Within the commercial aviation industry, with its ever increasing global carbon footprint rising with consumer demand, the need for more sustainable forms of aviation has become more necessary than ever. With growing demands for emission reductions and better energy management practices across all industries in initiatives such as the Paris Agreement, there has never been a more pressing time to explore the existing and potential pathways towards more sustainable forms of aviation. While there are many new and innovative technologies aiming to reduce commercial aviation’s impact on the environment, there are other important aspects to consider, inherent to the commercial aviation industry. Key to the successful adoption and wide-spread usage of sustainable aviation technology is the consideration of passengers, their perspectives and perceptions of the industry in its current state, and their knowledge and opinions of these various new technologies. In order to contribute to this consideration of passengers and their importance, this thesis aims to investigate their perspectives on the industry and its sustainable transition, explore their perceptions of the environmental impact of air travel, as well as uncover how much passengers are willing to pay to support the incorporation of sustainable aviation fuels to reduce carbon emissions in the industry. To do this, a two-pronged approach was used, which combined a quantitative passenger survey along with qualitative interviews to collect data from a diverse group of respondents in Sweden. Applying Rogers’ theory on Diffusion of Innovation, this study investigates passenger perceptions, attitudes, levels of knowledge and trust, and willingness to pay to reduce their carbon emissions. The study also seeks to gain insights into and make sense of the different factors and barriers affecting the adoption rates of sustainable aviation fuels (SAF) amongst passengers, and identify the characteristics of innovative passengers and early adopters. The results of this study showed that the current use of SAF, such as biofuels, amongst the population is still relatively early on in its adoption phase. However, the future looks bright for the future of sustainable aviation - at least from a passenger perspective. The actual amount passengers were willing to pay for reducing CO2 emissions was significant, and tools such as the Fly Green Fund can be of great help in providing a platform for passengers to minimize their carbon footprint when flying. / Inom den kommersiella flygindustrin med dess ständigt ökande globala koldioxidavtryck, som stiger med konsumenternas efterfrågan, har behovet av mer hållbara former av flygtransport blivit mer nödvändigt än någonsin tidigare. Med växande krav på utsläppsminskningar och bättre energihanteringsmetoder inom alla branscher, i initiativ såsom Parisavtalet, har det aldrig varit viktigare att utforska de befintliga och potentiella vägarna mot mer hållbara former av flygtransport. Samtidigt som det finns många nya och innovativa tekniker vars syfte är att minska kommersiell flygindustris påverkan på miljön finns det även andra aspekter, fundamentala för den kommersiella flygindustrin, att ta hänsyn till. En utbredd användning av hållbar flygteknik kräver hänsyn till passagerare, deras perspektiv och uppfattningar om branschen i dess nuvarande tillstånd, samt deras kunskap och åsikter om dessa olika nya teknologier. För att bidra till dessa övriga aspekter ämnar denna uppsats undersöka flygpassagerares perspektiv på branschen och dess hållbarhetstransformation, utforska deras uppfattningar om flygresors miljöpåverkan, samt även undersöka hur mycket passagerare är villiga att betala för att stödja införandet av hållbara flygbränslen för att minska koldioxidutsläppen i industrin. För att genomföra detta användes ett tvådelat tillvägagångssätt som kombinerade en kvantitativ passagerarundersökning baserat på en enkät, med kvalitativa intervjuer för att samla in data från en heterogen grupp av respondenter i Sverige. Passagerarenkäten distribuerades till både passagerare på väg till en flygplats, samt till studenter och anställda på Kungliga Tekniska Högskolan. Genom att med hjälp av Roger’s theory on Diffusion of Innovation analysera passagerarnas uppfattningar, attityder, kunskapsnivåer och förtroende, samt betalningsvilja, försöker denna studie skapa insikt och förståelse kring de olika faktorer och barriärer som påverkar graden av adoption av hållbara flygbränslen (Sustainable Aviation Fuels, SAF) bland passagerare, samt identifiera karaktäristika hos innovativa passagerare (innovators) och tidiga användare (early adopters). Denna studies resultat visade att den nuvarande användningen av SAF bland befolkningen fortfarande är i en relativt tidig fas av adopitonsprocessen. Framtiden ser dock ljus up för hållbarhet inom flygbranschen, åtminstone ur ett passagerar-perspektiv. Det faktiska beloppet som passagerare var villiga att betala för att minska CO2 utsläppen var betydande, och verktyg som Fly Green Fund kan vara till stor hjälp för passagerare genom att förse dem med en platform för att minimera sina koldioxidavtryck när de flyger.

På grund av det stundande ökade elektricitetsbehovet vill Växjö Energi AB utreda möjligheter för utökad kapacitet för elektricitetsproduktion i samband med att ett av deras befintliga kraftvärmeblock börjar nå sin livslängd. En av de tekniker som Växjö Energi, genom detta examensarbete, granskar är Biomass fired Top Cycle. Denna teknik står företaget Phoenix BioPower AB för, där tekniken är specifikt inriktad på att kunna få ut ett högre elutbyte än vad befintliga kraftvärmeverk kan idag. Genom två olika scenarion, där ett Biomass fired Top Cycle block ingår, jämför arbetet bränsleförbrukning, värme- och elproduktion emot VEAB:s befintliga anläggning under ett år. I Scenario 1 var BTC-blocket i drift självt under sommarperioden, medan det i scenario 2 var avstängt och SV3 istället var i drift. Resultatet för de två scenariona visade på en stor ökning för elektricitetsproduktionen, men också en ökning för bränsleförbrukningen. Utifrån elektricitetsproduktionen och bränsleförbrukningen analyserades intäkter och kostnader för ett exempel år 2022. Arbetet konstaterar att välja mellan hög elektricitetsproduktion alternativt hög bränsleförbrukning är en komplex fråga, där både faktorer så som tillgänglighet på biomassa och världens energiläge läggs till.

