Biogas is of growing interest in Sweden, and a public inquiry suggested the government to set a goal of producing 10 TWh biogas in 2030 although only 2 TWh biogas was produced in Sweden in 2018 (Regeringskansliet, 2019) (Klackenberg, 2019). To achieve this optimistic goal and to meet the increased demand of biogas, new biogas production facilities needs to be built. The purpose of this report is to investigate the economic feasibility for the development of a biogas recovery process adjoined to an incineration facility in Sweden. The report first gives an overview of the largest incineration facilities in Sweden. The largest quantity of food waste was estimated in Gothenburg to be 56´744 WRQ SeU \eaU. For the economic feasibility, a conceptual facility was constructed with 169´000 ton residual waste per year of which 45´000 ton was food waste. A biogas process model was built in Excel where the biogas potential was calculated using characteristics for food waste. The annual production of liquid biogas was estimated to 43´970 MWK. The economic evaluation was based on the conceptual facility. In the baseline scenario the incomes for the process was the value of liquid biogas, 25,6 MSEK per year, a Gate-fee synergy of 5 MSEK per year and a Tax deduction synergy of 1 MSEK per year. The investment cost was estimated to 211,6 MSEK and the Operation & Maintenance cost was estimated to 6,3 MSEK per year. This resulted in an NPV of 69,5 MSEK and an IRR of 10,3% for the project, indicating a profitable investment. Three different scenarios were considered, apart from the baseline scenario, where the first excluded all synergies with the incineration facility, which generated an NPV of 2,3 MSEK. The second scenario only considered the minimal gate-fee synergy which gave an NPV of 37,8 MSEK. Finally, the third scenario where all synergies were included, and an additional investment grant was introduced gave the project an NPV of 111,8 MSEK. A sensitivity analysis was also conducted which showed that the input of food waste treated, weighted average cost of capital and potential grants had the biggest impact on the financial results. None of the results from the sensitivity analysis showed a negative NPV. / Intresset för biogas växer i Sverige och i en statlig utredning föreslogs regeringen att sätta upp ett mål att producera 10 TWh biogas 2030 (Regeringskansliet, 2019). Detta kan jämföras med 2018 då endast 2 TWh producerades (Klackenberg, 2019). För att uppnå detta optimistiska mål och för att möta den ökade efterfrågan på biogas behöver nya produktionsanläggningar byggas. Syftet med denna rapport är att undersöka de ekonomiska möjligheterna för utvecklingen av en biogasanläggning angränsad till en förbränningsanläggning i Sverige. Rapporten ger först en översikt över de största förbränningsanläggningarna som behandlar hushållsavfall i Sverige. Det uppskattades att den största mängden matavfall som går till förbränning i Sverige är i Göteborg där 56´744 ton matavfall förbränns per år. För att bestämma de ekonomiska förutsättningarna konstruerades en konceptuell anläggning som behandlar 169´000 ton restavfall per år varav 45 000 ton består av matavfall. En biogasprocess modellerades i Excel där den potentiella biogasen beräknades baserat på matavfallets karaktäristik. Slutligen uppskattades den årliga produktionen av flytande biogas till 43´970 MWh. Den ekonomiska utvärderingen baserades på den konceptuella anläggningen. I grund-scenariot bestod inkomsterna för av den flytande biogasen som motsvarade 25,6 MSEK per år, en ´gatefee´-synergi på 5 MSEK per år och en ´skatteavdrags´-synergi motsvarande 1 MSEK per år. Investeringskostnaden uppskattades till 211,6 MSEK och Operation & Maintenancekostnaderna uppskattades till 6,3 MSEK. Detta gav projektet ett nettonuvärde på 69,5 MSEK och en internränta på 10,3% vilket indikerar en lönsam investering. Vidare undersöktes även tre olika scenarier, utöver grund-scenariot, där det första utesluter alla synergier vilket gav ett nettonuvärde på 2,3 MSEK. Det andra scenariot beaktade endast den minimala ´gate-fee´-synergin vilket gav ett nettonuvärde på 37,8 MSEK. Det tredje scenariot inkluderade alla synergier samt ett investeringsbidrag vilket resulterade i ett nettonuvärde på 111,8 MSEK. En känslighetsanalys genomfördes också som visade att tillförseln av behandlat matavfall, kapitalkostnaden och potentiella investeringsbidrag hade den största påverkan på de finansiella resultaten. Inget av resultaten från känslighetsanalysen visade ett negativt nettonuvärde.

