European industries have realized that a reduction of primary energy usage is not only a European requirement but can also be of great economic interest. Especially both energy and resource intensive industries like the pulp and paper industry will benefit. Industrial excess heat as a by-product of industrial processes needing energy has a great potential to be a key factor in reducing primary energy usage. Both excess heat utilization and heat integration are potential ways for Kraft pulp mills to increase their energy efficiency, to decrease their primary energy use and thus green-house gas emission, and to support the pulp and paper industry to achieve sustainability goals and meet EU regulations. This thesis examines the total excess heat potential in the Swedish Kraft pulp industry through pinch analysis and optimization on a modelled average Swedish Kraft pulp mill (FRAM). Different excess heat recovery technologies (EHRTs) are identified based on their applicability and are evaluated regarding their environmental and economic benefits for the Swedish pulp industry by using the energy price and carbon scenarios tool (ENPAC tool). An excess heat potential in the Swedish Kraft pulp mill industry of 2,03 TWh at 60°C, and 3,53 TWh at 25°C is found in this study. Heat delivery to the district heating network (DH), cooling delivery to the district cooling network (DC), electricity generation with a condensing turbine (CT), phase-change material engine (PCM) and organic Rankine cycle (ORC) are identified as suitable excess heat recovery technologies for Swedish Kraft pulp mills. A payback time calculation in this study found the condensing turbine as the EHRT to be of highest economic benefit in 2018 (less than 3 years). With predicted future energy prices of the years 2030, 2040 and 2050 all considered recovery technologies become economically feasible (payback time of less than 3 years). The CT and combinations of CT with DH and DC are furthermore the recovery technologies with the highest CO2 savings of 100.000 t/a in 2018. All in all, this study suggests investing in a CT, or combinations of it with DH and DC, to create the greatest economic and environmental benefits in 2018. With future price changes on the energy market and an uncertain future energy demand an investment in combinations of recovery technologies generating both heat, cooling and electricity is found to be the most sustainable choice.

Den stora användningen av fossil energi i världen är en av orsakerna till de höga utsläppen av koldioxid som förstärker växthuseffekten. För att minska människans klimatpåverkan bör därför mer förnyelsebar energi användas. EU har därför som mål att minska utsläppen av koldioxid med 40 % till år 2030. Industrisektorn står för 32 % av världens totala energianvändning och pappers- och massaindustrin använder 6 % av den energin. I denna studie undersöks Stora Enso Skoghalls Bruk som är ett pappers- och massabruk beläget norr om Vänern. De senaste åren har en rad energieffektiviserande åtgärder utförts där som gjort att det tidvis produceras ett överskott av ånga. I dagsläget friblåses överskottsångan för att hålla trycket på deras ångnät på avsedd nivå. Studiens syfte är att undersöka om elproduktion med hjälp av en kondensturbin är ett lönsamt alternativ för att ta till vara på överskottsångan istället för att friblåsa den. Målet är att ta fram ett beslutsunderlag för dimensionering och bedömning av lönsamhet samt miljöpåverkan för en kondensturbin på Skoghalls Bruk. Studien utfördes genom energitekniska beräkningar i Simulink och en lönsamhetsbedömning genom en nuvärdesanalys. Som grund till beräkningarna ligger driftdata och vetenskaplig litteratur. Scenarier har konstruerats för att avgöra hur både elpriser och koldioxidalstring knuten till den nordiska elmarknaden kan se ut i framtiden. Den samlade bedömningen av studien är att Skoghalls Bruk inte bör investera i en kondensturbin i dagsläget. Låga elpriser i kombination med höga bränslepriser gör att vinsten inte blir tillräckligt hög i förhållande till investeringskostnaden. Vid mer gynnsamma förhållanden, alltså med högre elpriser, lägre bränslekostnader och låg ränta är det mer troligt att investeringen blir lönsam. Investeringen är dock lönsam ur