En av de stora utmaningarna hos alla kraftvärmeverk är att ha bra emissioner med så liten påverkan på miljön som möjligt. För att uppnå detta krävs det att det finns en effektiv rökgasrening där många skadliga ämnen, exempelvis SO2, (svaveldioxid), HCl  (väteklorid) och NOx (kväveoxid) tas om hand, för att på så vis minska utsläppen och klara emissionskraven. För att uppnå detta löper rökgaserna bland annat genom ett rökgasfilter, en skrubber samt en quench (störtkylare) där de skadliga ämnena bryts ner, minskas eller blandas med andra ämnen som konsumerar dem. Olika biokraftvärmeverk förbränner olika sorters biobränslen. Säljaren som levererar biobränslet skall redovisa och försäkra att de levererade materialets kemiska innehåll befinner sig inom de gränsvärden som anges, vilka kemiska ämnen som är befintligt i bränslet och dess storlek. Två av dessa kemiska ämnen, HCl och SO2, skall i detta arbete, via uträkning av bränslets innehåll av dessa två ämnen, jämföras med det utlovade innehållet i bränslet som leverantören hänvisar till. Som formulerat tidigare så är det en hel del komponenter som rökgaserna passerar, och det är här problemen uppstår. Komponenter som det blir komplikationer med på grund av igensättning, temperaturvariationer samt andra problem som t.ex. att kalktillförseln för att binda svavlet. Intresset inom detta ämne började genom egen arbetserfarenhet och sommarjobb som drifttekniker på ett kraftvärmeverk. Detta fick upp ögonen för hur viktigt det egentligen är att rena rökgaserna och vilken enorm förbättringspotential som finns i rökgasreningsanläggningar. I detta arbete utgår man ifrån att det inte är några föroreningar, såsom klor och svavel, som går ut via bottenaskan.

Klimatförändringarna har medfört en ökad efterfrågan på biobaserade bränslen. Mikroalger har flera intressanta egenskaper som gör dem till en attraktiv och lovande bioråvara för bränsleproduktion. Algerna har en effektiv fotosyntes vilket bidrar till ett lägre landanspråk jämfört med terrestra energigrödor. Dessutom kan odlingarna placeras på oproduktiv mark vilket gör att produktionen inte konkurrerar med andra areella näringar. Genom att integrera algodlingar med industriell infrastruktur kan restflöden som spillvärme, koldioxid, närsalter och vatten från industri nyttiggöras och därmed bidra till en mer effektiv och hållbar biomassaproduktion. I detta arbete studeras en industriell symbios mellan en algodling, det lokala kraftvärmeverket (Hedenverket) och rötningsanläggningen vid Sjöstadsverket i Karlstads kommun. Symbiosen bygger på att rökgaser från Hedenverket används som kolkälla för algerna, spillvärme används för att upprätthålla en lämplig odlingstemperatur i bassängen, varma rökgaser används för att torka biomassan inför förbränning och algernas näringsbehov tillgodoses genom att cirkulera kväve- och fosforrikt rejektvatten från rötningsanläggningen på Sjöstad. Biomassan som produceras används sedan som bränsle i kraftvärmeverket. På så vis skapas nya kretslopp och ett lokalt biobränsle produceras samtidigt som spillflöden från industrin tas till vara. Två tänkbara scenarion för energiutvinning studerades; rötning (Scenario A) och direkt förbränning (Scenario B). För att belysa fördelarna med symbiosen analyserades även ett referensscenario, vilket bygger på att odlingen sker fristående i en så kallad Stand alone-anläggning. Målet med studien var att konstruera en beräkningsmodell för att simulera biomassaproduktionen utifrån platsspecifika förutsättningar samt utvärdera systemet ur miljö-, energi- och kostnadssynpunkt. Studien utformades som en förstudie med syfte att vara ett övergripande men ändå tydligt kunskaps- och beslutsunderlag för berörda aktörer. Arbetet ska belysa symbiosens styrkor, svagheter, möjligheter och risker. Resultatet från studien visar att det genom industriell symbios går att odla alger över en lång säsong vid Hedenverket i Karlstad med det system