Carbon dioxide is released by natural and anthropogenic processes, such as the production and combustion of fossil fuels. Production of biogas also generates carbon dioxide, but of biogenic origin. The global, yearly emissions of greenhouse gases are regularly increasing, although agreements such as the Paris Agreement is signed by parties globally. Sweden has the goal to reach net-zero emissions by 2045, and thereafter to only obtain negative emission levels. To reach these goals the biogenic version of Carbon Capture and Storage (CCS) called Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) is considered to be an essential strategy. Using carbon dioxide, through Carbon Capture and Utilization (CCU), in for example products, can complement BECCS since the strategy can increase the value of carbon dioxide. These strategies make it possible to reduce the climate impact of biogas production.  This master thesis aimed to chart different techniques in CCS and CCU to examine how they can be used to utilize or store carbon dioxide from biogas plants. What technical demands different solutions create was explored. The different techniques were assessed through a multi criteria analysis by a technological, environmental, marketable and economical standpoint to investigate which ones were the most suitable for a specific, studied case – Tekniska verken’s biogas plant. One suitable technique within CCU was analyzed through a screening of actors in the region. An environmental assessment of one technique in CCS and one in CCU were compared with the reference case Business as usual, to explore how a simulated biogas plant’s climate impact can change through the implementation of CCS and CCU.  The charting of literature gave findings of 42 different techniques, which were sifted down to 7; algae farming for wastewater treatment, BECCS in saltwater aquifers, carbon dioxide curing of concrete, bulk solutions, production of methanol, production of methane through Power To Gas and crop yield boosting in greenhouses. The multi criteria analysis pointed out carbon dioxide curing of concrete and BECCS in saltwater aquifers as suitable solutions for the studied case. The implementation of these techniques requires a liquefaction plant, infrastructure for transportation as well as business partners.  A life cycle assessment of the studied cases climate impact was given through modelling and simulation of a model plant of the studied case, with the functional unit 1 Nm3 biomethane. The reference case Business as usual had a climate impact of 0,38 kg CO2 eq, which corresponds to approximately one eighth of the climate impact of fossil fuels such as gasoline or diesel. By storing the carbon dioxide through BECCS in saltwater aquifers the climate impact decreased to - 0,42 kg CO2 eq. By utilizing the carbon dioxide through curing of concrete the biomethane’s climate impact decreased to -0,72 kg CO2 eq. The results thereby evince that Swedish biogas producers can improve their climate performance through CCS and CCU. / Koldioxid släpps ut av såväl naturliga som antropogena processer, exempelvis vid produktion och förbränning av fossila bränslen. Även vid biogasproduktion uppkommer koldioxid, men av biogent ursprung. Årliga globala utsläpp av växthusgaser ökar regelbundet, trots överenskommelser som Parisavtalet som syftar till att begränsa klimatförändringarna. Sverige ska nå nettonollutsläpp senast 2045 och därefter ha negativa utsläppsnivåer. För att uppnå detta mål anses en biogen version av Carbon Capture and Storage (CCS), det vill säga avskiljning och lagring av koldioxid, kallad Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) vara en essentiell strategi. Tillvaratagande av koldioxid, genom Carbon Capture and Utilization (CCU), kan ge ett bra komplement till BECCS eftersom det nyttiggör koldioxid i produkter och kan öka värdet av koldioxid. Tekniker inom CCS och CCU möjliggör minskad klimatpåverkan inom biogasproduktion.  Detta examensarbete syftade till att kartlägga olika alternativ inom teknikerna CCS och CCU för att undersöka hur dessa kan användas för att nyttiggöra eller lagra koldioxid från biogasanläggningar, samt att undersöka vilka tekniska krav som ges av lösningarna. Utifrån en multikriterieanalys bedömdes vilka lösningar som var tekniskt, miljömässigt, marknadsmässigt och ekonomiskt motiverade för tillvaratagande av koldioxid. Bedömningen genomfördes genom att studera specifikt fall som var Tekniska verken i Linköpings biogasanläggning. Den lösning som valdes ut som lämplig inom CCU analyserades ur ett marknadsmässigt perspektiv genom en översiktlig kartläggning av aktörer i regionen. Därefter studerades klimatpåverkan från en förenklad modell av Tekniska verkens biogasanläggning för att undersöka hur denna förändras vid implementering av en lämplig lösning inom CCS respektive CCU.  Genom en screening av lösningsförslag identifierades 42 lösningsförslag inom CCS och CCU som sållades ner till sju stycken; algodling vid vattenrening, BECCS i saltvattenakviferer, betong härdad av koldioxid, bulklösning, metanoltillverkning, tillverkning av metan genom Power To Gas samt växthusodling. Multikriterieanalysen visade att koldioxidhärdad betong inom CCU och BECCS i saltvattenakviferer inom CCS var lämpliga lösningar för det studerade fallet. För implementering av förslagen krävdes bland annat en förvätskningsanläggning, infrastruktur för transport och samarbetspartners.  De studerade scenariernas klimatmässiga livscykel erhölls genom modellering och simulering av en modellanläggning av det studerade fallets biogasanläggning i programvaran SimaPro med användning av den funktionella enheten 1 Nm3 fordonsgas. Resultatet visade att fordonsgasen i referensfallet har en klimatpåverkan på 0,38 kg koldioxidekvivalenter. Fordonsgasens klimatpåverkan var cirka en åttondel av fossila bränslen såsom bensin och diesels klimatpåverkan. Vid lagring av koldioxid genom BECCS i saltvattenakviferer förändrades klimatpåverkan till - 0,42 kg koldioxidekvivalenter. När koldioxid användes till härdning av betong förändrades fordonsgasens klimatpåverkan till -0,72 kg koldioxidekvivalenter. Detta innebär att svenska producenter av biogas kan förbättra sin klimatpåverkan genom såväl lösningar inom CCS som CCU.

