Diss. Luleå : Univ., 2001.

I have in my thesis, examined the possibilities in terms of energy for a condominium association. To have an effective and good energy is becoming increasingly important with today's rising electric and oil prices. In my thesis I have used the condominium association Kärralyckan, which is situated in Falkenberg. The buildings at Kärralyckan are built in the mid-1970s, and are heated by electric radiators. The tap water is heated by an electric boiler. Based on that calculation I can show the various energyststem. The different solutions have been developed by contact manufacturers and installers through phone calls and e-mail. According to the results shows that geothermal heating has been a great solution for Kärralyckan. As a complement to this solar panels fitted to get a good solution from an environmental and economic ground.

Jorden befinner sig under stress till följd av mänskliga aktiviteter. För att uppnå en hållbar utveckling inom alla sektorer, och minska påfrestningen på planeten, har världen gjort framsteg inom internationella politiken för att skydda miljön. Ett stort mål är att minska utsläppet av växthusgaser till atmosfären för att begränsa den globala uppvärmningen. Den svenska industrisektorn använder stora mängder av fossila bränslen, bland annat naturgas, för att producera olika produkter. Då naturgas släpper ut växthusgasen koldioxid vid förbränning, är det lämpligt för dessa industrier att omställa från naturgas till biogas. Dock finns det idag hinder som gör att omställningen inte är genomförbar. Å andra sidan finns det drivkrafter som visar att industrierna vill vara med om en omställning för att värna för miljön. Denna studie utgår från en kvalitativ ansats där djupintervjuer utförs med lämpliga industrier som vill genomgå en omställning från naturgas till biogas. Utifrån djupintervjuer med tillverkande industrier i sydvästra Sverige samt Länsstyrelsen i Halland, identifierades drivkrafter och hinder för en omställning från naturgas till biogas. Primära och sekundära drivkrafter och hinder kategoriseras utifrån hur ofta de nämnts under intervjuerna. Viktigaste drivkrafterna som identifierats är att industrin vill bevara miljön och klimatet samt att det är tekniskt enkelt att byta från naturgas till biogas. Viktigaste hindren är tillgången samt det höga priset på biogas, vilket påverkas av transportsektorn användning av biogas. Biogasens användning inom transportsektorn förklaras som en kortsiktig lösning för en övergång från fossila bränslen till el och vätgas. För att Sverige ska kunna nå upp till Sveriges klimatmål om noll nettoutsläpp av växthusgaser, målen i Agenda 2030 samt Parisavtalet, är det essentiellt att industrin får tillgång till mer biogas genom en ökad biogasproduktion, samt att merparten av biogasen går till industrier istället för transportsektorn.

Från 2020 har EU lagt väg för ny en strategi för att metan- (CH4) utsläppenskall upptäckas och reduceras. Med denna bakgrund skapas syftet till detta examensarbete för att kunna kartlägga och kvantifiera vilka volymer av diffusa metanläckage som läckt ut mellan åren 2005-2019 från de svenska natur- och biogasenheter vid överföring och/eller produktion. Metoderna för examensarbetet har varit att inhämta information / mätdata i litteraturen samt via intervjuer av branschkunnig personal. Mätdata har bearbetats med deterministiska bedömningar i form av beräkningsmodell. Resultatet som beräknats i flera former av storheter såsom volym (Nm3), energiinnehåll (GWh), klimatpåverkan (CO2 ekv) och kostnad (SEK) och dessa visade alla på ansenliga tal.  Volymen av metanläckaget var 2019 3,96*106 Nm3 vilket motsvarar ett medelvärde i energiinnehåll på 38,29 GWh och en klimatpåverkan på 79,8*106 kg CO2 ekv. Kostnaden för metanemissionen 2019 blev då cirka 23,7*106 - 62*106 kronor vid beräkning för medelpriset av vad industrin och hushållen betalade mellan åren 2007-2019 för vardera gasobjekt. En vidare studie för säkrare indata och återkoppling på det arbete som redan pågår i Sverige för att reducera metanläckaget skulle vara till klar fördel och hjälp för framtida arbetssätt.

