| 1. |
- Lygnerud, Kristina, et al.
(author)
-
Handbook for increased recovery of urban excess heat
- 2022
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- The aim of this book is to consolidate information from low temperature waste heat recovery demonstration sites. Apart from technical validation, the ReUseHeat project has generated knowledge about the urban waste heat potential in Europe, main stakeholders and different business aspects. Five stakeholder groups are targeted. These are urban waste heat owners, District Heating (DH) companies, policy makers, investors and customers. In the first chapter of the book, the concept of urban waste heat is introduced and the urban waste heat potential in Europe is presented. Thereafter (chapter two), information on business aspects is provided (stakeholders, value chain, risks, contracts and business model characteristics). Chapter three showcases the demonstrator concepts (waste heat recovery from data centre, hospital, metro and awareness creation about urban waste heat recovery) and performance data. Throughout the writing of the handbook, it was identified that it is important to compare the cost of different heating alternatives, to facilitate customer decision making. Therefore, a model was derived to compare costs of heating alternatives. It is presented in chapter four. Urban waste heat recovery is news. It is therefore important that stakeholders are made aware of the possibility to use the locally available heat and to start collaborating in new ways. To ensure as much stakeholder engagement as possible, the writing process of this book encompassed a six-month stakeholder involvement process. The stakeholder input is presented in chapter five. In chapter six, thoughts on the future development of district energy, policy implications and major learnings from the project are presented. This book was written within the ReUseHeat project. The work on the book was initiated after the first out of five years of activity to ensure that the consortium would be engaged in its development and to capture the knowledge generated on an ongoing basis. The final version of the book was ready and placed on the ReUseHeat webpage in September 2022. The project webpage remains in operation until 2024. The book not only exists in digital format. 600 copies were also printed and distributed to relevant stakeholders. All partners of the consortium have contributed to the writing of the book.
|
|
| 2. |
- Averfalk, Helge, 1988-, et al.
(author)
-
Analys av 4e generationens fjärrvärmeteknik jämfört med 3e generationens : Simulering av sekundärnät i nybyggnationsområde
- 2017
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- Bakgrunden till studien är att nya förutsättningar genom energieffektivisering, konkurrens från värmepumpar och nya krav på kundsidan gör en modernisering av fjärrvärmeverksamhet nödvändig. En del av denna modernisering är att kunna dra nytta av de fördelar som lägre temperaturer i näten medför. Därtill skapas genom den nya tekniken förutsättningar för att ta hand om värmekällor som idag inte utnyttjas (t.ex. värme från kylprocesser och annan infrastruktur såsom värme från avloppsvatten och värme från kollektivtrafik).Befintlig teknik är beprövad och bygger på att det finns ekonomiska incitament att förbränna biobränsle och avfall. Steget till att pröva en ny teknik där andra värmekällor och en ny gränsdragning gentemot kund blir nödvändig är därför stort och förenat med ett antal frågor. Det är just de frågor som uppkommer i ett fjärrvärmeföretag inför implementering av 4e generationens fjärrvärmeteknik som projektet försöker identifiera. Det blir dock så att enbart en del av frågorna besvaras genom att studien har ett avgränsat fokus. Fokus är på jämförelse mellan ett 3GDHtvårörsystem och ett 4GDH-trerörsystem i ett sekundärnät i ett nybyggnationsområde.I projektet simuleras hur utfallet blir för olika parametrar om man hade valt att implementera 4e generationens teknik istället för 3e generationens teknik.Resultaten påvisar att:• 4e generationens lösning ökar energieffektiviteten i byggnader, detta främst genom att behovet av varmvattencirkulation försvinner.