| 1. |
- Berntsson, Thore, 1947, et al.
(författare)
-
Towards Sustainabel Oil Refinery - Pre-study for larger co-operation project
- 2008
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- In this report, the Chalmers EnergiCentrum (CEC) presents the results of a pre-study commissioned by Preem relating to the effective production of future vehicle fuels.This pre-study was made up of three studies focusing on energy streamlining, the utilisation of waste heat and carbon-dioxide separation and biorefinement relating to the gasification and hydration of vegetable oils. One of the common starting points for these studies was the current situation at the Preem refineries in Göteborg and Lysekil from where the measurement data were obtained and analysed. The report summarises the knowledge situation based on current research in the individual technical fields. The results present some interesting future opportunities for developing the sustainable production of future vehicle fuels. The sections vary, as the areas that have been examined differ and the sections have been written by different people. The reports ends with some joint conclusions and a number of questions which could be included and answered in a more extensive future main study, as part of a developed research partnership between Preem and the Chalmers University of Technology. The preliminary results of this work were analysed with the client at workshops on 1 October and 29 November 2007. The report is written in English combined with an extensive summary in Swedish including a proposal on a future main study. The study was conducted by the Chalmers EnergiCentrum (CEC), in collaboration with a number of researchers in the CEC’s network. They included Thore Berntsson, Jessica Algehed, Erik Hektor and Lennart Persson Elmeroth, all from Heat and Power Technology, Börje Gevert, Chemical and Biological Engineering, Tobias Richards, Forest Products and Chemical Engineering, Filip Johnsson and Anders Lyngfelt, Energy Technology, and Per-Åke Franck and Anders Åsblad, CIT Industriell Energianalys AB. The client, Preem, was represented by Bengt Ahlén, Sören Eriksson, Johan Jervehed, Bertil Karlsson, Gunnar Olsson, Ulf Kuylenstierna, Stefan Nyström, Martin Sjöberg and Thomas Ögren. Tobias Richards was responsible for compiling the report and Bertil Pettersson was the project manager.
|
|
| 2. |
- Johnsson, Filip, 1960, et al.
(författare)
-
Avskiljning, transport och lagring av koldioxid i Sverige Behov av forskning och demonstration
- 2019
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Denna rapport redovisar resultatet av en utredning kring behov av forskning och demonstration av koldioxidavskiljning och lagring från fossila (CCS) och biogena utsläppskällor (BECCS). Rapporten är framtagen på uppdrag av Energimyndigheten för att utgöra ett underlag till Energimyndighetens regeringsuppdrag "Innovationsfrämjande insatser för att minska processindustrins utsläpp av växthusgaser". Det är främst två anledningar till att avskiljning och lagring av koldioxid kan behöva användas i Sverige: · Allt pekar på att CCS krävs för att svensk process- och basindustri ska lyckas möta det svenska utsläppsmålet att det senast år 2045 inte ska finnas några nettoutsläpp av växthusgaser till atmosfären. Det är dock viktigt att understryka att CCS inte ersätter andra åtgärder i industrin utan är en del av en portfölj av åtgärder som krävs om det överhuvudtaget ska vara någon chans att nå utsläppsmålen. · Tillämpat på processer som använder biomassa som bränsle eller råvara kan BECCS bidra till negativa utsläpp. Detta är både i enlighet med det svenska målet att nå negativa utsläpp efter 2045 och troligtvis nödvändigt för världen om ett 1,5-gradersmål ska nås. Sverige har gynnsamma förutsättningar att tillämpa BECCS, som även skulle kunna kompensera för utsläpp i sektorer där kostnaden (per ton koldioxid) att nå nollutsläpp är hög, till exempel i flygsektorn. Baserat på en genomgång av de svenska förutsättningarna för forskning och demonstration av CCS och BECCS ger denna rapport följande rekommendationer (där punkterna 2-9 kan ses som delar av 1): 1.Sverige behöver en nationell strategi för CCS och BECCS som innefattar hela kedjan forskning, demonstration och kommersiell implementering och där det blir tydligt vilka industrier och myndigheter som berörs av en sådan strategi. Strategin bör baseras på en beskrivning av de svenska förutsättningarna för CCS och BECCS och bör inkludera tekniker, finansiering och juridiska och miljömässiga förutsättningar samt hur CCS och BECCS kopplar till andra utsläppsminskande åtgärder på de processer där tekniken är aktuell. Strategin bör förhålla sig till utvecklingen i Norge, eftersom lagring i ett inledande skede troligtvis kommer ske där. En svensk CCS-strategi bör utgöra en del av en sammanhållen industripolitik som relaterar till den svenska klimatpolitiken med målet om noll nettoutsläpp till år 2045, och att utsläppen därefter ska bli negativa. 2. Det är av stor vikt att CCS och BECCS analyseras som en helhet och inte betraktas som olika tekniker. Inte minst kommer koldioxidavskiljning kunna tillämpas på anläggningar som har en mix av fossila och biogena utsläpp (till exempel avfallseldade kraftvärmeverk). 