Im Mittelpunkt der Arbeit steht die prozess- und steuerungstechnische Untersuchung der biologischen Trocknung von Restabfällen im dynamischen Reaktor. Die gezielte Kombination von biologischen und mechanischen Prozessen innerhalb eines Reaktors führt zu Eigenschaften des Outputmaterials, die die prinzipielle Überlegenheit des dynamischen Reaktors hinsichtlich Prozessbeeinflussbarkeit und Produktqualität deutlich belegen. Die vorgestellte Steuerungslösung besteht aus einem Modul zur Klassensteuerung, der in eine übergeordnete Ablaufsteuerung eingebettet wurde. Diesem Aufbau liegt die Feststellung zu Grunde, dass beim diskontinuierlich geführten Prozess die Eigenschaften des Reaktor-Abfall-Systems von Charge zu Charge sehr unterschiedlich ausfallen können. Mit fortschreitender Prozesszeit können bestimmte Eigenschaften, im konkreten Fall Wassergehalt und Aktivität des Materials aus dem Prozessverlauf selbst bestimmt werden. Voraussetzung dazu ist die Schaffung von vergleichbaren Prozessbedingungen durch eine vorgegebene Reihenfolge von Handlungen zu Beginn des Prozesses. Ab einem bestimmten Informationsstand kann die bis dahin schematische in eine automatische Prozessführung überführt werden. In dieser werden an die aktuelle Prozesssituation angepasste Handlungen ausgeführt.

Statische Rottereaktoren sind mit ihrem Festbett das vorherrschende technologische Konzept zur biologischen Behandlung von Restabfall (MBA) und zur Bioabfallkompostierung. Auftretende prozesstechnische Probleme beim Reaktorbetrieb waren die Motivation zur vorliegenden Arbeit. Untersucht wurde das Betriebsverhalten am Beispiel von MBA-Anlagen. Die Bedingungen und Vorgänge wurden im Kontext von Stoffsystem und technischem System unter Anwendung verfahrenstechnischer Methoden analysiert. Für Großanlagen geeignete experimentelle Methoden wurden entwickelt und das Betriebsverhalten im Istzustand und im modifizierten Anlagenzustand beschrieben. Es wurden signifikante Beeinflussungen der Rottebedingungen durch Stoffsystem und Prozessführung unter Einwirkung der Technik deutlich. Die prozessrelevanten Einflussfaktoren sowie deren Ursachen und Wirkungen auf das Betriebsverhalten konnten analysiert und zahlreiche konzeptions- und konstruktionsbedingte Probleme statischer Rottereaktoren identifiziert werden. Als besonders problematisch zeigten sich stochastisch und systematisch auftretende Vorzugsströmungen aufgrund der Heterogenität des Haufwerks und undefinierte Bedingungen zur Belüftung aufgrund schwankender Druckbedingungen im Prozessluftsystem und gegenseitiger Beeinflussungen. Aus den Ergebnissen wurden Maßnahmen für einen verbesserten Betrieb bestehender Anlagen und Lösungen für zukünftige Anlagen abgeleitet / With their fixed bed, static reactors are the predominant technological concept for the biological treatment of residual waste (MBT) and for the composting of bio-waste. Process-based problems in the reactor operation were the motivation for the present work. The operating behavior was examined using the example of MBT plants. The conditions and processes were analyzed in the context of the material system and the technical system using process engineering methods. Experimental methods suitable for real plants were developed and the operating behavior in the current state and in the modified plant state was described. Significant influences on the rotting conditions by the material system and process management under the effect of technology became apparent. The process-relevant influencing factors and their causes and effects on the operating behavior could be analyzed and numerous concept- and construction-conditioned problems of static reactors could be identified. Stochastic and systematic preference flows due to the heterogeneity of the material in the reactor and undefined conditions for ventilation due to fluctuating pressure conditions in the process air system and mutual influences were particularly problematic. Technical measures for improved operating behavior of existing plants and solutions for future plants were derived from the results.