• Beaktas enbart distributionsförluster i näten så är 4e generationen mer effektiv än 3e generationen.• Genom lägenhetsväxlaren i 4e generationens lösning så elimineras risken för Legionella helt. En möjlig barriär för 4e generationens teknik består dock i att boverkets byggregler inte är konstruerade för att varmvattencirkulation inte finns.• Lägenhetsväxlarna innebär en kostnad per lägenhet vilket begränsar lösningens kostnadseffektivitet jämfört med en större värmeväxlare i fastighetens bottenplan. Idag är 4e generationens teknik lämpad för fastigheter med 10-15 lägenheter, är det fler lägenheter blir 4e generationens lösning dyrare än den konventionella 3e generationens lösning.• En viktig aspekt med 4e generationens lösning att värmeförlusten från huset förflyttas från fastighetsägaren till fjärrvärmeföretaget, genom att värmeleverans sker till varje lägenhet och inte vid husvägg. Initialt kan sådan börda på fjärrvärmeföretaget verka negativ med avseende på kostnad. Diskussionerna i projektet mynnade ut i att parterna enas om att affären blir mer rättvisande och att fastighetsägaren får ökad insyn i värmeförbrukningen vilket, med rätt affärsmodell, kan skapa ökat förtroende och en möjlighet att dela på förlusten mellan de två parterna.Projektet har omfattat löpande dialog med EKSTAs VD vilket varit värdefullt för att skapa förståelse kring fastighetsägarens perspektiv och frågor rörande 4e generationens teknik. Därtill har en workshop med EKSTAs driftspersonal hållits för att diskutera relevansen i de resultat som tagits fram. I projektet ingår BengtGöran Dalman med över 35 års erfarenhet av fjärrvärmeverksamhet vid Göteborg Energi. Projektets verklighetskoppling leder till slutsatsen att det inte föreligger någon särskild driftsproblematik för implementering av 4e generationens system.Som en egen del i projektet uppmärksammas den diskussion som förs i branschen kring möjligheten att dra nytta av billig el, främst under perioder då det blåser mycket och det blir ett överskott av el i elnätet. I studien analyseras möjligheten att inte använda en konventionell pelletspanna som tilläggsvärmekälla utan en eldriven panna. Resultaten visar att med dagens styrning genom skatter och avgifter så är det inte möjligt att dra nytta av att det förekommer perioder med mycket lågt elpris. Rådande regelverk stödjer istället installationer såsom pelletspannor.© ENERGIFORSK
|
|
| 3. |
- Averfalk, Helge, 1988-, et al.
(author)
-
Low-Temperature District Heating Implementation Guidebook : Final Report of IEA DHC Annex TS2. Implementation of Low-Temperature District Heating Systems
- 2021
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- This guidebook was written between 2018 and 2021 by seventeen authors that used approximately 15 000 hours of work within the IEA DHC TS2 annex. The content is based on more than 250 literature references and 165 inspiration initiatives to obtain lower temperatures in buildings and heat distribution networks. The author group wrote 40 internal documents about early implementations of low-temperature district heating. Fifteen of these early implementations are presented in this guidebook.The guidebook contains aggregated information about the main economic drivers for low-temperature district heating. It shows how to obtain lower temperatures in heating systems inside existing and new buildings, as well as in existing and new heat distribution networks. An applied study of a campus system in Darmstadt shows the possibility of reducing temperatures in an existing heat distribution network with rather high temperatures. The competitiveness of low-temperature district heating is explored by analysing business models and heat distribution costs. Early adopters of low-temperature district heating are presented by examples and by identified transition strategies. Five groups of network configurations with fourteen variants are presented to be used for low-temperature district heating. Finally, all 165 identified inspiration initiatives and all 137 locations mentioned are listed.
|
|
| 4. |
- Englund, Andreas, et al.
