Food waste has become a global environmental concern in recent years with food waste prevention being the optimal solution. In Sweden, initiatives to reduce food waste, focus on re-using methods like selling or donating food. The purpose of this study is to analyze the environmental savings, in terms of CO2 eq. savings, of re-using food compared to incineration and anaerobic digestion in Sweden. The study aims to map out the processes of the food waste management system and investigate the parameters that effect the performance of each method using Life Cycle Assessment (LCA). The research is conducted by using a case study, “Save food at KTH” which is an initiative at KTH Royal Institute of Technology in Sweden, to reduce food waste through a mobile application for sharing information on the available edible food waste around campus and options to purchase it through the app.   The results showed that re-using food waste has more CO2 savings compared to the other two energy recovery methods. Avoided emissions from food production when food waste is sold, were the most important factors that framed this result. However, the types of foods are also critical on the choice of food waste management method when the focus is on the CO2 emissions of the system. Foods with high water content or plant-based protein sources can be energy efficient in anaerobic digestion processes as well. In this case, selling food waste can be used as a complementary method. / Livsmedelsavfall har under senare år fått ett ökat intresse ur miljösynpunkt med förhindrande av livsmedelsavfall som den optimala lösningen för denna fråga. I Sverige är termiska behandlingsmetoder och biologiska processer för behandling av livsmedelsavfall de vanligaste metoderna för hantering av livsmedelsavfall. Båda metoderna producerar energi som kan användas för fjärrvärme, el och biobränsle för fordon. Å andra sidan, producerar dessa metoder utsläpp av växthusgaser (GHG) och många studier har erkänt deras miljöpåverkan och har jämfört dessa metoder för att identifiera alternativet med minst miljökostnad. Alternativet att sälja överbliven mat i plastlådor har potential att minska utsläppen av växthusgaser från livsmedelsavfallshanteringssystemet genom cirkulär ekonomi. Emellertid måste utsläppen av växthusgaser från de specifika livsmedelstypen samt effekten av plastlådors egenskaper och deras inverkan på plastlådors totala växthusgasutsläpp undersökas för att säkerställa effektiviteten av den försäljning av överbliven mat. Syftet med denna studie är att genomföra en livscykelanalys (LCA) om livsmedelsavfallshanteringsmetoder i Sverige för att identifiera metoden som har mest koldioxidbesparingar. Studiens mål är att kartlägga processerna i matavfallssystemet och undersöka de parametrar som påverkar prestandan för varje metod. Projektet innehåller en jämförande bedömning av klimatpåverkan (CF) av en värmebehandlingsmetod, förbränning med energiåtervinning, en biologisk metod som är anaerob uppslutning med biogasproduktion och en förebyggande metod som säljer överbliven mat i en plastlådor. En LCA utfördes för tre avfallshanteringsscenarier med två måltider (köttbaserad och vegan) som exempel när de behandlades som enskilda avfallsströmmar. Den största potentialen för att minska koldioxidutsläppen är att "sälja en måltid i ett 85% r-pet " scenario. Den undvikna köttproduktionen från att sälja matavfall kombinerat med den stora mängden återvunnet innehåll i plastlådor ger betydande koldioxidbesparingar och når den högsta nivån på avfallshierarkin som är förebyggande. Å andra sidan har förbränningen av en vegansk måltid med energiåtervinning den lägsta CO2-besparingen jämfört med de andra metoderna på grund av högvattenhalten i måltiden vilket gör den till en icke-effektiv energiomvandlare när den förbränns för att producera energi. Matavfallshanteringsmetoder bör därför fokusera på livsmedelsprodukterna och deras lämplighet för varje metod. Resultaten från denna jämförelse kommer att användas av en forskargrupp vid KTH Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, Sverige, i SEED avdelningen. Gruppen bygger för närvarande en mobilapplikation för att dela / sälja matavfall runt KTH campus med ett samarbete från restaurangerna på campus.

No description available.

