år. Avbetalningstiden är på 5,4 år för PVA1 och 3,9 år för PVA2. Vid en ångsotningsreducering på 90 % hade avbetalningstiden varit ca 2,5 år.Orsaker till varför infraljudsotarna inte sotar mer effektivt kan vara kopplade till att avfallsbränslet innehåller bly, zink och alkali vilket ger askan vidhäftande egenskaper. I rökgasstråket sitter ekonomisern efter en cyklon som medför till att större askpartiklar fångas upp av cyklonen medan mindre askpartiklar flyger förbi cyklonen och fäster sig på tubpaketen och ekonomiserväggar. Genom tester av ljudtryck och omverifiering av beräkningsmodeller har det konstaterats att infraljudsotarna fungerar som de ska och att de jobbar med optimal frekvens. Borås Energi och Miljö har därför dragit slutsatsen att ljudsotningsfrekvensen är optimal och därför skulle ytterligare åtgärder förmodligen inte förbättra infraljudsotarnas effektivitet. / <p>This thesis evaluates the operational performance of the infrasound soot system installed at the two waste-fired combined heat and power boilers (PVA1 and PVA2) at Ryaverket of Borås Energi och Miljö AB. The time period selected for the evaluation was the summer of 2013. In addition an evaluation of the economic results, behind the investment in the infrasound soot system, is undertaken.</p><p>Incineration of industrial and domestic waste results in an amount of ash. The ash gives a coat on surfaces on the heat transfer units. The coat results in reduced heat transfer. In the autumn of 2011 four infrasound soot cleaners were installed at Ryaverket because of the negative sides of the existing steam soot blowers. The goal for the usage reduction of the soot blowers was 90 %. This study shows that the actual reduction was 40 % for PVA1 and 54 % for PVA2 during the investigated period. The supplier of the infrasound soot system has, in an internal investigation ranging from October 2010 to October 2012, calculated the actual reduction to 75 %.</p><p>In this thesis a comparison between two different time frames is carried out with help from a hardware that collects measurement data from the incineration boilers. The comparison is from when the infrasound soot cleaners were shut down and when they were in operation. The economic evaluation is done with a method called annuity where the economic model indicates the annual payment for the investment. The conclusion is that the investment of the infrasound soot cleaners is profitable. PVA1 has an annual profit of 133 734 SEK and PVA2 has an even better annual profit of 221 934 SEK. The payoff time for the investment is 5,4 years for PVA1 and 3,9 years for PVA2. If the steam soot reduction would have resulted in 90 %, the payoff time would have been 2,5 years.</p><p>A possible reason for the difficulty to remove the ash coat is that the waste fuel contains lead, zinc and alkali. These substances might give the ash an adhesive ability. The infrasound soot cleaners are located downstream of the cyclone, where larger ash particles are removed from the flue gas. The remaining ash particles in the flue gas downstream of the cyclone are small, which might increase the adhesive behavior of the ash. Various tests, carried out prior to this investigation, show that the sound frequency is close to optimal and further optimization of the frequency would probably not improve the performance the infrasound soot cleaners.</p><p>Program: Energiingenjörsprogrammet med allmän inriktning,</p>

<p>Då Sverige historiskt sett har haft låga priser på el har ett system som använder mycket el byggts upp. Efter avregleringen av den europeiska elmarknaden har priserna på el ökat och beräknas stiga till samma nivåer som på kontinenten. Behovet att minska energianvändningen och då främst el har blivit en viktig fråga varpå Energimyndigheten valt att inom projektet STIL2, STatistik I Lokaler, inventera energianvändningen i svenska lokaler.</p><p> Rapportens syfte är att undersöka hur kontorslokalers energianvändning i Stockholmsregionen påverkar energisystemet med fokus på användningen av komfortkyla. Genom att utnyttja fjärrvärmedrivna kylmaskiner, absorptionskylmaskiner, höjs värmelasten sommartid när värmelasten är låg vilket medför ett ökat underlag för produktion av värme och el i kraftvärmeverk. Med data från STIL 2 uppskattades kylbehovet i kontorslokaler till 30 kWh kyla per m2 och år. Denna last användes sedan vid undersökningen av kontorslokalernas påverkan på energisystemet och vid inkopplingen av en absorptionskylmaskin i Farsta företagsområde.