Wind power generation has gained considerable relevance in global energy markets in the last few decades. The technology behind wind turbines and their integration to the power grid are still the focus of considerable research. How exactly does this energy source influence the existing power distribution grid is still a matter of interest to many parties. The method used in this report is based on a literature study which intends to examine what is the current state of energy generation based on wind power in Sweden. In the report we have analyzed some of the integration and operational challenges of connecting a large amount of wind generated electricity to the power grid and attempted to provide an accurate and up to date summary of what these challenges will entail in the coming decade. Our results show that further research would greatly improve the current technology used in wind power generation to allow such a high level penetration.

Society is facing a big challenge. To achieve a more sustainable development the power distribution system needs to change. The development of Smart Grid is one way of making the electricity market more sustainable. More information about the grid, such as information about where renewable energy sources are installed, is essential for the development of Smart Grids. When new energy sources, for example solar panels, are connected to the grid there will be consequences. Sudden changes in the energy transportation in the grid when the weather changes from sunny to cloudy will affect the balance. The grid owners need to be able to control the grid more actively to compensate the inconsistency of renewable energy sources. One way of handling this is to obtain more information about the end users’ consumption patterns and to analyse this information to create a useful tool for the grid owners. This project aims to propose a method for classification of power consumption profiles for Swedish household by using hourly data from smart meters. The presented method first divides the data according to season and type of day and thereafter it is normalised before it is clustered into typical clusters using the K-means algorithm. To be able to run K-means, the number of clusters needs to be set in advance. The presented method therefore tries to find the optimum number of clusters by controlling the similarities between clusters, using cross correlation. The project shows it is possible to profile Swedish households using K-means.

Detta arbete behandlar ombyggnation av flerbostadshus i Sverige med fokus på energieffektivisering. Bostads- och servicesektorn använder årligen 148 TWh per år och hela 40 procent av Sveriges totala energianvändning varav många av de hus som finns i landet är långt ifrån så effektiva som de skulle kunna bli med bara några få tekniska åtgärder. Arbetets syfte var att studera om Sverige med dagens teknik kan uppnå de uppsatta målen för hållbar utveckling som gäller för bostads- och servicesektorn och huruvida detta är ekonomiskt hållbart eller ej. Under arbetets gång har flerbostadshus valts som fokus för studien eftersom energiminskningen per person ger ett bättre resultat i en energiminskning av flerbostadshus. Det bör även vara mer kostnadseffektivt att renovera flerbostadshus eftersom energiminskningen per person och investerad krona bör bli mindre än att investera i endast ett enbostadshus. En litteraturstudie, policyanalys, en teknisk bakgrund samt en fallstudie över tre genomförda renoveringsprojekt med fokus på energieffektivisering har genomförts. Litteraturstudien består av en översiktlig studie av renovering med energifokus, vilka för- och nackdelar som finns idag samt vilka hinder som existerar. För policyanalysen har målsättningar och riktlinjer som finns både på EU- nivå och för Sverige studerats. Den tekniska bakgrunden beskriver ingående de renoveringsåtgärder som är möjliga och bakgrunden till dessa. När fallstudien genomfördes studerades genomförda energieffektiviseringsåtgärder, kostnader, energiresultat m.m. Utifrån resultaten från fallstudien och de uppsatta målen från policyanalysen kunde slutsatsen dras att en minskning i energianvändningen på ca 40 procent i endast de befintliga flerbostadshusen är både tekniskt möjligt och ekonomiskt hållbart. Med striktare reglering om krav på energianvändning i flerbostadshus vid renovering och nybyggnation kommer således en minskning på 50 procent i energianvändningen i det befintliga beståndet inte bara vara möjlig i teorin utan även i praktiken. Dock kommer minskningen kräva en stor förändring i renoveringsprocesserna. Bland annat tydligare systemgränser och schablonmodeller för energieffektivisering skulle minska hindren till att nå målen, vilket skulle behövas för att dra igång den nödvändiga förändringen. / This