3. Det bör för varje industri (en eller flera anläggningar) som har årliga punktutsläpp över en viss nivå (till exempel 100 kt CO2 per anläggning) utredas hur en sådan industri skulle kunna uppnå nollutsläpp där följande bör ingå: · Identifiering av nyckelåtgärder och dess tekniker, inklusive bedömning av industrins framtid i en utsläppsbegränsad värld (vilket kan påverka bedömningen av storleken på de framtida utsläppen som kan vara föremål för CCS och BECCS). · Mognadsnivåer (TRL-nivåer) på tekniker som finns tillgängliga för att minska utsläppen mot noll. · Identifiering av kunskapsläge (svenskt och internationellt) samt forsknings- och demonstrationsbehov. · Uppskattning av kostnaden i kr/ton CO2 för nollutsläpp samt jämförelse med förväntad utveckling av priset på utsläppsrätter i EU:s handelssystem. · Bedömning av påverkan på priset på industrins produkter samt på nyckelprodukter längst ut i värdekedjan där industrins produkter används som insatsvara. · Identifiering av vad som krävs affärs- och finansieringsmässigt för att möta utsläppsmålet. · Om CCS visar sig vara en viktig teknik för att uppnå nära nollutsläpp så bör industrin ingå i den nationella CCS-strategin (punkt 1). 4. Villkoren för lagring på norskt territorium i närtid bör utredas givet olika antaganden om lagringsmängder. Samtidigt bör möjligheterna och potentialen för lagring av koldioxid inom svenskt territorium utredas i större detalj. Ett sådant arbete bör kunna svara på om, och i så fall för vilka volymer, detta är realistiskt. Här bör första steget vara att det tas fram och motiveras vilken typ av beslutsunderlag som behövs för att bedöma om lagring på svenskt territorium är rimligt (inklusive att utreda möjligheterna för att ändra Helsingforskonventionen så att lagring i Östersjöområdet tillåts). Ett första arbete bör ha som mål att fastställa vilken tidsram och vilka resurser som krävs för att få fram en sådan bedömning. Om lagringsvolymen inom svenskt territorium bedöms vara alltför begränsad för att lagring på svenskt territorium ska vara intressant, bör det analyseras vad samverkan på längre sikt med andra länder och då speciellt med Norge innebär. 5. Det bör skyndsamt utredas vilka möjligheter som kan finnas för att hantera den finansiella risken vid investering och drift av de olika delarna i CCS- och BECCS-kedjan och vilken roll staten kan spela för att minska risken. Det bör även undersökas om det för de industrier som kan vara föremål för CCS går att hitta nya sätt att prissätta klimatåtgärderna längst ut i värdekedjan, det vill säga så att slutkonsumenten ser merkostnaden av en klimatneutral produkt samt hur detta kan användas för finansiering av utsläppsminskande åtgärder inklusive CCS. 6. Delvis kopplat till punkt 3 bör det initieras forskning som analyserar CCS tekniken i ett vidare systemperspektiv där det givet olika scenarier och antaganden över hur de svenska punktutsläppen kan komma att utvecklas, studeras vilken roll CCS och BECCS kan ta i en övergripande portfölj av utsläppsminskande åtgärder för svensk industri. Sådana studier bör omfatta hela kedjan avskiljning, transport och lagring och ta hänsyn till utvecklingen på bränsle- och insatsvarorna för de olika industrierna och energianläggningarna som kan komma ifråga för CCS och BECCS (till exempel tillgången på och konkurrens om olika biomassafraktioner). Denna forskning bör ge viktigt bidrag till att dels sätta ramarna för hur svensk basindustri kan bidra till att nå de svenska klimatmålen, och dels till en svensk CCS strategi (punkt 1). 7. Då avskiljningsdelen för CCS och BECCS är den del där det finns störst potential att minska kostnaderna över tid bör en svensk forskningsstrategi möjliggöra finansiering av forskning av både grundläggande och tillämpad karaktär och utgöra en del av den nationella CCS- och BECCS-strategin. Det är alltså viktigt att det även satsas tillräckligt med forskningsmedel på tekniker som redan idag bedöms som tekniskt möjliga att implementera – inte minst för att bidra till kostnadsminskningar och hög tillförlitlighet – och att forskningssatsningar kopplas till förutsättningar som gäller i svensk process- och energiindustri. 8. Det bör så snart som möjligt planeras för ett svenskt demonstrationsprojekt som omfattar hela kedjan; avskiljning, transport och lagring. Givet de långa ledtiderna i energi- och processindustrin är det viktigt att snarast ta fram en färdplan mot demonstration. En sådan färdplan ska vara så heltäckande som möjligt och innehålla en utvärdering och plan för val av industri/anläggning, teknikval, finansiering, juridik och miljökonsekvensbeskrivning och andra aspekter som bedöms relevanta. I nuläget (2018) är det Stockholm Exergi, Preem och Cementa som har kommunicerat CCS och BECCS som del av deras framtida åtgärder för att minska utsläppen och dessa kan därför utgöra kandidater för demonstration. 9. Det bör snarast utredas hur de hinder som kopplar till juridik, styrmedel och regleringar kan övervinnas. Speciellt viktigt är att utreda hur nuvarande barriärer kopplat till Londonprotokollet och båttransport av koldioxid inom EU-ETS kan övervinnas. Det bör också studeras hur det kan skapas incitament för negativa utsläpp. Studier av allmänhetens uppfattning om CCS – där det är viktigt att hela kedjan avskiljning, transport och lagring ingår - bör kopplas till explicita implementeringsprojekt snarare än generella studier.
