There is an ongoing transition to a more sustainable industry with lower climate impact. As part of this transition, the steel industry is expected to move from the conventional process for producing iron and steel using Blast Furnace (BF) and Basic Oxygen Furnace (BOF) processes, consuming large amounts of fossil fuels. In Sweden, transition to an alternative process route using Hydrogen Direct Reduction of Iron (H DRI) combined with electric arc furnace s (EAFs) is underway. Large H DRI based steel industries are being established and are expected to produce significant volumes of residues. According to the principles of circular economy, these residues should be valorised as products or raw materials to as large an extent as possible. Industrial Symbiosis is a method for increasing industrial circularity by promoting transactions of information and residues to- provide economic and environmental synergies in a network of industry actors. There are existing industrial networks for valorising residues from the traditional iron and steel industry. Notably, large amounts of BF slags are used as a Supplementary Cementitious Material (SCMs) or raw material in cement production. However, there is a lack of research into how these existing networks can manage the residues produced in the new H DRI and EAF based process. There is also a need to better understand to what extent EAF slags can replace BF and BOF slags in valuable applications such as SCM or cement production. Research into these issues is complicated by the fact that no commercially operating HDRI based steel industries exist at present. Therefore, an exploratory and qualitative research approach was chosen to investigate the knowledge and current conditions in a region where such an industry is being established. A case study was conducted to investigate the industrial network surrounding an emerging steel industry that will use H DRI and EAF processes. A theoretical framework was constructed to assess conditions for the development of an Industrial Symbiosis Network (ISN) in such an industry. Social as well as technological conditions important for ISN development were identified.  The growing network of recyclers, metal industries and other actors surrounding the planned steel plant of H2 Green Steel (H2GS) in Boden was chosen as case. Potential ISN participants were identified and participated in four focus group workshops and ten in depth interviews. An overview of expected residues from H2GS was compiled, together with a list of potential methods for valorisation. The Technology Readiness Levels (TRL) of these valorisation processes were assessed, and the social conditions for ISN development were investigated. There seems to be an existing ISN kernel already forming among recyclers and waste management actors surrounding H2GS. Social networks and an exchange of experiences are in place, and technological and economic barriers are perceived as the main obstacles to efficient residue management. The presence of traditional iron and steel industries in the region seems to be a clear benefit to ISN development. Most of the residues originating in the planned H2GS plant are well known and similar to those produced by other steelmakers, except for the large volumes. However, valorisation of EAF slags is a significant challenge. The most mature technology valorising EAF slags as rocky materials in construction seems unlikely to be able to valorise large volumes of EAF slags in the long run. EAF slags has potential as an SCM material or as raw material for cement production. However, these applications require further refining using technologies that are not yet mature. When the development trajectory of these immature technologies can be predicted, the ISN participants can adjust and prepare for the opp ortunities they create. Some valorisation technologies would bring great ISN advantages by improving diversity of inputs and outputs. However, when development trajectories are unpredictable, ISN development is blocked. / Det pågår en omställning till en mer hållbar industri med lägre klimatavtryck. Som en del i denna omställning förväntas stålindustrin röra sig i väg från den konventionella framställningsprocessen för järn och stål som använder masugn och syrgaskonverter där stora mängder fossila bränslen förbrukas. I Sverige pågår en omställning till en alternativ processväg där direktreduktion med vätgas används tillsammans med ljusbågsugnar. Stora industrier baserade på direktreduktion med vätgas håller på att etablera sig och förväntas producera stora mängder restprodukter. Enligt principerna för cirkulär ekonomi bör dessa restprodukter användas som produkter eller råmaterial för andra processer i så stor utsträckning som möjligt. Industriell symbios är en metod för att förbättra industrins cirkularitet genom att främja utbyten av information och restprodukter som kan skapa ekonomiska och miljömässiga fördelar i ett industrinätverk. Det finns existerande industrinätverk för att använda restprodukter från den traditionella järn- och stålindustrin. Särskilt relevant är att stora mängder masugnsslagg används som alternativa cementmaterial eller som insatsvara i cementproduktion. Det finns dock en brist på forskning om hur sådana nätverk kan hantera restprodukterna från den nya processkedjan med vätgasreduktion och ljusbågsugn. Vidare finns ett behov av att förstå i vilken utsträckning ljusbågsugnsslagg kan ersätta masugnsslagg och konverterslagg i tillämpningar som cementproduktion eller produktion av alternativa cementmaterial. Forskning om dessa ämnen försvåras av att det ännu inte finns någon aktiv stålindustri i storskalig kommersiell drift som använder sig av vätgasreduktion och ljusbågsugnsprocesserna. Därför valdes en utforskande och kvalitativ forskningsdesign för att undersöka kunskapen och de nuvarande förutsättningarna i en region där en sådan industri håller på att etableras. En fallstudie genomfördes för att undersöka industrinätverket kring en framväxande stålindustri som kommer att använda vätgasreduktion och ljusbågsugn. Ett teoretiskt ramverk konstruerades för att bättre bedöma förutsättningarna för industriella symbiosnätverk att växa fram i en sådan industri. Sociala så väl som tekniska omständigheter som påverkar nätverkets framväxt identifierades. Det framväxande nätverket av återvinnare, metallindustrier och andra aktörer runt H2 Green Steels planerade stålverk i Boden valdes som fallstudie. Potentiella nätverksdeltagare identifierades och deltog i fyra fokusgruppworkshops samt tio djupintervjuer. En sammanställning av förväntade restmaterial från H2GS sammanställdes tillsammans med en lista över möjliga metoder för att nyttja dessa. Den tekniska färdighetsnivån (TRL-nivån) hos dessa nyttjandealternativ bedömdes och de sociala förutsättningarna för ett industriellt nätverk att växa fram undersöktes. Ett frö till symbiosnätverk verkar redan formas bland återvinnare och restmaterialhanterare runt H2GS. Sociala nätverk och utbyten av erfarenheter finns, och tekniska och ekonomiska barriärer ses som de största hindren för effektiv restmaterialhantering. Närvaron av traditionella järn- och stålindustrier verkar vara en tydlig fördel för framväxten av ett symbiosnätverk. De flesta av restprodukterna som förväntas från den planerade H2GS anläggningen är väl kända och lika de som produceras av andra stålverk, förutom att de kommer produceras i större volymer. Nyttjande av ljusbågsugnsslagg är dock en betydande utmaning Den mest mogna nyttjandemetoden för denna slagg är att använda den som ett stenmaterial i byggnadstillämpningar. Det verkar dock osannolikt att denna metod skulle kunna hitta avsättning för de stora mängderna ljusbågsslagg som väntas på lång sikt. Ljusbågsugnsslagg har potential som ett alternativt cementmaterial eller som insatsvara i cementproduktion. Dessa tillämpningar kräver dock vidare förädling av slaggen med hjälp av tekniker som inte är mogna ännu. När utvecklingsbanan för dessa tekniker kan förutsägas kan nätverksdeltagarna anpassa sig och förbereda för de möjligheter de skapar. Vissa nyttjandemetoder skulle ge stora symbiosfördelar till nätverket genom att öka mångfalden av insatsvaror och produkter som är möjliga. När utvecklingsbanorna inte går att förutsäga blockeras dock symbiosnätverkets utveckling.