This dissertation employ applied microeconomics techniques with a specific emphasis on behavioral dynamics within the realms of energy and environmental economics. In Chapter one, we investigates the impact of outdoor temperature on productivity in the service sector, using data from the India Human Development Survey. Our findings suggest a precisely estimated zero effect on interview duration, ruling out significant productivity impacts. In Chapter two, we employs a conditional demand analysis on a Canadian electricity consumer data set, highlighting the effectiveness of local heat pumps and thermostat setbacks for electricity savings. Results also reveal trends favoring newer homes in electricity consumption decline. In Chapter three, I study the causal relationship of spatial peer effects from Canada's largest home energy efficiency retrofit program on energy consumption. My results show that close neighbors to energy efficiency retrofitted homes experience a significant reduction in monthly natural gas and electricity consumption. Moreover, visible retrofits, such as windows and doors, significantly impact peer energy savings compared to less visible retrofits.

This dissertation explores the idea of inducing grid peak demand curtailment by turning commercial buildings into interactive assets for building owners during the demand control period. The work presented here is useful for both ab initio design of new sites and for existing or retrofitted sites. An analytical hierarchy process (AHP)-based framework is developed to curtail the thermal load effectively across a group of commercial buildings. It gives an insight into the amount of peak demand reduction possible for each building, subject to indoor thermal comfort constraints as per ASHRAE standards. Furthermore, the detailed operation of buildings in communion with the electric grid is illustrated through case studies. This analysis forms an outline for the assessment of transactive energy opportunities for commercial buildings in distribution system operations and lays the foundation for a seamless building-to-grid integration framework. The contribution of this dissertation is fourfold – (a) an efficient method of developing high-fidelity physics-based building energy models for understanding the realistic operation of commercial buildings, (b) identification of minimal dataset to achieve a target accuracy for the building energy models (c) quantification of building peak demand reduction potential and corresponding energy savings across a stipulated range of thermostat setpoint temperatures and (d) AHP-based demand curtailment scheme. By careful modeling, it is shown that commercial building models developed using this methodology are both accurate and robust. As a result, the proposed approach can be extended to other commercial buildings of diverse characteristics, independent of the location. The methodology presented here takes a holistic approach towards building energy modeling by accounting for several building parameters and interactions between them. In addition, parametric analysis is done to identify a useful minimal dataset required to achieve a specified accuracy for the building energy models. This thesis describes the concept of commercial buildings as interactive assets in a transactive grid environment and the idea behind its working. / Doctor of Philosophy / This dissertation titled "An Expert-based Approach for Grid Peak Demand Curtailment using HVAC Thermostat Setpoint Interventions in Commercial Buildings" tackles two important challenges in the energy management domain: –electric grid peak demand curtailment and energy savings in commercial buildings. The distinguishing feature of the proposed solution lies in addressing these challenges solely through demand-side management (DSM) strategies, which include HVAC thermostat setpoint interventions and lighting control. We present a methodology for developing highly accurate building energy models that serve as digital twins of actual buildings. These digital replicas can be used to quantify the impact of various interventions and reflect the realistic operation of commercial buildings across varied conditions. This enables building owners to control demand intelligently and transact energy effectively in the electricity market. The development of Internet of Things (IoT) market and advanced technologies such as smart meters and smart thermostats allows for the design of novel strategies that address traditional challenges faced by electric grid operators. This dissertation elaborates on how smart buildings can leverage IoT-based solutions to participate in the electricity market during demand control periods. We also developed an expert opinion-based demand curtailment allocation scheme resulting in grid peak demand reduction. The numerical results obtained reinforce the effectiveness of the proposed solution across varied climatic conditions.