Après la crise économique en 2008, l’activité de construction en France a connu une croissance très rapide. La hausse de la demande des matériaux de construction était accompagnée d’une augmentation des quantités de déchets de construction et de CO2 émise. En 2018, l’émission de CO2 liée aux activités humaines a atteint un niveau historique mondial de 37.1 milliards de tonnes. Ceci encourage le développement des matériaux de construction qui répondent aux besoins mutants de la société d’aujourd’hui et de demain. Les géopolymères, préparés par activation alcaline, présentent une opportunité pour produire des nouveaux matériaux plus performants et respectueux de l’environnement dans le secteur de la construction. D’autre part, l’industrialisation et la robotisation font apparition dans le secteur de la construction, avec des nombreux avantages tels que l’augmentation de la productivité, la réduction des gaspillages, du coût et de la pénibilité du travail, ainsi que l’amélioration de la qualité et la sécurité.Ce travail de recherche est mené pour répondre à ces défis et verrous scientifiques. Il est réparti selon trois axes : l’élaboration de nouvelles formulations de briques géopolymères, l’intégration des matériaux géopolymères dans le processus d’industrialisation et de robotisation de la construction, et enfin l’évaluation de l’impact environnemental et économique du nouveau système de fabrication automatisé. / After the economic crisis in 2008, construction activity in France grew rapidly. The increase in demand for building materials was accompanied by an increase in the quantities of construction waste and emitted CO2. In 2018, CO2 emissions from human activities reached a world historic level of 37.1 billion tons. This encourages the development of building materials that meet the changing needs of today's and tomorrow's society. Geopolymers, prepared by alkaline activation, present an opportunity to produce new, more efficient and environment-friendly materials in the construction sector. On the other hand, industrialization and robotization are emerging in the construction sector, with many benefits such as increased productivity, reduced waste, cost and arduous work, as well as improved quality and safety.This doctoral thesis is being conducted to address these scientific challenges and issues. These are divided into three research directions: the development of new geopolymer brick formulations, the integration of geopolymer materials into the industrialization and robotization of construction processes, and finally the environmental and economic assessment of the new automated manufacturing system.

