Rönnskärsverken in Skelleftehamn is a smeltery owned by Boliden. Rönnskär receives raw materials from Boliden´s mines and electronic materials. The metals that are mined at Rönnskär are mainly copper, lead and zinc, as well the precious metals silver and gold, where copper is the largest volume of the metal production. Today Rönnskär meet the heat demand with waste heat from Rönnskär´s processes in its internal heating network and Skelleftehamn and Ursviken. During the colder days or accidents, Rönnskär´s energy central fires oil to maintain the steam demand for condensation of steam to the district heating network. Oil fired steam production is something that Rönnskärsverket wants to reduce.    This Report is a pre study that will present a future potential solution to utilize slutabs-heat for SO2 (l) production, thereby release intermediate circuit heat to the district heating network. In the pre study pipes, pumps, heat exchangers were dimensioned, and estimated installations cost was calculated. During the pre-study, drawings for installation of the pipelines was designed.    The pre study showed that is was possible to install pipelines and heat exchangers to make use of the slutabs-heat for SO2 (l) production, thereby release the intermediate circuit heat to the district heating network. The pre study also showed that the oil consumption in the oil-fired steam boilers would be reduced by 660 m3 during the estimate period and the payback time on the investment cost is 4 years.

Extena är en industri som ligger i norra Sverige. Det producerar tryckrörsledningar vilket leder till en stor mängd spillvärme i kylvattnet som inte används hos Extena i dagsläget. Fabriken använder samtidigt elbatterier för uppvärmning av ett par lokaler på industriområdet. Syftet med projektet är att undersöka möjligheteten att energieffektivisera Extena genom att ta vara på energin som finns i spillvattnet. Målsättningen med arbetet är att ge underlag för en energieffektivare uppvärmningslösning för vidareförädling och underhållsverkstad. Men även undersöka möjligheten till att exportera värme till närliggande samhälle genom att beräkna värmetransportförluster till Norsjö centrum för att effektivisera processen på fabriken och ta vara på så mycket energi som möjligt. Genom att ta vara på spillvärmen från produktionen kommer också belastningen på kyltornen minska vilket gör underlättar för processen. Uppvärmningen av egna lokalerna kommer ske med kulvert från kylvattenbassängen till vidareförädling och underhållsverkstaden med en vattentemperatur på ungefär 15  . Det används för att beräkna värmepumpens  . Den nya värmepumpen kommer kräva ett vattenburet system för att sprida värmen i lokalen. Det undersöks främst på fläktkonvektorer. Uppvärmning för lokalen är okänd vilket måste antas vilket ger den årliga uppvärmningen av 104 696 kWh som används för beräkning av livscykelanalys och ekonomisk återbetalningstid.  Möjligheten att bygga ett nytt närvärmenät för Extena utvärderas genom att beräkna värmeledningsförluster för olika rörledningar. Det görs med ett webbaserat datorprogram Logostor. Där det visar sig att TwinPipe systemet ger minst värmetransportförluster.  Resultatet beskriver ifall installation av värmepump är en bra investering. Det beräknas genom energibesparingen som är 83 757 kWh/år. Det används för att beräkna återbetalningstiden miljömässigt till ungefär ett halvt år, samtidigt som den ekonomiska återbetalningstiden är 5 år och 6 månader för ett elpris på 0,5 kr/kWh. Möjligheten att transportera spillvattnet till en annan aktör kan ske på flera sätt som undersöks, där ett nytt närvärmenät är rimligast eftersom fjärrvärmenätet kräver högre temperaturer och har större förluster. Närvärmenätets värmetransportförluster från fabriken till någon av kommunens byggnader som beräknas ligga 2100 meter ifrån. Det totala värmetrasportförlusterna är 311 MWh av det totala energimängden 870 MWh som finns i spillvattnet efter kylprocesserna. Flödet av spillvatten sker endast 4300 timmar årligen vilket gör att det är svårt att använda som ensam uppvärmning för lokaler.