Energieffektivisering börjar bli ett eftersträvande mål runtom i världen. Detta grundar sig i att energiförbrukningen för byggnader uppgår till ca 40 % globalt, en siffra som man vill få ner. Men att uppnå en energieffektiv byggnad är inte lätt. Detta kan göras på många och olika sätt. Ett av dem är att energieffektivisera fönstren, som är en byggnads svagaste punkt pga dess höga U-värde. Val av fönster är inte lätt, och det finns ett flertal alternativ att välja bland. I kalla klimat som Sverige söker man fönster med lågt U-värde och högt g-värde, samt en hög avskärmningsfaktor. I varmare länder vill man också ha ett lågt U-värde hos fönster men fokusen ligger främst på en låg avskärmningsfaktor. Syftet med uppsatsen var att hitta de mest energieffektiva fönstren, oavsett kostnad, för byggnader som befinner sig i länder med kallare klimat. Det var också av vikt att få veta lönsamheten för fönstren i fråga, därför har även kostnadsfrågor belysts. Metodvalen var informationssökning i olika databaser och litteratur samt att olika företag inom fönsterbranschen kontaktades, vilket ledde till att relevant och önskvärd information erhölls. Därefter fortskred arbetet genom kalkyleringar för energibalansen och lönsamheten. Vacuumfönster, aerogelfönster samt kromogena fönster hör till framtida fönster som kan tillföra positiva inverkan på energibalansen för byggnader. Men dessa fönster är i nuläget inte helt färdigutvecklade, fast har potential att bli världsledande. Vacuumfönster och kromogena fönster är i nuläget bättre lämpade för varmare klimat. Lyckas man komma längre med deras nutida utveckling är det inte omöjligt att anpassa de för kallare klimat. Aerogelfönster ger mest energibesparing vid byte av fönster, men pga vissa optiska egenskaper och komplicerad tillverkning av produkten är den i nuläget inte optimal vid ett fönsterbyte. De framtida fönstren är ej heller ekonomiskt försvarbara, det finns i dagsläget kommersiella energieffektiva fönster som är billigare att införskaffa och ger ett ansenligt bra resultat för en byggnads energibalans. / Energy optimization is starting to be a pursued worldwide main goal. This is based on the global energy consumption that occurs in buildings, which is about 40 percent. There is no doubt that this value needs to be lowered. But to achieve an energy efficient building is not easy. Although, this can be done in many and different ways. One of them is to optimize the windows, which is a buildings weakest point due to its high U-value.The choice of windows can be a harsh decision, there’s plenty of windows to choose among. In heating dominated climates, as the one in Sweden, it is necessary to choose windows with low U-values and high g-values, also a high solar heat gain coefficient/shading coefficient is required. A window with a low U-value is also important in cooling dominated climates but the main focus is instead on a low shading coefficient, which is not the case in this thesis. The purpose is to find the most energy efficient window that lowers the need for active heating in buildings, and also reveal and discuss the cost issues for the chosen windows.By searching in scientific databases and contacting companies active in the window industry the desired information was obtained. Calculations including the energy balance and present value were made, which gave an indication of the profitability for the different windows. Vacuum, aerogel and chromogenic window are examples of future windows which can have a positive impact on the energy balance in buildings. Yet these windows are currently not fully developed, but have potential to be highly valuable types of windows. Vacuum and chromogenic windows are better suited for cooling dominated climates. However if the development succeed where a big progress will be made it will not be impossible to suit them for heating dominated climates too. Aerogel windows have the best impact on the energy savings when replacing windows, but due to some optical attributes and a complicated manufacturing of the product aerogel windows are currently not an optimal choice for window replacement. The future windows isn’t either economically viable. For now, there are other commercially energy efficient windows that are cheaper to purchase. They also show an acceptable good result on the energy balance for a building.

The Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) systems are nowadays in almost every new building, develop or improve better control strategies for them is very common, looking to have more energy efficiency and require less input parameters from the user. In this project, new control strategies based in previous theory models has been used with a new approach in order to find a good solution for irregular occupied spaces. In this new approach a feed-forward filter with a fixed preheating time, using an algorithm based on an identified model, calculates how much degrees the temperature room can be decreased and regulate the power of the radiators to do it.The results of this project displays that the chosen model have to be changed but the idea is interesting, because the simulations of the reference building give, with a preheating timeof 2 hours, around 3ºC of temperature reduction during 18 days and savings of 33% of the heat energy needed for the whole month.Considering that buildings and the residential sector currently account for 40 percent of Sweden's energy consumption and around 25 percent of other countries like USA or Spain, and that irregular spaces are more or less a 10% of the governmental, institutional, academic or public buildings, the potential savings are not negligible. The evaluation of this control strategy with its mathematical model as well as its resultsduring the month of January and the behavior of the system along the year have been made with the help of IDA program for simulation of the reference building and its energy system.