Industries with energy costs as a large proportion of their total costs are greatly affected by the instruments deployed to cope with the Swedish climate and energy policy goals. With energy costs representing more than 30 % of the total costs, tomato cultivators are one of the affected industries. In order to remain competitive with other countries, a more resource- and cost-efficient cultivation of tomatoes in greenhouses is desirable in Sweden. Based on the concept of industrial symbiosis, this study investigates the prerequisites for a resource-efficient production of locally grown tomatoes in Sweden through the utilization of low grade industrial waste heat. The study is based on the foundry industry as the supplier of waste heat. To investigate the environmental, technical and economic potential of the exchange of waste heat, a comparative life cycle assessment, an inventory of the supply of industrial waste heat in Sweden, a compilation of potential technologies for the recovery of low grade industrial waste heat for heating greenhouses and a comparative life-cycle cost calculation were carried out. To investigate the possibility of realizing the potential, an interview study with the aim to identify key barriers, drivers and success factors for waste heat recovery as well as design options for the waste heat agreement was conducted. A design proposal for waste heat agreements between the operators were developed to show how some of the identified barriers can be overcome. The result shows that there is a great potential to reduce the carbon footprint from the production of tomatoes by utilizing waste heat. The result also shows that the amount of industrial waste heat in Sweden would be more than enough to make the country self-sufficient in tomato production. Today, there are no developed technologies for utilizing low grade waste heat for heating greenhouses. Using conventional techniques entail excessive costs due to the low temperatures. This is particularly true when the heat flow is not continuous. Therefore, technological development is necessary to increase the potential of the concept. The interview study indicates that the main barriers to realizing an exchange of waste heat are lack of knowledge regarding the available amount of waste heat, lack of continuous flows of waste heat and uncertainty regarding the design of an agreement for purchase/sales of waste heat. The main drivers are economic, but concern for future legislation on waste heat and social driving forces, such as creation of new job opportunities and a prosperous countryside, are also important. The success factors of greatest importance are the ability of both parties to benefit from the exchange, a mutual quest for both parties to be successful with their businesses and that there are other forces than economic ones to initiate collaboration on an exchange of waste heat. The majority of the identified barriers to waste heat exchange are associated with the collaboration between different parties. Therefore, it is important that these barriers are overcome by designing a waste heat agreement that is beneficial to both parties. The parts of the agreement that are crucial are the term of agreement, security of supply, allocation of costs and the price setting of the heat. Overall, it can be said that there is a great potential for the waste heat concept, but many barriers and questions remain before realization is possible. This study has contributed with knowledge about the current situation regarding the potential to realize a waste heat exchange between an industry and a greenhouse. The study provides insight into what remains to be established before the commercialization of the concept is possible. / Branscher vars energikostnader utgör en stor andel av de totala kostnaderna påverkas i stor utsträckning av de styrmedel som införts för att klara de svenska klimat- och energipolitiska målen. Med energikostnader som utgör drygt 30 procent av totalkostnaden tillhör tomatodlarna en av de branscher som påverkas. För att stärka sin konkurrenskraft gentemot andra länder krävs en mer resurs- och kostnadseffektiv växthusodling av tomater i Sverige. Med utgångspunkt i konceptet industriell symbios utreds i studien förutsättningarna för en resurseffektiv produktion av närodlade tomater i Sverige genom tillvaratagande av låggradig industriell spillvärme. Studien tar sin utgångspunkt i gjuteriindustrin som spillvärmeleverantör. För att utreda spillvärmeutbytets miljömässiga, tekniska och ekonomiska potential genomfördes en jämförande livscykelanalys, en inventering av tillgången på industriell spillvärme i Sverige och en sammanställning över möjliga tekniker för tillvaratagande av låggradig industriell spillvärme för uppvärmning av växthus respektive en jämförande livscykelkostnadsberäkning. För att utreda möjligheterna att realisera potentialen genomfördes en intervjustudie med syfte att identifiera viktiga hinder, drivkrafter och framgångsfaktorer för spillvärmeutbytet samt möjliga utformningar på ett spillvärmeavtal. För att visa på hur några av de identifierade hindren kan överbryggas togs ett förslag på avtalsmodell fram. Resultatet visar att det finns potential att minska klimatpåverkan från produktionen av tomater genom att utnyttja spillvärme. Resultatet visar även att mängden industriell spillvärme i Sverige är tillräcklig för att göra landet självförsörjande på tomater. I dagsläget finns dock