EU har beslutat om ett nytt direktiv som innebär hårdare krav för mellanstora förbränningsanläggningar. Detta direktiv innebär hårdare utsläppskrav och när dessa nya gränser skall efterföljas 2025 eller 2030 är Mälarenergi ett företag som kommer att drabbas. Detta arbete har gått ut på att ta reda på vad detta direktiv kommer att få för konsekvenser för Mälarenergis 24 stycken spetslastpannor. Arbetet har gått ut på att sammanställa befintliga underlag för att kunna besvara frågan om vad direktivet kommer att få för inverkan. Direktivet behandlar stoft, NOx och SOx och där mätningar tidigare har genomförts har de granskats. Utredningen har kunnat visa på att av dessa 24 pannor är det 2 pannor som ej kommer klara gränsvärdena för stoft. På dessa två pannor har ytterligare mätningar genomförts och resultatet har verifierats. Dessutom genomfördes en gasanalys av ett Fourier transform infrared spectroscopy av en panna samt en energibalansberäkning. Det finns olika metoder för att minska stoften på dessa pannor men de varierar i pris. Exempel på detta är att installera elektrofilter eller slangfilter, men kostnaden uppgår till över 800 000kr i investeringskostnader. Ett alternativ är ett additiv som heter Kaolin, där undersökningar har visat att till en kostnad av ca 45000 kr per år torde stofthalten kunna minskas till under gränsvärdena. En energibalansberäkningen har genomförts och visar på att pelletspannan i Kungsör har en verkningsgrad på 91% vilket stämmer överrens med vad leverantören anger. / This thesis work was initiated because of the EUs new MCP-directive that puts pressure on plants for heat and power production with an maximum input effect from 1 to 50 MW. Mälarenergi is one of the companies that are going to feel the pressure of this new directive. When the directive becomes Swedish law and the new limits are set to be followed, in 2025 or 2030, the allowed emissions for NOx, SOx and dust will be a lot stricter than they are today. This thesis has studied all the 24 different peak-load-boilers that the company has and tried to figure out which of these boiler will be having problem with the new directive. Information about the different plants has been gathered and summarized, previous measurements checked and where more information was needed, own measurements have been conducted. The conclusion is that two boiler will not fulfill the demands in regards of dust emissions. These results has been checked using own measurements of dust and also analyzing the gas using an Fourier transform infrared spectroscopy. The costs for improving the dust cleaning has been summarized and it starts at 800 000 SEK for a textile filter or even more for an electrofilter. There is a possibility to add Kaolin to the fuel at an expense of 45 000kr per year. However this method has never been tried in large scale.

<p>An Internet application, VEDAIR, for estimation of air quality in regions with small-scale combustion of bio fuel has been developed by Swedish Meteorological and Hydrological Institute with financing from Swedish Energy Agency and Swedish Environmental Protection Agency. The model contains user interface and a coupled model concept where concentrations of atmospheric pollutions are calculated for regional, urban and local contributions. In this report the model is described and a first study of air quality considering PM10 (particles with a diameter less than 10 µm) in two Swedish municipalities, Vänersborg and Gnosjö, is introduced.</p><p>According to the result, there are areas with poor air quality even in smaller Swedish municipalities, mostly due to high emission from buildings with older wood heating furnace without hydraulic accumulator.</p><p>In Vänersborg three areas were analysed in VEDAIR for the year 2003: Vargön, Mariedal and the downtown district. In the whole municipality the upper evaluation threshold for PM10, which is defined as 14 µg/m3 for annual average, was exceeded due to background contribution of particles. In all areas, however, the concentrations of PM10 were less than the environmental quality norms. In Vargön, where wood heating furnaces are commonly used, in some areas the concentration of particles was as big as or bigger than the downtown district (annual average of 20 µg/m3). However, in downtown the pollutants were more spread. Biggest concentrations of PM10 were estimated in Mariedal, due to emissions from older wood heating furnaces and streets, mostly in areas with unfavourable meteorological conditions. Measurements of PM10 in the area are therefore suggested. Biggest concentrations of PM10 were prevailed during winter, due to great heating need in combination with cooler air temperature and more stable stratification. The local contribution of PM10 was negative correlated with temperature. In the downtown district, however, the biggest concentrations of PM10 were obtained during spring due to usage of studded tyres.</p><p>In Gnosjö the air quality considering PM10 was analysed in the areas Götarp, downtown and Gårö. Calculations in VEDAIR showed that the emissions from traffic were much less than wood heating furnace. The background annual average of PM10 in Gnosjö was 1 µg/m3 higher than Vänersborg. The air quality was quite equal as in Vänersborg, but there was an area in Gårö where the environmental quality norms considering PM10 almost were exceeded, this mostly due to emission from one building with high heating need.</p><p>In this study a comparison between calculated concentrations of PM10 with measured concentrations in Gnosjö for the period 3 November to 31 December 2003 was also made. The validation showed that VEDAIR underestimated the concentrations, but the result was anyway reasonable. Before, validations have only been performed for the northern part of Sweden, and this study indicates that VEDAIR also estimates concentrations of PM10 sufficiently well in southern part of Sweden.</p><p>The study also showed that if a house owner would replace an old wood heating furnace by a modern furnace with hydraulic accumulator, the annual average of the concentration of PM10 could decrease by 4 µg/m3 which is a reduction of 25%.</p> / <p>Ett internetverktyg, VEDAIR, för bedömning av luftkvalitet vid småskalig förbränning av biobränsle har utvecklats av SMHI med finansiering från bland andra Energimyndigheten och Naturvårdsverket. Modellen består av användargränssnitt och ett kopplat modellsystem där halterna av luftföroreningar beräknas för såväl regionala (internationellt som nationellt), urbana och lokala bidrag. I denna rapport presenteras modellen tillsammans med en första studie av luftkvaliteten med avseende på PM10 (partiklar med en diameter mindre än 10 µm) inom ett par testkommuner, nämligen Vänersborg i Västergötlands län och Gnosjö i Jönköpings län.