Det råder koncensus bland klimatforskare världen över att en omställning från fossila bränslen till mer klimatneutrala alternativ måste ske i energiproduktionen om det ska gå att hejda den globala uppvärmningen. Ett alternativ för att lyckas med detta är att producera energin från förnybara energikällor som vind och solkraft. Detta är också något som utnyttjas i allt högre grad runt om i världen, men problem uppstår dock när en stor del av en regions andel av energiproduktionen kommer från dessa källor. Det skapas en prisvolatilitet på marknaden, med priser som varierar lika mycket som vindstyrkan eller solinstrålningen. Ibland sjunker priserna så lågt att det är svårt att nå en lönsamhet för kraftverken. För att komma till bukt med denna obalans på energimarknaden kommer det att behöva byggas ett energilagringssystem som lagrar energin de förnybara källorna producerar. Ett alternativ för att lagra energi är att utvinna vätgas genom elektrolys när priserna på elmarknaden är låga för att sälja detta till olika aktörer. Tanken är att prisdalar ska jämnas ut om en överproduktion av el motverkas av en ökande elförbrukning genom vätgasframställning. På samma sätt jämnas pristopparna ut genom att upphöra med denna framställning när elproduktionen minskar. De aktörer som kan tänkas använda den producerade vätgasen kan vara allt från förbrukare inom industrin, vätgasbilar i transportsektorn, stationära bränsleceller för reservkraftverk, omvandling av koldioxid till biogas med hjälp av vätgas och konvertering av oljeeldade värmepannor. Vätgas är en skrymmande gas vid normalt tryck och temperatur, varför lagring måste ske i högt tryck eller i vätskefas. Detta göra att lagring och transport är två av de kostsammaste aspekterna i vätgashanteringen. Elpriset är också en stor kostnadsdrivare när vätgas framställs genom elektrolys. Dock kan en del av kostnaden för inköp av elenergi till en sådan här elektrolysanläggning undvikas om den placeras inom ett så kallat icke konscessionspliktigt nät, där ingen överföringsavgift behöver betalas. Exempel på sådana områden är vindkraftsparken på berget Uljabuouda utanför Arjeplog och fjärrvärmeverket på Hedensbyn i Skellefteå. Det huvudsakliga syftet med denna rapport har varit att undersöka om det är ekonomiskt försvarbart att lagra energi i form av vätgas genom elektrolysframställning. För att undersöka detta valdes att placera två tänkta elektrolysörer på Uljabuouda och Hedensbyn tillsammans med en jämförelseanläggning i Arjeplogs samhälle. Dessutom valdes två olika storlekar på elektrolysörerna, en som producerar 150 Nm3 vätgas i timmen, kallad C150, och en annan som producerar 300 Nm3, kallad C300. Förutom det huvudsakliga syftet har rapporten undersökt vilket snittpris på el det varit under de senaste fyra åren. Det presenteras också några beräkningar för olika marknadsaktörers möjligheter att använda vätgas. Undersökningens resultat Lönsamheten för elektrolysören styrs i första hand av om all vätgas som produceras kan säljas, givet att anläggningen placeras inom icke koncessionspliktigt nät. Placeras den utanför sagda område är lönsamheten betydligt sämre. Placering av elektrolysören på Hedensbyn ger lite bättre ekonomiskt resultat och kortare återbetalningstid i jämförelse med en placering på Uljabuouda. Det här beror till största del på de stordriftsfördelar som antas erhållas i anslutning till ett bemannat fjärrvärmeverk. Återbetalningstiden i år för en elektrolysör som producerar 150 Nm3/h, med en drifttid på 4000 h/år och ett försäljningspris för vätgasen på 90 kr/kg är följandeUljabuouda: 11,3 år Arjeplog: 14,4 år Hedensbyn: 10,8 år Återbetalningstiden i år för en elektrolysör som producerar 300 Nm3/h, med en drifttid på 4000 h/år och ett försäljningspris för vätgasen på 90 kr/kg är följandeUljabuouda: 7,92 år Arjeplog: 9,25 år Hedensbyn: 7,75 år Det är osäkert om det går få tillstånd att bygga en elektrolysör på Uljabuouda. Detta gör att det kanske inte ens är lönt att överväga byggnation av en elektrolysör på detta ställe. De senaste fyra åren har snittpriset på el har varit 274 kr/MWh. Vid ett så lågt elpris kan vindkraftverk få problem med lönsamhet för sin elproduktion. Marknadsundersökningen visar att marknaden för vätgas i Västerbotten och Norrbotten inte är speciellt stor i nuläget. Den kan dock komma att växa. Biltestverksamheten i Arjeplog kan inom en snar framtid förbruka en väsentlig del av det som en elektrolysör i storlek C150 producerar. Fjärrvärmeverket på Hedensbyn är också en möjlig förbrukare av vätgas i sina uppstartsbrännare. / There is a consensus amongst climate scientists around the world that a shift from fossil fuels to more climate-neutral alternatives must take place in the energy production in order to cope with global warming. One way to succeed with this is to produce energy from renewable sources such as wind and solar power. This is also something that is increasingly being utilized around the world, but problems arise when a large part of a region's share of energy production comes from these sources. There can be price volatility in the market, with prices that vary as much as wind or solar radiation. Sometimes prices drop so low that it is difficult to achieve profitability for power plants. In order to overcome this imbalance in the energy market, an energy storage system will need to be built that stores the energy the renewable sources produce. An alternative to storing energy is to extract hydrogen through electrolysis when prices in the electricity market are low to sell this to different players. The idea is that price valleys will be leveled out if an overproduction of electricity is counteracted by increasing electricity consumption through hydrogen production. Similarly, pricing peaks are leveled by ending this production when power generation decreases. The operators who may use the hydrogen produced may range from industrial users, hydrogen vehicles in the transport sector, stationary fuel cells for reserve power plants, conversion of carbon dioxide to biogas by hydrogen and conversion of oil-fired boilers. Hydrogen is a bulky gas at normal pressure and temperature, so storage must take place in high pressure or in liquid phase. This means that