Background According to the United Nations, climate change is one of the most challenging and urgent problems. To reduce emissions, various regulations have been introduced. Emissions trading (EU-ETS) and carbon dioxide tax are two economic instruments aimed at reducing greenhouse gas emissions. The industrial sector in Sweden today accounts for 31% of carbon dioxide emissions, and a common fossil energy carrier used is liquified petroleum gas (LPG). When LPG is burned, carbon dioxide is produced, contributing to climate change. By replacing LPG with a sustainable energy carrier, industries can reduce costs associated with emissions and thus increase competitiveness while lowering environmental impact. Therefore, there is a need for a framework that deals with both the economic and environmental impact that arises if alternative sustainable energy carriers replace LPG. Objectives The study’s objective is to evaluate alternative energy carriers that can phase out the use of LPG. The contribution of this study is a framework that analyzes and visualizes the economic and sustainable benefits of changing energy carriers. Methods A techno-economic model was developed by evaluating economic and sustainable indicators. A case study was conducted on a company that uses LPG in its manufacturing process. Eight different scenarios were set up where various energy carriers are used. Data concerning the different scenarios were collected. The scenarios were compared and analyzed based on the model to see which alternative energy carriers generate economic and sustainable improvements. Results The results from the case study show that all scenarios had an increased environmental performance compared to LPG. Either by reduced CO2 emissions or by being carbon dioxide neutral. From an economic perspective, only one scenario is more favorable than LPG, Bio- LPG. Bio-LPG reduces the total cost by 28.5%. Conclusions The study presents a model that can evaluate alternative energy carriers from an economic and environmental perspective. In many cases, a trade-off was discovered either being sustainable at a high cost or paying fees for emissions at a lower price. Alternative energy carriers exist with less environmental impact. Still, the technology for many of them is not sufficiently developed for large-scale production and use, which means that the cost is too high. Depending on the company's business strategy, the model can visualize the effects of a possible change of energy carrier. / Bakgrund Klimatförändringarna är ett av de mest utmanande och brådskande problemen enligt Förenta nationerna, för att minska utsläppen har olika regleringar införts. Handel med utsläppsrättigheter (EU-ETS) och koldioxidskatt är två ekonomiska styrmedel med syfte att minska växthusgasutsläppen. Industrisektorn i Sverige står idag för 31% av koldioxidutsläppen och en vanlig fossil energibärare som används är gasol. När gasol förbrännas produceras koldioxid som bidrar till klimatförändringar. Genom att byta ut gasol mot en hållbar energibärare kan industrier minska kostnader som är förknippade med utsläpp och på sådant vis öka konkurrenskraft, samtidigt som man minskar miljöpåverkan. Det finns därav ett behov av ett ramverk som behandlar både den ekonomisk och miljömässig påverkan som uppkommer om gasol byts ut mot alternativa hållbara energibärare. Syfte Syftet med studien är att utvärdera alternativa energibärare som kan fasa ut användandet utav gasol. Bidraget från denna studie är ett ramverk som analyserar och visualiserar de ekonomiska och hållbara fördelarna med att byta energibärare. Metod En tekno-ekonomisk modell utvecklades genom att utvärdera ekonomiska och hållbara indikatorer. En fallstudie utfördes på ett företag som använder gasol i sin tillverkningsprocess. Åtta olika scenarier sattes upp där olika energibärare används. Data rörande de olika scenarierna samlades in. Scenarierna jämfördes och analyserades utifrån modellen för att se vilka alternativa energibärare som genererar ekonomiska och hållbara förbättringar. Resultat Resultaten från fallstudien visar att alla scenarier hade en ökad miljöprestanda jämfört med gasol. Antingen genom minskade CO2-utsläpp eller genom att vara koldioxidneutrala. Ur ett ekonomiskt perspektiv är endast ett scenario mer gynnsamt än gasol, biogasol. Biogasol minskar den totala kostnaden med 28.5 %. Slutsatser Studien presenterar en modell som kan användas för att utvärdera alternativa energibärare utifrån ett ekonomiskt och hållbart perspektiv. En avvägning upptäcktes i många fall, antingen vara hållbar till hög kostnad eller betala avgifter för utsläpp till en lägre kostnad. Alternativa energibärare existerar som har mindre miljöpåverkan, men teknologin för många utav dem är ej tillräckligt utvecklad för storskalig produktion och användning vilket medför att kostanden är för hög. Beroende på vilken affärsstrategi företag har kan modellen visualisera effekterna vid ett eventuellt byte av energibärare.