report deals with renovation of multi-family buildings in Sweden with a focus on energy efficiency. The Swedish housing and service sector is one of largest consumers of energy in the Swedish society, with a total usage of 148 TWh per it represent about 40 percent of the total energy consumption in Sweden. Many of the buildings in the country are far from the efficiency levels that they could be with the technology that exist today. The purpose of the study was to investigate if Sweden with help from modern technology can reach the goals for sustainable development that exists for the residential/housing and service sector and whether this would be cost efficient or not. In the report we have made the choice to narrow our focus to only multi-family buildings since energy efficiency measures in such buildings results in larger savings per person compared to if the same measures would be applied to a single-family house. A literature study, a policy analysis, a technical background and a case study of three completed renovation projects with focus on energy efficiency have been conducted. The literature study handle positive and negative aspects about renovating with energy focus and what obstacles we have to overcome. The technical background describes different measures that could reduce the energy usage and why. In the case study we looked into completed measures with focus to make the houses more energy efficient, costs of the projects and the energy results. These results combined with the results from the literature study were used in a discussion about whether or not the set goals are reachable. After the discussion we reached the conclusion that a reduction in energy consumption of approximately 40 percent, in only the existing multi-family buildings, is possible. With stricter regulation regarding energy usage during reconstructions and new constructions of multi residential buildings a reduction of 50 percent in the energy consumption is possible not just in theory but also in reality. In order to reach the environmental goals we need clearer system boundaries and standard models for energy efficiency, which would decrease the existing obstacles and motivate society to initiate the change that is necessary.

The concept of eco-industrial parks is a way to minimize environmental impact and resource use from an industrial area, and in this study the concept is applied to Högdalen industrial area in Stockholm. An interview study has been conducted with key actors in the area, which found for instance that there were a good cooperation will among the actors and some material and energy exchanges occurring. This was then compared to a literature study of the limiting and success factors of the development of an eco-industrial parks. A quarter of the identified factors were determined to have good prospects, a fifth was partly fulfilled, a fifth had bad prospects, a fifth was unknown and 15 % was unknown but relevant to uncover in this stage of development.  For the future, it is suggested that: more interviews should be done with more actors in the area, Cleantech Högdalen should change focus to develop an eco-industrial park, more energy and material flows should be mapped and to gather information of unknown and relevant factors. The conclusion of this study is that there is potential to develop Högdalen Industrial Area into an eco-industrial park but there are some knowledge gaps about the quantitative minimization of resources and environmental impact. / Konceptet eco-industrial parks bygger på att minimera klimatpåverkan och resursanvändning från ett industriområde, i den här studien är konceptet applicerat på Högdalens industriområde i Stockholm. En intervjustudie har utförts i området, där nyckelaktörer har intervjuats, studien visade bland annat att det är en generellt sätt god samarbetsvilja i området samt att några energi-och materialutbyten sker. Intervjustudien har jämförts med en literaturstudie av framgångsfaktorer och begränsande faktorer för utvecklingen av en eco-industrial park. En fjärdedel av de identifierade faktorerna har goda utsikter, en femtedel är delvis uppfyllda, en femtedel har dåliga utsikter, en femtedel är okända och 15 % är okända men relevanta i detta steg av utvecklingen. För framtiden föreslås intervjustudier med fler aktörer i området, Cleantech Högdalen bör ändra sitt fokus till att utveckla en eco-industrial park i området, fler energi- och materialutbyten bör kartläggas samt att information bör samlas om de faktorer som är okända och relevanta. Slutsatsen av studien är att det finns en potential att utveckla Högdalens industriområde till en eco-industrial park men att det är kunskapsluckor kring den kvantitativa potentialen att minimera resursanvändning och således också klimatpåverkan.

