På vintern i de norra delarna av Sverige faller stora mängder snö på kort tid. Detta medför problem för kraftvärmeverken för avfall. Snöblandat bränsle förs in i pannan och bidrar till en högre fukthalt än vad pannan är dimensionerad för. Detta försämrar driften och kan t.o.m. orsaka driftstopp. Ett högvärdigt bränsle måste därför tillsättas för att optimera driften under vintertid. Examensarbetet är utfört på kraftvärmeverket Sundsvall Energi i Korsta. Målet är att undersöka hur användningen av stödbränslet påverkar det ekonomiska utskottet, samt ge en rekommen-dation om hur stödbränslet skall användas på bästa sätt. I arbetet har vinterperioderna januari-april 2013 respektive 2014 jämförts för att klargöra eventuella skillnader i stödbränsleanvändningen. Den mängd avfall som förbrändes år 2013 var mindre än för 2014 med ca 9 500 ton. Den mängd stödbränsle som har förbränts är 3 375 ton för 2013 och 4 790 ton för 2014. Det blandade avfallet har ett värmevärde på ca 11 MJ/kg och stödbränslet har ett värmevärde på det dubbla, ca 22 MJ/kg. En högre andel av stödbränslet har tillförts under 2014 och har därmed påverkat driften positivt. En annan orsak till att driften har varierat kraftigt under vinterperioden 2013 respektive 2014 är att utomhustem-peraturen har varit varmare 2014. En beräkningsmässig del har utförts för att ta reda på hur stödbränslet bör ha fördelats under januari-mars med avseende till olika scenarion, där mängden snö och fukthalt varie-rar. Slutsatsen vid avslutat arbete är att dosera stödbränsle kontinuerligt under vinterperioden med hänsyn till den snömängd och fukthalt som bränslet innehar. En förslag presenteras om att ersätta stödbränslet genom att skydda avfallet från regn och snö vid mellanlagringen på Blåberget. Denna metod eller åtminstone en variant av den kan tänkas tillämpas i framtida bruk förutsatt att samtliga villkor uppnås.

Vetlanda Energi och Teknik AB (Vetab) är ett aktiebolag som ligger i Vetlanda. Vetab har konstaterat förluster i sitt fjärrvärmesystem som består av 18 pannor varav 6 bioeldade med en rökgaskondensor på 2 av de bioeldade. Enligt mass- och energibalanser för år 2009 så uppger Vetab en skillnad på 5000ton mer bränsle för uträknad massa med energibalans (som grundar sig på en ansatt verkningsgrad för pannorna på 85%) än den uppvägda levererade massan. Bränslet vägs upp på en krönt fordonsvåg på Stickan samt volymuppskattas vid leverans och fördelas sedan ut till de olika värmeverken. En del av inköpt bränsle vägs även upp enbart med hjullastare och volymbestäms i skopan. Volymen som uppskattas används sedan till att bestämma värmevärdet per kubikmeter samt till att beräkna en bulkdensitet för det levererade bränslet. Eftersom volymen kan ha minskat upp till 20±10% då bränslet transporterats till Vetab bidrar det även till att bulkdensiteten samt värmevärdet blir osäkert. Vid bestämning av osäkerheten för fordonsvågen hamnar den på ca 0,2% och för hjullastarvågen på 0,7%. En del osäkerheter har observerats i Vetab’s statistikprogram där summeringar görs på alla månaderna stundtals, och ibland summeras värdena med hjälp av medelvärden på årsbasis. Metoden utgår från att följa systemets energiflöden, där fokus läggs på bestämning av bränslekvalité och osäkerhet för invägning. Eftersom en av tyngdpunkterna i arbetet handlar om Vetabs metodhantering kräver detta att metoden i rapporten håller en hög standard, vilket resulterar i