</p><p>Resultatet visade att det finns områden även i små kommuner där sämre luftkvalitet kan utgöra ett problem. Till största delen berodde detta på hög emission från fastigheter med äldre vedeldningspannor utan ackumulatortank.</p><p>I Vänersborg undersöktes luftkvaliteten med avseende på PM10 i stadsdelarna Vargön, Mariedal och centrum för år 2003. För hela kommunen gällde att övre utvärderingströskel (gränsvärde för vilka mätningar är obligatoriska), som för årsmedelvärdet PM10 är 14 μg/m3 luft, överskrids pga bakgrundsbidrag. Samtliga av de undersökta områdena uppvisade dock halter som är lägre än miljökvalitetsnormerna. Beräkningar i VEDAIR för Vargön, inom vilket vedeldningen är huvudsakliga källan till emissionen av PM10, visade att koncentrationen partiklar inom vissa områden var lika höga eller högre än områden runt de mest trafikerade vägarna i centrala Vänersborg (årsmedelvärde på ca 20 μg/m3). I centrum var dock föroreningarna mer utbredda. Allra högst halter PM10 erhölls vid beräkningar i Mariedal, till följd av utbredd vedeldning med äldre vedpannor, trafikerade vägar och ogynnsamma meteorologiska förutsättningar. Enligt detta kan mätning av partiklar inom området vara befogat. Tidsserier av totalhalten PM10 visade att högst halter erhölls på vintern i Vargön, till följd av större uppvärmningsbehov i kombination med lägre utomhustemperatur och mer stabil skiktning. Det lokala bidraget uppvisade en negativ korrelation mot temperaturen. I centrum var halterna dock högst på våren pga slitagepartiklar från dubbdäck samt vägdamm.</p><p>För Gnosjö undersöktes luftkvaliteten i tre potentiella problemområden; Gårö, centrala Gnosjö och Götarp. Beräkningar i VEDAIR för Gnosjö visade att trafikens bidrag var betydligt mindre, men vedeldning var vanligt förekommande. Samtidigt var årsmedelvärdet för det regionala bakgrundsbidraget ca 1 μg/m3 högre än i Vänersborg. Luftkvaliteten var generellt sett likvärdig den för Vänersborg, men inom stadsdelen Gårö fanns ett område där koncentrationen PM10 var mycket nära miljökvalitetsnormerna. Huvudkällan till emissionen var en enskild fastighet med stort energibehov som värmdes upp uteslutande med ved.</p><p>I studien gjordes även jämförelse av beräknade PM10-halter från VEDAIR med uppmätta värden i Gnosjö för perioden 3 november till 31 december 2003. Valideringen visade att VEDAIR gav något underskattade, men ändå hyggliga resultat. Tidigare valideringar har enbart utförts för Norrland, och de nya resultaten tyder på att VEDAIR även ger tillförlitliga beräkningar för södra Sverige.</p><p>Studien visade också att om en enskild fastighetsägare skulle byta ut en äldre vedeldningspanna mot en modern med ackumulatortank skulle årsmedelvärdet PM10 lokalt i fastighetens närområde kunna sjukna med uppåt 4 μg/m3, vilket är en minskning med 25%.</p>

An Internet application, VEDAIR, for estimation of air quality in regions with small-scale combustion of bio fuel has been developed by Swedish Meteorological and Hydrological Institute with financing from Swedish Energy Agency and Swedish Environmental Protection Agency. The model contains user interface and a coupled model concept where concentrations of atmospheric pollutions are calculated for regional, urban and local contributions. In this report the model is described and a first study of air quality considering PM10 (particles with a diameter less than 10 µm) in two Swedish municipalities, Vänersborg and Gnosjö, is introduced. According to the result, there are areas with poor air quality even in smaller Swedish municipalities, mostly due to high emission from buildings with older wood heating furnace without hydraulic accumulator. In Vänersborg three areas were analysed in VEDAIR for the year 2003: Vargön, Mariedal and the downtown district. In the whole municipality the upper evaluation threshold for PM10, which is defined as 14 µg/m3 for annual average, was exceeded due to background contribution of particles. In all areas, however, the concentrations of PM10 were less than the environmental quality norms. In Vargön, where wood heating furnaces are commonly used, in some areas the concentration of particles was as big as or bigger than the downtown district (annual average of 20 µg/m3). However, in downtown the pollutants were more spread. Biggest concentrations of PM10 were estimated in Mariedal, due to emissions from older wood heating furnaces and streets, mostly in areas with unfavourable meteorological conditions. Measurements of PM10 in the area are therefore suggested. Biggest concentrations of PM10 were prevailed during winter, due to great heating need in combination with cooler air temperature and more stable stratification. The local contribution of PM10 was negative correlated with temperature. In the downtown district, however, the biggest concentrations of PM10 were obtained during spring due to usage of studded tyres. In Gnosjö the air quality considering PM10 was analysed in the areas Götarp, downtown and Gårö. Calculations in VEDAIR showed that the emissions from traffic were much less than wood heating furnace. The background annual average of PM10 in Gnosjö was 1 µg/m3 higher than Vänersborg. The air quality was quite equal as in Vänersborg, but there was an area in Gårö where the environmental quality norms considering PM10 almost were exceeded, this mostly due to emission from one building with high heating need. In this study a comparison between calculated concentrations of PM10 with measured concentrations in Gnosjö for the period 3 November to 31 December 2003 was also made. The validation showed that VEDAIR underestimated the concentrations, but the result was anyway reasonable. Before, validations have only been performed for the northern part of Sweden, and this study indicates that VEDAIR also estimates concentrations of PM10 sufficiently well in southern part of Sweden. The study also showed that if a house owner would replace an old wood heating furnace by a modern furnace with hydraulic accumulator, the annual average of the concentration of PM10 could decrease by 4 µg/m3 which is a reduction of 25%. / Ett internetverktyg, VEDAIR, för bedömning av luftkvalitet vid småskalig förbränning av biobränsle har utvecklats av SMHI med finansiering från bland andra Energimyndigheten och Naturvårdsverket. Modellen består av användargränssnitt och ett kopplat modellsystem där halterna av luftföroreningar beräknas för såväl regionala (internationellt som nationellt), urbana och lokala bidrag. I denna rapport presenteras modellen tillsammans med en första studie av luftkvaliteten med avseende på PM10 (partiklar med en diameter mindre än 10 µm) inom ett par testkommuner, nämligen Vänersborg i Västergötlands län och Gnosjö i Jönköpings län. Resultatet visade att det finns områden även i små kommuner där sämre luftkvalitet kan utgöra ett problem. Till största delen berodde detta på hög emission från fastigheter med äldre vedeldningspannor utan ackumulatortank. I Vänersborg undersöktes luftkvaliteten med avseende på PM10 i stadsdelarna Vargön, Mariedal och centrum för år 2003. För hela kommunen gällde att övre utvärderingströskel (gränsvärde för vilka mätningar är obligatoriska), som för årsmedelvärdet PM10 är 14 μg/m3 luft, överskrids pga bakgrundsbidrag. Samtliga av de undersökta områdena uppvisade dock halter som är lägre än miljökvalitetsnormerna. Beräkningar i VEDAIR för Vargön, inom vilket vedeldningen är huvudsakliga källan till emissionen av PM10, visade att koncentrationen partiklar inom vissa områden var lika höga eller högre än områden runt de mest trafikerade vägarna i centrala Vänersborg (årsmedelvärde på ca 20 μg/m3). I centrum var dock föroreningarna mer utbredda. Allra högst halter PM10 erhölls vid beräkningar i Mariedal, till följd av utbredd vedeldning med äldre vedpannor, trafikerade vägar och ogynnsamma meteorologiska förutsättningar. Enligt detta kan mätning av partiklar inom området vara befogat. Tidsserier av totalhalten PM10 visade att högst halter erhölls på vintern i Vargön, till följd av större uppvärmningsbehov i kombination med lägre utomhustemperatur och mer stabil skiktning. Det lokala bidraget uppvisade en negativ korrelation mot temperaturen. I centrum var halterna dock högst på våren pga slitagepartiklar från dubbdäck samt vägdamm. För Gnosjö undersöktes luftkvaliteten i tre potentiella problemområden; Gårö, centrala Gnosjö och Götarp. Beräkningar i VEDAIR för Gnosjö visade att trafikens bidrag var betydligt mindre, men vedeldning var vanligt förekommande. Samtidigt var årsmedelvärdet för det regionala bakgrundsbidraget ca 1 μg/m3 högre än i Vänersborg. Luftkvaliteten var generellt sett likvärdig den för Vänersborg, men inom stadsdelen Gårö fanns ett område där koncentrationen PM10 var mycket nära miljökvalitetsnormerna. Huvudkällan till emissionen var en enskild fastighet med stort energibehov som värmdes upp uteslutande med ved. I studien gjordes även jämförelse av beräknade PM10-halter från VEDAIR med uppmätta värden i Gnosjö för perioden 3 november till 31 december 2003. Valideringen visade att VEDAIR gav något underskattade, men ändå hyggliga resultat. Tidigare valideringar har enbart utförts för Norrland, och de nya resultaten tyder på att VEDAIR även ger tillförlitliga beräkningar för södra Sverige. Studien visade också att om en enskild fastighetsägare skulle byta ut en äldre vedeldningspanna mot en modern med ackumulatortank skulle årsmedelvärdet PM10 lokalt i fastighetens närområde kunna sjukna med uppåt 4 μg/m3, vilket är en minskning med 25%.

The continuous depletion of fossil fuel reserves, the global agenda on climate change and threats to energy security have led to increased global interest in the exploration, production and utilisation of bioenergy and biofuels. Access to modern bioenergy carriers derived from the efficient conversion of locally available biomass resources is indispensable for economic growth, rural development and sustainable development in developing countries. Deployment of bioenergy/biofuels technologies has significantly varied across the globe. The least developed countries (LDCs) and developing countries are still highly dependent on traditional biomass technologies with low conversion efficiency, which are typically associated with significant environmental and health impacts. Meanwhile, emerging economies and developed countries are progressively promoting biofuel industries and international trade. They are also engaged in making biofuels a sustainable proposition by developing sustainability criteria. The goal of this thesis is to address the sustainability of bioethanol production derived from one of the key feedstocks/energy crops: sugarcane. This will be done by analysing different development contexts and environmental constraints in terms of geopolitical situation, economic development and state-of-the-art technologies in agro-industrial development. Life cycle assessment (LCA), system studies, and techno-economic optimisation are the main methodological approaches applied in the thesis. The thesis primarily addresses three key questions for analysing the sustainability of bioethanol production. The first research question investigates the key parameters affecting the sustainability of bioethanol production and use in a low-income country using the case of Nepal. The net energy and greenhouse gas (GHG) balances are identified to be the main sustainability criteria of the sugarcane-molasses bioethanol (Paper I and II). Results of the lifecycle studies show that the production of bioethanol is energy-efficient in terms of the fossil fuel inputs required to produce the renewable fuel. Greenhouse gas (GHG) emissions from the production and combustion of ethanol are also lower than those from gasoline. The study also evaluates the socio-economic and environmental benefits of ethanol production and use in Nepal, concluding that the major sustainability indicators are in line with the goals of sustainable development (Paper III). Assessment of the biofuel (molasses-bioethanol) sustainability in Nepal is the first of its kind in low-income countries, and serves also the purpose of motivating the assessment of ethanol production potential in other LDCs, particularly in sub-Saharan Africa. The second question critically evaluates methodologies for accounting the lifecycle GHG emissions of Brazilian sugarcane ethanol in European and American regulations, depicting commonalities and differences among them (Paper IV). GHG emissions are becoming increasingly important as part of sustainability criteria in the context of the expansion of biofuel production and international trade. However, different methodologies still lead to quite different results and interpretation. To make this an operational criterion for international comparisons, it is necessary to establish unified methodological procedures for accounting GHG emissions. The thesis identifies the major issues as  N2O emissions from agricultural practices, bioelectricity credits in fuel production, and modelling approaches in estimating