Almost five million tonnes of household waste was generated in Sweden in 2018, half of which was residual waste sent for incineration with energy recovery. For materials that can not be recycled or biologically treated, incineration with energy recovery is considered a preferred management option. The issue is that the fraction for residual waste contains considerable amounts of wrongly sorted materials, such as food waste and plastic packaging, which can be recycled or biologically treated, thus causing a smaller environmental impact. To quantify the composition and waste quantities of the wrongly sorted materials a waste composition analysis of the residual waste from four community bins in Västmanland county was conducted. The analysis revealed that about two-thirds of the waste was wrongly sorted and only one-third was actual residual waste. Life cycle analysis was subsequently used to calculate the carbon footprint of the wrongly sorted food waste and plastic packaging waste as well as the carbon footprint from optimal sorting and treatment of the materials. The investigation concluded that for food waste, anaerobic digestion caused a smaller climate impact than incineration with energy recovery and for plastic packaging, recycling generated a smaller climate impact than incineration with energy recovery. The size of the carbon footprint for the different management methods was in line with the priority order given in the waste hierarchy, stated in Swedish legislation.  However, the size of the potential climate savings partly depended on the choices made in the life cycle analysis where the most sensitive parameters were related to external production of heat, polymer resin and vehicle fuel. If the potential climate savings is extrapolated for VafabMiljö's entire collecting area, the total climate savings per year would be 8 263 tonnes of carbon dioxide equivalents per year for food waste and 2 070 tonnes of carbon dioxide equivalents per year for plastic packaging waste. This would be equivalent to driving 1 250 laps around the Earth with a car every year or flying 14 900 times Sweden–Thailand back and forth every year. / Nästan fem miljoner ton hushållsavfall genererades i Sverige under 2018, varav ungefär hälften skickades till energiåtervinning. För avfall som inte kan materialåtervinnas eller behandlas biologiskt anses energiåtervinning vara den bästa metoden för avfallshantering. Problemet är att stora mängder återvinningsbart material såsom matavfall och plastförpackningar felaktigt hamnar i restavfallet när det istället hade kunnat återvinnas och på så sätt medfört en mindre miljöpåverkan. För att kvantifiera samansättning och avfallsmängder av det felaktigt sorterade materialet, gjordes en plockanalys på restavfallet från fyra miljöbodar i Västmanland. Analysen visade att ungefär två tredjedelar av materialet var felaktigt sorterat och endast en tredjedel utgjordes av övrigt restavfall. Livscykelanalys användes därefter för att beräkna klimatavtrycket för det felaktigt sorterade matavfallet och för plastförpackningarna som återfanns i restavfallet såväl som klimatavtrycket för optimal sortering och hantering av materialen. Ordningen i avfallshierarkin visade sig stämma väl överens med klimatavtrycket från de olika behandlingsmetoderna i det undersökta området. För matavfall innebar rötning en lägre klimatpåverkan än energiåtervinning och för plastförpackningar medförde materialåtervinning en lägre klimatpåverkan än energiåtervinning. Storleken på besparingarna av växthusgaser berodde dock till viss del på val av inparametrar och de faktorer som främst påverkade var alternativ produktion av värme, plastråvara och drivmedel. Om resultaten extrapoleras över hela VafabMiljös upphämtningsområde så skulle de totala klimatbesparingarna för matavfall vara 8 263 ton koldioxidekvivalenter per år och för plastförpackningar 2 070 ton koldioxidekvivalenter per år. Dessa besparingar är jämförbara med bilkörning motsvarande 1 250 varv runt jorden varje år eller 14 900 tur- och returresor med flyg Sverige–Thailand varje år.

Im Mittelpunkt der Arbeit steht die prozess- und steuerungstechnische Untersuchung der biologischen Trocknung von Restabfällen im dynamischen Reaktor. Die gezielte Kombination von biologischen und mechanischen Prozessen innerhalb eines Reaktors führt zu Eigenschaften des Outputmaterials, die die prinzipielle Überlegenheit des dynamischen Reaktors hinsichtlich Prozessbeeinflussbarkeit und Produktqualität deutlich belegen. Die vorgestellte Steuerungslösung besteht aus einem Modul zur Klassensteuerung, der in eine übergeordnete Ablaufsteuerung eingebettet wurde. Diesem Aufbau liegt die Feststellung zu Grunde, dass beim diskontinuierlich geführten Prozess die Eigenschaften des Reaktor-Abfall-Systems von Charge zu Charge sehr unterschiedlich ausfallen können. Mit fortschreitender Prozesszeit können bestimmte Eigenschaften, im konkreten Fall Wassergehalt und Aktivität des Materials aus dem Prozessverlauf selbst bestimmt werden. Voraussetzung dazu ist die Schaffung von vergleichbaren Prozessbedingungen durch eine vorgegebene Reihenfolge von Handlungen zu Beginn des Prozesses. Ab einem bestimmten Informationsstand kann die bis dahin schematische in eine automatische Prozessführung überführt werden. In dieser werden an die aktuelle Prozesssituation angepasste Handlungen ausgeführt.