[ES] El objetivo 2 para el desarrollo sostenible de la ONU es hambre cero. Concretamente, se trata de poner fin al hambre, lograr la seguridad alimentaria (SA) y la mejora de la nutrición y promover la agricultura sostenible. Hay que destacar que la inseguridad alimentaria no es un problema exclusivo de países en desarrollo, sino que en los países llamados desarrollados parte de la población tiene problemas para garantizar una nutrición adecuada. Por otro lado, si bien hasta la fecha gran parte del debate sobre la SA se ha centrado en aspectos relacionados con la accesibilidad y la producción de alimentos, se observa una tendencia hacia un concepto más integral de la SA que abarca también los cambios ambientales globales. Por esta razón, investigadores, gobiernos y organismos internacionales están proponiendo medidas de diversa índole, enfocadas en garantizar la seguridad alimentaria y nutricional de la población, por un lado, y en contrarrestar los impactos negativos que las actividades de producción y consumo de alimentos tienen sobre el medio ambiente y el cambio climático. En este sentido, el registro de datos relacionados con variables económicas y medioambientales, junto al conocimiento de expertos en estas áreas y el uso de herramientas de estadística aplicada, han contribuido a que, a partir de evidencias objetivas, se formalicen de una forma estructurada y coherente las acciones que pueden modificar el comportamiento social y económico de todos los agentes involucrados. En este contexto, la teoría económica en general, y la teoría del consumidor en particular, a partir del registro y procesado detallado de información estadística relacionada, han hecho posible analizar algunos aspectos de las actitudes, comportamientos y preferencias del consumidor. Dichos aspectos pueden ser utilizados como señales de las posibles reacciones que los consumidores tendrían en su demanda por algunos alimentos ante cambios en variables de mercado que no puede controlar, como los precios, o ante acciones de política pública que también pueden modificar sus decisiones de consumo tales como la aplicación de impuestos y/o subsidios, los cuales finalmente afectarán sus metas alimentarias y nutricionales. Por otro lado, el análisis de ciclo de vida (ACV) ha adquirido una gran fortaleza en términos de evaluación medioambiental. En concreto, el ACV en su variante consecuencial (ACV-C) presenta interés para la valoración de las posibles consecuencias sobre el medioambiente ante cambios exógenos en variables económicas o de política medioambiental. En la literatura relacionada con ACV-C se utilizan las elasticidades para conocer la denominada relación de sustitución entre productos alternativos. En general, una elasticidad es una medida cuantitativa que relaciona el cambio porcentual en términos de cantidades para una variable en particular con el cambio porcentual que tenga cualquier otra variable. De esta manera se pueden modelar los cambios que se presentan a corto y largo plazo en los indicadores medioambientales como consecuencia de cambios en variables como los precios o la cantidad de insumos utilizados en la producción de un bien o servicio. Ante este escenario, el objetivo de esta tesis es proponer nuevas metodologías para evaluar la seguridad alimentaria (SA) y la sostenibilidad ambiental asociada al consumo de alimentos, con el fin de promover una seguridad alimentaria sostenible. Los casos de estudio desarrollados se centrarán en España y se utilizarán herramientas metodológicas que involucren la aplicación de la teoría del consumidor, la perspectiva de ciclo de vida y algunos métodos estadísticos. El alcance del objetivo planteado se ha logrado a partir de cuatro objetivos secundarios, y cada uno de ellos ha quedado reflejado en sendos capítulos de la tesis, de los cuales dos se han concentrado en analizar la seguridad alimentaria y los dos restantes en los aspectos medioambientales. / [CAT] El segon dels Objectius per al Desenvolupament Sostenible de la ONU és fam zero. Concretament, es tracta de posar fi a la fam, aconseguir la seguretat alimentària (SA) i millorar la nutrició i promoure la agricultura sostenible. Cal destacar que la inseguretat alimentària no és un problema exclusiu de països en desenvolupament, sinó que als països anomenats desenvolupats part de la població té problemes per a garantir una nutrició adient. Per altra banda, encara que gran part del debat al voltant de la SA s'ha centrat en aspectes relacionats amb l'accessibilitat i la producció d'aliments, s'observa una tendència cap a un concepte més integral de la SA que abasta també els canvis ambientals globals. Per aquesta raó, investigadors, governs i organismes internacionals estan proposant mesures de diversa índole, enfocades a garantir la seguretat alimentària i nutricional de la població, d'una banda, i a contrarestar els impactes negatius que les activitats de producció i consum d'aliments tenen sobre el medi ambient i el canvi climàtic. En aquest sentit, el registre de dades relacionades amb variables econòmiques i ambientals, conjuntament amb el coneiximent d'experts en aquestes àrees i l'ús d'eines d'estadística aplicada, han contribuït a que a partir de evidències objectives es formalitzen de forma estructurada i coherent les accions que poden modificar el comportament social i econòmic de tots els agents involucrats. En aquest context, la teoria econòmica en general, i la teoria del consumidor en particular, a partir del registre i processament detallat d'informació estadística relacionada, han fet possible analitzar alguns aspectes de les actituds, comportaments i preferències del consumidor. Aquests aspectes poden ser utilitzats