Kiruna Kraft AB som äger och driver fjärrvärmesystemet i Kiruna tätort står inför en stor kommande förändring gällande fjärrvärmenätet. Den pågående stadsomvandlingen i Kiruna påverkar delar av det befintliga fjärrvärmenätet till den grad att det inte går att bibehålla, och byggnation en av nya centrum ökar belastningen i andra delar av nätet. Det nuvarande kraftvärmeverket som står för den största delen av producerad värme i dagsläget ligger också nära påverkansområdet för stadsomvandlingen, och det är inte ställt utom rimligt tvivel att det inte kommer påverkas i fram tiden. I dagsläget härstammar även en betydande del av värmetillförseln i fjärrvärmenätet från spillvärme från LKAB och denna del ska mer än fördubblas inom snar framtid. Syftet med detta arbete är således att undersöka hur produktionsstruk turen i Kiruna Kraft AB:s fjärrvärmesystem hade kunnat utformas i det fall att det nuvarande kraftvärmeverket inte går att behålla på sin nuvarande plats. Målet är att presentera tre olika grundalternativ för möjliga framtida produktionsstrukturer med avseende på storlekar, typer och placeringar av nya produktionsanlaggningar såväl som den ekonomiska och miljömässiga prestandan för de olika alternativen. Detta genomfördes genom undersökande arbete via litteraturstudier och samtal, simulering av fjärrvärmenätet i NetSim, kompletterande simuleringar kring bränslebehov samt beräkningar kring ekonomi och miljö. Resultatet blev fyra olika förslag på alternativ för hur det nuvarande kraftvärmeverket skulle kunna ersättas. Dessa var översiktligt att 1a; ersätta det med en större anläggning kring 40 MW värme, där ett energi lager ingår. 1b; ersätta det med en större anläggning på 40 MW värme, utan ett energilager. 2; ersätta värmeverket med flertalet mindre anläggningar, samt 3; ersätta det med en mellanstor anläggning på 24 MW värme och enstaka mindre anläggningar. Alla förslag visade sig vara tänkbara alternativ, och uppfyller alla ställda krav. Beräkningar gällande ekonomi och miljö visar på att alternativ 1b kan vara det mest fördelaktiga ekonomiskt, och uppvisar också en av de lägre nivåerna av fossil CO2. Alternativ 2 är det alternativ som uppvisar den sämsta prestandan angående både utsläpp av fossil CO2 och livscykelkostnad. Resultaten från de undersökningarna som genomfördes visar på att alternativ 1a eller 1b med en ny större anläggning, med eller utan ett energilager, är de mest fördelaktiga framtida alternativen för produktionsstrukturen. / Kiruna Kraft AB, the owner and operator of the district heating system in Kiruna city is facing great change in their grid. The ongiong urban transformation of Kiruna is affecting parts of the ditrict heating grid to the point of unsustainable operation, and the construction of the new city centre is increasing the heat demand in other parts of the grid. The current central district heating plant is also in close proximitry to the areas affected by the urban transformation, and it is not certain that the current central heating plant is to remain unaffected forever. Currently, a sizeable share of the heat supplied to the district heating grid originates from waste heat supplied by LKAB. This share of the heat supplied is also going to more than double over a very short period of time. The purpose of this study is therefore to investigate how the production structure in Kiruna Kraft AB:s ditrict heating system could be shaped in the future event of a closing of the present day central heating plant. The goal is to present three different base alternatives for possible future production structures, with respect to sizes, types and placements of future production plants as well as the economic and environmental performance of the different options. This was done by investigative work via literature reviews interviews/discussions, simulation of the district heating grid in NetSim, supplementary simulations regarding fuel usage and calculations regarding economy and environmental impact. This resulted in four suggestions for future possible replacements for the current central heating plant. These were, in large; 1a: to replace the current plant with a new large heat production plant with 40 MW heat production capacity, wherein a large thermal energy storage system is included. 1b: to replace the current plant with a large 40 MW production plant, without a large thermal energy storage system. 2: to use several small production units/plants scattered around the grid to replace the current central heating plant. 3: to use a middle-sized production plant of about 24 MW in combination with a few smaller production plants to replace the present day main production plant. All alternatives could be shown to be plausible options for an eventual future replacement of the current central heating plant, and to meet all criterias imposed. The calculations regaring economic and environmental performace showed that alternative 1b could be the most preferable option regarding economy, and also exibits one of the lowest amounts of fossil CO2 emissions. Alternative 2 is the option that displays the worst performance both regaring life cycle cost and emissions of fossil CO2. The results from the studies conducted show that alternative 1a or 1b with a new large heat production plant, with or without a thermal energy storage system, are the most advantageous future alternatives for the production structure.