|
|
| 3. |
- Biermann, Max, 1989, et al.
(författare)
-
Evaluation of Steel Mills as Carbon Sinks
- 2018
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- The iron and steel industry is one of the industries with the largest global contribution to CO2 emissions. Possible mitigation options include use of biomass and carbon capture and storage. Combining these two mitigation options, this study evaluates the potential for BECCS at an integrated steel mill in Sweden. The injection of pulverized biocoal from torrefaction or pyrolysis into a blast furnace and CO2 capture by amine absorption of the blast furnace gas leaving at the top of the furnace can reduce CO2 site emissions by up to 61 %, when accounting for negative emissions (biogenic CO2 being captured). The mitigation cost are estimated to 43 – 100 € per tonne CO2 avoided, depending primarily on biomass prices and the share of biomass used in the process (the study assumes a cost effective capture rate of 84%). Besides a reduction in CO2 emissions, the study highlights the potential for green by-products from injecting biogenic carbon into the blast furnace in the form of renewable electricity and CO2 neutral steel. The study concludes that it is theoretically possible to reach carbon neutrality or even net-negative emissions in an integrated steel mill, but this would require considerable process changes and high demand of biomass. Nonetheless, the implementation of BECCS based on feasible biomass injection volumes in integrated steel mills is interesting as a near-term and possibly cost-effective option for CO2 mitigation.
|
|
| 4. |
- Johnsson, Filip, 1960, et al.
(författare)
-
Studie av förutsättningar och hinder för vindkraftsutbyggnad
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Inledning Svenska myndigheter förväntas sammantaget möjliggöra 200 TWh vindkraft, vilket är sju gånger så mycket som vindkraften producerade år 2021 och väsentligt mer än nuvarande elproduktionen om 166 TWh. Bakgrunden är det växande elbehovet för elektrifieringen och klimatomställningen i Sverige. Svensk Näringsliv och basindustrin i Sverige är tydliga med att dom vill se en kraftig utbyggnad av alla kraftslag inklusive vindkraft. I mars 2022 uppgav Svenskt Näringslivs vd Jan-Olof Jacke: ”De hinder som finns för att vindkraften ska växa fortare ska också undanröjas. Vi är helt beroende av massvis av mer vindkraft.” Politiskt finns olika syn på vindkraftens roll. I denna rapport, som färdigställdes strax efter valet, bortser vi helt från hur den nuvarande M/KD/L-regeringen kan antas förhålla sig till vindkraften, då detta var oklart. Landbaserad vindkraft På kort sikt ökar den landbaserade vindkraften från 27 TWh år 2021 till förväntade cirka 50 TWh år 2024. Därefter är det svårt att förutse utbyggnadstakten, mer än att den kommer att avta. Utvecklingen beror i hög utsträckning på vad som händer med aktuella projekt. Det finns (årsskiftet 2021/22) totalt cirka 3 400 landbaserade vindkraftverk som antingen beviljats tillstånd men där det ännu inte tagits investeringsbeslut, eller där det lämnats in eller förbereds en tillståndsansökan. Rent teoretiskt: Om samtliga verk skulle förverkligas, och i genomsnitt producera 20 GWh, skulle produktionen uppgå till 68 TWh. Om tio procent förverkligas blir det alltså 6,8 TWh. Man kan beskriva utvecklingen för den landbaserade vindkraftens utveckling i fem olika trender: · antalet samråd ökar · antal och andel samråd som inte leder till ansökan ökar · antalet ansökningar ligger jämnt men förväntas öka · antalet ansökta verk som beviljas minskar · andelen ansökta verk som beviljas minskar För att behålla vindkraftens nuvarande utbyggnadstakt (7 TWh/år), och möta det ökade elbehovet, måste det installeras cirka 280 nya vindkraftverk