com a senyals de les possibles reaccions que els consumidors tindrien en la seua demanda per alguns aliments davant canvis en variables de mercat que no pot controlar, com ara els preus, o davant accions de política pública que també poden modificar les seues decisions de consum, tals com l'aplicació d'impostos i/o subsidis, els quals finalment afectaran les seues metes alimentàries i nutricionals. D'altra banda, l'anàlisi de cicle de vida (ACV) ha adquirit una gran fortalesa per a la avaluació ambiental. En concret, l'ACV en la seua variant conseqüencial (ACV-C) presenta interès per a la valoració de les possibles conseqüències sobre el mediambient davant canvis exògens en variables econòmiques o de política medioambiental. En la literatura relacionada amb l'ACV-C s'utilitzen paràmetres econòmics como ara les elasticitats, per a conèixer la denominada relació de substitució entre productes alternatius. En general, una elasticitat es una mesura quantitativa que relaciona el canvi percentual en quant a quantitats d'una variable en particular amb el canvi percentual que té qualsevol altra variable. D'aquesta manera es poden modelar els canvis que es presenten a curt i llarg termini em els indicadors mediambientals a conseqüència de canvis en variables como ara els preus o la quantitat d'inputs utilitzats en la producció d'un bé o servei. Davant d'aquest escenari, l'objectiu d'aquesta tesi es proposar noves metodologies per a avaluar la seguretat alimentària (SA) i la sostenibilitat ambiental associada al consum d'aliments, amb la fi de promoure una seguretat alimentària sostenible. Els casos d'estudi desenvolupats se centraran en Espanya, i s'utilitzaran eines metodològiques que involucren l'aplicació de la teoria del consumidor, la perspectiva de cicle de vida i alguns mètodes estadístics. L'abast del objectiu plantejat s'ha aconseguit a partir de quatre objectius secundaris, i cadascun d'ells ha quedat reflectit en respectius capítols de la tesi, dels cuals dos s'han centrat en analitzar la seguretat alimentària, i els dos restants en els aspectes medioambientals. / [EN] The second of the UNO's Sustainable Development Goals is zero hunger. The aim is to end hunger, achieve food security (FS) and improved nutrition and promote sustainable agriculture. It must be highlighted that food insecurity is not a problem exclusively for developing countries, but in the so-called developed countries, part of the population has also problems to achieve adequate nutrition. On the other hand, although to date much of the debate on FS has focused on aspects related to accessibility and food production, there is a trend towards a more comprehensive concept of food security that also encompasses global environmental changes. Thus, researchers, governments, and international organizations as FAO are proposing various measures and focused on guaranteeing food and nutritional security of the population and, in addition, on counteracting the negative impacts that food production and consumption generate on the environment and climate change. Along these lines, the recording of economic and environmental data, together with experts' knowledge in these areas, and the use of applied statistics are fundamental so that, from objective evidence, actions to modify the economic and social behavior of the individuals involved be formulated in a structured and coherent way. In this context, the economic theory in general, and the consumer theory in particular, accompanied by detailed recording and processing of statistical information, have made possible to analyze many aspects related to the attitudes, behaviors, and preferences of consumers. These aspects may be used as signals of their possible consumers' demand reactions for some foods in the face of changes in market variables that they cannot control, such as food prices, or in the face of public policy actions that may also alter their decisions such as taxes and /or subsidies, which will ultimately affect your food and nutritional situation. On the other hand, Life Cycle Assessment (LCA) has gained great importance as to environmental assessment. Specifically, consequential LCA (C-LCA) arises as a tool to assess the potential consequences on the environment in view of exogenous changes in specific economic variables, or environmental policies. When reviewing the literature on C-LCA, elasticities are used to find out the so-called substitution ratio between alternative products. Generally, an elasticity is a quantitative measure that relates the percentage change of a specific variable with the percentage change of another variable. In this way, we can model short and long term changes of the environmental indicators as a consequence of changes of variables such as the price or the amount of inputs applied in the production of a good or service. Taking the foregoing, the objective of this dissertation is to propose new methodologies to evaluate Food Security (FS), and the environmental sustainability associated with food consumption, in order to promote a sustainable food security. The case studies developed will be focused on Spain, and methodological tools that involve the application of consumer theory, LCA, together with statistical methods will be used for this. The scope of the stated objective has been achieved from four secondary objectives, each of them reflected in respective chapters of this dissertation. Two of the chapters focus on analyzing food security, and the remaining two on environmental aspects. Initially, in the absence of FS measurement tools that allow the formulation of strategies in terms of regions or regional blocks, a new methodology for measuring food insecurity based on the dimensions of access and stability consumption is proposed and implemented in chapter 2. To this aim, the values of different price and income elasticities for nine animal sourced foods (ASF) are integrated by using quarterly data of for the period 2004-2015 in the 17 Spanish regions. The results / Forero Cantor, GA. (2020). Incorporación de consideraciones de estabilidad y sostenibilidad ambiental en la seguridad alimentaria. El caso de España [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/158733 / TESIS