Energianvändningen i världen ökar vilket medför en ökad belastning på miljön. Många industrier har idag ett överskott av värme som vid ett ökat nyttjande skulle kunna reducera andelen primärenergi och således belastningen på miljön samtidigt som ekonomiska besparingar kan erhållas. DIBO Produktionspartner AB är en verkstadsindustri i Katrineholm som bearbetar metall‐ och plastkomponenter i CNC‐maskiner. Maskinparken består av 14 CNC‐maskiner och en kompressor som förser maskinerna med tryckluft. Ventilationssystemet består av två delar, ett till‐ och frånluftssystem kopplat till verkstaden samt ett FTX‐system kopplat till den intilliggande kontorsbyggnaden. Företaget har idag ett värmeöverskott på grund av aktiviteten från de olika CNC‐ maskinerna och tryckluftskompressorn vilket medför höga temperaturer i verkstaden. I dagsläget öppnas en ytterport för att ventilera ut värmeöverskottet så att en lägre temperatur erhålls. Arbetet syftade till att kvantifiera mängden överskottsvärme tillgänglig i verkstaden för att därefter undersöka möjliga externa och interna användningsområden. Värmeöverskottet uppskattades genom att ställa upp en energibalans för verkstaden där tillskott och förluster av värmeenergi jämfördes. Både tillskotten och förlusterna av värmeenergin beräknades genom inventering av verkstadslokalerna, mätningar av el, temperatur och ventilation samt genom simuleringar av verkstadens inomhusklimat. Värmeöverskott i verkstaden förekommer under årets alla månader, även om det är starkt beroende av utomhustemperaturen och aktiviteten i verkstaden, och uppgår årligen till 137 MWh. Beträffande externa användningsområden studerades faktorer som påverkar ett spillvärmesamarbete, den teknik som skulle behövas för att leverera värme externt och möjligheten för DIBO att leverera värme till Katrineholms fjärrvärmenät. Det finns många faktorer som man bör ha i åtanke vid ett samarbete varav några är förtroendet mellan de båda parterna, investeringsuppdelning samt värdering av spillvärmen. För externa värmeleveranser varierar den utrustning som krävs beroende på de aktuella förhållandena, men generellt gäller att anslutningspunkter, en anslutningsledning och i en del fall en cirkulationspump samt en värmepump för uppgradering av värmen behövs. Som ett resultat av att tryckluftskompressorns effekt är förhållandevis låg och värmen luftburen har en värmepump av lämplig storlek ej hittats. Efter kontakt med Tekniska verken i Katrineholm framgick även att energimängden som skulle kunna levereras är för liten för att ett samarbete ska vara av intresse vilket medför att en leverans till fjärrvärmenätet inte är aktuellt i dagsläget. De interna åtgärderna som studerats finns listade i Tabell 1 där även besparingspotential och återbetalningstid framgår. / The Energy use is increasing throughout the world, which causes an increased load on the environment. Today, a lot of industries have unused waste heat, which by extended use would reduce the amount of primary energy sources and thus the environmental load together with economical savings that would apply for the industry. DIBO Produktionspartner AB is a manufacturing industry that processes metal‐ and plastic components in CNC‐machines. The machinery consists of 14 CNC‐machines and one compressor that provide the machines with compressed air. The ventilation system consists of two systems, one supply and exhaust air system for the workshop and one heat exchange system for the adjacent office building. Due to activity from the machines and compressor, the company has excess heat which causes high temperatures in the workshop. Today, a gate is opened in order to vent the excess heat and lower the temperature. This project’s aim was to quantify the amount of excess heat available in the workshop and afterwards investigate possible internal and external uses. The excess heat was estimated by setting up an energy balance for the workshop where heat energy contributions and losses were compared. Both the contributions and losses of heat energy were calculated by a workshop inventory, electricity, temperature and ventilation measurements and through simulations of the workshop’s indoor climate. Results show that excess heat occurs in the workshop every month of the year, largely dependent on the outdoor temperature and activity level in the workshop, and amounts to 137 MWh yearly. Regarding the external uses, factors that affect waste heat cooperation, technology to deliver heat and the possibility for DIBO to deliver heat to the district heating system in Katrineholm, was evaluated. Among all the factors to keep in mind in cooperation, trust between the parties, investment division and valuation of waste heat, are some. The technology needed to deliver heat varies, but common equipment includes connecting points and lines and in some cases a circulation pump as well as a heat pump for upgrading the heat. As a result of an air compressor with relatively low power and airborne heat, a suiting heat pump has not been found. Contact with Tekniska verken in Katrineholm showed that the potential amount of heat energy deliverable to the district heating system is too small to be of interest and therefor a delivery to the district heating network is today not relevant. The internal measures are listed in Table 1 along with their potential savings and payback time.

