Rapporten har skrivits för BioFuel Regions räkning i syfte att beskriva och sammanfatta kunskapsläget för ett antal förnybara drivmedel jämfört med dess fossila motsvarighet. De biodrivmedel som har analyserats är fordonsgas, DME och el. Först gjordes en analys av bensin och diesel vilket fungerade som en referens mot respektive biodrivmedel. Värdekedjan (råvara, produktion, distribution, fordon, regelverk och marknadskraft) har analyserats. Lika så har den miljömässiga påverkan, de ekonomiska förutsättningarna, den framtida utvecklingspotential och förutsättningar i norra Sverige gåtts igenom för de olika bränslena. I dagsläget dominerar fossila drivmedel för marknaden i både världen och Sverige. I Sverige stod andelen biodrivmedel i transportsektorn för ca 12 % år 2014. Det har satts upp mål om att denna siffra ska öka till mer än 80 % för att Sverige ska vara fossiloberoende till år 2030. Förutsättningarna för att ett drivmedel ska etableras på marknaden och vara konkurrenskraftigt är att alla länkarna i värdekedjan (råvara, produktion, distribution, fordon, regelverk och marknadskraft) är uppfyllda och kan visa potential. Regelverket kring biodrivmedel är en av flera avgörande faktorer då det kan begränsa, eller främja utvecklingen. Regelverket är viktigt för att säkerställa en hållbar produktion av drivmedlen genom hela kedjan. Exempelvis kan utsläppsminskningen av ett visst drivmedel vara stort vid själva användningen av det men utsläppen vid framtagningen av råvaran så stora att det inte kan klassas som hållbart. I Sverige styrs biodrivmedel i dagsläget av lagar under drivmedelsdirektivet Elbilar har inget eget regelverk, men påverkas av en mängd lagar och förordningar som rör el och fordon i allmänhet. DME används idag i så liten skala att det i dagsläget inte finns några specifika regelverk för dessa drivmedel. Livscykelanalysen visar att BioDME från biomassa släpper ut mindre växthusgaser (9 g CO2/km) än bensin och diesel som släpper ut 165 respektive 158 g CO2/km. För biogas som producerats med restprodukter jämförs med fossila drivmedel är reduktionen ca 80-90 % (Börjesson et al., 2013). Enligt Elforsks beräkningar släpper en elbil 112 g/km CO2 även om den endast drivs med marginalel, vilket fortfarande innebär lägre utsläpp än genomsnittutsläppet från bensinbilar. Tittar man på genomsnittet i Europa ser man att utsläppen från elbilar ligger på 63 g/km vilket är mindre än hälften jämfört med den genomsnittliga bensinbilen. Räknar man på den genomsnittliga elen i Sverige blir utsläppen 1,5 g/km. Möjligheterna för att Sverige ska nå målet om en fossiloberoende fordonsflotta finns. Denna studie visar att det finns tillgänglig teknik för produktion och fordon samt en bred råvarubas, men att det för vissa drivmedel saknas ett utbyggt distributionssystem. Dessutom krävs en tydlighet i regelverk och politiska incitament för att övertyga marknaden. Ingen av de drivmedel som studerats kan fasa ut hela den fossila fordonsflottan ensamt. Därför är varje drivmedel viktigt för att fylla i övergången till en fossilfri fordonsflotta.