ingen utvecklad teknik för att tillvarata spillvärme av låg temperatur för uppvärmning av växthus. Användning av konventionell teknik medför orimligt höga kostnader på grund av de låga temperaturerna. Detta gäller inte minst när ett spillvärmeflöde inte är kontinuerligt. Teknikutveckling är därmed nödvändig för att öka konceptets potential. Intervjustudien indikerar att de främsta hindren för att realisera spillvärmeutbyten är kunskapsbrist angående tillgänglig mängd spillvärme, brist på kontinuerliga spillvärmeflöden samt osäkerhet kring utformning av spillvärmeavtalet. De främsta drivkrafterna som identifierats är av ekonomisk karaktär men även oro för framtida lagstiftning angående spillvärme samt sociala drivkrafter, i form av vilja att skapa fler arbetstillfällen och en levande landsbygd, är av vikt. Betydande framgångsfaktorer är möjligheten för båda parter att tjäna på utbytet, ömsesidig strävan efter att bägge parter ska lyckas med sina respektive verksamheter samt att det finns andra drivkrafter än de rent ekonomiska för att inleda ett samarbete kring ett spillvärmeutbyte. Flertalet av de identifierade hindren för spillvärmeutbytet är förknippade med aktörssamverkan. Det är därför viktigt att dessa hinder överbryggas genom att utforma ett spillvärmeavtal som är förmånligt för bägge parter. De punkter i avtalet som är av störst vikt är bindningstiden, leveranssäkerheten, kostnadsfördelning samt prissättning. Sammantaget kan det konstateras att det finns potential för konceptet men att många hinder och frågetecken kvarstår innan en realisering är möjlig. Denna studie har bidragit med kunskap kring nuläget avseende möjligheterna att realisera ett spillvärmeutbyte mellan en industri och ett växthus. Studien ger inblick i vad som kvarstår att utreda innan kommersialisering av konceptet är möjligt.

Jordens resurser används flitigt av människan och bidrar bland annat till samhällsutvecklingar. Men användandet bidrar också till utsläpp av växthusgaser, global uppvärmning och vattenanvändning. För att minska det ekologiska fotavtrycket och resursanvändningen har städer och aktörer börjat utveckla industriell symbios som är ett samarbete där en restprodukt från ett företag blir en resurs till ett annat företag. Den här samhällsutveckling påvisar en samhällsövergång för att utveckla och sammanföra ekonomin, miljön och samhället. Studien undersöker om transition management som styrningsstrategi kan appliceras i etableringen av industriell symbios i Malmö hamnområde. För att svara på frågan behövdes en delfrågeställning som löd: Hur har processen av projektet, delad energi är dubbel energi, gått till i Malmö stad hamnområde? Delad energi är dubbel energi är ett projekt som utvecklat industriell symbios i Malmö stad. Projektet påbörjades 2015 och avslutades under 2019 där 12 aktörer varit delaktiga. Fyra intervjuer genomfördes med personer delaktiga i projektet på ett eller annat sätt. I analysen sammanställdes information från informanterna och på delad energi är dubbel energis hemsida, utifrån transition management-modellen. Vi delade upp analysen i fyra komponenter från modellen som är ​transition-arena​, transition-agenda,​​transition-actiono​ch​transition-adaption​.Idethärarbetetbehandlarvi transition-​processensomövergångentillcirkulärekonomigenomindustriellsymbios. Transition management-modellens syfte är att genom en ​transition gå från ett jämviktsläge till ett annat. / The earth's resources contribute, among other things, to societal developments. But it also contributes to greenhouse gas emissions, global warming and water use. To reduce the ecological footprint and resource use, cities and actors have begun to develop industrial symbiosis, which is a collaboration where a residual product from one company becomes a resource for another company. This societal development demonstrates a societal transition to develop and bring together economy, the environment and society. The purpose of this study was to investigate whether transition management as a management strategy could have been applicable in the establishment process of industrial symbiosis in the Malmö port area. The main question was whether it would have been possible for the City of Malmö to use the transition management model during the establishment process of industrial symbiosis in the port area. To answer that question, a sub-question was needed: How did the process of the project, ​delad energi är dubbel energi, tok place in the port area of ​​Malmö? ​Delad energi är dubbel energi is the project that has developed industrial symbiosis in the city of Malmö, where we have, among other things, taken part in the project process. The project began in 2015 and ended in 2019 where 12 actors were involved at the beginning. To answer our questions, four interviews were conducted with people who have all been involved in the project in one way or another. The analysis compiled the information we received from the informants and what we found on shared energy is a dual energy website, based on the transition management model. We divided the analysis into four components from the model, which are transition arena, transition agenda, transition action and transition adaptation. In this work, we treat the transition process as the transition to a circular economy through industrial symbiosis. The purpose of the transition management model is to use the specified transition to go from one equilibrium position to another.