emissions related to direct and indirect land use change (LUC &amp; iLUC), that need to be addressed for establishing methodological coherences. The third research question investigates how the sugarcane bioethanol industry can be developed in terms of energy security and the diversification of energy sources. The case of complementarity between bioelectricity and hydropower is evaluated in the cases of Nepal and Brazil and presented in Paper V. Bioelectricity could offer a significant share of electricity supply in both countries provided that favourable political and institutional conditions are applied. Finally, in order to find the choice of technological options for the production of second generation (2G) bioethanol and/or of bioelectricity, a techno-economic optimisation study on the bulk of sugarcane bio-refineries in Brazil is carried out in Paper VI, taking into account the entire lifecycle costs, emissions, and international trade. The study shows that it is worthwhile to upgrade sugarcane bio-refineries. Energy prices, type of power generation systems, biofuel support and carbon tax, and conversion efficiencies are the major factors influencing the technological choice and potential bioethanol trade. In short, this dissertation provides insights on the sustainability of the bioethanol production/industry and its potential role in the mitigation of climate change, improved energy security and sustainable development in different country contexts, as well as methodological contributions for assessing the sustainability of biofuels production in connection with energy and climate policies. / Intresset för ökad exploatering, produktion och användning av bioenergi och biobränslen har föranletts av den kontinuerliga utmattningen av fossila bränslen, den globala agendan för att motverka klimatförändringar samt hoten mot energisäkerheten. Tillgången till moderna bioenergibärare, effektivt framställda från lokal råvara, är grundläggande för ekonomisk tillväxt, landsbygdsutveckling samt för hållbar utveckling i utvecklingsländer. Användandet av bioenergi- och biobränsleteknologi har varierat markant världen över. De minst utvecklade länderna (LDCs) samt övriga utvecklingsländer är fortfarande beroende av traditionella biomassabaserade tekniker till stor utsträckning. Dessa tekniker har låg effektivitet och är ofta sammankopplade med stora miljö- och hälsoskador. Samtidigt främjar tillväxtekonomier och utvecklingsländer biobränsleindustrin och internationell handel progressivt. Länderna arbetar även för att biobränslen ska bli ett hållbart alternativ genom att utveckla hållbarhetskriterier. Den här avhandlingens mål är att adressera hållbarheten hos bioetanolproduktion från sockerrör, en av bioetanolens nyckelråvaror. Målet kommer att nås genom analyser av industrins nationella utvecklingsmiljö samt miljö- och klimatmässiga begränsningar som härstammar från den geopolitiska situationen och den ekonomiska tillväxten i landet, samt analyser av teknologier i den agro-industriella utvecklingen. De huvudsakliga metoder som använts är livscykelanalys (LCA), systemstudier och tekno-ekonomisk optimering. Avhandlingen adresserar primärt tre nyckelfrågor för att analysera hållbarheten hos bioetanolproduktion. Den första forskningsfrågan belyser hur nyckelparametrar påverkar hållbarheten hos produktion och användning av bioetanol i låginkomstländer, med fallstudien Nepal som utgångspunkt. Nettoenergi- och växthusgasbalanser identifieras som de huvudsakliga hållbarhetskriterierna för sockerrör-melass-baserad bioetanol (Artikel I och II). Livscykelstudiernas resultat visar att produktionen av bioetanol är energieffektiv sett från den mängd fossila bränslen som produktionen av förnybart bränsle krävt. Växthusgasutsläppen från produktion och förbränning av etanol är dessutom lägre än utsläppen från bensin. Studien utvärderar de socio-ekonomiska och miljö- och klimatmässiga fördelarna med produktion och användning av etanol i Nepal. Slutsatsen är att indikatorerna för hållbarhet ligger i linje med målen för hållbar utveckling (Artikel III). Bedömningen av biobränslens (melass-baserad etanol) hållbarhet i Nepal är den första studien i sitt slag för låginkomstländer. Studien motiverar dessutom en bedömning av potentialen för etanolproduktion i andra LDCs, speciellt i de afrikanska länderna söder om Sahara. Den andra forskningsfrågan kräver en kritisk utvärdering av metoderna för hur livscykelutsläpp från brasiliansk sockerrörsetanol redovisas i europeiska och amerikanska regleringar (Artikel IV). Artikeln, som påvisar likheter och skillnader mellan regionerna, visar att växthusgasutsläpp blir en mer och mer viktig del i hur hållbarhetskriterier definieras när expansionen av biobränsleproduktion och internationell handel diskuteras. Olika metoder för redovisningen av växthusgasutsläpp leder dock till mycket olika resultat och tolkningar. Det är nödvändigt att etablera en enhetlig metod för redovisning av växthusgasutsläpp för att skapa ett kriterium som möjliggör internationella jämförelser. Avhandlingen identifierar de mest beaktansvärda problemen för att etablera en enhetlig metod: N2O-utsläpp från jordbruksprocesser, tillgodoräknande av bioelektricitet inom bränsleproduktion, samt modelleringsmetoder för att uppskatta utsläpp relaterade till direkt och indirekt landanvändning (LUC och iLUC). Den tredje forskningsfrågan utreder hur industrin för sockerrörsbioetanol kan utvecklas från ett energisäkerhetsperspektiv, med speciell hänsyn till diversifieringen av energikällor. I Artikel V presenteras hur bioelektricitetsproduktion och vattenkraft kan komplettera varandra i fallen Nepal och Brasilien. Bioelektricitet skulle kunna bidra markant till tillförseln av elektricitet i båda länderna under förutsättning att de politiska och institutionella förutsättningarna är fördelaktiga. Slutligen utförs en tekno-ekonomisk studie för att identifiera den optimala teknologin för produktion av andra generationens (2G) bioetanol och/eller bioelektricitet. Studien görs för merparten av sockerrörsbioraffinaderierna i Brasilien och utgör Artikel VI. Studien tar fullskaliga livscykelkostnader i beaktande samt utsläpp och internationell handel. Studien visar att det är värt mödan att uppgradera befintliga sockerrörsbioraffinaderier. De dominerande påverkansfaktorerna för valet av teknologi och potentialen för bioetanolhandel är energipriser, typ av kraftproduktionssystem, biobränslestöd och koldioxidskatt, samt processernas effektivitet. Kortfattat behandlar den här avhandlingen bioetanolproduktionens och bioetanolindustrins hållbarhet. Avhandlingen ger insikt i dess potentiella roll för att motverka klimatförändringar, förbättra energisäkerhet samt främja hållbar utveckling i olika nationella sammanhang. Avhandlingen bidrar dessutom med metodutveckling i hur hållbarheten av biobränsleproduktion bedöms inom ramen för energi- och klimatpolicy. / <p>QC 20130813</p>

