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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-318499 |
| Date | January 2022 |
| Creators | Lopez Bonilla, Laura Marcela |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2022:485 |
Page generated in 0.0027 seconds