Sjöfarten står idag inför allt strängare miljökrav. För att uppnå miljövänligare resultat har allt fler rederier börjat se sig om efter ett miljövänligare bränsle. Östersjön är ett stort handelsområde där striktare krav från SECA träder i kraft den 1 januari 2015. Fartyg med LNG-drift diskuteras flitigt som ett alternativt bränsle inom den svenska sjöfartsnärningen, då utsläppen av NOx, svavel och partiklar är mindre än tjockoljan (HFO). Ett av problemen med LNG i Sverige är att det i dagsläget inte finns ett tillräckligt utvecklat infrastrukturnät för flytande naturgas. I denna rapport har vi med hjälp av kvalitativa intervjuer kartlagt svenska aktörer inom LNGs infrastrukturutveckling och vad det är som hämmar utvecklingen. Vår analys av intervjuerna visade att utvecklingen bromsades av att ingen vågat ta första steget. Hamnarna vill inte bygga terminaler om det inte finns en marknad för distribution och rederierna vill inte bygga fartyg om det inte finns tillgänglighet av LNG. Det har också framkommit att intresset från den svenska staten har varit mycket svagt, näst intill obefintligt. Det finns även en del tomrum i de svenska regelverken kring hanteringen av LNG, vilket är en av faktorerna till att LNGs utveckling hämmas. / Shipping today faces stricter environmental requirements for pollution from vessels. Shipping companies have started to look for alternative fuel to achieve better environmental outcome. The Baltic Sea today is a major trading area for shipping . On 1 of January 2015 a new set of brand new and stricter regulation is getting implemented and these regulations are called SECA. Vessel running on LNG as an alternative fuel is today discussed extensively within the Swedish Maritime forum where emissions of NOx, sulfur and particles are less recipients than in heavy fuel oil (HFO). One of todays problems with a LNG distribution in Sweden are that the infrastructure is incomplete and outdated. This report has been built upon qualitative interviews with important actors within the Swedish maritime forum and also what impedes the development of the LNG’s infrastructure. The outcome of the interviews showed that the development has been slowed down because none within the Swedish martime forum have dared to take the first step. The ports does not want to develop terminals when there is no market demand and the shipping companies does not want to build vessel that runs on LNG when there is no market for distribution. Swedish governments involvement has been very weak, almost non-existing. There are also gaps in the Swedish regulations and restrictions of LNG cargo handling. This is aslo one of the factors that the development of LNG has been impeded.

The EU transport sector is currently extremely dependent on foreign oil and the import bill for this fuel was in 2011 approximately € 210 billion. The European Commission (EC) claims that this dependency will eventually affect the member states’ economic security and mobility as oil is a finite resource. At the same time, the transport sector needs to reduce its CO2 emissions with 60% until 2050. Therefore in 2013, the EC proposed the “Directive on the Deployment of Alternative Fuels Infrastructure”, which purpose is to create road fuel infrastructure for the alternative fuels electricity, hydrogen and, the main focus of this report, natural gas. The EC believes that infrastructure acts as a major barrier for the adoption of natural gas vehicles (NGV), which in the EU has been extremely limited. The scientific community agrees that infrastructure is an important barrier, but not the sole decider for the market penetration of NGV’s. Empirical evidence claims that in order for large-scale adoption to occur, natural gas needs to be priced at least 40% lower than conventional fuels (gasoline, diesel) and the payback period (the added investment cost of an NGV) must be lower than four years. Historical data shows that if these criteria are not met this will lead to market failure, even if the adequate infrastructure is in place. The two criteria are examined in this report in the four of the largest EU countries: Germany, UK, France and Spain whom together account for a majority of all vehicles registered in 2012. Italy was excluded as it has already has a well-developed NGV fleet. Two car models from different price ranges in NGV, gasoline and diesel versions were studied: the Fiat Punto and the Audi A3 Sportback. Payback periods where calculated based on yearly average annual distances travelled per country, fuel prices, vehicle fuel efficiency and the added investment cost for an NGV compared to gasoline and diesel vehicles. In order to compare fuel prices default energy content values were used to convert CNG into gasoline and diesel equivalents. As the price of CNG is heavily dependent on favorable taxation one needs to question the economic sustainability, and therefore this study also analyses the future price difference between gas and the conventional fuels using a supply and demand model with oligopoly conditions. This model was complemented with the 4 A’s method, which are Availability, Accessibility, Affordability and Acceptability. Results show that the conditions for NGV’s compared to diesel vehicles are optimal in Germany, UK and Spain, as they all have fuel price difference of minimum 40% and payback periods significantly below 4 years. As a majority of all new vehicles registered in the EU are diesel models this will have a strong positive impact on the NGV market. The conditions for the gasoline comparisons are suboptimal, or slightly inconclusive as the payback periods in a few cases are above, or just below four years. As default values have been used during calculations the numbers are sensitive to change and simply too uncertain to draw any solid conclusions. The price differences between CNG and gasoline are within the criteria level of 40%. The price difference analysis between oil and natural gas shows great uncertainty, as there are many factors involved, such as environmental and geopolitical. A potential factor that could decouple prices is “fracking” of domestic EU shale gas resources, but this seems unlikely to happen due to environmental, social and economical reasons. Imported US LNG could have a similar effect but it might be exported east in order to meet the increasing demand from countries in Asia pacific. In conclusion, if the Directive on the Deployment of Alternative Fuels Infrastructure was implemented we would likely see a moderate to high market penetration of NGV’s, mostly due to their comparative advantage towards diesel vehicles. As gasoline meets the fuel price difference criteria this will also have a positive effect on the NGV market albeit limited by questionable payback periods.