Energy efficiency of the building sector is a key strategy to achieve national climate goals in Sweden and other European countries. In this thesis, several renovation scenarios for a case study office building in Sweden are analysed and compared based on their energy performance, environmental impacts, and economic costs from a life cycle perspective. As a baseline, the case study building was simulated in IDA ICE and compared with the simulated renovation scenarios. For the Life Cycle Analysis (LCA) and the Life Cycle Costs (LCC), the commercially available software OneClickLCA was used. The renovation scenarios were carried out over three rounds: (i) material type scenarios where five insulation materials (glass wool, rock wool, hemp fiber, Expanded Polystyrene (EPS), and Extruded Polystyrene (XPS)) and two frame materials (wood and steel) are compared; (ii) insulation thickness optimization from economic and environmental performance perspectives (iii) comparison of combination with other typical renovation measures such as changing of windows, improving specific fan power, heat exchanger efficiencies, and lightings. The results show that glass wool gives the most economical and environmental performance, followed by rock wool and EPS. When considering other environmental indicators, hemp fiber presents the best environmental option. However, it is not competitive with traditional insulation materials from an economic perspective. The insulation thickness scenarios show different optimal economic and environmental performance points, giving total energy savings of 5 % and 9,5 %, respectively. When considering other typical energy efficiency measures, the highest impact on the energy performance was found when improving the specific fan power (SFP) and switching to LED lights with total electricity reductions (including user-based electricity consumption) of 4 % and 14 %, respectively. Conclusively, the case study showed how the electricity and heating demand of the studied office building could be reduced, and the environmental and economic consequences of the different energy-efficiency measures.

Tesis por compendio / [EN] Anaerobic MBRs (AnMBRs) can provide the desired step towards sustainable wastewater treatment, broadening the range of application of anaerobic biotechnology to low-strength wastewaters (e.g. urban ones) or extreme environmental conditions (e.g. low operating temperatures). This alternative technology gathers the advantages of anaerobic treatment processes (e.g. low energy demand stemming from no aeration and energy recovery through methane production) jointly with the benefits of membrane technology (e.g. high quality effluent, and reduced space requirements). It is important to highlight that AnMBR may offer the possibility of operation in energy neutral or even being a net energy producer due to biogas generation. Other aspects that must be taken into account in AnMBR are the quality and nutrient recovery potential of the effluent and the low amount of sludge generated, which are of vital importance when assessing the environmental impact of a wastewater treatment plant (WWTP). The main aim of this Ph.D. thesis is to assess the economic and environmental sustainability of AnMBR technology for urban wastewater treatment at ambient temperature. Specifically, this thesis focusses on the following aspects: (1) development of a detailed and comprehensive plant-wide energy model for assessing the energy demand of different wastewater treatment systems at both steady- and unsteady-state conditions; (2) proposal of a design methodology for AnMBR technology and identification of optimal AnMBR-based configurations by applying an overall life cycle cost (LCC) analysis; (3) life cycle assessment (LCA) of AnMBR-based technology at different temperatures; and (4) evaluation of the overall sustainability (economic and environmental) of AnMBR for urban wastewater treatment. In this research work, a plant-wide energy model coupled to the extended version of the plant-wide mathematical model BNRM2 is proposed. The proposed energy model was used for assessing the energy performance of different wastewater treatment processes. In order to propose a guidelines for designing AnMBR at full-scale and to identify optimal AnMBR-based configurations, the proposed energy model and LCC were used. LCA was used to assess the environmental performance of AnMBR-based technology at different temperatures. An overall sustainability (economic and environmental) assessment was conducted for: (a) assessing the implications of design and operating decisions by including sensitivity and uncertainty analysis and navigating trade-offs across environmental and economic criteria.; and (b) comparing AnMBR to aerobic-based technologies for urban wastewater treatment. This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation entitled "Using membrane technology for the energetic recovery of wastewater organic matter and the minimisation of the sludge produced" (MICINN project CTM2008-06809-C02-01/02). To obtain representative results that could be extrapolated to full-scale plants, this research work