storage and transportation are two of the most expensive aspects of hydropower management. Electricity price is also a major cost driver when hydrogen is produced by electrolysis. However, part of the cost of purchasing electricity for such an electrolysis plant can be avoided if it is placed within a so-called non-licensed network, where no transfer fee is required. Examples of such areas are the wind farm on the Uljabuouda mountain outside Arjeplog and the district heating plant at Hedensbyn in Skellefteå. The main purpose of this report has been to investigate whether it is economically justifiable to store energy in the form of hydrogen through electrolysis production. To investigate this, it was decided to place two thought electrolysers on Uljabuouda and Hedensbyn together with a comparison facility in Arjeplog's society. In addition, two different sizes were selected on the electrolysis tubes, one that produces 150 Nm3 hydrogen per hour, called C150, and another that produces 300 Nm3, called the C300. In addition to the main purpose, the report has examined the average price of electricity for the last four years. It also presents some estimates for the potential of various market participants to use hydrogen. Survey results: The profitability of the electrolyzer is primarily governed by the fact that all hydrogen produced can be sold, given that the plant is placed within non-concessionary networks. Placed outside the stated area, profitability is significantly reduced. Placement of the electrolyzer on Hedensbyn gives a little better financial performance and a shorter payback time compared to a location on Uljabuouda. This is largely due to the economies of scale assumed to be obtained in connection with a manned district heating plant. The payback time in figures for an electrolyzer that produces 150 Nm3/h, with a running time of 4000 h/year and a sales price of 90 kr/kg of hydrogen is the followingUljabuouda: 11,3 år Arjeplog: 14,4 år Hedensbyn: 10,8 år The payback time in figures for an electrolyzer producing 300 Nm3 / h, with a running time of 4000 h / year and a sales price of 90 kr / kg of hydrogen is the followingUljabuouda: 7,92 år Arjeplog: 9,25 år Hedensbyn: 7,75 år It is uncertain whether permission is being given to build an electrolyzer on Uljabuouda. This may make the construction of an electrolytic tube there not even worth to consider. In the past four years, the average electricity price has been 274 kr / MWh. This is a low electricity price due to overproduction of electricity. At such a low electricity price, wind turbines can have problems with profitability for their production. The market survey shows that the market for hydrogen in Västerbotten and Norrbotten is not particularly high at present. However, it may grow. The car test business in Arjeplog can in the near future consume an essential part of what an electrolytic tube in size C150 produces. The district heating plant at Hedensbyn is also a potential hydrogen source in its boot burner.

Kvalitet är en konkurrensstärkande faktor inom processindustrin, men samtidigt ett av de mest kritiska problemen när den är bristande. Processindustrin omvandlar råvaror till produkter, ofta genom kontinuerliga och irreversibla processer. Detta kan leda till kostsamma kvalitetsproblem i form av felaktiga slutprodukter, trasiga maskiner, miljöfarliga utsläpp och i värsta fall allvarliga skador på medarbetare. Syftet med denna studie är att ta fram förslag för att effektivisera arbetssättet vid ankomst och lagring av material i processindustrin för att uppfylla de kvalitetskrav som finns. Studien har använt sig av det vetenskapliga angreppssättet abduktion för att besvara de forskningsfrågor som funnits. Syftet som studien haft är uppfyllt genom att en fallstudie har genomförts på Stora Enso Skutskärs Bruk där hanteringen av material vid ankomst och lagring har undersökts. Detta har gjorts genom intervjuer, observationer, workshops samt en litteraturstudie inom de områden som ansetts relevanta för arbetet. För att uppfylla de kvalitetskrav som finns har tre insatsvaror analyserats och legat till grund för de förbättringsförslag som framkommit. Vidare har studien bidragit med teoretiska bidrag i form av tre kritiska kvalitetsfaktorer. Dessa är analyscertifikat (bevis på utfört kvalitetstest),kontroll vid lossning samt kontroll av lagrad insatsvara. De praktiska bidrag som studien lett fram till är att ett affärssystem bör användas för informationshantering, tydliga rutiner bör skapas för de aktiviteter som görs samt att allting bör dokumenteras för att klara interna och externa revisioner. De kritiska kvalitetsfaktorerna samt förslagen för ett effektiviserat arbetssätt som ges till Stora Enso Skutskärs Bruk kan även användas av andra organisationer med liknande förutsättningar och kvalitetskrav. Dessa förslag bör implementeras stegvis och i samråd med ansvariga avdelningar i organisationen. Förbättringsåtgärderna bör även testas och utvärderas vid fortsatt forskning. Ytterligare forskning på hur förslagen har en inverkan på exempelvis miljö, arbetsmiljö och kostnadseffektivitet rekommenderas. / Quality is a competitive factor in the process industry but at the same time one of the most critical problems when it is lacking. The process industry transforms raw materials into products, often through continuous and irreversible processes. This can lead to costly quality problems in the form of faulty end products, broken machines, environmentally hazardous emissions and, in the worst case, serious injuries to employees. The purpose of this study is to develop proposals to streamline the working method of arrival and storage for materials in the process industry to meet the quality requirements that exist. The study has used the scientific approach of abduction to answer the research questions that have been defined. The purpose of the study has been fulfilled by conducting a case study at Stora Enso Skutskärs Bruk, where the handling of material on arrival and storage has been investigated. This has been done through interviews, observations, workshops and a literature study in the areas that are considered relevant to the work. In order to meet the existing quality