Magisterexamen 2005

Sverige arbetar idag med att minska landets negativa miljöpåverkan och beroendet av fossil energi. Som ett led i detta har miljö- och energipolitiska mål satts upp, där ett av målen är att 50 procent av den svenska energin ska vara förnyelsebar år 2020. Regeringen framhåller att vindkraften har förutsättningar att bli en stor och betydelsefull energikälla i framtiden. För att stimulera utbyggnaden av vindkraft har regeringen beslutat om en planeringsram för vindkraften på 30 TWh år 2020, varav 20 TWh på land och 10 TWh till havs. Att särskilda satsningar görs på havsbaserad vindkraft beror bland annat på att det till havs finns förutsättningar för en betydande energiproduktion, eftersom vindflödena är högre och jämnare. Samtidigt syns storskaliga havsbaserade vindkraftsanläggningar på långt håll och berör därför väldigt många människors livsmiljöer. Det är denna problematik som uppsatsen handlar om – vilka intressen som ska värdesättas och väga tyngst vid planering och tillståndsgivning av havsbaserad vindkraft. Uppsatsens teoretiska utgångspunkt utgörs av diskussionen kring styrningen av markanvändning och miljö som förs av Emmelin och Lerman (2006). Författarna talar om två paradigm, miljöparadigmet och planparadigmet, som är delvis svårförenliga i avseende av styrning och beslutsprocess. De teoretiska utgångspunkterna analyseras och diskuteras utifrån studiens resultat för att lyfta detta till en mer generell nivå. Undersökningen i uppsatsen bygger på en studie av två fall där havsbaserad vindkraft planeras. Det som undersöks är hur nationella mål gällande en utbyggnad av vindkraft vägs mot lokala, enskilda intressen i de studerade projekten. I de projekt som undersökts har ett flertal intressekonflikter identifierats. Konflikterna berörde bland annat de planerade projektens påverkan på flora och fauna, Försvarsmaktens verksamhet samt enskilda personer och föreningar som haft synpunkter på projektens påverkan. Dessa gällde främst förändringen på landskapsbilden, minskade fastighetsvärden och störande ljud och ljussignaler. Den genomförda analysen visar att trots att många berörda enskilda intressen överklagat Mark- och miljödomstolens dom om miljötillstånd så har de nationella intressena vägt tyngre. Att det ena studerade fallet prövats i Högsta domstolen bidrar med en intressant aspekt, då denna dom kommer att vara vägledande och väga tungt vid framtida prövningar av liknande fall.

Förnyelsebara och/eller miljövänliga plaster som t.ex. biokompositer är ett eftersatt område inom möbelindustrin, där utvecklingen hittills ofta har inriktats på återvunna material. Jag har koncentrerat mitt projekt till detta område med inriktning på det förnyelsebara materialet veteglutenkomposit(VG) i samarbete med forskningsföretaget STFI-Packforsk och gjort ett flertal experiment i materialet. Det slutgiltiga resultatet har blivit en komposterbar stol i VG och ett flertal urnor samt materialprover. En av de stora fördelarna med materialet är att det är komposterbart och redan efter några veckor bryts ner vid kompostering, vilket bidrar till att dess miljöpåverkan blir så liten som möjligt. Vetegluten är en restprodukt från produktionen av etanol och kan när det blandas med glycerol och pressas under högt tryck och värme bilda materialet VG. Tack vare att det är en restprodukt så är råvarupriset väldigt lågt och materialet har därmed potentialen att vara mycket prisvärt. Det finns redan idag ett flertal förnyelsebara material på marknaden där majsplast är ett exempel men de är ofta inriktade mot förpackningsindustrin där livslängden för produkten ofta är begränsad. Några av de frågorna jag försökt besvara är: Kan plast vara ett förnyelsebart material? Behövs det ny design för nya material? Hur kan man applicera förnyelsebar plast på produkter inom möbelindustrin? / Magisterexamen 2008

