liu.seSök publikationer i DiVA
Ändra sökning
Avgränsa sökresultatet
1 - 43 av 43
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Träffar per sida
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sortering
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
  • Standard (Relevans)
  • Författare A-Ö
  • Författare Ö-A
  • Titel A-Ö
  • Titel Ö-A
  • Publikationstyp A-Ö
  • Publikationstyp Ö-A
  • Äldst först
  • Nyast först
  • Skapad (Äldst först)
  • Skapad (Nyast först)
  • Senast uppdaterad (Äldst först)
  • Senast uppdaterad (Nyast först)
  • Disputationsdatum (tidigaste först)
  • Disputationsdatum (senaste först)
Markera
Maxantalet träffar du kan exportera från sökgränssnittet är 250. Vid större uttag använd dig av utsökningar.
  • 1.
    Abrahamsson, Louise
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring.
    Improving methane production using hydrodynamic cavitation as pre-treatment2016Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Det behövs innovativa lösningar för att utveckla anaerob rötning i syfte att öka metangasutbytet från biogassubstrat. Beroende på substratets egenskaper, kan förbehandling möjliggöra sönderdelning av bakterieflockar, uppbrytning av cellväggar, elimination av inhiberande ämnen och frigörelse av intracellulära organiska ämnen, som alla kan leda till en förbättring av den biologiska nedbrytningen i rötningen. För att uppnå detta har den lågenergikrävande förebehandlingsmetoden hydrodynamisk kavitation prövats på biologiskt slam, matavfall, makroalger respektive gräs, i jämförelse med ångexplosion. Effekten på substraten av dessa två förbehandlingar har uppmäts genom att undersöka distribution av partikelstorlek, löst organiskt kol (sCOD), biometan potential (BMP) och nedbrytningshastigheten. Efter 2 minuters hydrodynamisk kavitation (8 bar) minskade partikelstorleken från 489- 1344 nm till 277- 281 nm (≤77 % reduktion) för de olika biomassorna. Liknande påverkan observerades efter tio minuters ångexplosion (210 °C, 30 bar) med en partikelstorlekreducering mellan 40 och 70 % för alla behandlade substrat. Efter behandling med hydrodynamisk kavitation, i jämförelse med obehandlad biomassa, ökade metanproduktionens hastighetskonstant (K) för matavfall (+65%), makroalgen S. latissima (+3%), gräs (+16 %) samtidigt som den minskade för A. nodosum (-17 %). Förbehandlingen med ångexplosion ökade hastighetskonstanten för S. latissima (+50 %) och A. nodosum (+65 %) medan den minskade för gräs (-37 %), i jämförelse med obehandlad biomassa. Vad gäller BMP värden, orsakade hydrodynamisk kavitation små variationer där endast A. nodosum visade en ökning efter behandling (+44 %) i jämförelse med obehandlad biomassa. Biomassa förbehandlade med ångexplosion visade en ökning för A .nodosum (+86 %), gräs (14 %) och S. latissima (4 %). Sammantaget visar hydrodynamisk kavitation potential som en effektiv behandling före rötning och kapabel att konkurrera med den traditionella ångexplosionen gällande kinetik och energibalans (+14%) samt metanutbytet för A. nodosum.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 2.
    Anacleto, Thuane Mendes
    et al.
    Univ Fed Rio de Janeiro, Brazil; Univ Fed Rio de Janeiro, Brazil.
    Kozlowsky-Suzuki, Betina
    Fed Univ State Rio De Janeiro, Brazil; Fed Univ State Rio De Janeiro, Brazil; Fed Univ State Rio De Janeiro, Brazil.
    Björn, Annika
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center.
    Shakeri Yekta, Sepehr
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center.
    Masuda, Laura Shizue Moriga
    Ch Mendes Inst Biodivers Conservat ICMBio, Brazil.
    de Oliveira, Vinicius Peruzzi
    Univ Fed Rio de Janeiro, Brazil.
    Enrich Prast, Alex
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center. Univ Fed Rio de Janeiro, Brazil; Fed Univ Sao Paulo IMar UNIFESP, Brazil.
    Methane yield response to pretreatment is dependent on substrate chemical composition: a meta-analysis on anaerobic digestion systems2024Ingår i: Scientific Reports, E-ISSN 2045-2322, Vol. 14, nr 1, artikel-id 1240Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Proper pretreatment of organic residues prior to anaerobic digestion (AD) can maximize global biogas production from varying sources without increasing the amount of digestate, contributing to global decarbonization goals. However, the efficiency of pretreatments applied on varying organic streams is poorly assessed. Thus, we performed a meta-analysis on AD studies to evaluate the efficiencies of pretreatments with respect to biogas production measured as methane yield. Based on 1374 observations our analysis shows that pretreatment efficiency is dependent on substrate chemical dominance. Grouping substrates by chemical composition e.g., lignocellulosic-, protein- and lipid-rich dominance helps to highlight the appropriate choice of pretreatment that supports maximum substrate degradation and more efficient conversion to biogas. Methane yield can undergo an impactful increase compared to untreated controls if proper pretreatment of substrates of a given chemical dominance is applied. Non-significant or even adverse effects on AD are, however, observed when the substrate chemical dominance is disregarded.

  • 3.
    Andersson, Jim
    et al.
    Luleå University of Technology, Sweden.
    Lundgren, Joakim
    Luleå University of Technology, Sweden.
    Malek, Laura
    Lund University, Sweden.
    Hultegren, Christian
    Lund University, Sweden.
    Pettersson, Karin
    Chalmers University of Technology, Gothenburg, Sweden.
    Wetterlund, Elisabeth
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Energisystem. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    System studies on biofuel production via integrated biomass gasification2013Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    A large number of national and international techno-economic studies on industrially integrated gasifiers for production of biofuels have been published during the recent years. These studies comprise different types of gasifiers (fluidized bed, indirect and entrained flow) integrated in different industries for the production of various types of chemicals and transportation fuels (SNG, FT-products, methanol, DME etc.) The results are often used for techno-economic comparisons between different biorefinery concepts. One relatively common observation is that even if the applied technology and the produced biofuel are the same, the results of the techno-economic studies may differ significantly.

    The main objective of this project has been to perform a comprehensive review of publications regarding industrially integrated biomass gasifiers for motor fuel production. The purposes have been to identify and highlight the main reasons why similar studies differ considerably and to prepare a basis for “fair” techno-economic comparisons. Another objective has been to identify possible lack of industrial integration studies that may be of interest to carry out in a second phase of the project.

    Around 40 national and international reports and articles have been analysed and reviewed. The majority of the studies concern gasifiers installed in chemical pulp and paper mills where black liquor gasification is the dominating technology. District heating systems are also well represented. Only a few studies have been found with mechanical pulp and paper mills, steel industries and the oil refineries as case basis. Other industries have rarely, or not at all, been considered for industrial integration studies. Surprisingly, no studies regarding integration of biomass gasification neither in saw mills nor in wood pellet production industry have been found.

    There are several reasons why the results of the reviewed techno-economic studies vary. Some examples are that different system boundaries have been set and that different technical and economic assumptions have been made, product yields and energy efficiencies may be calculated using different methods etc. For obvious reasons, the studies are not made in the same year, which means that different monetary exchange rates and indices have been applied. It is therefore very difficult, and sometimes even impossible, to compare the technical as well as the economic results from the different studies. When technical evaluations are to be carried out, there is no general method for how to set the system boundaries and no right or wrong way to calculate the system efficiencies as long as the boundaries and methods are transparent and clearly described. This also means that it becomes fruitless to compare efficiencies between different concepts unless the comparison is done on an exactly equal basis.

    However, even on an equal basis, a comparison is not a straight forward process. For example, calculated efficiencies may be based on the marginal supply, which then become very dependent on how the industries exploit their resources before the integration. The resulting efficiencies are therefore very site-dependent. Increasing the system boundaries to include all in- and outgoing energy carriers from the main industry, as well as the integrated gasification plant (i.e. total plant mass and energy balance), would inflict the same site-dependency problem. The resulting system efficiency is therefore a measure of the potential improvement that a specific industry could achieve by integrating a biomass gasification concept.

    When estimating the overall system efficiency of industrial biorefinery concepts that include multiple types of product flows and energy sources, the authors of this report encourage the use of electrical equivalents as a measure of the overall system efficiency. This should be done in order to take the energy quality of different energy carriers into concern.

    In the published economic evaluations, it has been found that there is a large number of studies containing both integration and production cost estimates. However, the number of references for the cost data is rather limited. The majority of these have also been published by the same group of people and use the same or similar background information. The information in these references is based on quotes and estimates, which is good, however none of these are publically available and therefore difficult to value with respect to content and accuracy.

    It has further been found that the variance in the operational costs is quite significant. Something that is particularly true for biomass costs, which have a high variance. This may be explained by natural variations in the quality of biomass used, but also to the different markets studied and the dates when the studies were performed. It may be seen from the specific investment costs that there is a significant spread in the data. It may also be seen that the differences in capital employed and process yields will result in quite large variations in the production cost of the synthetic fuels. On a general note, the studies performed are considering future plants and in some cases assumes technology development. It is therefore relevant to question the use of today’s prices of utilities and feedstock’s. It is believed that it would be more representative to perform some kind of scenario analysis using different parameters resulting in different cost assumptions to better exemplify possible futures.

    Due to the surprising lack of reports and articles regarding integration of biomass gasifiers in sawmills, it would be of great interest to carry out such a study. Also larger scale wood pellet production plants could be of interest as a potential gasification based biorefinery.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 4.
    Björn (Fredriksson), Annika
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Shakeri Yekta, Sepehr
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Ziels, Ryan
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Department of Civil Engineering, University of British Columbia, Columbia, Canada.
    Karl, Gustafsson
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Svensson, Bo H
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Anna, Karlsson
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Scandinavian Biogas Fuels AB, Stockholm, Sweden.
    Feasibility of OFMSW co-digestion with sewage sludge for increasing biogas production at wastewater treatment plants2017Ingår i: Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration, ISSN 2365-6433, Vol. 2, nr 21Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Sweden has the ambition to increase its annual biogas production from the current level of 1.9 to 15 TWh by 2030. The unused capacity of existing anaerobic digesters at wastewater treatment plants is among the options to accomplish this goal. This study investigated the feasibility of utilizing the organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) as a co-substrate, with primary and waste-activated sewage sludge (PWASS) for production of biogas, corresponding to 3:1 ratio on volatile solid (VS) basis. The results demonstrated that co-digestion of OFMSW with PWASS at an organic loading rate of 5 gVS l−1 day−1 has the potential to increase the biogas production approximately four times. The daily biogas production increased from 1.0 ± 0.1 to 3.8 ± 0.3 l biogasl−1 day−1, corresponding to a specific methane production of 420 ± 30 Nml methane gVS−1 during the laboratory experiment. Co-digestion of OFMSW with PWASS showed a 50:50 distribution of hydrogenotrophic and aceticlastic methanogens in the digester and enhanced the turnover kinetics of intermediate products (acetate, propionate, and oleate). Practical limitations potentially include the need for sludge dewatering to maintain a sufficient hydraulic retention time (17 days in this study), as well as additional energy consumption for mixing due to an increased sludge apparent viscosity (from 1.8 ± 0.1 to 45 ± 4.8 mPa*s in this study) at elevated OFMSW-loading rates.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 5.
    Carraro, Giacomo
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center.
    Tonderski, Karin
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center.
    Enrich Prast, Alex
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Solutions Research Center. Institute of Marine Science, Federal University of Sao Paolo, Santos, Brazil.
    Solid-liquid separation of digestate from biogas plants: A systematic review of the techniques’ performance2024Ingår i: Journal of Environmental Management, ISSN 0301-4797, E-ISSN 1095-8630, Vol. 356, artikel-id 120585Artikel, forskningsöversikt (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Digestate processing is a strategy to improve the management of digestate from biogas plants. Solid-liquid separation is usually the primary step and can be followed by advanced treatments of the fractions. The knowledge about the performance of the separators and the quality of the fractions is scattered because of many available techniques and large variability in digestate characteristics. We performed a systematic review and found 175 observations of full-scale solid-liquid separation of digestate. We identified 4 separator groups, 4 digestate classes based on substrate, and distinguished whether chemical conditioners were used. We confirmed the hypothesis that the dominant substrate can affect the efficiency of the digestate separation. Furthermore, the results showed that centrifuges separated significantly more dry matter and total P than screw presses. Use of chemical conditioners in combination with a centrifuge lowered the dry matter concentration in the liquid fraction by 30%. Screw presses consumed 4.5 times less energy than centrifuges and delivered 3.3 tonne ammonium N in the liquid fraction and 0.3 tonne total P in the solid fraction using 1 MWh. The results can provide data for systems analyses of biogas solutions and can support practitioners when choosing among full-scale separator techniques depending on the digestate type. In a broader perspective, this work contributes to the continuous improvement of biogas plants operations and to their role as nutrients recovery sites.

  • 6.
    Choong, Ferdinand X.
    et al.
    Karolinska Institute, Sweden.
    Bäck, Marcus
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Steiner, Svava E.
    Karolinska Institute, Sweden.
    Melican, Keira
    Karolinska Institute, Sweden.
    Nilsson, Peter
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Edlund, Ulrica
    KTH Royal Institute Technology, Sweden.
    Richter-Dahlfors, Agneta
    Karolinska Institute, Sweden.
    Nondestructive, real-time determination and visualization of cellulose, hemicellulose and lignin by luminescent oligothiophenes2016Ingår i: Scientific Reports, E-ISSN 2045-2322, Vol. 6, artikel-id 35578Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Enabling technologies for efficient use of the bio-based feedstock are crucial to the replacement of oil-based products. We investigated the feasibility of luminescent conjugated oligothiophenes (LCOs) for non-destructive, rapid detection and quality assessment of lignocellulosic components in complex biomass matrices. A cationic pentameric oligothiophene denoted p-HTEA (pentamer hydrogen thiophene ethyl amine) showed unique binding affinities to cellulose, lignin, hemicelluloses, and cellulose nanofibrils in crystal, liquid and paper form. We exploited this finding using spectrofluorometric methods and fluorescence confocal laser scanning microscopy, for sensitive, simultaneous determination of the structural and compositional complexities of native lignocellulosic biomass. With exceptional photostability, p-HTEA is also demonstrated as a dynamic sensor for real-time monitoring of enzymatic cellulose degradation in cellulolysis. These results demonstrate the use of p-HTEA as a non-destructive tool for the determination of cellulose, hemicellulose and lignin in complex biomass matrices, thereby aiding in the optimization of biomass-converting technologies.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 7. Beställ onlineKöp publikationen >>
    Dahlgren, Sofia
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Decision-making and decision support connected to biogas use in Sweden2021Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Mänskliga aktiviteter orsakar många hållbarhetsproblem i världen, vilka behöver hanteras för att vi ska få en hållbar värld och ett hållbart samhälle. Ett sätt att hantera dessa problem och minska den negativa påverkan vi människor har är att byta till att använda bättre tekniker istället för de tekniker som används idag. Sådana förändringar är dock inte helt enkelt att vare sig genomföra eller påverka, och för att öka användningen av en bättre teknik måste till exempel varje ny användare ta ett beslut om att använda tekniken.Målet med den här avhandlingen är att hjälpa till att öka kunskapen om beslut kring att använda bättre tekniker – vad sådana beslut är baserade på och hur sådana beslut kan stödjas. Fokuset i avhandlingen är framförallt på ett specifikt fall – företags, kommuner och regioners beslut att använda biogas i Sverige. Avhandlingen innehåller sex vetenskapliga artiklar, som tillsammans hjälper till att svara på tre frågor. Hur skiljer sig biogas från andra potentiella alternativ? Varför är beslutsfattare intresserade av att använda biogas, och vad gör dem tveksamma? Hur kan beslutsstöd användas för att hjälpa beslutsfattarna att hantera komplexa delar i beslut kopplade till biogas?Resultaten visar att biogas har miljö- och samhällsfördelar i jämförelse till flera andra förnybara alternativ, men att biogas kan vara dyrare. Hur bra teknik det finns och hur väl den fungerar beror lite på användningsområde – biogas har använts för bussar ganska länge vilket gör att tekniken är mer välutvecklad där, medan det är ganska nytt att använda biogas i tunga lastbilar som ska köra långa sträckor. Beslutsfattare uppfattar att biogas är ett bra miljöalternativ, och att det är en bättre långsiktig lösning än flera andra förnybara bränslen eftersom investeringar görs i biogas och eftersom de som beslutar om regler och stöd för förnybara bränslen verkar positiva till biogas. Kommuner och regioner tenderar att titta mer på fler positiva saker kring biogas, till exempel att man kan producera energi från lokala råvaror och att biogasproduktionen kan hjälpa till med att återanvända näringsämnen. Företag å andra sidan tenderar att fokusera mer på att biogas kan användas som en miljöåtgärd som kan förbättra bilden av företaget hos allmänheten. Beslutsfattare kan dock tveka kring att använda biogas på grund av ekonomiska anledningar, eller att lagarna och stöden för biogas inte är optimala, eller då tekniken inte är tillräckligt välutvecklad för det företaget vill använda biogas till. Det finns även beslutsfattare som inte har så mycket kunskap om biogas, vilket gör att de är mer osäkra kring att använda det. Beslutsstöd kan hjälpa beslutsfattare på olika sätt, med olika verktyg som passar för olika situationer och olika svårigheter. Multikriterieanalys kan användas för att hjälpa beslutsfattare att fokusera på flera olika typer av påverkan samtidigt och göra beslutsprocessen enkel att förstå så att beslutsfattarna kan besluta vilka typer av påverkan som ska prioriteras. Sociotekniska scenarier kan å andra sidan hjälpa beslutsfattare att förstå hur de ska lyckas med att genomföra de förändringar som de vill införa.