The purpose of this thesis is to increase the energy efficiency of SIA Glass AB’s facility, investigate the possibilities of utilization of the facilities low-temperature waste heat and the possibilities to reach their ambition of becoming self-sufficient on renewable energy. Prior to the investigation of potential measures, an energy audit was made in the facility, where SS-EN 16247–1:2012 has been used as a basis. The largest share of the electricity consumption at SIA Glass AB’s facility comes from the refrigerating machines, corresponding to 69.5% of the total electricity consumption. When implementing investigated measures, SIA Glass AB can reduce their energy consumption by 559 MWh per year, accounting for about 8% of the total energy usage. Furthermore, there is a potential for 152.74 Tonnes reduced carbon dioxide emissions each year if just the nearby retirement home connects to SIA Glass AB’s waste heat system. It would be profitable for both SIA Glass AB’s and the retirement home. If more customer chooses to connect to SIA Glass AB’s waste heat system, the carbon dioxide emissions and the pay-off time can be further reduced. In order for SIA Glass AB to become self-sufficient on renewable energy, the possibilities for construction of a solar cell facility on top of the new freezer storage, as well as investment in a wind power plant has been investigated. To reach their ambition, a power plant that can cover the energy demand of 6940 MWh is required. The potential for a more efficient energy usage within the facility are good, where most the investments of the proposals are generally low.

Energy company Vattenfall AB has set an ambitious goal in trying to transform their business into a climate neutral and more resource effective company - all within thetime frame of one generation. Through the business concept “SamEnergi” within the heat sector, Vattenfall looks for district heating customers who are willing to sell heat at a price corresponding to Vattenfall’s own production cost. This report examines the change in ordinary heat production in the partially Vattenfall-owned district heating system in the city of Ludvika, Sweden, arising from the delivery of waste heat from a data center to the system. The data center delivers 1 MW heat at 60 degrees Celsius which is lower than the desired temperature in the district heating grid. The change in ordinary heat production is evaluated in four different scenarios where each scenario represents a way to connect the heat source to the district heating grid, so that the delivery temperature to the costumer is not affected. In two of the scenarios, the data center is placed on site of the main heat production units. For all four scenarios, the ability to deliver heat during normal annual fluctuations in flow and temperature in the district heating grid are assessed. Also, in one scenario the effecton a flue gas condenser is considered. The heat production for a normal year is then modelled and simulated using an optimization software called BoFiT, with and without the excess heat. The results show that the 1 MW excess heat is worth between 0,9 and 1,8 million SEK depending on how the heat is delivered. The lowest value of the excess heat source comes from the scenario requiring a heat pump. The other three scenarios yield similar savings on the ordinary production. The best scenario is when the waste heat is delivered together with the main production unit.

The purpose of this thesis has been to determine experimentally how good a peltier element is to convert waste heat from wood burning. Three different peltier elements were used in a comparison study. The comparison was mainly done to know how much power could be obtained from each element. Even, a circuit with a step-up function has been created to give a higher output voltage than the peltier element itself. The result of the experiments was a low output power, the highest value reached 2.18W. Also, the Carnot efficiency has been calculated for the three different elements and the efficiency ranged between 14 and 33%. From the circuit a constant 3.3V output was delivered. The main conclusion of this project is that furthermore Studies are needed in the material field because the elements available at the market today have too low efficiency.