This thesis investigates the opportunities and challenges regarding urban oyster mushroomproduction (Pleurotus Ostreatus) employing urban-based materials in Stockholm Stad as agrowing medium. Additionally, the availability of the five most suitable substrates has beenfurther explored with the indicator’s availability in Stockholm Stad, and the Biologicalefficiency (BE%) for a suitable growing medium and the quantity of the substrates have beenmapped out. In response to climate change and an uncertain future, cities need to be resilientto disasters and meet essential needs like water, food, and energy. Due to the COVID-19pandemic, the Swedish government plans to increase self-sufficiency by developing the lawof public procurement to prioritize buying locally produced goods. However, imported foodis cheaper than Swedish goods, making it difficult for domestic products to compete.Moreover, a major part of Sweden’s waste management consists of the combustion of variouswaste, which is being on a lower priority on the Waste hierarchy. Therefore, assessing thepossible areas of use such as oyster mushroom cultivation could likely add further value tothe residual waste streams investigated. Using Material Flow Analysis (MFA), interviews,and literature review, relevant data and information was collected to locate the five mostsuitable substrates: (1) wood waste from arborists and wood workers, (2) paper waste, (3)cardboard waste, (4) Spent Coffee Grounds (SCG) from five of the biggest chains coffeeshops in Stockholm Stad, (5) garden waste collected from a collection company. Theestimated availability of each residual waste stream has been mapped out with paper wastebeing 15’805’567 kg, 20’560’580 kg (cardboard), 64’166’500 kg wood waste, 3’939’664,2kg garden waste, and 152’121,7 kg (SCG). The BE% is ranging from 18,61% for SCG, woodwaste to 64,69%, garden waste to 95,3%, paper to 112,4%, and cardboard with a BE% of117,5%. Moreover, the BE% will vary depending on the preparation of the substrate and thegrowing conditions of the mushrooms. The oyster mushroom's estimated kilo price is 245SEK/kg, with a potential yearly value of the oyster mushroom is estimated to beapproximately 128’333’000 SEK. This thesis highlights the potential of oyster mushroomcultivation potential where Stockholm Stad has the capacity to be locally self-sufficient whenlooking at the quantity of substrate available. Additionally, the results display the value ofusing residual waste streams as a resource in other ways than energy recovery. / Detta examensarbete undersöker möjligheterna och utmaningarna när det gäller urbanostronsvampproduktion (Pleurotus ostreatus) med stadsbaserade material i Stockholm Stad somodlingsmedium. Dessutom har tillgången på de fem mest lämpliga substraten undersökts ytterligaremed indikatorns tillgänglighet i Stockholm Stad och den biologiska effektiviteten (BE%) för ettlämpligt odlingsmedium och mängden av substraten har kartlagts. Som svar på klimatförändringaroch osäker framtid är det viktigt för städer att vara motståndskraftiga mot katastrofer och tillgodoseväsentliga behov som vatten, mat och energi. På grund av COVID-19 pandemin planerar den svenskaregeringen att öka självförsörjningen genom att utveckla lagen om offentlig upphandling för attprioritera köp av lokalt producerade varor. Den importerade maten är billigare än svenska varor, vilketgör det svårt för inhemska produkter att konkurrera. En stor del av Sveriges avfallshantering bestårdessutom av förbränning av olika avfall, vilket är lägre prioriterat i Avfallshierarkin. Därför kan enbedömning av möjliga användningsområden, såsom ostronsvampodling, sannolikt tillföra ytterligarevärde till de undersökta restavfallsströmmarna. Med hjälp av MFA, intervjuer och litteraturstudiersamlades relevant data och information in för att lokalisera de fem mest lämpliga substraten: (1)träavfall från arborister och träarbetare, (2) pappersavfall, (3) kartongavfall, (4) SCG från fem av destörsta kafékedjorna i Stockholm Stad, (5) Trädgårdsavfall som hämtas från ett insamlingsföretag.Den uppskattade tillgängligheten för varje restavfallsström har kartlagts med pappersavfall på15,805,567 kg, 20,560,580 kg (kartong), 64’166’500 kg träavfall, 3’939’664,2 kg trädgårdsavfall och152’121,7 kg (SCG). BE% varierar från 18,61% för SCG, träavfall till 64,69%, trädgårdsavfall95,3%, papper 112,4% och kartong med en BE% på 117,5%. Dessutom kommer BE procenttalet attvariera beroende på preparationen av substraten och svampens odlingsförhållanden. Ostronsvampensestimerade kilopris är 245 SEK/kg, med ett potentiellt årligt värde på ostronsvampen uppskattas tillcirka 128’333’000 SEK. Detta arbete belyser potentialen för ostronsvampsodlingspotential därStockholm Stad har kapacitet att vara lokalt självförsörjande när man tittar på mängden tillgängligtsubstrat. Dessutom visar resultaten värdet av att använda restavfallsströmmar som en resurs på andrasätt än energiåtervinning.