    Delarbeten
    1. Biogas-based fuels as renewable energy in the transport sector: an overview of the potential of using CBG, LBG and other vehicle fuels produced from biogas
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Biogas-based fuels as renewable energy in the transport sector: an overview of the potential of using CBG, LBG and other vehicle fuels produced from biogas
    2022 (Engelska)Ingår i: Biofuels, ISSN 1759-7269, E-ISSN 1759-7277, Vol. 13, nr 5, s. 587-599Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    The energy supply in the world needs to change from fossil fuels to renewable alternatives. Biogas is such a renewable alternative, and there is potential to increase the biogas production in the world. In recent decades, many countries have increasingly been upgrading biogas to vehicle fuel. In the last few years, the interest has also increased in liquefying biogas for heavier transports. Biogas can also be a raw material for other fuels by gasifying the biogas, for example Fischer-Tropsch fuels, methanol, dimethyl ether and hydrogen. This study provides an overview of vehicle fuels that can be produced from biogas, their technological maturity and their respective potentials as substitutes for fossil fuels in the transport system. A common factor for all of them is that they are most often produced from fossil fuels. Compressed and liquefied methane are the only fuels being commercially produced using biogas. The other fuels all have strengths that both compressed and liquefied methane lack, for example the possibility of emission-free fuel cell vehicles. However, they are all less mature technologies than compressed and liquefied methane. The greatest short-term potential is thus for expanded use of biogas as compressed and liquefied biomethane.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    TAYLOR & FRANCIS LTD, 2022
    Nyckelord
    Biogas; transport; biogas-based fuels; compressed biomethane; liquefied biomethane
    Nationell ämneskategori
    Energisystem
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-171055 (URN)10.1080/17597269.2020.1821571 (DOI)000574388000001 ()
    Anmärkning

    Funding Agencies|Swedish Energy AgencySwedish Energy Agency; Linkoping University; SLU

    Tillgänglig från: 2020-11-01 Skapad: 2020-11-01 Senast uppdaterad: 2022-10-06
    2. Drivers for and barriers to biogas use in manufacturing, road transport and shipping: a demand-side perspective
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Drivers for and barriers to biogas use in manufacturing, road transport and shipping: a demand-side perspective
    2022 (Engelska)Ingår i: Biofuels, ISSN 1759-7269, E-ISSN 1759-7277, Vol. 13, nr 2, s. 177-188Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    Contemporary environmental problems require a transition to renewable energy. Biogas is one alternative, which besides being renewable has many other benefits. For further expansion of biogas production, it seems necessary to develop new areas of biogas usage where biogas can replace fossil fuels. This article presents an analysis of the drivers for and barriers to increased biogas usage in three sectors where biogas usage is undeveloped in Sweden: manufacturing, road transport and shipping. Several of the identified drivers and barriers, such as unstable and short-term policies, lack of infrastructure, and contract requirements, have also been found in previous studies even though they may be slightly different depending on the context. A new driver observed in this study is that of intergenerational thinking in family-owned businesses. The study also reiterates the significant influence of policy in the form of subsidies, tax exemptions and regulations on the adoption and use of renewable energy in general and biogas specifically. The results suggest the need for future policymaking to be guided by long-term trajectories, which can be a relevant basis for adopters to make investments into biogas technologies.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Taylor & Francis, 2022
    Nyckelord
    Renewable energy, diffusion, biogas, Sweden
    Nationell ämneskategori
    Bioenergi
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-162032 (URN)10.1080/17597269.2019.1657661 (DOI)000492055300001 ()
    Anmärkning

    Funding Agencies|Biogas Research Center (BRC); Environmental Bus Project; Swedish Energy AgencySwedish Energy Agency; Linkoping University; VinnovaVinnova; SLU

    Tillgänglig från: 2019-11-18 Skapad: 2019-11-18 Senast uppdaterad: 2022-09-26
    3. Sustainability Assessment of Public Transport, Part I-A Multi-Criteria Assessment Method to Compare Different Bus Technologies
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Sustainability Assessment of Public Transport, Part I-A Multi-Criteria Assessment Method to Compare Different Bus Technologies
    2021 (Engelska)Ingår i: Sustainability, E-ISSN 2071-1050, Vol. 13, nr 2, artikel-id 825Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    This article departs from the perspective of Swedish regional transport authorities and focuses on the public procurement of bus transports. Many of these public organizations on the county level have the ambition to contribute to a transition involving the continued marginalization of fossil fuels and improved sustainability performance. However, there are several renewable bus technologies to choose between and it can be difficult to know what alternative (or combination) is preferable. Prior research and the authors experiences indicate a need for improved knowledge and supportive methods on how sustainability assessments can support public procurement processes. The purpose of this article is to develop a multi-criteria assessment (MCA) method to support assessments of public bus technologies sustainability. The method, which was established in an iterative and participatory process, consists of four key areas and 12 indicators. The article introduces the problem context and reviews selected prior research of relevance dealing with green or sustainable public procurement and sustainability assessments. Further on, the process and MCA method are presented and discussed based on advice for effective and efficient sustainability assessments. In the companion article (Part II), the MCA method is applied to assess several bus technologies involving biodiesel, biomethane, diesel, electricity, ethanol and natural gas.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    MDPI, 2021
    Nyckelord
    bus technologies; multi-criteria assessment; MCA; MCDA; public transport; sustainability assessment; sustainable or green public procurement
    Nationell ämneskategori
    Miljöledning
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-173415 (URN)10.3390/su13020825 (DOI)000611770700001 ()
    Anmärkning

    Funding Agencies|Energy Agency of Sweden; Linkoping University; Swedish University of Agriculture

    Tillgänglig från: 2021-02-20 Skapad: 2021-02-20 Senast uppdaterad: 2022-02-10
    4. Sustainability Assessment of Public Transport, Part II - Applying a Multi-Criteria Assessment Method to Compare Different Bus Technologies
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Sustainability Assessment of Public Transport, Part II - Applying a Multi-Criteria Assessment Method to Compare Different Bus Technologies
    2021 (Engelska)Ingår i: Sustainability, E-ISSN 2071-1050, Vol. 13, nr 3, artikel-id 1273Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    Many Swedish regional transport authorities want bus fleets driven on renewable fuels. However, it may be difficult to know what technology, or combination of technologies, to choose. There is a need for improved knowledge and supportive methods for sustainability assessments that can support public procurement processes. In the companion article (Part I), a multi-criteria assessment (MCA) method for assessments of public bus technologies sustainability was established, consisting of four key areas and 12 indicators. In this article, the purpose is to apply the method established in part I on different bus technologies by looking at a general Swedish case and assessing buses driven on diesel, Hydrotreated Vegetable Oil (HVO), Fatty Acid Methyl Ester (FAME), ethanol, natural gas, biomethane and electricity. Each technology is assessed on a scale from Very Poor to Very Good according to the indicators: technical maturity, daily operational availability, total cost of ownership, need for investments in infrastructure, cost stability, non-renewable primary energy efficiency, greenhouse gas emission savings, air pollution, noise, local/regional impact on land and aquatic environments, energy security and sociotechnical systems services. The results show the strengths and weaknesses of each technology, which are later discussed. We also critically reflect upon the usefulness and accuracy of the MCA method.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    MDPI, 2021
    Nyckelord
    bus technologies; multi-criteria assessment; MCA; MCDA; public transport; sustainability assessment; sustainable or green public procurement
    Nationell ämneskategori
    Energisystem
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-174135 (URN)10.3390/su13031273 (DOI)000615680300001 ()
    Anmärkning

    Funding Agencies|Energy Agency of Sweden; Swedish University of Agriculture; Linkoping University

    Tillgänglig från: 2021-03-15 Skapad: 2021-03-15 Senast uppdaterad: 2022-02-10
    5. Socio-technical scenarios and local practice: Assessing the future use of fossil-free alternatives in a regional energy and transport system
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Socio-technical scenarios and local practice: Assessing the future use of fossil-free alternatives in a regional energy and transport system
    2020 (Engelska)Ingår i: Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, ISSN 2590-1982, Vol. 5Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    This article presents results from a project involving local practitioners in the construction of scenarios for a regional energy and transport system. The purpose is to demonstrate how sustainability transitions research can interact with local practice by means of socio-technical scenarios. Combining quantitative data with qualitative storylines, the article presents four scenarios, which describe different ways of using biogas, biodiesel and electricity in four different applications: city buses, inter-city buses, heavy-duty trucks and industrial processes. The article compares the four scenarios in terms of realization possibilities, energy efficiency and greenhouse gas reduction. Focusing on nearterm realization on a commercial basis, the research findings suggest that collaborative scenario construction can be a useful strategy to manage conflicting agendas and engage key stakeholders in dialogues on transition pathways. The article concludes by presenting policy lessons for practice-oriented transition management. The lessons point to the importance of flexibility in system delineations, the critical timing of near-term scenarios, and the use of scenarios to outline local practitioners' agency.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2020
    Nyckelord
    Socio-technical scenario Redeployment Biofuels Electric bus Transition management Arena
    Nationell ämneskategori
    Energisystem
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-165756 (URN)10.1016/j.trip.2020.100128 (DOI)001093219100001 ()2-s2.0-85084598893 (Scopus ID)
    Forskningsfinansiär
    Vinnova, 2015-03536Energimyndigheten, 2018-010740
    Tillgänglig från: 2020-05-19 Skapad: 2020-05-19 Senast uppdaterad: 2024-06-12Bibliografiskt granskad
    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
    Ladda ner (png)
    presentationsbild
  • 8.
    Dahlgren, Sofia
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Kanda, Wisdom
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Anderberg, Stefan
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Drivers for and barriers to biogas use in manufacturing, road transport and shipping: a demand-side perspective2022Ingår i: Biofuels, ISSN 1759-7269, E-ISSN 1759-7277, Vol. 13, nr 2, s. 177-188Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Contemporary environmental problems require a transition to renewable energy. Biogas is one alternative, which besides being renewable has many other benefits. For further expansion of biogas production, it seems necessary to develop new areas of biogas usage where biogas can replace fossil fuels. This article presents an analysis of the drivers for and barriers to increased biogas usage in three sectors where biogas usage is undeveloped in Sweden: manufacturing, road transport and shipping. Several of the identified drivers and barriers, such as unstable and short-term policies, lack of infrastructure, and contract requirements, have also been found in previous studies even though they may be slightly different depending on the context. A new driver observed in this study is that of intergenerational thinking in family-owned businesses. The study also reiterates the significant influence of policy in the form of subsidies, tax exemptions and regulations on the adoption and use of renewable energy in general and biogas specifically. The results suggest the need for future policymaking to be guided by long-term trajectories, which can be a relevant basis for adopters to make investments into biogas technologies.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 9. Beställ onlineKöp publikationen >>
    Ekstrand, Eva-Maria
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Anaerobic digestion in the kraft pulp and paper industry: Challenges and possibilities for implementation2019Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Produktionen av pappers- och massa genererar stora mängder avloppsvatten, vilket ställer höga krav på en effektiv vattenrening. Därtill har skärpta regler för utsläpp till vatten och luft tillsammans med en ökad efterfrågan på användning av förnyelsebar energi ytterligare ökat trycket på vattenreningen inom pappers-och massaindustrin, där anaerob nedbrytning med metanproduktion som följd skulle kunna utgöra en lösning. Produktionen av sulfatmassa (en kemiskt kokad pappersmassa) utgör 80% av den globala nyproduktionen av massa, vilket innebär att avloppsvatten från denna sektor representerar en stor outnyttjad potential för metanproduktion.

    Det finns huvudsakligen tre typer av substrat tillgängliga för rötning vid pappers- och massabruk, avloppsvatten, primärslam/fiberslam, och aktivt slam/överskottsslam. Flera utmaningar är kopplade till anaerob nedbrytning av dess strömmar, såsom förekomst av inhiberande ämnen eller låg nedbrytbarhet. Målet med avhandlingen var att bemöta dessa utmaningar, med ett särskilt fokus på behandling av avloppsströmmar från sulfatbruk.

    Metanpotentialtester visade att många av avloppsvattnen fortfarande var svåra att behandla med anaerob nedbrytning, men att alkaliska blekeriströmmar och kondensatströmmar vid sulfatbruk visade lovande metanpotentialer. Massafiber från sulfatoch sulfitbruk uppvisade höga metanpotentialer, och en stabil kontinuerlig samrötning av fiberslam och aktivt slam från sulfatbruk uppnåddes vid hög organisk belastning och låg hydraulisk uppehållstid i omrörda tankreaktorer med slamåterföring. Resultaten visade vidare att den låga nedbrytbarheten hos aktivt slam kunde bemötas genom att sänka slamåldern i den luftade anläggningen, med högre metanpotential i slammet som följd. Via denna metodik erhålles en högre vattenreningskapacitet, vilket innebär att bruken kan öka sin produktion av papper och massa. Dessutom kan rötresten avvattnas och den kvarvarande vätskan återföras till den luftade anläggningen för att minska behovet av näringstillsatser.

    Sammanfattningsvis visar avhandlingen att anaerob nedbrytning av avloppsströmmar från sulfatbruk var fullt möjlig och innebar många fördelar, i form av metanproduktion, förbättrad kapacitet för vattenrening och reducerade kostnader jämfört med dagens teknik. Olika möjligheter för implementering av anaerob teknik vid sulfatbruk har också formulerats och diskuterats.