som föreslås. Den industriella symbiosen förlänger odlingssäsongen med 75 % jämfört med en Stand alone-anläggning och den årliga produktiviteten ökar från 14 till 18 g m-2 d-1. Miljöanalysen visar att det utifrån de systemförslag som undersöks finns liten eller ingen miljönytta med den industriella symbiosen. Scenario A bidrar till att öka CO2-emsisionerna med 0,2 kg m-2 år-1 medan Scenario B bidrar till en reduktion motsvarande 0,2 kg m-2 år-1. En bidragande faktor till detta resultat är att Karlstad Energis el- och värmeproduktion idag i stort sett redan är fossilfri. Detta medför att det algbaserade bränslet ersätter en redan biobaserad process. En högre miljönytta kan åstadkommas genom att överväga alternativa energiutvinningsprocesser. För att tydliggöra miljöfördelarna med en integrerad algodling bör en fullskalig livscykelbedömning för systemet genomföras. Nettoenergi-ration (NER-värde) för Scenario A och Scenario B beräknades till 2,6 respektive 5,3. De höga NER-värdena pekar på att utvinningen av energi med god marginal överträffar energibehovet i produktionsledet för båda processvägarna. Lönsamhetsbedömningen visade att båda scenariona innebär en återbetalningstid som överstiger den tekniska livslängden för anläggningen, 44 och 56 år för respektive scenario. Sammanfattningsvis visar studien att det finns goda möjligheter för att odla alger och framställa ett lokalproducerat biobränsle vid Hedenverket. Trots att det föreslagna systemet med industriell symbios uppvisar positiva resultat beträffande energiprestanda så finns det inte ekonomiska eller miljömässiga förutsättningar för en algodling vid Hedenverket baserat på den systemutformning som föreslagits. Genom att framställa produkter med högre värde från biomassan kan dock ekonomisk- och miljömässiga vinster uppnås, vilket är något som bör utredas vidare.

Fettavskiljarslam är ett avfall som uppstår hos restauranger och på platser där matfett och matoljor används. För att förhindra att fettet sätter igen avlopp fångas det upp med en fettavskiljare. Dessa fettavskiljare töms sedan av slambilar som vidare lämnar slammet antingen för mellanlagring eller direkt för rötning och bildandet av biogas.   Ragn-­‐Sells AB hanterar ungefär 27 000 ton fettavskiljarslam varje år. 6000 ton av dessa placeras i  mellanlagringscistern på  Högbytorp  där  en  settlingprocess får  äga  rum.  Resterande  slam lämnas av logistiska skäl direkt för rötning. Mellanlagringscisternen vattendras med jämna mellanrum för att göra plats åt nytt slam. Vattenfasen tillsätts en av företagets andra processer, en rötslurry som sedan utnyttjas i rötningsprocesser.   Genom att hitta en metod för avvattning av slammet som fungerar enkelt och snabbt och är ekonomisk försvar kan slammet i stället för att lämnas för rötning bli en attraktiv råvara för till exempel biodrivmedel. De ändamål för materialet som undersökts är som råmaterial för produktion av biodiesel, förbränning som mixed fatty acids, rötning samt pyrolys. Vid biodieselproduktion spelar vattenhalt och halten av fria fettsyror en stor roll och ska slammet förbrännas är det viktigt att värmevärdet är högt samt att askalten är låg och att innehåll av eventuella tungmetaller är av låga nivåer.   Metoderna som undersökts för avvattning är settling, uppvärmd settling samt frysning av slammet. Frysning kan ske på tre olika vis. Frysa, tina och sedimentera, frysa, tina och dränera samt genom att frysa och separera. Analyser såsom värmevärde med bombkalorimeter, vattenhalt  med  Karl  Fisher-­‐titrering,   askhalt  och  torrsubstanshalt  genomfördes  sedan  på avskiljd fettfas. Även en metallanalys med ICP genomfördes samt kontroll av halt fria fettsyror som genomfördes av externt laboratorium.   