The provision of a sustainable energy supply is one of the most importantissues facing humanity at the current time, and solar thermal power hasestablished itself as one of the more viable sources of renewable energy. Thedispatchable nature of this technology makes it ideally suited to forming thebackbone of a future low-carbon electricity system.However, the cost of electricity from contemporary solar thermal power plantsremains high, despite several decades of development, and a step-change intechnology is needed to drive down costs. Solar gas-turbine power plants are apromising new alternative, allowing increased conversion efficiencies and asignificant reduction in water consumption. Hybrid operation is a furtherattractive feature of solar gas-turbine technology, facilitating control andensuring the power plant is available to meet demand whenever it occurs.Construction of the first generation of commercial hybrid solar gas-turbinepower plants is complicated by the lack of an established, standardised, powerplant configuration, which presents the designer with a large number ofchoices. To assist decision making, thermoeconomic studies have beenperformed on a variety of different power plant configurations, includingsimple- and combined-cycles as well as the addition of thermal energy storage.Multi-objective optimisation has been used to identify Pareto-optimal designsand highlight trade-offs between costs and emissions.Analysis of the simple-cycle hybrid solar gas-turbines revealed that, whileelectricity costs were kept low, the achievable reduction in carbon dioxideemissions is relatively small. Furthermore, an inherent trade-off between thedesign of high efficiency and high solar share hybrid power plants wasidentified. Even with the use of new optimised designs, the degree of solarintegration into the gas-turbine did not exceed 63% on an annual basis.In order to overcome the limitations of the simple-cycle power plants, twoimprovements were suggested: the integration of thermal energy storage, andthe use of combined-cycle configurations. Thermal energy storage allowed thedegree of solar operation to be extended, significantly decreasing carbondioxide emissions, and the addition of a bottoming-cycle reduced the electricitycosts. A combination of these two improvements provided the bestperformance, allowing a reduction in carbon dioxide emissions of up to 34%and a reduction in electricity costs of up to 22% compared to a combination ofconventional power generation technologies. / Hållbar energiförsörjning är för närvarande en av de viktigaste frågorna förmänskligheten. Koncentrerad solenergi är nu etablerad som en tillförlitlig källaav förnybar energi. Den reglerbara karaktären hos tekniken gör den specielltintressant för uppbyggnaden av ett framtida koldioxidsnålt elsystem.Kostnaden för elektricitet från nuvarande termiska solkraftverk är hög trottsflera decennier av utveckling. Ett genombrått på tekniknivå krävs för att drivaned kostnaderna. Sol-gasturbiner är ett av de mest lovande alternativen, somger en ökad verkningsgrad samtidigt som vattenkonsumtionen reducerasdrastiskt. Sol-gasturbintekniken gör det möjligt att blandköra solenergi ochandra bränslen för att möta efterfrågan vid alla tidpunkter, en attraktiv aspekt iförhållande till alternativa lösningar.Uppbyggnaden av första generationens kommersiella hybrida solgasturbinkraftverkförsvåras dock av bristen på etablerade och standardiseradekraftverkskonfigurationer. Dessa ger planeraren ett stort antal valmöjlighetersom underlag för beslutsfattande. Termoekonomiska studier har genomförtsför ett flertal olika kraftverkskonfigurationer, däribland kraftverk med enkelcykel, kombikraftverk samt möjligheten att utnyttja termisk energilagring.Pareto-optimala konfigurationer har identifierats med hjälp av multiobjektsoptimeringför att belysa balansen mellan kostnader och utsläpp.Analysen av det enkla hybrida sol-gasturbinkraftverket visade attelektricitetskostnaden hållits på en låg nivå, men att den möjliga minskningen avkoldioxidutsläpp är relativt liten. Dessutom identifierades en inre balans mellanatt bibehålla en hög verkningsgrad hos konfigurationen och en hög andelsolenergi i produktionen. Andelen av solenergi i gasturbinen överskred aldrig63% på årlig bas, även med optimerade kraftverkskonfigurationer.Två förbättringar föreslås för att övervinna begränsningarna hos kraftverk medenkel cykel: integration av termisk energilagring samt nyttjande avkombikraftverkskonfigurationer. Termisk energilagring tillåter en ökad andelsolenergi i driften och reducerar koldioxidutsläppen drastiskt, medan denytterligare cykeln hos kombikraftverket reducerar elektricitetskostnaden.Kombinationen av dessa förbättringar ger den bästa prestandan, med enreduktion av koldioxidutsläppen på upp till 34% och reducerade elektricitetskostnaderpå upp till 22% i jämförelse med andra kombinationer avkonventionella kraftverkskonfigurationer. / <p>QC 20130503</p>