The Earth’s climate is getting warmer. Combustion of carbon dioxide is one of themain causes and results in increased levels of greenhouse gases that Earth’s vegetation is unable to carry, which ends up outside Earth’s natural cycle. In order to achieve an ecological sustainability, Sweden and EU has set climate and energy targets for 2020 and 2030, to encourage energy efficiency, energy savings and development of new and renewable energy sources. Akademiska Hus, is one of Sweden's largest property companies and their goal is to reduce the amount of purchased energy by 50% until 2025. This study was made in cooperation with Akademiska Hus and aims to investigate the possibilities of utilising waste heat from the district cooling return for Ulls Husby implementing a heat exchanger which preheats the supply air in the ventilation system for the building. The goal is to examine if the solution is realizable and profitable, and to create a basis for future implementation of heat recovery in several of Akademiska Hus's properties. Calculations regarding power and energy demands are carried out for the current ventilation system without preheating and with an implemented preheating. Seven different test scenarios were investigated to determine when the conditions are favorable for preheating. The payback method is applied to investigate if the implementation is economically profitable. The results show that the purchased energy can be decreased by 1332 kWh for Ulls Hus by preheating the air during the investigated period between 15th October 2018 and 14th April 2019. Preheating decreases the number of power peaks higher than 25 kW in the ventilation system from 160 to 5 peaks. The reduction in energy and power demand is not considered economically profitable with a payback time of 309 years. Optimizing the operation strategy for the ventilation system to eliminate the power demand that occurs during the daily start of the system can decrease the purchased energy without preheating by 1 486 kWh, which correspond to 66%.With preheating the reduction can be additional 816 kWh to the results of preheating. This, as a suggestion, can be done by commissioning the heatexchanger before the rest of the ventilation system starts. The results for the four of the seven test scenarios that including lower temperature efficiency and 24-hour operation, alone or combined with each other and with a regulated supply air, show a larger reduction of purchased energy andthat an implementation can be considered economically profitable with shorter payback times. The four scenarios show a reduction with 62 630 kWh to 122 160 kW hand a pay back time half as short as the technical life expectancy which is considered economically profitable.

Sammanfattning Denna studie är en delstudie i ett större växthusprojekt som drivs av KTH Centrum för Hälsa och Byggande i Haninge utanför Stockholm. Projektet inbegriper ett integrerat spillvärme- och växthussystem med besöks- och forskningsändamål, placerat i anslutning till en reningsanläggning och ett naturbruksgymnasium. Studiens primära syften är att undersöka spillvärmepotentialen och potentialen för uppvärmning av växthus med spillvärme i Sverige. De sekundära syftena är att undersöka vilka hållbarhetsaspekter som kan identifieras som viktiga för spillvärme-växthus-system och att göra en idé- och informationssammanställning för dem som vill bygga spillvärme-växthus-system, med bland annat tips om hur