Analyserna visar att den metod som bäst avvattnat fettet är att frysa och separera. Högst värmevärde får dock fettfas från den uppvärmda settlingen. Metod kan komma att väljas och ändras beroende på vad slammet ska användas till i nästa steg. Är biodieselproduktionen målet bör den metod som ger lägst vattenhalt väljas. Ska fettet utnyttjas för förbränning och kanske i framtiden ersätta fossila bränslen ska den metod som resulterar i högst värmevärde väljas.   Fettavskiljarslam är ett svårarbetat material, mycket på grund utav dess otrevliga odör, men det är också ett avfall som har högt energiinnehåll, är koldioxidneutralt samtidigt som det har stor potential att hjälpa människan att minska oljeberoendet. / Trap grease is a sludge that appears at restaurants and other facilites that uses fats and oils in their everyday work. To avoid clogging in the drains and sewer a grease trap is utilized. The grease traps are then emptied by sludge cars and from there either stored or directly delivered for production of biogas trough digestion. The storage is emptied on water to make room for more sludge. This water can contribute with moist and other nutrients for one the company’s other processes a sludge aimed for digestion.   Ragn-­‐Sells AB annually handles about 27 000 tonnes of trap grease, 6000 which is placed in intermediate storage and the rest left for production of biogas.   Finding a method for dewatering the sludge that is uncomplicated and economically justifiable could turn the sludge into a attractive feed stock for bio fuels, for example as a raw material in the production of bio diesel. Other purposes of the sludge could be combustion as mixed fatty acids, pyrolysis and also production of bio gas. If the sludge would be a component in production of bio diesel the water content need to be as low as possible the content of free fatty acids also needs to be low. If the sludge would be used for combustion the heating value should be high as high as possible and the ash residue is desirable to keep low.   The methods for dewatering tested in this work is a settling method, heated settling and also by freezing the sludge. The freezing can be performed in three ways. By freezing, thawing and sedimentation, by freezing, thawing and drain and at last freezing and separate. The analysis performed on the separated fat phase were testing of heating value with a bomb calorimeter, measuring of water content with Karl Fisher titration, ash residue and dry matter content. Analyses of metals in the sludge were done with inductively coupled plasma and an external laboratory analyzed the content of free fatty acids.   The results of the analysis showed that the best method for dewatering the sludge is to freeze and separate. The highest heating value was however showed by the heated settling method. Depending on the purpose of the sludge one or the other method may be chosen.   Trap grease is a complicated material to work with, most because of its unpleasant odor. But it is also a waste material that is rich in energy, is carbon dioxide neutral and has great potentials to help human kind to reduce the oil dependency.

Sverige strävar efter ett mer hållbart samhälle och har som mål att nå netto nollutsläpp av växthusgaser till atmosfären år 2045. Företag som agerar i Sverige måste därmed göra stora omställningar för att målet ska kunna nås. I detta arbete har möjligheten att ersätta SSAB Borlänges fossila bränslebehov i varmvalsningsprocessen med gas från termisk förgasning undersökts. Genom litteraturstudier, behovsanalys, beräkningar och modellering i Excel har fyra fallstudier med olika förgasningskoncept utvärderats. En stor utmaning har varit att finna lösningar för hantering av de stora värmelasterna i varmvalsningsugnarna. I fallstudierna har olika strategier tillämpats för att hantera dessa; gasmotorer, balansering med gasklocka eller uppgradering till SNG som lagras i kryogena behållare. Ett fall med inköp av biobränslebaserad flytande naturgas (bio-SNG) från externa producenter har också utvärderats. Den tekniska genomförbarheten samt den ekonomiska insatsen och vinningen