om året, men under 2021 var det bara 130 verk som beviljades tillstånd (medan 454 fick avslag). Det bör också noteras att Svenska kraftnät planerar att senarelägga anslutningen, från år 2026 till år 2029, av 57 av de 130 verk som beviljades 2021. Westander Klimat och Energi har granskat 276 landbaserade vindkraftsansökningar, med totalt 5 455 verk, som mellan 2014 och 2021 beslutats i första instans och slutligt avgjorts eller återkallats. Av dessa verk har 45 procent beviljats, medan 55 procent inte beviljats tillstånd. Under 2021 var det bara 22 procent av verken som beviljades tillstånd. Vi har granskat skälet till att 2 640 verk i sammanlagt 148 ansökningar inte beviljades tillstånd. De vanligaste anledningarna är kommunernas veto (51 procent av verken), arter och naturvård (24 procent), rennäringen (12 procent) och Försvarsmakten (5 procent). Notera att samtliga dessa anledningar också stoppade ett stort antal projekt och verk i ett tidigare skede, före ansökan. När det gäller det kommunala vetot har det, när man också inkluderar projekt i tidigare skede än ansökan, stoppats minst 2 097 verk i 118 projekt. Vi uppskattar att vetot stoppat 15–20 TWh vindkraftsel från att realiseras. Kommunala vetot. Det har presenterats en rad olika förslag om vad regering och riksdag kan göra för att reducera andelen vindkraftsprojekt som stoppas av vetot. Det handlar om planeringsstöd till länsstyrelserna, planeringsstöd till kommunerna, kompensation för närboende och incitament till kommunerna, tidigarelagt beslut som inte kan återkallas samt släckt hinderbelysning när inget flyg är i närheten. Den faktor som sannolikt får störst påverkan för den landbaserade (och kustnära) vindkraftsutbyggnaden är om staten inför långsiktiga och omfattande ekonomiska incitament till de kommuner som tillstyrker ny vindkraft i kommunen. Det skulle också kunna påverka kommuner som redan använt sitt veto att ompröva sina ställningstaganden. Försvarsmakten. Det har också presenterats en rad förslag avseende samexistens mellan vindkraft och Försvarsmakten, exempelvis vill Energimyndigheten ha ett tillägg i Försvarsmaktens instruktion. Rennäring. Det har, så vitt vi vet, inte presenterats förslag avseende samexistens mellan vindkraft och rennäring, men denna konflikt var en av orsakerna till att Klimaträttsutredningen backade och inte föreslog en avvägningsregel för viktning av klimat och påverkan på människa och natur. Artskyddet. När det gäller artskyddet har regeringen aviserat förändringar som ska innebära att hänsyn inte behöver tas till varje enskild fågel. Kanske kommer också ett nytt EU-direktiv att påverka. Havsbaserad vindkraft Mellan åren 2018 till 2021 reducerades planerna för havsbaserad vindkraft i Sverige från 50 till 20–30 TWh. Den förra regeringen ville ”möjliggöra” 120 TWh havsbaserad vindkraft och gav Energimyndigheten och andra myndigheter i uppdrag att identifiera områden som kan möjliggöra 90 TWh havsbaserad vindkraft utöver de 20–30 TWh som befintliga havsplaner bedöms möjliggöra. Energimyndigheten ska redovisa arbetet senast den 31 mars 2023. I dagsläget finns det bara cirka en halv TWh havsbaserad vindkraft och sex av de åtta senaste ansökningarna har fått avslag. Ett av de två projekt som beviljats kan stoppas av kommunala vetot. Samtidigt pågår en snabb och kraftig utveckling som går att mäta i antalet ansökningar om elanslutning, inledda samråd och ansökningar: · Det fanns i mars 2022 ansökningar till Svenska kraftnät om att ansluta havsbaserad vindkraft från 42 områden, där potentialen (när man räknat bort överlappningar) uppgick till 90 GW eller 378 TWh (vid 4 200 fullasttimmar). · Mellan den 1 januari 2014 och den 31 december 2021 inleddes minst 35 samråd om 4 320 havsbaserade vindkraftverk, motsvarande cirka 272 