Because of the harsh climate of Saudi Arabia, residential buildings on average, consume more than half of the total consumed energy. A substantial share of energy goes to the air-conditioning of buildings. Cooling buildings during summer is a major environmental problem in many Middle Eastern countries, especially since the electricity is highly dependent on fossil fuels. The aim of this study is to obtain a clearer picture of how various measures on the building envelope affects the buildings energy consumption, which can be used as a tool to save energy for buildings in the Middle East. In this study, different energy efficiency measures are evaluated using energy simulations in IDA ICE 4.7 to investigate how much energy can be saved by modifying the building envelope. A two-storey residential building with 247 m2 floor area is used for the simulations. The measures considered are; modifications of the external walls, modification of the roof, window type, window area/distribution, modification of the foundation, shading, exterior surface colour, infiltration rate and thermal bridges. All measures are compared against a base case where the building envelope is set to resemble a typical Saudi Arabian residential. First, all measures are investigated one by one. Thereafter, combinations of the measures are investigated, based on the results from single measure simulations. All simulations are carried out for two cities in Saudi Arabia, both with arid desert climate. Riyadh (midlands) with moderately cold winters and Jeddah (west coast) with mild winter. The results from simulations of single measures show the highest energy savings when changing the window type from single clear glass to double glass with reflective surface saving 27 % energy (heating & cooling) in Riyadh and 21 % in Jeddah. Adding insulation to an uninsulated roof saved up to 23 % and 21 % energy for Riyadh respectively Jeddah. Improvements of the thermal resistance of the exterior walls show 21 % energy savings in Riyadh and only 11 % in Jeddah. Lowering the window to wall ratio from 28 % to 10 % and changing the window distribution results in 19 % (Riyadh) and 17 % (Jeddah) energy savings. Adding fixed shades saves up to 8 % (Riyadh) and 13 % energy (Jeddah) when dimensioned for the peak cooling load. Using bright/reflective surface colour on the roof saves up to 9% (Riyadh) and 17 % (Jeddah) when the roof is uninsulated. For the exterior walls, bright/reflective surface saves up to 5 % (Riyadh) and 10 % (Jeddah) when the walls are uninsulated. The other single measures investigated show less than 7 % energy savings. The results for combined measures show the highest energy savings for two combined measures when improving the thermal resistance of the exterior walls and changing window area/distribution saving up to 52 % (Riyadh) and 39 % (Jeddah). When performing three measures the addition of improved thermal resistance and reflectance of the windows resulted in the highest energy savings, saving up to 62 % (Riyadh) and 48 % (Jeddah). When adding a fourth measure, improving the thermal resistance of the slab shows the highest energy savings, 71 % (Riyadh) and 54 % (Jeddah). Applying all measures on the building envelope results in 78 % (Riyadh) and 62 % (Jeddah) energy savings. Significant energy savings can be achieved with measures on the building envelope. Major savings can be made by adding only 50-100 mm of insulation to the exterior walls and roof. Decreased window area and improvements on the thermal resistance and reflectance on the windows result in significant energy savings. Energy savings achieved with shadings and reflective surface colours decrease significantly when the thermal resistance of the roof and external walls are improved. All measures concerning thermal resistance have a higher impact in Riyadh than in Jeddah due to that a large part of the total heating and cooling is air handling unit (AHU) cooling in Jeddah. AHU cooling is not affected significantly by measures on the building envelope. To optimise energy savings, measures on the building envelope should be considered in combination with measures concerning the AHU. / På grund av det hårda klimatet i Saudiarabien, konsumerar bostadshus mer än hälften