ett miljöperspektiv så länge kondensturbinens elproduktion ersätter någon form av fossil elproduktion i Norden. / The high use of fossil energy in the world is one of the causes of the high emissions of carbon dioxide, which increases the greenhouse effect. In order to reduce the anthropogenic climate impact, more renewable energy should be used. The EU aims to reduce carbon dioxide emissions by 40 % by the year 2030. The industrial sector accounts for 32 % of the total world energy consumption of which the pulp and paper industry uses 6 %. This study examines Stora Enso Skoghall Mill which is a pulp and paper mill located north of Vänern. In recent years, a series of energy efficiency measures has been carried out at Skoghall Mill. At times these measures have resulted in a surplus of steam production. Today this excess steam is released to the atmosphere to maintain the pressure on the steam network at the required level. The purpose of this study is to investigate whether electricity production using a condensing turbine is a profitable alternative for recovery of the excess steam which is currently being released to the atmosphere. The aim is to develop a decision basis for the design and assessment of profitability and environmental impact of a condensing turbine at Skoghall Mill. The study was conducted through energy calculations in Simulink and a profitability assessment by a present value analysis. The basis for the calculations is operational data provided by Skoghall Mill and scientific literature. Scenarios have been designed to determine both how electricity prices and generation of carbon dioxide linked to the Nordic electricity market might look in the future. The overall conclusion of the study is that Skoghall Mill should not invest in a condensing turbine at this time. The profit is not high enough compared to the investment cost due to low electricity prices combined with high fuel costs. In more favourable conditions, i.e. with higher electricity prices, lower fuel costs and lower interest rates, it is more likely that the investment will be profitable. The investment, however, is profitable from an environmental perspective, as long as the electricity from the condensing turbine is replacing fossil power generation in the Nordic region.

I takt med en ökande befolkning ökar användningen av energi. Samtidigt som energianvändandet ökar, avvecklas kärnkraftverken och därmed ökar kolkraftverkens användning vilket leder till utsläpp av främst koldioxid. Många industrier släpper ut mängder av överskottsvärme i naturen utan att den återanvänds. Ett sätt att ta tillvara på överskottsvärme, som annars går till spillo, är att lagra den. Om värme kan lagras och användas vid en annan tidpunkt kan den ersätta andra energikällor och onödiga utsläpp kan förhindras. Det finns idag tre olika metoder att lagra värmeenergi. Dessa är sensibelt värme, latent värme och kemisk värme. Inom varje metod finns olika system som beskrivs vidare i denna rapport. Bharat Forge Kilsta Kilsta är ett smidesföretag i Karlskoga. Deras smidesugn avger stora mängder värme som dels går till lokaluppvärmning men en del av värmen går till spillo. Skulle överskottsvärmen, som nu går till spillo, kunna lagras på ett effektivt sätt skulle både miljömässiga och kostnadsmässiga besparingar kunna göras. Syftet med rapporten är att redogöra och jämföra olika värmelagringsmetoder i en litteraturstudie för att se vilken typ som passar för industriell överskottsvärme i fallet med Bharat Forge Kilsta. Målet är att översiktligt redovisa olika lagringsmetoder samt olika system inom dessa med avseende på lagringskapacitet och kostnad. Utifrån simulering och reglering av bergrumslager och ackumulatortankar kan en passande metod, med avseende på energidistribution och energieffektivitet samt kostnad, för det specifika fallet väljas. Den mest utvecklade och kommersiellt använda metoden är sensibelt värme, den latenta och kemiska värmelagringen är fortfarande i forskning- och utvecklingsstadiet då de är mer kostsamma. Val av lagringsmetod avgörs utifrån lagringskapacitet, lagringstemperatur, kostnad, geografisk placering samt lagringslängd. Sensibelt värme passar bäst till långtidslagring, vid lägre temperaturer och där lagringskapaciteten måste vara stor till ett lågt pris. Latent och kemisk värme passar bäst för högre temperaturer då värmeförlusterna är små och energidensiteten är hög, kostnaden för dessa är dock hög och de tillämpas enbart i liten skala än så länge. Ur litteraturstudien kunde vissa system uteslutas, de system som skulle passa en industri som Bharat Forge Kilsta var bergrum och ackumulatortank. Resultatet visade att bergrummen har störst värmeförluster jämfört med den totala energin, däremot är lagringskapaciteten större. För att garanterat tillgodose värmebehovet vid extremdagar är det mest lämpligt att använda bergrummen. Kostnadsmässigt är de befintliga tankarna bäst lämpade, däremot klarar de enbart tillgodose värmebehovet i sex timmar vid extrembelastning. Om de befintliga tankarna används som system och 200 m3 tanken tilläggsisoleras kan omkring 100 000 kr per år sparas, räknat med att förlusterna skulle ersätta inköpt fjärrvärme och att skillnaden i värmeförluster enbart sker vinterhalvåret. Återbetalningstiden var kortast för de befintliga takarna, 1,4 år medan en ny ackumulatortank hade längst återbetalningstid, 3,2 år. / When the population increases also the energy use will rise. At the same time the nuclear power plants is decommissioned and the use of coal-fired power plants increases, which leads to large amount of mainly carbon dioxide emissions. Many industries get a lot of excess heat that is released in the nature instead of being reused. One way to reuse excess heat could be to store the heat in a suitable storage for later use. If the excess heat can be stored and be used at a different time it can replace other energy sources and decrease the emissions. Today there is three ways to storage heat, they are sensible heat, latent heat, and chemical heat. In each method there are different systems, these will be described further in this report. Bharat Fore is a large forging company in Karlskoga, Sweden. From their furnace a lot of heat is emitted, some of the heat is used to heat the buildings, but still a lot of excess heat goes to waste.  The aim of this report is to compare different heat storage systems and see which one is best suited to industrial excess heat. The goal is to investigate if there is any heat storage method that is effective and cost-saving that fits a larger industry. The purpose of this work is to do a literature study to account and compare different heat storage methods to find the best suitable system for the case with Bharat Forge Kilsta. The goal is to present different storage methods and the different system for each method with respect of cost and storage capacity. From simulation and regulation find the best fitting method for the real case with respect of cost, efficient and storage capacity. The most developed and commercially used method is the sensible heat. Latent heat and chemicals are very costly and still in the research and development stage. Geographic location, using area and operating temperature is parameters that need to be considered when choosing heat storage system. Sensible heat is best suited for long-term storage, at lower temperatures and when the storage capacity needs to be large to a small cost. Latent and chemical heat is best suited for higher temperatures because the heat losses are small and the energy density is high and they are only applied in small scale for now. The result of the literature study showed that storage tanks and cavern storage is most fitting for the case with Bharat Forge Kilsta. The cavern has much larger heat loss compared to the total energy, however the storage capacity is much larger. To guarantee that the heat requirements when there are extreme days it is most appropriate to use the cavern as heat storage. From a coast view it is most fitting to use the already existing tanks, however they could only cater the heat requirement for six hours of heat peak when the production is not running. If the existing tanks is used as heat storage, and the 200 m3 tank will be additional insulated, if the heat loss, in the winter, is replaced with purchased district heating as much as 100 000 SEK per year could be spared. The payback time is shortest for the existing tanks, 1.4 years and almost 3.2 years for the new storage tank.

Energianvändningen i världen ökar vilket medför en ökad belastning på miljön. Många industrier har idag ett överskott av värme som vid ett ökat nyttjande skulle kunna reducera andelen primärenergi och således belastningen på miljön samtidigt som ekonomiska besparingar kan erhållas. DIBO Produktionspartner AB är en verkstadsindustri i Katrineholm som bearbetar metall‐ och plastkomponenter i CNC‐maskiner. Maskinparken består av 14 CNC‐maskiner och en kompressor som förser maskinerna med tryckluft. Ventilationssystemet består av två delar, ett till‐ och frånluftssystem kopplat till verkstaden samt ett FTX‐system kopplat till den intilliggande kontorsbyggnaden. Företaget har idag ett värmeöverskott på grund av aktiviteten från de olika CNC‐ maskinerna och tryckluftskompressorn vilket medför höga temperaturer i verkstaden. I dagsläget öppnas en ytterport för att ventilera ut värmeöverskottet så att en lägre temperatur erhålls. Arbetet syftade till att kvantifiera mängden överskottsvärme tillgänglig i verkstaden för att därefter undersöka möjliga externa och interna användningsområden. Värmeöverskottet uppskattades genom att ställa upp en energibalans för verkstaden där tillskott och förluster av värmeenergi jämfördes. Både tillskotten och förlusterna av värmeenergin beräknades genom inventering av verkstadslokalerna, mätningar av el, temperatur och ventilation samt genom simuleringar av verkstadens inomhusklimat. Värmeöverskott i verkstaden förekommer under årets alla månader, även om det är starkt beroende av utomhustemperaturen och aktiviteten i verkstaden, och uppgår årligen till 137 MWh. Beträffande externa användningsområden studerades faktorer som påverkar ett spillvärmesamarbete, den teknik som skulle behövas för att leverera värme externt och möjligheten för DIBO att leverera värme till Katrineholms fjärrvärmenät. Det finns många faktorer som man bör ha i åtanke vid ett samarbete varav några är förtroendet mellan de båda parterna, investeringsuppdelning samt värdering av spillvärmen. För externa värmeleveranser varierar den utrustning som krävs beroende på de aktuella förhållandena, men generellt gäller att anslutningspunkter, en anslutningsledning och i en del fall en cirkulationspump samt en värmepump för uppgradering av värmen behövs. Som ett resultat av att tryckluftskompressorns effekt är förhållandevis låg och värmen luftburen har en värmepump av lämplig storlek ej hittats. Efter kontakt med Tekniska verken i Katrineholm framgick även att energimängden som skulle kunna levereras är för liten för att ett samarbete ska vara av intresse vilket medför att en leverans till fjärrvärmenätet inte är aktuellt i dagsläget. De interna åtgärderna som studerats finns listade i Tabell 1 där även besparingspotential och återbetalningstid framgår. / The Energy use is increasing throughout the world, which causes an increased load on the environment. Today, a lot of industries have unused waste heat, which by extended use would reduce the amount of primary energy sources and thus the environmental load together with economical savings that would apply for the industry. DIBO Produktionspartner AB is a manufacturing industry that processes metal‐ and plastic components in CNC‐machines. The machinery consists of 14 CNC‐machines and one compressor that provide the machines with compressed air. The ventilation system consists of two systems, one supply and exhaust air system for the workshop and one heat exchange system for the adjacent office building. Due to activity from the machines and compressor, the company has excess heat which causes high temperatures in the workshop. Today, a gate is opened in order to vent the excess heat and lower the temperature. This project’s aim was to quantify the amount of excess heat available in the workshop and afterwards investigate possible internal and external uses. The excess heat was estimated by setting up an energy balance for the workshop where heat energy contributions and losses were compared. Both the contributions and losses of heat energy were calculated by a workshop inventory, electricity, temperature and ventilation measurements and through simulations of the workshop’s indoor climate. Results show that excess heat occurs in the workshop every month of the year, largely dependent on the outdoor temperature and activity level in the workshop, and amounts to 137 MWh yearly. Regarding the external uses, factors that affect waste heat cooperation, technology to deliver heat and the possibility for DIBO to deliver heat to the district heating system in Katrineholm, was evaluated. Among all the factors to keep in mind in cooperation, trust between the parties, investment division and valuation of waste heat, are some. The technology needed to deliver heat varies, but common equipment includes connecting points and lines and in some cases a circulation pump as well as a heat pump for upgrading the heat. As a result of an air compressor with relatively low power and airborne heat, a suiting heat pump has not been found. Contact with Tekniska verken in Katrineholm showed that the potential amount of heat energy deliverable to the district heating system is too small to be of interest and therefor a delivery to the district heating network is today not relevant. The internal measures are listed in Table 1 along with their potential savings and payback time.