    Delarbeten
    1. Methane potentials of the Swedish pulp and paper industry - A screening of wastewater effluents
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Methane potentials of the Swedish pulp and paper industry - A screening of wastewater effluents
    Visa övriga...
    2013 (Engelska)Ingår i: Applied Energy, ISSN 0306-2619, E-ISSN 1872-9118, Vol. 112, s. 507-517Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    With the final aim of reducing the energy consumption and increase the methane production at Swedish pulp and paper mills, the methane potential of 62 wastewater effluents from 10 processes at seven pulp and/or paper mills (A-G) was determined in anaerobic batch digestion assays. This mapping is a first step towards an energy efficient and more sustainable utilization of the effluents by anaerobic digestion, and will be followed up by tests in lab-scale and pilot-scale reactors. Five of the mills produce kraft pulp (KP), one thermo-mechanical pulp (TMP), two chemical thermo-mechanical pulp (CTMP) and two neutral sulfite semi-chemical (NSSC) pulp. Both elementary and total chlorine free (ECF and TCF, respectively) bleaching processes were included. The effluents included material from wood rooms, cooking and oxygen delignification, bleaching (often both acid- and alkali effluents), drying and paper/board machinery as well as total effluents before and after sedimentation. The results from the screening showed a large variation in methane yields (percent of theoretical methane potential assuming 940 NmL CH4 per g TOC) among the effluents. For the KP-mills, methane yields above 50% were obtained for the cooking effluents from mills D and F, paper machine wastewater from mill D, condensate streams from mills B, E and F and the composite pre-sedimentation effluent from mill D. The acidic ECF-effluents were shown to be the most toxic to the AD-flora and also seemed to have a negative effect on the yields of composite effluents downstream while three of the alkaline ECF-bleaching effluents gave positive methane yields. ECF bleaching streams gave higher methane yields when hardwood was processed. All TCF-bleaching effluents at the KP mills gave similar degradation patterns with final yields of 10-15% of the theoretical methane potential for four of the five effluents. The composite effluents from the two NSSC-processes gave methane yields of 60% of the theoretical potential. The TMP mill (A) gave the best average yield with all six effluents ranging 40-65% of the theoretical potential. The three samples from the CTMP process at mill B showed potentials around 40% while three of the six effluents at mill G (CTMP) yielded 45-50%.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2013
    Nyckelord
    Biogas; Anaerobic digestion; Kraft pulp; Chemical thermo-mechanical pulp; Neutral sulfite semi-chemical pulp; Bleaching
    Nationell ämneskategori
    Samhällsvetenskap
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-104129 (URN)10.1016/j.apenergy.2012.12.072 (DOI)000329377800053 ()
    Tillgänglig från: 2014-02-07 Skapad: 2014-02-07 Senast uppdaterad: 2021-12-28
    2. High-rate anaerobic co-digestion of kraft mill fibre sludge and activated sludge by CSTRs with sludge recirculation
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>High-rate anaerobic co-digestion of kraft mill fibre sludge and activated sludge by CSTRs with sludge recirculation
    Visa övriga...
    2016 (Engelska)Ingår i: Waste Management, ISSN 0956-053X, E-ISSN 1879-2456, Vol. 56, s. 166-172Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    Kraft fibre sludge from the pulp and paper industry constitutes a new, widely available substrate for thebiogas production industry, with high methane potential. In this study, anaerobic digestion of kraft fibresludge was examined by applying continuously stirred tank reactors (CSTR) with sludge recirculation.Two lab-scale reactors (4L) were run for 800 days, one on fibre sludge (R1), and the other on fibre sludgeand activated sludge (R2). Additions of Mg, K and S stabilized reactor performance. Furthermore, theCa:Mg ratio was important, and a stable process was achieved at a ratio below 16:1. Foaming was abatedby short but frequent mixing. Co-digestion of fibre sludge and activated sludge resulted in more robustconditions, and high-rate operation at stable conditions was achieved at an organic loading rate of 4 gvolatile solids (VS) L1 day1, a hydraulic retention time of 4 days and a methane production of230 ± 10 Nm L per g VS.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2016
    Nyckelord
    Pulp and paper Anaerobic digestion Sludge recirculation High-rate CSTR Fibre sludge Activated sludge
    Nationell ämneskategori
    Förnyelsebar bioenergi Produktionsteknik, arbetsvetenskap och ergonomi Produktionsteknik, arbetsvetenskap och ergonomi Vattenteknik
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-131780 (URN)10.1016/j.wasman.2016.06.034 (DOI)000383827700020 ()27453288 (PubMedID)
    Forskningsfinansiär
    Energimyndigheten
    Anmärkning

    Funding agencies: Swedish Energy Agency [32802-1]; Scandinavian Biogas Fuels AB; Poyry AB; BillerudKorsnas AB; SCA; Fiskeby Board AB; Purac AB

    Tillgänglig från: 2016-10-05 Skapad: 2016-10-05 Senast uppdaterad: 2022-10-03Bibliografiskt granskad
    3. Combining high-rate aerobic wastewater treatment with anaerobic digestion of waste activated sludge at a pulp and paper mill
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Combining high-rate aerobic wastewater treatment with anaerobic digestion of waste activated sludge at a pulp and paper mill
    2018 (Engelska)Ingår i: Water Science and Technology, ISSN 0273-1223, E-ISSN 1996-9732, Vol. 77, nr 8, s. 2068-2076Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    The activated sludge process within the pulp and paper industry is generally run to minimize the production of waste activated sludge (WAS), leading to high electricity costs from aeration and relatively large basin volumes. In this study, a pilot-scale activated sludge process was run to evaluate the concept of treating the wastewater at high rate with a low sludge age. Two 150 L containers were used, one for aeration and one for sedimentation and sludge return. The hydraulic retention time was decreased from 24 hours to 7 hours, and the sludge age was lowered from 12 days to 2–4 days. The methane potential of the WAS was evaluated using batch tests, as well as continuous anaerobic digestion (AD) in 4 L reactors in mesophilic and thermophilic conditions. Wastewater treatment capacity was increased almost four-fold at maintained degradation efficiency. The lower sludge age greatly improved the methane potential of the WAS in batch tests, reaching 170 NmL CH4/g VS at a sludge age of 2 days. In addition, the continuous AD showed a higher methane production at thermophilic conditions. Thus, the combination of high-rate wastewater treatment and AD of WAS is a promising option for the pulp and paper industry.

    Nyckelord
    Activated sludge, sludge age, anaerobic digestion, biochemical methane potential, CSTR, pulp and paper
    Nationell ämneskategori
    Bioprocessteknik
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-146089 (URN)10.2166/wst.2018.120 (DOI)000435663800011 ()29722692 (PubMedID)
    Anmärkning

    Funding agencies: Swedish Energy Agency [32802-2]; Scan-dinavian Biogas Fuels AB; Poyry AB; BillerudKorsnas AB; SCA; Fiskeby Board AB; Purac AB

    Tillgänglig från: 2018-05-07 Skapad: 2018-05-07 Senast uppdaterad: 2022-10-03Bibliografiskt granskad
    Ladda ner fulltext (pdf)
    Anaerobic digestion in the kraft pulp and paper industry: Challenges and possibilities for implementation
    Ladda ner (png)
    presentationsbild
  • 10.
    Feizaghaii, Roozbeh
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Carraro, Giacomo
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Brienza, Claudio
    Faculty of Bioscience Engineering, Department of Green Chemistry and Technology, Ghent University, Belgium.
    Meers, Erik
    Faculty of Bioscience Engineering, Department of Green Chemistry and Technology, Ghent University, Belgium.
    Verbeke, Marieke
    Flemish Coordination Centre for Manure Processing, Belgium (currently employed at Trevi Environmental Solutions), Belgium.
    Tonderski, Karin
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Systems analysis of digestate primary processing techniques2022Ingår i: Waste Management, ISSN 0956-053X, E-ISSN 1879-2456, ISSN 0956-053X, Vol. 150, s. 352-363Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    In this paper, we performed technology assessment and systems analysis of primary digestate processing techniques to provide a comprehensive analysis of their environmental and cost performance. We compiled more than 100 observations from large-scale biogas plants and considered digestate based on manure, crops and agro-wastes, and food waste under the geographical contexts of Sweden and Belgium. Centrifuge, screw press, and rotary drum were identified as suitable primary processing techniques. We analyzed the climate impact, energy use, and operational cost of digestate management under these scenarios: no processing, partial processing (solid-liquid separation) and full processing (solid-liquid separation followed by ammonia stripping). As expected, the suitable digestate processing varied with the context, transport was often the most critical cost factor, and emissions from storage reduced the climate savings from the use of biofertilizers. However, treating liquid fraction became a main contributor to cost and climate impact under the Belgian conditions. Consequently, the possibility for local application of liquid fraction as biofertilizer could prevent costs and impacts associated with its further treatment. The main novelty of this work is in its integrative and comprehensive approach toward the choices and impacts of primary processing of digestate. We tried to bridge many individual case studies, drew from experiences of biogas plants in different geographical contexts, assessed suitable processing techniques for different digestate types, and analyzed the environmental impacts and cost of digestate management from a life cycle perspective. We believe that such integrated approaches would help decision-making for increased sustainability of the biogas sector. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 11.
    Gustafsson, Marcus
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Cordova, Stephanie
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Värdeskapande av koldioxid från biogasproduktion2023Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Koldioxid (CO₂) har en negativ påverkan på klimatet, men har även många praktiska användningsområden. Många industriella processer släpper ut CO₂ i höga koncentrationer som skulle kunna fångas in för att begränsa emissioner och samtidigt skapa värdefulla produkter. Ett exempel på en sådan process är biogasuppgradering – en separationsprocess av förnybara gaser, där metan tas till vara för användning som fordonsbränsle eller energibärare inom industri, medan CO₂ släpps ut i atmosfären. Syftet med detta projekt har varit att kartlägga möjligheter och tekniker för att tillvarata grön CO₂ från biogasproduktion, så kallad carbon capture and utilization (CCU), samt att utreda förutsättningar för att tillämpa dessa i en svensk kontext. Arbetet har vägletts av följande frågeställningar:

    • Hur stor är den nuvarande och framtida potentialen för CCU från biogasproduktion?
    • Vilka möjliga användningsområden finns det för CO₂ från biogasproduktion?
    • Vilka faktorer påverkar valet av användningsområde för CO₂ från biogasproduktion?
    • Hur stor är den miljömässiga nyttan av CCU från biogasproduktion?

    För att besvara dessa frågeställningar genomfördes potentialberäkningar, multikriterieanalys och livscykelanalys, med utgångspunkt i svensk biogasproduktion. En referensgrupp bestående av representanter för stora svenska företag inom biogasproduktion och teknik för biogasuppgradering användes för att möjliggöra samproduktion och nätverkande mellan forskargruppen och branschen.

    Produktionen av CO₂ från biogas uppskattades till 160 000 ton/år 2020, med potential att öka till 540 000 – 840 000 ton/år på medellång sikt och 790 000 – 1 230 000 ton/år på lång sikt, som en följd av en förmodad ökning av biogasproduktionen i Sverige. En stor del av koldioxiden produceras dock vid relativt små uppgraderingsanläggningar, vilket kan begränsa möjligheten att tillämpa CCU på grund av höga investerings- och driftskostnader. Att tillföra vätgas för att omvandla all CO₂ till metan skulle potentiellt kunna öka metanproduktionen från biogas från 2 till 3 TWh/år på kort sikt och från 11 till 17 TWh/år på lång sikt, förutsatt tillräckligt stor tillgång på vätgas.

    Andra sätt att använda CO₂ från biogas innefattar bland annat produktion av biomassa eller kemikalier, härdning av betong, pH-reglering av processvatten och användning som köldmedium. Valet av CCU- alternativ kan påverkas av miljömässiga, tekniska, ekonomiska och policyrelaterade aspekter. Ur biogasproducenternas perspektiv är metanisering det som är mest kompatibelt med det befintliga produktionssystemet och affärsmodellen, medan andra lösningar oftast innebär att en annan aktör tar hand om koldioxiden. Vätgas behövs för såväl metanisering som produktion av kemikalier. En annan begränsande faktor är höga renhetskrav på all CO₂ som distribueras och säljs på marknaden. Den geografiska spridningen på anläggningarna kan också vara en utmaning.

    Många CCU-alternativ kan förbättra biogasens miljöprestanda genom att ersätta fossilbaserade produkter. Klimatpåverkan blir lägst om koldioxiden metaniseras med förnybar vätgas eller mineraliseras i betong, men även andra former av miljöpåverkan kan minskas genom att tillämpa dessa eller andra CCU-alternativ. Som jämförelse kan permanent lagring av CO₂ i geologiska formationer (carbon capture and storage, CCS) endast minska klimatpåverkan, medan det ökar övriga typer av miljöpåverkan. Samtidigt kan permanent lagring av biogen CO₂ göra det svårare att minska användningen av fossil CO₂ och ställa om till ett mer hållbart samhälle. Behovet av kol i många viktiga processer och produkter talar för att biogen CO₂ bör användas och inte lagras.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
    Ladda ner (png)
    presentationsbild
  • 12.
    Gustafsson, Marcus
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Cordova, Stephanie
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Svensson, Niclas
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Climate performance of liquefied biomethane with carbon dioxide utilization or storage2024Ingår i: Renewable and sustainable energy reviews, ISSN 1364-0321, Vol. 192, artikel-id 114239Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    In the process of upgrading biogas to biomethane for gas grid injection or use as a vehicle fuel, biogenic carbon dioxide (CO₂) is separated and normally emitted to the atmosphere. Meanwhile, there are a number of ways of utilizing CO₂ to reduce the dependency on fossil carbon sources. This article assesses the climate performance of liquefied biomethane for road transport with different options for utilization or storage of CO₂. The analysis is done from a life cycle perspective, covering the required and avoided processes from biogas production to the end use of biomethane and CO₂. The results show that all of the studied options for CO₂ utilization can improve the climate performance of biomethane, in some cases contributing to negative CO₂ emissions. One of the best options, from a climate impact perspective, is to use the CO₂ internally to produce more methane, although continuous supply of hydrogen from renewable sources can be a challenge. Another option that stands out is concrete curing, where CO₂ can both replace conventional steam curing and be stored for a long time in mineral form. Storing CO₂ in geological formations can also lead to negative CO₂ emissions. However, with such long-term storage solutions, opportunities to recycle biogenic CO₂ are lost, together with the possibility of de-fossilizing processes that require carbon, such as chemical production and horticulture.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 13.
    Gålfalk, Magnus
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Paledal, Soren Nilsson
    Tekniska Verken AB, S-58115 Linkoping, Sweden.
    Yngvesson, Johan
    RISE Res Inst Sweden, Sweden.
    Bastviken, David
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Measurements of Methane Emissions from a Biofertilizer Storage Tank Using Ground-Based Hyperspectral Imaging and Flux Chambers2024Ingår i: Environmental Science and Technology, ISSN 0013-936X, E-ISSN 1520-5851Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Open storages of organic material represent potentially large sources of the greenhouse gas methane (CH4), an emissions source that will likely become more common as a part of societal efforts toward sustainability. Hence, monitoring and minimizing CH4 emissions from such facilities are key, but effective assessment of emissions without disturbing the flux is challenging. We demonstrate the capacity of using a novel high-resolution hyperspectral camera to perform sensitive CH4 flux assessments at such facilities, using as a test case a biofertilizer storage tank for residual material from a biogas plant. The camera and simultaneous conventional flux chamber measurements showed emissions of 6.0 +/- 1.3 and 13 +/- 5.7 kg of CH4 h-1, respectively. The camera measurements covered the whole tank surface of 1104 m2, and the chamber results were extrapolated from measurements over 5 m2. This corresponds to 0.7-1.4% of the total CH4 production at the biogas plant (1330 N m3 h-1 corresponding to 950 kg h(-1)). The camera could assess the entire tank emission in minutes without disturbing normal operations at the plant and revealed additional unknown emissions from the inlet to the tank (17 g of CH4 h(-1)) and during the loading of the biofertilizer into trucks (3.1 kg of CH4 h(-1) during loading events). This study illustrates the importance of adequate measurement capacity to map methane fluxes and to verify that methane emission mitigation efforts are effective. Given the high methane emissions observed, it is important to reduce methane emissions from open storage of organic material, for example by improved digestion in the biogas reactor, precooling of sludge before storage, or building gastight storage tanks with sealed covers. We conclude that hyperspectral, ground-based remote sensing is a promising approach for greenhouse gas monitoring and mitigation.