(author)
-
Coming of age: from start-up to expansion within environmental technology
- 2017
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- The literature indicates that there might be special conditions in the environmental technology market segment, which makes time to market longer for enterprises in this segment compared to enterprises in other industries. However, no study has been found to actually compare time to market for enterprises in the environmental technology market segment with similar start-up enterprises active in other segments. The European Union State aid rules have several aims, two of which are relevant to this study: to bridge the investment gap/funding gap in the start-up phase until young enterprises reach the expansion phase, and to protect and improve the quality of the environment. There are, thus, twin objectives for aiding environmental technology enterprises in the early phases. There is no exact definition of when the expansion phase begins. The threshold between micro-enterprises and small enterprises has, in this study, been used to define when an enterprise moves from the start-up phase to the expansion phase. For this study 443 eligible limited companies still active in September 2016 have been chosen as the sample population. The statistical analysis shows that an average new eligible environmental technology enterprise, which succeeds in its growth, needs more than five years after registration to (i) go from start-up phase to expansion phase and to (ii) no longer fulfil the non-time related eligibility criteria of Article 22. In average it takes 13 fiscal years (i) and 13-15 fiscal years (ii). For the most successful enterprises turnover and balance sheet total indicate that a distinct growth phase starts around the 9th and 12th fiscal year respectively. The growth accelerates around the 16th fiscal year. Later on, the growth seems to level out for turnover, but continues for the balance sheet total. These results are in line with other studies, which show that a growth phase among Swedish enterprises seems to start around the 8th year and that high-growth enterprises have a mean of 19.8 years when they start the high-growth phase. If the ambition of public funding is to bridge the investment gap to the expansion phase for the majority of the enterprises, this study indicates that the five-year time limit may not be adequate for this purpose when applied to environmental technology. Further studies are needed to determine if there is a more appropriate time limit that would bridge the investment gap. The growth patterns also need to be analysed more in depth. It would be of special interest to analyse further the innovative enterprises, since there are indications in the data used in this study that they have lower growth. Also, it would be of interest to compare the growth of new environmental technology enterprises with other new enterprises. It is essential to investigate if more enterprises would be expected to reach the expansion phase, if state aid is given to enterprises older than five years. Such a study is not easy to carry out, but nevertheless of great importance. Such further analysis would give valuable information to policy makers. It would be instrumental in designing the state aid system, so as to better promote the growth of start-up enterprises and the diffusion of environmental technology.
|
|
| 5. |
- Fransson, Nathalie, et al.
(author)
-
Business models at REWARDHeat demonstrators
- 2022
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- In this report, business models have been developed for the demonstration sites in the REWARDHeat project with the purpose to uncover lessons learned about the shift in business logic when transitioning from conventional DH business models to low temperature schemes. The business models have been developed in an iterative process with the DH companies participating in the project, during the first three years of its elaboration. A particular focus has been placed on the innovative component of the business models, i.e., the green value creation and its value to different stakeholders. Selling heat as a service (instead of as a commodity) has been the starting point in developing the business models. Contractual considerations and ownership forms have been analyzed for each of the demonstration sites.The findings enable the project to respond to the main questions of the deliverable: How does the REWARDHeat business model experiences differ from a conventional DH business model and what can we learn from the transition to low temperature DH solutions?The aggregated results show that the demo sites focus on technical innovations but seven out of 10 also develop business innovations by increasing the service offer to customers. The business logic of low temperature DH makes it more efficient to develop the business innovation simultaneously with the technical innovation.The lack of EU legislation on waste heat recovery is causing uncertainties. Investors need to know whether the investment is considered sustainable. The value of green is created at all demo sites and valued by most stakeholders. It is however only exploited in the business model at three demo sites.Offering more advanced service to customers necessitates a shift towards being more customer oriented.By assuming ownership and maintenance of the substation at the customer site, the boundary condition is shifted to inside the customers’ buildings. It creates a value of carefreeness for the customer as the DH company assumes more risk. The DH company gains from increased control of the network, something increasingly important in low temperature solutions. Three demo sites are offering advanced services resulting in a co-dependent relationship with the customer where the collaboration requires integration of processes.The main change in the business model canvas for low temperature installations, in comparison to conventional DH, is the necessity to manage relationships. Relationship building is required for new partnerships, due to multiple decentralized heat sources, and for the prosumer customer segment, instated from waste heat and renewable energy integration. As decentralized energy sources are introduced to the DH network the distribution network becomes more important and large-scale centralized production plants less important. The business logic of low temperature solutions is more on circulating available resources, utilizing the available flexibility in the distribution network, and implementing more advanced control to manage the system efficiently.
|
|
| 6. |
- Fransson, Nathalie, et al.