This report focuses on governance mechanisms for industrial symbiosis (IS). The study takes an organizational approach on material and energy exchanges between different organizations (or different parts in the same organization) leading to increased regional resource efficiency. This project explores different strategies for governance mechanisms and analyzes how these affect trust. Significant factors for initiating and keeping a collaboration successful are also analyzed. Representatives from 24 Swedish cases of symbiotic arrangements are interviewed and ten themes affecting IS collaborations are identified. The themes are governance structure, shared vision, previous collaboration, local conditions, initiating a collaboration, activities to build trust, conflicts, transaction-based or goal-oriented approach, indicators and distribution of costs and benefits. Among the governance structures used are hierarchy (collaboration between different parts of the same organization), joint venture, strategic alliance and different types of agreements. Common is a 10-15 years agreement, sometimes combined with a strategic discussion about the development of the collaboration. Three factors particularly affecting collaborations are identified: strategic meetings, indicators related to the collaboration and fair profit distribution. The factor strategic meetings is about combining long term agreements with innovation. Long term agreements might be necessary when a project requires investments. Meanwhile, this can suppress innovation by supporting outdated solutions. The paradox of needing both long term agreements and continued innovation may be solved by the practice of having strategic meetings and contract surveillance. Another significant factor for successful collaborations is the use of jointly evaluated indicators. To jointly evaluate a project according to predetermined indicators gives all parties the opportunity to know when a collaboration is successful. The third significant factor is fair profit distribution. Unfair profit distribution may delay or stop a project. It may also decrease trust in an ongoing project. A fair profit distribution is a key factor for enabling long term relationships. / Den här rapporten studerar samarbetsformer för industriell symbios (IS). Fokus för den här studien är material- och energiutbyten mellan organisationer eller mellan olika delar i samma organisation som leder till regional resurseffektivisering. Val och implementering av samarbetsform analyseras i relation till förtroende mellan organisationer och lyckade samarbeten. Viktiga faktorer för att lyckas starta och bibehålla ett symbiossamarbete analyseras också. Representanter från 24 svenska fall av symbiotiska samarbeten intervjuas och deras svar analyseras utifrån tio teman: samarbetsform, gemensam vision, tidigare samarbete, lokala förutsättningar, att starta ett samarbete, aktiviteter för att bygga förtroende, konflikter, transaktionsbaserat eller målinriktat förhållningssätt, indikatorer och vinstfördelning. Bland de samarbetsformer som används återfinns hierarki (samarbete mellan olika delar i samma organisation), joint venture, strategisk allians och olika typer av avtal. Vanligt är avtal på 10-15 år, ibland kombinerat med en strategisk diskussion om samarbetets utveckling. Tre faktorer identifieras som extra viktiga vid symbiotiska samarbeten: strategiska möten, indikatorer relaterade till samarbetet och rättvis vinstfördelning. Strategiska möten handlar om att kombinera långsiktiga avtal med innovation. Långsiktiga avtal behövs ofta i symbiossamarbeten för att kunna göra investeringar. Samtidigt kan detta låsa fast utdaterade lösningar och försvåra innovation och utveckling. Att ha avtalsbevakning och en strategisk diskussion kring utveckling av samarbetet har identifierats som ett sätt att lösa detta på. En annan betydande faktor för lyckade samarbeten är gemensamma indikatorer relaterade till samarbetet. Att gemensamt utvärdera samarbetet enligt uppsatta indikatorer ger alla parter möjlighet att veta när ett samarbete lyckats. Den tredje identifierade faktorn är rättvis vinstfördelning. Orättvis vinstfördelning kan stoppa eller försena ett samarbete. Det kan också urholka parternas förtroende till varandra. En rättvis vinstfördelning kan däremot skapa förtroende och är en nyckelfaktor till ett långsiktigt samarbete.

Dagens samhälle är fullt av utmaningar vad gäller hållbarhet. En av de viktigaste frågeställningarna är hur mänskligheten kan tänka om jordbruket för att anpassa sig till den förväntade ökningen i efterfrågan på mat, och samtidigt göra jordbruket mer miljövänligt. Ett tänkbart steg mot mer hållbarhet inom jordbruket är hydroponi. Ändå står hydroponiska system inför sina egna hållbarhetsproblem; ett av problemen är de konventionella substraten som används. De nuvarande konventionella substraten härrör ofta från torv, stenull, perlit och kokosfibrer. Det finns dock möjligheter att implementera industriella symbiotiska nätverk i vilka en sektors avfall är en annans resurs, detta skulle kunna bidra till en minskning av miljöpåverkan jämfört med de konventionella substraten.  Syftet med projektet är att undersöka drivkrafter och hinder som finns för att förbättra hydroponiska stadsodlingars miljöprestanda gällande odlingssubstrat, genom att använda recirkulerade avfallsströmmar från närliggande kommersiella och kommunala verksamheter i stället för konventionella odlingssubstrat. I detta projekt intervjuades tre företag som odlar hydroponiskt i Stockholm för att ytterligare förstå kritiska egenskaper hos substraten, och vilka faktorer som realistiskt måste beaktas när man undersöker brukandet av urbana avfallsströmmar i motsats till konventionella substrat. Detta följs av en litteraturgenomgång som fokuserar på egenskaperna hos både konventionella substrat och de avfallsbaserade substraten. Genom forskningen blev det uppenbart att recirkulering av avfallsströmmar är ett genomförbart alternativ inom hydroponi, och har potential att minska miljöpåverkan från substraten i branschen. Det krävs dock utan tvekan ytterligare forskning på området. Potential för mellanhänder mellan den avfallsproducerande aktören och de hydroponiska odlingarna är ett nästa avgörande steg i utvecklingen av hållbara odlingssubstrat, men för lite forskning finns i dagsläget vilket begränsar möjligheterna inom området. / Today’s society is riddled with challenges regarding sustainability. One of the main concerns is how humanity can rethink farming in order to adapt to the projected demand for food in the near future, whilst also making farming more environmentally friendly. A possible step towards the sustainability of farming is hydroponics. Even so, current hydroponic systems are facing their own sustainability issues; one of which is the growing media used. The current, conventional growing media is often derived from peat, rock wool, perlite, and coconut coir. There are, however, opportunities to implement industrial symbiotic networks in which one processes waste can be used as another’s resource, this would contribute to a reduction in environmental impact compared to the conventional growing mediums.  The aim of this project is to examine the possibilities and barriers that exist regarding the improvement of environmental performance of growing media in hydroponics through the recirculation of urban waste streams from nearby commercial and municipal operations instead of using conventional growing media. In this project three hydroponic farming companies in Stockholm were interviewed to further understand the competition factor of growing mediums, and what factors realistically need to be accounted for when looking into the usage of urban waste streams as opposed to conventional growing media. This is followed by a literature review focusing on the characteristics of both conventional growing media and waste stream derived growing media. It became apparent through the research that recirculating waste streams is a feasible option within hydroponics, and has potential to reduce the environmental impact of growing media in the industry. However, further research is undoubtedly required in the field. Areas such as potential for middlemen between the waste producing actor and hydroponic farms are the next feasible step in the development of sustainable growing media, yet little to no research has currently been done on the matter.