Uppsala County has ambitious environmental aims for the planned residential area inÖstra Sala backe. In this thesis different energy sources have been evaluated todetermine which system that would be most favorable given currently availableinformation about the project. Planned energy usage has been divided into tap waterheating, space heating and power. Three base case scenarios were made with districtheating, small scale bio fuel and heat pump. Solar power and solar heating were thensimulated and the production from the two could individually be deducted from theenergy need in the base cases, constituting 9 different scenarios. Net energy demandwas then multiplied by factors for primary energy use and carbon dioxide equivalents,and life cycle costs were calculated. The results showed that different energy sourceswere favorable regarding different aspects. In terms of carbon emissions the scenariowith combined bio fuel and solar power had the lowest. District heating and solarpower was the most favorable solution regarding primary energy. The bestinvestment was heat pump together with solar power modules. One of the mainconclusions was that solar power improved the results for each of the three basicheat supplier systems. Solar heating was also a good option, just not at the samemagnitude. The calculations made in this project are made with assumptions on someaspects. If the premises, laws or energy properties were to change before the projectis completed, the actual outcome may differ from the results presented in this report. / Uppsala kommun har ambitiösa mål i uppförandet av en hållbar stadsdel i Östra Sala backe. Dekommande 10-15 åren ska totalt fyra etapper genomföras och resultera i 2 000 nya bostäder. Åttabyggherrar har valts ut för att bygga bostäder, förskola och äldreboende i en omfattning om 55 000 m2i Etapp 1. I detta arbete har områdets energisystem modellerats där bedömningsparametrarnakoldioxidekvivalenter, primärenergianvändning och ekonomi har analyserats.Planerad energianvändning har delats upp på behov för tappvarmvatten, uppvärmning och el för entypisk dag i månaderna mars, juni, september och december. Dessa valdes för att begränsaomfattningen av beräkningar och samtidigt få med Uppsalaklimatets säsongsvariationer. För atttillgodose behoven har olika energitekniker analyserats med hänsyn till deras miljöprestanda ochmedförda kostnader.De energikällor som studerades var fjärrvärme, värmepump, biobränsle, solceller, solfångare ochsmåskalig vindkraft. Fjärrvärme, värmepump och biobränsle i pelletsform utgjorde basen till trereferensscenarier för värmeförsörjning. Energiutbyte från solceller och solfångare simulerades iprogramvarorna PVsyst respektive ScenoCalc för att erhålla produktion av el och värme medtimupplösning för de fyra dagarna. Till varje referensscenario lades solceller och solfångare till en åtgången, vilket totalt gav nio olika scenarier som låg till grund för resultatet. Vindförhållandena inomUppsala stadsgränser visade sig vara otillräckliga för att småskalig vindkraft skulle vara aktuellt, varpåden tekniken uteslöts från vidare beräkningar i ett tidigt skede.Värme- och elbehov räknades även de fram på timbasis för de fyra dagarna varpå produktion frånsolenergi kunde användas för att beräkna nettobehov för bostäderna. De olika energislagens kostnaderoch miljöprestandafaktorer multiplicerades med antal kWh och värden kunde fås för totalprimärenergianvändning, koldioxidutsläpp och livscykelkostnad.De flesta byggherrarna har angivit att fjärrvärme är deras förstahandsval som värmesystem. Resultatetindikerar på att detta inte nödvändigtvis är det bästa alternativet inom de tre bedömningskategorierna.Tillsammans med solceller är just fjärrvärme mest fördelaktigt gällande primärenergianvändning.Inom kategorin koldioxidekvivalenter ger biobränsle med solceller lägst utsläpp. Mestkostnadseffektivt visade sig värmepump kombinerat med solceller vara. Energisystem för en hållbarstadsdel bör, enligt resultatet i denna rapport, väljas utifrån vilken eller vilka parameter man anserviktigast. En av slutsatserna är att solceller är lönsamt ur alla perspektiv och rekommenderas oavsettvärmesystem.Beräkningar i detta arbete är delvis beroende av olika antaganden. Ändras förutsättningarna frånbyggherrarnas sida, lagar eller egenskaper hos de olika energislagen kan det verkliga utfallet kommaatt skilja sig från resultatet i denna rapport.

I april 2018 realiserade den svenska regeringen förslaget om skatt på flygresor. Den empiriska undersökningen som samlat material från andra länder inom EU med liknande flygskatter visar på varierande effekter på miljön. Syftet med studien är att undersöka vilket styrmedel mellan en flygskatt och en kvotplikt som medför störst klimatreducering för den svenska flygmarknadens koldioxidutsläpp. Studien tillämpar efterfrågeelasticiteter, korspriselasticiteter och sekundärdata från internationella och nationella institutioner för att estimera flygskattens samt en kvotplikts miljöeffekter på det svenska flyget. Resultatet visar på att en kvotplikt reducerar koldioxidutsläppen till en högre grad än dagens flygskatt. Flygskattens komparerade miljöeffekt härleds till resenärernas förutsättningar gällande substitut, geografiskt läge och överflyttningseffekt på den internationella flygmarknaden. / In april 2018, the Swedish government realize the proposal for tax on air passenger travel in Sweden. The aggregate empirical investigation from other EU countries with similar flight tax application, the investigation concludes inconclusive effects on the environment. The purpose of this thesis is to investigate which control measure of an aviation tax and a quota that result in the greatest climate reduction for the Swedish airline carbon dioxide emission. The thesis applies demand elasticities, cross-price elasticities, and secondary data from international and national institutions to estimate the environmental impact of the airline tax and a quota obligation on the Swedish airline. The result shows that a quota obligation reduces carbon dioxide emissions to a greater extent than today's air tax. The comparative environmental impact of the aviation tax is derived from travelers' conditions regarding substitutes, geographical location and transfer effect on the international airline market.