requirements, three inputs have been analyzed and formed the basis for the improvement proposals that have emerged. Furthermore, the study has contributed to theoretical contributions in the form of three critical quality factors. These are certificate of analysis (proof of quality test performed), control during unloading and control of stored input goods. The practical contributions that the study led to are that an ERP software should be used for information management, clear routines should be created for the activities that are done and that everything should be documented to cope with internal and external audits. The critical quality factors as well as the proposals for a more efficient way of working that are given to Stora Enso Skutskärs Bruk can also be used by other organizations with similar conditions and quality requirements. These proposals should be implemented gradually and in consultation with the responsible departments in the organization. The improvement measures should also be tested and evaluated in further research. Further research on how the proposals have an impact on the environment, work environment and cost efficiency for example is recommended.

Resultat från TIMS (Trends in International Mathematics and Science Study, 2019) visar att svenska elever presterar under genomsnittet i matematik både i årskurs fyra och i årskurs åtta. År 2020 sammanfattade Skolinspektionen tre områden som är avgörande för bättre kvalitet i skolan och som sammanfaller väl med bland annat testbaserat lärande. Skolinspektionens (2020) sammanfattning och testbaserat lärandets gemensamma nämnare är vikten av att ha tydliga lärandemål, skapa en varierad och anpassad undervisning som ger elever stimulans och utmaningar efter varje elevs förutsättningar, med stöd av läraren, samt betydelsen av elevers delaktighet och möjlighet till formativa återkoppling.  Mot den bakgrunden samt att det finns grundlig forskning kring testbaserat lärande som högeffektiv inlärningsstrategi analyserades sex lärares erfarenheter av implementeringsarbetet kring testbaserat lärande. Utöver det gjordes en kvantitativ studie inom testbaserat lärande i ämnet matematik. Studien utgår från kognitionsteori och har lärarperspektiv samt en teoretisk referensram i litteratur och artiklar från främst de senaste årtiondena. Efter implementeringen av testbaserat lärande intervjuades sex lärare på en F-6 skola vars undervisning (minst 75 procent av undervisningstillfällena) hade innehållit minst en testbaserad uppgift per lektion under sex veckor. Uppsatsens kvalitativa studie visade lärarnas reaktioner efter implementeringsperioden. De uttryckte en trygghet och motivation i implementeringsarbetet samt hur deras lektionsdesign hade förändrats genom återhämtningsaktiviteterna. De sex lärarna förmedlade också en överraskande positiv upplevelse kring den återkoppling som de testbaserade aktiviteterna gav eleven och läraren, med större möjlighet för läraren att justera sin undervisning för högre måluppfyllelse.Den kvantitativa studien som gjordes i ämnet matematik (aritmetik) i årskurs fyra och fem under en sex-veckors period var en mix av testbaserat lärande (retrieval practice) och delvis inflätat lärande (interleaved practice). Studien med de förutsättningar som gavs visade att testbaserade aktiviteter adderat till delvis inflätat lärande inte höjde resultaten i interventionsgruppen. Vid analysen framkom olika anledningar till resultatet som till exempel utformning och frekvens av de testbaserade aktiviteterna i planeringsschemat, lärarna och elevernas oerfarenhet inom området samt val av interventionsgrupp. / Results from TIMS (Trends in International Mathematics and Science Study, 2019) show that Swedish students perform below average in mathematics for, both in grade four and in grade eight. In 2020, the Skolinsepktionen summarized three areas that are crucial for better quality in schools and that coincide well with, among other things, retrieval practice. Skolverket's (2022) summary and retrieval practice common denominator is the importance of having clear learning goals, creating varied and adapted teaching that gives students stimulation and challenges according to each student's conditions, with the support of the teacher, as well as the importance of student participation and the opportunity for formative feedback. With that background and the fact that there is thorough research on retrieval practice as a highly effective learning method, six teachers' experiences of the implementation work of retrieval practice are analyzed in this essay. In addition to that, a quantitative study is carried out in test-based learning in the subject of mathematics. The study is based on cognitive theory and has a teacher's perspective as well as a theoretical frame of reference in literature and articles from mainly recent decades.  After the implementation of retrieval practice, six teachers were interviewed at an F-6 school whose instruction (at least 75% of the time) had included at least one retrieval practice activity per lesson for six weeks. The essay's qualitative study shows the teachers' positive reactions after the implementation period. They also express a sense of security and motivation in the implementation work and how their lesson design has changed through the recovery activities. The six teachers also convey a surprisingly positive experience regarding the feedback that the retrieval practice activities provide to the student and the teacher, with greater opportunity for the teacher to adjust their teaching for higher goal achievement. The quantitative study that is done in the subject of mathematics (arithmetic) in grades four and five during a six-week period is a mix of retrieval practice and interleaved practice. The study with the conditions provided showed that retrieval practice activities added to interleaved practice did not increase the results in the intervention group. During the analysis, various reasons emerged for the result, such as the design of the retrieval practices activities, frequency of the retrieval practices activities in the planning schedule, the teachers' and students' inexperience in the field, and the choice of intervention group.