har utvärderats för att hitta det bästa alternativet. Fallet med gasklockan (Fall 1b) visade på bäst ekonomisk prestanda med en internränta på 1,6%, en återbetalningstid på 21 år och tillverkningskostnad på 518 kr/MWh. Detta är sämre än nuvarande lösning som kostar 470 kr/MWh. De känsligaste faktorerna för kostnaden är biomassans och fossila bränslets priser. Även investeringskostnaden har stor inverkan. En stor fördel med nya lösningen är minskningen av SSAB:s användning av fossila bränslen med cirka 850 GWh som ersätts av förnybar gas. / Sweden strives for a more and more sustainable society and aims to reach the net zero emissions of greenhouse gases to the atmosphere by 2045. Companies that operate in Sweden must therefore make major changes to achieve that goal. In this project, the possibility of replacing SSAB Borl¨anges fossil fuel needs in the hot-rolling process with gas from thermal gasification has been investigated. Through literature studies, needs analysis, calculations and modeling in Excel, four case studies with different gasification concepts have been evaluated. One major challenge has been to find solutions for handling the large heat loads in the hot-rolling furnaces. In the case studies, different strategies have been applied to address these; gas engines, balancing with a gasholder or upgrading to SNG that are stored in cryogenic containers. A case of purchasing biofuel-based liquid natural gas (bio-SNG) from external producers has also been evaluated. The technical feasibility as well as the financial stake and profit have been evaluated to find the best option. The case with the gasholder (Case 1b) showed the best economic performance with an IRR of 1.6%, a payback period of 21 years and manufacturing cost of 518 SEK/MWh. This is worse than the current solution, which costs 470 SEK/MWh. The most sensitive factors are the price of biomass and fossil fuels. The investment cost also has a great impact. A major advantage of the new solution is the reduction of SSAB’s use of fossil fuels with about 850 GWh being replaced by renewable gas.

Flygsektorn är en del av transportsektorn vilken växer mycket snabbt. Därför behövs åtgärder för att lösa utsläppsproblematik kopplad till denna bransch. Alternativa bränslen kan vara en del i den lösningen. De kan ersätta petroleumprodukter. Vilket de i dagsläget också till viss del gör. Vad gäller alternativa bränslen för flygbranschen finns det en hel del krav som måste uppfyllas. Detta bland annat av säkerhetsskäl. Kraven är ofta hårdare än för andra branscher. Bränslescreening är en metod som utvecklas för att enklare kunna testa alternativa bränslen för flygsektorn. De alternativa bränslen som diskuteras i denna rapport är biodiesel, bioetanol, biometanol, metan, propan, DME, och vätgas. De kommersiella flygbränslen dessa jämförs med är diesel och JET A. Fördelar och nackdelar med följande bränslen och gruppen biobränslen undersöks och sammanställs. Flygsektorn genererar bland annat utsläpp av koldioxid (CO2, kolmonoxid (CO), svaveloxid (SO2), kväveoxider (NOx) och partiklar (PM). Även vattenånga (H2O) är ett klimatpåverkande utsläpp. Totalt sett står flyget för 2–3 % av jordens antropogena koldioxidutsläpp. Det är inte flyget i dagsläget som är det största problemet utan dess snabba tillväxt om 4,7 %/år. Syftet med detta examensarbetet är att undersöka om alternativa bränslen kan lösa utsläppsproblematiken. En livscykelanalys (LCA) har genomförts på ovan nämnda alternativa bränslen detta för att undersöka vilken miljöbelastning dessa har vid framställning. Resultatet för LCA tyder på att alternativa bränslen både kan vara mer miljöpåverkande än fotogen men också mindre. Tillverkningsgröda för specifikt bränsle kan avgöra miljöbelastningen. Det är inte troligt att med den ökning som flyget möter, kunna lösa utsläppsproblemtiken enbart med alternativa bränslen, kombinerade lösningar kommer sannolikt att krävas.