Kylbehovet i fastigheter spås öka i framtiden till följd av en ökad användning av elektroniskutrustning, ökade krav på inomhuskomfort samt en global uppvärmning som enligt forskarekommer att höja medeltemperaturen på jorden. För att möta efterfrågan på kyla genomför BorlängeEnergi tillsammans med teknikkonsultfirman INTEC utredningar om etablering av fjärrkyla iBorlänge.För att etableringen av ett fjärrkylnät ska vara aktuellt krävs att affären blir lönsam för BorlängeEnergi samtidigt som de potentiella kunderna ser erbjudandet som attraktivt. Syftet med studien äratt i samarbete med INTEC och Borlänge Energi göra ett beräkningsprogram i kalkylprogrammetExcel som kan ge underlag för beslutsfattande kring utformningen av ett fjärrkylnät i Framtidsdaleni Borlänge. För att påvisa beräkningsprogrammets användbarhet har lönsamhetsberäkningar och enkänslighetsanalys genomförts på ett förslag till etablering av fjärrkylnätet som tagits fram avuppdragsgivare.Studien utfördes genom att bearbeta litteratur om funktionen för ett fjärrkylnät samt metoder förinvesteringskalkylering. Detta gjordes genom att söka relevant information på databaser samtrekommendationer och riktlinjer från myndigheter. Även annan väsentlig litteratur i bokformanvändes. Beräkningsprogrammet utvecklades i kalkylprogrammet Excel och beräkningar gjordesbaserat på givna förutsättningar.Siffrorna i studien ska inte ses som slutgiltiga och bör betraktas som en indikator för om det finnsanledning att gå vidare med en djupare utredning. Resultaten visar att det nätt och jämnt finnsekonomisk lönsamhet för Borlänge Energi i en investering i ett småskaligt fjärrkylnät utan att tahänsyn till mjuka parametrar i kalkylen. För kunderna blir det mer ekonomiskt lönsamt över enlängre tidshorisont att ansluta sig till fjärrkyla i jämförelse med att investera i en enskild kylcentral.Resultaten förutsätter dock att driftskostnaden för absorptionskylmaskinen hålls låg och är beroendeav en större anslutningsavgift från en av kunderna. Driftskostnaden för absorptionskylmaskinen ären osäkerhetsfaktor då produktionskostnaden i framtiden kan komma att höjas på grund av enminskad tillgång till industriell restvärme. / The cooling demand is projected to grow in the future due to an increase in use of electrical equipment, increased requirements regarding indoor comfort as well as global warming, which according to scientists will raise the average air temperature on earth. To meet the cooling demand, Borlänge Energi, together with the technology consulting firm INTEC, is conducting investigations into the establishment of district cooling in Borlänge.For the establishment of a district cooling network to be relevant, it is required that the deal becomes profitable for Borlänge Energi at the same time as the potential customers see the offer as attractive. The purpose of the study is to, in collaboration with INTEC and Borlänge Energi, make a calculation program in Excel which can provide a basis for decision-making regarding the design of a district cooling network in Framtidsdalen in Borlänge. To demonstrate the usefulness of the calculation program, profitability calculations and a sensitivity analysis have been carried out on a proposal for the expansion of the district cooling network developed by INTEC.The study was carried out by processing literature on the function of a district cooling network and methods for investment calculation. This was done by searching for relevant information in databases as well as recommendations and guidelines from authorities. Other essential books on the given topic were also used. Profitability calculations were performed using the developed calculation tool in Excel and were based on given assumptions.Although the figures in the study should not be seen as definitive and should be regarded as an indicator of whether there is reason to proceed with a deeper investigation, the results show that there is only just economic profitability for Borlänge Energi to invest in a small-scale district cooling network without taking consideration of soft parameters. For customers, it will be more economically profitable over a longer time horizon to join district cooling in comparison with investing in an individual cooling system. The results assume, however, that the operating cost of the absorption cooling machine is kept low and is dependent on a larger connection fee from one of the customers. The operating cost of the absorption cooling machine is an uncertainty factor as the production cost may increase in the future due to a reduced supply of industrial waste heat.