The housing and construction sector is responsible for 40% of global greenhouse gas (GHG) emissions, making it crucial for achieving the Paris Agreement goals. One of the most effective ways to mitigate emissions in this sector is by optimizing the use of existing building stock and minimizing the construction of new houses. Through enhanced space efficiency, the on-demand storage service has the potential to decrease the demand for new construction and thereby reduce GHG emissions by converting existing attic spaces in inner-city areas to additional apartments. However, the service introduces additional emissions from its operations and for the service to have a significant impact on reducing construction needs, it must expand on a large scale and be integrated in the housing stock. The aim is to quantify the operational emissions and potential emissions avoided through a theoretical large-scale expansion of the on-demand storage service, to determine the potential net impact. Secondly, it aims to explore the opportunities and barriers to the concept's large-scale expansion within the housing and construction sector. Both quantitative and qualitative methods are utilized. The quantitative approach involves modeling emissions and potential reductions for large-scale expansion, while the qualitative method consists of 12 interviews with various stakeholder groups. Rogers' diffusion of innovation theory guides the analysis of qualitative findings. The results indicate that the on-demand storage service can potentially reduce overall GHG emissions if implemented on a large scale, due to the potential emissions avoided surpassing the operational emissions associated with the service by a large margin. The utilization of collective storage in warehouses, which offers superior space efficiency compared to traditional attic storage, is the key factor behind this outcome. By connecting this service to an entire apartment building, there is an opportunity to repurpose existing attic storage spaces into additional new apartments, thereby decreasing the need for constructing new buildings and effectively mitigating emissions in the housing and construction sector. However, the diffusion rate of the concept is assessed as modest due to significant barriers, particularly current regulations and a lack of market pull. While there are noteworthy opportunities such as potential economic benefits for customers and the ability to function as a circular economy platform, these opportunities are not as prominent as the existing barriers. This study represents an initial exploration of the on-demand storage concept, emphasizing its eco-potential and the need for regulatory revisions. It provides an assessment of the climate impact, barriers, and opportunities for the expansion of the storage concept within the housing and construction sector. However, further academic and practical work is required to better understand the concept's interaction with cities and society. On-demand storage has the potential to enhance space efficiency and reduce the environmental impact of housing and construction. Continued exploration of this concept paves the way for a more sustainable and efficient future in urban living. / Bygg- och bostadssektorn står för 40% av de globala utsläppen av växthusgaser, vilket gör det till en av de mest avgörande för att uppnå Parisavtalet. Ett av det mest effektiva sättet att minska utsläppen inom denna sektor är genom att optimera användningen av befintliga byggnadsresurser och minimera byggandet av nya hus. Genom förbättrad utrymmeseffektivitet har on-demand-lagring en potential att minska behovet av nybyggnation och därigenom minska utsläppen av växthusgaser, genom att använda befintliga vindsutrymmen i innerstadsområden för ytterligare lägenheter. Dock medför tjänsten ytterligare utsläpp från transport, varuhus och renoveringar av vindar till lägenheten. Dessutom måste tjänsten expandera storskaligt och integreras i bostadsbeståndet för att ha en betydande inverkan byggbehovet. Målet med studien är att kvantifiera de operationella utsläppen och de potentiella utsläppsminskningarna som konsekvens av en storskalig implementering av konceptet för att avgöra om den samlade effekten skulle kunna vara positiv eller negativ. För det andra syftar den till att utforska de praktiska möjligheterna och hindren för konceptets storskaliga expansion. Både kvantitativa och kvalitativa metoder används. Den kvantitativa delen består av modellering av utsläpp vid storskalig expansion inom bostads- och byggsektorn, medan den kvalitativa metoden består av 12 intervjuer med olika intressentgrupper. Rogers teori om innovationsspridning används som teoretisk grund i analysen av de kvalitativa resultaten. Resultaten visar att förvaringstjänsten kan minska de totala utsläppen av växthusgaser om den implementeras i stor skala, eftersom den potentiella utsläppsminskningen överstiger de operationella utsläppen markant. Användningen av kollektiv lagring i lagerlokaler, som erbjuder överlägsen platsutnyttjande jämfört med traditionell vindslagring, är den avgörande faktorn bakom detta resultat. Genom användning av tjänsten finns det möjlighet att omvandla befintliga vindsutrymmen till nya lägenheter, vilket minskar behovet av att bygga nya byggnader och därmed även utsläppen inom bostads- och byggsektorn. Dock bedöms de praktiska spridningsmöjligheterna för konceptet som låga på grund av betydande hinder, bestående primärt av regelverk och avsaknad av utbredd marknadsefterfrågan. Även om det finns ekonomiska fördelar för kunderna och möjligheten att fungera som en plattform för cirkulär ekonomi är dessa möjligheter inte lika framträdande som de befintliga hindren. Denna studie är den första att utforska konceptet självförvaring on-demand från ett helhetsperspektiv och betonar dess potential för positiv miljöpåverkan samt behovet av att revidera befintligt regelverk. Den ger en bedömning av klimatpåverkan, hinder och möjligheter för expansion. Ytterligare akademiskt och praktiskt arbete krävs dock för att bättre förstå konceptets interaktion med städer och samhälle. Förvaringstjänsten har potential att bidra till en mer effektiv användning av befintliga ytor och därigenom minska miljöpåverkan inom bostads- och byggsektorn. Fortsatt utfosrkning av detta koncept banar vägen för en mer hållbar och effektiv framtid för utvecklingen av städer.