<p>Av två anledningar anses det som mycket viktigt att bryta beroendet av olja, naturgas och kol. Den första anledningen är de uppmärksammade klimatförändringarna. Förbränning av fossila bränslen anges idag som huvudorsak till växthuseffekten. Den andra mindre uppmärksammade orsaken är att oljan och naturgasen snart inte räcker till för att föda en allt energihungrigare värld. Utvinningen ser dessutom ut att ha nåt sin kulmen. Efter denna kommer en oundviklig produktionsnedgång. Med det stora beroendet som finns av oljan inom i stort sett alla sektorer är det ytterst viktigt att hitta andra alternativ. Speciellt gäller detta inom transportområdet. Förhoppningen står idag till ”gröna” drivmedel som etanol och biodiesel. IEA (International Energy Agency) har uppmanat de västerländska nationerna att satsa stort på biobränslen. I denna studie görs en analys av de förutsättningar som finns att bygga ut produktionen av denna i USA, Brasilien och Malaysia/Indonesien. Syftet har varit att ta reda på om det är möjligt att göra detta utan att inkräkta på andra näringar, inte skada miljön samt vara oberoende av fossil energi? Den bakomliggande teorin är att detta inte låter sig göras i den omfattning som krävs för att bibehålla de nuvarande samhällsstrukturerna. Detta visar sig också stämma med de uppgifter som står till buds. Endast en fraktion av det nuvarande drivmedelsbehovet går att försörja med biodrivmedel om det inte ska uppstå en allvarlig konkurrens om odlingsmarken eller orsaka stora ekologiska skador.</p>

<p>Kan man producera brännbar gas av biobränsle i en småskalig anläggning? Kan</p><p>detta göras till en rimlig kostnad? Är det möjligt för en privatperson installera</p><p>förgasningsanläggningen själv eller krävs det en fackman? Skulle man kunna göra</p><p>gas av sitt trädgårdsavfall?</p><p>Svaret på dessa frågor är ja, det går.</p><p>Men om man vill göra det på ett säkert och miljövänligt sätt är svaret tyvärr nej.</p><p>Detta gäller i alla fall den anläggningen som detta arbete handlar om.</p><p>Tack vare Compower i Lund så kunde jag få tillgång till en kinesisk ”stalk gasifier”</p><p>Målet var att med denna panna framställa och analysera den gas som produceras</p><p>från biobränslen (gengas). Gasen skulle i bästa fall kunna användas i Compowers</p><p>microkraftverk för el och värmegenerering.</p><p>Efter installation och uppstart såg det lovande ut. Brännbar gas producerades efter</p><p>ca 20 min och gasen brann fint. Bränslet bestod då av en blandning mellan pellets</p><p>och flis.</p><p>Vid samtliga prov brinner gasen med klarblå låga och ingen synlig rök finns i</p><p>samband med förbränningen.</p><p>Pga. skrubber funktionen blir lågan pulserande</p><p>Det visade sig dock efter en stunds eldning att flisen var för blöt och tjärbildning</p><p>uppstod i pannan.</p><p>Efter nedstängning upptäcktes porositeter i fläkthusets gods och tjära hade läckt ut</p><p>på golvet.</p><p>Vid eldning nr. 2 användes endast pellets och det fungerade bra tills det visade sig</p><p>att askan från pelletsen tillsammans med tjäran bildade en sörja och chokade</p><p>luftgenomströmningen så att ingen gas kunde ta sig igenom utan tvingades ut</p><p>igenom luftintaget.</p><p>När vi senare kom in på emissionsmätningarna så visade det sig att vi inte kunde</p><p>mäta alla ämnena i gasen innan dess att vi förbrände den. Vi fick istället inrikta oss</p><p>på att mäta emissionerna efter det att vi tänt gasen. Detta gav oss rimligare världen</p><p>om än höga. Efter den sista eldningen, eldning nr 3, kunde vi konstatera att så länge</p><p>pannan eldades som den skulle så fungerade den bra, dock var CO-emissionerna</p><p>höga. När det gällde stängning så var det inte lika enkelt och det fanns även en stor</p><p>risk för utsläpp av koloxid vilket alltid bör undvikas.</p>

