Search

The European Union’s ambitious climate targets necessitate substantial reductions in greenhouse gas emissions, particularly within the heating and cooling sector, which accounts for a significant portion of energy consumption. District Heating and Cooling (DHC) systems emerge as a key solution for decarbonizing this sector by enabling high efficiency heat production and the integration of renewable and carbon-neutral energy sources. Despite the potential inherent in DHC systems, their utilization is limited, partly due to challenges associated with network topology selection. This master’s thesis addresses the optimization of District Heating Network layout expansion while tackling these challenges. Situated within the framework of an European funded project coordinated by EIFER, the research aims to develop an algorithm for modeling and planning the expansion of DHN networks, considering geographical location of pipes and heat production and consumption nodes. Building upon the Automatic Network Drawing Algorithm (ANDA) tool provided by EIFER, the project seeks to enhance it to generate expansion scenarios incorporating loops, a feature critical for network robustness absent in the current output. The tool pandapipes is used for fluid system modeling, effectively modelinghydraulics and heat through network elements such as heat producer, substationsand pipes. The algorithm’s core feature is to strategically determine optimallocations along initial tree-like network expansions to incorporate loops. Variousheuristic approaches are tested to identify the most efficient expansion strategies,subsequently adding new lines to minimize total costs, encompassing both capitaland operational expenses. Real-world data from a District Heating Network inMilan validate the algorithm’s capabilities., Europeiska unionens ambitiösa klimatmål kräver avsevärda minskningar av utsläppen av växthusgaser, särskilt inom värme- och kylsektorn, som står för en betydande del av energiförbrukningen. Fjärrvärme- och fjärrkylasystem (DHC) framstår som en nyckellösning för att minska koldioxidutsläppen i denna sektor genom att möjliggöra högeffektiv värmeproduktion och integrering av förnybara och koldioxidneutrala energikällor. Trots potentialen som finns i DHC-system är deras användning begränsad, delvis på grund av utmaningar i samband med val av nätverkstopologi. Denna masteruppsats behandlar optimering av utbyggnaden av fjärrvärmenätets layout samtidigt som man tacklar dessa utmaningar. Beläget inom ramen för ett europeiskt finansierat projekt koordinerat av EIFER, syftar forskningen till att utveckla en algoritm för modellering och planering av utbyggnaden av DHN-nät, med hänsyn till den geografiska placeringen av rör och värmeproduktions- och förbrukningsnoder. Med utgångspunkt i verktyget Automatic Network Drawing Algorithm (ANDA) från EIFER, försöker projektet förbättra det för att generera expansionsscenarier med slingor, en funktion som är avgörande för nätverkets robusthet som saknas i den aktuella utgången. Verktyget pandapipes används för modellering av vätskesystem, effektiv modellering av hydraulik och värme genom nätverkselement som värmeproducent, transformatorstationer och rör. Algoritmens kärnfunktion är att strategiskt bestämma optimala platser längs initiala trädliknande nätverksutbyggnader för att införliva slingor. Olika heuristiska tillvägagångssätt testas för att identifiera de mest effektiva expansionsstrategierna, och sedan läggas till nya linjer för att minimera de totala kostnaderna, som omfattar både kapital- och driftskostnader. Verkliga data från ett fjärrvärmenätverk i Milano validerar algoritmens kapacitet.

This work includes modelling of decarbonization scenarios at the scale of an urban area, providing policy insights and a methodology focusing on introducing district heating and maintaining the existing gas distribution network in a case study. With a focus on reducing gas consumption in the residential and tertiary sectors, the research integrates scenario developments giving a methodology to develop district heating, requiring a careful balance in selecting the optimal scale for city-wide analysis. The study assesses the fate of existing gas networks. The development of district heating can affect the use of gas, particularly in residential or tertiary buildings. This thesis assesses potential use cases of existing gas networks by identifying certain criteria. Among them are industrial, tertiary or residential consumption, the presence of a district heating network, or the number of homes using individual gas heating. These criteria make it possible to define areas where the question of removing the gas distribution network can be raised, and other areas where the gas distribution network must be retained even if gas consumption falls sharply between 2019 and 2050. By reviewing the relevant literature, detailing the research questions and presenting a comprehensive methodology of scenario modelling, the thesis provides policy insights and a methodology to develop district heating at the scale of an urban area while addressing the future of existing gas infrastructure., Detta arbete ger en modellering av scenarier för minskade koldioxidutsläpp i stadsområden, samt ger policyinsikter och metodik med fokus på införandet av fjärrvärme och underhållet av det befintliga gasdistributionsnätet som en fallstudie. Med fokus på att minska gasförbrukningen i bostads- och tjänstesektorerna integrerar forskningen scenarioutveckling med en metod för att utveckla fjärrvärme, vilket kräver en noggrann avvägning för att välja den optimala skalan för stadsomfattande analys. I studien bedöms vad som ska hända med befintliga gasnät. Utvecklingen av fjärrvärme kan påverka användningenav gas, särskilt i bostads- eller tertiärbyggnader. Denna avhandling bedömer potentiella användningsfall befintliga gasnät genom att identifiera kriterier baserade på faktorer som industriell, tertiär tertiär eller bostadsförbrukning, förekomsten av ett fjärrvärmenät eller antalet av bostäder som använder individuell gasuppvärmning, till exempel. Dessa kriterier gör det möjligt att definiera områden där frågan om att ta bort gasdistributionsnätet kan väckas, och andra områden där gasdistributionsnätet måste behållas även om förbrukningen förbrukningen minskar kraftigt mellan 2019 och 2050. Genom att granska den relevanta litteraturen, specificera forskningsfrågorna och presentera en omfattande metod för scenariomodellering, ger avhandlingen ett värdefullt exempel på hur man kan ge politisk insikt och metodik för att utveckla fjärrvärme i ett stadsområde samtidigt som man tar itu med framtiden för befintlig gasinfrastruktur.

The work is commissioned by Tekniska verken in Linköping AB and focuses on an absorption heat pump's role in future energy systems. They aim is to investigate the integration of an absorption heat pump into their district heating system to increase efficiency. The purpose of the work is to examine the feasibility of the absorption heat pump under various operating conditions. The work has been divided into calculations of the heat output supplied by the absorption heat pump, which were compared with the electricity losses incurred during operation. The COP value and annual operating hours of the absorption heat pump were also calculated. The goal of the work was to investigate the role of the absorption heat pump in future energy systems. This includes identifying potential benefits and challenges that the use of absorption heat pumps may entail. By addressing questions about the heat pump's efficiency, the work aims to provide insights to Tekniska verken and other stakeholders to shape future electricity and district heating production. The calculations were carried out on the key components of the system; the absorption heat pump, turbine, and condenser. The processes were assumed to be ideal, where the first law of thermodynamics was used to calculate the heat output and input as well as the electricity produced. The COP value of the absorption heat pump was defined and calculated to compare efficiency. To then dimension the system, different operating conditions were analyzed: original operation and designed operation where pressure, temperature, and mass flow of the water vapor through the heat pump's generator vary. Annual production calculations with the heat pump were also conducted, were interesting operating cases were selected from previous calculations. These operating cases were further examined by calculating the gain in district heating if the electricity loss had instead been used in a compressor heat pump. Finally, the study shows that the original, Arbetet är utfört på uppdrag av Tekniska verken i Linköping AB och fokuserar på absorptionsvärmepumpens roll i energisystem framöver. De vill undersöka integrationen av en absorptionsvärmepump i deras fjärrvärmesystem för att öka effektiviteten. Arbetet syftar till att undersöka absorptionsvärmepumpens gynnsamhet under olika driftförhållanden. Arbetet har delats upp i beräkningar av absorptionsvärmepumpens tillförda värmeeffekt som jämfördes med de elförluster som uppstår vid drift. Absorptionsvärmepumpens COP-värde och produktion per år har också beräknats. Arbetets mål var att undersöka vilken plats absorptionsvärmepumpen har i framtidens energisystem. Det inkluderar att identifiera potentiella fördelar och utmaningar som användningen av absorptionsvärmepumpar kan medföra. Genom att svara på frågeställningar om värmepumpens effektivitet strävar arbetet efter att ge insikter till Tekniska verken och andra aktörer för att forma framtidens el- och fjärrvärmeproduktion. Beräkningarna genomfördes på de väsentliga komponenterna i systemet; absorptionsvärmepumpen, turbinen och kondensorn. Processerna antogs vara ideala där termodynamikens första huvudsats användes för att beräkna avgiven och tillförd värmeeffekt samt elproduktionen. COP-värdet för absorptionsvärmepumpen har definierats och beräknats för att jämföra effektiviteten. För att sedan dimensionera systemet analyserades olika driftförhållanden: originaldrift och dimensionerad drift. I originaldrift användes de värdena som värmepumpen var designad för medan i dimensionerad drift varierades tryck, temperatur och massflöde på vattenångan genom värmepumpens generator varierar. Även beräkningar på produktionen per år med värmepumpen i drift har genomförts, där valdes intressanta driftfall ut från tidigare beräkningar. Driftfall undersöktes ytterligare genom att beräkna vinst i fjärrvärme om elförlusten istället hade använts i en kompressorvärmepump. Slutligen visar studien att originaldriftförhållandet kräver mer vä

För småhusägare finns ekonomiska incitament till att sänka det årliga energibehovet för värme och tappvarmvattenberedning, då det utgör huvudparten av det totala årliga energibehovet för bostäder i Sverige. Valet av värmesystem är därför ett viktigt då det kan medföra mer eller mindre gynnsamma ekonomiska konsekvenser sett över längre tidsperioder,då den mängd köpt energi som systemet kräver kan medföra besparingar som viktas mot den ekonomiska investeringen av systemet.Syftet med denna studie har därför varit att skapa ett referensunderlag över fyra olika värmesystem med jämförelser mot småhus av olika storlek, geografisk placering samt olikaisoleringsstandard, där det eller de mest ekonomiskt gynnsamma värmesystemen, sett över en 50-årsperiod, kan utläsas utifrån dessa parametrar.De småhus som studien har jämfört har bestått av enplanshus med tre antagna areor, 89,7/120/150,3 m2. Dessa har jämförts för Malmö, Stockholm, Sundsvall samt Luleå, varpå varje area har innefattat tre olika antagna genomsnittliga värmegenomgångskoefficienter, Umedelvärden. Studien har genomförts med energiberäkningar enligt gradtimmemetoden, och den ekonomiska analysen genom beräknade livscykelkostnader, LCC, för de olika systemkonstellationerna. Fyra värmesystem har undersökts: Fjärrvärme, bergvärmepump, luft-vattenvärmepump samt frånluftsvärmepump. Frånluftsvärmepumpen har inkorporerats som ett FX-ventilationssystem, frånluftsventilation med värmeåtervinning. De övriga tre systemen har för studien kombinerats med ett FTX-ventilationssystem, från- och tilluftsventilation med värmeåtervinning.Resultaten har påvisat att FTX-system, i jämförelse med FX-system, sänker för samtliga studerade byggnader i Malmö det årliga värmeenergibehovet, den energi som måste tillsättas byggnaden, med 36–71%, medan det i Luleå sänks med 32–61%. Den årliga energianskaffningen, den energi som måste köpas för att värmesystemen skall generera erfordrad värmeenergi och tappvarmvattenberedning, är genomgående lägs, For homeowners, there are economic incentives to reduce the annual energy demand for heating and domestic hot water preparation, as these constitute the main part of the total annual energy demand for houses in Sweden. The choice of heating system is therefore important as it can have more or less favorable economic consequences over longer periods of time, as the amount of purchased energy required by the system can lead to savings that weigh against the economic investment in the system. The purpose of this study has therefore been to create a reference framework for four different heating systems, comparing them across houses of different sizes, geographical locations, and insulation standards, to identify the most economically beneficial heating systems over a 50-year period, that can be interpreted based on these parameters. The houses compared in the study were single-story houses with three assumed sizes: 89.7/120/150.3 m². They have been compared in Malmö, Stockholm, Sundsvall and Luleå, with each size having three different assumed average thermal transmittance values, average U-values. The study was conducted using energy calculations based on the degree-hour method, and the economic analysis was performed using calculated life cycle costs, LCC, for the different system configurations. Four heating systems were investigated: district heating, geothermal heat pump, air-to-water heat pump, and exhaust air heat pump. The exhaust air heat pump was incorporated as an MEVHR ventilation system, mechanical exhaust air ventilation with heat recovery, while the other three systems were combined with an HRVventilation system, mechanical exhaust and supply air ventilation with heat recovery. The results have shown that HRV systems, compared to MEVHR systems, reduce the annual heating energy demand, the amount of energy that must be supplied to the building, for all studied buildings in Malmö by 36-71%, while in Luleå it is reduced by 32-61%. The annual energy procurem