Transportsektorn är en av de största bidragare till klimatförändringar idag, där en stor andel är bilburna persontransporter under 5km. Många av dessa resor skulle kunna ersättas med cykel som både har folkhälsofördelar och är ett klimat- och miljöneutralt transportmedel. För att andelen cyklister ska kunna öka krävs att det finns en bra och tillgänglig cykelinfrastruktur. I länder som Holland och Danmark har den stora satsningen på cykelvänlig infrastruktur resulterat i att ett sort antal personer väljer att cykla istället för att åka bil. I detta arbete tas lösningar fram för att utveckla cykelnätet i Upplands Väsby kommun, vilket ska resultera i att fler resor företas med cykel. De vägar som inkluderas här är Ekebovägen och Valhallavägen samt en sträcka längs med Stockholmsvägen. Alla tre sträckor saknar idag cykelinfrastruktur och kommunen planerar att inom de närmaste åren åtgärda detta. En omfattande litteraturstudie utfördes i ämnet cykelinfrastruktur för att få en förståelse för hur förutsättningarna ser ut idag. Kunskapen om cykelinfrastruktur användes sedan för att ta fram ett antal hypotetiska lösningsförslag till de tre vägarna. Att designa infrastruktur är ett komplext problem och eftersom det idag inte finns några formella standarder, råd eller riktlinjer för cykelinfrastruktur i Sverige varierar kvalitén mellan kommunerna. För att utvärdera de olika lösningarna som tagits fram i detta arbete utfördes en multikriterieanalys. Analysverktyget strukturerar komplex information där lösningar ställs mot ett antal kriterier som definierar bra cykelinfrastruktur. Analysen resulterar sedan i ett svar på hur väl lösningarna uppfyller kriterierna och ger då en tydlig bild av vilka lösningar som är att föredra. Bland alla lösningar som togs fram för de tre vägarna, uppfyllde följande lösningar kriterierna bäst: Ekebovägen- Dubbelriktad cykelbana på västsidan Stockholmsvägen- Överfart över Stockholmsvägen i korsningen vid Smedbyvägen Valhallavägen- En 2-1 väg längs med hela Valhallavägen Resultaten i analysen skiljer sig dock lite bland lösningsalternativen som rankats mellan 1 och 5, därför bör alla de lösningarna anses som användbara och utgöra underlag för ytterligare utveckling och utvärdering. Förslaget är att sätta in de användbara lösningarna i ett bredare kontext där hänsyn tas till hela vägprojektet så att även gång- och motortrafikanter inkluderas. / The transport sector is one of the major contributors for climate change today, where most of the motorized personal transportation is less than 5km. Many of these trips could be replaced by bicycles, which have both public health advantages and are an environment- and climate neutral form of transportation. To increase the number of cyclists a sufficient bicycle infrastructure is required. Countries like the Netherlands and Denmark has a history of major investments for bicycle friendly infrastructure which has resulted in a population that largely chose the bicycle instead of the car. In this work focus are addressed towards development of the bicycle infrastructure network in the municipality of Upplands Väsby. Three roads Ekebovägen, Valhallavägen and a part of Stockholmsvägen have been chosen for this report, which all lack bicycle infrastructure. The overall goal for the municipality is to increase the number of cyclists and they have planned measures that address the lack of bicycle infrastructure on these roads during the following years. Before the development of bicycle infrastructure solutions for the roads in this report a comprehensive literature review where executed in the field. The literature review resulted in an understanding of the conditions that bicycle infrastructure stands for. A major understanding of the bicycle history, politics and trends were also achieved where the most prominent founding were the problems of addressing investments for bicycle projects and a lack of formal standards, recommendations and guidelines in Sweden. With no standards to follow the quality differs between municipalities. To achieve equality and to make it easier in the development of bicycle infrastructure a guidebook, similar to the one used in the Netherland and Denmark, is required also here in Sweden. The knowledge achieved in the literature review was used to develop a set of hypothetical solutions for bicycle infrastructure on the three roads. The different solutions are then reviewed in a multi-criteria analysis which shows the most preferred options. The analytical tool structures complex information where the options are put against a set of criteria. The criteria defines good infrastructure and the main advantage of the tool is that criteria with different units are standardized through the swing rating method and can therefore be compared within the same analysis. Among all the solutions compared in this multi-criteria analysis the following gained highest score and therefor counts as the most preferred solution: Ekebovägen- Two directions cycle track on the west side Stockholmsvägen- Crossing Stockholmsvägen at the junktion of Smedbyvägen Valhallavägen- A 2-1 road along Valhallavägen The analysis result differs though not much between the solutions ranked between 1 and 5. All these top ranked solutions should therefore be considered as preferred options and further developed and evaluated. The recommendation is to put the preferred options in a larger scope where the whole road project are considered and include the requirements from pedestrians and motorists.