att allt är kritiskt granskat. Undersökningarna har skett vid Linnéuniversitet på Växjö campus med befintliga laborationsinstrument. Värmevärdet är bestämt med hjälp av en IKA C200 bombkalorimetersystem. Lagring av bränslet vid Vetab kan ske upp till ca 6 månader vilket resulterar i energiförluster på upp till 24%. Enligt resultatet från bestämningen av värmevärdet så ligger det 7,6% lägre än Vetabs och hela 13% under medelriktvärdet för skogsflis. Aspen hade en förlust på ca 21% när man jämför Vetabs prover med proverna som är tagna på Stickan. Jämför man Vetabs prover med värmevärdet hamnade förlusterna på 9.4%. Vid bestämning av fukthalten hos skogsflis så blev den 24%, medan fukthalten låg på 52 % för aspflis. Askhalten ligger inom riktlinjerna som ligger mellan 0,4-5% för biobränslen. För att sammanfatta arbetet så bör Vetab kontrollera sina rutiner för att minska sina osäkerheter på samtliga anläggningar, där kalibrering av mätare rekommenderas. Man bör allid väga allt bränsle som köps/skickas till anläggningarna. En konsult bör konsulteras för att bestämma verkningsgraden på samtliga pannor men även för att ge en mer noggrann tillsyn av statistikprogrammet. Slutsatsen blev att samtliga osäkerheter bör ses över om kapital finns.

The global energy demand supplies mainly from fossil fuels, which is neither sustainable nor environmentally friendly and aims to global warming. Therefore, both more investments in renewable energy sources such as bioenergy are required, as well as new technologies such as carbon capture and storage (CCS) to handle the emissions from existing combined heat and power (CHP) plants. In this degree project, the focus is to determine the moisture content, ash content, heating value, and elemental compositions of solid biofuel mixtures in real-time by utilizing the optical technique of near-infrared (NIR) spectroscopy. A total number of 150 samples of solid biofuel mixtures were prepared and illuminated by NIR light. All spectra of the samples were recorded in a wavenumber range of 12000 cm-1 – 400 cm-1 in a dish on a turn table which was in a moving mode with a speed of 0.5 m/s. Each sample was scanned three times to avoid, or at least minimize the deviation of the spectra and the samples were mixed between each scan to get more reliable representative spectra data. Partial least square regression models were created to analyze the spectra data. A data split was done randomly, 100 for calibration and 50 for validation. Then the data was pre-processed with different methods including multiplicative scatter correction (MSC), standard normal variate (SNV), Savitzky-Golay 1st derivative (SG 1st), Savitzky-Golay 2nd derivative (SG 2nd), and orthogonal signal correction (OSC) to reduce noise and scatter effect. The results of NIR spectra treated by OSC method obtained  , RMSE and SE of 0.900, 2.241 and 2.204, respectively for prediction of moisture content, 0.424, 0.913 and 0.922 for prediction of ash content, 0.640, 0.370 and 0.368 for prediction of heating value, respectively. The obtained prediction of  , RMSE and SE were 0.687, 0.066 and 0.058 for nitrogen, 0.636, 0.361 and 0.364 for carbon, 0.483, 0.269 and 0.270 for hydrogen, respectively. As the results shows, these models to predict the ash content and hydrogen content has a lower accuracy than what is expected in process modeling while the prediction of moisture content has the highest accuracy.