was carried out in an AnMBR system featuring industrial-scale hollow-fibre membrane units that was operated using effluent from the pre-treatment of the Carraixet WWTP (Valencia, Spain). / [ES] El reactor anaerobio de membranas sumergidas (AnMBR) puede proporcionar el paso deseado hacia un tratamiento sostenible del agua residual, ampliando la aplicabilidad de la biotecnología anaerobia al tratamiento de aguas residuales de baja carga (ej. agua residual urbana) o a condiciones medioambientales extremas (ej. bajas temperaturas de operación). Esta tecnología combina las ventajas de los procesos de tratamiento anaerobio (baja demanda energética gracias a la ausencia de aireación y a la recuperación energética a través de la producción de metano) con los beneficios de la tecnología de membranas (ej. efluente de alta calidad y reducidas necesidades de espacio). Cabe destacar que la tecnología AnMBR permite la posibilidad del autoabastecimiento energético del sistema debido a la generación de biogás. Otros aspectos que se deben considerar en el sistema AnMBR son el potencial de recuperación de nutrientes, la calidad del efluente generado y la baja cantidad de fangos producidos, siendo todos ellos de vital importancia cuando se evalúa el impacto medioambiental de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas. El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar la sostenibilidad económica y medioambiental de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas a temperatura ambiente. Concretamente, esta tesis se centra en las siguientes tareas: (1) desarrollo de un modelo de energía detallado y completo que permita evaluar la demanda energética global de diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales tanto en régimen estacionario como en transitorio; (2) propuesta de una metodología de diseño e identificación de configuraciones óptimas para la implementación de la tecnología AnMBR, aplicando para ello un análisis del coste de ciclo de vida (CCV); (3) análisis del ciclo de vida (ACV) de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas; y (4) evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas. En este trabajo de investigación se propone un modelo de energía acoplado a la versión extendida del modelo matemático BNRM2. El modelo de energía propuesto se usó para evaluar la eficiencia energía de diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas. Con el fin de proponer unas directrices para el diseño de AnMBR a escala industrial e identificar las configuraciones óptimas para la implementación de dicha tecnología, se aplicaron tanto el modelo de energía propuesto como un análisis CCV. El ACV se usó para evaluar la viabilidad medioambiental de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas. En este trabajo se llevó a cabo una evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para: (a) evaluar las implicaciones que conllevan ciertas decisiones durante el diseño y operación de dicha tecnología mediante un análisis de sensibilidad e incertidumbre, y examinar las contrapartidas en función de criterios económicos y medioambientales; y (b) comparar la tecnología AnMBR con tecnologías basadas en procesos aerobios para el tratamiento de aguas residuales urbanas. Esta tesis doctoral está integrada en un proyecto nacional de investigación, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), con título "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, proyecto CTM2008-06809-C02-01/02). Para obtener resultados representativos que puedan ser extrapolados a plantas reales, esta tesis doctoral se ha llevado a cabo utilizando un sistema AnMBR que incorpora módulos comerciales de membrana de fibra hueca. Además, esta planta es alimentada con el efluente del pre-tratamiento de la EDAR del Barranco del Carraixet (Valencia, España). / [CA] El reactor anaerobi de membranes submergides (AnMBR) pot proporcionar el pas desitjat cap a un tractament d'aigües residuals sostenible, i suposa una extensió en l'aplicabilitat de la biotecnologia anaeròbia al tractament d'aigües residuals amb baixa càrrega (p.e. aigua residual urbana) o a condicions mediambientals extremes (p.e. baixes temperatures d'operació). Aquesta tecnologia alternativa reuneix els avantatges dels processos de tractament anaerobi (baixa demanda d'energia per l'estalvi de l'aireig i possibilitat de recuperació energètica per la producció de metà), conjuntament amb els beneficis de l'ús de de la tecnologia de membranes (p.e efluent d'alta qualitat, i reduïdes necessitats d'espai). Cal destacar que la tecnologia AnMBR permet la possibilitat de l'autoabastiment energètic del sistema degut a la generació de biogàs. Altres aspectes que s'han de considerar en el sistema AnMBR són el potencial de recuperació de nutrients, la qualitat de l'efluent i la baixa quantitat de fang generat, tots ells de vital importància quan s'avalua l'impacte mediambiental d'una planta de tractament d'aigües residuals urbanes. L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és avaluar la sostenibilitat econòmica i mediambiental de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes a temperatura ambient. Concretament, aquesta tesi se centra en les tasques següents: (1) desenrotllament d'un detallat i complet model d'energia per al conjunt de la planta a fi d'avaluar la demanda d'energia de diferents sistemes de tractament d'aigües residuals tant en règim estacionari com en transitori; (2) proposta d'una metodologia de disseny i identificació de les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR mitjançant l'aplicació una anàlisi del cost de tot el cicle de vida (CCV) ; (3) anàlisi del cicle de vida (ACV) de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures; i (4) avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes. En aquest treball d'investigació es proposa un model d'energia a nivell de tota la planta acoblat a la versió estesa del model matemàtic BNRM2. El model d'energia proposat s'ha utilitzat per a avaluar l'eficiència energètica de diferents processos de tractament d'aigües residuals urbanes. A fi de proposar unes directrius per al disseny d'AnMBR a escala industrial i identificar les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR, s'ha aplicat tant el model d'energia proposat, com el cost del cicle de vida (CCV). L'anàlisi del cicle de vida (ACV) s'ha utilitzat per a avaluar el rendiment mediambiental de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures. En aquest treball s'ha dut a terme una avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per a: (a) avaluar les implicacions de les decisions de disseny i operació per mitjà d'una anàlisi de sensibilitat i incertesa i examinar les contrapartides en funció de criteris econòmics i mediambientals; i (b) comparar la tecnologia AnMBR amb tecnologies basades en processos aerobis per al tractament d'aigües residuals urbanes. Aquesta tesi doctoral està integrada en un projecte nacional d'investigació, subvencionat pel Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), amb títol "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, projecte CTM2008-06809-C02-01/02). Per a obtenir resultats representatius que puguen ser extrapolats a plantes reals, aquesta tesi doctoral s'ha dut a terme utilitzant un sistema AnMBR que incorpora mòduls comercials de membrana de fibra buida. A més, aquesta planta és alimentada amb l'efluent del pretractament de l'EDAR del Barranc del Carraixet (València, Espanya). / Pretel Jolis, R. (2015). Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewater [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58864 / TESIS / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio

Eco-design is relatively new and fast growing field of research due to its vital importance to the manufacturing industry and its related environmental issues such as reducing waste, and CO2 emission. A major EU programme relating to the environment is the waste of Electrical and Electronic Equipment (WEEE) directive. The (WEEE) directive specifies ten categories and a voltage range which is up to 1.000 volts AC or 1.500volts DC. The developed framework came for the implementation of Eco-design principles that helps to take into account the adaption of the (WEEE) directive and the restriction of hazard substances (RoHS) used in electrical and electronic equipments. As a result of identify gaps and needs such as a lack of a comprehensive Eco-design framework and the need to integrate it to the normal business operation. In this research the PDCA framework for Eco-design and WEEE directive will be discussed. The framework will encompass all of the Eco-design¿s implementation and integration factors and activities such as WEEE and RoHS directives, Eco-design management, Environmental legislations, Eco-design tools and considerations. The literature review covers the topic of Eco-design¿s related issues, and WEEE and RoHS directives rules. Based on comprehensive questionnaire survey of Eco-design, WEEE and RoHS issues and activities among a sample of environmentally aware companies, statistical analysis is carried out using SPSS software. Then the findings of the survey triangulated with the findings of the literature review formed the basis of the design and implementation plan of the proposed framework

No description available.

Steel production is today one of the most CO2-demanding activities and causes 8% of the global emissions of GHG. It is crucial for the industry to reduce its emissions radically in order to be in line with the goals of the Paris Agreement and the Science-Based Target initiative. Ovako AB, one of the leading producers of high-strength engineering steel, has been at the forefront when it comes to sustainability initiatives within the industry. Heavy investments are being made into sustainable steel production methods and technologies and to make this viable, the company has, from January 1st, 2022, started to put a price premium on their steel products of 30 € per tonne. This study aims to answer the question of how Ovako's customers, based on the three different industries of mining, automotive, and bearing, experience this price premium and how a green steel can justify this surcharge. Furthermore, this case study aims to understand the extent to which those customers require carbon neutrality when sourcing steel. Connected to the findings from the innovation theories and the literature, this study aims to answer the question of how sustainable innovations may influence future competitiveness regarding engineering steel. To answer these questions, interviews with key individuals from different customers of Ovako were conducted. Moreover, focus groups at Ovako with relevant employees have been held at the same time as a literature study has been conducted. Based on the answers obtained from the data collection, a thematic analysis has been performed where overarching themes have been identified. Additionally, a carbon impact calculator has been used to calculate the carbon reduction potential of using a carbon-neutral engineering steel in three different applications connected to the three industries investigated, namely a complete bearing, a drill bit, and a final drive unit. The results from the calculations as well as the answers obtained regarding the research questions will be presented in the conclusion chapter of the report.