With the need to reduce greenhouse gas emissions in the building sector, this thesis analyzes two common heating solutions: radiator and underfloor heating. As systems with the same purpose, but with diverse installation components, it was of interest to study the climate impact of different materials. Moreover, the energy performance of the systems was investigated for two different modes of heat supply: with district heating or heat pumps. By coupling the heating systems with modes of heat supply, four models were studied. The thesis aimed at analyzing the climate impact of the models by combining the embodied and operational carbon generated during the life cycle of the heating systems, thus conducting a life cycle assessment. The operational carbon was determined by making an energy analysis in IDA ICE combined with energy carrier emission rates. With an analysis of the material and production stage of the heating systems, the embodied carbon is estimated with the software One Click LCA. The results showed that the embodied carbon had a much smaller influence on the total emissions of the building compared to the operational carbon. It was also concluded that the coupling with a heat pump was more energy efficient than having heat supplied from a district heating network. Regarding the heating systems, the underfloor heating system was slightly more efficient than the radiator heating system when coupled with the heat pump, but required more top-up heating. Throughout the study, several different aspects of the systems were encountered. Changing the district heating supplier resulted in drastic changes in the operational carbon. The electricity mix also heavily influenced the emissions produced by the heat pump. These are factors that vary greatly with the location of the project and one combination of heating and supply systems is far from obvious to be a universal solution., Med behovet av att minska utsläppen av växthusgaser inom byggsektorn så analyserar detta examensarbete två vanliga värmelösningar: radiatorer och golvvärme. De båda systemen fyller samma syfte, men med olika installationskomponenter, vilket gör det intressant att studera klimatpåverkan av de olika materialen som systemen bygger på. Dessutom undersöktes energiprestandan hos systemen för två olika typer av värmekällor: fjärrvärme eller värmepump. Genom att kombinera värmesystemen med värmekällorna undersöktes fyra olika modeller. Examensarbetet syftade till att analysera modellernas klimatpåverkan genom att kombinera den inbyggda och operativa klimatpåverkan som genererades under värmesystemens livscykel, och följaktligen genomföra en livscykelanalys. De utsläpp som genereras från systemens driftskeden fastställdes genom att göra en energianalys i IDA ICE kombinerat med utsläpp från de olika värmekällorna. Med en analys av material- och produktionsstadiet för värmesystemen så uppskattades den inbyggda klimatpåverkan i programvaran One Click LCA. Resultaten visade att den inbyggda klimatpåverkan hade en mycket mindre effekt på byggnadens totala utsläpp jämfört med den under driftskedet. Det konstaterades också att driva värmesystemet med en värmepump var mer energieffektivt än att få det levererat från ett fjärrvärmenät. Gällande de olika värmesystemen så presterade golvvärmesystemet bättre än radiatorsystemet när det drevs med en värmepump, men det krävdes mer spetsvärme. Under studien stötte man på flera olika variationer av systemens uppbyggnad och funktion, vilket ledde till att val behövde göras för att anpassa till studiens begränsningar. Att byta fjärrvärme distributör resulterade i drastiska skillnader för driftskedets klimatpåverkan. Elmixen påverkade också kraftigt utsläppen som genererades av att driva värmepumpen. Dessa är faktorer som varierar kraftigt beroende på vart byggnaden är placerad och det gick inte att konstatera att ett värmesystem är den univer

Fjärrvärme är en väletablerad teknik i Sverige, i dagsläget kommer 50% av uppvärmningen i Sverige från fjärrvärme. I Kiruna står Tekniska Verken som leverantör av fjärrvärme, där hela 90% av alla fastigheter är anslutna till nätet. LKAB:s gruvverksamhet i Kiruna har lett till världens största stadsflytt, till följd av sprickbildningar och rörelser i marken som uppkommer i samband med brytningen efter järnmalmen. Stadsflytten samt reparationer av befintliga ledningar som går sönder som konsekvens av rörelserna i marken, har gjort att identifieringen samt underhållet av fjärrvärmenätets undercentraler har hamnat i skymundan. En underpresterande undercentral har många negativa konsekvenser för fjärrvärmenätet. Syftet med arbetet är att underlätta för Tekniska Verken att hitta de underpresterande undercentralerna. För det så har en applikation tagits fram, som kommunicerar med deras befintliga system för att sedan presentera relevant information till handhavande personal. De undercentraler som applikationen presenterar fyller de förutbestämda kriterierna: Flöde på 1000 [l/h] eller högre och en returtemperatur på 60 ºC eller högre. Vidare så har beräkningar utförts med den data som den framtagna applikationen tog fram, där befintlig returtemperatur från undercentralerna ersattes med en ny önskad returtemperatur. Beräkningarna utfördes för varje kvartal. Dygnsdata hämtades från 5 dagar från varje månad under våren, sommaren, hösten och vintern. För att göra beräkningarna mer hanterbara valdes 5 dagar istället för månadens alla dagar. Varje månad identifierades ett antal undercentraler enligt kriterierna ovan. För dessa undercentraler antogs en ny returtemperatur på 47 ºC för att motsvara åtgärder. Beräkningarna som utfördes ledde till besparingar i form av en kostnadsreduktion för pumpen och en utsläppsminskning av CO2 –ekvivalenter. För hela året blev kostnadsreduktionen för pumpen 97758 kr och utsläppsminskningen 7,32 tCO2e. Fler fördelar via rökgaskondenseringen uppnås, District heating is a well-established technology in Sweden; currently, 50% of heating in Sweden comes from district heating. In Kiruna, Tekniska Verken stands as the supplier of district heating, with a staggering 90% of all properties connected to the network. LKAB's mining operations in Kiruna have led to the world's largest urban relocation, due to ground fractures and movements arising from the extraction of iron ore. The city relocation and repairs of existing pipelines damaged by ground movements have diverted attention from the identification and maintenance of the district heating network's substations. Underperforming substations have many negative consequences for the district heating network. The purpose of the work is to facilitate Tekniska Verken in identifying the underperforming substations. To achieve this, an application has been developed that communicates with their existing system to then present relevant information to operational staff. The substations presented by the application meet predetermined criteria: a flow rate of 1000 [l/h] or higher and a return temperature of 60 ºC or higher. Furthermore, calculations have been performed using the data generated by the application, where the existing return temperature from the substations was replaced with a new desired return temperature. The calculations were conducted for each quarter. Using daily data from five days each month in spring, summer, autumn, and winter as the basis. To make the calculations more manageable, 5 days were chosen instead of all the days of the month. Each month a number of substations were identified based on the aforementioned criteria. For these substations a new return temperature of 47 ºC was assumed to correspond to actions. The calculations that were performed resulted in savings in the form of a cost reduction on the pump and a decrease of CO2 eqvuivalent emissions. For a year the calculations resulted in a cost reduction of the pump of 97758 SEK and a decrease

A significant portion of Sweden's current energy production is dedicated to heating homes and buildings. Simultaneously, we anticipate a substantial increase in electricity usage in the future. This places a greater demand on district heating companies, among others, to meet the rising demand intelligently. Previously, more production facilities have been built to address the growing demand for heat. In the forthcoming development, district heating is considered to play an increasingly crucial role in the evolution of the Swedish energy system. This occurs as society becomes increasingly electrified and electricity systems become more reliant on other energy systems through sector coupling, such as district heating. Integrating thermal energy storage into district heating systems can significantly enhance the energy system's flexibility. This report investigates the potential of integrating thermal energy storage into Halmstad's district heating system and the associated benefits. It examines both short-term and seasonal heat storage. The short-term storage aims to address the daily variations in district heating load, preventing the frequent activation of peak load facilities. Additionally, a seasonal storage system is considered to handle the most significant district heating load fluctuations. Integrating seasonal heat storage into the district heating system would enable power plants to operate at a constant load throughout the year. Suitable storage methods were identified, and economic calculations were performed. The results indicate that installing a 42 000 short-term storage or a larger 830 000 seasonal storage system would be most cost-effective. Halmstad possesses favorable conditions for integrating these heat storage systems. The short-term storage system is designed to handle the annual daily variations in Halmstad's district heating load. The seasonal heat storage system has the capacity to store all the excess cooling energy during the summer per, Mycket av den producerande energin i Sverige idag går till att uppvärmning av bostäder och lokaler. Samtidigt som vi har en förväntad kraftigt ökad elanvändning i framtiden. Detta gör att det ställs högre krav på bland annat fjärrvärmebolagen för att möta den ökande efterfrågan på ett smart sätt. Tidigare så har det byggts ut fler produktionsanläggningar för att möta den ökande efterfrågan på värme. I den kommande utvecklingen så anses fjärrvärmen att spela en allt viktigare roll i utvecklingen av det svenska energisystemet. Detta sker när samhället elektrifieras i allt högre grad och elsystem blir mer beroende av andra energisystem genom sektorkoppling såsom fjärrvärmen. För att främja flexibiliteten i energisystemet så kan integrering av termiska energilagring inom fjärrvärmen ha en stor betydelse. Rapporten undersöker möjligheter med att integrera termisk energilagring för Halmstads fjärrvärmesystem och vilka nyttor det medför. Det undersöks både korttidslagring av värme och säsongsvärmelager, där korttidlagret ska klara de dygnsvariationerna i fjärrvärmelasten för att förhindra starter av spetsanläggningar, men även ett kottidslager som klarar de största variationerna i fjärrvärmelasten. Att integrera ett säsongsvärmelager i fjärrvärmesystemet ska göra att värmeverken kan drivas på konstant belastning under hela året. Lämpliga lagringsmetoder togs fram samt ekonomiska beräkningar och resultatet visar att det mest lönsamma är att installera ett korttidslager på 42 000 eller ett större säsongslager på 830 000 . Halmstads förutsättningar för att integrera dessa värmelager är goda. Korttidslagret har dimensionerats för att klara de dygnsvariationerna i fjärrvärmelasten i Halmstad över året. Säsongsvärmelagret har möjlighet att lagra all bortkyld effekt som kyls bort under sommarperioden, för att sedan använda energin under vintern när värmebehovet är som störst. Men även 54% av spetsanläggningarnas energi kan ersättas med säsongsvärmelagret över året. De

This thesis explores the potential of using building thermal inertia for thermal load balancing. It focuses on calculating time constants and determining the duration and amount of load that can be decreased in the building without the indoor temperature being decreased more than 0.5 degrees. Using data on residential area, construction year, building material, and supplied heat load, the study addresses the following main questions: calculating time constants for selected buildings, the quantities of supplied heat load that can be decreased, and over what duration of time, for the studied buildings.The method consisted of mapping a large amount of buildings from construction year, building material and relative heat demand to make a selection of buildings that were common and can be representative for more buildings. For each selected building the time constants and duration times were calculated. A model for heat load demand for space heating was made for each selected building to calculate the effect available for heat load balancing.Buildings with larger residential areas, higher heat demands per building, and lower heat demand per square meter exhibit significant potential for heat load balancing. The study identifies a newly constructed building with concrete structure and facade as having the highest thermal inertia. There is also potential for heat load balancing in larger, energy-efficient brick-built buildings.