Detta examensarbete utförs på uppdrag av Länsstyrelsen i Östergötland och Avdelningen för Teknik och Miljö vid Linköpings Universitet med syfte att skapa ett verktyg för att synliggöra de möjligheterna till den årliga bioenergitillförseln i olika kommuner i södra och mellersta Sverige. Avsikten är att bidra till den kommunala planeringen och effektiviseringen av miljöarbetet just inom energisektorn. Verktyget består av en handbok och ett beräkningsprogram. Den första innehåller information om kartlagda biobränsleresurser som är uppdelade i tre kategorier; Åkerbränslen, trädbränslen samt avfalls- och restprodukter. För varje biobränsleresurs finns information om: faktorer som kan påverka den mängd biobränsleresurser som man kan räkna med till bioenergiproduktion; allmän data om resurserna som energiråvaror; data som kommunen kommer att behöva mata in i beräkningsprogrammet, och information om och förslag på datakällor. Handboken verkar främst som grund inför användningen av beräkningsprogrammet och bedömning av dess resultat. Beräkningsprogrammet är ett lättanvänt Excel dokument som omvandlar inmatade data till Megawattimme (MWh). De data som har använts som beräkningsunderlag till kalkylerna kommer delvis från den genomsnittliga mängden (ton/ha) på normskördar i Östergötland 2004-2007. Avsikten har varit att ha en representativ region att relatera och jämföra resultaten till. Resultaten ska ses som vägledande men inte absoluta. Kartläggningen av biobränsleresurser samt information kring dessa har genomförts utifrån ämnesrelevanta hemsidor såsom miljöportaler, myndigheter och universitet, samt via samtal med aktörer inom miljö- och energibranschen. Följaktligen har verktyget validerats innan det provtestats av Norrköpings miljöstrateg Enver Memic som bidragit med sina synpunkter om handbokens tydlighet och beräkningsprogrammet praktiska användning genom att mata in ungefärliga siffror. Förutom detta har man läst en artikel om miljöbeslut samt identifierat andra liknande beräkningsverktyg. Dessa synpunkter och jämförelser har använts som underlag till diskussionen och avslutande reflektion. Man har kommit fram till att verktyget kan bidra till den kommunala planeringen och effektiviseringen av miljöarbetet inom energisektorn så länge nämnda avgränsningar uppmärksammas. Slutsatser: - Det utformade verktyget är en stödjande del i processen om att fatta beslut inom energisektorn. På grund av sitt relativt lättförståeligt innehåll anses det kunna öka möjligheter till större deltagande i beslutsprocesser - Handboken är ett informativt underlag med förståeligt innehåll som underlättar användningen av ett lättanvänt beräkningsprogram. Å andra sidan kan handbokens stora omfattning hindra en mer djupgående studie om varje biobränsleresurs. Verktyget avses främst för människor som är insatta i miljöfrågor och som kan hitta sätt att dra maximal nytta av beräkningsresultaten - Ett sådant verktyg skulle vara ännu effektivare om det skapades för de kommunerna i varje enskilt län. Ett beräkningsprogram med regionalstatistik som beräkningsunderlag skulle bidra till mer objektiva resultat. Resultaten skulle fortfarande vara vägledande. Kommunerna är fortfarande ansvariga för att eventuellt effektivisera data insamling och databassystem - Avfalls- och restprodukter omfattar ett flertal avfallskategorier, lagar som rör dess användning, aktörer som tar hand om det samt svår tillgängliga data. Det rekommenderas en specifik undersökning av området för att sedan skapa ett verktyg som räknar ut den mängd energi i MWh som kan utvinnas från det - Den metod som har använts för att ta fram detta verktyg kan användas igen som mall till effektivisering eller ny utformning av liknande verktyg / This master thesis is made by commission of Östergötlands County Administrative Board and the Department for Techniques and Environment at the University of Linköping with the purpose of creating a tool which shows the possibilities for the annual bioenergy production in municipalities located in the south and middle of Sweden. This is intended to contribute to the municipal planning and efficiency development of the environmental work within the energy sector. The tool consists of a handbook and a calculation programme. The first one contains information about surveyed biofuel resources which are organized in three categories; field biofuels; forest biofuels and waste fuels and rest products. For each biofuel resource is there information about factors that might  affect the available quantity biofuels for energy production; General information about these resources as sources of energy; Data that has to be fed into the calculation programme; Information about and ideas for data sources The handbook is mainly a foundation preliminary to use of the calculation programme and the assessment of its results.  The calculation programme is an easy-to-use Excel document which transforms data into megawatt per hour (MWh).  The calculation programme is partly based on the average amounts (ton/ha) of vintages in Östergötland 2004-2007.  The purpose has been to have a representative region to relate and compare the results with. The results are to be considered rather as guidance than as absolute numbers. The survey on biofuels and the information about these has been performed on the basis of subject relevant internet homepages such as environmental portals, public authorities and universities as well as conversations with actors within the environmental and energy sector. As next step has the calculation programme been validated before being tested by Norrköpings environmental strategist Enver Memvic who commented the legibility of the handbook and the practical usage of the calculation programme. For this, he typed in rough numbers.  Moreover, an article about tools for environmental decision making has been read as well as three similar calculation tools have been identified. These commentaries and comparisons have been used as basis for the discussion and final reflection. It has been concluded that the created tool can contribute to the municipal planning and efficiency development of the environmental work within the energy sector as long as the mentioned limitations are considered. Conclusions: - The created tool is a supportive part of the decision making process within the energy sector. Due to its understandable content, it is considered to increase the possibilities of participation in decision making. - The handbook is an informative foundation with an understandable content which simplifies the usage of the easy-to-use calculation programme. On the other side might the handbook's broad extent hinder a more detailed study of each biofuel. The tool is mainly intended to be used by people who deal with the environmental problematic and who are capable of finding ways to take the best advantage from the calculation results. - A tool such as this one would be more effective if it was created for the municipalities of each county. A calculation programme with regional statistics as basis for calculations would contribute with more objective results. These results would still be as guidance. The municipalities would still be responsible for eventually developing the collection of data/ database system. -  Waste- and rest-products are not yet considered suitable to be included in such a tool due to the big range of involved actors, waste categories, waste treatments, end-uses that there is a lack of sufficient data for. Such a tool is most suitable for field and forest biofuels resources. - The used method for creating this tool can be used again as a pattern for developing the efficiency of it or creating a similar one.