<p>Olika studier visar att animalieproduktionen, sett ur ett livscykelperspektiv, är en energikrävande verksamhet som tar stora markarealer i anspråk. I västvärlden konsumeras i genomsnitt större kött- och proteinmängder än vad kroppen behöver ur näringssynpunkt. Syftet med studien är att ur ett livscykelperspektiv och för svenska förhållanden kvantifiera den användbara energi från förnyelsebara resurser som kan ersätta användningen av fossila resurser, vid en minskad konsumtion av mjölk, nöt- och fläskkött motsvarande 5 kg protein per person och år. Detta motsvarar ca 15 % av dagens totala proteinkonsumtion i Sverige, 33 kg per person och år, och ca 23 % av dagens konsumtion av animaliskt protein, 22 kg per person och år. Det rekommenderade intaget av protein är 20 kgper person och år. </p><p>Den frigjorda arealen som uppstår vid en minskad animaliekonsumtion kan användas till odling av energigrödor. Systemanalysen baserades på litteraturuppgifter om dels de totala primärenergiinsatserna, som krävs för framställningen av animaliskt protein (d v s direkta plus indirekta energiinsatser vid produktion och distribution av diesel, el, handelsgödsel etc.), och dels användningen av åkermark för foderproduktion. Analysen omfattar livsmedelskedjan från produktion av insatsvaror fram till gårdsgrind. </p><p>Den genomförda systemanalysen resulterade i att med samma insatser som vid produktion av dagens animaliska protein kan drygt 10 % av den eldningsolja som idag används i Sverige, ersättas med energi från förnyelsebara källor vid en minskad konsumtion av animaliska produkter motsvarande 5 kg protein per person och år. Beaktas den totala användningen av oljeprodukter i Sverige kan över 2,1 % ersättas. </p><p>Animalieproduktionen och konsumtionen av animaliskt protein kommer i ett framtidsperspektiv ha en betydelsefull roll för ett miljömässigt hållbart energisystem. En minskad animaliekonsumtion har även positiva effekter på jordbrukets utsläpp av ammoniak och närsaltet vilket i ett bredare perspektiv kan vara betydelsefullt för en ekologisk hållbar samhällsutveckling.</p>

Bä, bä vita lamm har du någon ull?- Ja, ja kära barn har, jag har säcken full! Denna text ur den kända barnvisan känner de flesta av oss igen, dock beskriver den ett stort problem vi har i Sverige idag.Nämligen att det kastas, bränns upp eller grävs ned mer än 600 ton ull per år.Man tar inte längre vara på ullen som man gjorde förr i tiden och ett naturligt material som finns tillgängligt går till spillo. I Sverige används ull främst till kläder, hemtextil eller möbler, vilket ställer krav på att ullen är av bra kvalitet. Med bra kvalitet menas det att ullen inte innehåller växtrester, färgmärkning, är tovig, har för korta fibrer och klippt vid rätt årstid.För att dessa kriterier ska uppfyllas krävs det att man tar hand om ullen och sköter om den redan när den sitter på fåret tills att ullen är klippt och sorterad för att säljas.Det är där problematiken uppstår, i Sverige är majoriteten av alla fårproducenter inriktad på köttproduktion för att det ger mer avkastning än ullproduktion.Man tar då inte hand om ullen när den sitter på fåret, vid och efter klippning vilket leder till att den får sämre kvalitet och minskar i värdet.Ullen blir bara en biprodukt och ses mest som ett problem då den måste klippas 1-2 gånger per år. Kan man då hitta lämpligt användningsområde för ullen oavsett skick och kvalitet för att öka ullens materialvärde? Det var frågeställningen som i inledningen av detta examensarbete jag ville undersöka vidare.Jag använde mig av en materialdriven designprocess där jag aktivt undersökte och testade materialet för att undersöka vilka möjligheter, begränsningar och unika kvaliteter det har.  I en materialdriven designprocess handlar det om att se materialet i sin helhet, därför tog jag även reda på hur människor upplever materialet, vilken sammanhang det ska ingå i och vilken betydelse det ska ha för samhälle och människor. Mitt arbete resulterade i flera intressanta upptäckter som jag även hoppas ska väcka intresse hos läsarna. Jag vill också att det ska skapa samtal kring förnyelsebara material och visa att man genom design kan vara med och arbeta mot ett mer hållbart samhälle.