  • 14.
    Haglund, Emelie
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Systematisk bedömning av våtmarksväxter som substrat för biogasproduktion2014Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Två miljöproblem idag är ökade koncentrationer av växthusgaser i atmosfären och övergödning. Därför är två utmaningar att reducera utsläppen av växthusgaser och flöden av näringsämnen. Ytterligare en utmaning är att trygga energiförsörjningen i en värld där efterfrågan på energi ökar. Nya förnybara energikällor behöver utvecklas både för att trygga energiförsörjningen men även för att minska användandet av fossil energi. En förnybar energikälla är biogas som kan användas till el, värme och fordonsgas. Det förutspås att substrat för biogasproduktion kommer vara en bristvara i framtiden, därför behöver nya substrat utvärderas. Våtmarksväxter är ett alternativt substrat för biogasproduktion och utvärderades i den här studien. Våtmarker och dess växter är intressanta att studera eftersom de kan reducera koncentrationen näringsämnen som når sjöar och hav och kan därför bidra till att minska problemen med övergödning. 

     

    Studien genomfördes inom ett projekt vid Biogas Research Center och var en litteraturstudie med studie av ett fall. Metoden som användes har arbetats fram i projektet och är en multikriteriaanalys, (MCA), vilket innebär att det är flera olika områden som studeras. Områdena tar hänsyn till biologiska, ekonomiska, kemiska, miljömässiga och tekniska aspekter. För att strukturera upp informationen användes en matris som bestod av de olika huvudområdena som studerades. För att tydliggöra möjligheter och hinder gjordes en semi-kvalitativ bedömning av varje huvudområde.

     

    Fallet som studerades var en våtmark i odlingslandskapet. Våtmarken är 5 ha och återskapades för några år sedan för att fungera som kväve- och fosforkälla.

    Det finns ingen växtlighet i våtmarken eftersom den är relativt ny. De växter som studerades under studien var därför växter som är tänkbara att växa i våtmarken i framtiden. Växterna som studerades var vass, rörflen och bredkaveldun. I våtmarken finns möjlighet att reglera vattennivån och därmed tömma den på vatten för att underlätta skörd.

     

    Resultatet visade att den teknik som finns idag för skörd och sönderdelning behöver utvecklas eftersom den inte motsvarar de krav som ställs. Det finns olika tekniker för rötning och eftersom växterna har hög torrsubstanshalt är torrötning att föredra eller ett tvåstegssystem där första steget är torrötning. En våtmark ger en relativt liten mängd biomassa och därför passar det bättre att röta växterna tillsammans med andra substrat till exempel på en gårdsbiogasanläggning.

     

    Våtmarksväxter är inte godkända substrat för certifiering av biogödsel, vilket kan vara ett hinder. Biogödseln har även ett lågt värde eftersom växterna innehåller låg halt näringsämnen.

    Våtmarker reducerar mängden näringsämnen och skörd kan bidra till att retentionen av fosfor ökar. Samtidigt avger våtmarker metan och lustgas som påverkar växthuseffekten. 

    Idag finns det ingen ekonomisk lönsamhet att skörda våtmarker. Ett system där ersättning fås för miljönyttan som skörd ger är ett alternativ för att öka lönsamheten.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 15.
    Hansson, Anna
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi.
    Mechanism of zeolite activity in biogas co-digestion2011Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    Biogas is a source of renewable energy and is produced at anaerobic conditions. The gas consists mainly of methane (55-70 %) and carbon dioxide (30-45 %). Biogas can be used as vehicle fuel after the gas has been upgraded to a methane content of approximately 97 %. There are several companies in Sweden producing biogas. Svensk biogas AB in Linköping is one of the largest. The company has two biogas production plants; one in Linköping and one in Norrköping.

    To meet the surge demand for biogas it is not only important to increase the volumetric capacity of the digesters, but also to optimize the process at the existing production plants in different ways. Zeolites, a clay mineral, have earlier been shown to have a positive effect on anaerobic digestion of certain substrates. The aim of this master’s thesis was to investigate if the organic loading rate could be increased and/or if the hydraulic retention time could be reduced by addition of zeolites to a reactor treating slaughterhouse waste as a substrate. The aim was further to investigate which substance/substances that zeolites possibly could affect.

    Addition of the zeolite clinoptilolite in a continuously stirred lab tank reactor showed a significantly lower accumulation of volatile fatty acids compared to that in a control reactor without zeolites added, when the hydraulic retention time was kept low (30 days) and the organic loading rate was high (4.8 kg VS/ (m3 × day)). The same results were observed upon zeolite addition in a batch experiment, which also showed a decreased lag phase. Neither the specific gas production nor the methane concentration was significantly affected by addition of zeolites. Furthermore, addition of a possible inhibitor, long-chain fatty acids (LCFA), increased the lag phase further when slaughterhouse waste was used as a substrate. The conclusion from the observed results is that a metabolite or metabolites produced during the anaerobic degradation is/are the reason to inhibition and an increased lag phase.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Mechanism of zeolite activity in biogas co-digestion
  • 16.
    Harrius, Josefine
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik.
    Larsson, Amanda
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik.
    Avskiljning, användning och lagring av koldioxid från biogasproduktion: Lämpliga lösningar för Tekniska verkens biogasanläggning2020Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Koldioxid släpps ut av såväl naturliga som antropogena processer, exempelvis vid produktion och förbränning av fossila bränslen. Även vid biogasproduktion uppkommer koldioxid, men av biogent ursprung. Årliga globala utsläpp av växthusgaser ökar regelbundet, trots överenskommelser som Parisavtalet som syftar till att begränsa klimatförändringarna. Sverige ska nå nettonollutsläpp senast 2045 och därefter ha negativa utsläppsnivåer. För att uppnå detta mål anses en biogen version av Carbon Capture and Storage (CCS), det vill säga avskiljning och lagring av koldioxid, kallad Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) vara en essentiell strategi. Tillvaratagande av koldioxid, genom Carbon Capture and Utilization (CCU), kan ge ett bra komplement till BECCS eftersom det nyttiggör koldioxid i produkter och kan öka värdet av koldioxid. Tekniker inom CCS och CCU möjliggör minskad klimatpåverkan inom biogasproduktion. 

    Detta examensarbete syftade till att kartlägga olika alternativ inom teknikerna CCS och CCU för att undersöka hur dessa kan användas för att nyttiggöra eller lagra koldioxid från biogasanläggningar, samt att undersöka vilka tekniska krav som ges av lösningarna. Utifrån en multikriterieanalys bedömdes vilka lösningar som var tekniskt, miljömässigt, marknadsmässigt och ekonomiskt motiverade för tillvaratagande av koldioxid. Bedömningen genomfördes genom att studera specifikt fall som var Tekniska verken i Linköpings biogasanläggning. Den lösning som valdes ut som lämplig inom CCU analyserades ur ett marknadsmässigt perspektiv genom en översiktlig kartläggning av aktörer i regionen. Därefter studerades klimatpåverkan från en förenklad modell av Tekniska verkens biogasanläggning för att undersöka hur denna förändras vid implementering av en lämplig lösning inom CCS respektive CCU. 

    Genom en screening av lösningsförslag identifierades 42 lösningsförslag inom CCS och CCU som sållades ner till sju stycken; algodling vid vattenrening, BECCS i saltvattenakviferer, betong härdad av koldioxid, bulklösning, metanoltillverkning, tillverkning av metan genom Power To Gas samt växthusodling. Multikriterieanalysen visade att koldioxidhärdad betong inom CCU och BECCS i saltvattenakviferer inom CCS var lämpliga lösningar för det studerade fallet. För implementering av förslagen krävdes bland annat en förvätskningsanläggning, infrastruktur för transport och samarbetspartners. 

    De studerade scenariernas klimatmässiga livscykel erhölls genom modellering och simulering av en modellanläggning av det studerade fallets biogasanläggning i programvaran SimaPro med användning av den funktionella enheten 1 Nm3 fordonsgas. Resultatet visade att fordonsgasen i referensfallet har en klimatpåverkan på 0,38 kg koldioxidekvivalenter. Fordonsgasens klimatpåverkan var cirka en åttondel av fossila bränslen såsom bensin och diesels klimatpåverkan. Vid lagring av koldioxid genom BECCS i saltvattenakviferer förändrades klimatpåverkan till - 0,42 kg koldioxidekvivalenter. När koldioxid användes till härdning av betong förändrades fordonsgasens klimatpåverkan till -0,72 kg koldioxidekvivalenter. Detta innebär att svenska producenter av biogas kan förbättra sin klimatpåverkan genom såväl lösningar inom CCS som CCU. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Avskiljning, användning och lagring av koldioxid från biogasproduktion – Lämpliga lösningar för Tekniska verkens biogasanläggning
  • 17.
    Hellman, Emil
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Lagringstidens påverkan på metanpotentialen i matavfall2015Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Biogas är en förnyelsebar energikälla som tillverkas genom att organiskt material som matavfall bryts ner av mikroorganismer under anaeroba (syrefria) förhållanden. Regeringen har satt upp mål för en högre matavfallsutsortering vilket leder till ökad mängd tillgängligt substrat till biogasproduktion.

    Matavfallet som samlas in börjar brytas ner under tiden det transporteras och lagras. Syftet med studien var att undersöka hur länge matavfall lagras, ta fram ett representativt recept på ett genomsnittligt matavfall i Sverige och utvärdera hur mycket metanpotential som försvinner från matavfall med avseende på lagringstid, insamlingssystem (papper- och plastpåse) och lagringstemperatur (22°C och 6°C) genom laboratorieförsök.

    Den genomsnittliga lagringstiden för matavfall från villor och flerbostadshus i undersökningen var sex dagar. Ett recept för matavfall har tagits fram med hjälp av litteratursökning och modifiering av recept i Avfall Sveriges rapport U2010:10. Laboratorieförsöken visade att skillnaden i metanpotential mellan plast och papper var tydlig vid 22°C, då metanpotentialen sjunker, men obefintlig vid 6°C.

    För att uppnå maximal metangasproduktion från matavfall under den varma delen av året så är plastpåsar bättre då de har en mer konserverande effekt på matavfallet än papperspåsar. Detta kan relateras till att plast är tätare än papper och därför håller inne flyktiga ämnen.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 18.
    Hjalmarsson, Louise
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring.
    Hydrolysis of waste activated sludge from pulp and paper mills: effect on dewatering properties and biogas potential by utilizing existing side streams2021Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    A big challenge within pulp and paper mills is the large quantities of waste activated sludge (WAS) that is produced during the wastewater treatment. The WAS is made up of biological cells and extra polymeric substances (EPS) and can bind a large amount of water causing difficulties to dewater the WAS. This study aimed to determine how to improve the dewatering properties of the WAS by using hydrolysis. Hydrolysis will cause the cells to disrupt and the bound water in the cells and the water trapped by the EPS can be released. Specifically, this study investigated what impact hydrolysis with heat, alkalis, and acids had on the WAS dewatering properties. In addition to the impact on the dewatering properties, the release of organic material and nutrients from the cells has also been important for biomethane production. In this study, it was specifically NH4-N, PO43- and COD that have been studied. WAS from paper mills have in general poor methane potential so it was of interest to see how the WAS was affected by hydrolysis and how hydrolysis could improve the methane production.

    To test the hypothesis of whether hydrolysis could affect the WAS and improve the dewatering properties, several experiments were performed. The experiments included thermal hydrolysis at temperatures of 70-90 °C, acidic hydrolysis with acids such as spent acid and acid water, and alkalis such as green liquor sludge and EOP. All acids and alkalis used in the study were chemicals that exist at the paper mills included in this study. To test the dewatering properties, methods such as TS analysis on the accept, CST-analysis, and a belt press were used. Analyses were also performed on the reject to measure the suspended solids and the nutrients NH4 – N, PO43– and COD in the WAS. This study did also determine what effect hydrolysed WAS had on the biomethane potential. In this study were the paper mills BillerudKorsnäs in Skärblacka and SCA in Östrand included. Hence was sludge from the two mills of interest to analyse.

    This study has shown better dewatering properties with an increase in the total solids (in the accept) after the thermal hydrolysis, the acidic hydrolysis with spent acid, and the alkali hydrolysis with green liquor sludge. Specifically did the acidic hydrolysis with spent acid improve the dewatering properties in terms of an increase in TS in %. The biggest increase in TS in % could be seen after using 10% spent acid ratio. The TS for the WAS from SCA Östrand increased in this experiment by 107 %. The thermal hydrolysis also showed promising results both in terms of dewatering properties and in the release of organic material.

    The biochemical methane potential test results showed a better and more rapid stabilized production of biomethane after hydrolysis of WAS compared to untreated WAS. The thermal hydrolysis both increased the rate of production and the total amount of methane produced. The thermally hydrolysed WAS from SCA Östrand improved the methane production from 77 Nml methane/g VS to 95 Nml methane/ g VS. The WAS from BillerudKorsnäs improved the methane production from 40 Nml methane/ g VS to 55 Nml methane/ g VS.