The wastewater treatment plays an important role in the maintenance of natural water resources. However, regardless of the technology used or the level of treatment required, the treatment plants of the XXI century are highly complex systems that not only need to meet technical requirements, but also environmental and economic criteria. In this context, decision support systems for environmental domains (English, Environmental Decision Support Systems or EDSS) are configured as an effective tool to support the selection and evaluation of integrated water treatment alternatives. The EDSS designed can be defined as interactive software, flexible and adaptable, which links the numerical models / algorithms, techniques and environmental ontologies, knowledge-based environment, and is capable of supporting decision making, either in choosing between different alternatives, improving potential solutions, or in the integrated assessment using methodologies ranging from environmental (Life Cycle Analysis) to economic / La depuració d’aigües residuals juga un paper fonamental en el manteniment dels recursos hídrics naturals. Tanmateix, sigui quina sigui la tecnologia emprada o el nivell de depuració requerit, les plantes de tractament del segle XXI són sistemes d’alta complexitat, que no només han de satisfer requeriments de tipus tècnic, sinó també de tipus ambiental i econòmic. En aquest context, els sistemes de suport a la decisió en dominis ambientals (en anglès, Environmental Decision Support Systems o EDSS) es configuren com una eina eficaç per donar suport a la selecció i a l’avaluació integrada de diferents alternatives de depuració d’aigües. El EDSS dissenyat pot definir-se com un programari interactiu, flexible i adaptable, que vincula els models numèrics/algoritmes amb tècniques basades en el coneixement i ontologies ambientals, i que és capaç de donar suport a la presa de decisió, ja sigui en l’elecció entre diferents alternatives, millorant una solució, o bé en l’avaluació integrada a través de metodologies ambientals (Anàlisi de Cicle de Vida) i econòmiques

Purpose: With the help of the stricter requirements in the National Board of Housing, Building and Planning's building regulations, knowledge regarding energy consumption must be highlighted, in order to have knowledge of at what stage more focus needs to be placed on further reducing energy use. Method: The data required to perform calculations will be retrieved from case study, document analysis and literature study. Findings: The report's analysis shows that despite stricter energy requirements in BFS 2011: 6, it has no major impact on an energy ratio during a building's life cycle of 50 years.The results show that the stricter requirements for BFS 2011:6 chapter 9 are on the right track to reduce energy consumption over a period of 50 years. Implications: The survey shows that stage B1-7 still accounts for most of the energy use in a building's life cycle. It also shows that the National Board of Housing, Building and Planning is on the right track with the regulations made in BFS 2011: Chapter 6. The results also indicate that further efficiency is possible, and that research can be done on this by testing new technologies and materials in a building. Limitations: The lifespan of a building is divided into three different stages, theconstruction stage, the use stage and the final stage. This work is limited to the first two stages and will therefore not consider the final stage. Keywords: BBR, Energy, Energy consumption, Energy losses, Energy use, Environmental impact, Life cycle analysis, Sustainable construction / Syfte: Med hjälp av de skärpta kraven i Boverkets byggregler har kunskap och förståelse gällande energiåtgång lyfts fram, för att vidare ha kunskap om i vilket skede mer fokus behöver läggas för att ytterligare minska på energianvändningen. Metod: Energiberäkningar har genomförts för att kunna besvara målet. Den data som krävs för att genomföra beräkningar har hämtats från fallstudie, dokumentanalys och litteraturstudie. Resultat: Rapportens analys visar att skärpta energikrav i BFS 2011:6 inte har någonstörre påverkan i ett energiförhållande under en byggnads livscykel på 50 år.Resultatet visar att de skärpta kraven på BFS 2011:6 kap 9 är på rätt spår för att minska energiåtgången under en tidperiod på 50 år. Konsekvenser: Avslutad undersökning visar att användningsstadiet, B1-7, fortfarandestår för majoriteten av energianvändningen i en byggnads livscykel och att Boverket är på rätt spår med de regleringar som gjorts i BFS 2011:6 kap 9. Resultatet tyder även på att ytterligare effektivisering är möjlig och att framtida undersökningar kan göras inomdetta område genom att testa nya tekniker och material i en byggnad.  Begränsningar: En byggnads livslängd är indelad i tre olika skeden, byggskedet, användningsskedet och slutskedet. Detta arbete begränsar sig till de två första skedenaoch tar därmed inte hänsyn till slutskedet. Nyckelord: BBR, Boverkets byggregler, Byggnadslivscykel, Energi, Energianvändning, Energiförbrukning, Energiförluster, Energiåtgång, Hållbart byggande, Klimatpåverkan, LCA, Livscykelanalys, Miljöpåverkan, Nollenergibyggnad, Nollenergihus