The construction of the Southeast city district in Uppsala will start in 2025 with plans to be completed in 2050. When a new district is built, there is an opportunity to explore the best possible solution to all the needs of the city, one of the needs that must be met is the heat demand of all buildings. One possible way to meet these needs is through district heating. The aim of this report is to design and investigate the efficiency of a heat distribution network in the Southeast city district by determining its distribution losses and the requirements that heating distribution networks must fulfill. The method used to satisfy the purpose is to simulate the systems through a model in Python. The model produces key parameters such as distribution losses, pressure drop and temperature drop during high heat demand and low heat demand. The results of the report shows what a possible distribution network design could look like for two stages of construction. It is also shown that during low heat demand, the highest distribution losses were in the return pipe. During the high heat demand, the highest distribution losses were in the supply pipe. This is also the period of the greatest mass flow rate, temperature drop and pressure drop. The discussion addresses the correlation between these parameters as well as exploring how connecting an additional building stage impacts the performance of the system. The conclusions of this paper is that the designed distribution networks fulfill the necessary criteria for pressure, temperature and energy delivery with acceptable distribution losses. When a additional stage is connected to the system, distribution losses do not increase significantly, making the model suitable for future extensions of district heating networks.

För majoriteten av Umeå universitetscampus finns en anslutningspunkt för fjärrvärme från Umeå Energi. Under januari 2024 uppstod problem när fjärrvärmeeffekten överskred den abonnerade nivån under några extremt kalla dagar, vilket resulterade i straffavgifter från leverantören. Projektets syfte är att analysera och lösa överbelastningsproblemen genom att hitta och jämföra olika förbättringar för värmesystemen på campus. Effektsignaturer analyserades för utvärdering av variationen i den inköpta fjärrvärmen på Umeå universitetscampus, för drift under och utanför verksamhetstid. Resultaten visar en maximal potentiell effektreduktion på 29,4% vid DVUT (dimensionerande vinterutetemperatur). En strategisk driftstrategi kan tillämpas genom att ändra styrsystemets globala tidsschema till röd dag för att uppnå effektreduktion i byggnader utan närvaro. Detta motsvarar en maximal potentiell ekonomisk besparing på 1,7 miljoner kronor för den totala effektreduktionen. Effektkartläggning av Fysikhusets värmesystem utfördes. Resultatet vid DVUT visade att radiatorerna endast stod för 30% av fjärrvärmeeffekten, LA001 (ventilationsaggregat i Fysikhuset, laborationssalar) 64% och LA002 (ventilationsaggregat i Fysikhuset, kontor) 6%. Fysikhusets variation i fjärrvärmebehov under och utanför verksamhetstid vid DVUT visar en minimal skillnad på endast 0,3%, vilket främst beror på värmesystemens utformning och verksamheten som bedrivs. Radiatorernas effektbehov i Fysikhuset vid DVUT analyserades vid sänkning av inomhustemperatur från 21°C till 18°C. Resultaten visar en effektreduktion på 8,7kW och en ekonomisk besparing på 5 746kr, jämfört med radiatorernas normala effektbehov på 43,5kW. Sänkning av ventilationsflöde i Fysikhuset enligt BBR (Boverkets byggregler) visar potential för betydande effektreduktion, med möjlighet att minska ventilationen upp till 61,8% under närvaro och 89,1% utanför närvaro, vilket kan leda till en ekonomisk besparing på mellan 4 700 - 59 500kr. Beräkningar vi, For most of the buildings on Umeå University campus there is one main connection point for district heating from Umeå Energi. In January 2024 problems occurred when the district heating output exceeded the subscribed level during some extremely cold days, resulting in penalty charges from the supplier. The purpose of the project is to analyse and solve the overload problems by finding and comparing different improvements for the heating systems on campus. Power signatures were analysed for evaluation of the variation in the purchased district heating at Umeå University campus, for operation during and outside business hours. The results show a maximum potential power reduction of 29,4% at DVUT (dimensioned winter outdoor temperature). An operating strategy can be applied by changing the control system's global time schedule to public holiday to achieve a power reduction in unoccupied buildings. This corresponds to a maximum potential financial saving of SEK 1,7 million for the total effect reduction. Power mapping of the building “Fysikhusets” heating system was carried out. The results at DVUT showed that the radiators accounted for only 30% of the district heating power, LA001 (ventilation unit in Fysikhuset, laboratory rooms) 64% and LA002 (ventilation unit in Fysikhuset, offices) 6%. The district heating demand variation in Fysikhuset during and outside of operating hours at DVUT shows a minimal difference of only 0,3%, which is mainly due to the design of the heating systems and the operations that are carried out in the building. A power reduction on the radiators in Fysikhuset was analysed by lowering the indoor temperatures from 21°C to 18°C, the results showed a power reduction of 8,7 kW and a financial saving of SEK 5 746. Compared to the radiators normal power requirement of 43,5kW. Reduction of ventilation flow in Fysikhuset according to BBR (Boverket´s building regulations) shows potential for significant power reduction, with the possibility of reducin

Society is facing major challenges to reduce the use of fossil sources. Two of the greatest goals are the UN’s Sustainable Development Goals to ensure access to sustainable energy for all by 2030 and the EU’s goal to be climate-neutral by 2050. Big changes need to be done to achieve this, all while the demand for both electricity and hydrogen gas is expected to increase drastically. The Swedish electricity demand is expected to double by 2045 and the hydrogen demand is expected to quadruple by 2030, compared to today’s levels. This paper has examined the optimal way to produce hydrogen gas in Halland, regarding performance, sustainability, and reliability. This was done by evaluating different scenarios for hydrogen production, the possibilities to utilize the waste heat and how the hydrogen gas is to be converted back to electricity. Three methods to produce hydrogen gas has been examined in this paper, AEC-, PEM- and SOE-electrolysis. Through literature studies PEM-electrolysis has been established as the most efficient way to produce renewable hydrogen gas. The method performs better than the other two regarding both mass of hydrogen gas produced per unit of energy used and the possibility to utilize the waste heat in the local district heating network. Five locations in Halland have been examined since they are considered suitable to house hydrogen production, Hyltebruk, Varberg, Falkenberg and in connection with two offshore windfarms. This paper does not take expansion of the existing electricity grid into consideration, which has made the result dependent on the various locations’ existing transmission capacity. This gives every place its unique conditions, creating unique possibilities. The largest and smallest production possible would be located in Varberg respectively Falkenberg, corresponding to nearly 100 % respectively 0.02 % of the expected hydrogen demand in Sweden by 2030. Due to the enormous requirements the expected future demand is putting on the, Samhället står inför stora utmaningar för att minska användandet av fossila källor. Några av de stora målen består av FN:s globala mål om hållbar energi för alla år 2030 och EU:s mål om klimatneutralitet till år 2050. För att nå dit krävs stora förändringar och behovet av både el och vätgas förväntas öka drastiskt. Sveriges elbehov förväntas mer än dubbleras till år 2045 medan vätgasbehovet förväntas fyrdubblas till år 2030, jämfört med dagens nivåer. Det här arbetet har undersökt hur man på bästa sätt relaterat till prestanda, hållbarhet och reliabilitet kan produceras vätgas i Halland. Detta utfördes genom att utvärdera olika scenarier för vätgasproduktion, möjligheterna till att tillvarata restvärme samt hur vätgasen kan konverteras tillbaka till el. De tre metoder för vätgasproduktion som arbetet baserats på är teknikerna AEC-, PEM- och SOE-elektrolys. Genom litteraturstudier har PEM-tekniken fastställts som den effektivaste metoden för förnybar framställning av vätgas. Tekniken presterar bäst både med avseende på massa vätgas producerad per konsumerad enhet energi och på möjligheten att utnyttja restvärmen i fjärrvärmenätet. Fem olika platser i Halland har undersökts då de ansetts lämpliga för vätgasproduktion, Hyltebruk, Varberg och Falkenberg samt i anslutning till två havsbaserade vindkraftsparker. Arbetet har avgränsats till att inte beröra utbyggnad av det befintliga elnätet vilket gjort att resultatet baserats på den befintliga överföringskapaciteten. Detta ger alla platser unika förutsättningar, vilka leder till unika möjligheter. Den största och minsta möjliga produktionen fastlås möjlig i Varberg respektive Falkenberg, motsvarande uppemot 100 % respektive 0,02 % av det förutspådda vätgasbehovet 2030. Även det minsta bidrag ska dock välkommas, i och med de enorma krav framtidens behov ställer på branschen.

Den pågående omvandlingen av europeiska fjärrvärmesystem från användning av fossilbaserad teknik till icke-fossil värmeförsörjning sammanfattas med en utvald samling av 70 möjligheter kopplade till fossilfrihet. Dessa möjligheter exemplifieras med 284 genomförda, planerade eller föreslagna fall. De 70 möjligheterna för koldioxidfri fjärrvärme omfattar att använda värme, ansluta kunder, flytta värme, lagra värme, avskilja koldioxid och tillföra värme tillsammans med några aspekter för hela värdekedjan till värmeanvändning från värmeåtervinning eller värmegenerering. Uppsättningen av 70 möjligheter är varken komplett eller innehåller några rekommendationer för vilka möjligheter som bör användas. Syftet med detta projekt har varit att tillhandahålla en omfattande inventering av tidiga aktiviteter för att erhålla fossilfri fjärrvärme som nyligen utförts av fjärrvärmeföretag eller andra värmeaktörer. Dessa aktiviteter omfattar både direkt substitution av värme som tidigare erhållits från förbränning av fossila bränslen och stödjande indirekta åtgärder för att erhålla mer effektiva fjärrvärmesystem. Dessa stödjande åtgärder minskar kostnaderna eller ökar intäkterna som förbättrar fjärrvärmens konkurrenskraft. Tidshorisonten har varit 2030, kopplat till EU:s mål för minskning av växthusgasutsläppen med 55 % jämfört med 1990 års utsläpp. Denna inventering av tidiga projekt för fossilfri fjärrvärme har givit följande tre viktiga slutsatser. För det första, aktiviteter för fossilfri fjärrvärme kan delas in i ersättande och stödjande möjligheter. Ersättande möjligheter i värmeförsörjningen inkluderar linjär försörjning från förnybar energi, värmeåtervinning från processer som genererar restvärme och icke-fossila sätt att möta spetsbehov under mycket kalla dagar. Den linjära värmeförsörjningen baseras på geotermisk värme, solvärme och eltillförsel. Nya aktiviteter för värmeåtervinning är möjliga från många olika samhällsprocesser, såsom bioraffinaderier, vätgasförsörjning, petr

The building sector is a significant contributor to global greenhouse gas emissions, necessitating the development of energy-efficient measures to address environmental concerns. The availability of building energy data sets enables the application of data analysis techniques to assess building energy conditions, providing greater potential for evaluating building energy demands. This research centers on the evaluation of three distinct Campuses in Stockholm, including KTH, Frescati, and Solna buildings. The analysis encompasses two critical dimensions: the first related to energy performance certificates, while the second leverages data from the Akademiska Hus database. The information gathered from the Akademiska Hus database is obtained by using a web application developed at KTH Energy Technology, which was mainly available for internal usage. Examination of energy performance certificates reveals a crucial distinction among buildings concerning their energy utilization, construction year, and activity areas. Buildings categorized with energy performance levels E, F, and G emerge as critical areas demanding urgent evaluations. By inspecting data from the Akademiska Hus database, the study evaluates district heating, district cooling, and electricity variations in relation to outdoor temperature fluctuations during 2022. This analysis uncovers notable anomalies in buildings' energy demands. KTH and Solna buildings present abrupt district cooling and district heating variations, as well as high district cooling values during winter, and high district heating values during summer. While some Frescati and Solna buildings evidence constant district heating and district cooling values as an anomaly, along with high district cooling and district heating values during winter and summer periods, respectively. In conclusion, this study recommends in-depth assessments and the implementation of energyefficient measures for buildings classified with energy performance levels, Byggsektorn är en betydande bidragsgivare till globala utsläpp av växthusgaser, vilket kräver utveckling av energieffektiva åtgärder för att hantera miljöproblem. Tillgången till byggnadsenergidatauppsättningar möjliggör tillämpning av dataanalystekniker för att bedöma byggnaders energiförhållanden, vilket ger större potential för att utvärdera byggnaders energibehov. Denna forskning fokuserar på utvärdering av tre distinkta Campus i Stockholm, inklusive KTH, Frescati och Solna-byggnaderna. Analysen omfattar två kritiska dimensioner: den första avser energicertifikat, medan den andra utnyttjar data från Akademiska Hus energiplattform. Granskning av energicertifikat visar en avgörande skillnad mellan byggnader när det gäller deras energianvändning, ålder och verksamhetsområden. Byggnader kategoriserade med energiprestandanivåerna E, F och G framstår som kritiska områden som kräver brådskande utvärderingar. Genom att granska data från Akademiska Hus energiplattform utvärderar studien fjärrvärme-, fjärrkyla- och elvariationer i relation till utomhustemperaturfluktuationer under 2022. Denna analys avslöjar betydande anomalier i byggnaders energibehov. KTH och Solnas byggnader uppvisar abrupta fjärrkyla- och fjärrvärmevariationer, samt höga fjärrkylavärden under vinter noch höga fjärrvärmevärden under sommaren. Medan vissa Frescati- och Solna-byggnader visar konstanta fjärrvärme- och fjärrkylavärden som en anomali, tillsammans med höga fjärrkyla och fjärrvärmevärden under vinter- respektive sommarperioder. Sammanfattningsvis rekommenderar denna studie fördjupade bedömningar och genomförande av energieffektiva åtgärder för byggnader klassificerade med energiprestandanivåer E, F och G kopplade till stora energivariationer. Syftet är att lokalisera källorna till dessa anomalier och förbättra den övergripande energiprestanda. Noterbart är att Campus KTH och Solna har en framträdande plats som områden som kräver omedelbar uppmärksamhet.