The design phase is one of the most important stages in the product development process. At this stage, important decisions are taken regarding the product specifications and characteristics. Apart from the product itself, these decisions can affect the environment throughout the entire lifetime of the product. Since designers know from the early stages of the product development the material composition and how the product will operate, estimations are possible regarding the environmental impacts that the product can have.Life Cycle Assessment (LCA) is a methodology that can help in defining and calculating the impacts of a product from the moment its materials are extracted from the earth (cradle) up to the point when the product is wasted (grave). Today there are several tools available based on LCA methodology to support calculating the environmental impact. Environmental engineers can use these tools in order to find the hot spots in the products’ life cycle and with the aid of this information work in order to minimize the environmental impacts.This study focus on developing a tool that will assist design engineers in the rolling stock manufacturing company, Bombardier Transportation, to make environmental assessments in the early design phases of train products and systems. Furthermore the purpose of this study is also to provide an overview whether a tool like this can be included into the design process of the train products.Due to the size of the company there is the need to develop a customized tool to support the design department in the best possible way. The tool developed is web-based using GaBi Envision and can be used in parallel with the design software. During the tool development there have been discussions with the designers regarding their needs, the tool structure and operation of the tool. A case study for two train motors with different material composition was used to evaluate the final tool.The results helped to understand the applicability of the tool in the early stages of product development and which difficulties occur when interpreting the outcomes of the tool. Moreover since design engineers normally do not have a background in environmental studies it is also important that the tool can provide easily understandable feedback based on the environmental impact assessment. With this in mind the tool can be improved in the future for better support of design engineers.

This study analyzes the potential of information and communication technology (ICT) as a means to solve current problems in Stockholm’s waste management. As a basis to develop effective new solutions, this report identifies the issues that need to be resolved in the future to make waste management more efficient. Previous work has failed to provide a comprehensive overview of Stockholm’s waste management system that is well-illustrated and considers the perspectives of various involved stakeholders. A material flow analysis (MFA) was carried out to investigate today’s system performance and additionally the personal views and opinions of stakeholders working in the field were collected. A review of statistics and reports from the city government and other organizations provided quantitative data about waste amounts and helped to identify the key stakeholders, which were then contacted and interviewed personally or via an open questionnaire. The study identified several shortcomings in today’s system and presents an overview over the potentials and limits of ICT to contribute to a sustainable waste management in the future Stockholm Royal Seaport.

Packaging is a topic under debate and scrutiny in today’s society, due to its obvious environmental detriment – but also the business opportunities – tied to minimizing or even eliminating packaging. Therefore, two major Swedish companies have collaborated with KTH in order to investigate this field by using a pair of reading glasses as an example. The aim of this thesis is to evaluate the applicability of sustainable packaging design practices and theories in a business case study, and also the value generated in the case study. The results were a review of five sustainable packaging design practices and theories in relation to the case study, and the design of a new packaging called ‘Toblerone’. The conclusion was that all five practices and theories were applicable to the business case study in theory, but in practice, two of them were not economically viable. The link between economic performance and environmental performance had a massive impact on setting the ambition level of this type of sustainability research. However, the economic value generated at the end of the case study was a whopping 720% increase in shipping efficiency, while environmental and social values needed further investigations. / Förpackningar är ett hett debatterat och granskat ämne i dagens samhälle, på grund av den tydliga miljöpåverkan – men även de affärsmässiga möjligheterna – som är kopplade till minskning, eller till och med eliminering, av förpackningar. Därför har två svenska företag nu samarbetat med KTH för att undersöka detta ämnesområde, genom att använda sig utav ett par läsglasögon som exempel. Syftet med detta examensarbete är att utvärdera tillämpbarheten av metoder och teorier för hållbar förpackningsdesign i en affärsfallstudie, samt värden som har genererats i fallstudien. Resultatet blev en genomgång av fem metoder och teorier för hållbar förpackningsdesign, samt att en ny förpackningsdesign som kallas ’Toblerone’ togs fram. Slutsatsen var att alla fem metoderna och teorierna var tillämpbara i affärsfallstudien i teorin, men två utav dessa var inte ekonomiskt försvarbara i praktiken. Kopplingen mellan ekonomiskt utfall och miljömässigt utfall hade en betydande påverkan på ambitionsnivån för denna typ av hållbarhetsforskning. Däremot var det ekonomiska värdet som till slut genererades i fallstudien en slående effektivisering på 720% av transporter, medan miljömässiga och sociala värden behöver fortsatt utredning.