Av två anledningar anses det som mycket viktigt att bryta beroendet av olja, naturgas och kol. Den första anledningen är de uppmärksammade klimatförändringarna. Förbränning av fossila bränslen anges idag som huvudorsak till växthuseffekten. Den andra mindre uppmärksammade orsaken är att oljan och naturgasen snart inte räcker till för att föda en allt energihungrigare värld. Utvinningen ser dessutom ut att ha nåt sin kulmen. Efter denna kommer en oundviklig produktionsnedgång. Med det stora beroendet som finns av oljan inom i stort sett alla sektorer är det ytterst viktigt att hitta andra alternativ. Speciellt gäller detta inom transportområdet. Förhoppningen står idag till ”gröna” drivmedel som etanol och biodiesel. IEA (International Energy Agency) har uppmanat de västerländska nationerna att satsa stort på biobränslen. I denna studie görs en analys av de förutsättningar som finns att bygga ut produktionen av denna i USA, Brasilien och Malaysia/Indonesien. Syftet har varit att ta reda på om det är möjligt att göra detta utan att inkräkta på andra näringar, inte skada miljön samt vara oberoende av fossil energi? Den bakomliggande teorin är att detta inte låter sig göras i den omfattning som krävs för att bibehålla de nuvarande samhällsstrukturerna. Detta visar sig också stämma med de uppgifter som står till buds. Endast en fraktion av det nuvarande drivmedelsbehovet går att försörja med biodrivmedel om det inte ska uppstå en allvarlig konkurrens om odlingsmarken eller orsaka stora ekologiska skador.

Cyanobacteria belong to the oldest organisms of our planet. They use photosynthesis to produce ATP and gain biomass from carbon dioxide. The cyanobacteria Nostoc punctiforme is a filamentous bacterium that consists of two different types of cells, vegetative cells and heterocysts. The type of cell it differentiates into depends on the media they grow in. In an ammonium-rich medium, the N.punctiforme consists of vegetative cells that differentiate into heterocysts when in the medium is changed to a low-concentration ammonium medium. The ammonium-binding nitrogenase in the heterocysts does not work in an oxidative environment. During oxidative stress, N.punctiforme produces Dps (DNA binding protein from starved cells) which protects DNA. In the heterocysts the nitrogenase produces hydrogen as a side product. The hypothesis is that Dps is cell specific. In order to study this protein, a fusion of the promotor of Dps and GFP (Green Flourescent Protein) was constructed. To detect GFP, optimization of a Western Blot (WB) for GFP was performed. Protein samples were analyzed in strains of N.punctiforme. In strain 12A, the production of GFP was visualized but the band was not specific. Several attempts of optimization of the WB procedure were performed, but none of them showed clear specific protein detection in the N.punctiforme strains. Further optimization of the WB protocol is needed.

Minskad klimatpåverkan genom mindre användning av fossila bränslen är centralt i miljöpolitiken. För Jämtlands län finns ett regionalt miljömål om en ökad produktion av klimatneutral energi med delmålet att biobränsleproduktionen inom jordbruket ska öka från 0 TWh år 2005 till minst 0,2 TWh år 2015. Syftet med uppsatsen är att ge en bild av vilka hinder som kan finnas för uppfyllandet av delmålet. Åtta intervjuer har genomförts och beskrivna hinder har identifierats och delats in i kategorier. Resultaten har därefter diskuterats mot bakgrund av villkoren för jordbruk och energiproduktion och ur ett systemteoretiskt perspektiv, där implementeringen beskrivs som mötespunkten för tre system: klimatpolitik, jordbruk och energisystem. Slutsatser som dras är att problem med lönsamhet samt en riskovilja är centrala hinder, möjligen kan de minskas genom ekonomiska stöd. En möjlig konflikt mellan livsmedels- och bränsleproduktion framträder också tydligt. Ur ett systemperspektiv betonas interaktionen mellan systemen som den struktur där implementeringshindren uppstår och implementeringen bör därför integrera flera perspektiv.