av den totala energi som förbrukas. En stor del av den förbrukade energin går till luftkonditionering. Kylningen av byggnader är ett stort miljöproblem i många länder i Mellanöstern, särskilt eftersom elektriciteten till stor del är helt beroende av förbränning av fossila bränslen. Syftet med denna studie är att få en tydligare bild av hur olika åtgärder på klimatskalet påverkar byggnaders energiförbrukning. Tanken är att resultaten ska kunna användas som ett hjälpmedel vid design av mer energieffektiva byggnader i Mellanöstern. I denna studie är olika energieffektivitetsåtgärder utvärderade med hjälp av energisimuleringar i IDA ICE 4.7 för att undersöka hur mycket energi som kan sparas genom att modifiera klimatskalet. Ett bostadshus med 247 m2 golvyta i två våningar används för simuleringarna. De åtgärder som övervägs är; modifieringar av ytterväggar, modifiering av tak, fönstertyp, fönster area/ distribution, modifiering av fundamentet, skuggning, ytskikt, infiltration och köldbryggor. Alla åtgärder jämförs mot ett Base Case där klimatskalet är inställt för att likna en typisk bostad i Saudiarabiens. Först undersöks alla åtgärder en åt gången. Därefter undersöks kombinationer av de studerade åtgärderna, baserat på resultat från simuleringar av enskilda åtgärder. Alla simuleringar utförs för två städer i Saudiarabien, både med torrt ökenklimat. Riyadh (inlandet) med måttligt kalla vintrar och Jeddah (västkusten) med mild vinter. Resultatet från simuleringar av enskilda åtgärder visar högst energibesparing när fönstertypen byts ut från enkelt klarglas till dubbelt reflekterande glas. Med byte av fönstertyp sparas upp till 27 % energi (uppvärmning och kylning) i Riyadh och 21 % i Jeddah. Att isolera taket sparar upp till 23 % och 21 % för Riyadh respektive Jeddah. Förbättrat värmemotstånd i ytterväggarna resulterar i upp till 21 % energibesparing i Riyadh och endast 11 % i Jeddah. Minskning av fönsterarean från 28 % av väggytan till 10 % och omplacering av fönsterna ger19 % (Riyadh) och 17 % (Jeddah) energibesparingar. Solavskärmning med hjälp av fasta skärmtak och fenor sparar 8 % (Riyadh) och 13 % energi (Jeddah) när de är dimensionerad för maximalt kylbehovet. Använda ljus/reflekterande yta på taket sparar upp till 9 % (Riyadh) och 17 % (Jeddah) när taket är oisolerad. För ytterväggar, sparar ljust/reflekterande ytskikt upp till 5 % (Riyadh) och 10 % (Jeddah) när väggarna är oisolerad. De övriga enskilda åtgärderna som undersökts visar mindre än 7 % energibesparing. Resultaten för kombinerade åtgärder visar högst energibesparingar för två kombinerade åtgärder när ytterväggens värmemotstånd förbättras tillsammans med mindre fönsterarea och ändrad fönsterplacering. De två åtgärderna sparar upp till 52 % energi i Riyadh och 39 % i Jeddah. När tre åtgärder utförs, fås den högsta energibesparingen med de två åtgärderna ovan med tillägg av förbättrade fönster med lägre u-värde och högre reflektants. Tillsammans resulterar de tre åtgärderna i en energibesparing upp till 62 % för Riyadh och 48 % för Jeddah. När man lägger till en fjärde åtgärd, fås den högsta besparingen med tillägg av förbättrat u-värde på grunden till de tre tidigare åtgärderna. De fyra åtgärderna sparar upp till 71 % energi i Riyadh och 54 % i Jeddah. Tillämpning av alla åtgärder på klimatskalet resulterar i 78 % (Riyadh) och 62 % (Jeddah) energibesparing. Betydlig reducering av energianvändningen kan uppnås med åtgärder på byggnadens klimatskal. Stora besparingar fås med endast 50 – 100 mm isolering i ytterväggar och tak. Att minska fönsterarean och förbättra fönsternas u-värde och reflektivitet bidrar till stora energibesparingar.  Besparingarna som fås vid solavskärmning och reflektiva ytor på tak och väggar minskar signifikant när taket och ytterväggarna isoleras. Alla åtgärder som förbättrar u-värdet på klimatskalet har en större inverkan i Riyadh än i Jeddah på grund av att en större andel av total uppvärmning och kylning upptas av kylning av inkommande luft i ventilationen. Energin som behövs för att kyla inkommande luft påverkas inte nämnvärt av åtgärderna på klimatskalet. För att optimera energibesparingarna ytterligare, bör åtgärder på klimatskalets övervägas tillsammans med energieffektivitetsåtgärder av ventilationen.