Nästan 80 procent av den globala energitillförseln kommer från fossila källor, och behöver drastiskt minska. Industriell spillvärme är en energitillgång som blir allt attraktivare men är ofta lågtempererad, vanligtvis mellan 30°C och 100°C, genom att tillsätta en värmepump och låta värmen gå till fjärrvärmenätet blir ofta återbetalningstiden låg. Uddeholms AB använder idag fjärrvärme och en naturgasbaserad spetsvärme för att möta sitt energibehov. Uddeholm AB har stora mängder lågtempererad spillenergi i form av kylvatten från processtegen Electro slag remelting (ESR) och ljusbågsugnen (LBU) som i nuläget inte utnyttjas. Syftet är därför att skapa ett underlag för rekommendation om hur energi som genereras inom industrin kan utvinnas för att möta energibehovet och för att minska användandet av naturgasbaserad spetsvärme. Genom simuleringsprogrammet Simulink har en dynamisk modell byggts upp för att simulera 6 olika system över ett år med en timmes tidssteg. Systemen består av olika kombinationer av värmepumpar, värmeväxlare och ackumulatortank och använder kylvattenflödet från ESR och LBU. Referenssystemet är systemet som används idag, och det första systemet består av en värmepump som använder ESRs kylvattenflöde på värmepumpens kalla sida för att leverera energi till fjärrvärmereturen (VPESR). Det andra systemet består av en värmeväxlare på ljusbågsugnens kylvatten som återvinner energin från ljusbågsugnens kylvatten till fjärrvärmereturen (VVX). Det tredje systemet är en kombination av de två första systemen (VVX + VPESR). I det fjärde systemet tillsätts en extra värmepump efter värmeväxlaren på det tredje systemet (VVX + VPLBU + VPESR). Det femte systemet innebär en värmepump på ljusbågsugnens kylvatten och en värmepump på ESRs kylvatten (VPLBU + VPESR). Det sjätte systemet är samma som det femte men med undantaget att en ackumulatortank tillsätts på ljusbågsugnens kylvat, Almost 80% of global energy supply comes from fossil sources and needs to be drastically reduced. Industrial waste heat is an increasingly attractive energy resource but is often low temperature, usually between 30°C and 100°C, and by adding a heat pump and letting the heat go to the district heating network, the payback time is often low. Uddeholm AB currently uses district heating and a natural gas-based peak heating to meet its energy needs. Uddeholm AB has large amounts of low-temperature waste energy in the form of cooling water from the process steps Electro slag remelting (ESR) and the electric arc furnace (LBU) that are currently not utilized. The purpose is therefore to create a basis for recommendations on how energy generated in industry can be recovered to meet the energy demand and to reduce the use of natural gas-based peak heat. Through the simulation program Simulink, a dynamic model has been built to simulate 6 different systems over a year with one hour time steps. The systems consist of different combinations of heat pumps, heat exchangers and storage tanks and use the cooling water flow from ESR and LBU. The reference system is the system used today, and the first system consists of a heat pump that uses the ESR cooling water flow on the cold side of the heat pump to supply energy to the district heating network (VPESR). The second system consists of a heat exchanger on the arc furnace cooling water that recovers the energy from the arc furnace cooling water to the district heating network (VVX). The third system is a combination of the first two systems (VVX + VPESR). The fourth system adds an additional heat pump after the heat exchanger of the third system (VVX + VPLBU + VPESR). The fifth system involves a heat pump on the arc furnace cooling water and a heat pump on the ESR cooling water (VPLBU + VPESR). The sixth system is the same as the fifth but with the exception that an accumulator tank is added to the arc furnace cooling water before i

The integration of distributed energy sources and systems is of high relevance for the transition towards a more sustainable energy system. Taking into consideration the amount of emissions produced by the heating sector, which account for at least half of the energy demand in buildings, district heating systems have the potential to play a key role in the transition, by enabling the integration of various energy sources and provide flexible energy services to the grid. The objective of this research is to evaluate the potential for flexible sector coupling between the electrical and heating sectors, utilizing thermal energy storage alongside various heat generation units, including heat pumps and a combined heat and power (CHP) unit. To examine this concept, we used a district heating facility located in Oskarshamn, Sweden, as our case study. At present, the production mix at this facility comprises various production units- that utilize mainly biomass as their fuel source, including wood pellets, wood chips, and occasionally, bio-oil. Extensive research was conducted to review the existing literature and gain a comprehensive understanding of the technologies and concepts associated with FSC. This thorough examination allowed for a comprehensive overview of the current state-of-the-art in FSC. As the main contributions of this work, two numerical models respectively for production and dispatch optimization were developed and simulated complementary, concerning the thermal and electrical system of the studied plant. A dispatch model was developed with the aim of analyzing the operating behaviour of the system, identifying the available energy sources and optimizing their hourly dispatch. Subsequently, utilizing the open-access tool for capacity and investment optimization (OSeMOSYS), various scenarios were examined to evaluate the potential of thermal energy storage (TES), where a water tank was found to be the most cost-effective solution, and heat pump integratio, Integreringen av distribuerade energikällor och energisystem är av stor betydelse för övergången till ett mer hållbart energisystem. Med hänsyn till det utsläpp från värmesektorn, som står för minst hälften av energibehovet i byggnader, har fjärrvärmesystem potential att spela en nyckelroll i omställningen genom att möjliggöra integrering av olika energikällor och tillhandahålla flexibla energitjänster till nätet. Syftet med denna forskning är att utvärdera Potentialen för flexibel sektorkoppling (FSC) mellan el- och värmesektorerna, med hjälp av termisk energilagring tillsammans med olika värmeproduktionsenheter, inklusive värmepumpar och en kombinerad kraftvärmeproduktion (CHP). För att undersöka detta koncept, använde vi en fjärrvärmeanläggning i Oskarshamn, Sverige, som vår fallstudie. För tillfället består produktionsmixen vid denna anläggning av olika produktionsenheter som huvudsakligen använder biomassa som bränslekälla, inklusive träpellets, träflis och ibland bioolja. Omfattande forskning genomfördes för att granska den befintliga litteratur och få en heltäckande förståelse för de tekniker och koncept som är förknippade med FSC. Denna grundliga undersökning möjliggjorde en omfattande översikt av det aktuella kunskapsläget inom FSC. Som de viktigaste bidragen i detta arbete utvecklades och simulerades två numeriska modeller för produktions- respektive leveransoptimering, som berör det termiska och elektriska systemet i den studerade anläggningen. En fördelningsmodell utvecklades i syfte att analysera systemets driftsbeteende, identifiera tillgängliga energikällor och optimera deras fördelning per timme. Med hjälp av det verktyget med öppna tillgång (open-aceess) för kapacitets- och investeringsoptimering (OSeMOSYS) undersöktes därefter olika scenarier för att utvärdera potentialen för termisk energilagring (TES), där en vattentank visade sig vara den mest kostnadseffektiva lösningen, och integration av värmepumpar för att förbättra anläggningens prestanda o

Detta projekt har analyserat sektorkopplingars möjligheter att ta vara på restflöden som genereras vid produktion av vätgas genom elektrolys samt hur dessa flöden kan generera ekonomiska och systemmässiga fördelar. Förutsättningen har varit att all el köps in externt för spotpris. Projektet har redovisat i detalj hur restvärmen, som uppstår i elektrolysen, kan tillgodogöras som fjärrvärme och därigenom öka processens verkningsgrad från cirka 66 till 95 %. EU:s mål om produktion av 10 miljoner ton vätgas per år till 2030 innebär att det bildas 230 TWh restvärme, motsvarande fyra gånger Sveriges totala fjärrvärmeenergi. Det visar potentialen och vikten av att värmeöverskottet nyttjas i framtida investeringar. För varje kilo vätgas som produceras bildas åtta kilo syrgas, som kan användas i för att förbättra förbränningen i en avfallspanna. Alternativt kan syrgasen transporteras till ett närliggande vattenreningsverk, vilket minskar elanvändningen för de pumpar som idag cirkulerar luft i de biologiska reningsstegen. Svenska kraftnät har skapat flera olika marknader för systemtjänster. Vätgasproduktion har goda förutsättningar att delta, särskilt med FCR-D. Analyserna visar att intäkterna från dessa tjänster kan vara större än både restvärmen och syrgasen, förutsatt att restvärmen inte ersätter bränslen som har en högre kostnadsprofil, som exempelvis bio-olja eller pellets. I dessa fall får restvärmen ett betydligt högre värde. Sektorkopplingen mot fjärrvärme skapar ett resurseffektivt energisystem där alla restflöden kan komma till nytta. Vätgaslager kan också bidra till ett mer robust och resilient energisystem, med möjligheter att förse kritiska verksamheter med reservkraft eller för att starta lokala elnät i ö-drift. För bästa lönsamhet, utifrån befintliga data om elpriser och vätgasens värde, bör vätgasen säljas vidare som bränsle till tunga transport eller som råvara till industrier istället för att lagras för senare omvandling tillbaka till el. I en framtid, där b, Produktion av vätgas med sektorkoppling till fjärrvärme HyCoGen Slutrapport 2023-12-18

Den pågående stadsomvandlingen i Kiruna, att en stor del av staden måste flyttastill följd av LKAB:s fortsatta gruvverksamhet, skapar möjligheter att etablera etteffektivare energisystem och bidra till att uppnå stadens klimatmål. I dag tillgodosescirka 15% av stadens fjärrvärmebehov med restvärme från LKAB och målsättningenpå sikt är att nå 100% restvärme i systemet. Investeringsbeslut som togs 2021kommer att resultera i en ökning av restvärmeandelen på upp mot 70% till 2024 dåLKAB frigör högvärdig restvärme genom att internt ta tillvara på lågtempereradvärme. För att öka andelen restvärme ytterligare finns ett behov av att lagra värmefrån sommarperioden då det finns ett överskott till vinterperioden när behovet ärsom störst. I projektet skapas en helhetsbild av restvärmelösningen i Kiruna frånsamspel mellan aktörer till teknik vilket genererar ny kunskap om effektivenergiomställning till hållbara städer med restvärmeåtervinning.Det finns flera alternativ för termiska säsongslager vars tillämplighet baseras påtermogeologisk förutsättningar. Borrhålslager och bergrumslager valdes ut förvidare analys givet förutsättningarna i Kiruna. Genom energisystemmodelleringoptimerades Kirunas fjärrvärmesystem fram till år 2040 genom scenarioanalys. Medett energilager i systemet möjliggörs att en större mängd restvärme kan användastotalt sett över året och särskilt minskar det behovet av värmeproduktion underperioden med störst värmebehov (vintermånaderna), vilket innebär minskadanvändning av spetslastpannor. En nyttokostnadsanalys genomfördes på tvåmodellscenarier. Båda scenarierna resulterar i ekonomiska kostnadsbesparingar ochminskade externa kostnader (förbättrad folkhälsa som minskar till exempel uteblivetarbete, sjukvårdskostnader och förtidiga dödsfall) jämfört med referensscenariet, attinte uppföra ett energilager.Ett energilager, borrhålslager och bergrumslager, i storleksordningarna 30 GWh och20 MW simulerades i Kirunas fjärrvärmesystem. Baserat på det värmebehov ochre, Other funders: Tekniska Verken i Kiruna, LKAB, NeoEnergy, LKAB Wassara.