Utveckling av en innovativ teknologi för koldioxidavskiljning med användning av aerosoldroppar av en kaliumkarbonatlösning. Laboratorieexperiment för att studera koldioxidabsorptionsprocessen under olika driftsförhållanden (temperatur, K2CO3- och CO2-koncentration, mängd genererad aerosol) / Development of an innovative technology for carbon capture using aerosol droplets of a potassium carbonate solution. Laboratory experiments to study CO2 absorption process with various operating conditions (temperature, K2CO3 and CO2 concentration, amount of aerosol generated)

In the agricultural industries drying plays a major role as its very important for grain storage. The selection of the dryer and the method used for drying should be chosen wisely considering the product to be dried with its other factors. Generally, a dryer and its method are taken into account based on the output product quality and considerable energy consumption given during drying. This thesis is based on finding out the optimal energy consumption obtained while drying the wheat grain using the integrated infrasound technology through conducting experiments and analyzing the process of drying with the CFD model. The thesis work covers physical experiments, determination of the relation between infrasound parameters, and evaluation of the drying in CFD simulation, to analyze the drying process. The experiments are done to predict the relation between the drying and the other main parameters like sound frequency, sound pressure, piston displacement, cycle time, and the airflow rate. The experiment procedure and requirements are clearly formulated accordingly. The experimental results are later compared with the theoretical data to check the expected output. The dryer capacity varies with the cycle time, temperature, and sound wave. The CFD simulation is executed to study the air flow velocity, temperature and the fluidization condition of the particle. To compare the energy consumption of the drying system a conventional air dryer is selected here. The results of this study show that infrasound-integrated technology has a relatively low energy consumption, but will have a high cost for installation and maintenance. / Inom jordbruksindustrin spelar torkning en viktig roll eftersom den är mycket viktig för lagring av spannmål. Valet av torktumlare och den metod som används för torkning bör väljas klokt med hänsyn till följande den produkt som ska torkas och andra faktorer. I allmänhet väljs en torktumlare och dess metod för att och metod utifrån produktens kvalitet och den betydande energiförbrukningen. under torkningen. Denna avhandling är baserad på att ta reda på den optimala energiförbrukning som erhålls genom atttorkning av vetekorn med hjälp av den integrerade infrasound-tekniken genom att genomföra en experiment och analysera torkningsprocessen med CFD-modellen. Avhandlingen omfattar fysikaliska experiment, fastställande av förhållandet mellan infraljud och parametrar och utvärdering av torkningen i CFD-simulering för att analysera torkningsprocessen. Experimenten görs för att förutsäga förhållandet mellan torkningen och de andra huvudparametrarna såsom ljudfrekvens, ljudtryck, kolvförskjutning, cykeltid och luftflödeshastighet. Det experimentella förfarandet och kraven är tydligt formulerade i enlighet med detta. Försöket resultaten jämförs senare med de teoretiska uppgifterna för att verifiera det förväntade resultatet. Torktumlaren kapaciteten varierar med cykeltid, temperatur och ljudvåg. CFD-simuleringen är utförs för att studera luftflödeshastighet, temperatur och fluidiseringstillstånd för partikeln. För att jämföra torkningssystemets energiförbrukning väljs en konventionell lufttork här. Resultaten av den här studien visar att infrasound-integrerad teknik har en relativt låg energiförbrukning, men kommer att ha en hög kostnad för installation och underhåll.