Lakvatten bildas då regnvatten perkolerar genom en deponi och har en varierande föroreningsgrad. Sorteringsvatten är vatten från hårdbelagda sorteringsytor där avfallet sorteras efter karaktär. För en deponiverksamhet är lak- och sorteringsvatten de i huvudsak största påverkande faktorerna på den omgivande miljön. Sofielunds återvinningsanläggning ägs av SRV återvinning och är belägen vid Gladö kvarn i Huddinge kommun. Anläggningen är en av de största i landet med en årlig mottagning av över 200 000 ton industri- och hushållsavfall. Reningen av lak- och sorteringsvattnet från deponin sker i den lokala reningsanläggningen som drivs av Stockholm vatten innan det skickas vidare till Henriksdals reningsverk i Stockholm. Reningen består av silning, biologisk rening, sedimentering samt filtrering genom sandfilter. För att Henriksdal ska kunna REVAQ certifiera sitt slam bör halter av bestämda parametrar understigas. I examensarbetet har reningsförfarandet setts över och optimerats efter vattnets karaktär. Kravet för rening av strömmarna lak- och sorteringsvatten skiljer sig något och för att minska belastningen på det biologiska reningssteget har sorteringsvattnet istället genomgått kemisk rening. Uppgiften var att utreda hur den kemiska fällningen vid anläggningen ska bedrivas med den maskinella utrustning som finns samt ge rekommendation till förbättringar. Vattnets föroreningsgrad bedömdes efter analysresultat inom kontrollprogrammet och riktvärden i prövotidsvillkoret. Optimeringen av den kemiska reningen testades på lab med olika fällningskemikalier för att sedan appliceras vid anläggningen. Målet var att minska partikelinnehållet i vattnet och reducera tungmetallerna kadmium, krom, kvicksilver, bly, koppar och zink i sorteringsvattnet. Resultaten från lab stod som grund för testningen i full skala där kemikalierna tillämpades i ett verkligt scenario och optimerades utifrån utfallet. Sorteringsvattnet innehöll höga halter av tungmetaller och organiskt material innan rening och god reducering kunde observeras efter behandling. Två kemikalier som visat bäst resultat vid labtester, PAX-XL60 och PIX-111, testades vid reningsanläggningen. Efter utförda försök i lab visade PAX- XL60, en flytande aluminiumklorid, främst resultat i att avskilja partiklar och föroreningar. Vid applicering vid reningsanläggningen visade sig PIX-111, som är en flytande järnklorid, de mest eftertraktat resultat med tanke på effektivitet, pris och hantering. Det visade sig att en dosering av cirka 20 mg aktivt ämne per liter sorteringsvatten var fullt tillräcklig för att uppnå god rening. För att minska kemikaliekonsumption och kostnader bör doseringsförfarandet ses över för att hitta en mer exakt dosering vilket också kan vara bra ur en miljösynpunkt. / Leachate is formed when rainwater percolates through a landfill and has a varying degree of pollution. Sorting water is water from sorting areas where the waste is sorted by character. For landfill operation, leachate and sorting water are the biggest influencing factors on the surrounding environment. Sofielunds recycling plant is owned by SRV and is located at Gladö kvarn in Huddinge. The facility is one of the largest in the country with an annual reception of over 200 000 tonnes of industrial and domestic waste. The purification of leachate and sorting water from the landfill is done in the local treatment plant operated by the Stockholm water before sending it on to Henriksdals reningsverk in Stockholm. The treatment consists of screening, biological treatment, sedimentation, and filtration through sand filters. For Henriksdal to be able to REVAQ certify their sludge, concentrations of certain parameters ought to be met. In the thesis the purification procedure have been reviewed and optimized based on the water's character. The requirement for purification of leachate and sorting water is slightly different and to reduce the load on the biological treatment stage, the sorting water is instead undergoing chemical treatment. The task was to investigate how the chemical precipitate at the facility shall be conducted with the mechanical equipment available and provide recommendation