With increasing awareness of environmental issues and worldwide requirements for sustainable development, renewable energy technologies with lower environmental impact, especially those having abundant resources like wind and solar energy, attract more attention. Concentrating Solar Power (CSP) is one of the most promising solar energy technologies. Indeed, thermal energy storage (TES) units could be integrated into CSP plants, enhancing their flexibility and capacity factor. However, tower based CSP plants still remain cost intensive. This study evaluates the performance of a 55MWe combined-cycle CSP plant with rock-bed TES located in Sevilla, Spain. Sensitivity analysis has been performed to assess the influence of critical parameters. Furthermore, in order to decrease the costs with increasing efficiency, improved CSP plant schemes have been proposed. In the study, EES, SAM and TRNSYS are used to design and simulate the model from technological perspective, then the capital and operational costs are calculated in MATLAB. For one-year simulation of the designed case, the performance of the plant is determined by the trade-off among several conflicting factors. The study focuses on three key indicators to measure the performance- levelized costs of electricity (LCoE), capital expenditure (CAPEX) and efficiency factor (UF). As long as CAPEX is within the acceptable range, LCoE would be the most concerned one-as low as possible, then followed by UF. Compared to conventional CCGT plant, the proposed combined-cycle tower-based CSP plant, with efficiency of 0.49 and LCoE of 196USD/MWe, enables efficiency improvements, while both CAPEX and LCoE are higher. On the other hand, it has to be noticed that CCGT relies on fuel (natural gas) price, which means higher risks and operational expenditure (OPEX). A sensitivity study is involved varying gas turbine expansion ratio (to vary its outlet temperature and therefore supply power for the bottoming Rankine cycle), size of TES and solar multiple (SM). It can be found that same LCoE and UF could be achieved with lower CAPEX by setting appropriate parameters. The study also introduces two improved CSP plant schemes with sensitivity study. To some extent, the LCoE decreases due to increasing power output and the efficiency of the system simultaneously increases. / Med ökad medvetenhet om miljöfrågor och globala krav på hållbar utveckling lockar förnybar energi teknologi med lägre miljöpåverkan, särskilt de som har stora resurser som vind och solenergi, mer uppmärksamhet. Concentrating Solar Power (CSP) är en av de mest lovande solenergi teknologierna. Faktiskt kan värmeenergi lagringsenheter integreras i CSP-anläggningar, vilket förbättrar deras flexibilitet och kapacitetsfaktor. Träbaserade CSP-anläggningar är dock fortfarande kostnads intensiva. Denna studie utvärderar prestandan för en 55MWe CSP-anläggning med kombinerad cykel med TESsandbädd i Sevilla, Spanien. Känslighetsanalys har utförts för att bedöma påverkan av kritiska parametrar. För att minska kostnaderna med ökad effektivitet har dessutom förbättrade CSP-anläggningsprogram föreslagits. I studien används EES, SAM och TRNSYS för att designa och simulera modellen ur teknologiskt perspektiv, sedan beräknas kapital och driftskostnader i MATLAB. För ett års simulering av det planerade fallet bestäms anläggningens prestanda av bytet mellan flera motstridiga faktorer. Studien fokuserar på tre nyckelindikatorer för att mäta prestandanivå kostnaderna för el (LCoE), investeringar (CAPEX) och effektivitetsfaktor (UF). Så länge CAPEX ligger inom det acceptabla intervallet, skulle LCoE vara den mest bekymrade en så låg som möjligt, följt av UF. Jämfört med konventionell CCGT-anläggning möjliggör den föreslagna träbaserade CSP-anläggningen med kombinerad cykel med effektivitet 0,49 och LCoE på 196USD / MWe effektivitetsförbättringar, medan både CAPEX och LCoE är högre. Å andra sidan måste man notera att CCGT förlitar sig på bränslepriset (naturgas), vilket innebär högre risker och driftsutgifter (OPEX). En känslighetsstudie är involverad med varierande utvidgning förhållande för gasturbin (för att variera dess utloppstemperatur och därmed leverera ström för botten Rankine-cykeln), storlek på TES och sol multipel (SM). Det kan konstateras att samma LCoE och UF skulle kunna uppnås med lägre CAPEX genom att ställa in lämpliga parametrar. Studien introducerar också två förbättrade CSP-anläggningar med känslighetsstudie. I viss utsträckning minskar LCoE på grund av ökad effekt och systemets effektivitet ökar samtidigt.

Bakgrund – Essity, en framstående aktör inom hygien- och hälsobranschen, står inför utmaningar gällande logistikflödet för konsumentprodukter från produktionsanläggningen i Lilla Edet till kunder i Danmark. Den nuvarande logistikprocessen involverar intern transport med egna lastbilar till externa lager. I detta sammanhang är det av yttersta vikt att säkerställa snabba och kostnadseffektiva leveranser, samtidigt som kundtillfredsställelse upprätthålls. Syfte – Projektet syftar till att analysera och optimera Essitys nuvarande logistikflöde för konsumentprodukter. Fokus ligger på att identifiera potentiella förbättringar för att säkerställa smidiga och effektiva leveranser till den danska marknaden. En central del av studien innefattar även övervägandet av att integrera en tredjepartslogistikpartner (3PL) för att ytterligare förbättra logistikstrukturen. Metod – En omfattande metodik har använts, där både kvalitativa och kvantitativa aspekter har analyserats. Genom intervjuer och observationer har data samlats in för att skapa en holistisk förståelse för nuvarande logistikflöde och eventuella alternativa lösningar. Resultat och diskussion – Den omfattande analysen av Essitys nuvarande logistikflöde avslöjar viktiga insikter. Den befintliga metoden, med intern transport till externa lager, visar sig vara ekonomiskt gynnsam, särskilt när kontrakterade kostnader för externa lager och andra projektrelaterade utgifter för år 2023 beaktas. Det är värt att notera att de ekonomiska