A high priority in order to combat climate change is disposal of waste. In low-income countries, a large portion of biomass residues generated in the forestry, agricultural and industrial sectors could be usable, instead of being seen as waste. For instance, it could be converted into biochar, which is proven to have many environmental benefits. In Rwanda, the agricultural sector employs 80% of the population and accounts for 35% of GDP. This sector, together with later refinement of crops and forestry production, cause large amounts of residue that many times is considered as waste. In this report, a literature study was conducted to evaluate possible biochar production from agricultural and wood wastes in Rwanda. Characteristics that determine if a biomass could be suitable for a biochar production were identified as C, H, O, N, S, hemicellulose, cellulose, lignin, ash and moisture content, residue-to-product ratio, and low heating value. These characteristics were assessed for the chosen Rwandan agricultural and wood wastes, by compiling values from published reports. The result shows that there are large volumes of residues that have potential for biochar production instead of being seen as waste in Rwanda. Biochar production from these wastes could enable environmental benefits for Rwanda, although further investigation of each single biomass could be needed in order to see if it is practically, technically and financially possible to do in reality. / För att bekämpa klimatförändringen är avfallshantering en hög prioritet. I låginkomstländer kan en stor andel av biomassarester som genereras i skogsbruk, jordbruks- och industrisektorer vara användbara, istället för att ses som avfall. Till exempel skulle det kunna omvandlas till biokol, som har visats sig ha många miljömässiga fördelar. I Rwanda arbetar 80% av befolkningen inom jordbrukssektorn och den står för 35% av BNP. Denna sektor, tillsammans med förädling av grödor och skogsbruksproduktion, orsakar stora mängder rester som många gånger betraktas som avfall. I denna rapport genomfördes en litteraturstudie för att utvärdera möjlig produktion av biokol från jordbruks- och träavfall i Rwanda. Egenskaper som avgör om en biomassa kan vara lämplig för en biokolsproduktion identifierades som C-, H-, O-, N-, S-, hemicellulosa-, cellulosa-, lignin-, ask- och fukthalt, samt andel avfall som uppstår i förhållande till färdig produkt och värmevärde. Dessa egenskaper utvärderades för det valda jordbruks- och träavfallet genom att sammanställa värden från publicerade rapporter. Resultatet visar att det finns stora volymer rester som har potential för biokolsproduktion istället för att ses som avfall i Rwanda. En biokolsproduktion från dessa avfall skulle kunna ge miljömässiga fördelar för Rwanda, även om ytterligare undersökning av varje enskild biomassa skulle behövas för att se om det är praktiskt, tekniskt och ekonomiskt möjligt att genomföra i verkligheten.

<h2>BIOGAS POTENTIAL IN GRASSES FROM WETLANDS</h2><p><em>Marvin Martins</em></p><p>The purpose of this study has been to survey wetlands that are suitable for mowing and to analyze the biogas potential in the harvested grasses. A preformed investigation showed that there are suitable wetlands, which can be harvestable, namely those mowed formerly in traditional haymaking. The practice of traditional haymaking is dying out in Sweden today but there are several good reasons why it should to be reconsidered. Nature- and cultural values are obvious, also the unutilized energy in the grass.</p><p>The suitable types of wetland that were specifically studied were the productive wetlands; meadow marshes and wet meadows. These wetlands are represented in the Swedish meadow- and pasture inventory database; (TUVA) and the Swedish national wetland inventory (VMI). Going through the databases showed that they largely complement each other. A geographical mapping was also carried out of wetlands in relation to areas of interest for the future establishment of biogas plants, so called “hotspots”. The geographical survey shows that there is ample amount of grass from wetlands within a 30-kilometer radius that can supplement the plants main substrate, manure. The map layer Swedish Ground Cover Data (SMD) together with GIS software was used to analyze the extent of overgrowth for the older VMI objects in Uppsala County, with the result that half of the VMI objects are no longer of interest. They have become either woodland and bogs, or reed beds.</p><p>There is very little information on wetland-grasses and methane production. Instead, a theory was evaluated regarding the possibility of transforming nutritional values for grass and sedges into biogas potentials. It was shown that this method does not capture the total biogas potential, but offers a minimum value that can be considered rather reliable. The energy transformation showed that late harvested grasses from wetlands has a biogas potential about 0, 21Nm³methane/ (kg, DM) which is about 60 % of the biogas potential for grass-legume forages. The gas yield after 20 days is also relatively low. It could though be favorable to try grasses from wetlands in methane production, because co-digestion with these grasses and other suitable materials could produce a higher net gas yield for the plant, than using the materials solely by themselves. The derived biogas potential showed that there is at least 4, 4 GWh biogas energy in grasses from wetlands in Uppsala county at a low estimate. Harvesting costs were however shown to be too high in the present to achieve a plus result.</p> / <h2>BIOGASPOTENTIAL HOS VÅTMARKSGRÄS</h2><p><em>Marvin Martins</em></p><p>Syftet med detta arbete har varit att kartlägga våtmarker i Biogas Östs region lämpliga att skörda samt att undersöka biogaspotentialen i detta våtmarksgräs. Undersökningen visar att det finns lämpliga våtmarker, så kallade slåtterängar, i den undersökta regionen. Traditionell slåtter är en utdöende företeelse i Sverige men det finns flera goda argument till varför den borde återupptas. Natur- och kulturvärden är givna sådana men även den outnyttjade energin i gräset.<em></em></p><p>Våtmarkstyper som specifikt har studerats är de produktiva våta slåtterängarna; fuktängar, strandängar och mader. Dessa våtmarker finns representerade i Ängs- och betesmarksinventeringens databas; TUVA och våtmarksinventeringens VMI. En genomgång av databaserna visade att de i stor utsträckning kompletterar varandra. En geografisk kartläggning har även utförts på slåttermarker i förhållande till intressanta områden för framtida biogasanläggningar, så kallade ”hotspots”. Kartläggningen visar att det finns gott om våtmarksgräs inom en tremilsradie som kan komplettera anläggningarnas huvudsubstrat, gödsel. Kartskiktet Svenska Marktäckedata (SMD) tillsammans med GIS-programvara har använts för att analysera hur mycket de äldre VMI-objekten i Uppsala län har växt igen, med resultatet att hälften av VMI-våtmarkerna är inaktuella i dagsläget. De har antingen växt igen med mossor och träd eller blivit vassbälten.</p><p>Det finns ytterst begränsat med information kring rötdata på våtmarksgräs. Istället utvärderades en teori, om fodervärden för ett par gräs- och starrarter kan omvandlas till biogaspotentialer. Det visade sig att denna metod inte ger den maximala biogaspotentialen men ett minimivärde erhålls som kan betraktas som ganska tillförlitligt. Energiomvandlingen visar att sent slåttat våtmarksgräs har en biogaspotential runt 0,21 Nm³ metan/(kg, TS) vilket är omkring 60 % av den odlade åkervallens biogaspotential. Gasutbytet efter 20 dagars rötning är också relativt lågt. Trots detta kan det vara fördelaktigt att röta våtmarksgräs, eftersom samrötning mellan detta och annat lämpligt material kan ge ett högre nettogasutbyte för anläggningen än rötning av de enskilda materialen var för sig. Den framtagna biogaspotentialen visar att det finns minst 4,4 GWh biogasenergi i våtmarksgräs från till exempel Uppsala län, lågt räknat. Slåtterkostnaderna har dock visat sig vara för höga för att få det att gå ihop ekonomiskt i dagsläget.</p>

BIOGAS POTENTIAL IN GRASSES FROM WETLANDS Marvin Martins The purpose of this study has been to survey wetlands that are suitable for mowing and to analyze the biogas potential in the harvested grasses. A preformed investigation showed that there are suitable wetlands, which can be harvestable, namely those mowed formerly in traditional haymaking. The practice of traditional haymaking is dying out in Sweden today but there are several good reasons why it should to be reconsidered. Nature- and cultural values are obvious, also the unutilized energy in the grass. The suitable types of wetland that were specifically studied were the productive wetlands; meadow marshes and