Biogas is an expanding sector within the broad field of agriculture and animal production. Small-scale biogas offers local combined power and heating production and the substrate is transformed into high-quality biological fertilizer. This bachelor thesis focuses on a pig farm in south-western Sweden, where biogas is produced from pig manure, evaluates and suggests ways of optimizing the process and investigates whether investing in an upgrading plant would be a feasible and more cost-efficient option. The results show that the biogas plant is working well, although the production differs from the original plans. This shows in turn that planning and examining the basic conditions before making the investment is of great importance, as well as monitoring and keeping detailed statistics of the running process. Logistical factors make optimizing the process through additional substrates difficult. The thesis shows that investing in a Biosling upgrading plant would be a profitable option, supposing that the upgraded gas is sold via the natural gas infrastructure. Furthermore, many farmers are interested in producing their own fuel for tractors and other machines, which offers more future alternatives for the upgraded biogas. However, biogas producers in Sweden today are not offered any particular subsidies, which makes it especially hard for small-scale producers.

Naturgas är ett alternativ till oljebaserade bränslen. Ur ett miljöperspektiv är naturgasen fördelaktig eftersom den vid förbränning ger mindre utsläpp av miljöfarliga ämnen än olja. I en diesel dual-fuel motor används diesel och naturgas som bränsle. Naturgas består till största delen av metan. För att oskadliggöra den del av metangasen som inte förbränns i motorn krävs en avgaskatalysator som kan bryta ned det relativt stabila metanet vid låga temperaturer. Målet med det här kandidatexamensarbetet är att tillverka och testa tre olika avgaskatalysatorer för nedbrytning av metan. De tre katalysatorer som valdes för tillverkning och testning var Pd/Al2O3, Pd/SnO2 och In2O3/SnO2 (ITO). Valen baserade sig på att katalysatorerna som tillverkades skulle vara aktiva för nedbrytning av metan vid låga temperaturer. ITO sågs som en extra intressant kandidat eftersom In är billigare än ädelmetallen Pd. Pd/Al2O3 tillverkades med en kommersiell support och impregnering av Pd genom ”incipient wetness” (IW). Pd/SnO2 tillverkades på samma sätt. ITO tillverkades genom ”forward co-precipitation”. En monolit testades för varje katalysator. Vid ungefär 315 °C kunde 10 % omsättning av metan detekteras för alla tre katalysatorer. Pd/Al2O3 var den katalysator vars aktivitet förbättrades som mest då temperaturen ökade ytterligare. Katalysatorerna testades bara en gång. För att statistiskt säkerställa resultaten behöver upprepade tester göras. Resultaten överensstämmer delvis med tidigare studier. Slutsatsen av arbetet är att alla tre katalysatorer fungerar och att ITO skulle kunna vara en billigare men i övrigt likvärdig avgaskatalysator för en diesel dual-fuel lean burn motor vid 315 °C. Fler tester måste dock göras för att ta reda på om ITO verkligen är ett mer fördelaktigt alternativ.

IPCC reported in its climate change report 2013 that the atmospheric concentrations of the greenhouse gases (GHG) carbon dioxide (CO2), methane, and nitrous oxide now have reached the highest levels in the past 800,000 years. CO2 concentration has increased by 40% since pre-industrial times and the primary source is fossil fuel combustion. It is vital to reduce anthropogenic emissions of GHGs in order to combat climate change. Industry accounts for 20% of global anthropogenic CO2 emissions and the iron and steel industry accounts for 30% of industrial emissions. The iron and steel industry is at date highly dependent on fossil fuels and electricity. Energy efficiency measures and substitution of fossil fuels with renewable energy would make an important contribution to the efforts to reduce emissions of GHGs. This thesis studies energy efficiency measures and fuel substitution in the iron and steel industry and focuses on recovery and utilisation of excess energy and substitution of fossil fuels with biomass. Energy systems analysis has been used to investigate how changes in the iron and steel industry’s energy system would affect the steel plant’s economy and global CO2 emissions. The thesis also studies energy management practices in the Swedish iron and steel industry with the focus on how energy managers think about why energy efficiency measures are implemented or why they are not implemented. In-depth interviews with energy managers at eleven Swedish steel plants were conducted to analyse energy management practices. In order to show some of the large untapped heat flows in industry, excess heat recovery potential in the industrial sector in Gävleborg County in Sweden was analysed. Under the assumptions made in this thesis, the recovery output would be more than three times higher if the excess heat is used in a district heating system than if electricity is generated. An economic evaluation was performed for three electricity generation technologies for the conversion of low-temperature industrial excess heat. The results show that electricity generation with organic Rankine cycles and phase change material engines could be profitable, but that thermoelectric generation of electricity from low-temperature industrial excess heat would not be profitable at the present stage of technology development. With regard to fossil fuels substituted with biomass, there are opportunities to substitute fossil coal with charcoal in the blast furnace and to substitute liquefied petroleum gas (LPG) with bio-syngas or bio synthetic natural gas (bio-SNG) as fuel in the steel industry’s reheating furnaces. However, in the energy market scenarios studied, substituting LPG with bio-SNG as fuel in reheating furnaces at the studied scrap-based steel plant would not be profitable without economic policy support. The development of the energy market is shown to play a vital role for the outcome of how different measures would affect global CO2 emissions. Results from the interviews show that Swedish steel companies regard improved energy efficiency as important. However, the majority of the interviewed energy managers only worked part-time with energy issues and they experienced that lack of time often was a barrier for successful energy management. More efforts could also be put into engaging and educating employees in order to introduce a common practice of improving energy efficiency at the company. / Halterna av växthusgaserna koldioxid (CO2), metan och kväveoxider har under de senaste 800 000 åren aldrig varit högre i atmosfären än vad de är idag. Detta resultat redovisades i IPCCs klimatrapport år 2013. CO2-koncentrationen har ökat med 40 % sedan förindustriell tid och denna ökning beror till största delen på förbränning av fossila bränslen. Ökade koncentrationer av växthusgaser leder till högre global medeltemperatur vilket i sin tur resulterar i klimatförändringar.  För att bromsa klimatförändringarna är det viktigt att vi arbetar för att minska utsläppen av växthusgaser. Industrin står för 20 % av de globala utsläppen av CO2 och järn- och stålindustrin står för 30 % av industrins utsläpp. Järn- och stålindustrin är i dag till stor del beroende av fossila bränslen och el för sin energiförsörjning. Energieffektiviseringsåtgärder och byte av fossila bränslen mot förnybar energi i järn- och stålindustrin skulle kunna bidra till minskade utsläpp av växthusgaser. Denna avhandling studerar åtgärder för effektivare energianvändning och möjligheter för bränslebyte i järn- och stålindustrin. Avhandlingen fokuserar på återvinning och utnyttjande av överskottsenergier och ersättning av fossila bränslen med biomassa. Energisystemanalys har använts för att undersöka hur förändringar i järn- och stålindustrins energisystem skulle påverka ekonomin och de globala utsläppen av CO2. Avhandlingen studerar också betydelsen av energiledning och nätverkande för att uppnå en effektivare energianvändning. Fokus har här varit på att studera hur energiansvariga resonerar kring varför energieffektiviseringsåtgärder genomförs eller varför de inte genomförs. Djupintervjuer med energiansvariga vid elva svenska stålverk genomfördes för att analysera denna fråga. För att ge ett exempel på den stora outnyttjade potentialen av överskottsvärme från industrin analyserades potentialen i Gävleborgs län. Möjligheterna att använda överskottsvärmen som fjärrvärme eller för att producera el analyserades. Här visar resultaten att fjärrvärmeproduktionen skulle bli mer än tre gånger så stor som elproduktionen. En ekonomisk utvärdering gjordes där tre tekniker för produktion av el från lågtempererad industriell överskottsvärme jämfördes. Resultaten visar att elproduktion med organisk Rankine-cykel eller en så kallad fasändringsmaterialmotor kan vara lönsam, men att termoelektrisk elproduktion inte är lönsam med dagens teknik och prisnivåer. Det är möjligt att ersätta en del av det fossila kolet i masugnen med träkol och på detta sätt introducera förnybar energi i stålindustrin. Man kan också ersätta gasol som används som bränsle i stålindustrins värmningsugnar med syntesgas eller syntetisk naturgas (SNG) som produceras genom förgasning av biomassa. Under de antaganden som gjorts i avhandlingen skulle det dock inte vara lönsamt för det skrotbaserade stålverk som studerats att ersätta gasolen med bio-SNG. För att uppnå lönsamhet behövs i detta fall ekonomiska styrmedel. Hur olika åtgärder påverkar de globala utsläppen av CO2 beror till stor del på hur framtidens energimarknad ser ut. Elproduktion från industriell överskottsvärme skulle minska de globala CO2-utsläppen i alla scenarier som studerats, men för de andra åtgärderna varierar resultaten beroende på vilka antaganden som gjorts. Resultaten från intervjustudien visar att svensk stålindustri anser att energifrågan är viktig, men det finns fortfarande mycket att göra för att effektivisera energianvändningen i denna sektor. Flera av de intervjuade arbetade bara deltid med energifrågor och de upplevde att tidsbrist hindrade dem från ett effektivt energiledningsarbete. En rekommendation till företagen är därför att anställa en energiansvarig på heltid och/eller fler personer som kan arbeta med energifrågor. Det bör också läggas mer resurser på att engagera och utbilda anställda för att på så sätt introducera en företagskultur som främjar effektiv energianvändning.

A method of producing steel that is not used in Sweden today is direct reduction using natural gas, a method which could has enormous potential in the future of steelmaking. Historically, steelmaking prioritized productivity and profitability. However, other aspects such as safety, sustainability, and environmentally friendliness have become increasingly important to Swedish steelmakers. This study evaluates the usage of natural gas to  directly reduce iron ore into the porous form known as iron sponge, then finally processing that sponge into crude steel. The technology available today is assessed through a literature review, then two calculative data-based model: using DRI sponge in a traditional integrated steelmaking line or replacing steel scrap with it in an electric arc furnace. While this technology is used in many regions where natural gas is plentiful, it has not yet been used in Sweden. Now, when the Swedish natural gas network is expanding and the vehicular transportation of liquid natural gas is becoming more and more viable, it is a prime situation to evaluate direct reduction in Sweden. While models require assumptions and estimations, they suggest that DRI will absolutely be a viable option in the years to come. Integrated plant operators can reduce their immense carbon emissions for a reasonable price, while DRI sponge melting in an electrical arc furnace can either help steelmakers escape the volatile scrap market or be used to replace the blast furnace as a whole in the future. / En metod för att producera stål som inte används i Sverige idag är direkt reduktion med hjälp av naturgas, en metod som har en enorm potential i framtida ståltillverkning. Historiskt har ståltillverkningen prioriterat produktivitet och vinst, men säkerhet, hållbarhet, och miljövänlighet har blivit områden mer och mer viktiga för svenska ståltillverkare. Den här studien utvärderar användningen av naturgas för att direkt reducera järnmalm till den porösa formen känd som järnsvamp, och sen bearbeta den till primärt stål. Teknologin som flnns idag utvärderas genom en litteraturstudie, vars data beräknas till två scenariomodeller: användningen av järnsvamp i ett traditionellt integrerat stålverk eller genom att ersätta stålskrot med järnsvamp i ljusbågsungen. Den här teknologin används redan idag i regioner där naturgas är lättillgängligt, men har hittills inte använts i Sverige. Men nu när Sveriges naturgasnät byggs ut och fordonstransporterad flytande naturgas blir mer och mer kostnadseffektiv så är det lämpligt att utvärdera direkt reduktion i Sverige. Modellerna kräver antaganden och uppskattningar, men de pekar på att direkt reducering av järnmalm kommer att vara en genomförbar metod för ståltillverkning i en nära framtid. Integrerade masugnslinjer kan minska sina enorma koldioxidutsläpp till ett rimligt pris, och järnsvampssmältning i ljusbågsugn kan hjälpa ståltillverkare att undanfly den instabila stålskrotsmarknaden eller användas för att helt ersätta masugnsproduktion i framtiden.