data för en alternativ lösning från en potentiell 3PL-leverantör gäller för år 2025. För att förstå möjliga förändringar i kostnader över tid har hänsyn tagits till den potentiella ökningen av kostnaderna för den befintliga metoden. Diskussionen inkluderar också miljöaspekter, där olika lösningar övervägs för att identifiera den mest hållbara och lönsamma strategin för Essitys logistik. Lösning 2, som involverar byggandet av ett nytt lager (green warehouse) och användning av elfordon och HVO-drivna lastbilar, presenterar sig som en hållbar inriktning som kan minska CO2-utsläppen och bidra till Essitys övergripande mål att minska miljöpåverkan. Rekommendationer för Essity – Baserat på resultaten av analysen rekommenderas Essity att genomföra en benchmarking för att undersöka erbjudanden från andra potentiella 3PL- leverantörer. Förhandlingar med det nuvarande externa lagret för att förbättra prisstrukturen bör övervägas, särskilt med tanke på de betydande totala kostnaderna för båda lösningarna. Slutligen bör Essity överväga att göra en strategisk investering i att bygga ett utökat manuellt lager nära det befintliga, vilket kan möjliggöra ökad flexibilitet och kostnadseffektivitet över tiden. / Background – Essity, a prominent player in the hygiene and health industry, faces challenges regarding the logistics flow for consumer products from its production facility in Lilla Edet to customers in Denmark. The current logistics process involves internal transportation with company-owned trucks to external warehouses. In this context, ensuring swift and cost- effective deliveries while maintaining customer satisfaction is of utmost importance. Purpose – The project aims to analyze and optimize Essity's current logistics flow for consumer products. The focus is on identifying potential improvements to ensure smooth and efficient deliveries to the Danish market. A central part of the investigation also involves considering the integration of a third-party logistics partner (3PL) to further enhance the logistics structure. Method – A comprehensive methodology has been employed, analyzing both qualitative and quantitative aspects. Through interviews and observations, data has been collected to gain a holistic understanding of the current logistics flow and potential alternative solutions. Results and Discussion – The extensive analysis of Essity's current logistics flow reveals crucial insights. The existing method, involving internal transport to external warehouses, proves to be economically advantageous, especially when considering contracted costs for external warehouses and other project-related expenses for the year 2023. It is worth noting that the economic data for an alternative solution from a potential 3PL provider applies to the year 2025. To understand possible changes in costs over time, considerations have been made for the potential increase in costs for the existing method. The discussion also includes environmental aspects, where different solutions are considered to identify the most sustainable and profitable strategy for Essity's logistics. Solution 2, involving the construction of a new warehouse (green warehouse) and the use of electric vehicles and HVO-driven trucks, presents itself as a sustainable approach that can reduce CO2 emissions and contribute to Essity's overall goal of reducing environmental impact. Recommendations for Essity – Based on the results of the analysis, Essity is recommended to conduct a more in-depth benchmarking to explore offerings from other potential 3PL providers. Negotiations with the current external warehouse to improve the price structure should be considered, especially considering the significant total costs for both solutions. Finally, Essity should contemplate making a strategic investment in building an expanded manual warehouse near the existing one, enabling increased flexibility and cost-effectiveness over time.

High and medium-voltage digital substations play an essential role in the energy transition since they are part of the equipment required to deploy smart grids. With the gradual increase of smart grids, energy systems are becoming more flexible with the growing penetration of renewable energies and distributed energy generation. Simultaneously, the energy system’s efficiency increases, with load supply precisely where required and reduced losses. Medium voltage stations have not been upgraded gradually like high voltage stations; therefore, most of Stockholm’s medium voltage stations are considered old and do not include digital remote monitoring or remote-control features. These conventional stations must be retrofitted with digital technology or replaced with new digitized stations. Previous studies show the technical potential of updating non-digitized stations to reduce interruption times. Still, a systematic assessment of these types of projects’ profitability is missing. This project aims to perform a techno-economic assessment for retrofitting conventional urban medium voltage substations with digital technology, modeling different configurations of digitalization (levels 1 and 2) to suggest the most convenient set-up, balancing the technical and economic facets. Furthermore, it investigates the prospect and profitability of reducing interruption times by 50% with the digitization of substations. The methodology proposed used a reference test system based on the most representative type of network for an urban medium voltage network in Stockholm: A Double cable – open loop structure consisting of 5 single cable secondary substations. A calculation method was performed to obtain the expected results evaluating all the possible combinations of digitalized stations in the feeder line. Results suggest that the best outcome is formed by the last station retrofitted with remote control (level 2) and the other four stations with monitoring (level 1). This setup could reduce SAIDI by 71% and the total customer costs by 26.3%. To make this outcome profitable, a reduction in Omexom Labor Costs of 