I Sverige finns det cirka 2,7 miljoner lägenheter i flerbostadshus, varav merparten är byggda innan 1980 med sämre energiklasser. Till följd av nya hållbarhetskrav från myndigheter kopplat till energiprestanda är det troligt att flerbostadshus i större utsträckning kommer utrustas med solceller och värmepumpar vid renovering. I dagsläget är fjärrvärme (FJV) den vanligaste energikällan i flerbostadshus. I detta examensarbete undersöks med hjälp av simuleringar i PVsyst (Photovoltaic systemsimulation software), ett kombinerat system med FJV, frånluftsvärmepump (FVP) och solceller i ett flerbostadshus ur en ekonomisk synvinkel. En känslighetsanalys på inköpspriser och priser på såld solel görs på uppdrag av bostadsföretaget AB Stora Tunabyggen. Syftet är att ge svar på när det är lönsamt att enbart använda FJV till fastigheten i Borlänge, jämfört med en kombination av FVP och FJV. Det är fyra scenarion som simuleras. Det första scenariot simulerar enbart FJV med solceller och fastighetens elbehov utan FVP. Det andra och tredje scenariot simulerar en FVP med solceller och värmefaktor 2,5 respektive 3,0 med fastighetens totala elbehov. Det fjärde scenariot är identiskt med scenario 2 (S 2), men med tidsstyrning. Valet av värmefaktor är den största felkällan, där beräknade värmefaktorer för år 2021 för fastigheten använts som utgångspunkt. Solelen som används av fastigheten har antagits vara gratis,vilket talar till FVP nackdel om egenanvänd solel i stället påförts en kostnad. Resultatet bygger på jämförelser av totala kostnader för fastighetens energi, där scenario 1 (S 1) med FJV jämförs med scenario 2–4. I perioden juni – augusti är det fördelaktigt med FJV oavsett priser på el, då fjärrvärmepriser är låga och såld solel gör det lönsamt. För övriga månader, påverkar kostnaden för inköp av el brytpunkten mest, som varierar mellan 0,5 – 1,3 kr/kWh (exkl. moms, skatt och elnätsavgifter) beroende på scenario och månad. Anledningen är att överproduktionen är liten i förhåll

The choice of heating system in new residential buildings has a significant effect onthe total life cycle-cost. Rising energy prices and tougher energy demands for newbuildings creates incentive for energy- and cost-efficient solutions. The purpose ofthis project is therefore to investigate how the choice and sizing of a heating systemin a building can be performed with focus on cost-efficiency. The project is conducted as a case study on a residential building during the buildingphase on behalf of INTEC Dalarna AB, a technical engineering company. The project aim is to answer the following questions: – What heating system of district heating, ground source heat pumps or air towater heat pumps is the most cost-effective for a new residential building inthe middle of Sweden? – Is there a specific combination of a heat pump of arbitrary size and peak heating system that is particularly advantageous for the building? – Is IDA ICE suitable for simulation of energy use in buildings with heatpumps? – Does high energy-efficiency also mean high cost-efficiency for the building? The questions will be answered with building simulation software IDA Indoor Climate and Energy along with capital budgeting. The capital budgeting will be performed with net present value and payoff period for the heat pumps over choosingdistrict heating. The results of the project show that a system with ground source heat pumps with acapacity of 50 percent of the annual peak heat demand and electricity for peak loadsis the most cost-efficient option for the building. However, the most energy efficient option is a ground source heat pump with a capacity of 50 percent of the annual peak heat demand with district heating for peak loads. The project also shows that IDA ICE is suitable for simulating the performance of heat pumps in buildings.The conclusion is that a smaller system of ground source is more cost-efficient forthe building, and that the most energy efficient option is not always equal to t

Idag är klimatet och miljön omdebatterade ämnen som påverkar alla, människor, djur och natur. Människor i Sverige, men även nationellt, blir alltmer medvetna och engagerade angående ämnet och debatten. Skolstrejker och demonstrationer är två exempel på åtaganden som människor vidtagit. Även större krav inom hållbarhet ställs inom fastighetsbranschen vilket leder till att fastighetsägare måste vidta åtgärder för att fastigheterna ska uppfylla dessa krav. Dessutom finns det olika certifikat på byggnader vilket även motiverar fastighetsägare att vilja äga och förvalta gröna och miljöklassade byggnader. Det finns många olika åtaganden och tekniska lösningar som kan utnyttjas för att uppfylla kraven om hållbarhet som ställs inom fastighetsbranschen. Geoenergi är ett exempel på åtaganden som kan göras för att öka hållbarheten för en fastighet. Geoenergi är billigare och bättre för klimatet än fjärrvärme som redan är känt för att vara billigt och bra för miljön. Syftet med denna studie är att undersöka vad en geoenergianläggning på en fastighet, Münchenbryggeriet, har för påverkan på hyresgästerna och vilken ekonomisk effekt detta har på hyresvärden. För att ta reda på den ekonomiska effekten kommer det göras en jämförelse med en motsvarande fastighet, Mullbärsträdet 6, där fjärrvärme står för uppvärmningen. I rapporten kommer geoenergi att förklaras utförligt och dess inverkan på miljö och klimat men även teoretisk data kommer att redogöras. I rapporten har det gjorts en litteraturstudie där information och fakta redovisas. Litteraturstudien följs därefter upp med en undersökning som består av intervjuer. Respondenterna är hyresgäster i Münchenbryggeriet och Mullbärsträdet 6. Resultatet av undersökningen visar att hyresgästerna i Münchenbryggeriet, som värms upp med geoenergi, sitter i en byggnad där uppvärmningen är billigare än i en byggnad som drivs av fjärrvärme. Dessutom visar resultatet av undersökningen att hyresgästerna bara har positiva tankar om geoenergianläggn, Today, the climate and the environment are two controversial topics that affect everyone, humans, animals and nature. People in Sweden, but also nationally, are becoming increasingly aware and committed to the topic and the debate. School strikes and demonstrations for the climate are two examples of commitments made by people. The real estate sector is also making greater demands in terms of sustainability, which means that property owners have to take measures to ensure that their properties meet these requirements. In addition, there are various certificates for buildings, which also motivates property owners to want to own and manage green and environmentally rated buildings. There are many different commitments and technical solutions that can be used to meet the sustainability requirements of the real estate sector. Geoenergy is an example of a commitment that can be made to increase the sustainability of a property. Geothermal energy is cheaper and better for the climate than district heating, which is already known to be cheap and good for the environment. The purpose of this study is to investigate what impact a geoenergy installation on a property, the Münchenbryggeriet, has on the tenants and what economic effect this has on the landlord. To find out the economic effect, a comparison will be made with a similar property, Mullbärsträdet 6, where district heating is used. In the report, geoenergy will be explained in detail and its impact on the environment and climate, but also theoretical data will be presented. The report includes a literature study where information and facts are presented. The literature study is then followed up with a survey consisting of interviews. The respondents are tenants in Münchenbryggeriet and Mullbärsträdet 6. The results of the survey show that the tenants in Münchenbryggeriet, which is heated by geothermal energy, are in a building where heating is cheaper than in a building powered by district heating. Furthermore, the r

Det här arbetets syfte är att ta fram ett underlag för att konvertera uppvärmningen avCalmare Nyckel till fjärrvärme från nuvarande system med oljeeldad värmepanna, samt en ombyggnation på fartygets tappvattensystem till ett cirkulationssystem. Arbetet använder bunkersiffror från åren 2014-2019 för att jämföra nuvarandedriftskostnader till ett fjärrvärmebaserat system. Installationskostnaderna har tyvärr inte kunnat uppskattas, driftskostnaderna skulleförbli på en liknande nivå som pannans förutsatt att olje- och energipriserna är stabilagentemot varandra.Miljöavtrycket för uppvärmningen av fartyget skulle minska med över 95% från 200gCO2/kWh till 8,96 gCO2/kWh, eller ungefär 167 ton CO2 på en femårsperiod medliknande värmeförbrukning som 2014 till 2019., The purpose of this project is to provide a base to convert the mode of heating ofCalmare Nyckel from its current oil-fired boiler to district heating, and also aconversion of the potable hot water system on board into a circulatory system.The project uses bunker reports from the years 2014-2019 to compare operationalcosts between the current system and district heating.The costs of installation have unfortunately not been possible to appreciate, theoperational costs for district heating would remain similar to the boilers assumingthat the oil- and energy prices remain stable towards each other.The environmental impact of the heating of the ship would be reduced by more than95% from 200 gCO2/kWh to 8,96 gCO2/kWh, or approximately 167 tons of CO2over a five year period with similar heat consumption as from 2014 to 2019.

Storskalig värmeproduktion genom förbränning av biobränslen för distribution via fjärrvärmenät till hushåll och verksamheter bidrar till att minska utsläppen av fossila växthusgaser och ger en ökad möjlighet att nyttja förnybara bränslen. Sedan 2005 har fjärrvärme levererat mer än hälften av energin för uppvärmning av svenska byggnader. En hållbar produktion av fjärrvärme är därför en viktig faktor om Sverige ska klara de klimatpolitiska mål som antogs efter tecknandet av Parisavtalet. Fram till 2014 producerades fjärrvärmen i Storuman och Stensele vid Skellefteå Krafts bioenergikombinat Biostor. Efter dess nedläggning gjordes nya investeringar för att fortsatt klara av att leverera fjärrvärme till Skellefteå Krafts kunder i Storuman och Stensele. Dessa investeringar resulterade i två pelletspannor, SU4 och SU5, som kan leverera fem- respektive tre megawatt till nätet. Dessa visade sig dock inte räcka till för att täcka värmelasten på fjärrvärmenätet vilket lett till att de oljepannor som är tänkta att täcka reservbehovet även varit tvungna att användas för spetslast. Syftet med detta arbete var att utreda förutsättningarna för en investering i samt dimensionering av en lämplig anläggning för produktion av fjärrvärme i Storuman och Stensele. Målsättningen med projektet var att lösa problematiken med fjärrvärmeleveranserna samt möjliggöra ersättning av fossil olja för bas- och spetslast på ett miljömässigt och ekonomiskt hållbart sätt. Tre scenarier utgjorde utgångspunkten för utredningen, ett nollalternativ, som utgår från ett oförändrat värmebehov, samt alternativ för högre- respektive lägre värmebehov. Av dessa ansågs nollalternativet vara det mest troliga utfallet, då etableringsprognoser främst förutspår etableringar som inte nämnvärt påverkar värmebehovet. Värme från geotermisk energi stämmer väl in på Skellefteå Krafts ambitioner att leverera 100 % förnyelsebar energi och var därför av intresse för denna utredning. Dessvärre ställs detta alternativ i nuläget i, Large scale heat production for distribution in district heating systems contributes to reduced emissions of fossil greenhouse gases and provides an opportunity to increase the use of renewable fuels. District heating has since 2005 supplied more than half of the energy for the heating of Swedish buildings. A sustainable production of district heating is therefore a very important factor if Sweden is to meet the climate policy goals adopted after the signing of the Paris Agreement. The district heating in Storuman and Stensele was previously produced at Skellefteå Kraft's CHP and pellet production facility called Biostor. When production at the Biostor facility ceased in 2014, new investments were made to continue the supply of district heating to Skellefteå Kraft's customers in Storuman and Stensele. These investments resulted in two pellet boilers, SU4 and SU5, capable of producing five- and three megawatts of heat respectively. However, these later proved unable to supply the entire heat demand, which led to the oil-fed boilers, supposed to cover reserve heat loads, also having to be used for peak loads. The purpose of this work was to investigate the conditions for an investment and to dimension a suitable heat production facility in Storuman and Stensele. The aim of the project was to solve the problems regarding the supply of district heating and simultaneously enable the replacement of fossil oil for base and peak load in both an environmentally and economically sustainable way. Three scenarios formed the starting point for the investigation, a null option, in which no change in heat demand occurs, and two alternatives for higher and lower heat demand, respectively. Of these, the null option was considered to be the most likely outcome, as forecasts of industrial establishments mainly predicts new establishments that do not significantly affect the heat demand. Heat from geothermal energy fits in well with Skellefteå Kraft's ambitions to have a 100 % renewabl