FlagshipONE, a factory currently under construction in Örnsköldsvik, is set to produce E-methanol through hydrogen electrolysis and CO$_2$ capture from the Hörneborg combined heating and power plant owned by Övik Energi. Övik Energi's role in cooling the factory is crucial, given the significant 70+ MW of electricity that FlagshipONE will consume. This report, requested by Övik Energi, delves into the potential uses of the factory's excess heat, a substantial portion of which is currently slated to be cooled into the ocean. The data regarding the excess heat flows were acquired through a meeting with representatives from Ørsted, the owner of the FlagshipONE factory. The two main flows consist of a flow in the 27-33     °C temperature range and a warmer flow in the 90+     °C temperature range. The colder flow has an output of 35-45 MW    , and the warmer one has an output of 9-12     MW. The report is based on interviews with a diverse range of companies that utilize excess heat in various ways. These include electricity producers like Climeon, greenhouse operators such as WA3RM and Agtira, greenhouse constructor Kubo, aquaculture developer Big Akwa, aquaponic developer Johannas Odlingar, as well as business development companies High Coast Invest and the research facility RISE Processum, the Örnsköldsvik Municipality, among others. Their insights formed the foundation for the project's site selection, heating needs estimation, and more. The three main methods investigated were heated greenhouses, district heating by heat pumps, and electricity production from the warmer excess heat flow. The heated greenhouse idea had several problems. The low temperature of the excess heat means that it most likely has to be primed by heat pumps to have a usable temperature, and there is also a lack of fitting plots of land near the factory location, which means high investment costs because of the pipe laying. One plot directly near the factory, Örnsköldsvik 11:6, was identified as a possible location, with calculated heating costs of 0.37 SEK/kWh, significantly cheaper than district heating. The development of this plot is an option for future work in the area. For district heating by heat pumps, costs were calculated to be around 0.5 SEK/kWh of heat when utilization is 2000 h per year, which decreases to 0.36 SEK/kWh when utilization is increased to 6000 h per year. These heat pumps would supply 1.3-2.3 MW of heating, which could easily be expanded. This price is getting close to where it would be an attractive option for Övik Energi to supply to their network. The electricity production through the Climeon units would be able to produce 500-600 kW of electricity. This method would also leave a source of several megawatts of heat available from about a temperature fit for utilization, which could be used for priming the temperature of the colder heat source, prewarming the district heating return line, or for other uses.

Västerås är ivrigt att etablera sig som ett innovativt industrinav, och området Finnslätten i Västerås har lockat till sig företag som Northvolt, Amazon och ABB. Dessa etableringar har fått uppmärksamhet och väckt kontrovers i media på grund av deras höga energi- och effektanvändning samtidigt som det förekommer omfattande kapacitetsbrister i Sverige. Detta arbete utfördes med huvudsyftet att undersöka Västerås med omnejd och dess potential för ytterligare tillväxt inom elintensiva industrietableringar. Detta gjordes genom att göra en modell över projicerad årlig effektförbrukning vid 2028-2030 baserat på tillgänglig timvis effektförbrukningsdata över nätområdet VLS, vilket omfattar städerna Västerås, Hallstahammar, Köping, Kungsör och Arboga. Från litteraturstudien och modellen kan slutsatsen dras att Västerås kommer att få kapacitetsproblem vid 2026-2027. Det kommer behöva tillämpas både teknik- och marknadslösningar för att hålla sig under kapacitetstaket på 455 MW under topplasttimmarna. Exempel på sådana lösningar är värmelager, tariffer och införande av flexibilitetsmarknad. Detta kommer främst vara ett problem under kalla vinterdagar, där det ofta sker 2-3 gånger högre effektförbrukning än under somrarna. Resultaten visar att problemen som Västerås står inför förväntas att bli lösta vid 2029-2030 genom stamnätsförstärkningar i projektet NordSyd. De kritiska åren är mellan 2026-2030, där det kommer uppstå kapacitetsbrist under de mest effektintensiva timmarna på vintrarna. Under dessa år så kommer det finnas små marginaler kvar för nya etableringar, åtminstone för etableringar som kräver kontinuerlig effektförbrukning under hela året. / Västerås is eager to establish itself as an innovative industry hub, and the area Finnslätten in Västeråshas attracted companies such as Northvolt, Amazon and ABB. These establishments have gained attention and sparked controversy in media outlets because of their high energy and power usage amid extensive capacity shortages around Sweden. This work was performed with the main purpose toinvestigate the Västerås area and its potential for further growth in electricity-intensive industry establishments. To do this, we modelled projected yearly power usage in 2028-2030 based on available hourly power data over the grid area VLS, which encompasses the municipalities Arboga, Hallstahammar, Kungsör, Köping, and Västerås. From the literature study and model of projected power usage it can be concluded that Västerås will encounter problems by 2026-2027, and will need to incorporate economic incentives as well as technological solutions in order to stay under the capacity ceiling of 455 MW for the hours of highest power usage. Examples of aforementioned solutions are heat storages, tariffs and introduction of a flexibility market. This will mainly be a problem for cold winter days, which often have 2-3 times higher power usage than during the summers. The results show that the problems Västerås are facing are expected to be resolved by 2029-2030 with grid updates in the project NordSyd - the critical years are between 2026 to 2030, where there will be capacity shortages during the most power-intensive hours of the winters. During these years there will be small margins left for new establishments, at least for year-round continuous power usage.