13.6% is required if a discount rate of 7% is used, but if this value is below 4.65%, a reduction in Labor Costs is unnecessary. Furthermore, results show that a set-up of 5 monitoring digitized stations can reduce SAIDI by 56.8%. Thus, it aligns with Ellevio’s objective to reduce by half their interruption times. A reduction of 12.9% in Labor Costs would be required to achieve this as a profitable setup; on the other hand, if the discount rate is below 4.65%, it is unnecessary. / Digitala hög- och medelspänningsstationer spelar en avgörande roll i energiomställningen eftersom de är en del av den utrustning som krävs för att implementera smarta elnät. Med den gradvisa ökningen av smarta elnät blir energisystemen mer flexibla med den ökande penetrationen av förnybar energi och distribuerad energiproduktion. Samtidigt ökar energisystemets effektivitet, med lastförsörjning precis där det behövs och minskade förluster. Medelspänningsstationerna har inte uppgraderats gradvis som högspänningsstationerna; därför anses de flesta av Stockholms medelspänningsstationer vara gamla och inkluderar inte digital fjärrövervakning eller fjärrstyrningsfunktioner. Dessa konventionella stationer måste antingen uppgraderas med digital teknik eller ersättas med nya digitaliserade stationer. Tidigare studier visar den tekniska potentialen att uppdatera icke-digitaliserade stationer för att minska avbrottstiderna, men en systematisk bedömning av lönsamheten för sådana projekt saknas. Detta projekt syftar till att utföra en teknisk-ekonomisk utvärdering för att uppgradera konventionella urbana medelspänningsstationer med digital teknik, genom att modellera olika konfigurationer av digitalisering (nivå 1 och 2) för att föreslå den mest lämpliga uppställningen, där tekniska och ekonomiska aspekter balanseras. Dessutom ska möjligheterna och lönsamheten för att minska avbrottstiderna med 50% genom digitalisering av stationer undersökas. Den föreslagna metoden använder ett referenstestsystem baserat på den mest representativa typen av nätverk för ett urbant medelspänningsnät i Stockholm: en dubbelkabel - öppen slingstruktur bestående av 5 enskilda kabelunderstationer. En beräkningsmetod användes för att få de förväntade resultaten genom att utvärdera alla möjliga kombinationer av digitaliserade stationer i matarledningen. Resultaten antyder att det bästa resultatet uppnås genom att den sista stationen uppgraderas med fjärrstyrning (nivå 2) och de andra fyra stationerna med övervakning (nivå 1). Denna uppställning kan minska SAIDI med 71% och totala kundkostnader med 26.3%. För att göra detta resultat lönsamt krävs en minskning av Omexom arbetskostnader med 13.6% om en diskonteringsränta på 7% används, men om detta värde är under 4.65% behövs ingen minskning av arbetskraftskostnader. Dessutom visar resultaten att en uppställning med 5 övervakningsdigitaliserade stationer kan minska SAIDI med 56.8%. Detta stämmer överens med Ellevios mål att halvera sina avbrottstider. En minskning av arbetskraftskostnader med 12.9% skulle krävas för att uppnå detta som en lönsam uppställning. Å andra sidan, om diskonteringsräntan är under 4.65%, finns det ingen anledning att minska arbetskraftskostnader.

The interest in hydrogen as an energy carrier is growing. The whole world is investing in development of the technology surrounding hydrogen. In general the research regarding hydrogen focuses on hydrogen as an energy carrier, either for transportation as fuel or for storage and usage at a more profitable time or in times of need. In Sweden most of the current research focus on the transportation sector. This thesis explores the other part, stored hydrogen used at a more profitable time. A biogas-plant outside Uppsala city is used as a case exploring if the investment in hydrogen production and storage in combination with a battery storage is economically feasible. A model of a battery, an electrolyser and a hydrogen storage were created in Simulink where the output is the power flow: optimised towards the highest economic profit. Then, an economic analysis is made to explore the feasibility of the investment. The results show that the investment is not feasible in 2021. If the investment cost of the hydrogen system is reduced by 60%, the maintenance costs are reduced by 20% and the profit is increased by 50% the investment becomes feasible with a payback period of 15,2 years. These changes are reasonable in the coming 10 to 20 years with hydrogen technology developing and an increasingly unstable electric grid allowing for higher compensation for frequency regulating services. / Intresset för vätgas som energibärare växer. Hela världen investerar i forskningen kring vätgas. Oftast inriktar forskningen sig på vätgas som en energibärare med två tydliga huvudfokus: som bränsle för transporter eller för lagring och att använda energin vid ett bättre tillfälle. I Sverige fokuserar den mesta forskningen på transportsektorn. Denna rapport bearbetar den andra delen, att använda vätgas för lagring och utnyttja den vid ett mer lönsamt tillfälle eller vid behovssitutioner, till exempel då elnätet blir instabilt. En biogasanläggning utanför Uppsala används som ett fall för att undersöka om investeringen i vätgasproduktion och lagring i kombination med ett batterilager är ekonomisk lönsamt. En modell av ett batteri, en elektrolysör och ett vätgaslager skapades i Simulink där utparametern är effektflödet optimerad mot ekonomisk lönsamhet. Sen undersöktes systemet ekonomiskt utifrån effektflödet för att undersöka om investeringen var lönsam. Resultatet visade att så inte var fallet: det krävs en sänkt investeringskostnad för vätgassystemet med 60%, de årliga kostnaderna behöver sjunka med 20% och den årliga vinsten behöver öka med 50% för att investeringen ska bli lönsam med en återbetalningstid på 15,2 år. Dessa förändringar kan dock ske inom de kommande 10 till 20 åren då vätgasteknologin fortsätter utvecklas samtidigt som ett allt mer instabilt elnät bidrar till möjligheten för ökad ersättning för frekvensregleringstjänster.

Background According to the United Nations, climate change is one of the most challenging and urgent problems. To reduce emissions, various regulations have been introduced. Emissions trading (EU-ETS) and carbon dioxide tax are two economic instruments aimed at reducing greenhouse gas emissions. The industrial sector in Sweden today accounts for 31% of carbon dioxide emissions, and a common fossil energy carrier used is liquified petroleum gas (LPG). When LPG is burned, carbon dioxide is produced, contributing to climate change. By replacing LPG with a sustainable energy carrier, industries can reduce costs associated with emissions and thus increase competitiveness while lowering environmental impact. Therefore, there is a need for a framework that deals with both the economic and environmental impact that arises if alternative sustainable energy carriers replace LPG. Objectives The study’s objective is to evaluate alternative energy carriers that can phase out the use of LPG. The contribution of this study is a framework that analyzes and visualizes the economic and sustainable benefits of changing energy carriers. Methods A techno-economic model was developed by evaluating economic and sustainable indicators. A case study was conducted on a company that uses LPG in its manufacturing process. Eight different scenarios were set up where various energy carriers are used. Data concerning the different scenarios were collected. The scenarios were compared and analyzed based on the model to see which alternative energy carriers generate economic and sustainable improvements. Results The results from the case study show that all scenarios had an increased environmental performance compared to LPG. Either by reduced CO2 emissions or by being carbon dioxide neutral. From an economic perspective, only one scenario is more favorable than LPG, Bio- LPG. Bio-LPG reduces the total cost by 28.5%. Conclusions The study presents a model that can evaluate alternative energy carriers from an economic and environmental perspective. In many cases, a trade-off was discovered either being sustainable at a high cost or paying fees for emissions at a lower price. Alternative energy carriers exist with less environmental impact. Still, the technology for many of them is not sufficiently developed for large-scale production and use, which means that the cost is too high. Depending on the company's business strategy, the model can visualize the effects of a possible change of energy carrier. / Bakgrund Klimatförändringarna är ett av de mest utmanande och brådskande problemen enligt Förenta nationerna, för att minska utsläppen har olika regleringar införts. Handel med utsläppsrättigheter (EU-ETS) och koldioxidskatt är två ekonomiska styrmedel med syfte att minska växthusgasutsläppen. Industrisektorn i Sverige står idag för 31% av koldioxidutsläppen och en vanlig fossil energibärare som används är gasol. När gasol förbrännas produceras koldioxid som bidrar till klimatförändringar. Genom att byta ut gasol mot en hållbar energibärare kan industrier minska kostnader som är förknippade med utsläpp och på sådant vis öka konkurrenskraft, samtidigt som man minskar miljöpåverkan. Det finns därav ett behov av ett ramverk som behandlar både den ekonomisk och miljömässig påverkan som uppkommer om gasol byts ut mot alternativa hållbara energibärare. Syfte Syftet med studien är att utvärdera alternativa energibärare som kan fasa ut användandet utav gasol. Bidraget från denna studie är ett ramverk som analyserar och visualiserar de ekonomiska och hållbara fördelarna med att byta energibärare. Metod En tekno-ekonomisk modell utvecklades genom att utvärdera ekonomiska och hållbara indikatorer. En fallstudie utfördes på ett företag som använder gasol i sin tillverkningsprocess. Åtta olika scenarier sattes upp där olika energibärare används. Data rörande de olika scenarierna samlades in. Scenarierna jämfördes och analyserades utifrån modellen för att se vilka alternativa energibärare som genererar ekonomiska och hållbara förbättringar. Resultat Resultaten från fallstudien visar att alla scenarier hade en ökad miljöprestanda jämfört med gasol. Antingen genom minskade CO2-utsläpp eller genom att vara koldioxidneutrala. Ur ett ekonomiskt perspektiv är endast ett scenario mer gynnsamt än gasol, biogasol. Biogasol minskar den totala kostnaden med 28.5 %. Slutsatser Studien presenterar en modell som kan användas för att utvärdera alternativa energibärare utifrån ett ekonomiskt och hållbart perspektiv. En avvägning upptäcktes i många fall, antingen vara hållbar till hög kostnad eller betala avgifter för utsläpp till en lägre kostnad. Alternativa energibärare existerar som har mindre miljöpåverkan, men teknologin för många utav dem är ej tillräckligt utvecklad för storskalig produktion och användning vilket medför att kostanden är för hög. Beroende på vilken affärsstrategi företag har kan modellen visualisera effekterna vid ett eventuellt byte av energibärare.