TWh. Hela 22 av samråden inleddes 2021. · Det hade, vid årsskiftet 2021/2022, lämnats in tio ansökningar avseende 849–869 verk havsbaserad vindkraft som ännu inte var avgjorda, motsvarande cirka 54 TWh. Tre av ansökningarna avser samma områden. Potentialen redan till 2030 är stor. Det finns ledig kapacitet i näten och projektörer vill bygga så snabbt som möjligt. Hur mycket som byggs beror på politisk vilja, Svenska kraftnäts utbyggnad av nätstationer i havet, Försvarsmaktens uppdrag att möjliggöra ytterligare 90 TWh (utöver 20–30 TWh i befintliga havsplaner), kommuners användning av vetot och att regeringen kortar tillståndsprocesser. I juni 2022 presenterade Svenska kraftnät sina planer för utbyggnad av transmissionsnätet ut i havet. Svenska kraftnät planerar nu för sex havsbaserade anslutningspunkter utanför landets kuster. Dessa skapar förutsättningar för att ansluta upp till 40 TWh ny havsbaserad elproduktion. Den första anslutningspunkten kan vara klar tidigast 2029, den sista 2035. Nästa utlysningsomgång planerar Svenska kraftnät att tidigast presentera 2025 då nya havsplaner är fastställda. Uppdraget om att möjliggöra ytterligare 90 TWh havsbaserad vindkraft via havsplanerna lämnades i februari 2022 till Energimyndigheten, Svenska kraftnät, Försvarsmakten, Havs- och vattenmyndigheten, Naturvårdsverket, Riksantikvarieämbetet, Sjöfartsverket, Statens jordbruksverk och Sveriges geologiska undersökning. Därefter ska Havs- och vattenmyndigheten driva arbetet vidare och senast i december 2024 lägga fram förslag till reviderade havsplaner. Det finns en relativt god bild av hittillsvarande och planerad vindkraftsutbyggnad. Men det saknas en analys av förutsättningar, hinder och förslag för att möjliggöra ambitionen om 120 TWh. Det tre viktigaste hindren är, enligt vår bedömning, den långsamma nätutbyggnaden i kombination med långa och okoordinerade tillståndsprocesser, Försvarsmaktens motstånd samt kommunala veton i Sveriges sjöterritorium. Dessa hinder berörs nedan. Nätutbyggnad och handläggningstider. Det finns ingen kartläggning av handläggningstider för havsbaserad vindkraft, men den förra regeringen ville ha ett mål om en halverad tillståndstid för ”vindkraft långt ute till havs”. Även den nuvarande regeringen har uttryckt att de vill se kortare tillståndstider. Regeringen kan ge Svenska kraftnät i uppdrag att påskynda utbyggnaden och regeringen kan konkretisera målet om handläggningstider så att det inte bara avser ”vindkraft långt ute till havs”, utan också vindkraft i Sveriges sjöterritorium (ut till 22 km från kusten), där det går snabbast att bygga ut. Försvarsmakten. Försvarsmakten har under perioden 1 januari 2017 till februari 2022 avstyrkt nio av tio vindkraftverk till havs, eller drygt 3 000 sådana vindkraftverk. Under 2021 lämnade Försvarsmakten 24 yttranden om havsbaserade projekt, varav endast fyra var ”helt eller delvis” förenliga med riksintresset, medan 20 (83 procent) ansågs innebära ”risk för skada”. Som nämnts ovan är Försvarsmakten en av de myndigheter som nyligen fått i uppdrag att möjliggöra ytterligare 90 TWh havsbaserad vindkraft, utöver de 30 TWh som ryms i nuvarande havsplaner. Försvarsmakten har också i uppdrag i regleringsbrev att ”utveckla förmågan till tidig dialog och samverkan med relevanta myndigheter och organisationer i planerings- och prövningsprocesser för förnybar energiproduktion”. FOI har, på uppdrag av Energimyndigheten och Försvarsmakten, utarbetat en rapp
|
|
| 5. |
- Kjärstad, Jan, 1956, et al.
(författare)
-
Sustainable use of energy carriers in the Kattegat/Skagerrak-region - a regional case study
- 2013
-
Ingår i: The 8th Conference on Sustainable Development of Energy, Water and Environment Systems, SDEWES Conference Dubrovnik, Croatia, September 22-27, 2013.