With the rapid increase of renewable energy in the electricity grids, the need for energy storage continues to grow. One of the technologies that are gaining interest for utility-scale energy storage is lithium-ion battery energy storage systems. However, their environmental impact is inevitably put into question against lead-acid battery storage systems. Therefore, this study aims to conduct a comparative life cycle assessment (LCA) to contrast the environmental impact of utilizing lithium-ion batteries and lead-acid batteries for stationary applications, specifically grid storage. The main tools in this study include Microsoft Excel for the life cycle inventory and OpenLCA for life cycle modelling and sensitivity analysis. In this research, a cradle-to-grave LCA for three lithium-ion battery chemistries (i.e. lithium iron phosphate, nickel cobalt manganese, and nickel cobalt aluminium) is conducted. The impact categories are aligned with the Environmental Footprint impact assessment methodology described by the European Commission. The standby grid operation scenario is considered for estimating the environmental impacts, where the batteries would deliver 4,800 kWh of electric energy throughout 20 years. Consequently, the functional unit will be in per kWh energy delivered. The lead-acid battery system has the following environmental impact values (in per kWh energy delivered): 2 kg CO2-eq. for climate change, 33 MJ for fossil resource use, 0.02 mol H+-eq. for acidification, 10-7 disease incidence for particulate emission, and 8x10-4 kg Sb-eq. for minerals resource use. Going back to the lithium-ion batteries systems, for the climate change and fossil resource use impact categories, the best performer is found to be the nickel cobalt aluminium (NCA) lithium-ion battery, with 46% and 45% less impact than lead-acid for the respective categories. On the other hand, the nickel manganese cobalt (NMC) was the best for the acidification and particulate emission impact categories with respective 65% and 51% better performance compared to lead-acid batteries. Finally, for the minerals and metals resource use category, the lithium iron phosphate battery (LFP) is estimated to be the best performer, which is 94% less than lead-acid. To conclude, the life cycle stage determined to have the largest contribution for most of the impact categories was the use stage, which then becomes the subject to a sensitivity analysis. The sensitivity analysis was done by varying the renewable contribution of the electricity grids in the use phase. Overall, the lithium-ion batteries systems have less environmental impact than lead-acid batteries systems, for the observed impact categories. The findings of this thesis can be used as a reference to decide whether to replace lead-acid batteries with lithium-ion batteries for grid energy storage from an environmental impact perspective. / Med den snabba ökningen av förnybar energi i elnäten, fortsätter behovet av energilagring att växa. En av de tekniker som växer intresse för energilagring på nyttan är litiumjon batteriets energilagringssystem. Emellertid, deras miljöpåverkan ifrågasätts oundvikligen mot blysyrabatteri lagringssystem. Därför syftar denna studie till att göra en komparativ livscykelanalys (LCA) för att komparera miljöpåverkan av att använda litiumjonbatterier och blybatterier för stationära applikationer, särskilt för nätlagring. I denna forskning genomfördes en vagga-till-grav-LCA (eller cradle-to-grave i engelska) för tre litiumjonbatterikemi (litium järn fosfat, nickel kobolt mangan, och nickel cobalt aluminium). Effektkategorier anpassades till miljökonsekvensbedömning metoden som beskrivs av Europeiska kommissionen. Det användningsfall scenariot för batterierna var standby läget, där batterierna leverera 4800 kWh elektrisk energi för 20 år. Följaktligen den funktionella unit är i ‘per kWh levererad energi’. Blysyrabatteriet hade följande ungefärliga miljöpåverkansvärden (i per kWh levererad energi): 2 kg CO2-eq. för climate change, 33 MJ för fossil resource use, 0.02 mol H+-eq. för acidification, 10-7 disease incidence för particulate emission, and 8x10-4 kg Sb-eq. för minerals resource use. Tillbaka till litiumjonbatterierna, för climate change och fossil resource use resursanvändnings kategorier, den bäst presterande var litiumjonbatteriet nickel kobolt aluminium (NCA). Det hade 46% och 45% mindre påverkan än blysyrabatteriet för respektive kategori. Å andra sidan, var nickel mangan kobolt (NMC) bäst för acidifcation och particulate emission kategorier. De är 65% och 51% bättre än blysyra för kategorierna. Slutligen, litium järn fosfat batteriet (LFP) är det bäst presterande för resource use of minerals and metals kategoriet, vilket det är 94% mindre än blysyra. Avslutningsvis, det livscykelstadier som var bestämt att ha det största bidraget för de flesta av påverkningskategorierna är användningsstadiet, som sedan blir föremål för en känslighetsanalys. I slutändan, litiumjonbatterierna ha mindre miljöpåverkan än blybatterier i detta projekt, för de observerade slagkategorierna. Resultaten av denna avhandling kan sedan användas som referens för att avgöra om bly-syrabatterier ska ersättas med litiumjonbatterier för energilagring ur ett miljöeffektperspektiv.