</p><p>Undersökningen visade att det i vissa delar av Stockholms södra och centrala fjärrvärmenät finns en viss möjlighet att använda absorptionskylmaskiner för produktion av kyla. Lönsamheten för dessa ökar med ett höjt elpris och ökat underlag av billig värme från kraftvärmeverk. Undersökning av kylproduktion i Farsta företagsområde visade att bäst lönsamhet gav en kombination av absorptionskylmaskin och eldriven kompressorkylmaskin. Maskinerna används ungefär hälften av årets timmar vardera och gav en vinst på 2,9 MSEK i nuläget och 3,7 i framtidsscenariot över 10 år. Utsläppen av koldioxid minskade med 130 ton i nutidsscenariot och 180 ton i framtidsscenariot per år på grund av den ökade elproduktionen som absorptionskylmaskinen gav underlag för i kraftvärmeverken ibland annat Högdalen.</p><p>Att installera absorptionskylmaskiner i de befintliga fjärrkylanäten är i dagens system inte lönsamt då tillgången på billig värme är för liten och maskinerna skulle producera under för få av årets timmar. Konkurrensen från frikylaproduktionen gör att värmen måste vara väldigt billig för att absorptionskylmaskinerna ska producera.</p>

<p>Som ett led i att minska växthuseffekten och den globala uppvärmningen gäller det att minskautsläppen av koldioxid. En stor del av den koldioxid som släpps ut inom energisektornkommer från elproduktion i kolkondenskraftverk. Dessa utsläpp kan minskas genomutbyggnad av kraftvärme, det vill säga samtidig produktion av värme och el. Ett sätt att göradet är att komplettera befintliga, småskaliga värmeverk med elproduktion via enproduktionsintegrerad ORC-krets (Organisk Rankinecykel). Syftet med den här studien är attge en uppfattning om de tekniska och ekonomiska förutsättningarna, vid installation av enproduktionsintegrerad ORC-krets. Syftet är också att jämföra dessa förutsättningar medförutsättningarna vid installation av den alternativa flashtekniken.En Organisk Rankinecykel (ORC) fungerar som en konventionell Rankinecykel(ångkraftcykel), med en ångturbin och generator som genererar el. Skillnaden är attarbetsmediet i kretsen är organiskt, istället för vatten. Exempel på arbetsmedier är olikafreoner, köldmedier, ammoniak och kolväten. Vilket arbetsmedium som väljs är beroende avtemperaturer och flöden.Studien har baserats på ett typiskt fjärrvärmesystem av storleken 20 MW, med enbiobränslepanna på 10 MW, en rökgaskondensor med storleken 20 % av biobränslepannanseffekt samt en oljespetspanna för att täcka resterande behov.Tre systemkoncept har studerats.Lastintegrerad ORC: Är det traditionella inkopplingssättet av ORC-enheter (kondensdrift),där den i det här fallet ansluts som en vanlig fjärrvärmekund. Nackdelen med detta koncept, äratt en stor mängd värme försvinner till omgivningen via ORC-enhetens kylning.Produktionsintegrerad ORC: Tanken här är att ORC-enheten installeras direkt efter systemetspanna. Restvärmen från ORC-enheten matas sedan tillbaka till systemet och kan användassom betald fjärrvärme istället för att kylas bort.Flashtekniken: I detta koncept produceras vattenånga från hetvatten i en ånggenerator. Ångangår sedan genom en enkel ångturbin med generator och el genereras. Efter turbinen användsångan till att värma vattnet till fjärrvärmenätet.Studien har visat att lastintegrerad ORC genererar en förlust varje år och är ett koncept sominte är lönsamt. Produktionsintegrerad ORC och flashtekniken genererar båda en vinst varjeår. Flashtekniken är dock mer lönsamt, främst för att verkningsgraden är aningen högrejämfört med ORC. Vidare verkar flashtekniken ha lägre investeringskostnader dåkomponenterna är färre och enklare. Detta ger en indikerande pay-off tid mellan 8 och 12 årför ORC, respektive mellan 5 och 9 år för flashtekniken.</p> / <p>A part of reducing the increased greenhouse effect is to reduce emissions of carbon dioxide.Much of the carbon dioxide emitted by the energy sector comes from electricity produced incondensing power plants. These emissions can be reduced by the development ofcogeneration, i.e. simultaneous production of heat and electricity. One way to do this is tocomplement the existing, small-scale heat plants with electricity production via a productionintegrated ORC (Organic Rankine Cycle). The purpose of this study is to give an idea of thetechnical and economical conditions, when installing a production integrated ORC. Thepurpose is also to compare these conditions with the conditions for the alternative flashtechnology.An Organic Rankine Cycle (ORC) works as a conventional Rankine Cycle (steam poweredcycle), with a steam turbine and generator that generates electricity. The difference is that thefluid in the circuit is organic, instead of