Energy systems have significant importance for social development, not least in developing countries. A well-developed energy system can contribute to economic, ecological as well as social sustainability. At the same time, the ambitions to globally reduce dependence on fossil-based fuels and the climate impacting emissions that accompany them increase. To achieve this, energy efficiency improvements and an increased share of renewable energy sources are required. Today, there are both great challenges and opportunities in developing energy systems in developing countries and at the same time reducing the global climate impact. Thanks to the sugar industry in Cuba, there are great opportunities for the country to develop its electricity production from biofuels in the form of bagasse, a residual product which is provided during the process of the production of sugar. This report examines the possibility of developing the energy system in the sugar factory Carlos Baliño, located in Villa Clara in Cuba. The purpose is to enable the factory to minimize its use of bagasse and to maximize electricity production. This is to provide the opportunity for the factory to become more economical and ecologically sustainable. The current energy system in the sugar industry was examined and a model of the energy flows was created in excel. Based on the current energy system, four different scenarios were then examined with potential improvements. These four scenarios were as follows; (1) Preheating, (2) Bagasse drying, (3) Increase inlet boiler pressure and (4) New generator. For the various scenarios, the energy flow schemes were defined and technical components were selected. An economic and ecological analysis based on the best possible parameters of the scenarios was then performed. The result showed that the marginal electricity demand for the current system was 19 kWh per tonne of sugar cane and that the fixed electricity demand was 890 kW. The model defined the value of the bagasse as 8.2 USD per tonne, based on the current system. The current cut of costs by replacing oil were defined as 31 MUSD and the total amount of saved carbon dioxide was 96,000 tonnes, both for a period of 6 years. Out of the four scenarios that were investigated and compared with current systems, drying of bagasse was the option that could best be justified. This scenario resulted in a bagasse value of 5.0 USD per tonne, a cut of costs of 51 MUSD by replacing oil over a 6-year period and 150,000 tonnes of reduced carbon dioxide emissions over the same period. Preheating resulted in an increase in bagasse consumption, but also a higher electricity production. The result also showed that increasing the pressure in the boiler is not relevant, as the current pressure is almost the maximum for the current system. Due to a simplified model, Scenario 4, which included the investment of a new generator, could not be tested. / Energisystem är av stor betydelse för samhällsutveckling, inte minst i utvecklingsländer. Ett väl utvecklat energisystem kan bidra till ekonomisk, ekologisk så väl som social hållbarhet. Samtidigt ökar ambitionerna om att globalt minska beroendet av fossilbaserade bränslen samt de klimatpåverkande utsläppen som följer med dessa. För att uppnå detta krävs energieffektiviseringar och en ökad andel förnyelsebara energikällor. Idag finns både stora utmaningar och möjligheter i att utveckla energisystem i utvecklingsländer och samtidigt minska klimatpåverkan globalt. Tack vare sockerindustrin på Kuba finns stora möjligheter för landet att utveckla dess elproduktion från biobränsle i form av bagass, en restprodukt som tillhandahålls i framställningen av socker. I denna rapport undersöks möjligheten att utveckla energisystemet i sockerbruket Carlos Baliño, beläget i Villa Clara på Kuba. Syftet är att möjliggöra för verksamheten att minimera dess användning av bagass samt maximera elproduktionen. Detta för att ge möjlighet för sockerbruket att bli mer ekonomiskt och ekologiskt hållbart. Det nuvarande energisystemet i sockerbruket undersöktes och en modell av energiflödena skapades i Excel. Utifrån det nuvarande energisystemet undersöktes därefter fyra olika scenarier med potentiella förbättringar. Dessa fyra scenarier var följande; (1) Förvärmning, (2) Bagasstorkning, (3) Höjning av tryck i pannan samt (4) Investering av ny generator. För de olika scenarierna framtogs dess energiflödesscheman samt tekniska komponenter. En ekonomisk samt ekologisk analys utifrån scenariernas bästa möjliga parametrar utfördes sedan. Resultatet visade att det marginella elbehovet för det nuvarande systemet är 19 kWh per ton sockerrör samt att det fasta elbehovet är 890 kW. Med modellen definierades värdet på bagassen som 8,2 USD per ton, utifrån det nuvarande systemet. Den nuvarande besparingen av kostnader genom att ersätta olja definierades till 31 MUSD och den totala mängden besparade koldioxidutsläpp som 96 ton, båda under en period på 6 år. Av de fyra scenarier som utreddes och jämfördes med nuvarande system var torkning av bagass det alternativ som bäst kunde motiveras. Detta scenario resulterade i ett värde på bagassen av 5,0 USD per ton, en minskning av kostnader om 51 MUSD genom att ersätta olja under en 6 års period samt 150 000 ton besparade koldioxidutsläpp under samma period. Förvärmning resulterade i en ökning av bagassförbrukning, men även en högre elproduktion. Resultatet visade även att en höjning av trycket i pannan ej är relevant, då det nuvarande trycket är näst intill maximalt för det nuvarande systemet. På grund av en förenklad modell kunde Scenario 4, vilken innefattade investering av en ny generator, ej testas.