I detta arbete undersöks möjligheterna att använda mikroalger som råvara för produktion avbiogas, både genom en litteraturstudie och genom en förstudie för hur en pilotanläggning förhållbar odling av mikroalger för biogasproduktion skulle kunna initieras. Utgångspunkten ärhållbarhet, vilket innebär att odlingen av mikroalgerna baseras på befintliga, outnyttjadesamhällsflöden. Avloppsvatten och koldioxidutsläpp är exempel på flöden som kan orsakanegativ miljöpåverkan i form av klimatförändringar, övergödning och försurning. Om dessaresurser istället får utgöra närings- och kolkällor vid odling av mikroalger för produktion avbiogas utnyttjas dessa resurser istället till att generera hållbart producerad energi. Närbiogasen ersätter fossila bränslen ökar miljövinsten ytterligare. Det är dock grundläggande attproduktionen är ekonomiskt hållbar, och litteraturstudien visar att detta inte är fallet vidmikroalgbaserad produktion av endast biogas. Därför krävs tillämpning av ettbioraffineringskoncept, där inte bara biogas produceras av mikroalgerna utan även andraprodukter som till exempel vätgas, enzymer, värme och elektricitet. I förstudien beskrivs hurett projekt kan planeras för att utreda om ett sådant system kan bli hållbart. Det delas upp ifyra delprojekt: 1) systemdesign och hållbarhetsanalys; 2) en projektplan för delprojekt 3 och4; 3) laboratorietester; och 4) tester i pilotskala. Endast det första delprojektet, där systemetsom beskrivs i litteraturstudien definieras och hållbarhetsanalyseras, diskuteras i detalj iförstudien. Genomförandet av delprojekten ingår inte i detta arbete. / This paper examines the possibility of using microalgae as raw material for the production ofbiogas. This was achieved through studies of relevant literature as well as through a basicproject plan regarding the initiation of a pilot plant. The theory of sustainable microalgaecultivation is based on the utilization of existing resource flows that are currently unutilized insociety, such as waste water and flue gas emissions. These resources can cause environmentalissues such as climate change, eutrophication and acidification. However, they can alsoprovide the nutrients necessary for effective microalgal growth, and the microalgae can inturn be utilized as a sustainable energy source for production of biogas. Replacing fossil fuelswith microalgal biogas may lead to environmental benefits. A review of literature, however,shows that when biogas alone is produced from the microalgae the process is noteconomically sustainable. Hence, a biorefinery concept is suggested where products such ashydrogen, enzymes, heat and power make the system sustainable. A basic project plandiscribes one possible scenario for the initiation of sustainable cultivation of microalgae andthe subsequent biorefining process for the production of biogas. The project is divided intofour phases: 1) system design and sustainability analysis; 2) a feasibility study for phase 3 and4; 3) laboratory tests; and 4) pilot scale tests. Only the initial phase of the project, whichdefines the system design described in the literature study and provides a sustainabilityanalysis over the defined system, is discussed in detail. None of the project phases will beimplemented as part of this study.

The role of forest biomass as a replacement for fossil fuels and products is becoming increasingly prominent as a means to mitigate climate change. To guide a sustainable transition towards a forest-based bio-economy, it is important that advantages and disadvantages of forest products are assessed, to ensure that the products deliver environmental impact reduction. Life Cycle Assessment (LCA) has become heavily relied upon for assessing the environmental impact of bio-based products. However, LCAs of similar product systems can lead to results that differ considerably, and the method is, thus, associated with uncertainties. It is, therefore, necessary to explore the relevance of uncertainties, to build knowledge about enablers and challenges in using LCA for assessing forest products. Three important challenges in the context of uncertainty in LCA are the focus of this thesis: 1) system boundaries, 2) climate impact assessment practice, and 3) allocation. More specifically, the relevance of a) including and excluding life cycle phases, b) potentially important climate aspects, and c) applying different allocation methods, was assessed. Case studies involved a chemical industry cluster, a biorefinery, and single product value chains for a plastic box, a fuel, and a building. In summary, the thesis demonstrates that: A major share of the environmental impact related to the production of an industry cluster can occur outside the cluster gates, so when strategies involving a transition to forest biomass feedstock are developed and evaluated, a life cycle perspective reveals the full environmental impact reduction potential. For bio-based products differing in functional properties from the fossil products they are meant to replace, material deterioration in the use phase can contribute substantially to overall environmental performance. This is acknowledged if all life cycle phases are regarded. As climate aspects commonly not assessed in forest product LCAs could influence results greatly, and even affect the outcome of comparisons between forest and non-forest products, the climate impact of forest products is uncertain. It is, therefore, important that this uncertainty is acknowledged and communicated, and that appropriate methods and guidelines are developed. The choice of allocation method in the LCA of biorefinery products can have a major influence on results, especially for physically non-dominant products and in consequential studies. In these cases, scenario analysis is especially valuable to show the possible range of results. LCA provides useful guidance for forest product development and production as the life cycle approach reveals causes of environmental impact throughout the product value chain. Proper identification, estimation, and management of uncertainties strengthen the provision of reliable decision support. / Att ersätta fossila bränslen och produkter med skogsbiomassa blir ett allt viktigare sätt att försöka minska klimatförändringen. För att säkerställa en hållbar övergång till en skogsbaserad bioekonomi är det viktigt att fördelarna och nackdelarna med skogsprodukter bedöms, för att klargöra att de faktiskt ger minskad miljöpåverkan. Livscykelanalys (LCA) är en flitigt använd metod för att bedöma miljöpåverkan från