water. Examples of organic fluids are CFCs,refrigerants, ammonia and hydrocarbons. Which fluid is chosen depends on the temperaturesand flows.The study was based on a typical district heating systems of size 20 MW, with a biomass firedboiler of 10 MW, a flue gas condenser with size 20% of the biomass fired boiler power tipand an oil boiler to meet remaining needs.Three system concepts were studied.Load integrated ORC: Is the traditional way of connecting ORC units (condensation mode), inthis case it is connected as an ordinary district heating customers. The downside of thisconcept is that a large amount of heat is lost to the atmosphere, via the ORC device coolingsystem.Production integrated ORC: The idea here is that the ORC unit is installed directly after theboiler. Residual heat from the ORC unit is then fed back into the system and can be used aspaid heat in the district heating system, instead of cooling it off.Flash Technology: In this concept steam is produced from hot water in a steam generator. Thesteam then goes through a steam turbine and generates electricity. After the turbine, the steamis used to heat the water for the district heating system.The study has shown that the load integrated ORC generates a loss each year and is a conceptwhich is, under the assumptions being made, not profitable. Production integrated ORC andflash technology both generates a profit every year. Flash technology is more profitable,primarily for the efficiency is slightly higher compared to the ORC. Further, flash technologyseems to have lower investment costs because the components are fewer and simpler. Thisgives an indicated pay-off time between eight and 12 years for ORC, and between five andnine years of Flash technology.</p>

Som ett led i att minska växthuseffekten och den globala uppvärmningen gäller det att minskautsläppen av koldioxid. En stor del av den koldioxid som släpps ut inom energisektornkommer från elproduktion i kolkondenskraftverk. Dessa utsläpp kan minskas genomutbyggnad av kraftvärme, det vill säga samtidig produktion av värme och el. Ett sätt att göradet är att komplettera befintliga, småskaliga värmeverk med elproduktion via enproduktionsintegrerad ORC-krets (Organisk Rankinecykel). Syftet med den här studien är attge en uppfattning om de tekniska och ekonomiska förutsättningarna, vid installation av enproduktionsintegrerad ORC-krets. Syftet är också att jämföra dessa förutsättningar medförutsättningarna vid installation av den alternativa flashtekniken.En Organisk Rankinecykel (ORC) fungerar som en konventionell Rankinecykel(ångkraftcykel), med en ångturbin och generator som genererar el. Skillnaden är attarbetsmediet i kretsen är organiskt, istället för vatten. Exempel på arbetsmedier är olikafreoner, köldmedier, ammoniak och kolväten. Vilket arbetsmedium som väljs är beroende avtemperaturer och flöden.Studien har baserats på ett typiskt fjärrvärmesystem av storleken 20 MW, med enbiobränslepanna på 10 MW, en rökgaskondensor med storleken 20 % av biobränslepannanseffekt samt en oljespetspanna för att täcka resterande behov.Tre systemkoncept har studerats.Lastintegrerad ORC: Är det traditionella inkopplingssättet av ORC-enheter (kondensdrift),där den i det här fallet ansluts som en vanlig fjärrvärmekund. Nackdelen med detta koncept, äratt en stor mängd värme försvinner till omgivningen via ORC-enhetens kylning.Produktionsintegrerad ORC: Tanken här är att ORC-enheten installeras direkt efter systemetspanna. Restvärmen från ORC-enheten matas sedan tillbaka till systemet och kan användassom betald fjärrvärme istället för att kylas bort.Flashtekniken: I detta koncept produceras vattenånga från hetvatten i en ånggenerator. Ångangår sedan genom en enkel ångturbin med generator och el genereras. Efter turbinen användsångan till att värma vattnet till fjärrvärmenätet.Studien har visat att lastintegrerad ORC genererar en förlust varje år och är ett koncept sominte är lönsamt. Produktionsintegrerad ORC och flashtekniken genererar båda en vinst varjeår. Flashtekniken är dock mer lönsamt, främst för att verkningsgraden är aningen högrejämfört med ORC. Vidare verkar flashtekniken ha lägre investeringskostnader dåkomponenterna är färre och enklare. Detta ger en indikerande pay-off tid mellan 8 och 12 årför ORC, respektive mellan 5 och 9 år för flashtekniken. / A part of reducing the increased greenhouse effect is to reduce emissions of carbon dioxide.Much of the carbon dioxide emitted by the energy sector comes from electricity produced incondensing power plants. These emissions can be reduced by the development