With new smart power meters being installed in the households of Sweden an opportunity has presented itself. It allows the distribution companies to collect a variety of different measurements such as voltage in each phase and the total reactive and active power flowing to and from the customers. This thesis is written in collaboration with Öresundskraft AB, a distribution company in Helsingborg, Sweden. They wished to examine how the smart meter they install, the Kaifa MA304, could aid them in creating a power grid fit for the future. The thesis aims to achieve this goal by researching if PEV, plug-in electrical vehicles, can be identified utilizing data from the new power meters. It is also considered if district heating, and different types of electrical heating, can be identified using outside temperature measurements together with the data. Data has been collected and analyzed from 20 customers over a timespan of eight months in 2022. Here, the mean voltage for every ten minutes (in each phase) and active/reactive power accumulated during the last fifteen minutes is used. The raw data is transformed using a tool developed by the authors in python and is thereafter analyzed using the library pandas. Initial results showed a clear correlation between voltage drop and active power import during three phase charging. In the future, we will study the underlying mechanism of this correlation for devising algorithms to develop and use it as a reliable and effective means to identify PEV’s charging. Households with district heating had, as expected, a relatively even use of power consumption regardless of season or temperature. Electrically heated households used significantly more active power during lower temperature and cold months. The amount of imported reactive power greatly varies between customers, likely due to different technologies such as direct electrical heating and heating pumps. Future work should include knowledge of the utilized heating technologie

Vid bestämmelse av vilket värme- och kylsystem som ska användas i fastigheter så finns det flertalet aspekter som går att ta hänsyn till. Tidigare har det varit högt fokus på energi och ekonomi, men med ökat fokus på hållbarhet och miljön både globalt och i Sverige har det blivit allt mer viktigt att hitta robusta lösningar som presterar inom samtliga av dessa områden. Helenius Ingenjörsbyrå som är installationskonsulter inom VVS-, miljö-, och energiområdet vill ligga i framkant när det kommer till energi och miljö. I samband med högre krav på hållbarhet och miljö är det av intresse för Helenius att se hur konventionella värme- och kylsystem presterar när de ställs inför energiprestanda, klimatpåverkan, ekonomi och återbruk. Utöver detta, även se hur resultatet för systemens prestanda påverkas av den geografiska placeringen genom att utreda dessa områden på lokal nivå (i Uppsala) och på generell nivå. Generell nivå motsvarar ett medelvärde för Sverige. Detta examensarbete har därmed tagit fram en arbetsmetodik för att utreda dessa områden och lämpliga system för ändamålet. Ändamålet i detta arbete handlar om att förse värme och kyla till en kontorsfastighet med tillhörande verksamheter där det finns en konstant kyllast över året. De fyra systemuppställningar som togs fram och utreddes i arbetet var: kylmaskin med värmeåtervinning från kondensorvärmen och separat fjärrvärmesystem (Modell 1). Andra uppställningen var kylmaskin med fjärrvärme och ingen möjlighet till värmeåtervinning (Modell 2). System tre var fjärrkyla och fjärrvärme (Modell 3) och system fyra borrhålslager som utnyttjar frikyla och bergvärmepumpar (Modell 4). Resultatet visar att Modell 4 var mest fördelaktigt för total köpt energi hos konsument både vid utredning lokalt och generellt. Den utredda EROI (Energy Return On Investment) visade på fördel hos Modell 3 både lokalt och generellt. Lägst klimatpåverkan i form av totalt utsläppta koldioxidekvivalenter från livscykelanalysen hade Modell 4 när det, When determining which heating and cooling system to use in buildings, there are several aspects that can be taken into account. In the past there has been a high focus on energy and economy, but with an increased focus on sustainability and the environment both globally and in Sweden, it has become increasingly important to find robust solutions that perform in all areas. Helenius Ingenjörsbyrå, which are installation consultants in the HVAC, environmental and energy fields, wants to be at the forefront when it comes to energy and the environment. In connection with higher demands on sustainability and the environment, it is of interest to Helenius to see how conventional heating and cooling systems perform when evaluated with respect to energy performance, climate impact, economy and recycling. In addition to this, also see how the result of the systems performance is affected by its geographical location by investigating these areas at a local level (in Uppsala) and at a general level. General level corresponds to an average value for Sweden. This thesis has thus developed a methodology to investigate these areas and suitable systems for the purpose. This work will investigate an office property where heating and cooling is supplied by different conventional heating and cooling systems. The building also has a constant cooling load throughout the year. The four system setups that were developed and investigated in the work were: cooling machine with heat recovery from the condenser heat and separate district heating system (Model 1). The second set-up was a cooling machine with district heating and no option for heat recovery (Model 2). System three was district cooling and district heating (Model 3) and system four borehole storage that utilizes free cooling and heat pumps (Model 4). The result shows that Model 4 was the most beneficial for total energy purchased by the consumer both when investigated locally and generally. The investigated EROI (Energy Return O

Fjärrvärmen utgör omkring hälften av all uppvärmning som sker i Sverige idag och har utöver det en viktig roll då den tar vara på mycket energi som annars hade gått till spillo. Att kunna vara ekonomiskt konkurrenskraftig gentemot andra uppvärmningsalternativ är en viktig del för fjärrvärmens fortsatta utveckling. Det finns flera alternativ och möjligheter att göra detta, ett av dem är att hålla nere driftkostnaderna. Det kan bland annat göras genom att minska tryckfallen i näten, som även kan ge en ökad expansionsmöjlighet. Idag används främst avstängningsventiler med reducerande genomlopp i näten, främst på grund av den billigare investeringen. Trots detta saknas en kunskap om hur dessa ventiler påverkar näten sett till tryckfall, drift- och investeringskostnader jämfört med ventiler med fullt genomlopp. För att undersöka detta har två metoder använts för att komplettera varandra och öka förståelsen för ventilerna. Den första metoden beräknade det generella fallet teoretiskt för att se vid vilka flöden som ventiler med fullt genomlopp är mer gynnsamma. Den andra metoden beräknade ett specifikt fall med simuleringar i ett verkligt nät med de olika ventilerna och beräkna vilken som är den mest ekonomiskt gynnsamma. Resultaten av det generella fallet visar att ventiler med fullt genomlopp blir mer gynnsamma när flödeshastigheten överstiger omkring 1 m/s, oavsett dimension, beräknat på under 30 år med ett elpris på 1,50 kr/kWh. Vid dimensionering av nät är det vanligt att använda 1,5 - 2,0 m/s, detta utgör ofta en liten del av nätets drifttid och är ofta lägre. Beräkning av det specifika fallet visade att ventiler med reducerande genomlopp är det ekonomiska alternativet då återbetalningstiden för ventiler med fullt genomlopp var över 600 år vid 1,50 kr/kWh. Utifrån detta kan slutsatsen dras att ventiler med fullt genomlopp inte bör ersätta reducerande genomlopp, utan att det i stället handlar om att identifiera de delar i nätet som utgör, eller kan komma att utgöra, e, District heating makes up about half of all heating that takes place in Sweden today and, in addition to that, has an important role as it makes use of a lot of energy that would otherwise have been wasted. Being able to be economically competitive against other heating alternatives is an important part of the continued development of district heating. There are several options to do this, one of which is to keep operating costs down. This can be done by reducing the pressure drops in the networks, which can also provide an increased possibility of expansion. Today, shut-off valves with reducing throughput are mainly used in networks, often because of the cheaper investment. Despite this, there is a lack of knowledge about how these valves affect the networks, which is attributed to pressure drop, operating and investment costs compared to valves with full flow. To investigate this, two methods have been used to complement each other and increase the understanding of the valves. In the first method, the general case is calculated theoretically to see at which flows valves with full flow are advantageous. The second method calculates a specific case with simulations in a real network with the different valves and calculates which one is the most economically advantageous. The results of the general case show that valves with full flow become more advantageous when the flow rate exceeds about 1 m/s, regardless of dimension, calculated over 30 years with an electricity price of SEK 1.50 /kWh. When dimensioning networks, 1.5 - 2.0 m/s is a common value, this often constitutes a small part of the network's operating time and is often lower. Calculation of the specific case showed that valves with reducing throughput are the economic alternative as the payback period for valves with full throughput was over 600 years at SEK 1.50/kWh. Based on this, the conclusion can be drawn that valves with full throughput should not replace reducing throughput, but that it is instead a

With sharp climate goals to be climate neutral by 2045, Sweden needs to rapidly change the present energy system. The Swedish government has assigned Gotland as a pilot area for the energy transition, due to its geographical constrains as an island, and because of the major structural changes planned for Gotland’s energy supply and industrial establishment. These changes create the opportunity to build a more flexible, efficient, and robust energy system. To support the transition, IVL Swedish Environmental Research institute has initiated the GOT Heat project. This thesis contributes to the GOT Heat project by developing a GIS model that represent the heat sector of Gotland. The model has been developed in parallel with a TIMES model. The purpose of the GIS model is to be used as a heat atlas and to support the TIMES model of Gotland’s energy system by spatial visualization and knowledge. The GIS model was successfully developed and utilized to enhance the representation of Gotland’s energy system within the TIMES model. Data from Boverket, Lantmäteriet, Energimyndigheten and companies has been collected, processed for the development of the GIS model. The incorporation of spatial knowledge and visualization of the heat sector through the GIS model is expected to improve the overall outcomes of the TIMES model. The heat atlas also proved to be a valuable support tool, enabling the visualization of excess heat potentials within the heat sector. This visualization provides insights into potential opportunities for industrial and sector coupling, which would lead to more efficient utilization of excess heat.

Sweden is a country that since long have prioritized the development of energy-smart solutions and the optimization of energy systems to reduce its energy consumption. Energy usage encompasses various needs, including heating buildings and premises, but most importantly, heating of residential properties. Today, nearly half of all heating is done through district heating, and the transition towards the idealization of this energy source is therefore crucial for future climate transitions. This development is now focused on a new generation of district heating technology called the fourth-generation district heating (4GDH). These technologies aim to reduce distribution temperatures from the current third-generation district heating technology (3GDH), which operates at 80-120°C in forward flow and 40-60°C in return flow, to 55-70°C in forward flow and 20-35°C in return flow. The present report addresses what 4GDH may look like, with a focus on low-temperature district heating islands within an existing 3GDH network. The project is based on energy efficiency, competition from heat pumps, and recent customer demands, which necessitate the modernization of low-temperature networks to ensure the competitiveness of district heating. The objective of this work is therefore to gain an overview of the potential for improvement when establishing a low-temperature district heating network within an existing network, considering ecologic and economic perspectives. Using the programme NetSim, five different scenarios for conventional and low-temperature installations in Eskilstuna have been simulated. The results show that a low-temperature installation becomes significantly more expensive when only considering pipe prices, with economic losses amounting to approximately 1.05 million SEK in case 1 and around 0.91 million SEK in case 2. However, it was observed that the low-temperature networks in case 1 and 2 have significantly lower heat losses, primarily due to the material of