Decarbonization of the marine transportation sector is contributing to the growth of electric recreational boats. The growth of electric recreational boats also means an increase in charging demand to meet the power needs of electric boats to address the problem of range anxiety. To meet the charging demand of electric boat owners, electrification of existing public boat marinas is necessary. The objective of this study is to determine the optimal number of fast and slow chargers to meet charging demand of electric boats at public boat marinas. This study proposes a mathematical model formulated using mixed integer linear optimization programming (MILP). The model is validated using 9 public marinas owned by the city of Stockholm; the technical and economic data of one of the existing electric boats in the Swedish market, electric chargers; and hourly availability profile of boats at the marinas considered. The economic analysis was carried out to determine the year each station will break-even financially. The result obtained is the number of slow chargers and fast chargers to meet the charging demand of all electric boats; and the power drawn per charger type per station. Due to availability profile and charging demand of the boats, the model optimized for higher number of fast chargers compared to slow chargers at some of the stations; and at some of the stations, higher number of slow chargers compared to fast chargers; and equal number of slow and fast chargers at some of the stations. Also, maximum power is drawn between 01:00 and 03:00 at midnight and between 13:00 and 15:00 during the day, and this was as a result of the lowest average electricity price within this time period. In addition, the economic analysis shows that all the stations are financially viable and break-even within the first seven years of their lifetime. The result obtained shows that the number of electric chargers (slow and fast) generated by the model meet the charging demands of all the boats at each of the stations optimally. / Avkarbonisering av sjötransportsektorn bidrar till tillväxten av elektriska fritidsbåtar. Tillväxten av elektriska fritidsbåtar innebär också en ökning av laddningsefterfrågan för att möta elbåtarnas kraftbehov för att lösa problemet med räckviddsångest. För att möta laddbehovet från elbåtsägare är elektrifiering av befintliga offentliga båthamnar nödvändig. Syftet med denna studie är att fastställa det optimala antalet snabba och långsamma laddare för att möta laddningsbehovet för elbåtar vid offentliga båthamnar. Denna studie föreslår en matematisk modell formulerad med hjälp av blandad heltals linjär optimeringsprogrammering (MILP). Modellen är validerad med 9 offentliga småbåtshamnar som ägs av Stockholms stad; tekniska och ekonomiska data för en av de befintliga elbåtarna på den svenska marknaden, elektriska laddare; och timvis tillgänglighetsprofil för båtar vid de övervägda marinorna. Den ekonomiska analysen genomfördes för att fastställa vilket år varje station kommer att nå ekonomiskt nollresultat. Resultatet som erhålls är antalet långsamma laddare och snabbladdare för att möta laddningsbehovet för alla elektriska båtar; och ström som dras per laddartyp per station. På grund av båtarnas tillgänglighetsprofil och laddningsbehov, optimerade modellen för fler snabbladdare jämfört med långsamma laddare på några av stationerna; och på några av stationerna, högre antal långsamma laddare jämfört med snabbladdare; och lika många långsamma och snabba laddare på några av stationerna. Dessutom dras maximal effekt mellan 01:00 och 03:00 vid midnatt och mellan 13:00 och 15:00 under dagen, och detta var ett resultat av det lägsta genomsnittliga elpriset inom denna tidsperiod. Dessutom visar den ekonomiska analysen att alla stationer är ekonomiskt bärkraftiga och nollresultat inom de första sju åren av sin livstid. Resultatet som erhållits visar att antalet elektriska laddare (långsamma och snabba) som genereras av modellen uppfyller laddningskraven för alla båtar vid var och en av stationerna.

Norway has already an almost emission-free power production and its sales of zero-emission light-duty vehicles surpassed 30% in 2018; a natural next challenge is to identify ways to reduce emissions of heavyduty vehicles. In this work the possibilities to deploy Fuel Cell Electric Trucks (FCET) on the route Oslo-Trondheim are analyzed by doing a techno-economic analysis. The literature study identified that in average 932 kton goods where transported between the cities. The preferred road choice goes through Østerdalen and that an average load for a long-distance truck is 16 tons. The methodology used in the study is based on cost curves for both truck and infrastructure, and a case study with various scenarios is evaluated to find a profitable business case for both an FCET fleet and its infrastructure. The cost curves for trucks are based on total cost of ownership (TCO) as a function of hydrogen price, while the levelized cost of hydrogen (LCOH) is used to present the cost of infrastructure. An analysis was made to identify the trucks component sizes and a FCET for this route would require an onboard hydrogen storage of 46 kg, a fuel cell stack with a nominal power of 200 kW, a battery of 100 kWh (min SOC 22%), and an electric motor with a rated power of 402 kW. TCO was calculated both for an FCET based on the dimensioned components and a biodiesel truck. The results show that an FCET purchased in 2020 can be competitive with biodiesel with a hydrogen price of 38.6 NOK/kgH2. While the hydrogen price can increase to 71.8 NOK/ kgH2 if the FCET is purchased in 2030. To identify the most suitable infrastructure, four