produktpriser kan beräknas, vilka nyckeltal som kan användas för energikalkyler och vilka användningsområden som finns med ett växthus. Rapporten får ett visst fokus på livsmedels- och tomatodling, eftersom både tidigare studier och den fallstudie som ingår i rapporten handlade om detta. Studiens avsikt är dock att förespråka för en bredare syn på växthusanvändning. Studien visar att det finns stora spillvärmepotentialer bland särskilt högtempererade spillvärmekällor på västkusten och medeltempererade spillvärmekällor i Stockholmsområdet, eftersom dessa områden har både god spillvärmepotential och stor befolkning. Växthus kan byggas nära spillvärmekällan och kräver inte lika höga ingångstemperaturer som exempelvis fjärrvärmenäten, vilket gör spillvärme-växthus-system mer flexibla än spillvärme-fjärrvärme-system. Studien visar på viktiga fysiska, ekonomiska och organisatoriska förutsättningar för att bygga spillvärme-växthus-system, att det finns biologiska, sociala och kulturella potentialer med växthusen och vidare att det finns flera intressanta hållbarhetsaspekter med spillvärme-växthus-system, särskilt om de byggs rätt från början. Så gjordes i Habo, där studiens fallstudie gjordes. I Habo drivs ekologisk växthusodling med hjälp av spillvärme från en närliggande och elproducerande biogasanläggning, där de organiska resurserna består av gödsel och godisrester från en lokal godisindustri. Hela spillvärme-växthus-systemet är småskaligt och i stort sett kretsloppsanpassat. Modellen rekommenderas starkt både för projektet i Haninge och var helst man funderar på att bygga spillvärme-växthus-system, eftersom det överallt finns och alltid kommer att finnas tillgång på organiskt avfall. Energistudier visar att det finns stor potential i det organiska avfallet, särskilt från jordbruk

I det här examensarbetet har utnyttjande av spillvärme internt för att energieffektiviserapelletstillverkningen vid Bioenergi Luleå projekteras. Arbetet har innefattat attundersöka om det är möjligt att implementera spillvärmen i processen utan att störanuvarande produktion, vilken teknik som efterfrågas och om det blir någon vinst förföretaget. Grundliga litteraturstudier har genomförts för att ta reda på hur spillvärmekan användas och vad det finns för teknik för att göra det möjligt. Att användaspillvärme internt för att effektivisera olika typer av processer är något som används istörre utsträckning idag och verkar vara något som flera företag är beredda att satsa på. Viktiga resultat som tagits fram i det här projektet är att det kommer vara möjligt atteffektivisera pelletstillverkningen utan att störa befintlig produktion. Genom attförvärma kvarnluften från 23 ℃ till 58 ℃ kommer det resultera i att torkeffekten kansänkas till 𝑃𝑇𝑜𝑟𝑘−𝑠𝑝𝑖𝑙𝑙 = 8235 𝑘𝑊, fuktigheten på spånet kommer då öka till 9,35 %och temperaturen på spånet efter torken kommer sjunka till 𝑇2 = 122 ℃. Det kommerinte ske någon stor skillnad i tillsatt ånga innan pelletspressarna med den nyatemperaturen från hur det ser ut idag. Den stora vinsten som Bioenergi Luleå kommerfå av att förvärma kvarnluften är att mängden spån i torken kommer att kunna öka till332,64 𝑡𝑜𝑛/𝑑𝑦𝑔𝑛 vilket resulterar i en ökning på ca 790 𝑡𝑜𝑛 𝑝𝑒𝑙𝑙𝑒𝑡𝑠 𝑝𝑒𝑟 å𝑟. Känslighetsanalysen visar det att oavsett om mätningarna skulle ha en minskning på10 % eller öka med 10 % så skulle vinsten för Bioenergi Luleå fortfarande varamarkant. Ökningen på pelletsproduktionen kommer fortfarande uppgå mot runt700 𝑡𝑜𝑛 𝑝𝑒𝑙𝑙𝑒𝑡𝑠/å𝑟.

