| 1. |
- Pihl, Erik, 1981, et al.
(författare)
-
THERMOECONOMIC OPTIMISATION OF SOLAR HYBRIDISATION OPTIONS FOR EXISTING COMBINED-CYCLE POWER PLANTS
- 2011
-
Ingår i: IEA SolarPACES 2011.
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- A model of an integrated solar combined cycle power plant has been developed in order to examine the performance of a combined-cycle plant when retrofitted with solar collectors. The model was then used for multi-objective thermo-economic optimisation of both the power plant performance and cost, using a population-based algorithm. In order to examine the trade-offs that must be made and identify ‘optimal’ hybridisation schemes and operating conditions, two conflicting objectives will be considered, namely minimum investment costs and maximum annual solar share. It was found that only small annual solar shares (~1%) can be achieved during retrofitting, but that the cost of the additional solar-generated electricity is comparably low, with equivalent levelised electricity costs of ≤10 c€/kWh.
|
|
| 2. |
|
|
| 3. |
- 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.
|
|
| 4. |
-
European Energy Pathways - Pathways to sustainable european energy systems
- 2011
-
Samlingsverk (redaktörskap) (refereegranskat)abstract
- To meet the challenge of climate change, the world must substaintially reduce emissions of greenhouse gases (GHGs). this must be accomplished in a way that maintains security of supply and competitiveness.This book presents to pathways towards sustainable European energy systems - the "Policy Pathway" and the "Market Pathway". These to pathways differ with respect to where the main responsability lies for transforming the energy system in following the pathway. The Policy pathway takes its departure from the EU Energy and Climate Package, and has a strong focus on targeted policies that promote energy efficiency and energy from renewable sources. The Market Pathway relies more on the market to transform the energy system, and presents a future in which the cost associated with emitting CO2 (and other GHGs) is the dominating policy measure.This book describes the research that has been carried out during the first period (2006-2010) of the AGS project "Pathways to Sustsainable Energy Systems". This interdisciplinary project involved more than 40 researchers and addressed various aspects of the challenges faced in transforming the European energy system. The chapters in this book cover more than 30 topics and presents an overall picture of the results obtained to date from various activities in the Pathways project.
|
|
| 5. |
-
Method and models used in the project Pathways to Sustainable European Energy Systems
- 2011
-
Samlingsverk (redaktörskap) (refereegranskat)abstract
- This book describes the research that has been carried out during the first period (2006-2010) of the Alliance for Global Sustainability (AGS) project "Pathways to Sustainable European Energy Systems". this interdisciplinary project involves more that 40 researchers and addresses various aspects of the challenges faced in transforming the European energy system. Presented in this book are the energy-related methods and models that originate from different scientific disciplines and traditions and that were applied in the Pathways project. Some of the analytical tools are well-known, well-documented, and widely used in academic research. Others have been developed (or refined) during the Pathways project and are therefore unique. The chapters of this book cover around 30 different methods and models used in the Pathways project and presents an overview of the processes through which the research was conducted and the methods and models were co-ordinated.
|
|
| 6. |
|
|
| 7. |
- Djerf, Tove, 1989, et al.
(författare)
-
Solids backmixing and entrainment in the splash zone of large-scale fluidized bed boilers
- 2022
-
Ingår i: Powder Technology. - : Elsevier BV. - 1873-328X .- 0032-5910. ; 404
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This work studies the fluid dynamics of the solids in the splash zone of fluidized bed furnaces, with focus set on solids back-mixing and solids entrainment in order to enhance the understanding and prediction of the solids flow in the bottom region of the furnace. Experimental results show the establishment of a splash zone also for runs in absence of a dense bottom bed. A simple model assuming ballistic trajectories of the ejected solids is shown to satisfactorily estimate the solids back-mixing rate. The flux of non-backmixed solids, which are entrained from the bottom region, is found to be unaffected by the bottom wall configuration (tapered/vertical) for a given gas flow. Finally, an empirical expression is proposed for the solids entrainment from the bottom region which covers wide operational and unit size ranges.
|
|
| 8. |
- Djerf, Tove, 1989, et al.
(författare)
-
Solids flow patterns in large-scale circulating fluidised bed boilers: Experimental evaluation under fluid-dynamically down-scaled conditions
- 2021
-
Ingår i: Chemical Engineering Science. - : Elsevier BV. - 0009-2509. ; 231
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- This work aims at gaining novel knowledge of the mechanisms governing the solids flow pattern in the furnace of large-scale Circulating Fluidised Bed (CFB) boilers. A fluid-dynamically down-scaled unit resembling an existing 200-MWth CFB boiler was built and validated against full-scale data. The extensive experimental campaign showed, among others, that the presence or absence of a dense bed governs the entrainment of solids from the bottom region of the furnace, and that the back-flow of solids at the exit region is negligible at low gas velocities although it quickly becomes significant with an increase in gas velocity. Thus, it is shown that the estimation of the external solids flux by the top flux in the furnace is not generally valid.
|
|
| 9. |
- Köhler, Anna, 1989, et al.
(författare)
-
The gas-solid suspension drag on large particles in the transport zone of a circulating fluidized bed
- 2021
-
Ingår i: CFB 2021 - Proceedings of the 13th International Conference on Fluidized Bed Technology. ; , s. 148-153
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- The effective drag of the gas-solid suspension on large particles representing fuel particles in fluidized beds, has a crucial effect on the mixing of the fuel particles. The suspension drag is therefore an important parameter in CFB reactor modeling, but little is known on its magnitude. This paper presents a method to experimentally determine the suspension drag by measuring the terminal velocity of large particles in the transport zone of a fluidized bed, which is compared with the terminal velocity in the absence of bed material. The drag coefficient of the particles suspended in the gas-solids flow and Reynolds numbers of the fluid flow are presented and compared to the standard drag curve of a single spherical particle. Finally, the effective viscosity of the gas-solid suspension is determined.
|
|
| 10. |
- Karlsson, Ida, 1980, et al.
(författare)
-
Reaching net-zero carbon emissions in construction supply chains - Analysis of a Swedish road construction project
- 2020
-
Ingår i: Renewable & Sustainable Energy Reviews. - : Elsevier BV. - 1364-0321 .- 1879-0690. ; 120
-
Tidskriftsartikel (refereegranskat)abstract
- Recent estimates suggest that the construction sector accounts for approximately one quarter of global CO2 emissions. This paper assesses the potential for reducing the climate impact of road construction. The study is structured as a participatory integrated assessment with involvement from key stakeholders in the supply chain, supported by energy and material flow mapping, an extensive literature review and a scenario analysis. The results indicate that it is technically possible to halve road construction CO2 emissions with today's best available technologies and practices, to abate more than three quarters of the emissions by 2030 and achieve close to net zero emissions by 2045. Realising the current potential would rely on sufficient availability of sustainably produced second-generation biofuels, indicating a need to speed up the implementation of alternative abatement measures, including optimization of material use and mass handling requirements, increased recycling of steel, asphalt and aggregates and enhanced use of alternative binders in concrete. Policy measures and procurement strategies should be aligned to support these measures with a clear supply chain focus. For deep decarbonization several key opportunities and obstacles for realisation of breakthrough technologies for basic industry are highlighted including electrification and carbon capture for steel and cement, and hybridisation and electrification for heavy transport and construction equipment. There is a clear need to prepare for deeper abatement and associated transformative shifts already now and to carefully consider the pathway of getting there while avoiding pitfalls along the way, such as overreliance on biofuels or cost optimizations which cannot be scaled up to the levels required.
|
|