With joint commitments by twenty-seven countries under the Paris Agreement, the European Union envisioned a resource-efficient and competitive economy without net emission of greenhouse gases by 2050. Immediate and massive efforts across sectors of energy, industry, and buildings will be required, and district heating (DH), through its ability to integrate efficiency measures on the supply and demand side, can play a central role. The aim of this thesis is to investigate techno-economic effects and environmental impacts of different energy system collaborations (ESCOs) with efficiency measures and their ability to improve DH performance. ESCOs studied in Sweden involve various actors and utilize more industrial excess heat (IEH) or new combined heat and power (CHP) plants and provide energy renovation of multi-story apartment building clusters. Results show benefits from lower use of fuels and electricity when utilizing new supplied IEH in a DH system. Systems integration and new CHP plant in another ESCO study show advantages in cogeneration of electricity (29 GWh/a) and industry fuel supply. A new combined-cycle CHP plant in yet another study with systems integration shows benefits with increased electricity production (650 GWh/a), but is also highly dependent on considered investment risk and energy prices. Findings from cluster energy renovation show reduced primary energy use (36.2 GWh/a) and carbon dioxide emissions (8.4 kton CO2/a) mainly from biofuels substituting for fossil fuels in power plants but also decreased CHP production (35.7 GWh/a heat; 6.5 GWh/a electricity) and financial deficit for building owners, energy companies, and industries (44, 33.9, and 2.2 M€/50a respectively). This work proposes methods and approaches (e.g., optimization, simulation, metamodeling) that have the ability to investigate implications from ESCOs with efficiency measures and to quantify changes in system cost, energy resource use, and CO2 emissions., Den Europeiska Unionen eftersträvar i enlighet med Parisavtalet att bli en resurseffektiv och konkurrenskraftig ekonomi utan nettoutsläpp av växthusgaser till 2050. Omedelbara och massiva insatser kommer att krävas inom sektorerna energi, industri och byggnader. Fjärrvärme med möjlighet att integrera effektiviseringsåtgärder på tillförsel- och efterfrågesidan kan spela en central roll. Syftet med denna avhandling är att undersöka tekniska och ekonomiska effekter, samt miljöpåverkan av energisystemsamverkan (ESCOs) med effektiviseringsåtgärder och dessas möjlighet att förbättra fjärrvärmeprestanda. ESCOs studier i Sverige involverar olika samverkande aktörer och utnyttjar industriell överskottsvärme och nya kraftvärmeverk och de energirenoverar även kluster av flervåningshus. Resultaten visar fördelar med minskad användning av bränsle och elektricitet genom nytillförd industriell överskottsvärme i fjärrvärmesystem. Systemintegration och ett nytt kraftvärmeverk i en annan ESCO-studie visar fördelar med ökad elproduktion (29 GWh/år) och bränsleförsörjning från industrier. Ett nytt kombikraftvärmeverk i en annan studie med systemintegration visar fördelar med ökad elproduktion (650 GWh/år), men även ett starkt beroende av övervägd investeringsrisk samt ändrade energipriser. Resultaten från energirenoveringar av byggnadskluster visar minskad primärenergianvändning (36,2 GWh/år) och koldioxidutsläpp (8,4 kton/år) främst från biobränslen som ersätter fossila bränslen i kraftverk, men även en reducerad kraftvärmeproduktion (35,7 GWh/år värme; 6,5 GWh/år el) och ett ekonomiskt underskott för fastighetsägare, energiföretag och industrier (44, 33,9 respektive 2,2 M€/50 år). Denna avhandling föreslår metoder och tillvägagångssätt såsom optimering, simulering och metamodellering för att undersöka implikationer från ESCOs med effektiviseringsåtgärder, samt kvantifierade förändringar av systemkostnader, energiresursanvändning och koldioxidemissioner.

Ökad mänsklig aktivitet och global folkmängd har lett till ökat energibehov där största andelen av energin är från fossila bränslen. Vätgas ses som en effektiv energibärare som kan produceras med förnyelsebara resurser och ersätta fossila bränslen. Vätgas producerad med förnyelsebara resurser är dock fortfarande dyrt jämfört med produktion från fossila bränslen.Det finns få tidigare studier som har studerat utnyttjandet av spillvärme från vätgasanläggningar och vilken påverkan det kan ha på den ekonomiska lönsamheten.Den här studien som sker i samarbete med Research Institutes of Sweden (RISE), syftar till attoptimera en vätgasanläggning, med ett på förhand definierat vätgasbehov, utifrån ett ekonomiskt perspektiv och se om en sektorkoppling till ett fjärrvärmenät kan förbättra det ekonomiska resultatet. Sektorkoppling innebär i den här studien att spillvärme skickas från vätgasanläggningen in till fjärrvärmenätet. Systemet som studeras består utav en elektrolysör, en bränslecell och ett vätgaslager. Systemet är beskrivet så att i första hand producera en förutbestämd mängd vätgas som ska användas till fordonsbränsle. Därutöver kan systemet utnyttjas för elenergilagring via vätgaslagring, om det visar sig ekonomiskt fördelaktigt. Målen är att optimera fram ett pris för vad vätgasen behöver kosta för att anläggningen ska nå break-even, dimensionera elektrolys, vätgaslager och bränslecell utefter optimal drift ochstudera vad som påverkar den optimala driften av anläggningen.Metoden som används för att optimera vätgasanläggningen är linjärprogrammering i programmet MATLAB. I optimeringen ska den lägsta möjliga nettokostnaden (eventuella högsta nettointäkten) för systemet beräknas. Alla kostnader och intäkter beskrivas linjärt, sedan definieras alla variabler som påverkar kostnader och intäkter. Variablerna kommer i sin tur att bero på villkor, samt linjära likheter och olikheter som begränsar hur små eller stora värden de får anta för att påverka resultatet. Optimering, Increased human activity and global population have led to an increased energy demand, with most of the energy coming from fossil fuels. Hydrogen is seen as an efficient energy carrier that can be produced using renewable resources and replace fossil fuels. However, hydrogen produced from renewable resources is still expensive compared to production from fossil fuels. There have been few previous studies that have examined the utilization of waste heat from hydrogen facilities and the impact it can have on economic profitability.This study, conducted in collaboration with Research Institutes of Sweden (RISE), aims to optimize a hydrogen production facility, with a predefined hydrogen demand, from an economic perspective and assess whether a sector coupling to a district heating network can improve the economic outcome. In this study, sector coupling means that waste heat is sent from the hydrogen facility to the district heating network. The hydrogen plant consists of an electrolyzer, a fuel cell, and a hydrogen storage. The system is designed to primarily produce a predetermined amount of hydrogen to be used as vehicle fuel. Additionally, the system can be used for electrical energy storage through hydrogen storage if it proves to be economically advantageous. The objectives are to optimize the price at which hydrogen needs to be sold for the facility to break even, sizing the electrolyzer, hydrogen storage, and fuel cell based on optimal operation, and study the factors that affect the optimal operation of the facility.The method used to optimize the hydrogen facility is linear programming in the MATLAB program. The optimization aims to calculate the lowest possible net cost (or highest net income) for the system. All costs and revenues are described linearly, and then all variables that affect costs and revenues are defined. These variables, in turn, depend on conditions as well as linear equalities and inequalities that restrict the values, they can take to infl, HyCoGen

Denna delrapport beskriver resultat i projektet Tidstegen 5. Tidstegen 5 är ett samfinansprojekt som pågår under 2020 till 2023 med finansiering från Naturvårdsverket och Formas via Stiftelsen Institutet för Vatten- och Luftvårdsforskning (SIVL) samt från ett antal energibolag. Tidstegen är en metod, och numera också ett digitalt verktyg där metoden tillämpas, som tagits fram under flera utvecklingsprojekt. Tidstegen-metoden består av fem olika delar varav sista delen innebär att man beräknar klimatpåverkan av energiåtgärder baserat på en förändrad energianvändning i byggnaden samt miljövärdesfaktorer för fjärrvärme, fjärrkyla, el och/eller bränslen. I denna rapport presenteras uppdaterade indata för att kunna göra klimatbedömningarna. Det handlar om marginalproduktionen i elsystemet, som i sin tur ger olika emissionsfaktorer för elanvändning, samt emissionsfaktorer för olika bränslen som används vid produktion av fjärrvärme och fjärrkyla. Fyra olika scenarier för elsystemets utveckling har tagits fram: Ambitiöst Europa, Klimatneutralt Norden, Konservativt och Mycket konservativt. Dessa fyra scenarier beskriver den timvisa elproduktionsmarginalen i Sverige, med hänsyn tagen till kopplingarna till det europeiska elsystemet, för åren 2020, 2025, 2030, 2040 samt 2050. Scenarierna besvarar frågan: ”Hur påverkar en förändrad elanvändning i Sverige driftmarginalen i hela det europeiska elsystemet, givet olika scenarier?”. Utifrån de timvisa serierna i scenarierna har därefter emissionsfaktorer för elanvändning tagits fram. För att göra en klimatbedömning av en förändrad användning av värme och kyla används emissionsfaktorer för olika typer av bränslen. Dessa har nu uppdaterats, och några nya bränslen har lagts till. Emissionsfaktorerna inkluderar både produktion, distribution och användning (stationär förbränning) av de olika bränslena. I och med denna rapport uppdateras nu verktyget Tidstegen med nya emissionsfaktorer som påverkar klimatpåverkan från marginalproduktionen

Several climate and energy goals have been set in the European Union, one of them being to increase energy efficiency. In Sweden, a large potential for increased energy efficiency lies in the residential and service sectors, which account for about 40% of total energy use. A large share of buildings in Sweden were built in the Million Homes Program in the 1960s and ’70s. These buildings are now in need of renovation, which enables renovation with the ambition of reducing energy use. In this thesis, the purpose is to develop an energy signature method, a bottom-up statistical method. This method has been validated using a building energy simulation software called IDA ICE, for two kinds of multifamily buildings from the Million Homes Program. The energy signature method has then been applied to a district located in Gävle, Sweden, containing more than 90 multifamily buildings with similar construction. In addition to characterizing current thermal performance of the buildings, the energy signature method is further developed so that potential for energy renovation of the district can be simulated. Simulated energy renovation is developed to comply with building energy use requirements, according to the most recent Swedish building regulations. Both on building and district level, sensitivity analysis is performed. In both cases the energy signature method is insensitive to changes in internal heat gains and indoor temperature. To investigate the effects of simulated renovation on a local district heating system, results are visualized in a duration diagram, where energy use reduction in different load periods is displayed. Thus, it is demonstrated how the energy signature method can be used as a rapid way of simulating energy renovation on district level and with readily available data., EU har beslutat om flera klimat- och energimål, bland annat att energi ska användas mer effektivt. I Sverige finns en stor potential för ökad energieffektivitet i bostads- och servicesektorn, som står för cirka 40 % av den totala energianvändningen. En stor av del Sveriges byggnadsbestånd består av miljonprogramsbyggnader från 1960- och 1970-talen. Dessa byggnader är i behov av renovering, vilket möjliggör ytterligare renovering med syfte att sänka energianvändningen. Syftet med denna studie är att utveckla en energisignaturmetod, en ”bottom-up” statistisk metod. Metoden har validerats med byggnadsenergisimuleringsprogrammet, IDA ICE, för två typer av flerbostadshus från miljonprogrammet. Energisignaturmetoden har sedan applicerats på ett distrikt i Gävle som innehåller fler än 90 flerbostadshus med liknande konstruktion. Förutom att karakterisera byggnadernas nuvarande termiska prestanda, vidareutvecklas energisignaturmetoden så att även energirenovering kan simuleras. Denna metod utvecklas för att uppfylla Boverkets krav på byggnaders energianvändning, enligt gällande svenska byggnadsreglerna. Känslighetsanalys utförs både på byggnads- och distriktsnivå. I båda fallen visar sig energisignaturmetoden vara okänslig för förändringar i intern värmegenerering och inomhustemperatur. Effekterna av den simulerade renoveringen presenteras i ett varaktighetsdiagram, som visar de möjliga effekterna på ett lokalt fjärrvärmesystem. På detta sätt demonstreras hur energisignaturmetoden kan användas för att snabbt simulera energirenovering på distriktsnivå och med lättillgänglig data.