    These results, both from the methane potential tests and the results of the increased dewatering properties, show that the concept with hydrolysing should be evaluated further for improving the dewatering of the WAS.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Hydrolysis of waste activated sludge
  • 19.
    Huang, Baitong
    Linköpings universitet, Institutionen för tema.
    Comparison of Pre- and Post-treatments of Sugarcane Industry By-products to Increase Biomethane Production2020Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    Even though the Brazilian ethanol and sugar production system (based on sugarcane industry) have been providing large amounts of bioenergy, the extensive amounts of organic wastes generated cannot be ignored when it comes to sustainability. Using these biomasses to produce biomethane through anaerobic digestion has been proven as a promising way to tackle this issue. This study investigated the biomethane potential of the co-digestion of these biomasses: SF (sugarcane straw : filter cake = 8:2), SFV (sugarcane straw : filter cake : vinasse = 1:4:45), and D (digestate separated from AD of SFV). Three treatments autoclaving (AU), alkaline (AL) treatment using 6% (w/w) NaOH and the combination of these two (AUAL) were then conducted on SF and SFV as pre-treatments; on D as post- treatments. In the biomethane potential tests of untreated material, the highest methane yield was achieved by SFV with 275.28 ± 11 N ml CH4/g VS, followed by SF with 223.25 ± 10 N ml CH4 g-1 VS, substrate D also resulted in a methane potential of 144.69 ± 2 N ml CH4 g-1 VS. As pre-treatments, AL and AUAL both showed increase in methane yield (between 36.0% and 49.1%) and methane production rate. As post-treatments, AU, AL and AUAL showed distinctive results in methane production, with 33.8%, 99.8% and 128.8% increase, respectively. In comparison with pre-treatment, post-treatment showed a better performance in increasing methane production. The following feeding experiments performed in continuous stirred-tank reactors showed that AL treatment led to an average of 248% increase in methane yield.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 20.
    JABERIZADEH, HOMA
    Linköpings universitet, Institutionen för tema.
    Identifying the Most Optimizing Methods and some Influential Conditions in Methane Yield out of Olive Wastes: A Comprehensive Meta-Analysis On Biochemical Methane Potential Tests2021Självständigt arbete på avancerad nivå (magisterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    The organic wastes including olive oil mill residues are an inseparable part of food manufacturing processes while implying multi-faceted damages to the environment. A good quantity of research has been conducted to examine the biogas enhancement level in the anaerobic process of olive residues.  Seeking the optimum pretreatment method and the co-digesting substrates, the current study has conducted aggregative research on 155 experiments out of 22 studies. The conducted meta-analysis recognized the chemical type of pretreatments as the most effective treating procedures, according to which, application of the combined alkaline and lime, followed by trace metal cobalt supplementations are recognized as the most effective methods.  Furthermore, the study found intriguing results on the optimum type of olive main substrate, inoculum, digester type and effective volume as well as the superior country and year, in the anaerobic digestion of the olive mill residues.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 21.
    Johansson, Maria
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Energisystem. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Lindkvist, Emma
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Energisystem. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Rosenqvist, Jakob
    Tranås Energi, Sweden.
    Methodology for Analysing Energy Demand in Biogas Production Plants: A Comparative Study of Two Biogas Plants2017Ingår i: Energies, E-ISSN 1996-1073, Vol. 10, nr 11, artikel-id 1822Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Biogas production through anaerobic digestion may play an important role in a circular economy because of the opportunity to produce a renewable fuel from organic waste. However, the production of biogas may require energy in the form of heat and electricity. Therefore, resource-effective biogas production must consider both biological and energy performance. For the individual biogas plant to improve its energy performance, a robust methodology to analyse and evaluate the energy demand on a detailed level is needed. Moreover, to compare the energy performance of different biogas plants, a methodology with a consistent terminology, system boundary and procedure is vital. The aim of this study was to develop a methodology for analysing the energy demand in biogas plants on a detailed level. In the methodology, the energy carriers are allocated to: (1) sub-processes (e.g., pretreatment, anaerobic digestion, gas cleaning), (2) unit processes (e.g., heating, mixing, pumping, lighting) and (3) a combination of these. For a thorough energy analysis, a combination of allocations is recommended. The methodology was validated by applying it to two different biogas plants. The results show that the methodology is applicable to biogas plants with different configurations of their production system.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 22.
    Karlsson, Jonas
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Teknisk biologi.
    Modeling and simulation of existing biogas plants with SIMBA#Biogas2017Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    The main purpose of this project was an attempt to modulate and simulate two existing biogas plant, situated in Lidköping and Katrineholm, Sweden and evaluate how the process reacts to certain conditions regarding feeding, layout and substrate mixture. The main goal was to optimize the existing processes to better performance. Both the modeling and simulation were executed in SIMBA#Biogas with accordance to the real conditions at the plant in question. The simulation of each model was validated against data containing measurements of, CH4 yield, CH4 production, TS, VS, NH4-N concentration and N-total concentration. The data was obtained from each plant in accordance with scheduled follow ups. Both models were statistically validated for several predictions. Predictions of N-total and NH4-N concentration failed for some cases. Both plants were tested with new process lay outs, where promising results were obtained. The Lidköping model was provided with a post-hygienization step to handle ABPs. The Katrineholm model was provided with a dewatering unit, where 35% of the centrate was recirculated back to the system. Both setups was configured to yield the highest CH4 production. This study suggests that SIMBA#Biogas can be a tool for predictions and optimizations of the biogas process.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 23.
    Lemetti, Anastasia
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Kommunikations- och transportsystem. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Polishchuk, Tatiana
    Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap, Kommunikations- och transportsystem. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Saez, Raul
    Tech Univ Catalonia UPC, Spain.
    Prats, Xavier
    Tech Univ Catalonia UPC, Spain.
    Evaluation of Flight Efficiency for Stockholm Arlanda Airport Arrivals2019Ingår i: 2019 IEEE/AIAA 38TH DIGITAL AVIONICS SYSTEMS CONFERENCE (DASC), IEEE , 2019Konferensbidrag (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Analysis of punctuality of airport arrivals, as well as identification of causes of the delays within transition airspace, is an important step in evaluating performance of the Terminal Maneuvering Area (TMA) Air Navigation Services: without knowing the current performance levels, it is difficult to identify which areas could be improved. Deviations from the flight plans is one of the major reasons for arrival delays. In this work, we evaluate punctuality of Stockholm Arlanda airport arrivals and quantify the impact of the deviations from the flight plans on the fuel burn. Another reason of fuel waste is non-optimal vertical profiles during the descent phase. We evaluate additional fuel burn due to vertical flight inefficiency within Stockholm TMA.

  • 24.
    Lilja, Dennis
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik.
    Konsekvenser av vätgasproduktion för fordonsdrift: klimatpåverkan och energieffektivitet för olika produktionsvägar för vätgas jämfört med fordonsgas och vindkraftsel producerat av energibolag i Östergötland2019Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [sv]

    Sedan 2016 har flera politiska incitament genomförts för att undersöka möjligheten för att få den nordiska vätgasmarknaden att växa. Vätgas är en energibärare med potential att användas som ett miljövänligt drivmedelsalternativ för transportflottan eftersom utsläppen vid användning med bränslecell är rent vatten och bränslecellsbilar har en hög energieffektivitet i jämförelse med bilar med traditionella förbränningsmotorer. De enda utsläppen som förknippas med vätgas är de som sker i samband med produktionen av gasen. Det finns flera olika sätt att producera vätgas ur olika substrat. Idag produceras den mesta vätgasen från naturgas på raffinaderier för användning i bensin- och dieselproduktion. Det planeras en expansion av tankstationer för vätgas i Sverige, men då det finns få producenter så finns det ett intresse för Tekniska verken i Linköping AB att undersöka vad olika produktionsvägar för vätgas har för fördelar och nackdelar i jämförelse med andra biodrivmedel som fordonsgas och elektricitet. Studiens syfte var att undersöka tekniskt lämpliga produktionsvägar för vätgas som är kompatibla med biogasproduktion eller vindkraftsel, och jämföra de olika produktionsvägarna med biogas och vindkraftsel i relation till klimatpåverkan och energieffektivitet då drivmedel för 100 km körsträcka produceras. Efter en teknisk screening av vätgasproduktion, biogasproduktion och elektricitet från vindkraft konstanterades att vätgasproduktion viaångreformering av biogas, tvåstegsrötning av organiskt avfall och PEM-elektrolys är de produktionsvägar som har bäst potential för miljövänlig vätgasproduktion hos Tekniska verken i Linköping AB. Vidare kartlades viktiga parametrar för modellering och simulering av klimatpåverkan i programvaran simaPro. För jämförelse av produktionsvägarna för vätgas från rötning av matavfall användes WTW-metodik. För jämförelsen mellan elektricitet och elektrolys användes modifierad LCA-metodik med klimatpåverkan för hela livscykeln för vindkraftverket men för resterande processteg användes endast klimatpåverkan för driften för produktionen. Resultaten för jämförelsen mellan produktion av biogas, ångreformering och tvåstegsrötning visar ingen tydlig skillnad i varken klimatpåverkan eller energieffektivitet. Studien påvisar däremot att ångreformering av fordonsgas behöver mindre mängd matavfall för produktion av drivmedel för 100 km körsträcka (38 kg/100km) i jämförelse med tvåstegsrötning (44 kg/100km) och biogas (54 kg/100 km). För jämförelsen mellan produktion av vätgas via elektrolys och vindkraftsel visades systemet för vindkraftsel (23,6 kWh/100 km) vara dubbelt så energieffektivt jämfört med systemet för elektrolys (50,9 kWh/100 km), medan systemens klimatpåverkan förhöll sig till en liknande ratio med 0,154 kg CO2-eq utsläpp/100 km i jämförelse med 0,343 kg CO2-eq utsläpp/100 km. Studien visar att vid analys av energieffektivitet och klimatpåverkan för närbesläktade produktionssystem så spelar energieffektiviteten i använd bil stor roll för resultatet. Studiens resultat är framförallt intressant för svenska energibolag som vill veta mer om vätgasproduktion och hur dess klimatnytta och energiproduktion förhåller sig till andra fossilfria drivmedel.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 25.
    Lindfors, Axel
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Samhällseffekter av alternativa drivmedel2019Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    För att uppnå en fossiloberoende fordonsflotta i Östergötlands krävs ökad elektrifiering och mer biodrivmedel, så kallade alternativa drivmedel. För att uppnå detta mål undersöks i rapporten följande: samhällseffekter från produktion och användning av alternativa drivmedel, samhällseffekternas storleksordningar, samhällseffekternas ursprung (produktion eller användning) samt hur olika alternativa drivmedel ger upphov till olika samhällseffekter.

    Rapporten utgår från Sveriges miljömål och BRP+ för att beskriva vilka samhällseffekter produktion och användning av alternativa drivmedel för med sig. 12 huvudområden och 16 indikatorer formulerades, utifrån Sveriges miljömål och BRP+, och dessa används i rapporten för att bedöma samhällseffekterna av fem olika alternativa drivmedel (biogas, etanol, HVO, el och vätgas). Huvudområdena som bedömdes var ökad resursåtervinning, förbättrad luftkvalitet, ökade investeringar i alternativa drivmedel, ökad biodiversitet och minskad ekotoxicitet, ökad tillgänglighet, minskat buller, minskad försurning & övergödning, ökad regional sysselsättning, ökad regional lönesumma, mer förnybar energi och ökad energisäkerhet, minskad klimatpåverkan samt ökad näringsåtervinning.

    För att belysa samhällseffekternas storleksordningar användes även fyra scenarion med olika stor mängd produktion och användning av alternativa drivmedel. Dessa scenarion applicerades på fyra av huvudområdena: ökad regional sysselsättning, ökad regional lönesumma, mer förnybar energi och ökad energisäkerhet samt minskad klimatpåverkan. Resultatet av detta blev exempelvis att produktion av alternativa drivmedel i framtiden utgöra mellan 0,8 och 1,2 % av den regionala lönesumman samt användning av dessa reducera Östergötlands totala klimatgasutsläpp med mellan 17 % och 52 %. Det stora spannet beror på vilka alternativa drivmedel som produceras samt i vilken mängd.

    Illustrationer gjordes för att visa vilka alternativa drivmedel som ger upphov till vilka samhällseffekter. Dessa visar relativ storlek och om effekten är positiv eller negativ för samhället. Dessa illustrationer visar att det är viktigt att utvärdera alternativa drivmedel ur ett multi-dimensionellt perspektiv för att inte missa externa effekter och mervärden.

    Till sist visade samhällseffektsbedömningen att vissa samhällseffekter endast uppkommer i produktionen respektive användningen av alternativa drivmedel. Om målet är att uppnå så många positiva samhällseffekter som möjligt krävs det alltså både produktion och användning. Idag importeras majoriteten av våra alternativa drivmedel, alltså går vi miste om produktionseffekterna. Detta är med hög sannolikhet en konsekvens av det fokus på användningseffekter, främst klimatpåverkan, som länge dominerat samhällsdebatten på detta ämnesområde. Nu behövs policy, strategier och initiativ som både stimulerar produktion och användning av alternativa drivmedel så att alla positiva samhällseffekter uppnås.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Samhällseffekter av alternativa drivmedel
    Ladda ner (png)
    presentationsbild
  • 26.
    Lindfors, Axel
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Peltonen Ramkvist, Erika
    Region Östergötland.
    Östergötlands potential för biodrivmedelsproduktion och utökad elektrifiering: Delprojektrapport delprojekt 2: Hållbara transporter i Östergötland2018Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    För att möta bestämmelser om en fossiloberoende fordonsflotta och uppfylla direktivet om förnybar energi krävs en ökad mängd biodrivmedel- och elanvändning i fordon. Dessa mål införlivas genom lokala och regionala initiativ runt om i Sverige. Inhemsk produktion av biodrivmedel för med sig en mängd positiva effekter så som säkrad bränsletillgång, ökad lokal sysselsättning, mer skatteintäkter och en säker avfallshantering av organiskt avfall. För att ge underlag till hur Östergötland bör agera för att bidra till en fossiloberoende fordonsflotta inventeras i denna rapport Östergötlands biomassa- och biodrivmedelpotential samt länets elnätskapacitet.

    Studien har applicerat en metod där tidigare studier och intervjuer med sakkunniga legat till grund för datainsamlingen. Därefter har en syntes om hur framtiden för Östergötlands biodrivmedelpotential kan se ut arbetats fram av projektgruppen. Under hela projektets arbetsgång har intressenter varit delaktiga, både med information och data men även i att utforma projektets tillvägagångssätt, upplägg och presentation. Denna höga grad av intressentengagemang bidrar till att resultatet blir mer relevant och att intressenter känner sig mer delaktiga i projektets resultat. Dessutom ökar lärandet från projektet då projektgruppen och intressenter delar med sig mer fritt av erfarenheter och kunskap.

    Resultatet visar att Östergötland har goda förutsättningar för ökad biodrivmedelproduktion och ökad elektrifiering av vägtrafiken. Idag kommer större delen av biodrivmedel i Östergötland från primärråvaror eller avfall från hushåll och kommunala aktiviteter. För att realisera en större potential krävs att lantbruks- och skogsbrukssektorerna involveras i högre grad. De mest lovande substraten som inte idag används är flytgödsel, fastgödsel, vall, avloppsvatten från pappers- och massabruk samt skogsrester. Dessa kan tidigt realiseras och tillsammans står de för en betydande del av potentialen. Östergötlands biodrivmedelspotential uppskattas till 3 400 GWh per år. En stor del av denna potential är svårrealiserad och kräver stora insatser om den ska realiseras till 2030.

    Elnätets kapacitet i Östergötland identifieras inte som något kortsiktigt problem av elnätsbolagen i Östergötland. Om elnätet får problem att hantera en ökad elfordonsflotta ger detta först upphov till elkvalitetsproblem och sedan att nätet kan slås ut. Gällande personbilar kan hushållsnära laddning medföra att elserviser och transformatorer måste förstärkas i vissa områden (framförallt i förorter och på landsbygden). På längre sikt kan en kraftig ökning av eldrivna fordon göra att kapacitet i vissa lokala elnät måste byggas ut. I dessa områden kan finansiering bli en kritisk fråga då potentiella elbilsägare kan välja att avstå från att byta bil om det medför att de måste betala en högre nätavgift. Samtidigt blir sannolikt icke-elbilsägare inte glada om de måste betala en högre avgift för att andra skaffar elbil i deras område. För tung- och busstrafik kan vissa punkter bli kritiska och kräva stora förstärkningar. Större vägstråk, bussdepåer och rastplatser kommer behöva klara av att flera fordon kan ladda med iii hög effekt under samma tid på dagen. På dessa platser behövs sannolikt elnätet förstärkas.

    På grund av att elnätsprojekt ofta har lång ledtid visar analysen av resultatet att el bör prioriteras i personbilar och mindre fordon då de påfrestar elnätet mindre. Denna fordonskategori kan även kompletteras med CBG-fordon (komprimerad biogas) och etanolfordon för att uppnå en högre grad av fossilfria fordon. För tyngre transporter pekar analysen på ED95 (etanoldiesel), LBG (förvätskad biogas), HVO och RME. HVO och RME kan redan idag sättas in i tyngre transporter medan ED95 och LBG är några år bort. På detta sätt fås en kontinuerlig ökning av fossilfria fordon fram till 2030 vilket gynnar klimat, miljö och drivmedelsproducenter.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Östergötlands potential för biodrivmedelsproduktion och utökad elanvändning
    Ladda ner (png)
    presentationsbild
  • 27. Beställ onlineKöp publikationen >>
    Martin, Michael
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Industrial Symbiosis in the Biofuel Industry: Quantification of the Environmental Performance and Identification of Synergies2013Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Produktionen av biobränslen har ökat de senaste åren, vilket är ett steg mot klimateffektivare lösningar i transportsektorn, men biodrivmedlen har ifrågasatts med hänvisning till tveksamheter kring deras miljö- och energiprestanda. Lifecykelanalyser har därför använts inom akademiska studier och för policy för att utvärdera systemen, dock utan samstämmiga resultat. Under de kommande åren måste därför praxis för produktion av biobränslen förbättras för att kunna möta de strikta kraven i hållbarhetskriterier för biobränslen.