ofcogeneration, i.e. simultaneous production of heat and electricity. One way to do this is tocomplement the existing, small-scale heat plants with electricity production via a productionintegrated ORC (Organic Rankine Cycle). The purpose of this study is to give an idea of thetechnical and economical conditions, when installing a production integrated ORC. Thepurpose is also to compare these conditions with the conditions for the alternative flashtechnology.An Organic Rankine Cycle (ORC) works as a conventional Rankine Cycle (steam poweredcycle), with a steam turbine and generator that generates electricity. The difference is that thefluid in the circuit is organic, instead of water. Examples of organic fluids are CFCs,refrigerants, ammonia and hydrocarbons. Which fluid is chosen depends on the temperaturesand flows.The study was based on a typical district heating systems of size 20 MW, with a biomass firedboiler of 10 MW, a flue gas condenser with size 20% of the biomass fired boiler power tipand an oil boiler to meet remaining needs.Three system concepts were studied.Load integrated ORC: Is the traditional way of connecting ORC units (condensation mode), inthis case it is connected as an ordinary district heating customers. The downside of thisconcept is that a large amount of heat is lost to the atmosphere, via the ORC device coolingsystem.Production integrated ORC: The idea here is that the ORC unit is installed directly after theboiler. Residual heat from the ORC unit is then fed back into the system and can be used aspaid heat in the district heating system, instead of cooling it off.Flash Technology: In this concept steam is produced from hot water in a steam generator. Thesteam then goes through a steam turbine and generates electricity. After the turbine, the steamis used to heat the water for the district heating system.The study has shown that the load integrated ORC generates a loss each year and is a conceptwhich is, under the assumptions being made, not profitable. Production integrated ORC andflash technology both generates a profit every year. Flash technology is more profitable,primarily for the efficiency is slightly higher compared to the ORC. Further, flash technologyseems to have lower investment costs because the components are fewer and simpler. Thisgives an indicated pay-off time between eight and 12 years for ORC, and between five andnine years of Flash technology.

Då Sverige historiskt sett har haft låga priser på el har ett system som använder mycket el byggts upp. Efter avregleringen av den europeiska elmarknaden har priserna på el ökat och beräknas stiga till samma nivåer som på kontinenten. Behovet att minska energianvändningen och då främst el har blivit en viktig fråga varpå Energimyndigheten valt att inom projektet STIL2, STatistik I Lokaler, inventera energianvändningen i svenska lokaler.  Rapportens syfte är att undersöka hur kontorslokalers energianvändning i Stockholmsregionen påverkar energisystemet med fokus på användningen av komfortkyla. Genom att utnyttja fjärrvärmedrivna kylmaskiner, absorptionskylmaskiner, höjs värmelasten sommartid när värmelasten är låg vilket medför ett ökat underlag för produktion av värme och el i kraftvärmeverk. Med data från STIL 2 uppskattades kylbehovet i kontorslokaler till 30 kWh kyla per m2 och år. Denna last användes sedan vid undersökningen av kontorslokalernas påverkan på energisystemet och vid inkopplingen av en absorptionskylmaskin i Farsta företagsområde. Undersökningen visade att det i vissa delar av Stockholms södra och centrala fjärrvärmenät finns en viss möjlighet att använda absorptionskylmaskiner för produktion av kyla. Lönsamheten för dessa ökar med ett höjt elpris och ökat underlag av billig värme från kraftvärmeverk. Undersökning av kylproduktion i Farsta företagsområde visade att bäst lönsamhet gav en kombination av absorptionskylmaskin och eldriven kompressorkylmaskin. Maskinerna används ungefär hälften av årets timmar vardera och gav en vinst på 2,9 MSEK i nuläget och 3,7 i framtidsscenariot över 10 år. Utsläppen av koldioxid minskade med 130 ton i nutidsscenariot och 180 ton i framtidsscenariot per år på grund av den ökade elproduktionen som absorptionskylmaskinen gav underlag för i kraftvärmeverken ibland annat Högdalen. Att installera absorptionskylmaskiner i de befintliga fjärrkylanäten är i dagens system inte lönsamt då tillgången på billig värme är för liten och maskinerna skulle producera under för få av årets timmar. Konkurrensen från frikylaproduktionen gör att värmen måste vara väldigt billig för att absorptionskylmaskinerna ska producera.