Olika studier visar att animalieproduktionen, sett ur ett livscykelperspektiv, är en energikrävande verksamhet som tar stora markarealer i anspråk. I västvärlden konsumeras i genomsnitt större kött- och proteinmängder än vad kroppen behöver ur näringssynpunkt. Syftet med studien är att ur ett livscykelperspektiv och för svenska förhållanden kvantifiera den användbara energi från förnyelsebara resurser som kan ersätta användningen av fossila resurser, vid en minskad konsumtion av mjölk, nöt- och fläskkött motsvarande 5 kg protein per person och år. Detta motsvarar ca 15 % av dagens totala proteinkonsumtion i Sverige, 33 kg per person och år, och ca 23 % av dagens konsumtion av animaliskt protein, 22 kg per person och år. Det rekommenderade intaget av protein är 20 kgper person och år. Den frigjorda arealen som uppstår vid en minskad animaliekonsumtion kan användas till odling av energigrödor. Systemanalysen baserades på litteraturuppgifter om dels de totala primärenergiinsatserna, som krävs för framställningen av animaliskt protein (d v s direkta plus indirekta energiinsatser vid produktion och distribution av diesel, el, handelsgödsel etc.), och dels användningen av åkermark för foderproduktion. Analysen omfattar livsmedelskedjan från produktion av insatsvaror fram till gårdsgrind. Den genomförda systemanalysen resulterade i att med samma insatser som vid produktion av dagens animaliska protein kan drygt 10 % av den eldningsolja som idag används i Sverige, ersättas med energi från förnyelsebara källor vid en minskad konsumtion av animaliska produkter motsvarande 5 kg protein per person och år. Beaktas den totala användningen av oljeprodukter i Sverige kan över 2,1 % ersättas. Animalieproduktionen och konsumtionen av animaliskt protein kommer i ett framtidsperspektiv ha en betydelsefull roll för ett miljömässigt hållbart energisystem. En minskad animaliekonsumtion har även positiva effekter på jordbrukets utsläpp av ammoniak och närsaltet vilket i ett bredare perspektiv kan vara betydelsefullt för en ekologisk hållbar samhällsutveckling.

As a consequence of global environmental change, sustainable management and governance of natural resources face critical challenges, such as dealing with non-linear dynamics, increased resource variability, and uncertainty. This thesis seeks to address some of these challenges by using simulation models. The first line of research focuses on the use of learning-by-doing (LBD) for managing a renewable resource, exemplified by a fish stock, and explores LBD in a theoretical model using artificial intelligence (Paper I and II). The second line of research focuses on the emergence of different forms of self-governance and their interrelation with the dynamics of trust among fishers when harvesting a shared resource, using an agent-based model. This model is informed by qualitative data based on small-scale fisheries in Mexico (Paper III and IV). Paper I and II find that the most sustainable harvesting strategy requires that the actor values current and future yields equally, cautiously experiments around what is perceived as the best harvest action, and rapidly updates its ‘mental model’ to any perceived change in catch. More specifically, Paper II reveals that understanding these aspects in relation to the type of change can yield not only increased performance, but also, and more importantly, increased robustness to both fast and slow changes in resource dynamics. However, when resource dynamics include the possibility of a more fundamental shift in system characteristics (a regime shift), LBD is problematic due to the potential for crossing a threshold, resulting in possible persistent reductions in harvests (Paper I). In Paper III, results indicate that cooperative forms of self-governance are more likely to establish and persist in communities where fishers’ have prior cooperative experience, fishers’ trustworthiness is more or less equal, and that this likelihood increases when resource availability fluctuates seasonally. Finally, to achieve a transformation toward more cooperative forms of self-governance, interventions are required that can strengthen both financial capital and trust among the members of the cooperatives (Paper IV). The unique contribution of this thesis lies in the method for ‘quantitatively’ studying LBD, the stylized model of a small-scale fishery, and the analysis of the two models to advance our understanding of processes of learning and self-governance in uncertain and variable social-ecological environments. Together, the results shed light on how social and ecological factors and processes co-evolve to shape social-ecological outcomes, as well as contributing to the development of novel methods within the emerging field of sustainability science. / I vårt antropocena tidevarv är ett långsiktigt förvaltarskap av naturresurser inom social-ekologiska system av yttersta vikt. Detta kräver en djup förståelse av människan, ekologin, interaktionerna sinsemellan och deras utveckling över tid. Syftet med denna avhandling är att nå en djupare och mer nyanserad förståelse kring två av grundpelarna inom forskningen av hållbar förvaltning av naturresurser–kontinuerligt lärande genom learning-by-doing (LBD) för att förstå naturresursens dynamik, samt vad som kan kallas socialt kapital, i detta sammanhang i betydelsen tillit mellan individer, som naturligtvis ligger till grund för framgångsrik gemensam förvaltning. Denna föresats