It is known that the decarbonization of our economy is crucial for our quest to mitigate climate change and build a sustainable society. Governments are reviewing strategies to eliminate, or at least minimize, the release of carbon emissions into the atmosphere. These efforts are not limited to national energy networks, but also extended to industry and other carbon-intensive sectors. In general, the Pulp & Paper industry is regarded as bio-based and relatively sustainable since most of its raw materials are recycled or come from biogenic sources. However, this is an energy-intensive industry, and even though bioenergy covers most of the energy needs at pulp plants, recycled paper mills do not count on the same resources and rely heavily on fossil fuels to power their operations. This study was performed to assess and compare different decarbonization pathways available for a recycled paper mill. For this, operational data was gathered to characterize the thermal and electric demands and assess locally available resources. Simultaneously, scientific literature was consulted to assemble a technology portfolio, from which the most suitable technologies were selected. Carbon capture and storage, electrification, and hydrogen were chosen to be tested, under different scenarios, using an energy modelling software. Finally, the combinations were evaluated and compared. It was found that under ideal conditions it is possible to achieve an emissions reduction of almost 100% via electrification and hydrogen-based options. However, this would represent a significant increase in the operating cost of the energy system and would depend on the development of the necessary infrastructure. The most promising alternative for this site was a combination of electrification and green electricity purchase agreements. However, further work is needed to improve the efficiency of the energy use and generation, to achieve a carbon-neutral operation without incurring elevated costs. / Det är känt att avkarboniseringen av vår ekonomi är avgörande för vår strävan att mildra klimatförändringarna och bygga ett hållbart samhälle. Regeringar ser över strategier för att eliminera, eller åtminstone minimera, utsläpp av koldioxid i atmosfären. Dessa ansträngningar är inte begränsade till nationella energinät, utan sträcker sig även till industrin och andra kolintensiva sektorer. Massa- och pappersindustrin är biobaserad och relativt hållbar eftersom de flesta av dess råvaror återvinns eller kommer från biogena källor. Detta är dock en energiintensiv industri, och även om bioenergin täcker det mesta av energibehovet vid massafabrikerna, räknar inte återvunnet pappersbruk med samma resurser som är starkt beroende av fossila bränslen för att driva sin verksamhet. Denna studie utfördes för att bedöma och jämföra olika avkolningsvägar tillgängliga för ett återvunnet pappersbruk. För detta samlades operativa data in för att karakterisera de termiska och elektriska kraven och bedöma lokalt tillgängliga resurser. Samtidigt konsulterades vetenskaplig litteratur för att sammanställa en teknologiportfölj, från vilken de mest lämpliga teknologierna valdes ut. Kolavskiljning och lagring, elektrifiering och väte valdes ut för att testas, under olika scenarier, med hjälp av en mjukvara för energimodellering. Slutligen utvärderades och jämfördes kombinationerna. Man, fann att det under ideala förhållanden är möjligt att uppnå en utsläppsminskning på nästan 100 % via elektrifiering och vätebaserade alternativ. Detta skulle dock innebära en betydande ökning av driftskostnaden för energisystemet och skulle bero på utvecklingen av den nödvändiga infrastrukturen. Det mest lovande alternativet för denna plats var en kombination av elektrifiering och köp av grön el. Det krävs dock ytterligare arbete för att effektivisera energianvändningen och energiproduktionen, för att uppnå en koldioxidneutral drift utan förhöjda kostnader.

If mitigation measures are not made to prevent global warming the consequences of a continued global climate change, caused by the use of fossil fuels, may be severe. Carbon Capture and Storage (CCS) has been suggested as a way of decreasing the global atmospheric emission of CO2. In the realms of MUSTANG, a four year (2009-2013) large-scale integrating European project funded by the EU FP7, the objective is to gain understanding of the performance as well as to develop improved methods and models for characterizing so- called saline aquifers for geological storage of CO2. In this context a number of sites of different geological settings and geographical locations in Europe are also analyzed and modeled in order to gain a wide understanding of CO2 storage relevant site characteristics. The south Scania site is included into the study as one example site with data coming from previous geothermal and other investigations. The objective of the Master's thesis work presented herein was to construct a 3D model for the south Scania site by using modeling/simulation software Petrel, evaluate well log data as well as carry out stochastic simulations by using different geostatistical algorithms and evaluate the benefits in this. The aim was to produce a 3D model to be used for CO2 injection simulation purposes in the continuing work of the MUSTANG project. The sequential Gaussian simulation algorithm was used in the porosity modeling process of the Arnager greensand aquifer with porosity data determined from neutron and gamma ray measurements. Five hundred realizations were averaged and an increasing porosity with depth was observed.   Two different algorithms were used for the facies modeling of the alternative multilayered trap, the truncated Gaussian simulation algorithm and the sequential indicator simulation algorithm. It was seen that realistic geological models were given when the truncated Gaussian simulation algorithm was used with a low-nugget variogram and a relatively large range. / Den antropogena globala uppvärmningen orsakad av användandet av fossila bränslen kan få förödande konsekvenser om ingenting görs. Koldioxidavskiljning och lagring är en åtgärd som föreslagits för att minska de globala CO2-utsläppen. Inom ramarna för MUSTANG, ett fyra år långt (2009-2013) integrerande projekt finansierat av EU FP7 (www.co2mustang.eu), utvecklas metoder, modeller och förståelse angående så kallade saltvattenakviferers lämplighet för geologisk koldioxidlagring. En del av projektet är att analysera ett antal representativa formationer i olika delar av Europa för att få kunskap angående förekommande koldioxidlagringsspecifika egenskaper hos saltvattenakviferer. Ett av områdena som har inkluderats är i sydvästra Skåne. Syftet med detta examensarbete var att konstruera en 3D modell över detta område med hjälp av modellerings/simuleringsprogrammet Petrel, utvärdera borrhålsdata samt genomföra stokastiska simuleringar med olika geostatistiska algoritmer och utvärdera dem. Målsättningen var att konstruera en modell för CO2 injiceringssimuleringar i det forstsatta arbetet inom MUSTANG-projektet. En algoritm av sekventiell Gaussisk typ användes vid porositetsmodelleringen av Arnager Grönsandsakviferen med porositetsdata erhållen från neutron- och gammastrålningsmätningar. Ett genomsnitt av femhundra realisationer gjordes och en porositetstrend som visade en ökning med djupet kunde åskådligöras. Två olika algoritmer användes vid faciesmodelleringen av den alternativa flerlagrade fällan: en algoritm av trunkerade Gaussisk typ och en sekventiell indikatorsimuleringsalgoritm. Resultaten tyder på att en realistisk geologisk modell kan erhållas vid användandet av den trunkerande algoritmen med ett låg-nugget variogram samt en förhållandevis lång range.