    Syftet med forskningen som presenteras i den här doktorsavhandlingen är att utforska och analysera koncept från området Industriell symbios (IS) och därigenom identifiera förbättringar för ökad effektivitet och miljöprestanda för biobränsleproduktion. Vidare är syftet att identifiera möjliga material- och energiutbyten mellan biobränsleproducenter och externa industrier.

    Potentiella material- och energiutbyten undersöktes, vilket resulterade förslag på flera olika typer av potentiella utbyten. Undersökningen visar på en potential för att använda biprodukter i en biobränsleprocess som råvara till en annan biobränsleframställning. Vidare identifierades en stor potential för utbyten med externa industrier, som till exempel matproducenter samt industrier för energi och kemikalier. Det är tydligt att det finns möjligheter för biobränsleproducenter och externa industrier att samarbeta och därmed ge möjlighet till förbättringar i miljöprestandan, dock kan en implementering av dessa utbyten påverkas av många olika förutsättningar.

    Avhandlingen presenterar även ett tillvägagångssätt för att visa hur kvantifiering av miljöprestanda inom ett nätverk för IS kan genomföras genom att använda riktlinjer och metodavvägningar från litteratur för livscykelanalys.  Detta tillvägagångssätt kan användas för att analysera om koncept från IS kan leda till fördelar för företagen i ett IS-nätverk.

    Tillvägsgångssättet ger möjlighet att kvantifiera miljöprestandan för företagen i IS-nätverket och ger dessutom vägledning för hur miljöpåverkan från utbytena kan distribueras mellan de olika företagen. Metoden utvecklades för att bland annat undersöka de förmodade fördelarna från IS för varje enskild aktör.

    Livscykelanalys i kombination med tillvägagångssättet ovan har använts för att kvantifiera miljöprestandan för IS-nätverk genom att konstruera scenarier. Scenarierna har baserats på ett exempel från ett IS-nätverk av biobränsleprocenter i Sverige. Analyserna visar att utbyten av material- och energi kan ge förbättringar i miljöprestanda. Resultaten är dock beroende av vilka metodavvägningar som gjorts, till exempel val av referenssystem, funktionell enhet och allokeringsmetoder. Vidare spelar viktiga processer som inputs från jordbruk och val av energisystem stor roll för resultatet.

    Metodavvägningar för utväderingen influerar även miljöpåverkan samt hur den fördelas mellan företagen i IS-nätverket. Dessutom kan den lokala miljöpåverkan öka medan den globala påverkan minskar.

    Sammanfattningsvis kan biobränsleproducenter, genom att använda koncept från industriell symbios, ges möjlighet att förbättra sin miljöprestanda. Detta kan ske genom att använda biprodukter och avfall samt genom att diversifiera sina produkter som ett första steg mot en övergång mot bioraffinaderier och en mer biobaserad ekonomi för regional hållbarhet.

    Delarbeten
    1. Improving the Environmental Performance of Biofuels with Industrial Symbiosis
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Improving the Environmental Performance of Biofuels with Industrial Symbiosis
    2011 (Engelska)Ingår i: Biomass and Bioenergy, ISSN 0961-9534, Vol. 35, nr 5, s. 1747-1755Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    In the production of biofuels for transport many critics have argued about the poor energyefficiency and environmental performance of the production industries. Optimism is thusset on the production of second generation biofuels, while first generation biofuelscontinue to dominate worldwide. Therefore it is interesting to consider how the environmentalperformance of first generation biofuel industries can be improved. The field ofindustrial symbiosis offers many possibilities for potential improvements in the biofuelindustry and theories from this research field are used in this paper to highlight howenvironmental performance improvements can be accomplished. This comes in the formof by-product synergies and utility synergies which can improve material and energyhandling. Furthermore, the processes and products can gain increased environmentalperformance improvements by the adaption of a renewable energy system which will actas a utility provider for many industries in a symbiotic network. By-products may thereafterbe upcycled through biogas production processes to generate both energy and a biofertilizer. A case study of an actual biofuel industrial symbiosis is also reviewed to providesupport for these theories.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2011
    Nyckelord
    Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies, Industrial Symbiosis, Biogas, Biofuel, Synergies
    Nationell ämneskategori
    Naturvetenskap
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-67189 (URN)10.1016/j.biombioe.2011.01.016 (DOI)000290238200017 ()
    Forskningsfinansiär
    Formas
    Tillgänglig från: 2011-04-04 Skapad: 2011-04-04 Senast uppdaterad: 2019-06-13
    2. Production synergies in the current biofuel industry: Opportunities for development
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Production synergies in the current biofuel industry: Opportunities for development
    2012 (Engelska)Ingår i: Biofuels, ISSN 1759-7269, E-ISSN 1759-7277, Vol. 3, nr 5, s. 545-554Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    Background: With criticism about the economic viability and environmental performance of biofuels, theuse of byproducts and integration with external industries could be achieved to improve their performanceand provide further use for byproducts and wastes. Methodology: A review of potential byproduct andutility exchanges between biofuel and external industries has been documented in this article through aliterature review and brainstorming workshop, and results have been classified based on their interactions.Results: It has been found that byproduct exchanges, especially those between biofuel industries, andexchanges between the biofuel industries and the food, feed, agriculture and energy industries, offer manypotential exchanges. Conclusion: The identified synergies offer possibilities for potential collaborationpartners in symbiotic exchanges with the biofuel industry.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    London: Future Science, 2012
    Nyckelord
    Biofuels, Synergies, By-product, Industrial Symbiosis
    Nationell ämneskategori
    Miljövetenskap
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-84548 (URN)10.4155/bfs.12.52 (DOI)
    Forskningsfinansiär
    Formas
    Tillgänglig från: 2012-10-12 Skapad: 2012-10-12 Senast uppdaterad: 2017-12-07
    3. Quantifying the environmental performance of integrated bioethanol and biogas production
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Quantifying the environmental performance of integrated bioethanol and biogas production
    2014 (Engelska)Ingår i: Renewable energy, ISSN 0960-1481, E-ISSN 1879-0682, Vol. 6, s. 109-116Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    As the production of biofuels continues to expand worldwide, criticism about, e.g. the energy output versus input and the competition with food has been questioned. However, biofuels have the possibility to be optimized in order to improve the environmental performance. This could be accomplished through the use of concepts from industrial symbiosis. This paper provides a quantification of the environmental performance of industrial symbiosis in the biofuel industry through integration of biogas and ethanol processes using a life cycle approach. Results show that although increasing integration is assumed to produce environmental benefits, not all impact categories have achieved this and the results depend upon the allocation methods, energy system and assumptions chosen.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2014
    Nyckelord
    Ethanol, Biogas, Industrial symbiosis, Environmental impacts, Biofuel, Life cycle assessment
    Nationell ämneskategori
    Förnyelsebar bioenergi Bioenergi Energisystem
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-86218 (URN)10.1016/j.renene.2012.09.058 (DOI)000326141000018 ()
    Tillgänglig från: 2012-12-11 Skapad: 2012-12-11 Senast uppdaterad: 2019-06-13
    4. Who gets the benefits? An approach for assessing the environmental performance of industrial symbiosis
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Who gets the benefits? An approach for assessing the environmental performance of industrial symbiosis
    2015 (Engelska)Ingår i: Journal of Cleaner Production, ISSN 0959-6526, E-ISSN 1879-1786, Vol. 98, s. 263-271Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
    Abstract [en]

    Industrial symbiosis networks are generally assumed to provide economic and environmental benefits for all firms involved, though few quantifications have been produced in the literature, and the methods for these quantifications have varied. This paper provides an approach to quantify the environmental performance of industrial symbiosis networks using guidance from the literature of life cycle assessment. Additionally, an approach to distribute credits due to exchanges for firms in the industrial symbiosis network is outlined. From the approach, influential methodological considerations used for the quantifications are discussed, including e.g. the production of reference systems, allocation methods, system boundaries and functional unit. The implications of such an approach may be beneficial for the industrial symbiosis community and provide information crucial for taxes, subsidies, business relations, expansion possibilities for the network, marketing and other issues related to the environmental performance of firms in the industrial symbiosis network.

    Ort, förlag, år, upplaga, sidor
    Elsevier, 2015
    Nyckelord
    Industrial symbiosis, life cycle assessment, by-product, integration, environmental performance
    Nationell ämneskategori
    Miljövetenskap Naturresursteknik Bioenergi Förnyelsebar bioenergi
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-90232 (URN)10.1016/j.jclepro.2013.06.024 (DOI)000356194300027 ()
    Tillgänglig från: 2013-03-21 Skapad: 2013-03-21 Senast uppdaterad: 2019-06-13Bibliografiskt granskad
    5. Using LCA to quantify the environmental performance of an industrial symbiosis network: Application in the Biofuels Industry
    Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Using LCA to quantify the environmental performance of an industrial symbiosis network: Application in the Biofuels Industry
    (Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    It is generally assumed that industrial symbiosis creates economic and environmental benefits for all firms involved, though few quantifications have been produced. The environmental performance of an industrial symbiosis network will be quantified using an approach from previous literature. Additionally, the benefits provided by exchanges have partitioned to firms taking part in the industrial symbiosis network, which may have implications for tax incentives, marketing, expansion and environmental awareness. The current industrial symbiosis network has been found to have benefits compared to reference scenarios produced. However, methodological choices, such as the choice of reference scenario and allocation methods may significantly influence the results of the environmental performance.

    Nyckelord
    Industrial symbiosis, life cycle assessment, by-product, integration, environmental performance
    Nationell ämneskategori
    Miljövetenskap Naturresursteknik Förnyelsebar bioenergi Bioenergi
    Identifikatorer
    urn:nbn:se:liu:diva-90229 (URN)
    Tillgänglig från: 2013-03-21 Skapad: 2013-03-21 Senast uppdaterad: 2018-01-11
    Ladda ner fulltext (pdf)
    Industrial Symbiosis in the Biofuel Industry: Quantification of the Environmental Performance and Identification of Synergies
    Ladda ner (pdf)
    omslag
  • 28.
    Martin, Michael
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Using LCA to quantify the environmental performance of an industrial symbiosis network: Application in the Biofuels IndustryManuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    It is generally assumed that industrial symbiosis creates economic and environmental benefits for all firms involved, though few quantifications have been produced. The environmental performance of an industrial symbiosis network will be quantified using an approach from previous literature. Additionally, the benefits provided by exchanges have partitioned to firms taking part in the industrial symbiosis network, which may have implications for tax incentives, marketing, expansion and environmental awareness. The current industrial symbiosis network has been found to have benefits compared to reference scenarios produced. However, methodological choices, such as the choice of reference scenario and allocation methods may significantly influence the results of the environmental performance.

  • 29.
    Martin, Michael
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Parsapour, Amin
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Upcycling wastes with biogas production:: An exergy and economic analysis2012Ingår i: Venice 2012: International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italy, 2012Konferensbidrag (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    The massive consumption of finite resources creates high economical and environmental costs due to material dispersion and waste generation. In order to overcome this, by-products and wastes may be used, to avoid the use of virgin materials and benefit from the useful inherent energy of the material. By adding value to the material, economic and environmental performance can be improve, which is called upcycling. In this paper, an exergy and economic analysis of a biogas process is examined. In order to investigate if biogas production from wastes can upcycle materials, biogas production from a by-product from the brewing process is examined. From the analysis, the process is found to upcycle the by-product with an increase in exergy and economic benefit due to the generation of biomethane and biofertilizer. This analysis thus shows that by using by-products as such, the sustainability of the system may improve.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    MMVenice2012
  • 30.
    Martin, Michael
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Svensson, Niclas
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Who gets the benefits? An approach for assessing the environmental performance of industrial symbiosis2015Ingår i: Journal of Cleaner Production, ISSN 0959-6526, E-ISSN 1879-1786, Vol. 98, s. 263-271Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Industrial symbiosis networks are generally assumed to provide economic and environmental benefits for all firms involved, though few quantifications have been produced in the literature, and the methods for these quantifications have varied. This paper provides an approach to quantify the environmental performance of industrial symbiosis networks using guidance from the literature of life cycle assessment. Additionally, an approach to distribute credits due to exchanges for firms in the industrial symbiosis network is outlined. From the approach, influential methodological considerations used for the quantifications are discussed, including e.g. the production of reference systems, allocation methods, system boundaries and functional unit. The implications of such an approach may be beneficial for the industrial symbiosis community and provide information crucial for taxes, subsidies, business relations, expansion possibilities for the network, marketing and other issues related to the environmental performance of firms in the industrial symbiosis network.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 31.
    Martin, Michael
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Svensson, Niclas
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Fonseca, Jorge
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Quantifying the environmental performance of integrated bioethanol and biogas production2014Ingår i: Renewable energy, ISSN 0960-1481, E-ISSN 1879-0682, Vol. 6, s. 109-116Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    As the production of biofuels continues to expand worldwide, criticism about, e.g. the energy output versus input and the competition with food has been questioned. However, biofuels have the possibility to be optimized in order to improve the environmental performance. This could be accomplished through the use of concepts from industrial symbiosis. This paper provides a quantification of the environmental performance of industrial symbiosis in the biofuel industry through integration of biogas and ethanol processes using a life cycle approach. Results show that although increasing integration is assumed to produce environmental benefits, not all impact categories have achieved this and the results depend upon the allocation methods, energy system and assumptions chosen.

  • 32.
    Martin, Michael
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Svensson, Niclas
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Fonseca, Jorge
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Eklund, Mats
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Who gets the benefits?: An approach for assessing the environmentalperformance of industrial symbiosis2012Ingår i: Greening of Industry Network: Support your future today! Turning environmental challenges into business opportunities, 2012Konferensbidrag (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [en]

    It is generally assumed that industrial symbiosis creates economic and environmental benefits for all firmsinvolved, though only a few quantifications have been produced in the literature. An approach to quantifyenvironmental performance of industrial symbiosis using life cycle assessment has been provided,outlining the choice of functional unit, system boundaries, impact assessment and allocation as well as thedistribution of benefits among firms in the symbiotic activity. The implications of such an approach maybe beneficial for the industrial symbiosis and life cycle assessment communities and provide informationcrucial for taxes, subsidies, business relations, marketing and other issues related to the environmentalperformance of firms in the industrial symbiosis network.