operationaliseras genom att använda två olika simuleringsmodeller. Den ena modellen undersöker hur en hållbar förvaltning av en förnyelsebar resurs, i denna avhandling exemplifierad av en fiskepopulation, kan uppnås genom LBD. Den andra modellen söker blottlägga det komplexa sociala samspel som krävs för att praktisera gemensam förvaltning genom att använda ett fiskesamhälle som fallstudie. Tidigare forskning på båda dessa två områden är relativt omfattade. Emellertid har den forskning som specialiserat sig på LBD i huvudsak inskränkt sig till empiriska fallstudier. Vad som bryter ny mark i denna avhandling är att vi konstruerar en simuleringsmodell av LBD där vi kan studera lärandeprocessen i detalj för att uppnå en mer hållbar förvaltning över tid. Beträffande modellen som behandlar socialt kapital så har tidigare forskning fokuserat på hur en organisation, eller grupp, kan uppnå hållbar förvaltning. Dock saknas ett helhetsgrepp där som tar hänsyn till alla nivåer; från individnivå (mikro), via gruppnivå (meso), till samhällsnivå (makro). Detta är något som denna avhandling försöker avhjälpa genom att undersöka betydelsen av individers egenskaper, uppbyggnaden av socialt kapital, samt hur detta påverkar emergens av ett samhälle dominerat av mer kooperativa förvaltningsformer respektive mer hierarkiska diton. I papper I and II studeras kärnan av LBD som återkoppling mellan en aktör och en resurs, där aktören lär sig genom upprepade interaktioner med en resurs.  Resultaten visar att LBD är av avgörande betydelse för en hållbar förvaltning, speciellt då naturresursens dynamik är stadd i förändring. I den mest hållbara strategin bör aktören värdera nuvarande och framtida fångster lika högt, försiktigt experimentera kring vad aktören upplever som bästa strategi, för att sedan anpassa sin mentala modell till upplevda förändringar i fångst relativt dess insats någorlunda kraftigt. I papper III och IV behandlas uppbyggnaden av förtroende mellan individer och grupp, samt själv-organiserat styre. Genom att använda småskaligt fiske i Mexiko som en illustrativ fallstudie, utvecklades en agent-baserad modell av ett arketypiskt småskaligt fiskesamhälle. Resultaten indikerar att kooperativa förvaltningsformer är mer dominanta i samhällen där de som utför fisket har liknande pålitlighet, starkt gemensamt socialt kapital vid kooperativets start, och då resursen fluktuerar säsongsmässigt (papper III). Papper IV visar att för att uppnå en transformation från hierarkiska förvaltningsformer till kooperativa diton krävs interventioner som inriktar sig på både socialt och finansiellt kapital. Denna avhandling bidrar således till en djupare förståelse kring hur socialt kapital växer fram, samt hur mer strategiska LBD processer bör utformas när abrupta och osäkra förändringar i ekosystemen blir allt vanligare på grund av människans ökade tryck på planeten. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 2: Submitted. Paper 3: Submitted. Paper 4: Manuscript.</p>

The growing share of installed wind power in the Swedish electricity system has caused concerns whether the available regulating power will be sufficient. Several studies have examined the need of regulating power using both statistical and modelling approaches. However, there is a risk that some aspects of the short-term regulation of hydropower might have been missed. By using one of Vattenfall’s hydropower planning tools, the short-term operation of The Lule River has been simulated with an increasing penetration of wind power. The tool includes detailed models of reservoirs, generating units including efficiency curves and start/stop costs. By introducing a day-by-day simulation with a seven-day window price forecast, updated with a new wind forecast for each iteration, a 21-days scenario has been simulated. Transmission limits are disregarded and the thermal production is reduced with the average wind production. To quantify and compare the regulation capacity, the regulation factor is introduced. It reflects the ability to utilise high-price hours and considering that the need of regulating power for the short-term perspective is reflected in the price it will also reflect the regulation capacity. It is shown that the regulating factor is correlated to the discharge factor,whichis the relation between the maximum discharge to the average statistical discharge for a plant. A high discharge factor provides the flexibility to utilise the fluctuations in price. The discharge factor is adapted to the plants placement in the reach, accounting for both reservoirs located upstream and downstream, especially for The Lule River which has been designed to regulate for the fluctuations in the load. The flexibility required by the rest of the Nordic rivers is quantified for future studies. It is concluded that The Lule River is able to meet some of the fluctuations of wind power production due to the overcapacity ininstalled power. The production can, at the expense of decreased efficiency of the generating units, alter the production to suit a more fluctuating price.It is important to emphasise that The Lule River alone cannot balance a large penetration of wind power. To fully take into account the effects of a large penetration of wind power the study must be expanded to include more scenarios. The study should include different types of hydrological prerequisites and the seasonal variations in power production as well as additional rivers.