Energibyrån Nord AB har varit delaktig i projekteringen av ett nytt storkök och matsal för Innertavle skola på uppdrag av Umeå kommun. Skolan är belägen utanför Umeås fjärrvärmenät och använder bergvärme som energikälla. För att förse byggnaden med både värme och kyla har en kylvärmepump installerats. Syftet med detta examensarbete är att jämföra vilket av två olika system för uppvärmning och kyla för Innertavle skola som är mest fördelaktigt.   Det befintliga systemet med en kylvärmepump jämförs med ett teoretiskt system bestående av en separat värmepump och kylmaskin. Resultatet visar att de två systemlösningarna i praktiken har liknande krav på både antal borrhål och minsta djup. Kylvärmepumpen har en högre investeringskostnad, men kompenserar detta delvis med sitt högre COP-värde. Efter beräkningar och jämförelser visar det att den ekonomiska aspekten är avgörande, trots den lägre driftkostnaden hos kylvärmepumpen väger den högre investeringskostnaden tyngre.   Slutsatsen är att den alternativa systemlösningen med en värmepump och en kylmaskin är att föredra ur en ekonomisk synvinkel. Det bör dock noteras att resultatet hade kunnat påverkas av elpriset, samt att kylvärmepumpen är mer energieffektiv och har en lägre belastning på miljön.

<p>QC 20240419</p>

This thesis presents a comprehensive understanding of the development and characterization process of the advanced solar simulator for photovoltaic testing. The primary motivation behind this research stems from the global imperative to adopt sustainable and environmentally friendly energy generation methods. The thesis begins with an introduction that underscores the significance of renewable energy sources, with a particular emphasis on solar power technologies. Understanding the fundamental principles of solar power necessitates a detailed exploration of the sun as an energy source. This involves examining its physical properties, radiative behavior, and spectral distribution. These insights are pivotal in replicating the sun's irradiance and spectral output in the solar simulator's development. A comprehensive state-of-the-art analysis of existing solar simulators informs the selection of components and characteristics of solar simulators. By studying previously developed simulators and their operational mechanisms, this research identifies an architecture that aligns with its specific objectives. The subsequent sections result in the structural design of the solar simulator. Through computer modeling and simulation techniques, the simulator's physical dimensions take shape, aiding in refining the overall design. To analyze the simulator's properties and behavior, a precise measurement system is designed and integrated. This system facilitates quantitative assessments and graphical representations of the simulator's performance under various conditions. The culmination of this research lies in the characterization phase, where experiments evaluate the simulator's physical behavior and properties in. This is accomplish addressing experiments to find the appropriate scanning speed, distance, and different configurations of components adjustments, together with an analysis of the quantified measurements with the help of software, data management and graphic representation. The results provide valuable insights into its performance and inform potential improvements. / Denna avhandling presenterar en omfattande förståelse för utvecklings- och karaktäriseringsprocessen av den avancerade solsimulatorn för fotovoltaisk testning. Den primära motivationen bakom denna forskning härstammar från det globala imperativet att anta hållbara och miljövänliga metoder för energiproduktion. Avhandlingen inleds med en introduktion som understryker betydelsen av förnybara energikällor, med särskild betoning på solkraftstekniker. Förståelsen för de grundläggande principerna för solenergi kräver en detaljerad utforskning av solen som energikälla. Detta innebär att undersöka dess fysiska egenskaper, radiativa beteende och spektralfördelning. Dessa insikter är avgörande för att replikera solens bestrålning och spektrala utdata i utvecklingen av solsimulatorn. En omfattande analys av den senaste tekniken för befintliga solsimulatorer informerar urvalet av komponenter och egenskaper hos solsimulatorer. Genom att studera tidigare utvecklade simulatorer och deras driftsmekanismer identifierar denna forskning en arkitektur som överensstämmer med dess specifika mål. De efterföljande avsnitten resulterar i den strukturella utformningen av solsimulatorn. Genom datormodellering och simuleringstekniker tar simulatorns fysiska dimensioner form, vilket hjälper till att förfinad den övergripande designen. För att analysera simulatorns egenskaper och beteende, är ett precist mätsystem utformat och integrerat. Detta system underlättar kvantitativa bedömningar och grafiska representationer av simulatorns prestanda under olika förhållanden. Kulminationen på denna forskning ligger i karaktäriseringsfasen, där experiment utvärderar simulatorns fysiska beteende och egenskaper. Detta uppnås genom att genomföra experiment för att hitta lämplig skanningshastighet, avstånd och olika konfigurationer av komponentjusteringar, tillsammans med en analys av de kvantifierade mätningarna med hjälp av mjukvara, dataskydd och grafisk representation. Resultaten ger värdefulla insikter om dess prestanda och informerar om potentiella förbättringar.