No description available.

Denna uppsats undersöker motiven bakom byggandet av fjärrvärmesystem i Tre svenska städer. Sopförbränningsanläggningen Ålidhemsverket i Umeå, samt det fjärrvärmesystem som är kopplat till anläggningen, och fjärrvärmesystemen i Karlstad och Mjölby. I fallet Ålidhemsanläggningen var Umeås växande befolkning, med ökad befolkningstäthet som följd en viktig faktor. Politikerna menade att luftföroreningarna till följd av eldning för bostadsvärme riskerade bli omfattande. Även sophanteringen väntades bli problematisk i takt med att staden blev större. När stadsdelen Ålidhem skulle byggas under 1960-talet uppstod ett läge där värme från sopdestruktion kunde användas. Miljonprogramssatsningen var en av de stora anledningarna till att fjärrvärmesystem byggdes i många svenska städer. De tre städerna byggde sina respektive system i olika tider varför det är intressant att jämföra dessa tre fall. Karlstads fjärrvärmesystem var det första i Sverige och stod klart under sent 1940-tal, Umeå byggde sitt under sent 1960-tal medan byggandet i Mjölby skedde under 1980-talet. I Karlstads fall var det behovet av extrakraft som ledde till byggande av kraftvärmeverk, och sedan fjärrvärmesystem. I Umeå var miljöaspekterna centrala. I Mjölby bestod drivkrafterna i stor utsträckning av statligt förd energipolitik i tiden efter oljekriserna, då politikerna hade för avsikt att minska landets beroende av fossila bränslen.

The goal of this master’s thesis was to formulate new policies or propose changes to existing ones to increase the efficiency in the use of natural resources in form of biomass. The work was conducted by discovering potential inefficiencies in the energy sector and industry with regards to the use of biomass. This was done by Interviewing experts in the field as well as conducting a literature review. Based on the identified inefficiencies, suggestions for changes and new policies were formulated. These inefficiencies and policies were then taken to a workshop where people from the industries could give their opinions on the suggestions. Policies should be formulated in consultation with the affected industries. The conclusions from this thesis were that they also should be implemented close to the source of the problem and be technologically neutral to avoid market bias. Policies to promote CHP plants and to remove the opt-in of smaller facilities into the ETS-system should be implemented. The benchmark, on which the free allocation of emissions permits for the paper- and pulp industry are based, should be revised. Some of these policies could reduce the fossil GHG emissions by 6 400 000 ton CO2-equivalents.

Hur högstadieelever uppfattar fem begrepp inom energiteknik har undersökts. Dessa är, energiformer, energiomvandlingar, ”energiförluster”, energins oförstörbarhet och energins nedväxling till lägre tekniskt värde. Underlaget för den empiriska undersökningen var ett system med en bostad som försörjs med el och fjärrvärme från ett kraftvärmeverk. Utifrån detta system fick fokusgrupper med 3-4 personer försöka svara på frågor som på olika sätt täcker de fem begreppen.  För fenomenen värmeöverföring och energiomvandling genomfördes fenomenografiska analyser av transkriptioner från fokusgruppsamtalen. Energi i olika former hör till de begrepp som är svårast att hantera t.o.m. för ingenjörsstudenter. Flera svårigheter och missuppfattningar som beskrivs i litteraturen förekommer i fokusgruppsamtalen. Kvalitativt olika sätt att förstå värmeöverföring och energiomvandling kunde kartläggas.