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This paper reports on a recently initiated interregional project on sustainable use of energy carriers in the Kattegat/Skagerrak-region (KASK) in Norway and Sweden. The work analyses and models large-scale integration of renewable power, the potential of process integration and energy efficiency improvements in key industries in the region and identifies cost efficient solutions for an energy efficient building stock. Energy and emission statistics along with energy and climate plans are used to investigate how well the current “path” with regard to energy use and GHG emissions fits within the corresponding plans for the region. The statistics is also used to define a Reference Energy System (RES) for the region which gives a structured mapping of the energy system of the region, comprising supply, conversion and end-use of the different energy carriers/sources in the region. Based on the analysis the aim of the project is to propose one or more pathways in the short, medium and long term towards a sustainable energy system in the region. The initial work shows that final energy use for parts of the region has actually increased by 25% since 1990 while GHG emissions have declined only marginally, by 3%. Furthermore, although most municipalities in the region have targets or at least visions on significant reductions both with regard to energy use and GHG emissions they lack a clear description (pathway) of how to reach these targets (visions). This clearly indicates that thorough analysis of the energy system in the region could provide valuable insights to decision makers and stakeholders on requirements and challenges for transforming the energy system to reach the visions.
|
|
| 6. |
- Sköldberg, Håkan, et al.
(författare)
-
BIO-CCS I FJÄRRVÄRMESEKTORN – SYNTES
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Den svenska fjärrvärmesektorn har stor potential att bidra med negativa koldioxidutsläpp genom bio-CCS, minst 10 Mton per år. Den största osäkerheten beträffande möjligheterna för bio-CCS gäller marknads förutsättningarna. Uppvärmningsbranschen har en vision om att år 2045 utgöra en kolsänka. Ett sätt att åstadkomma detta är genom att avskilja och lagra koldioxidutsläpp med biogent ursprung. Ett antal fjärrvärmeföretag har redan olika långt gångna planer på att satsa på bio-CCS. De har sett ett värde i att samarbeta kring hur detta kan åstadkommas. Ett led i detta är projektet Bio-CCS i fjärrvärmesektorn som består av ett gediget underlag baserat på forskning kring olika aspekter av frågan samt en strategi baserad på det underlaget. I denna rapport redovisas en syntes av detta forskningsarbete. Projektet visar att fjärrvärmesektorn har stor teoretisk potential att bidra med negativa koldioxidutsläpp, minst 10 Mton per år. I huvudsak är avskiljning, transport och lagring av koldioxid beprövad teknik även om tillämpningen i detta fall är ny. Även om bio-CCS är förknippad med energianvändning så bidrar tekniken sett ur ett systemperspektiv med stor nytta för att minska koldioxid[1]utsläppen. Bio-CCS är en relativt dyr teknik och det är angeläget att utnyttja samverkan och kluster för att exempelvis skapa ökad kostnadseffektivitet i transport och mellanlagring. Tillgång till lagringsplatser är en förutsättning för framgång och flera alternativ bedöms bli tillgängliga. Det kan dock uppstå konkurrens om tillgången till lagringsplatserna. De regelmässiga förutsättningarna för bio-CCS i Sverige har förbättrats avsevärt de senaste dryga decenniet. Flera regelmässiga hinder kvarstår dock. En del utgör mindre barriärer, andra är av mer betydande karaktär. Den största osäkerheten beträffande möjligheterna för bio-CCS gäller ekonomin. Flera potentiella finansieringsmetoder har studerats, både stöd, regleringar och frivilligmarknader. Det finns fortfarande oklarheter kring syftet med planerade stöd och det framtida ägandet av de negativa utsläppen. Det genomförda projektet har skapat ett forum för kunskapsuppbyggnad, erfarenhetsutbyte och nätverkande, vilket de deltagande företagen bedömt vara mycket värdefullt.
|
|
| 7. |
- Biermann, Max, 1989, et al.