The aim of this study, carried out within EDF R&amp;D’s Foresight and Energy Policies team, is to analyze how climate change and related adaptation measures are taken into account in current and future government policies, to provide a relevant categorization of climate change adaptation measures and to estimate their impact on energy demand by 2050 in France. The urgent need to adapt our societies to a world that is ineluctably warming up is essential, and poorly addressed by public policy in France. The study provides a summary of knowledge on adaptation to climate change, based on a broad literature review from the global scale down to France. In addition, a categorization of 117 adaptation measures, across all sectors and environments, applicable to France is proposed according to a relevant framework. Finally, this study is completed with the modelling of a few carefully selected measures. The impacts of four adaptation measures on energy demand in France are estimated: relocation of buildings on the coast exposed to rising sea levels, green roofs and high-albedo roofs as a solution to heat in buildings, reduced heating in winter and increased air conditioning in summer. The findings reveal the significant impact of these adaptation solutions on energy demand in France, particularly in the residential sector. The results open up several opportunities for discussion regarding adaptation needs, and the necessity to adopt inclusive, crosssectoral strategies with transversal approaches. / Syftet med denna studie, som utförts inom EDF R&amp;D:s team för prognoser och energipolitik, är att analysera hur klimatförändringar och relaterade anpassningsåtgärder beaktas i nuvarande och framtida regeringspolitik, att tillhandahålla en relevant kategorisering av anpassningsåtgärder för klimatförändringar och att uppskatta deras inverkan på energiefterfrågan fram till 2050 i Frankrike. Det akuta behovet av att anpassa våra samhällen till en värld som ofrånkomligen blir varmare är mycket stort, men den offentliga politiken i Frankrike tar inte tillräcklig hänsyn till det. Studien ger en sammanfattning av kunskapen om anpassning till klimatförändringar, baserat på en bred litteraturgenomgång från den globala skalan ner till Frankrike. Dessutom föreslås en kategorisering av 117 anpassningsåtgärder, inom alla sektorer och miljöer, som är tillämpliga på Frankrike enligt ett relevant ramverk. Slutligen kompletteras denna studie med modellering av några noggrant utvalda åtgärder. Effekterna av fyra anpassningsåtgärder på energiefterfrågan i Frankrike uppskattas: omlokalisering av byggnader vid kusten som utsätts för stigande havsnivåer, gröna tak och tak med hög albedo som en lösning på värme i byggnader, minskad uppvärmning på vintern och ökad luftkonditionering på sommaren. Resultaten visar att dessa anpassningslösningar har en betydande inverkan på energiefterfrågan i Frankrike, särskilt i bostadssektorn. Resultaten öppnar upp för flera möjligheter till diskussion om anpassningsbehov och nödvändigheten av att anta inkluderande, sektorsövergripande strategier med tvärgående tillvägagångssätt.

Sustainable housing with energy efficient and flexible solutions is pivotal in lowering emissions and energy consumption. Positive Energy Districts (PEDs) is an initiative to design and enable areas within a city to have a surplus of renewable energy generation and net zero greenhouse gas (GHG) emissions. This study aims to identify the necessary parameters to run energy simulations for a district with the simulation software City Energy Analyst (CEA). Then to analyse the districts with the implementation of Energy Efficiency Measures (EEMs) and integration of local renewable energy production. Lastly, the scenarios has been analysed based on their potential of becoming a PED. The model for the simulation was calibrated based on data for U-values and energy demand from a building within the district located in Umeå, Sweden. Using the calibration, a model for a building district was created through scaling up the results and applying the building properties to all buildings. The first scenario was simulated with the same building properties as before a refurbishment project was initiated. The yearly average energy intensity for this scenario was simulated at 146.43 kWh/m2 of heated floor area. The same simulations were carried out for the remaining two scenarios: refurbishment and passive house. The energy intensity associated with these scenarios was 78.28 and 70.14 kWh/m2 of heated floor area respectively. The local renewable energy was also integrated into the scenarios and consisted of a total of 2410 m2 of photovoltaic cells with an energy production of 249 MWh. The conclusion from the results is that the EEMs mainly affect the heating demand of the district and the limited daytime hours during the winter solstice period affect the effectiveness of solar energy production which makes the feasibility of PEDs in the northern part of Sweden harder to achieve and proves that further measures is needed to achieve a PED.

No description available.

Fjärrvärme är numera ett mycket vanligt sätt att värma upp bostäder och lokaler på, ca 50% av uppvärmningen sker idag med hjälp av fjärrvärme i Sverige. Det är en effektiv och miljövänlig energikälla som till största del tar vara på spillvärme från exempelvis industriprocesser. Denna värme, som i annat fall hade gått till spillo, kan användas för att värma vatten som pumpas ut i ett fjärrvärmenät. Varmt vatten distribueras då till uppkopplade abonnenter på nätet och ger varmt tappvarmvatten och värme i radiatorsystem. Användningen av fjärrvärme är en stor bidragande orsak till att Sverige kan uppnå 100% klimatneutralitet år 2045. Under våren 2024 har det pågått en utredning rörande laststyrning av fjärrvärmenätet i Piteå på uppdrag av PiteEnergi. Laststyrningen handlar om en begränsning av värmetillförseln hos ett flertal kunder på fjärrvärmenätet när utomhustemperaturen är inom ett specifikt intervall. Kunderna agerar då som ett värmelager, där förmågan att bibehålla värme är stort trots att en begränsning av värmetillförsel sker. Vid detta temperaturintervall brukar fjärrvärmetillverkningen gå från ett billigare bränsle till ett dyrare alternativ. Strävan är att utreda hur man kan minska användningen och inköp av det dyrare bränslet för en allmän energieffektivisering. Med hjälp av en industripraxis kan man styra bort 20–30% av fastigheternas värme under 5 timmar när det generellt sett är hög belastning på fjärrvärmenätet. Besparingsmöjligheten gav upphov till ca 1260 MWh under ett år och innebar en effektivisering på ca 4,7% hos de analyserade fastigheterna. Ekonomiskt kan man förutspå en vinstmarginal på ca 600 000 kr – 860 000 kr beroende på hur mycket värme som styrs bort. Utökas laststyrningen av antalet fastigheter kan besparingen växa ytterligare samtidigt som fler kunder drar ner på sina värmekostnader. / District heating is nowadays a very common way to heat residential and commercial buildings, with about 50% of heating in Sweden currently provided through district heating. It's an efficient and environmentally friendly energy source that largely utilizes waste heat from industrial processes. This heat, which would otherwise be wasted, is used to heat water that is then pumped into a district heating network. The hot water is distributed to connected subscribers in the network, providing hot tap water and heating for radiators. The use of district heating is a significant factor in Sweden's ability to achieve 100% climate neutrality by 2045. During spring 2024, an investigation has been underway regarding load management of the district heating network in Piteå, commissioned by PiteEnergi. Load management involves limiting the heat supply to several customers on the district heating network when the outdoor temperature falls within a specific range. Customers then act as a heat reservoir, retaining heat effectively even when heat supply is restricted. At this temperature range, district heating production typically shifts from a cheaper fuel to a more expensive alternative. The aim is to investigate how to reduce the usage and purchase of the more expensive fuel for general energy efficiency. Using a rule of thumb, it's possible to divert 20-30% of the properties' heat for up to 5 hours during periods of high demand on the district heating network. This potential savings amounted to approximately 1260 MWh per year, resulting in an efficiency improvement of about 4.7% for the analyzed properties. Economically, a profit margin of approximately 600,000 SEK to 860,000 SEK can be anticipated depending on the amount of heat diverted. Expanding load management to more properties could further increase savings while helping more customers reduce their heating costs.