Waste management is of growing concern with increasing amount of municipal waste generation and the industry standards are becoming stricter due to climate goals and sustainable development. Waste-to-energy (WTE) systems in the form of waste incineration have been promoted as a low-carbon energy source, but nevertheless have high greenhouse gas (GHG) emissions. Pyrolysis offers an alternative way of utilizing energy which at high temperatures and in the absence of oxygen thermally decomposes material and yields products such as synthetic gas and biochar. Bodø Storstue, a development project for a new sports arena in Northern Norway, has high ambitions for sustainable development. WTE by pyrolysis has been identified as a potential step toward reducing GHG emissions. Thus, this thesis looked into the technical and economic aspects of integrating pyrolysis as a decentralized WTE system. A simulation model was built in Aspen Plus, which shows the energy and mass balance through the different modules in the system. An economic analysis was performed using MS Excel which included the levelized cost of electricity and net present value calculation. The results suggest that the electricity demand in Bodø Storstue can be met by using pyrolysis for power generation, and that carbon can be stored in biochar which reduces the emissions compared to traditional waste incineration. Future studies should include a simulation model based on tested feedstock composition which would make the simulation more representative of true conditions. The price of biochar should also be included in the economic analysis to obtain more precise conclusions about the economic conditions that impact investment decisions. / Avfallshanteringen skapar en växande oro världen över med ökande avfallsmängder och strängare bestämmelser för industrianpassning till nya klimatmål och nya strategier för hållbar utveckling. Energiutvinningssystem ur avfall i form av direkt avfallsförbränning, s.k. waste-to-energy (WTE), har marknadsförts som en miljövänlig energikälla men låga utsläpp, men har trots detta en viss del fossilbaserad kolinnehåll samt höga helhetsutsläpp av växthusgaser. Pyrolysprocesser erbjuder ett alternativt sätt att utnyttja energi genom att termiskt bryta kolväten vid höga temperaturer och i frånvaro av syre ner till enklare molekyler och således generera gasformiga produkter samt biokol. Bodø Storstue är ett utvecklingsprojekt för att bygga en ny multifunktionell idrottsarena i norra Norge, med höga ambitioner för integrerat miljötänkande. WTE genom pyrolys har identifierats som en lovande åtgärd för att minska växthusgasutsläppen från arenan. Målet härmed är således att undersöka de tekniska och ekonomiska förutsättningarna for att integrera en nyutvecklad pyrolysprocess för arenan i form av ett decentraliserat kraftvärmeverk med lokal avfallshantering där också en del biokol utvinns i fast form för att potentiellt lagras som ren kol eller för att användas till jordförbättring. Simuleringsmodeller för kraftvärmesystemet byggdes i AspenPlusTM baserade på avfallspyrolys och syntesgasförbränning, som beräknar energi- och massbalanser genom olika delmoduler. I ett nästa skede utfördes förenklade ekonomiska analyser med andra verktyg för att sammanfatta elkostnader och nettonuvärdeuträkning. Resultaten tyder på att elbehovet i Bodø Storstue kan tillgodoses genom att använda avfallspyrolys för kraft- och värmegenerering, och att kol kan lagras i form av biokol vilket minskar utsläppen jämfört med traditionell avfallsförbränning. Framtida studier bör inkludera en simuleringsmodell baserad på testad och verklighetstrogen avfallssammansättning, vilket skulle göra simuleringen mer representativ för verkliga förhållanden på arenan. Värdet på biokol bör också inkluderas i den ekonomiska analysen för att få mer precisa slutsatser om de ekonomiska förutsättningarna.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-333198 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Perrens, Hannah Sofie |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:364 |
Page generated in 0.0024 seconds