(author)
-
Ett klimatneutralt Kiruna 2025 med hjälp av spillvärme
- 2023
-
Reports (other academic/artistic)abstract
- Den pågående stadsomvandlingen i Kiruna, att en stor del av staden måste flyttastill följd av LKAB:s fortsatta gruvverksamhet, skapar möjligheter att etablera etteffektivare energisystem och bidra till att uppnå stadens klimatmål. I dag tillgodosescirka 15% av stadens fjärrvärmebehov med restvärme från LKAB och målsättningenpå sikt är att nå 100% restvärme i systemet. Investeringsbeslut som togs 2021kommer att resultera i en ökning av restvärmeandelen på upp mot 70% till 2024 dåLKAB frigör högvärdig restvärme genom att internt ta tillvara på lågtempereradvärme. För att öka andelen restvärme ytterligare finns ett behov av att lagra värmefrån sommarperioden då det finns ett överskott till vinterperioden när behovet ärsom störst.I projektet skapas en helhetsbild av restvärmelösningen i Kiruna frånsamspel mellan aktörer till teknik vilket genererar ny kunskap om effektivenergiomställning till hållbara städer med restvärmeåtervinning.Det finns flera alternativ för termiska säsongslager vars tillämplighet baseras påtermogeologisk förutsättningar. Borrhålslager och bergrumslager valdes ut förvidare analys givet förutsättningarna i Kiruna. Genom energisystemmodelleringoptimerades Kirunas fjärrvärmesystem fram till år 2040 genom scenarioanalys. Medett energilager i systemet möjliggörs att en större mängd restvärme kan användastotalt sett över året och särskilt minskar det behovet av värmeproduktion underperioden med störst värmebehov (vintermånaderna), vilket innebär minskadanvändning av spetslastpannor. En nyttokostnadsanalys genomfördes på tvåmodellscenarier.Båda scenarierna resulterar i ekonomiska kostnadsbesparingar ochminskade externa kostnader (förbättrad folkhälsa som minskar till exempel uteblivetarbete, sjukvårdskostnader och förtidiga dödsfall) jämfört med referensscenariet, attinte uppföra ett energilager.Ett energilager, borrhålslager och bergrumslager, i storleksordningarna 30 GWh och20 MW simulerades i Kirunas fjärrvärmesystem. Baserat på det värmebehov ochrestvärmeleverans som ligger till grund för lagersimuleringar visar resultaten pågod prestanda framför allt för ett borrhålslager kombinerat med värmepumpar. Förde simulerade alternativen, samt ett jämförelsealternativ med en biobränslepanna,togs investeringskalkyler fram som visade på en övervägande positiv kalkyl för ettborrhålslager med värmepumpar.Totalinvesteringen för alternativet med borrhåloch värmepump uppgår till ca. 300 Mkr. Borrhål och värmeväxlare är ungefär 1/3 avinvestering, värmepumpskostnad 1/3 och resterande projektkostnader ochinstallation. Återbetalningstiden är drygt 9 år. Investeringskostnaden för anläggningav bergrumslager är hög vilket försämrar lönsamheten. Troligen skulle investeringskostnaden vara betydligt lägre om befintlig geologisk formation finnstillgänglig att konvertera till energilager. Sådan formation har inte identifierats idetta projekt men givet Kirunas långa gruvverksamhet är det möjligt att fleralternativ finns som skulle kunna utredas.Underlaget som är framtaget inom ramarna för detta projekt pekar på att ettsäsongsenergilager för att ta tillvara på mer restvärme är den långsiktigt optimala lösningen för Kirunas värmeförsörjning. En initial uppskattning av tidplan visar påatt ett sådant lager skulle kunna tas i drift 2028. För det valda energilagret har enhandlingsplan tagits fram som visar nästa steg som behöver tas i Kiruna för attkomma närmare att realisera energilagret och därmed kunna nyttja mer restvärme.Lågtempererad fjärrvärme har diskuterats länge i Kiruna. Kombination med ettenergilager och lägre framledningstemperatur skulle vara gynnsamt eftersomurladdningstemperaturen från energilagret inte skulle behöva höjas lika mycket.Skulle Kiruna i ett senare skede, efter att energilagret har uppförts, sänkatemperaturen