Industrial waste heat has been around for hundreds of years and has long been assumed to be only a by-product of industrial activities. The purpose of the study was to contribute knowledge about the potential of waste heat energy as a resource from an economic and environmental perspective and to identify what important problems can be found in decision-making regarding the implementation of waste heat recovery systems. The study was conducted in the form of a case study with the engineering company Epiroc Drilling Tools AB in Fagersta as a study object. The waste heat survey showed that optimal recovery potential existed in the heat treatment furnaces' flares in the form of flue gases. The total waste heat energy available to be recycled in all 24 industrial furnaces of the workshop was estimated at between 1.63 to 1.92 GWh per year. The engineering company had a district heating demand of about 2.3 GWh in 2018. Investment in the waste heat recovery system would mean that the company can cover up to 83% of the plant's district heating needs. The engineering company aimed to, over a three-year period, among other things, reduce its total energy use by 20% and a recovery of the available waste heat energy could contribute 4.2 to 5.0% of the company's energy efficiency projects. A recovery of the waste heat was estimated to result in capital savings between SEK 900,000 to SEK 1,100,000 excluding VAT annually. The basic investment cost of the recycling system was estimated SEK 3,500,000 with an operating cost of SEK 220,000. The payback time was estimated to be about 4 years for the engineering company to fully repay the investment cost of the recycling system. Primary and secondary data collection resulted in answering what problems and obstacles could arise in decision making regarding investment and implementation of waste heat recovery systems. / Industriell spillvärme har funnits sedan flera hundra år tillbaka och har länge bara antagits vara en biprodukt från industriella aktiviteter. Syftet med studien var att bidra med kunskap om spillvärmeenergins potential som resurs ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv samt identifiera vilken betydelsefull problematik som kan finnas vid beslutsfattande om implementering av spillvärmeåtervinningssystem. Studien genomfördes i form av en fallstudie med verkstadsföretaget Epiroc Drilling Tools AB i Fagersta som studieobjekt. Spillvärmekartläggningen visade att optimal återvinningspotential fanns vid värmebehandlingsugnarnas avfacklingar i form av rökgaser. Den totala spillvärmeenergin som fanns tillgänglig att återvinna i verkstadens alla 24 industriella ugnar, uppskattades till mellan 1,63 till 1,92 GWh per år. Verkstadsföretaget hade 2018 ett fjärrvärmebehov på ca 2,3 GWh. Investering i spillvärmeåtervinningssystemet skulle innebära att företaget kan täcka upp till 83% anläggningens fjärrvärmebehov. Verkstadsföretaget hade som mål att under en treårsperiod, bland annat sänka sin totala energianvändning med 20% och en återvinning av den tillgängliga spillvärmeenergin skulle kunna bidra med 4,2 till 5,0% av företagets energieffektiveringsprojekt. En återvinning av spillvärmen uppskattades resultera i kapitala besparingar mellan 900 000 till 1 100 000 SEK exklusive moms årligen. Grundinvesteringskostnaden för återvinningssystemet uppskattades till 3 500 000 SEK med en driftkostnad på 220 000 SEK. Payback-tiden uppskattades till ca 4 år för verkstadsföretaget att helt återbetala investeringskostnaden för återvinningssystemet. Primär- och sekundärdatainsamling resulterade i att besvara vilken problematik och vilka hinder som kunde uppstå vid beslutsfattande gällande investering och implementering av spillvärmeåtervinningssystem.

Renewable energies are fluctuating and the bigger its share on the Swedish energy market, the more fluctuating are the prices. Therefore, CHP plant operators as VEAB in Växjö, are more and more struggling to be competitive. There is, hence, a need of alternative options for the use of produced electricity, rather than being dependent on such a volatile and unclear market. Hydrogen production through water electrolysis could therefore be an alternative to be decoupled from the electricity business and instead being part of a promising, future hydrogen economy. Since state-of-the-art electrolysers have efficiencies between 51% and 75%, it was assessed that some of the efficiency losses could be recuperated by implementing the excess heat in an existing District heating (DH) grid. Calculations of the base scenario electrolyser with a power input of 870 kW showed, that an increase of the overall temperatures of the returning mass flow of the DH grid from 0,05°C to 0,23°C should be achievable. The economic analysis showed, that for this size of hydrogen production unit, the minimum hydrogen selling price (MHSP) would be 6,64 €/kg, which is not competitive on today’s market. However, the sensitivity analysis showed, that by a decreased investment cost, lower electricity prices and especially by scaling up the base scenario, the MHSP could be lowered significantly. Assuming a reduction of investment costs of 20% and scaling up the electrolyser by 1000% to 8700 kW, the MHSP resulted in 1,9 €/kg, a competitive price on the market. This study revealed that hydrogen production could be part of the future business model of CHP plant operators and provides a guideline on the feasibility of such a project.

Sweden aims to achieve climate neutrality by 2045. The need to immediately reduce greenhouse gas emissions in order to achieve climate targets affects industry directly. The pulp and paper sector is responsible for more than 50% of industrial energy use in Sweden. Increased energy efficiency is expected to contribute significantly to the reduction of primary energy use. The recovery and utilisation of industrial excess heat (IEH) has been identified as an important potential contribution to energy efficiency in industry. Previous research based on top-down studies has estimated the availability of IEH for entire sectors, and bottom-up results for many case studies are available. While top-down studies lack detailed information on the profile of the excess heat available, bottom-up studies have limited coverage. Detailed information about excess heat amounts and temperature levels is required for the assessment of the potential of the various heat recovery technologies that are available.  The aim of this thesis is to present, in a series of steps, methods to systematically analyse an industrial process to obtain a detailed profile of the excess heat available under various process conditions, to aggregate results that can be generalised to whole industrial sectors, and to obtain IEH recovery potentials using different technologies. The assessment of the utilisation options for IEH recovery is complemented with an analysis of system aspects that could affect profitability and global greenhouse gas (GHG) emissions. An energy-targeting procedure combined with optimisation has been applied to six case studies of kraft pulp and paper mills in Sweden. This method obtained IEH profiles that were used in a regression analysis to estimate the IEH availability and electricity generation potentials from low and medium temperature IEH using organic Rankine cycles (ORC). A comparison of profitability and global GHG emissions between ORC electricity generation using IEH and small-scale combined heat and electricity (CHP) production is presented for three energy markets. The results show that there is a potential to increase electricity generation from low and medium temperature IEH by 7–9% in the kraft mills in Sweden, depending on the level of process integration considered. The utilisation of low and medium temperature IEH for electricity generation has the potential to reduce global GHG emissions in all the energy-market scenarios considered, but if biomass is considered a limited resource, district heating (DH) deliveries can achieve higher global GHG reductions. ORC electricity generation from low and medium temperature IEH is economically viable and showed overall better profitability and GHG emissions reductions than small-scale CHP using ORCs. The economic feasibility of ORC electricity generation is less affected by external conditions and uncertainties than direct DH deliveries. / Sverige siktar på att uppnå klimatneutralitet till 2045. Behovet av att omedelbart minska utsläppen av växthusgaser för att nå klimatmålen påverkar industrin direkt. Massa- och papperssektorn står för mer än 50% av den industriella energianvändningen i Sverige. Ökad energieffektivitet förväntas i hög grad bidra till att minska primärenergianvändningen. Återvinning och utnyttjande av industriell överskottsvärme (IÖV) har identifierats som ett betydande potentiellt bidrag till energieffektivitet i industrin. Tidigare forskning baserad på top-down studier har uppskattat tillgängligheten av IÖV för hela sektorer eller regioner, och bottom-up resultat för många fallstudier finns tillgängliga. Medan top-down studier saknar detaljerad information om profilen för tillgänglig överskottsvärme, har bottom-up studier begränsad täckning och precision. Detaljerad information om överskottsvärmemängder och temperaturnivåer krävs för att bedöma potentialen hos flera värmeåtervinningstekniker. Denna avhandling syftar till att i en serie steg presentera metoder för att systematiskt analysera en industriell process för att erhålla en detaljerad profil av tillgänglig överskottsvärme under olika processförhållanden, för att aggregera resultat som kan generaliseras för hela industrisektorer, och att erhålla återvinningspotentialer för industriell överskottsvärme med hjälp av olika teknologier. Bedömningen av olika möjligheter att använda industriell överskottsvärme kompletteras med en analys av systemaspekter som kan påverka lönsamhet och globala växthusgasutsläpp. Ett energimålsförfarande