Carbon Dioxide (CO2) emissions from streams are a significant component of the global carbon cycle.Terrestrial export of CO2 through runoff is increasingly recognized as a major source of CO2 in boreal headwater streams. However, the spatial and temporal distribution of soil water CO2 within theterrestrial landscape remains poorly quantified, contributing to large uncertainties about the origin of CO2 in headwater streams. The riparian zone (i.e. the area with fine sediments and organic rich soils closest to the stream) is accepted as a main contributor of organic carbon to streams, but its importanceas a source of CO2 is less evident. Here I evaluate the riparian zone as a main source by quantifying the contribution of lateral CO2 export from the riparian and hillslope zones to a headwater stream in a Swedish boreal catchment. Hourly measurements of CO2 concentration, conductivity, soil temperature and water table levels were taken in the riparian zone and the hillslope from June 2014 to October 2015. The riparian zone accounted for 58-89 % (August 2014 and March respectively) of the total terrestrial CO2 export from the slope to the stream. The hillslope, in turn, became a progressively larger source of CO2 to the stream during high flow events. To identify the drivers behind these zone-dependent and seasonal patterns in CO2 export, the CO2 production dissolved in the groundwater (groundwater- absorbed carbon) was estimated by taking the temporarily stored CO2  into account. The highest groundwater-absorbed carbon was observed during April and May (5.0 and 7.1 g C-CO2 m-2 month-1 respectively) which is the period with the highest discharge due to snow melt and the initiation of spring production. As such, conventional methods (gas chambers and the gradient method) may underestimate the soil respiration up to 50% during periods of high flow, as they exclude groundwater-absorbed carbon. CO2 consumption was observed in September 2014 and October 2015 (-0.2 and -0.7 g C-CO2 m-2 month-1 respectively) and may be explained by a major amount of the soil respiration being emitted instead of diluted in the groundwater during periods of low groundwater levels. It can be concludedthat, regardless of season, the riparian zone is a major source of CO2 to the headwater stream. / En signifikant mängd koldioxid (CO2) är lagrad i skog och marken. Marken i barrskogsregionernaförvarar en signifikant mängd CO2 där det partiella trycket av CO2 varierar mellan ~10 000 – 50 000 ppm i jämförelse med atmosfären (400 ppm). Mättnaden av CO2 gör att mycket avdunstar tillbaka till atmosfären. Dock absorberas en del CO2 av grundvattnet; vilket resulterar i en naturlig transport av CO2 vidare till ytvattnen där det kapillära nätverket av bäckar är största recipienten. Det är fortfarande oklart hur transporten av CO2 är distribuerad i ett vattenavrinningsområde vilket medför brister i förståelsen av en viktig processväg som kan komma att spela en större roll i framtidens kolkretslopp på grund av den globala uppvärmningen. Därför är en kvantifiering av olika områdens bidrag av CO2 till bäckarna nödvändig. Två betydande zoner i ett vattenavrinningsområde som troligen bidrar olika är: the riparian zone som är närmast bäcken och består av fina sediment med hög organisk halt och, the hillslope som är resterande område och består av grovkorniga jordar med låg organisk halt. Den förstnämnda misstänks transportera mer CO2 via grundvattnet på grund av dess närhet till bäcken, höga halter av CO2 och höga vattenmättnad men detta är ännu inte verifierat. Jag evaluerar the riparian zone som en viktig källa till CO2 i ett vattenavrinningsområde genom att kvantifiera transporten av CO2 från de två zonerna. För att förklara varför transporten varierar presenterar jag en ny modell (GVR) som beräknar den månatliga fluktuationen av den del av CO2-produktionen som absorberas i grundvattnet i the riparian zone. Mätningar av data utfördes i Västrabäcken, ett mindre vattenavrinningsområde i ett större vid namn Krycklan, i norra Sverige. En transekt av tre mätstationer (i bäcken, the riparian zone och the hillslope) installerades i den förmodade grundvattenströmningsriktningen. Resultaten visar på en hög produktion av CO2 under vårfloden (maj) då en hög grundvattenyta troligen absorberar en signifikant mängd CO2. Detta kan betyda att jordrespiration under våren underskattas då dagens mätmetoder är begränsade till mätningar i jorden av CO2 ovan grundvattenytan. Fortsatta studier rekommenderas där GVR-modellen och andra mätmetoder utförs samtidigt för att vidare utröna den kvantitativa underskattningen under perioder med hög grundvattenyta (speciellt under våren). Bidraget från the riparian zone till den totala laterala transporten av CO2 till bäcken under ett år varierar mellan 58-89 % och det månatliga transportmönstret kunde förklaras med resultaten från GVR-modellen. Resultaten verifierar att oberoende av säsong så är the riparian zone den huvudsakliga laterala koltransporten från landvegetationen; medan the hillslope procentuellt bidrar med mer CO2 under höga grundvattenflöden.