L'objectif de cette étude consiste à développer une approche permettant d'économiser de l'énergie de haut niveau thermique dans le procédé de la distillation atmosphérique du pétrole. Cette approche repose sur le fait que l'installation de plusieurs flashs sur le train de préchauffage de ce procédé associée à un choix approprié du plateau d'alimentation des vapeurs résultantes à la colonne de distillation, provoque une diminution de la chaleur apportée à ce train de préchauffage. Le déficit de chaleur de haut niveau thermique ainsi créé est causé par la réduction des débits des reflux latéraux de la colonne de distillation et il est compensé par de la chaleur de bas niveau thermique apportée par les effluents résiduaires disponibles dans toute la raffinerie. Cette approche peut être appliquée aux nouveaux procédés comme à l'expansion des procédés existants et l'économie d'énergie de haut niveau thermique dans le four peut atteindre les 21%. Une réduction équivalente des gaz à effet de serre est aussi observée / The objective of this thesis is to demonstrate, on thermodynamic grounds, that introducing a flash in the preheating train of an atmospheric oil distillation process , together with an appropriate feeding of the resulting vapors into the column, could potentially bring substantial energy savings by reducing the duty of the preheating furnace and by reducing the distillation column irreversibilities. This idea has been expended by showing how this can be done while keeping the throughput and the product characteristics unchanged. The outcome is that placing several flashes after the heat exchangers and feeding the corresponding vapor streams to the appropriate trays of the column, reduces the pumparound flows and then the heat brought to the preheating train. The resulting heat deficit may then be compensated in additional heat exchangers by using low level heat recuperated from the products of the distillation and/or imported from other processes. The use of this residual heat reduces the furnace duty by approximately an equivalent amount and could be as high as 21%. The approach can be applied in the design of news processes or in the revamping of existing ones

Innovative financial instruments in the Czech Republic and their hypothetical use in the field of energy efficiency are analysed and assessed in this thesis. We address lim- ited awareness about multiple benefits of energy efficiency improvements and also emerging innovative financial instruments that are promoted by the European Com- mission as a way to multiply impacts of limited public budgets. Then we identify a suitable segment, Czech residential housing stock and public support of insulation, and compare several forms of possible public support in this field. As the main driver of space heating costs, we predict the future development of heat prices, and assess po- tential energy savings resulting from renovations. Finally, we assess and also simulate the potential of such an initiative and identify four suitable settings of the innovative financial instrument for a majority of stakeholders. Our findings support an idea that this innovative financial instrument offers a valuable alternative to traditional grants. It also suggests that such an initiative can be interesting for a private sector as well as a public sector, with benefits to public budgets, equity investors, households and many other stakeholders. Moreover, this initiative can be sustainable in the long run. JEL Classification G23,...

Energy efficiency in the operation of buildings is becoming increasingly important with a growing emphasis on sustainability and reducing environmental impacts of irresponsible energy usage. Improvements have been made both on the technology side of energy efficiency and on the human behavior side. However, when changing human behavior, it is critical to find energy conservation measures that will maintain comfort for occupants. This paper analyzes how this can be done by implementing a modulating temperature schedule based on the concept of alliesthesia, which states that pleasure is observed in transient states. EnergyPlus simulations were used to show that in cooling applications, this type of scheduling can produce significant energy savings. However, energy savings are not predicted for the same type of scheduling for heating applications. Thermal comfort was examined with a cooling experiment and a separate heating experiment, each lasting 45 minutes and taking place during the corresponding season. The experiments showed that modulating temperatures can cause occupants to experience more pleasure than if the temperature remained constant in a cooled space, whereas modulating temperatures had a negative impact on comfort relative to the constant temperature in the heated space. This presents evidence for an ideal opportunity for cooling applications by implementing modulating temperature schedules: an increase in thermal pleasure accompanied by a decrease in cooling energy.