This work examines the local distribution system in two residential areas in two Swedish towns, Oxelösund and Karlskrona, and studies how integration of PV systems and electric vehicle (EV) charging stations (CS) will affect the present distribution system. The research questions focus on the economic feasibility of a LVDC system, how it compares to a traditional LVAC (low voltage alternating current) system from an economic and technical perspective, and the possibilities a LVDC system brings to other DC component applications. The Swedish government aims to have a fossil-free vehicle fleet by 2030 and one of the measures is no fossil-fuel burning vehicle will be produced and sold in Sweden. This means the number of CS, and the charging infrastructure around these, need to be developed, to contribute to this goal and sustain this transformation. A connected issue is that updates on the regulations for non concession-regulated networks (IKN) in January 2022 extended the basic preconditions and allows possibilities for energy sharing between buildings. The new regulations are also in favor of micro-production and contribute to more decentralised systems. Connections of Renewable Energy Sources (RES) to the distribution system are expected to increase in the coming years. Grid-connected solar PV systems in Sweden have increased by 56% between 2019 and 2020, and at the same time EVs are becoming more apparent on the roads. These DC-(direct current) based technologies, and the possible need to strengthen local networks to accommodate new sources and loads, are bringing new opportunities for low voltage direct current (LVDC) based distribution systems. To answer the research questions, two different models with different concepts, parallel pure DC and parallel AC/DC, were built in simulation software. The conclusion of this study is that a traditional LVAC system is preferable over pure DC system from both economic and technical perspective for already connected areas, such as the two areas in this project. A parallel pure DC system might be preferable in newly built areas with substantial PV and EV, where exchange is wanted between buildings with separate AC grid connections. / Detta examnesarbetet undersöker det lokala distributionssystemet i två bostadsområden, i Oxelösund och Karlskrona. Arbetet fokuserar på hur (nya) anslutningar av solceller och laddstationer för elfordon (CS) kommer att påverka det nuvarande distributionsnätet i områdena. Forskningsfrågorna fokuserar på den ekonomiska genomförbarheten av ett LVDC-system, och hur det är jämfört med ett traditionellt LVAC-system (lågspänningsväxelström) ur ett ekonomiskt och tekniskt perspektiv, samt vilka möjligheter ett LVDC-system kan bidra med till andra DC-komponenttillämpningar. Den svenska regeringen ämnar ha en fossilfri fordonsflotta år 2030 och en av åtgärderna till målet är att sluta producera och sälja fossildrivna fordon i Sverige. Det innebär att antalet CS samt en laddingsinfrastruktur behöver utvecklas för att kunna bidra till målet och upprätthålla omställningen. De senaste uppdateringarna i regelverket för icke koncessionspliktiga nät (IKN) i januari 2022 vidgade de grundläggande förutsättningarna och bidrog till större möjligheter till energidelning mellan flera huskroppar. Det nya regelverket gynnar mikroproduktion och bidrar också till mer decentraliserade system. Anslutningar av RES till distributionsnätet förväntas öka under de kommande åren. Nätanslutna solcellsanläggningar i Sverige ökade med 56% mellan 2019 och 2020, samtidigt som det blir fler och fler elbilar på vägarna. Dessa DC-(likströms) baserade teknik kan öppna upp nya möjligheter för ett lågspänningslikström- (LVDC) baserad distributionssystem. För att besvara forskningsfrågorna byggdes två olika modeller med olika koncept, parallell ren DC och parallell AC/DC i simuleringsprogram. Slutsatsen av denna studien är att ett traditionellt LVAC-system är att föredra framför rent DC-system ur både ekonomiskt och tekniskt perspektiv för redan anslutna områden, som de två områdena i detta projekt. Ett parallellt rent DC-system kan vara att föredra i oanslutna områden, dvs nya bostadsområden under utveckling.