biobaserade produkter. Dock kan LCA:er på snarlika produktsystem komma fram till resultat som skiljer sig avsevärt. Metoden är således förknippad med osäkerheter. Det är därför nödvändigt att undersöka betydelsen av osäkerheter och därigenom bygga upp kunskap om förutsättningar för och utmaningar i användningen av LCA för bedömning av skogsprodukters miljöprestanda. Avhandlingen fokuserar på tre viktiga utmaningar som alla rör osäkerheter i LCA: 1) systemgränser, 2) praxis vid bedömning av klimatpåverkan, och 3) allokering. Närmare bestämt bedöms betydelsen av a) inkluderandet och exkluderandet av livscykelfaser, b) potentiellt viktiga klimataspekter och c) olika allokeringsmetoder. Fallstudier har gjorts på ett kemiskt industrikluster, ett bioraffinaderi och produktvärdekedjorna för en plastlåda, ett fordonsbränsle samt en byggnad. Sammanfattningsvis visar avhandlingen att: En stor del av miljöpåverkan relaterad till ett industriklusters produktion kan uppstå utanför klustrets grindar. När strategier som innebär en övergång till skogsbasserat råmaterial utvecklas och utvärderas är det således viktigt att använda ett livscykelperspektiv, så att den fulla potentialen för minskad miljöpåverkan synliggörs. För biobaserade produkter som skiljer sig i funktionella egenskaper från de fossila produkter de är avsedda att ersätta riskerar materialförsämring i användningsfasen att väsentligt minska den övergripande miljöprestandan. Om detta är fallet framgår tydligt om alla livscykelfaser beaktas. Klimataspekter som vanligtvis inte bedöms i LCA-studier på skogsprodukter kan påverka resultatet kraftigt och även påverka resultatet av jämförelser mellan skogs och icke-skogsprodukter. Således är den faktiska klimatpåverkan av skogsprodukter osäker. Det är därför viktigt att osäkerheten uppmärksammas och kommuniceras samt att lämpliga metoder och riktlinjer för bedömning av klimatpåverkan från skogsprodukter utvecklas. I LCA av bioraffinaderiprodukter kan val av allokeringsmetod ha en stor inverkan på resultaten. Detta gäller särskilt för fysiskt icke-dominanta produkter och i konsekvensanalyser. I dessa fall är scenarioanalys speciellt värdefullt att använda för att visa möjliga skillnader i resultat. LCA ger värdefull vägledning för utveckling och produktion av skogsprodukter, då livscykeltänkandet beaktar orsakerna till miljöpåverkan i produkternas hela värdekedjor. Korrekt identifiering, uppskattning och hantering av osäkerheter stärker tillförlitligheten av beslutsunderlaget.

Forskningen som presenteras i denna avhandling anknyter till forskningsfältet Industriell Ekologi och då särskilt den gren som kallas Industriell Symbios (IS). Inom IS förordas att ett företag kan öka produktionen och samtidigt minska resursanvändningen genom att effektivt integrera energi och materialflöden i ett större system. Utbyte av tex spillvärme och biprodukter mellan olika industrier kan minska behovet av primärvärme och råmaterial. Syftet med avhandlingen är att undersöka hur det teoretiska ramverk som byggts upp inom IS kan appliceras på den svenska skogsindustrin. Detta leder till empiriskt material som kan bidra till vidare teroriutveckling, samt ger en insikt om hur IS kan bidra till resurseffektiviteten inom skogsindustrin. Avhandlingen behandlar teman som existens, utveckling och utvärdering av integrerade system. Främst baseras resultaten på fallstudier, bl a från Kisa, Mönsterås, Värö och Forssjöbruk. För att utvärdera ekonomiska och miljömässiga aspekter (främst CO2 utsläpp) har ven ett optimeringsprogram använts (MIND). Resultaten visar att flera fall av industriell symbios existerar inom svensk skogsindustri redan idag och att samarbetena betraktas som gynnsamma av de ingående parterna. Det visas även att förutsättningarna för att implementera IS varierar beroende på vilken typ av system som avses. De viktigaste gemensamma nämnarna för alla system är en positiv attityd från företagens sida, en vilja att agera, och maktrelationer i företagen. Brist på resurser, bristfällig miljölagstiftning, tidsramar för investeringar samt risker med att satsa på ny teknik är de viktigaste hindren som identifierats. Resultaten från utvärderingen indikerar att IS kan ha fördelar både ur ett ekonomiskt och miljömässigt perspektiv. Dock visas tydligt att resultaten varierar avsevärt beroende på vilka antaganden som görs och slutsatsen är därför att ett noggrannt val av metod, systemgräns och randvillkor är av yttersta vikt och varierar beroende på studiens syfte. / The research presented in this thesis draws upon the research field of Industrial Ecology, in particular Industrial Symbiosis (IS), assuming that it is possible for an industry to increase its product value and simultaneously decrease its use of resources and production of waste material if its material and energy flows are effectively integrated into a larger system. The objective of this work was to apply the framework of IS to the Swedish forest industry, both to gain empirical evidence, which can be used for further conceptual development, and to evaluate how the industrial symbiosis approach can contribute to the forest industry. Occurrence, development and evaluation of integrated systems have been addressed. The results are mainly based on case studies. To evaluate the economic and environmental effects of industrial symbiosis the MIND method, which is an optimization program based on mixed integer linear programming, has been used. It is argued that several cases of industrial symbiosis exist within the Swedish forest industry today, and in the cases studied the integration is considered fruitful from the companies’ point of view. The human dimensions of increased integration are discussed, and it is seen that the conditions for implementation differ depending on the type of system considered. The most important conditions common for all systems are a positive attitude from the companies involved, willingness to act and power relations. Lack of resources, imperfect environmental regulations, time frames and the risks involved when adopting new technologies were among the barriers identified. The results from the evaluation indicate some support to the theories that industrial symbiosis can have benefits both from an economical and an environmental point of view. However, it is seen that the results vary considerably depending on the assumptions made and it is concluded that great care should be taken in choosing method and boundary conditions depending on the case and the nature of the study, the MIND method being one possible method.