different designs of hydrogen refueling stations (HRS) were compared. Furthermore, hydrogen production units (HPUs) with both alkaline or PEM type water electrolyzer were compared. The analysis in this study showed that the most cost competitive option was a 350-bar HRS without cooling, which only can serve type III onboard storage tanks. A HPU with alkaline electrolyzer was the most price competitive alternative. In case each HRS is refueling more than 7 FCETs per day, an HPU in direct connection to HRS is the preferred infrastructure setup. Three HRS are required along the route to ensure a minimum service level for the FCETs. When the TCO of the fuel cell truck and LCOH of the hydrogen infrastructure were compared for a 2020 scenario, no feasible solution was identified. The cost of installing three HRS in 2020, serving a fleet of 14-24 trucks, would cost 16.0 – 17.6 million NOK/year more than a fleet based on biodiesel trucks. In a future scenario, where both the FCET and infrastructure costs decrease due to expected learning curves, a business case can be found if at least 5 FCETs were refueling at each HRS on daily basis, which corresponds to a total fleet of approx. 24 FCETs. Finally, a set of clear recommendations on how to improve the techno-economic analysis in future studies are provided. Both by identifying areas lacking sufficient documentation and by providing steps how the tecno-economic model could be enhanced. / Norge har redan en nästintill utsläppsfri elproduktion och nollutsläppsbilar stod för mer än 30% av nybilsförsäljningen under år 2018. En naturlig nästa utmaning är att finna sätt att minska utsläpp från lastbilar. I detta examensarbete analyseras möjligheterna att introducera bränslecellslastbilar (FCET) efter dess engelska förkortning) på sträckan Oslo - Trondheim genom att göra en teknisk-ekonomisk bedömning. Litteraturstudien visade att i genomsnitt 932 kton gods fraktas mellan städerna, att vägen genom Østerdalen är att föredra och att genomsnittlig last för en långtradare är 16 ton. Arbetets metod bygger på att identifiera kostnadskurvor för både lastbilar och infrastruktur. Dessa kurvor kombineras i olika scenarier för att finna omständigheter där både en FCET-flotta och dess infrastruktur är lönsamma. Kostnadskurvorna för lastbilar baseras på den totala ägandekostnaden (TCO) efter dess engelska förkortning) som en funktion av vätgaspriset, medan den utjämnade kostnaden för vätgas (LCOH) efter dess engelska förkortning) används för att presentera kostnaden för infrastruktur. En analys gjordes för att finna passande storlek på FCET drivlina. För den specifika sträckan krävs en hydrogentank på 46 kg, en bränslecellstack med nominell effekt på 200 kW, ett batteri på 100 kWh (min SOC 22%) och en elmotor med nominell effekt på 402 kW. TCO beräknades både för en FCET baserat på de dimensionerade komponenterna och en lastbil som går på biodiesel. En FCET som köps 2020 blir konkurrenskraftig om vätgaspriset är 38,6 NOK/kgH2, medan vätgaspriset kan öka till 71,8 NOK/kgH2 om FCET köps 2030. Skillnaden är baserad på en framtida prisnedgång för FCET. För att finna den mest lämpliga lösningen på infrastruktur; analyserades fyra olika utformningar av vätgaspåfyllningsstationer (HRS). I tillägg jämfördes vätgasproduktionsenheter (HPU) baserat på antingen alkalisk eller PEM-typ av elektrolysator. Resultaten visade at en 350 bar HRS utan kylning, som endast kan fylla typ III lagringstankar, som det billigaste alternativet. Den alkaliska elektrolysatorn kunde producera vätgas för något lägre kostnad. Det billigaste alternativet för infrastruktur av de olika framtagna scenarios var att placera HPU bredvid HRS om minst 7 FCET tankar dagligen på varje station. Minst 3 HRS krävs längs rutten för att tillhandahålla en minsta servicenivå för FCET. När TCO för bränslecellslastbil och LCOH för infrastruktur jämfördes för ett 2020-scenario så fanns det ingen lönsam lösning. Kostnaden för att installera 3 HRS år 2020 som betjänar en lastbilflotta mellan 14-24 lastbilar skulle kosta 16,0 - 17,6 miljoner NOK/år mer än en lastbilsflotta som går på biodiesel. I ett framtida scenario där både FCET- och infrastrukturkostnaderna minskar på grund av större produktionsvolymer så kan vätgassatsning bli lönsam om minst 5 FCET tankar dagligen på varje HRS. Det motsvarar en lastbilsflotta på omkring 24 lastbilar för hela rutten. Till slut finns en rad klara rekommendationer om hur den tekno-ekonomiska analysen kan förbättras. Det upptäcktes både områden med otillräcklig dokumentation och summerades hur den teknoekonomiska modellen kan förbättras.

This work was done on the behalf of Sala-Heby Energi on the use of solar energy in district heating facilities around Sala municipality, the work has looked at the potential in using solar panels for heating through electricity and found that it was possible but it wasn’t economically feasible to recover the investment costs during the lifetime of the solar cells if the investment cost were above 4000 kr per solar panel for most of the district heating networks. Another viable way to generate district heating was with the use of solar thermal collectors the technology was found to be both viable and potentially economically feasible, this was due to the lower size of land needed for allocation and lower overall investment costs, however reaching the company associated with this technology was not possible in the given timeframe. This work analysed Energy storage solutions and the most optimal solution for thermal storage in the use for district heating was the use of hot water tanks, this had the ability to both store energy for night-time use and to have the lowest associated cost.