Sweden has experienced a significant increase in installed solar power capacity between 2010 and 2020, driven by decreasing installation costs, government subsidies and widespread public interest. However, Sweden's geographical distribution of electricity generation and consumption presents challenges for the national grid. Recent instability in the electricity supply due to the war in Ukraine has prompted increased interest in residential battery energy storage systems (BESS) as a means to enhance energy resilience and reduce electricity bills. The rapid growth of the European residential BESS market is expected to continue, driven by the need for flexibility and energy-shifting services in response to increasing renewable energy production. BESS can provide economic benefits to households with installed PV systems through peak shaving, allowing them to store excess electricity during periods of high production and use it during peak demand. This thesis investigates photovoltaic (PV) and BESS performance and profitability for Swedish households under various conditions. The study considers parameters such as system costs, energy prices, grid tariffs and dynamic battery management strategies to investigate the profitability of the systems. The research aims to provide guidelines for households to maximize the benefits of their PV and BESS installations and minimize their dependence on the grid. The effectiveness and practicality of the developed method are demonstrated through verification in two real-world installations. The study’s findings demonstrate that electricity prices, household consumption and roof orientation highly influence the profitability of PV systems. If future electricity prices align with present forecasts, installations on north-facing roofs will not be profitable under any circumstances investigated in this study. A distinct correlation is also discernible between larger loads and improved economic viability for PV and BESS installations, while a smaller battery capacity results in higher economic viability. This reveals that BESS profitability currently is limited due to high installation costs. However, the potential for future BESS profitability is shown if battery costs are reduced and more advanced battery dispatch strategies are developed. / Sverige har upplevt en betydande ökning av installerad solkraftskapacitet mellan åren 2010 och 2020, drivet av faktorer som minskande installationskostnader, statliga bidrag och ett brett folkligt intresse. Geografiska skillnader mellan elproduktion och konsumtion i Sverige innebär utmaningar för elnätet. Instabilitet i elförsörjningen till följd av kriget i Ukraina har ökat intresset för batterilagringssystem i bostäder som ett medel för hushåll att öka deras energiresiliens och minska elkostnaderna. Den snabba tillväxten på den europeiska marknaden för batterilagringssystem förväntas fortsätta, drivet av behovet av flexibilitet i elnätet och energiomställningstjänster till följd av ökad produktion av förnybar energi. Batterilagringssystem kan ge ekonomiska fördelar för hushåll med installerade PV-system genom utjämning av effekttoppar, vilket gör att överskottsenergi kan lagras under perioder av hög produktion och användas under toppbelastning. Denna rapport undersöker prestanda och lönsamhet för solcells- och batterisystem för svenska hushåll under olika förhållanden. Studien utforskar betydande parametrar såsom systemkostnader, energipriser, nättariffer och dynamiska batterihanteringsstrategier för att undersöka lönsamheten för systemen. Detta ämnar till att ge riktlinjer för hushåll att maximera fördelarna med solcells- och batteri-installationer och minimera dess beroende av elnätet. Effektiviteten och praktikaliteten av den utvecklade metoden demonstreras genom verifiering i två verkliga installationer. Resultaten visar atta elpriser, hushållsförbrukning och takorientering i hög grad påverkar lönsamheten hos solcellsanläggningar. Om framtida elpriser stämmer överens med nuvarande prognoser kommer installationer på tak mot norr inte att vara lönsamma under några omständigheter som undersökts i denna studie. En tydlig korrelation kan också urskiljas mellan större elkonsumtion och förbättrad ekonomisk lönsamhet för PV och batteri-installationer, medan en mindre batterikapacitet resulterar i högre ekonomisk lönsamhet. Detta visar att batteriers lönsamhet för närvarande är begränsad på grund av höga installationskostnader. Potentialen för framtida lönsamhet för batterier visas dock om batterikostnaderna sänks och mer avancerade batterihanteringsstrategier utvecklas.