kombinerat med optimering har tillämpats på sex fallstudier av massa- och pappersbruk i Sverige, med produktion baserat på sulfatmassa. Med denna metod erhålls IÖV-profiler som används i en regressionsanalys för att uppskatta tillgängligheten av IÖV och potentialen för elproduktion från låg- och medeltempererad IÖV med organiska Rankine-cykler (ORC). En jämförelse av lönsamhet och globala växthusgasutsläpp mellan elproduktion med ORC, där IÖV utgör grunden, och småskalig kombinerad värme och el (KVV) produktion presenteras för tre energimarknader. Resultaten visar en potential att öka elproduktionen från låg- och medeltempererad IÖV med 7% till 9% i sulfatmassabruken i Sverige, beroende på graden av processintegration som beaktas. Användningen av låg- och medeltempererad IÖV för elproduktion kan potentiellt minska de globala växthusgasutsläppen i alla övervägda energimarknadsscenarier. Om biomassa betraktas som en begränsad resurs, kan emellertid direkta fjärrvärmeleveranser uppnå högre globala minskningar av växthusgaser. ORC-elproduktion från låg- och medeltempererad IÖV är ekonomiskt lönsam och visade överlag bättre lönsamhet och minskade växthusgasutsläpp än småskalig ORC-kraftvärme. Den ekonomiska genomförbarheten av ORC-elproduktion påverkas mindre av yttre förhållanden och osäkerheter än fjärrvärmeleveranser.

To achieve greater economic stability, CHP plant operators such as VEAB from Växjö are motivated to search for a new business model that are compatible with their existing facilities while also contribute to increasing the overall revenue of the company. These processes include hydrogen production and biochemical products such as biopolymer and biofuels. However, these processes also produce a substantial amount of heat that needs to be taken care of. Alternatively, the extra heat storage capacity could allow the plant to be more selective of when to produce those heat to maximize profit. Therefore, it is important to investigate different approaches to achieve that, both traditional approach (e,g, convective cooling) and alternative approaches (different large scale underground heat storages). Lake source cooling is also investigated to determine whether it can replace convective cooling as a method of cooling off waste heat from the plant. The technical analysis showed that the alternative approach is certainly promising albeit with more land use (BTES requiring 36 000 m2 against 750 m2 of convectional cooling system) with some limitations that must be addressed when deciding the appropriate approach. In addition, it is found that by increasing the scale of the BTES system, the amount of heat loss per heat capacity reduces while increasing the borehole depth decreases the overall heat loss of the system. The economic analysis showed that when used solely to deal with the waste heat, the alternative approach is costs magnitude more than convective cooling, the alternative costing almost 6 times more than the convective cooling. There are certainly opportunities in the future that can make the BTES system to be a much more feasible choice if additional utilization of the BTES system could be found or potential demand may make the BTES system a more attractive choice to deal with the excess heat that comes with expanding the business of a CHP plant operator.

Sweden is only utilizing half of the available excess heat. To utilize more of the excess heat a seasonal thermal energy storage could be implemented to store excessed heat from the summer when the demand is lower to the winter when the demand is higher. This can be achieved by an integration of a seasonal thermal energy storage to the district heating system. A seasonal thermal energy storage may also reduce the need of the system’s peak load, which often is economically costly and adversely affect the environment. The purpose of the paper is to investigate the possibility for Skövde Värmeverk to implement a seasonal thermal storage. The paper is performed by a literature collection and calculations are made by software programs. The result shows that it is technically possible to implement a pit thermal energy storage and a borhole thermal energy storage, but no outcome shows a profitability within 20 years. A pit thermal energy storage can replace the system’s peak load up to 79 percent and a borhole thermal energy storage up to 2,8 percent. The most suitable case for Skövde Värmeverk is to install a pit thermal energy storage with a storage capacity of 4 GWh.

The data centre industry is becoming more and more important due to the rapid increase of digitalisation in our society. However, data centres are large electricity consumers since electricity is needed for both the Information Technology (IT) equipment and the cooling systems, as a certain temperature must be maintained in the server rooms in order to guarantee service operations. Thus, it is important to make data centres less energy intensive and implement a circular economy approach in the sector. One possible way to implement circularity is to reuse the waste heat generated in data centres in district heating networks. However, the potential of using waste heat from low-temperature sources, such as data centres, is mainly unexploited; therefore, more studies are needed in order to inform such use. In particular, it is essential to understand how this potential could be assessed.  The main purpose of this study is to identify the barriers to more heat recovery utilisation and the opportunities that heat recovery contracts can bring from the perspective of key stakeholders linked to DCs’ systems operation and service use, such as DC operators, DH operators, and municipalities. The study also aims at understanding how municipalities can enhance a greater integration of waste heat from data centres in district heating systems. To reach the objectives, this study is constructed as an explorative case study on the use of excess heat from data centres in the Stockholm district heating system. Eight stakeholders belonging to those categories were interviewed and the data collected were analysed with a Strengths – Weaknesses – Opportunities and Threats (SWOT) analysis.   The study concludes that the main barriers preventing the implementation of heat recovery investments, in the explorative analysis for the Stockholm county, seem to be more business related than technical. For example, not having a clear business model in place. In terms of main opportunities, these are related to an improvement in sustainability, such as saving resources by replacing them with excess heat and exploiting an inevitable product instead of wasting it. Moreover, this study also concludes that municipalities can help find suitable places for data centres near the district heating grids both through initiatives like Stockholm Data Parks and city planning. / Datacenterbranschen blir allt viktigare på grund av den snabba ökningen av digitaliseringen i vårt samhälle. Datacenter är dock stora elkonsumenter eftersom el behövs både för IT-utrustningen och för kylsystemen, eftersom en viss temperatur måste hållas i serverrummen för att garantera serviceverksamheten. Det är därför viktigt att göra datacenter mindre energikrävande och införa en cirkulär ekonomi inom sektorn. Ett möjligt sätt att genomföra cirkulär ekonomi är att återanvända den spillvärme som genereras i datacentren i fjärrvärmenäten. Potentialen för att använda spillvärme från källor med låg temperatur, t.ex. datacenter, är dock i huvudsak outnyttjad, och därför behövs fler studier för att informera om sådan användning. I synnerhet är det viktigt att förstå hur denna potential kan bedömas.  Huvudsyftet med den här studien är att identifiera hindren för ett ökat utnyttjande av värmeåtervinning och de möjligheter som avtal om värmeåtervinning kan ge ur de viktigaste intressenternas perspektiv när det gäller drift av DC-system och användning av tjänster, t.ex. DC-operatörer, DH-operatörer och kommuner. Studien syftar också till att förstå hur kommunerna kan främja en ökad integrering av spillvärme från datacenter i fjärrvärmesystemen. För att nå målen är denna studie uppbyggd som en explorativ fallstudie om användningen av överskottsvärme från datacenter i Stockholms fjärrvärmesystem. Åtta intressenter som tillhörde dessa kategorier intervjuades och de insamlade uppgifterna analyserades med en SWOT-analys (Strengths - Weaknesses - Opportunities and Threats).  I studien dras slutsatsen att de främsta hindren för investeringar i värmeåtervinning, i den explorativa analysen för Stockholms län, verkar vara mer affärsrelaterade än tekniska. Till exempel att man inte har en tydlig affärsmodell på plats. När det gäller de viktigaste möjligheterna är dessa relaterade till en förbättring av hållbarheten, t.ex. att spara resurser genom att ersätta dem med överskottsvärme och utnyttja en oundviklig produkt i stället för att slösa bort den. I studien dras dessutom slutsatsen att kommunerna kan hjälpa till att hitta lämpliga platser för datacenter nära fjärrvärmenäten, både genom initiativ som Stockholm Data Parks och stadsplanering.