(författare)
-
Efficient utilization of industrial excess heat for carbon capture and district heating
- 2020
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Carbon capture and storage (CCS) from fossil and biogenic (BECCS) emission sources is necessary to limit global warming to well below 2°C. The EU as well as Swedish national agencies emphasize the importance of CCS for emission intensive industries. However, the cost of implementing CCS is currently still higher than the cost of emitting CO2 via the EU ETS, for example. To incentivize rapid deployment of CCS, the concept of partial capture has been suggested, i.e. capturing only a fraction of the site emissions to reduce capture cost. Several studies have found that the utilization of excess heat from industrial processes could significantly reduce the capture cost as the heat required (~120°C) may be available in significant quantities. However, available excess heat will not be sufficient to power full capture at most industrial sites. In Sweden, many industries utilize all or part of their excess heat in heat recovery units or in combined heat and power (CHP) plants to produce electricity and deliver heat to municipal district heating (MDH) systems. A broad implementation of CCS will, thus, effect the availability of excess heat for industrial heat and power generation. The future product portfolio of industrial processes with excess heat export and CHP plants can therefore be expected to include not only heat and power production, but also climate services (CCS/BECCS) and grid services (frequency regulation due to intermittent renewables). The aim of this work is to assess partial capture at sites that have access to low-value excess heat to power the capture process, whilst considering competition from using the excess heat for MDH delivery. The work is based on process modelling and cost estimation of CO2 capture processes using amine absorption for two illustrative case studies, a refinery and a steel mill, which both currently use excess heat for MDH. The main focus is on investigating how seasonal variations in the availability of excess heat as well as the demand of district heating impact cost-efficient design and operation of partial capture at industrial sites. A challenge when utilizing excess heat in connection to a process connected to a district heating system is that the heat source which can be used to power part of the capture process will exhibit seasonal availability, and thus may inflict extra cost for the CCS plant not running at full load, and therefore may counteract the economic motivation for partial capture. To prevent this, heat integration between CCS and municipal district heating is investigated, for example by utilizing heat from the CO2 compression so that low-pressure steam is released from MDH to provide heat to capture CO2 whilst maintaining MDH supply. The design of the amine absorption capture process will have to handle significant load changes and still maintain high separation efficiency within hydrodynamic boundaries of the absorber and stripper columns. The cost of such operation will depend on the solvent circulation flows, the number of absorber columns (including packing and liquid collectors/distributors) and capacity of solvent buffer tanks for storing unused solvent during the winter season. Assuming that a constant amount of CO2 is avoided, the avoidance cost of CCS based on excess heat with seasonal heat load variations is compared to the avoidance cost of CCS based on the use of external fuel to achieve a constant heat load to the reboiler.
|
|
| 8. |
- Biermann, Max, 1989, et al.
(författare)
-
Scenario for near-term implementation of partial capture from blast furnace gases in Swedish steel industry
- 2019
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- Iron-and-steel making is a carbon-intensive industry and responsible for about 8% of global CO2 emissions. Meeting CO2 reduction targets is challenging, since carbon is inherent in the dominating production route in blast furnaces. Long-term plans to phase out carbon and change production technique are under way, such as iron ore reduction with hydrogen[1][2] won from renewable energies or electro winning[3], however unlikely to be implemented at scale before 2040 [4]. Until a transition to such technologies is completed, carbon leakage will remain to be a threat to steel industry inside EU ETS system. CCS remains an option for steel industry to comply with reduction targets and meet rising allowance (EUA) prices, currently above 20 €/t. Most studies on CCS propose a capture rate of ≥ 90 %[5–7], however, CCS could be considered as a part of a series of measures (e.g. fuel change, energy efficiency measures) that together achieve a significant reduction in CO2 emissions until a carbon-neutral production is in place. This line of thought motivates the concept of partial capture, where only the most cost effective part of the CO2 emissions are separated for storage [8]. In steel industry, high CO2 concentrations at large flows and the availability of excess heat make partial capture attractive. Previous work on the steel mill in Luleå, Sweden, emits around 3.1 Mt CO2 per year, has found that 40-45 % of site emissions can be captured fueled by excess heat alone[9]. Therein, five heat recovery technologies were assessed, ranging from back pressure operation of CHP turbine to dry slag granulation. Promising CO2 sources on site include flue gases from hot stoves and the combined-heat and power plant, and the process gas originating from the blast furnace – blast furnace gas (BFG). BFG is a pressurized, low value fuel used for heating on site. CO2 separation from BFG requires less reboiler heat for MEA regeneration, and the enhanced heating value of the CO2 lean BFG increases energy efficiency of the steel mill [9]. This work discusses the near-term (the 2020s) implementation of partial capture at a Swedish steel mill and the economic viability of such implementation dependent on the energy price, carbon price, and required reductions in CO2 emissions. Based on previous work [9][10,11] on partial capture in steel industry a cost estimation of a capture system for the BFG is conducted including CAPEX and OPEX of the MEA capture unit, gas piping, and recovering heat from the steel mill. The costs are summarized as equivalent annualized capture cost (EAC) and set into relation to transport and storage costs as well as carbon emission costs to form the net abatement cost (NAC) according to Eq. (1) ???=???+ ?????????&??????? ???? −?????? ????? [€/???2] (1) Figure 1 shows how EAC for BFG varies with the capture rate and the cost of steam for different heat recovery technologies represented by the steps in the curve ( see explanation in [9]). Note that partial capture from BFG is more economical than the full capture benchmark. The most cost-efficient case of 28 €/t CO2 captured is achieved for BFG capture fueled by steam from back-pressure operation (at the expense of electricity production), flue gas heat recovery and flare gas combustion. The transport and storage cost applied in Eq (1) represent ship transport from the Bothnian Bay to a storage site in the Baltic Sea , according to Kjärstad et el.[12]. Transport and storage cost range within 17 – 27 €/t CO2 depending on scale. These installation and operation cost for capture, transport and storage are set into relation with various scenarios on future carbon and energy (electricity) prices in Europe and Sweden. For example, Figure 2 illustrates a scenario in line with IEA’s sustainable development scenario to restrict global warming to 2°C. The carbon prices are adapted from WEO 2018 [13] and increase from 20 € to 120 € per tonne CO2 by 2040 and the electricity prices of 42-52 €/MWh (increasing with time) are based on latest results from the NEPP project [14]. In this scenario, partial capture from BFG could become economic viable in 2029, construction in 2020 with operation from 2022/23 onwards is likely to pay off within a lifetime of 20 years only. This work demonstrates the viability of partial capture as cost-efficient mitigation measure for the steel industry and illustrates conditions for an early implementation in the 2020s. This work is part of the CO2stCap project (Cutting Cost of CO2 Capture in Process Industry) and funded by Gassnova (CLIMIT programme), the Swedish Energy Agency, and industry partners.