i nätet skulle det för ett borrhålslager med värmepumpar innebära etteffektivare och lönsammare system. Framför allt skulle mindre el behövas tillvärmepumparna vilket är gynnsamt givet Kiruna Krafts ambitioner om att minskaandelen el som går åt till värmeförsörjningen.Det finns en stor outnyttjad restvärmepotential i Sverige och Europa. Genom enfallstudie av Kiruna har lärdomar för andra städer om effektiv integrering avrestvärme genererats. Framgångsfaktorerna i Kiruna och lösningar påförekommande hinder kan hjälpa andra städer att etablera ett effektivt ochlångvarigt samspel kring industriell restvärme. Att initialt fokusera på att bygga enrelation mellan parterna och etablera förtroende är en viktig nyckel för att kunnaidentifiera lösningar på andra förekommande barriärer. Flera ekonomiska barriärerhar haft stor påverkan och de har lösts genom transparens i kalkylerna, med ettgemensamt uppsatt mål att samarbetet inte ska påverka stadens invånareekonomiskt och genom statligt finansieringsstöd.En viktig framgångsfaktor har varit etablerandet av en strategisk samarbetsplattform som garanterat enkontinuerlig dialog. En kontinuerlig dialog krävs dels under etablerandet avsamarbetet men är lika viktig under pågående leverans för att inte riskera att tappabort relationen och förtroenden.För att identifiera vilka faktorer som kan påverka att innovativa energilösningarimplementeras för restvärmeåtervinning har projektet gjort en jämförande analys avbeslutsprocessen vid valet av fjärrvärmeteknik i Nya Kiruna Centrum ochBrunnshög i Lund. Beslutsprocessen resulterade i konventionell fjärrvärmeteknik tillNya Kiruna Centrum och ett lågtempererat fjärrvärmesystem i Brunnshög. Eninnovativ målsättning, särskilt i de externa direktiven, kunskap omrestvärmeåtervinning, antingen internt eller hos en långvarig samarbetspartner ochen holistisk syn på staden där många aktörer engageras för att man bättre ska kunnaförutse förändringar på lång sikt har identifierats som viktiga. För effektivenergiomställning av städer med restvärmeintegrering behöverrestvärmepotentialen kartläggas och inkluderas i stadens energiplanering i ett tidigtskede och i samverkan med relevanta aktörer. Energiplaneringen bör ske samtidigtsom, och i samråd med, andra större förändringar i staden för att undvikasuboptimala system där energieffektiviseringsprincipen inte tillämpas.
|
|
| 7. |
- Knutsson, Håkan, 1963-, et al.
(author)
-
Is Innovation Redesigning District Heating? A Systematic Literature Review
- 2021
-
In: Designs. - Basel : MDPI. - 2411-9660. ; 5:1
-
Research review (peer-reviewed)abstract
- The district heating (DH) industry has been characterized by continuous innovation for several decades, but there is limited knowledge on the characteristics of the sector’s innovation activities, arguably the most important information for understanding how the sector can continue to develop and further support the energy transition of society. We perform a systematic literature review (SLR) to identify the types of innovation, the levels of innovation and the relation between different innovations in the DH sector. A total of 899 articles are analyzed and coded into eight groups: fuel, supply, distribution, transfer, DH system, city system, impact and business. Most of the articles (68%) were identified in the groups: “supply”, “DH system,” and “impact”, with a focus on DH from a system or production perspective and its environmental impact. We find that there is limited research on DH firms” challenges, including management perspectives, such as asset management and customer focus. Despite this potential, we find only a limited number of articles related to innovation. Not much scholarly attention has been given to areas of large cost-saving, especially capital cost. © 2021 by the authors. Licensee MDPI, Basel, Switzerland.
|
|
| 8. |
- Lygnerud, Kristina, et al.
(author)
-
A study on how efficient measures for secondary district heating system performance can be encouraged by motivational tariffs
- 2023
-
In: Energy, Sustainability and Society. - 2192-0567. ; 13:1
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- Background: District Heating (DH) is a technology that provides heating and domestic hot water to buildings and is an important technology for supporting the European energy transition. As such the heating systems increasingly resort to renewable heat sources and waste heat, it is even more important that they operate in the most efficient way possible. DH companies have access to the primary network of which they can impact system performance. To maximize the efficiency of the system, however, it is important that the system at the building level, known as the secondary system, is also efficient; otherwise, overall system efficiency is reduced. To increase system efficiency, return temperatures from the secondary system into the primary system have been targeted through motivational tariffs. There is limited information on how to establish a motivational tariff that motivates the customer to improve both the primary and secondary systems, which is a gap that this paper aims to fill. Results: In this paper, the impacts of retrofit actions in secondary systems are assessed through simulations. The identified relevant refurbishment measures to lower the return temperature to the primary system are variable flow pumps, low-temperature radiators, parallel heat exchangers, and a pass-through DHW system. Apart from simulated refurbishments, we also identify that the secondary system sometimes generates excess heat, which is valuable to recover, especially during peak load periods for the primary system. Hence, motivational tariffs targeting secondary system efficiency should also encompass an incentive for the customer to make use of waste heat in the secondary circuit to lower peak demand for the DH system. Conclusions: To date, the most commonly used parameters introduced to customers are linked to the flow of water through the customer’s asset and the bonus malus principle. The results from simulations show that DH companies can introduce additional parameters to support customers in guiding their secondary system to perform more efficiently. Increased overall system efficiency has a positive impact on both costs and emissions.
|
|
| 9. |
- Lygnerud, Kristina, 1976-
(author)
-
Business Model Changes in District Heating : The Impact of the Technology Shift from the Third to the Fourth Generation
- 2019
-
In: Energies. - : MDPI. - 1996-1073. ; 12:9
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- This paper addresses the implications on the business model of district heating companies of the technology shift targeting lower temperatures in the distribution network. Lower temperatures are valuable, since heat supply to low-energy buildings with low grid losses is facilitated. In addition, low-temperature heat sources can be integrated into an efficient energy system, improving the environmental performance of the industry. This technology shift opens a window of opportunity to update the business logic in the sector, since the lower temperatures allow a diversification of the value proposed to customers and a closer, long-term customer relationship. The extent to which the business model is impacted by the shift is not known. Thus, six cases of low temperature implementation from five European countries have been identified. Interviews with the project managers of the implementations show that the six cases made limited change to the primary business model when making the technological shift. Consequently, there is an unexplored potential for updating the value proposition and the customer relationship.
|
|
| 10. |
- Lygnerud, Kristina, 1976-, et al.
(author)
-
Business models combining heat pumps and district heating in buildings generate cost and emission savings
- 2021
-
In: Energy. - London : Elsevier. - 0360-5442 .- 1873-6785. ; 234
-
Journal article (peer-reviewed)abstract
- The Author(s)There are currently several challenges facing the Swedish district heating (DH) industry. To address these challenges, new business models are needed. One such model involves the widespread use of Heat Pumps (HPs) in DH networks (DHN). However, HPs compete with other more conventional heat sources and their inclusion in DH business models is not yet common. In this study, efficiency gains impacting cost and CO2 emissions for HP inclusions are compared to the current state of affairs and different business model concepts are developed and discussed for a typology of DH systems. The results of this analysis show that using HPs in DHNs can be profitable, achieving maximum cost savings of 33% and emissions savings of 75% (CO2). However, the shift needed in business models for successful HP/DH combination—in spite of significant cost and emission savings potential—will be a significant challenge, considering: (i) the tendency of Swedish DH companies to see HPs as competition and something to avoid, (ii) an overall low level of maturity in terms of service provision, (iii) an arms-length distance to customers (co-creation of value is rare), and (iv) a difficulty in capitalising the value of green technology adoption. © 2021
|
|