wet meadows. These wetlands are represented in the Swedish meadow- and pasture inventory database; (TUVA) and the Swedish national wetland inventory (VMI). Going through the databases showed that they largely complement each other. A geographical mapping was also carried out of wetlands in relation to areas of interest for the future establishment of biogas plants, so called “hotspots”. The geographical survey shows that there is ample amount of grass from wetlands within a 30-kilometer radius that can supplement the plants main substrate, manure. The map layer Swedish Ground Cover Data (SMD) together with GIS software was used to analyze the extent of overgrowth for the older VMI objects in Uppsala County, with the result that half of the VMI objects are no longer of interest. They have become either woodland and bogs, or reed beds. There is very little information on wetland-grasses and methane production. Instead, a theory was evaluated regarding the possibility of transforming nutritional values for grass and sedges into biogas potentials. It was shown that this method does not capture the total biogas potential, but offers a minimum value that can be considered rather reliable. The energy transformation showed that late harvested grasses from wetlands has a biogas potential about 0, 21Nm3 methane/ (kg, DM) which is about 60 % of the biogas potential for grass-legume forages. The gas yield after 20 days is also relatively low. It could though be favorable to try grasses from wetlands in methane production, because co-digestion with these grasses and other suitable materials could produce a higher net gas yield for the plant, than using the materials solely by themselves. The derived biogas potential showed that there is at least 4, 4 GWh biogas energy in grasses from wetlands in Uppsala county at a low estimate. Harvesting costs were however shown to be too high in the present to achieve a plus result. / BIOGASPOTENTIAL HOS VÅTMARKSGRÄS Marvin Martins Syftet med detta arbete har varit att kartlägga våtmarker i Biogas Östs region lämpliga att skörda samt att undersöka biogaspotentialen i detta våtmarksgräs. Undersökningen visar att det finns lämpliga våtmarker, så kallade slåtterängar, i den undersökta regionen. Traditionell slåtter är en utdöende företeelse i Sverige men det finns flera goda argument till varför den borde återupptas. Natur- och kulturvärden är givna sådana men även den outnyttjade energin i gräset. Våtmarkstyper som specifikt har studerats är de produktiva våta slåtterängarna; fuktängar, strandängar och mader. Dessa våtmarker finns representerade i Ängs- och betesmarksinventeringens databas; TUVA och våtmarksinventeringens VMI. En genomgång av databaserna visade att de i stor utsträckning kompletterar varandra. En geografisk kartläggning har även utförts på slåttermarker i förhållande till intressanta områden för framtida biogasanläggningar, så kallade ”hotspots”. Kartläggningen visar att det finns gott om våtmarksgräs inom en tremilsradie som kan komplettera anläggningarnas huvudsubstrat, gödsel. Kartskiktet Svenska Marktäckedata (SMD) tillsammans med GIS-programvara har använts för att analysera hur mycket de äldre VMI-objekten i Uppsala län har växt igen, med resultatet att hälften av VMI-våtmarkerna är inaktuella i dagsläget. De har antingen växt igen med mossor och träd eller blivit vassbälten. Det finns ytterst begränsat med information kring rötdata på våtmarksgräs. Istället utvärderades en teori, om fodervärden för ett par gräs- och starrarter kan omvandlas till biogaspotentialer. Det visade sig att denna metod inte ger den maximala biogaspotentialen men ett minimivärde erhålls som kan betraktas som ganska tillförlitligt. Energiomvandlingen visar att sent slåttat våtmarksgräs har en biogaspotential runt 0,21 Nm3 metan/(kg, TS) vilket är omkring 60 % av den odlade åkervallens biogaspotential. Gasutbytet efter 20 dagars rötning är också relativt lågt. Trots detta kan det vara fördelaktigt att röta våtmarksgräs, eftersom samrötning mellan detta och annat lämpligt material kan ge ett högre nettogasutbyte för anläggningen än rötning av de enskilda materialen var för sig. Den framtagna biogaspotentialen visar att det finns minst 4,4 GWh biogasenergi i våtmarksgräs från till exempel Uppsala län, lågt räknat. Slåtterkostnaderna har dock visat sig vara för höga för att få det att gå ihop ekonomiskt i dagsläget.