  • 33.
    Martinez, Cristina A.
    et al.
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Nohalez, Alicia
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Parrilla, Inmaculada
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Motas, Miguel
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Roca, Jordi
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Romero, Inmaculada
    CSIC, Spain.
    Garcia-Gonzalez, Diego L.
    CSIC, Spain.
    Cuello, Cristina
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Rodriguez-Martinez, Heriberto
    Linköpings universitet, Institutionen för klinisk och experimentell medicin, Avdelningen för barns och kvinnors hälsa. Linköpings universitet, Medicinska fakulteten.
    Martinez, Emilio A.
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    Gil, Maria A.
    University of Murcia, Spain; IMIB Arrixaca, Spain.
    The overlaying oil type influences in vitro embryo production: differences in composition and compound transfer into incubation medium between oils2017Ingår i: Scientific Reports, E-ISSN 2045-2322, Vol. 7, artikel-id 10505Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    The oil overlay micro-drop system is widely used for cultures of mammalian gametes and embryos. We evaluated hereby the effects of two unaltered commercial oils-Sigma mineral oil (S-MO) and Nidoil paraffin oil (N-PO)-on in vitro embryo production (IVP) outcomes using a pig model. The results showed that while either oil apparently did not affect oocyte maturation and fertilization rates, S-MO negatively affected embryo cleavage rates, blastocyst formation rates, and, consequently, total blastocyst efficiency of the system. No differences in the oxidation state were found between the oils or culture media incubated under S-MO or N-PO. Although both oils slightly differed in elemental composition, there were no differences in the concentrations of elements between fresh media and media incubated under oils. By contrast, we demonstrated clear oil-type differences in both the composition of volatile organic compounds (VOC) and the transfer of some of these VOCs (straight-chain alkanes and pentanal and 1,3-diethyl benzene) to the culture medium, which could have influenced embryonic development.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 34.
    Niklasson, Johanna
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik.
    Bergquist Skogfors, Linnea
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Industriell miljöteknik.
    Can organic waste fuel the buses in Johannesburg?: A study of potential, feasibility, costs and environmental performance of a biomethane solution for public transport2018Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    Like many large cities, Johannesburg faces several sustainability challenges such as unsustainable use of natural resources, emissions contributing to environmental- and waste related problems. The city is a provincial transport centre, and the transport sector is responsible for a large share of the city’s energy demand and emissions. To approach several of these challenges simultaneously the City of Johannesburg considers the possibilities to use renewable, waste-based, fuel for public transport and has shown a great interest in how Sweden produce and use biogas. 

    In this study an early assessment of the potential, feasibility, economic costs and environmental performance of a waste-based biomethane solution in Johannesburg is performed, with the purpose to fuel a public transport bus fleet. This has been done by developing and using a multi-criteria analysis (MCA). The MCA consists of four categories: potential, feasibility, economic costs and environmental performance. These categories consist of 17 key areas with corresponding key questions and indicators with relating scales used for scoring the indicators. The indicators and scales help identify what information is necessary to collect for the assessment. Furthermore, an Excel tool and a questionnaire are provided to serve as a help when performing the assessment. The feasibility assessment is conducted both for the city as a whole as well as for individual feedstocks. Information for the studied case was gathered from a literature study and interviews in Johannesburg with local experts and potential stakeholders. 

    The identified feedstocks in Johannesburg are landfill gas, waste from a fruit and vegetable market, organic household waste, abattoir waste, waste from the food industry, waste management companies and sewage sludge from the wastewater treatment plants (WWTP). The identified biomass potential is 230,000 tonnes of dry matter/year, generating a total biomethane potential of 91,600,000 Nm3/year, which is enough to fuel almost 2700 buses. In the process of producing biogas, digestate is created. The digestate can be used as biofertilizer and recycle nutrients when used in agriculture. The complete biomass potential in Johannesburg was not identified meaning there is additional potential, from e.g. other food industries, than examined in this study. 

    Assuming that all feedstocks except for landfill gas and WWTP sludge are processed in one biogas plant, the investment cost for this biogas plant is 28 million USD and the total operation and maintenance cost is 1.4 million USD per year. The investment cost and yearly operating cost for the upgrading plant is 43 million USD and 2.4 million USD respectively. Finally, the distribution costs were calculated, including compression and investment in vessels. The investment and operational costs for compression is 7.4 million USD and 220,000 USD/year respectively. The investment cost for the vessels was calculated to 15 million USD and the operational costs of the distribution 16 million USD/year. Consideration should be given to the fact that the numbers used when calculating these costs comes with uncertainties.

    Most indicators in the feasibility assessment of the city as a whole were given the score Poor, but some indicators were scored Satisfactory or Good. The assessment of the individual feedstocks led to a ranking of the most to the least feasible feedstocks where the waste from the fruit and vegetable market and the municipal household waste are considered being in the top. This assessment also shows the feedstocks are in general quite suitable for biomethane production. The issue is the lack of economic and legislative support and strategies not working in favour of biomethane. These are areas that can be improved by the local or national government to give better conditions for production of biomethane in the future. Some examples of this are a proposed landfill tax or landfill ban as well as a closing of the landfills due to the lack of new land. This could all contribute to better conditions for biomethane solutions in the future. Main identified hinders are electricity generation from biogas as a competitor with biomethane, and a general lack of knowledge about biogas and biomethane, from the high-level decision makers to a workforce lacking skills about construction and operation of biogas plants. 

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 35.
    Reuterswärd, Caspar
    Linköpings universitet, Institutionen för teknik och naturvetenskap.
    Exploring the repurposing of cross laminated timber spillage2019Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 80 poäng / 120 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    Forestry is one of Sweden’s largest natural resources and a largeand important foundation for the country’s economic stability.There is a significant opportunity to evaluate material efficiencyand values in the supply chain of industrialised wood-basedproducts. This thesis comprises on handling a spill-product of amodern wood-based building material: cross-laminated timber(CLT). With the aim to increase value of this spill product throughpractical design iteration, material exploration and theoreticalanalysis. The material exploration leads to a collection of furnitureand interior products which are evaluated based on commercialinterest and production feasibility.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Exploring the repurposing of cross laminated timber spillage
  • 36.
    Safaric, Luka
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Shakeri Yekta, Sepehr
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Ejlertsson, Jörgen
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center. Scandinavian Biogas Fuels AB.
    Safari, Mohammad
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Nadali Najafabadi, Hossein
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Mekanisk värmeteori och strömningslära. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Karlsson, Anna
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Scandinavian Biogas Fuels AB.
    Ometto, Francesco
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Scandinavian Biogas Fuels AB.
    Svensson, Bo H
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten.
    Björn, Annika
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    A Comparative Study of Biogas Reactor Fluid Rheology: Implications for Mixing Profile and Power Demand2019Ingår i: Processes, ISSN 2227-9717, Processes, ISSN 2227-9717, Vol. 7, nr 10Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Anaerobic digestion (AD) is an established process for integrating waste management with renewable energy and nutrient recovery. Much of the research in this field focuses on the utilisation of new substrates, yet their effects on operational aspects such as fluid behaviour and power requirement for mixing are commonly overlooked, despite their importance for process optimisation. This study analysed rheological characteristics of samples from 21 laboratory-scale continuous stirred-tank biogas reactors (CSTBRs) digesting a range of substrates, in order to evaluate substrate effect on mixing efficiency and power demand through computational fluid dynamics (CFD). The results show that substrate and process parameters, such as solids content and organic loading, all have a significant effect on CSTBR fluid rheology. The correlation levels between rheological and process parameters were different across substrates, while no specific fluid behaviour patterns could be associated with substrate choice. Substrate should thus be considered an equally important rheology effector as process parameters. Additional substrate-related parameters should be identified to explain the differences in correlations between rheological and process parameters across substrate groups. The CFD modelling revealed that the rheology differences among the AD processes have significant implications for mixing efficiency and power demand of the CSTBRs, highlighting the importance of considering the substrate-induced effects on CSTBR rheology before including a new substrate.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 37.
    Shakeri Yekta, Sepehr
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Liu, Tong
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Swedish Univ Agr Sci, Sweden.
    Mendes Anacleto, Thuane
    Univ Fed Rio de Janeiro, Brazil.
    Axelsson Bjerg, Mette
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Safaric, Luka
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Goux, Xavier
    Luxembourg Inst Sci & Technol, Luxembourg.
    Karlsson, Anna
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center. Scandinavian Biogas Fuels AB, Sweden.
    Björn, Annika
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Schnurer, Anna
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Swedish Univ Agr Sci, Sweden.
    Effluent solids recirculation to municipal sludge digesters enhances long-chain fatty acids degradation capacity2021Ingår i: Biotechnology for Biofuels, ISSN 1754-6834, E-ISSN 1754-6834, Vol. 14, nr 1, artikel-id 56Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Background Slow degradation kinetics of long-chain fatty acids (LCFA) and their accumulation in anaerobic digesters disrupt methanogenic activity and biogas production at high loads of waste lipids. In this study, we evaluated the effect of effluent solids recirculation on microbial LCFA (oleate) degradation capacity in continuous stirred-tank sludge digesters, with the overall aim of providing operating conditions for efficient co-digestion of waste lipids. Furthermore, the impacts of LCFA feeding frequency and sulfide on process performance and microbial community dynamics were investigated, as parameters that were previously shown to be influential on LCFA conversion to biogas. Results Effluent solids recirculation to municipal sludge digesters enabled biogas production of up to 78% of the theoretical potential from 1.0 g oleate l(-1) day(-1). In digesters without effluent recirculation, comparable conversion efficiency could only be reached at oleate loading rates up to 0.5 g l(-1) day(-1). Pulse feeding of oleate (supplementation of 2.0 g oleate l(-1) every second day instead of 1.0 g oleate l(-1) every day) did not have a substantial impact on the degree of oleate conversion to biogas in the digesters that operated with effluent recirculation, while it marginally enhanced oleate conversion to biogas in the digesters without effluent recirculation. Next-generation sequencing of 16S rRNA gene amplicons of bacteria and archaea revealed that pulse feeding resulted in prevalence of fatty acid-degrading Smithella when effluent recirculation was applied, whereas Candidatus Cloacimonas prevailed after pulse feeding of oleate in the digesters without effluent recirculation. Combined oleate pulse feeding and elevated sulfide level contributed to increased relative abundance of LCFA-degrading Syntrophomonas and enhanced conversion efficiency of oleate, but only in the digesters without effluent recirculation. Conclusions Effluent solids recirculation improves microbial LCFA degradation capacity, providing possibilities for co-digestion of larger amounts of waste lipids with municipal sludge.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 38.
    Speda, Jutta
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Johansson, Mikaela
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten.
    Odnell, Anna
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten. Karshult Municipal Waste Water Treatment Plant, Sweden.
    Karlsson, Martin
    Linköpings universitet, Institutionen för fysik, kemi och biologi, Kemi. Linköpings universitet, Tekniska fakulteten. InZymes Biotech AB, Gjuterigatan 1B, S-58273 Linkoping, Sweden.
    Enhanced biomethane production rate and yield from lignocellulosic ensiled forage ley by in situ anaerobic digestion treatment with endogenous cellulolytic enzymes2017Ingår i: Biotechnology for Biofuels, ISSN 1754-6834, E-ISSN 1754-6834, Vol. 10, artikel-id 129Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Background: Enzymatic treatment of lignocellulosic material for increased biogas production has so far focused on pretreatment methods. However, often combinations of enzymes and different physicochemical treatments are necessary to achieve a desired effect. This need for additional energy and chemicals compromises the rationale of using enzymes for low energy treatment to promote biogas production. Therefore, simpler and less energy intensive in situ anaerobic digester treatment with enzymes is desirable. However, investigations in which exogenous enzymes are added to treat the material in situ have shown mixed success, possibly because the enzymes used originated from organisms not evolutionarily adapted to the environment of anaerobic digesters. In this study, to examine the effect of enzymes endogenous to methanogenic microbial communities, cellulolytic enzymes were instead overproduced and collected from a dedicated methanogenic microbial community. By this approach, a solution with very high endogenous microbial cellulolytic activity was produced and tested for the effect on biogas production from lignocellulose by in situ anaerobic digester treatment. Results: Addition of enzymes, endogenous to the environment of a mixed methanogenic microbial community, to the anaerobic digestion of ensiled forage ley resulted in significantly increased rate and yield of biomethane production. The enzyme solution had an instant effect on more readily available cellulosic material. More importantly, the induced enzyme solution also affected the biogas production rate from less accessible cellulosic material in a second slower phase of lignocellulose digestion. Notably, this effect was maintained throughout the experiment to completely digested lignocellulosic substrate. Conclusions: The induced enzyme solution collected from a microbial methanogenic community contained enzymes that were apparently active and stable in the environment of anaerobic digestion. The enzymatic activity had a profound effect on the biogas production rate and yield, comparable with the results of many pretreatment methods. Thus, application of such enzymes could enable efficient low energy in situ anaerobic digester treatment for increased biomethane production from lignocellulosic material.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 39.
    Tran, David
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring.
    Hydrodynamic cavitation applied to food waste anaerobic digestion2016Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    Innovative pre-treatment methods applied to anaerobic digestion (AD) have developed to enhance the methane yields of food waste. This study investigates hydrodynamic cavitation, which induce disintegration of biomass through microbubble formations, impact on food waste solubilisation and methane production during following AD. Two different sub-streams of food waste (before and after the digestion) pre-treated by hydrodynamic cavitation were evaluated in lab scale for its potential for implementation in a full scale practise. First, the optimum condition for the hydrodynamic cavitation device was determined based on the solids and chemical changes in the food waste. The exposure time was referred to as the number of cycles that the sample was recirculated through the cavitation inducer’s region. The optimal cycles were later tested as a pre-treatment step in a BMP test and semi-CSTR lab scale operation. The tests showed that sufficient impact from the hydrodynamic cavitation was achieved by 20 cavitation cycles. Due to the pre-treatment, food waste solubilisation increased, up to 400% and 48% in terms of turbidity and sCOD measurements, respectively. In the BMP test, the treated samples improved the methane yield by 9-13%, where the digested food waste increased its kinetic constant by 60%. Fresh food waste was then processed in the semi-CSTR operation and the methane yield was increased by up to 17% with hydrodynamic cavitation for two reference periods. These promising results suggest that the hydrodynamic cavitation can be implemented for full scale production with food waste.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 40.
    Westerholm, M.
    et al.
    Linköpings universitet, Biogas Research Center. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Swedish Univ Agr Sci, Sweden.
    Liu, T.
    Swedish Univ Agr Sci, Sweden.
    Schnurer, A.
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Filosofiska fakulteten. Linköpings universitet, Biogas Research Center. Swedish University of Agricultural Sciences, Uppsala.
    Comparative study of industrial-scale high-solid biogas production from food waste: Process operation and microbiology2020Ingår i: Bioresource Technology, ISSN 0960-8524, E-ISSN 1873-2976, Vol. 304, artikel-id 122981Artikel i tidskrift (Refereegranskat)
    Abstract [en]

    Anaerobic high-solid treatment (HST) for processing food waste and biogas production is a viable technology with considerable commercial potential. In this study, we examined and compared mesophilic and thermophilic industrial-scale plug-flow digesters. The HSTs demonstrated reasonable biogas yields from food waste (0.4-0.6 Nm(3)CH(4)/kg volatile solids). However, during operation at thermophilic conditions ammonia inhibition (similar to 2 g NH3-N/L) and acid accumulation (6-14 g/L) caused severe process disturbance. Microbial community structures diverged between the processes, with temperature appearing to be a strong driver. A unique feature of the thermophilic HSTs was high abundance of the uncultivated Clostridia group MBA03 and temperature fluctuations in one mesophilic HST were linked to drastically decreased abundance of methanogens and relative abundance of Cloacimonetes. The process data obtained in this study clearly demonstrate both potential and challenges in HST of food waste but also possibilities for management approaches to tackle process imbalance and restore process function.