Research has shown that three-phase balancing alone can improve the operation of secondary distribution networks and that the addition of energy storage to the phase balancing power electronics further helps to alleviate the negative effects of phase unbalances. However, less attention has been paid to the economic potential of said technologies and particularly for loadside implementation. It appears that the deployment of phase balancers, with or without energy storage, is indeed hampered by uncertainty related to its economic feasibility, despite both technologies being commercially available. This thesis therefore aims to assess and compare the economic feasibility of the two configurations for peak shaving purposes in the context of residential property loads in Sweden. The assessment was performed using a specially developed deterministic techno-economic model taking into consideration historical load data from three Swedish real estate, cost estimations for a range of alternatives used when sizing the systems, applicable tariffs and fees for electricity and its distribution as well as technical parameters such as the capacities and efficiencies of the involved components. A novel approach was taken by linearly extrapolating the three load profiles into three sets of 91 synthesized load profiles to enable a larger dataset for analysis. The net present values generated for each set were then graphed and analyzed per original real estate. The results showed that both configurations can be economically feasible, but only under certain conditions. A phase balancer alone was found to be feasible for real estate whose peak currents are distinctly unbalanced and exceed 50 A, with the best expected rate of return for profiles exceeding 63 A since they enable a tariff switch. The combined system was found to be even more contingent on the tariff switch and therefore only feasible for peaks above 63 A. A substantial difference in the initial investment further makes the single phase balancer the preferred choice, unless the discount rate is as low as 2 % or less. On this basis, potential investors need to assess the state of unbalance of their loads and perform their own calculation based their load profile, cost of capital and applicable tariffs. / Tidigare forskning har visat att fasbalansering enskilt kan förbättra driften hos lokala distributionsnät och att ett batterisystem i tillägg till fasbalanserarens kraftelektronik ytterligare kan minska de negativa effekterna av fasobalanser. Däremot har mindre uppmärksamhet riktats mot den ekonomiska genomförbarheten hos dessa teknologier och i synnerhet för implementation på lastens sida av elmätaren. Det tycks vara så att spridningen av fasbalanserare, med eller utan energilagring, hindras av osäkerheten kring dess ekonomiska potential trots att båda teknologierna är kommersiellt tillgängliga. Detta arbete ämnar därför att värdera och jämföra den ekonomiska nyttan hos de två konfigurationerna vid toppreducering av fastighetselen i svenska bostadsfastigheter. Värderingen utfördes med hjälp av en särskilt utvecklad deterministisk tekno-ekonomisk modell som beaktade historiska lastdata från tre svenska fastigheter, kostnadsuppskattningar för en uppsättning av konfigurationer som användes vid dimensionering av systemen, applicerbara tariffer och avgifter för elektricitet och dess distribution samt tekniska parametrar såsom kapaciteter och verkningsgrader för de olika komponenterna. Ett annorlunda tillvägagångssätt tillämpades vidare för att utöka datamängden genom linjär extrapolation av lastprofilerna, vilket resulterade i tre uppsättningar av 91 syntetiserade lastprofiler. Nettonuvärdet beräknades följaktligen för varje profil och investeringsalternativ för att sedan plottas och analyseras per ursprunglig fastighet. Resultaten visade att båda konfigurationerna kan uppvisa lönsamhet, men endast under särskilda förutsättningar. Den enskilda fasbalanseraren bedömdes som lönsam för fastigheter vars strömtoppar är påtagligt obalanserade och som överstiger 50 A, med största möjliga lönsamhet för profiler som överstiger 63 A då dessa möjliggör ett tariffbyte. Det kombinerade systemets lönsamhet bedömdes vara ännu mer beroende av tariffbytet och därför endast lönsamt för strömtoppar över 63 A. En betydligt större grundinvestering för det kombinerade systemet gör vidare att den enskilda fasbalanseraren i regel är att föredra, såvida inte kalkylräntan är så låg som 2 % eller mindre. Baserat på detta uppmanas potentiella investerare att undersöka balanstillståndet hos deras laster och att utföra en egen kalkyl baserat på deras specifika last, kapitalkostnad och nätföretag.