for improvement. Water contamination level was assessed by laborative results within the control programme and of the probation conditions of pollutants. The optimization of the chemical treatment was tested in the lab with various precipitation chemicals and then applied at the facility. The goal was to reduce the particle content of the water and reduce the heavy metals cadmium, chromium, mercury, lead, copper and zinc in the sorting water. The results of the lab stood as the basis for the testing of full-scale where the chemicals were applied in a real scenario and optimized on the basis of the outcome. The sorting water contained high levels of heavy metals and organic material before purification and good reduction was observed after treatment. Two chemicals that have shown the best results in lab tests, PAX-XL60 and PIX-111, were tested at the treatment plant. The experiments performed in the lab showed that PAX-XL60, a liquid polymerized aluminum chloride, gave the best results in the separation of particles and pollutants. When applied at the treatment plant, PIX-111, which is a liquid ferric chloride, was found to provide the most desirable results with efficiency, price and handling in mind. It was found that a dose of about 20 mg of active substance per liter sorting water was adequate to achieve good reduction. To reduce the chemical consumption and costs, the dosing procedure ought to be reviewed to find a more precise dosing, which may also be beneficial from an environmental standpoint.

Today plastic debris is found in significant amounts in all the Earth’s oceans. The issue of marine plastic debris becomes most visible for people when it is drifted to shores and ends up on beaches and in harbours. Therefore, this study aims to investigate if collecting plastic debris on shores in Fiji for recycling purposes can be justified from ecological, economical and social perspectives. Collection and recycling possibilities are investigated partly through a literature study and partly by interviews and observations in Fiji. Large-scale collection and recycling of plastics comes with many challenges. A reduction of shore-based plastic debris could over time result in an improvement from an ecological perspective, as long as the collection does not occur during nesting times. With current conditions, collection is hard to justify from an economical perspective and would require internalization of damage costs. Besides being time consuming, collection activities in communities have no apparent disadvantages and could therefore be motivated from a social perspective. In conclusion, the ecological and social effects are mainly positive. However, the economical perspective requires the corrections of market failures. / Idag återfinnes signifikanta mängder plast av varierande storlekar och typer i alla jordens hav. Problemen med marint plastavfall uppmärksammas ofta först när det flyter upp på stränder eller syns i hamnar eller andra kustområden. Därför ämnar denna studie att undersöka om det ur ett ekologiskt, ekonomiskt och socialt perspektiv är motiverat att samla upp plastavfall på stränder i Fiji med syftet att sedan återvinna denna plast. Studien genomförs främst genom en grundlig litteraturstudie, som sedan kombinerats med intervjuer och observationer av situationen på Fiji. Att samla upp och återvinna plast är dock förenat med många svårigheter. En minskning av plastavfall på stränder skulle över tid leda till en förbättring ur ett ekologiskt perspektiv, givet att uppsamlingen inte sker under känsliga tidsperioder för djur. Med dagens förhållanden på Fiji krävs det från ett ekonomiskt perspektiv att kostnader internaliseras för att en uppsamling och återvinning eventuellt ska kunna motiveras. Förutom att en uppsamling är tidskrävande, skulle sådana aktiviteter inte ha några uppenbara negativa effekter och kan därför motiveras ur ett socialt perspektiv. Sammanfattat är det alltså motiverat att samla upp och återvinna plastavfall på stränder ur ett ekologiskt och socialt perspektiv. Ur ett ekonomiskt perspektiv krävs däremot korrigering av marknadsmisslyckanden för att detta ska kunna motiveras.