Industrial symbiosis involves cooperation by exchanges of resources between companies, and furthermore develops regional competitiveness and increase new business opportunities. To consider the definition of industrial symbiosis within a company, and allow innovations in circular economy and resource usage, creates opportunities for a company to grow businesses by reaching economic development and increased efficiency. The research questions investigate how a business model develops cooperation between a recycling company, an energy company and a real estate manager, in manner of connections between relevant businesses in industrial symbiosis. A case study with the three companies Ragn- Sells, E.ON and Väderholmen AB is accomplished, with divisions of six responsibility roles to maintain cooperation in development of industrial symbiosis between the three companies in Broporten, Upplands-Bro. Broporten is a projected area in Upplands-Bro and this report is made as a step to implement industrial symbiosis in the area. The result shows that cooperation between three main partners; recycling company, energy company and real estate company, leads to an effective implementation of industrial symbiosis since the individual core businesses have useful supplement. The industrial symbiosis in Broporten can be developed and maintained by the three cooperating companies Ragn-Sells, E.ON and Väderholmen AB by using a canvas business model supporting the cooperation. Different scenarios show how responsibility roles can be divided between the three key partners and depends on decision of chosen scenario. The most successful scenario is when Väderholmen AB is Park coordinator, because Park coordinator is close to Väderholmen AB’s core business. Network coordinator is suitable for both Ragn-Sells and E.ON since they already are involved in geopolitical framework. It results in following division; Ragn-Sells as Recycling company, Knowledge company and Network coordinator E.ON as Infrastructure company, Process industry company and Network coordinator Väderholmen AB as Park coordinator The role as network coordinator should only correspond to one Key Partner. Potential businesses for implementation of industrial symbiosis in Broporten are a cluster with greenhouse, slaughterhouse, dairy, bakery and brewery, beneficently located close to a combined heat and power plant (CHP plant). The total maximum margin of yearly output of district heating from the CHP plant to the five priority industries demand are 3.6%, and 11% for electricity. The total maximum margin of yearly output of organic fertilizer from the biogas plant to the five priority industries demand are 0.4%. The total maximum margin of yearly input of biological waste from the five priority industries to the biogas plant is 4.1%. It leads to questions regarding the relevance of E.ON’s biogas in Broporten. Potential dimensions suitable for Broporten are 5000 m2 for greenhouse, 5000 m2 for slaughterhouse, 40,000 m2 for dairy, 15,000 m2 for bakery and 10,000 m2 for brewery. / Begreppet industriell symbios innefattar flöden av resurser i form av energi och material mellan industrier, skapat genom fungerande samarbeten. Att applicera cirkulära resursflöden och cirkulär ekonomi inom en organisation ger möjlighet till regional konkurrenskraft med potential för effektivitet och ekonomisk tillväxt, tillsammans med hållbarhet inom sociala och ekologiska faktorer. Frågeställningen undersöker hur en affärsmodell kan utvecklas för att understödja ett samarbete mellan ett återvinningsföretag, ett energiföretag och en fastighetsägare rörande utvecklingen av industriell symbios. En fallstudie är gjord specifikt för de tre företagen Ragn-Sells, E.ON och Väderholmen AB. Sex olika ansvarsroller är specificerade och uppdelade mellan de tre samarbetspartners för att vidare skapa en effektiv implementering av industriell symbios i Broporten, Upplands-Bro. Broporten är en projekterad area i Upplands-Bro och denna rapport är avsedd att vägleda implementering av industriell symbios på området. Olika scenario beskriver hur ansvarsfördelningen kan utformas mellan de tre huvudparterna. Den mest effektiva uppdelningen uppkommer från scenario 1, eftersom parkkoordinator är snarlik Väderholmen ABs kärnverksamhet. Nätverkskoordinator är en passande roll för både Ragn-Sells och E.ON, eftersom de redan är involverade inom geopolitiska områden. Följande uppdelning är rekommenderad: Ragn-Sells som Återvinningsföretag, Kunskapsföretag och Nätverkskoordinator E.ON som Infrastrukturföretag, processindustriföretag och Nätverkskoordinator Väderholmen AB som Parkkoordinator Nätverkskoordinator ska endast tillfalla en av huvudparterna. Resultatet visar att ett samarbete mellan tre generella huvudparter; ett återvinningsföretag, ett energiföretag och en fastighetsägare, leder till en effektiv implementering av industriell symbios eftersom deras kärnverksamheter kompletterar varandra effektivt rörande industriell symbios. Industriell symbios i Broporten kan skapas genom ett samarbete mellan Ragn-Sells, E.ON och Väderholmen AB baserat på en gemensam affärsmodell Canvas. Industrier med potential att införas i Broporten är växthus, slakthus, mejeri, bageri och bryggeri, vilka med fördel placeras i närheten av ett kraftvärmeverk. Ju fler relevanta energi- och materialflöden mellan industrier, desto bättre anpassning för industriell symbios. Maximal mängd biologiskt avfall från de fem prioriterade industrierna och vidare använt i biogasanläggningen produktion är 4.1 %. De använder 0.4 % av producerat biogödsel från biogasanläggningen, 3.6 % av producerat fjärrvärme och 11 % av producerad elektricitet från kraftvärmeverket. Detta leder till frågetecken rörande huruvida E.ONs biogasanläggning är en relevant investering i Broporten. Beräkningar av massflöden mellan de prioriterade industrierna i Broporten påvisar en dimensionering av industrierna till 5000 m2 för växthus, 5000 m2 för slakthus, 40,000 m2 för mejeri, 15,000 m2 för bageri och 10,000 m2 för bryggeri.

Global use of natural resources has accelerated during the past decade and emissions and waste have increased as a consequence. The construction sector is a major contributor to global carbon emissions and is responsible for as much as one-third of global greenhouse gas emissions. The negative impact that industries across the world are having on the environment is getting recognized as a serious problem and the environmental awareness is growing. A significant amount of this impact could be reduced with increased resource efficiency. Our economic system needs to undergo an unprecedented transformation, to stop environmental degradation but also to assure sustainable access to natural resources in the future. To tackle this issue, institutions are pressuring to move away from our current linear economy with its “take-make-dispose” characteristics and move towards a circular economy that is waste-free by design. The concept of Industrial Symbiosis is seen as a means to do that. In these industrial networks that resemble biological symbioses, waste or by-products of one company become a resource for another. By engaging traditionally separate industries in a collective approach involving physical exchange of materials, energy and by-products, it is possible to divert waste from landfill and reduce the negative impact on the environment. From a company perspective, Industrial Symbiosis can reduce the need for raw materials as well as waste disposal costs while allowing companies to create new revenue from residue and by products. The aim of this report was to investigate the perspectives that stakeholders have on a potential participation in an Industrial Symbiosis network and the complex interplay of drivers, facilitators and barriers to the implementation, as well as how the responsibilities among the stakeholders could be divided in order to implement this concept in the most effective way. This was done by interviewing key stakeholders within the construction industry to get an overall perspective on their views. The results indicated a generally positive outlook on the concept of Industrial Symbiosis among the stakeholders. Key drivers and barriers were identified as economic – companies are only willing to invest if it is profitable, regulatory – regulations are an important enabling factor as they create the right incentives for companies to participate, organizational – A transformation of the business model is necessary in order to implement circular economy and technological – Technological developments and innovations will aid the implementation as it can increase efficiency and transparency among the network participants. A tentative model has been generated where the responsibility distribution among the stakeholders have been mapped in order to give a greater understanding of the dynamics of a potential network. / Den globala användningen av naturresurser har ökat under det senaste decenniet och utsläpp och avfall har vuxit som en följd. Byggsektorn är en stor bidragande faktor till globala koldioxidutsläpp och ansvarar för så mycket som en tredjedel av de globala utsläppen av växthusgaser. Den negativa påverkan som industrier över hela världen har på miljön erkänns som ett allvarligt problem samtidigt som miljömedvetenheten växer. En betydande mängd av denna påverkan kan minskas med ökad resurseffektivitet. Vårt ekonomiska system måste genomgå en enastående omvandling, för att stoppa miljöförstöring men också för att säkerställa hållbar tillgång till naturresurser i framtiden. För att ta itu med denna fråga pressar institutionerna att flytta sig bort från vår nuvarande linjära ekonomi och gå mot en cirkulär ekonomi som är avfallsfri genom design. Begreppet Industriell Symbios ses som ett sätt att göra det. I dessa industriella nätverk som liknar biologiska symboler blir avfall eller biprodukter från ett företag en resurs för ett annat. Genom att engagera traditionellt separata industrier i en kollektiv strategi som involverar fysiskt utbyte av material, energi och biprodukter, är det möjligt att avleda avfall från deponering och minska den negativa miljöpåverkan. Ur ett företagsperspektiv kan Industriell Symbios minska behovet av råmaterial samt avfallskostnader samtidigt som företag kan skapa nya intäkter från rester och av produkter. Syftet var att undersöka de synpunkter som intressenter har på ett potentiellt deltagande i ett Industriellt Symbios-nätverk och det komplexa samspelet mellan aktörer för genomförandet, samt hur ansvaret mellan aktörerna ska delas upp för att implementera detta koncept på det mest effektiva sättet. Detta gjordes genom att intervjua viktiga aktörer inom byggbranschen för att få ett övergripande perspektiv på deras åsikter. Resultaten indikerade en generellt positiv syn på konceptet industriell symbios bland intressenterna. Viktiga drivkrafter och hinder identifierades som ekonomiska - företag är bara villiga att investera om det är lönsamt, regelverk - förordningar är en viktig möjliggörande faktor eftersom de skapar rätt incitament för företag att delta, organisatoriska - En omvandling av affärsmodellen är nödvändig i för att genomföra cirkulär ekonomi och teknik - Teknologisk utveckling och innovationer hjälper implementeringen eftersom det kan öka effektiviteten och öppenheten bland nätverksdeltagarna. En modell har genererats där ansvarsfördelningen bland intressenterna har kartlagts för att ge en större förståelse för dynamiken i ett potentiellt nätverk.