|
|
| 9. |
- Göransson, Lisa, 1982, et al.
(författare)
-
Plug-in hybrid electric vehicles as a mean to reduce CO2 emissions from electricity production
- 2009
-
Ingår i: 24th International Battery, Hybrid and Fuel Cell Electric Vehicle Symposium and Exhibition 2009, EVS 24; Stavanger; Norway; 13 May 2009 through 16 May 2009. - 9781615674558 ; , s. 2614-2624
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- In this study we have investigated the consequences of integrating plug-in hybrid electric vehicles (PHEV:s) in a wind-thermal power system supplied by one quarter of wind power and three quarters of thermal generation. A fleet of PHEV:s with an electricity consumption corresponding to 3%, 12% and 20%of the total electricity consumption has been integrated to the system (i.e. the total electricity consumption remains unaffected while the non-PHEV consumption is 97%, 88% and 80% in the three cases). Four PHEV integration strategies, with different impacts on the total electric load profile, have been investigated by means of a mixed integer model which can model the effects of the new load profiles on the dispatch of the units in the system and, thus, on the CO2-emissions from the system. The study shows that PHEV:s canreduce the CO2-emissions from the power system if actively integrated, whereas a passive approach to PHEV integration (i.e. letting people charge the car at will) is likely to result in an increase in emissions compared to a power system without PHEV load.The model simulations give that CO2 emissions of the power sector are reduced with up to 4.7% compared to a system without PHEV:s. If the reduction in emissions is allocated to the electricity consumed by the PHEV:s, the emissions from generation of this electricity are reduced from 588 kg CO2/MWh (windthermal system without PHEV:s) down to 367 kg CO2/MWh (PHEV:s actively integrated). Under the assumption that electric mode is about 3 times as efficient as standard gasoline operation, emissions from PHEV:s would then be less than half the emissions of a standard car, when running in electric mode.
|
|
| 10. |
- Johnsson, Filip, 1960
(författare)
-
Global and Regional Energy Challenges to 2050 and Beyond - experiences from assessing energy pathways for Europe
- 2011
-
Ingår i: Global Challenge in Asia: From Conflict to Collaboration, Seoul National University Asia Center (SNUAC), Second International Conference.
-
Konferensbidrag (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This paper provides a discussion on the global and regional energy challenges to 2050 and beyond. The discussion is partly based on conclusions drawn from the first five year of a project which studies pathways for the European energy system to the year 2050 with the aim to comply with a 2ºC temperature increase target. This paper puts special emphasis on the threat imposed by the global fossil fuel resources and compares the implications of the results from the project with the current public debate on how to cope with climate change.It is concluded that the political debate on future solutions and challenges for the energy system is often focussed on which types of technologies and systems to choose from, when, considering the deep emission cuts required over the next decades, it seems rather clear that all available technologies and measures must be applied. The challenge is to get a clear policy measure in place, most notably a cost to emit CO2 and other greenhouse gases. The main challenge is that there is too much fossil fuels (especially coal) in a climate change context. Thus, the global community is not running out of fossil fuels but rather there are extensive reserves and resources, especially of coal. As a consequence, successful implementation of carbon capture and storage (CCS) technologies seems to be a key factor if to meet climate targets. This, since this will facilitate fossil fuel dependent economies to agree on binding climate targets. Thus, successful application of CCS may moderate geopolitical risks related to regional differences in the possibilities and thereby willingness to comply with large emission cuts. Failure to implement CCS will require that the global community, including Europe, agrees to almost immediately to start phasing out the use of fossil fuels, an agreement which seems more unlikely than to reach international agreement on binding emission reduction targets.
|
|