Vätgas tar en allt större plats i den gröna omställningen inom gruv- och stålindustrin vilket initiativtagande projekt såsom Hybrit och H2 Green Steel bevisat. Vätgas framställs ofta från fossila bränslen vilket genererar koldioxidutsläpp men om produktionen istället sker med elektricitet från förnybara energikällor anses tillverkningen förnybar. Exempel på sådana produktionsmetoder är alkalisk elektrolys och Proton Exchange Membrane (PEM) vilka är de två metoder som utvärderats i denna rapport. Dock blir en stor del av den konsumerade elektriciteten till spillvärme där 20% anses användbar. Spillvärmen är lågvärdig med temperaturer på 75°C för alkalisk elektrolys och 50°C för PEM vilket medför att det är svårt att hitta användningsområden för den. Därför har syftet med projektet varit att undersöka vilka användningsområden som spillvärmen kan få avsättning för samt bedöma lönsamheten för dessa. De mängder spillvärme som undersöktes var 1, 3, 5, 7 och 9 MW.  Användningsområdena som undersöktes var generering av elektricitet, generering av kyla, gruvventilation, vattenrening, växthus, energilagring samt kombination av användningsområden. För att erhålla information om teknologier på marknaden gällande generering av elektricitet och kyla samt växthus kombinerades litteraturstudier med marknadsundersökningar. För gruvventilationen, vattenreningen och energilagringen konstruerades beräkningsmodeller i Excel för att samla resultat för analys.  Det var möjligt att generera elektricitet och kyla med spillvärmen från alkalisk elektrolys. Det var inte lönsamt att generera elektricitet medan lönsamheten för att generera kyla inte gick att bestämma. Gruvventilationen hade kort återbetalningstid för värmeväxlaren vid små mängder spillvärme och luftflödet 100 m3/s medan högre luftflöden gav en ökad årlig reducerad energikostnad och därmed kortare återbetalningstid. Stora mängder spillvärme kunde värma vattnet för vattenreningen från 4°C till 15°C under hela året men lönsamheten för vattenreningen kunde inte bedömas på grund av brist på information angående kostnader. Rapporter visade att det var möjligt att utnyttja spillvärme från datacenter för att värma växthus vilket innebar att det borde vara möjligt med spillvärme från vätgasproduktion. Energiförlusterna och temperatursänkningarna för energilagren var små vilket visade att det var möjligt att lagra energi från spillvärmen under perioder när den inte användes. Dock var det osäkert ifall det var lönsamt eller inte. Den mest intressanta kombinationen av användningsområden var gruvventilation och vattenrening eftersom deras maximala energibehov inträffade olika tider på året.  Flera områden bedömdes som potentiella användningsområden för spillvärmen. Dock behöver ytterligare studier utföras, speciellt gällande lönsamheten för områdena. / Recently, hydrogen has gotten more attention in the green transition within the mining- and steel industry which projects like Hybrit and H2 Green Steel have proven. Hydrogen is often created from fossil fuels which generate carbon dioxide emissions but if the production of hydrogen is instead powered by renewable energy sources, it can be considered sustainable. Alkali electrolysis and Proton Exchange Membrane (PEM) are two examples of such processes and they are the methods that have been investigated in this report. However, a large portion of the consumed electricity is rejected as waste heat where 20% is considered usable. It is low grade waste heat with temperatures of 75°C for alkali electrolysis and 50°C for PEM which makes it difficult to recover and use. Therefore, the aim of this project has been to investigate the potential areas in which waste heat can be utilized as well as the profitability of them. The amounts of waste heat investigated were 1, 3, 5, 7 and 9 MW. The investigated areas of utilization were generation of electricity, generation of cold, mining ventilation, water cleaning, greenhouses, energy storage and combination of different areas. A literature study was combined with researching the market to gather information about existing technologies on the market for generation of electricity and cold as well as greenhouses. Calculation models were created in Excel for mining ventilation, water cleaning and energy storage to gather results for analysis. It was possible to generate electricity and cold with waste heat from alkali electrolysis. It was not profitable to generate electricity while the profitability for generating cold could not be determined. The mining ventilation had a short payback time for the heat exchanger at low amounts of waste heat with an air flow of 100 m3/s while higher air flows resulted in an increase of the yearly reduced energy cost and therefore a shorter payback time. Large amounts of waste heat could heat the water to the water cleaning from 4°C to 15°C during the whole year but the profitability remained undetermined due to lack of information regarding costs. Reports showed that it was possible to utilize waste heat from data centers for heating greenhouses which implies that it should be possible to use waste heat from hydrogen production for the same application. The energy losses and temperature reduction for the energy storages were small which showed that it was possible to store energy from the waste heat during periods when it was not used. However, it was unsure if it was profitable or not. The most interesting combination of utilization areas was mining ventilation with water cleaning since their maximal heating demand occurred at different times during the year. Several areas were assessed as potential areas of utilization for the waste heat. However, more studies need to be conducted, especially regarding the profitability for the utilization areas.