  • 41.
    Wetterlund, Elisabeth
    et al.
    Linköpings universitet, Institutionen för ekonomisk och industriell utveckling, Energisystem. Linköpings universitet, Tekniska högskolan.
    Pettersson, Karin
    Chalmers University of Technology.
    Mossberg, Johanna
    SP Technical Research Institute of Sweden .
    Torén, Johan
    SP Technical Research Institute of Sweden .
    Hoffstedt, Christian
    Innventia, Stockholm.
    von Schenck, Anna
    Innventia, Stockholm.
    Berglin, Niklas
    Innventia, Stockholm.
    Lundmark, Robert
    Luleå University of Technology.
    Lundgren, Joakim
    Luleå University of Technology.
    Leduc, Sylvain
    International Institute of Applied Systems Analysis (IIASA).
    Kindermann, Georg
    International Institute of Applied Systems Analysis (IIASA).
    Optimal localisation of next generation biofuel production in Sweden2013Rapport (Övrigt vetenskapligt)
    Abstract [sv]

    Sverige besitter goda tillgångar på skogsbiomassa och olika typer av cellulosabaserat avfall som potentiellt kan användas till framtida storskalig produktion av nästa generations biodrivmedel. Eftersom Sverige har satt som mål att vara oberoende av fossila bränslen inom transportsektorn år 2030 och helt fossilfritt 2050, är detta förmodligen också en nödvändighet. Att nå konkurrenskraftiga produktionskostnader kommer sannolikt kräva stora biodrivmedelsanläggningar. Ett råvaruintag i spannet 1-2 miljoner ton per år (motsvarande en anläggningskapacitet på 300-600 MW), kan förväntas, vilket innebär stora logistiska utmaningar. För att möjliggöra biodrivmedelsproduktion i så stora anläggningar kommer betydande infrastrukturplanering att vara nödvändigt. Den geografiska placeringen av produktionsanläggningar är därför av avgörande betydelse och måste vara strategisk för att minimera transporterna av såväl råvaror som slutprodukter. Konkurrensen om den tillgängliga råvaran från exempelvis skogsindustrin och kraftvärmesektorn, komplicerar lokaliseringsproblemet ytterligare. Eftersom potentialen för ett ökat biomassautnyttjande är begränsad, är resurseffektiviteten av stor betydelse. Integration av drivmedelsproduktion i befintliga industrier eller fjärrvärmesystem kan vara fördelaktigt ur flera perspektiv. Exempel är möjligheter till effektiv värmeintegrering, integrering av råmaterial och utrustning, samt utnyttjande av befintliga kunskaper och erfarenheter.

    Denna rapport beskriver utvecklingen av BeWhere Sweden – en geografiskt explicit optimeringsmodell för lokalisering av nästa generations biodrivmedelsproduktion i Sverige. Det främsta syftet med modellen är att kunna identifiera och värdera lokaliseringar som är så robusta som möjligt i förhållande till olika randvillkor, i synnerhet gällande energimarknadsaspekter, styrmedel, investeringskostnader och råvarukonkurrens. I rapporten presenteras också en översikt av nuvarande och framtida biobränsleresurser i Sverige, samt en sammanställning av tre konsekventa framtidsscenarier.

    BeWhere bygger på blandad heltalsprogrammering (Mixed Integer Linear Programming, MILP) och är skriven i den kommersiella programvaran GAMS, med CPLEX som lösare. Modellen minimerar kostnaden för hela det studerade systemet, inklusive kostnader och intäkter för produktion och transport av biomassa, produktionsanläggningar, transport och leverans av biodrivmedel, försäljning av biprodukter och ekonomiska styrmedel. System-kostnaden minimeras under ett antal olika bivillkor som beskriver till exempel tillgång och efterfrågan på biomassa, import/export av biomassa och biodrivmedel, anläggningsdrift och efterfrågan på biodrivmedel. Modellen kommer således välja de minst kostsamma kombinationerna av råvaror, produktionsanläggningar och leveranser av biodrivmedel, samtidigt som efterfrågan på biomassa i andra sektorer tillgodoses.

    BeWhere-modellen har tidigare utvecklats vid International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) i Laxenburg, Österrike och vid Luleå Tekniska Universitet, och har använts i ett stort antal studier på regional och nationell nivå, liksom på EU-nivå. Ingen av de tidigare modellerna har dock tagit hänsyn till platsspecifika förhållanden för potentiell integration av biodrivmedelsproduktion i exempelvis industrier. Dessutom har tidigare modeller generellt inkluderat relativt få olika produktionsalternativ. I det här projektet har bottom-up-studier av integrerad biodrivmedelsproduktion introducerats i en top-down-modell och tagits till en högre systemnivå, med beaktande av detaljerade platsspecifika data för de potentiella lägena för integrerad biodrivmedelsproduktion.

    Denna rapport omfattar de första faserna i modellutvecklingen av BeWhere Sweden. Integrationsmöjligheterna har här begränsats till skogsindustri och ett fåtal fjärrvärmenät, och råvarorna till biomassa som härrör från skogen. Produktionsteknikerna har begränsats till tre förgasningsbaserade koncept för produktion av DME, samt två hydrolys-och jäsningsbaserade koncept för produktion av etanol. Ingen av dessa tekniker är ännu kommersiell i den skala som beaktats i detta projekt.

    Preliminära modellkörningar har genomförts med det huvudsakliga syftet att identifiera faktorer med stor inverkan på resultaten, samt behov av ytterligare modellutveckling och förbättring. Dessa körningar har gjorts utifrån dagens system, med nuvarande energimarknadsvillkor och tillgång och efterfrågan på biomassa, men med ett framtidsperspektiv gällande tekniker. I nästa steg av modellutvecklingen kommer olika framtidscenarier att modelleras och analyseras. Tre olika scenarier med bedömningar av framtida befolkningsutveckling, transport- och drivmedelsbehov, tillgång och efterfrågan på biomassa i olika samhällssektorer, samt marknadspriser på energi och biomassa, har skapats och presenteras i denna rapport. Naturvårdsverkets rapport ”Färdplan 2050” har använts som underlag för scenarierna, men med 2030 som tidsram. Färdplansscenario 1 är sammansatt för att efterlikna Scenario 1 i ”Färdplan 2050”. Färdplansscenario 2 representerar en alternativ utveckling med mer skyddad skog och färre tillgängliga biomassaresurser, men ed en större mängd biodrivmedel i transportsystemet, delvis beroende på en högre efterfrågan på transporter jämfört med i Färdplansscenario 1. Färdplansscenario 3 är slutligen mer av ett ”business as usual”-scenario, med generellt mer restriktiva antaganden jämfört med de andra två scenarierna.

    Sammanlagt 55 potentiella platser för integrerad biodrivmedelsproduktion har inkluderats i detta skede av modellutvecklingen. Av dessa är 32 massa- och pappersindustrier, varav 24 producerar kemisk massa (sulfatmassa) och åtta tillverkar mekanisk massa och/eller papper. Sju av massabruken är även integrerade med ett sågverk. Ytterligare 18 fristående sågverk är också beaktade, liksom fem fjärrvärmesystem. Massa-och pappersbruken och sågverken ingår i modellen dels som möjliga lokaliseringar för biodrivmedelsproduktion, dels med avseende på biobränslebehov (stamved och/eller energi) som måste tillfredsställas, och dels som producenter av biobränsle (överskott av industriella biprodukter). Fjärrvärmesystemen beaktas både i form av möjliga lägen för integrerad drivmedelsproduktion, och med avseende på behov av bioenergi.

    I de preliminära modellkörningarna visade sig drivmedelsproduktion integrerat i kemiska massabruk baserat på svartlutsförgasning (BLG) vara särskilt gynnsamt. När BLG beaktades var både det resulterande erforderliga antalet produktionsanläggningar och det totala biobränslebehovet för att uppnå ett visst andelsmål för biodrivmedel i transportsektorn, betydligt lägre än om BLG inte beaktades. Fjärrvärmesystem visade sig generellt inte utgöra optimala lokaliseringar med de system som innefattats och de värmepriser som antagits i denna rapport. Med högre värmeintäkter visade sig att förgasning av fasta biobränslen med DME-produktion kan vara potentiellt intressant. Med BLG-baserad produktion inkluderad som produktionsalternativ skulle dock extremt höga värmepriser behövas för att göra fastbränsleförgasning i fjärrvärmesystem konkurrenskraftigt.

    I modellen kan mål för andelen biodrivmedel i transportsektorn anges för Sverige som helhet, eller som mål som måste uppfyllas i varje län. När målet angavs övergripande för Sverige gynnades anläggningslokaliseringar i norra Sverige, vilket ledde till mättnad av de lokala biodrivmedelsmarknaderna och ingen biodrivmedelsanvändning i de mer tätt-befolkade södra delarna. Om ett biodrivmedelsmål istället angavs länsvis valde modellen en jämnare geografisk fördelning av produktionsanläggningarna, med anläggningar även i södra Sverige. På grund av längre totala transportavstånd och icke-optimala integrations-möjligheter resulterade detta i en högre total systemkostnad jämfört med när målet angavs för Sverige som helhet. Den totala kostnaden för att uppfylla ett visst biodrivmedelsmål, liksom det totala kapitalbehovet, skulle också vara betydligt högre utan BLG i systemet. Detta förutsätter dock att alternativa investeringar annars skulle ha genomförts, såsom investeringar i nya sodapannor. Utan beaktande av alternativa investeringar skulle skillnaden mellan ett system med BLG och ett system utan BLG, vara mindre.

    I flera körningar valde modellen två produktionsanläggningar mycket nära varandra, vilket skulle innebära en stor efterfrågan på biomassa på ett begränsat geografiskt område. Anledningen är dels att restriktioner för transportvolymer ännu inte införts i modellen, dels att befintliga samarbeten mellan exempelvis sågverk och massabruk inte alltid fångats av de indata som använts. Detta kan medföra att vissa platser betraktats som två separata anläggningar, när de i verkligheten redan har en hög grad av integrering och därmed borde betraktas som ett läge. Under arbetets gång har en del bruksspecifika data som använts (vilka erhållits från Skogsindustriernas miljödatabas) visat sig innehålla väsentliga felaktigheter. Det är därför viktigt att poängtera att detta kan påverka resultaten gällande de anläggningslokaliseringar som framstår som mest gynnsamma.

    På grund av modellens tidiga utvecklingsstadium och att ett flertal potentiella produktionsalternativ och råvaror ännu inte inkluderats i modellen, måste de resultat som presenterats i denna rapport betraktas som mycket preliminära. Under arbetet har ett antal områden i behov av komplettering och vidareutveckling identifierats. Exempel är tillägg av både fler industrityper (t.ex. oljeraffinaderier) och fler potentiella anläggningsplatser, utökning av antalet produktionstekniker och drivmedel (t.ex. SNG, biogas, metanol och syntetisk diesel), inkludering av infrastrukturer för gasdistribution, samt explicit hänsyn till import och export av biomassa och biodrivmedel. Restprodukter från jordbruket och energigrödor för biogasproduktion anses också vara ett viktig och intressant tillägg till modellen. Dessutom skulle införandet av intermediärprodukter som torrefierad biomassa, pyrolysolja och lignin från kemiska massabruk göra det möjligt att inkludera ytterligare nya produktionskedjor som för närvarande är av betydande intresse för teknikutvecklare. Som diskuterats ovan behöver kvaliteten på vissa indata också förbättras innan några definitiva slutsatser kan dras om var nästa generations biodrivmedelsproduktion bör vara lokaliserad.

    En vidareutvecklad BeWhere Sweden-modell har potential att utgöra ett värdefullt verktyg för simulering och analys av det svenska energisystemet, industrin och transportsektorn inkluderade. Modellen kan exempelvis användas för att analysera olika biodrivmedels-scenarier och för att identifiera och utvärdera kostnadseffektiva lokaliseringar för drivmedelsproduktion, nödvändiga investeringar, samt kostnader och biomassabehov för att möta en viss efterfrågan på biodrivmedel. Idag baserar berörda myndigheter primärt sina analyser på resultat från modellerna MARKAL och EMEC. Ingen av dessa modeller tar dock hänsyn till den geografiska fördelningen av råvaror, anläggningar och energi- och råvarubehov. Sverige är ett vidsträckt land med långa transportavstånd där logistik och lokalisering av produktionsanläggningar är avgörande för den totala effektiviteten. BeWhere Sweden beaktar dessa aspekter och kan bidra med värdefulla resultat som kan användas för att i tur komplettera och validera resultat från MARKAL och EMEC, och på så sätt testa implementerbarheten av dessa modellresultat. Detta kan vara av värde för såväl intressenter i biodrivmedelstillverkning, som för myndigheter och politiska beslutsfattare. Vidare är Sverige av stort intresse för framtida tillverkning av nästa generations biodrivmedel även ur ett europeiskt perspektiv. Genom att införa en länk till befintliga modeller som verkar på europeisk nivå, såsom BeWhere Europe och den relaterade IIASA-modellen GLOBIOM, kan BeWhere Sweden också användas för att generera resultat av värde för EU:s politik och strategier.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    Optimal localisation of next generation biofuel production in Sweden
  • 42.
    Wilhelmsson, Ella
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring.
    Investigations of the Effects of Lowering the Temperature in Full Scale Mesophilic Biogas Digesters at a Wastewater Treatment Plant2020Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    This thesis has investigated the effects of running the two full scale biogas digesters at Slottshagen wastewater treatment plant at 34 °C compared to 37 °C, in terms of process stability, biogas production and energy savings with the aim of saving energy and money by not heating the digesters as much. The main objective was to investigate whether it is at all possible to operate the biogas process at 34 °C or if the process becomes inhibited or otherwise unstable. If the process could be operated at 34 °C it might mean savings of both energy and money, provided that there is still a sufficient production of biogas.The experiment lasted for three months and investigated the short-term effects of the reduction of temperature. The process was monitored closely, and samples from the reactors were collected and analysed twice a week to ensure the stability of the biogas process. Several parameters were monitored online, the biogas production and methane content amongst others. Other parameters were calculated, such as the degree of degradation and specific methane production. This was done to ensure process stability and a sufficient production of biogas. The energy balance was calculated to evaluate if energy was saved by lowering the temperature in the digesters.The results show that the biogas process does remain stable at 34 °C while still producing a satisfactory amount of biogas during the short time of the experiment. Calculations show that both energy and money has been saved during the experiment. However, the system is largely dependent on seasonal variations, therefore further studies over a longer time period would be desirable. During the course of the thesis it has also become evident that the biogas process at Slottshagen is irregular in several aspects, and that it would be beneficial to even the process out, especially with regards to the hydraulic retention time. Making the process more even would enable further improvements to be made and simplify interpretations and comparisons of processstability data.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
  • 43.
    Wrangbert, Marcus
    Linköpings universitet, Institutionen för tema, Tema Miljöförändring. Linköpings universitet, Biogas Research Center.
    Counteracting Ammonia Inhibition in Anaerobic Digestion using Wood Residues: Evaluating Ammonium Adsorption Capacity of Fibres from Pulp and Paper Mills2021Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)
    Abstract [en]

    One of the main interests in commercial methane production is to maximize the gas yield, and it is thus appealing to use material with relative high methane potential. However, such material often results in process instability whereas ammonia inhibition is common. Removal of ammonia through adsorption is a fairly unexplored method in the field of biogas production, and could prove to be cost-effective.The adsorption capacity of pulp fibres from the paper making industry were investigated through batch adsorption experiments. Additionally, the fibres effect on small scale batch digesters in terms of methane production and cellulase activity was explored. Overall, the adsorption capacity of the pulp fibres was low, whereas Kraft hardwood had the highest adsorption capacity in both an aqueous ammonium solution and digester fluid at 11±3 and 60±20 mg g-1, respectively. The initial total ammonium nitrogen concentration had the highest effect on the adsorption capacity with a positive correlation. The pulp fibres seemingly had no effect on the ammonia inhibited anaerobic digestion systems. However, the cellulase activity was higher after day 5 in the anaerobic digestion systems with a high ammonia concentration.In essence, the overall results showed that the adsorption of the fibres was relatively low and most likely not suitable as a material to prevent ammonia inhibition in an AD.

    Ladda ner fulltext (pdf)
    fulltext
1 - 43 av 43
RefereraExporteraLänk till träfflistan
Permanent länk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf