| 1. |
- Fransson, Nathalie, et al.
(författare)
-
Ett klimatneutralt Kiruna 2025 med hjälp av spillvärme
- 2023
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)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.
|
|
| 2. |
- Fransson, Nathalie, et al.
(författare)
-
REWARDHeat PESTLE Analysis
- 2022
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- In this deliverable, factors impacting effective replication of Low Temperature (LT) District Heating and Cooling (DHC) networks with Low Temperature Heat (LTH) and Renewable Energy (RE) sources integration are analyzed. A PESTLE (Political, Economic, Social, Technical, Legal and Environmental) analysis is performed for seven European countries, which host one or more REWARDHeat demonstrators.The PESTLE analysis was performed in a three-step process. The first step was data collection for each of the components included in the PESTLE analysis through literature reviews, interviews with the demo-sites, surveys distributed to and answered by the customers of the existing DH systems and energy systems modelling using the TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) model generator for understanding the environmental impact long term. The second step was to identify and prioritize key factors identified for each of the PESTLE components. The third step was to rate the identified key factors together with experts from each demo-site country. The key factors were rated either as a barrier (major or minor) or as an opportunity (major or minor).Overall, the results of the PESTLE analysis show that there are more opportunities than barriers for the replication of LTDHC networks in the investigated countries. Opportunities mainly arise from the ambitious political goal of the EU to become climate-neutral by 2050. The EU goal leads to ambitious national targets for the Heating and Cooling (HC) sectors, which are still greatly dependent on the use of fossil fuels. Positive customers’ opinions and the current characteristics of the HC sectors in the investigated countries are also identified as opportunities for the development of LTDHC networks. At the country level, Denmark and Sweden are the countries in which conventional DH networks are well-established and it is in these countries the most opportunities for LTDHC can be found. A tradition of investing in large, centralized heat generation plants could however pose a barrier, and a regime shift is therefore necessary. We show that with the development of LTDHC networks, the cost of heat supply in the investigated HC sectors can decrease, if compared to the development without LTDHC.From the environmental perspective, the development of LTDHC networks and utilization of LTH and RE sources is shown to result in fuel savings and lowered air pollutant emissions in all the demo-site countries, except for Denmark in which insignificant increase in specific primary energy use per unit of generated heat can be expected.The lack of targeted state-based financial support for developing innovative HC networks is identified as one of the main barriers for the replication of the REWARDHeat solutions in most of the countries. The likely reason for this is deemed to be a lack of awareness and understanding about the LTDHC concept among politicians and decision makers. Hence, more knowledge needs to be generated about the concept, for example through demonstration projects such as REWARDHeat. Another main barrier is that LTDHC is currently only suitable for a small share of the building stock, mainly new or refurbished buildings. Table 1 shows overview of the PESTLE analysis results for each of the investigated countries. The values “3” and “4” on the green background represent opportunities (minor and major, respectively) and the values “1” and “2” represent barriers (major and minor, respectively). The results from the energy system modelling, which served as a basis for analyzing environmental key factors as well as the Specific cost of heat economic factor, are also briefly presented in this deliverable and are available on an interactive webpage accessible from the project official website (www.rewardheat.eu).
|
|
| 3. |
- Hansson, Julia, 1978, et al.
(författare)
-
COST-EFFECTIVE MARINE FUELS AND PROPULSION TECHNOLOGIES FOR NORDIC SHIPPING – THE ROLE OF HYDROGEN VERSUS BIOFUELS
- 2023
-
Ingår i: European Biomass Conference and Exhibition Proceedings. - 2282-5819. ; , s. 441-444
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Decarbonizing transport is one of the key energy challenges in the Nordic countries. Enhanced introduction of renewable marine fuels is required. The aim of this study is to assess which alternative fuels and propulsion options that are cost-effective for shipping in the future Nordic region (Sweden, Norway, and Denmark) striving to reach stringent CO2 emissions reduction targets by 2050, in an energy system context. The role of hydrogen (and electrofuels) versus the role of biofuels is in focus. The assessment indicates that marine biofuels (primarily biodiesel and methanol) as well as compressed hydrogen represent cost-effective mitigation measures in the Nordic shipping sector both in the mid (2030) to long term (2050) for different GHG reduction pathways. With more stringent CO2 targets, also synthetic natural gas i.e., renewable methane represents a cost-effective solution. The introduction of policies specifically promoting renewable fuels in the shipping sector such as a tax on fossil marine fuels and a blending requirement does not influence the cost-effectiveness of marine fuels in the modelling. However, in reality the future role of hydrogen, electrofuels, and biofuels for shipping may depend on the design and details of the policies introduced for promoting alternative marine fuels. Keywords: biofuel, hydrogen, electrofuels, carbon dioxide (CO2) emission, cost-effectiveness, shipping.
|
|
| 4. |
- Krook-Riekkola, Anna, et al.
(författare)
-
SureCity Deliverable 3.1 Outline of the City-level modelling framework
- 2018
-
Rapport (övrigt vetenskapligt/konstnärligt)abstract
- This report refers to Work Package 3. Task 3.1 of the SURECITY project. It presents the first part of the generic TIMES-City model in which the users provide input. The model has been developed for this project and to be implemented in three partner cities, namely, Almada, Judenburg and Malmö.The TIMES-City model represents a generic city energy system; supply technologies and their infrastructure and the demand technologies used in buildings, transportation and industry. The model here presented is the result of the information compiled in Work Package 1 (WP1- User requirements and ICT specification) and Work Package 2 (WP2- Status quo of the demonstration cases). WP1 clarified the needs of the small and medium cities to be modelled and WP2 compiled the available information to be input into the model regarding the status quo of the demonstration sites in terms of energy system and transport infrastructure, usage, GHG emissions and air quality. In this report the existing users and future cities are guided on how to provide input the model. The structure of the files and the data needed for the model are given for the demand sectors mentioned above.All in all, this report defines the demand and supply technologies used in TIMES-City model and how to populate it with the data. Thus, it is a useful manual for the project’s partner cities and future users.
|
|
| 5. |
- Unluturk, Burcu, et al.
(författare)
-
Energy System Models for City Climate Mitigation Plans—Challenges and Recommendations
- 2021
-
Ingår i: Smart and Sustainable Planning for Cities and Regions. - Cham : Springer. ; , s. 15-28
-
Konferensbidrag (refereegranskat)abstract
- Many cities around the world have adopted climate neutrality targets, and, to reduce their greenhouse gas emissions, they need climate action plans. Energy system optimization models (ESOMs) can be used as tools to support their energy transitions. ESOMs have been in use at the national level for several years and also have recently been used at the city level. Even though several researchers have focused on how city ESOMs can be developed, the literature lacks a discussion of the challenges that are faced in data collection during model development. In this paper, we share the challenges encountered in the model development, as well as in the scenario development and recommend practical solutions for overcoming these challenges. The following three challenges were identified and discussed in the model development process: (a) data availability and quality; (b) communication; and (c) knowledge and background of civil servants and researchers. The main challenges in the scenario development were: (a) parameter selection and (b) complexity. It was found that explanation of the terminology used in ESOMs, presentation of the model structure and preliminary base-year results were crucial actions for overcoming challenges during model development. During the scenario development, collaboration between modelers and civil servants when reviewing parameter combinations and working with preliminary scenario results were decisive strategies for improving the civil servants’ understanding of ESOMs. Complementarily, it was found that continuous communication between the researcher and the civil servant and good comprehension of the model on the municipality's side helped improve the usefulness of ESOMs in cities’ energy transitions.
|
|