Studien använder linjärprogrammering för att optimera driften av det termiska energisystemet på Karlstad centralsjukhus ur ett ekonomiskt perspektiv. Bakgrunden till studien är de höga elpriser som rådde under slutet av 2021 samt att det i dagsläget finns kunskapsluckor angående hur systemet bör köras optimalt. Studien baseras på driftdata från 2021. Energisystemet som optimeras är uppbyggt av kylvärmepumpar, bergvärmepumpar, kylmaskiner, frikyla, fjärrvärme och marklager. Ett förhållande för hur många kWh termisk energi som produceras per tillförd kWh el tas fram för samtliga komponenter, vilket sedan används för att modellera energisystemet. Optimering av systemet ger vilka komponenter som skall användas vid olika tidpunkter för att uppfylla ett bestämt värmebehov och kylbehov. Resultatet i form av optimal drift under 2021 analyseras och används för att ta fram driftrekommendationer för energisystemet i framtiden. En metod för att teoretiskt begränsa marklagrets kapacitet vid optimering presenteras. Metodenanvänder nettoenergi till marklagret över en specifik tidsperiod för att approximera temperaturen på brinevätskan ut ur marklagret. Genom att sätta temperaturbegränsningar på brinevätskan kan därigenom nettoenergin till marklagret begränsas. Baserat på data från 2021 tillåts nettoenergin till marklagretvariera mellan -14 700 kWh och 12 500 kWh per 24 timmar. Resultaten visar att det under vintern är fördelaktigt att primärt använda bergvärmepumparna A-D i kombination med frikyla. Sekundärt används kylvärmepumparna E-F. Skillnaden mellan primär och sekundär systemlösning är liten och de båda kan ses som relativt likvärdiga. Fjärrvärme används enbart som sista alternativ under vintern. Energikällan för bergvärmepumparna bör variera mellan Klarälven och marklager med avsikt att utnyttja marklagrets kapacitet optimalt. Vår och höst fallet är till stora delar likvärdigt med vinterfallet med undantaget att det innehåller fler variationer till följd av förändringar i o, The study uses linear programming to optimize the operation of the thermal energy system at Karlstad Central Hospital from an economic perspective. The background to the study is the high electricity prices that occurred at the end of 2021 and the fact that there are currently knowledge gaps regarding how the system should be run optimally. The study is based on operational data from 2021. The energy system that is optimized is made up of cooling heat pumps, ground source heat pumps, cooling machines, free cooling, district heating and ground storage. A ratio for how many kWh of thermal energy that is produced per kWh of supplied electricity was produced for all components, which was then used to model the energy system. Optimization of the system provides which components are to be used at different times to meet a specific heating and cooling demand. The result in the form of optimal operation during 2021 is analyzed and used to produce operating recommendations for the energy system in the future. A method for theoretically limiting the capacity of the ground storage during optimization is presented. The method uses net energy to the ground storage over a specific period of time to approximate the temperature of the brine liquid out of the ground storage. By setting temperature limits on the brine liquid, the net energy to the ground storage can thereby be limited. Based on data from 2021, the net energy to the ground storage is allowed to vary between -14 700 kWh and 12 500 kWh per 24 hours. The results show that during the winter it is advantageous to primarily use the ground source heat pumps A-D in combination with free cooling. Secondary, the cooling heat pumps E-F are used. The difference between primary and secondary system solution is small and the two can be seen as relatively equivalent. District heating is only used as a last resort during the winter. The energy source for the ground source heat pumps should vary between the Klarälven river and the gr

Energy efficiency and reduced energy consumption are two highly discussed topics in the global environmental debate where Sweden as a country is at the forefront. High demands on streamlining energy usage exists where a goal is to by 2030 have a 50% more efficient energy use than in 2005. This study examined how waste heat could be recovered from an industrial process to reintroduce it into the building and thus reduce energy consumption. The process included a test room for large motors at ABB Machines in Västerås, where a fire pond near the building was used as cooling water for the motors' cooling systems during testing. The fire pond was located underground and only the outdoor climate controlled the temperature of the water in the pond. This meant that for large parts of the year the water was too hot to be used as cooling water and thus there was a need to reduce the temperature of the pond and at the same time utilize the heat that was in it. Mass balances were performed on the fire pond using test protocols. In this way, the group was able to calculate how much energy was available to be utilized and what system temperatures were possible. After analysis of previous studies, a system solution was developed where the incoming cold water that would become domestic hot water was used to cool the fire pond and at the same time preheat the cold water. Calculations were made to prove the economic and environmental benefits of the solution. The result showed a saving of 121.89 MWh/y in district heating consumption, which corresponded to a decrease of 3.1% of the total district heating consumption. In figures, this corresponded to a gross saving of 66,730 SEK/year. In addition, the solution reduced cold water consumption by 3200 . The study showed that economic and environmental savings could be made but that the system solution was difficult to generalize as the current problem was unique. The group discussed other solutions that would have been possible if other c

Det kalla klimatet i Sverige, framför allt i de norra delarna, ställer höga krav på uppvärmningen av byggnader och varmvatten. Att välja rätt värmesystem kan därför vara lönsamt, både ekonomiskt och miljömässigt. Fjärrvärmen är det vanligaste uppvärmningsmetoden i större byggnader, medan småhus ofta använder sig av värmepumpar. Studier har visat på att kombinationer av fjärrvärme och bergvärmepumpar kan ha ekonomiska fördelar. Det blir därmed intressant att undersöka vilken kombination av de två värmesystemen som är mest ekonomiskt fördelaktig. För att beräkna det har en beräkningsmodell skapats baserat på ett nybyggnadsprojekt i Umeå kallat Verkstan. Tanken är att beräkningsmodellen ska kunna beräkna vilken effektfördelning samt energitäckningsgrad som är mest gynnsam, vilket gjordes genom att beräkna minimum i ickelinjära uttryck. För att genomföra beräkningarna användes ett plugg in program i Excel kallat Solver. Livscykelkostnad samt payback tid användes för att beräkna uppvärmningssystemens lönsamhet. Där utöver undersöktes även den miljömässiga aspekten av de olika värmesystem som beräknats, vilket baserades på utsläpp kopplade till driften. Genom utsläppen av koldioxidekvivalenter till atmosfären inom el- och fjärrvärmeproduktionen beräknas och jämförs de årliga utsläppen för olika värmesystem. Beräkningarna visade på tydliga ekonomiska fördelar med ett kombinerat system, vilket även finner stöd i litteraturen. Resultaten från beräkningsmodellen visade på att effekten hos den installerade bergvärmepumpen i Verkstan är lägre än optimalt, och en högre effekt skulle möjliggöra betydande besparingar, upp emot 1,2 miljoner kr. Den valda effekten innebär dock betydande besparingar jämfört med ett system bestående av enbart fjärrvärme. En känslighetsanalys genomfördes, vilket undersökte vilken påverkan förändringar på parametrar har på resultatet. Den visade att trots betydande påverkan på livscykelkostnaden var det kombinerade systemet ekonomiskt fördelaktigt. Os, The cold climate in Sweden, especially in the northern parts, places high demands on the heating of buildings and hot water. Choosing the right heating system can therefore be profitable, both economically and environmentally. District heating is the most common heating method in larger buildings, while single-family homes often use heat pumps. Studies have shown that combinations of district heating and geothermal heat pumps can have economic benefits. It would thus be interesting to investigate which combination of the two heating systems is most economically advantageous. To calculate this, a calculation model was created based on a new construction project in Umeå called Verkstan. The idea is that the calculation model should be able to calculate which power distribution and energy coverage ratio is most favorable, which was done by calculating the minimum in non-linear expression. To perform the calculations, a plug-in program in Excel called Solver was used. Life cycle cost and payback time were used to calculate the profitability of heating systems. In addition, the environmental aspect of the various heating systems that were calculated was also examined, which was based on emissions linked to operations. Through the emissions of carbon dioxide equivalents to the atmosphere in electricity and district heating production, the annual emissions for different heating systems were calculated and compared. The calculations showed clear economic benefits of a combined system, which also finds support in literature. The results from the calculation model showed that the power of the installed ground source heat pump in Verkstan was lower than optimal, and a higher power would enable significant savings, up to SEK 1.2 million. However, the selected effect means significant savings compared to a system consisting only of district heating. A sensitivity analysis was performed, which examined the effect of changes in parameters on the result. It showed that despite th

I den här rapporten har fokus varit att undersöka och identifiera förbättringsområden i användandet av fjärrvärme inom dagens fjärrvärmesystem. Rapporten är huvudsakligen en teoretisk studie som är kombinerad med egna simuleringar via programvaran NetSim. Användningen av fjärrvärme utvecklas ständigt och i dagsläget används främst tredje generationens fjärrvärme med en pågående utveckling av fjärde generationens fjärrvärme. Fjärrvärme kan produceras via olika anläggningar där kraftvärme har valts att avgränsa och fokusera på. Den producerade fjärrvärmen inom Sverige består av en framledningstemperatur med ett medelvärde av +86 ̊C och +47,2 ̊C i returledningen. Rapporten inriktar sig specifikt på användning av fjärrvärme inom bostads- och service sektorn där fjärrvärme stod för 31% av uppvärmningsbehovet år 2019. Detta skapar en bra grund för argumentet att effektivisera dess användning vilket kan möjliggöras utanför byggnaden i fjärrvärmenätet men även inuti byggnaden. Genomförandet har varit att ta fram slutsatser via simuleringar, tidigare forskning samt litteratur. Programvaran NetSim som är utvecklat för fjärrvärmesimuleringar användes för att simulera och undersöka hur fjärrvärmenätet påverkas utifrån tre olika scenarion (i) referensscenario (ii) lägre nättemperatur (iii) lägre nättemperatur vid högre påfrestning i fjärrvärmenätet. Scenarierna reflekterar dagens fjärrvärmenät och vilken potential som finns inom framtida fjärde generationens fjärrvärmenät. De resultat rapporten visar är att det finns potential för ett antal förbättringar inom fjärrvärmesystemet, första förbättringen är kring ändring av kopplingsprincip i fjärrvärmecentralen. Olika kopplingar har potential att uppnå olika returtemperatur utifrån dess utformning. De principer som studerades var parallell-, tvåstegs-, trestegs- och seriekoppling, där trestegskoppling åstadkom lägst returtemperatur på bekostnad av ökad komplexitet, miljöpåverkan och pris. Andra förbättringen är att frång, The focus of this report has been to investigate and identify areas for improvement in the use of district heat within our current district heating system. The report is mainly a theoretical study combined with own simulations via the software NetSim. The use of district heating is constantly evolving and currently mainly third generation district heating is used with ongoing development of fourth generation district heating. District heating can be produced by different plants, where CHP-plants has been chosen to be delimited and focused on. The district heat produced within Sweden consists of a supply temperature with an average value of +86 ̊C and +47.2 ̊C in the return line. The report focuses specifically on the use of district heating in the residential and service sector where district heating accounted for 31% of the heating demand in 2019. This creates a good basis for the argument to make its use more efficient which can be made possible outside the building in the district heating network but also inside the building. The methodology has been to develop conclusions via simulations, previous research, and literature. The NetSim software developed for district heating simulations was used to simulate and investigate the impact on the district heating network based on three different scenarios (i) reference scenario (ii) lower network temperature (iii) lower network temperature at higher demand in the district heating network. The scenarios reflect the current district heating network and the potential of the future fourth generation district heating network. The results of the report show that there is potential for a number of improvements in the district heating system, the first improvement is around the change of the coupling principle in the district heating plant. Different couplings have the potential to achieve different return temperatures depending on their design. The principles studied were parallel, two-stage, three-stage and s

With the Paris agreement calling to limit global warming to 2°C below pre-industrial levels, with further efforts to ensure it stays below 1.5°C, the Finnish government passed the Lakihiilen energiakäytön kieltämisestä (416/2019), i.e., Act of Prohibition of Coal Energy,which stipulates that the use of coal as a fuel for heat/electricity production to be bannedfrom 1 May 2029. This affects Helsinki’s energy industry and a key concern to this work is the Salmisaari Combined Heat and Power plant, which is set to be decommissioned. This plant currently generates heat and electricity by using wood pellets and coal to cater toaround 25-45% of the District Heating consumption of the city of Helsinki. To compensate for this decommissioning, there arises a need for more heat production,around 300-500MW of capacity. One alternative is the heat recovery of seawater by utilising the phase change heat of freezing. The present project investigates a technical feasibility study of a system to generate ice slurry, which is then used to extract heat fromseawater at ~0°C via a heat pump. The competitiveness of an ice-slurry based system to state-of-the-art water or ice-based storage is analysed as well. The proposed system is then modelled in Aspen Plus, and the pressure drop characteristics of the generated ice slurry are studied. Finally, a sensitivity analysis of the pressure ratio of the compressor on the performance of the system is studied. Based on prior works, level of commercialisation and technical feasibility, it was found that a vacuum ice generation method, in combination with heat pumps, is a viable solution to cater to the district heating demand of the city. Further, it is concluded that the pressure drop occurring during transport of the ice slurry is quite minimal – less than 0.5% of the total power consumed whilst producing 300MW of district heat. The COP of the system varies between 2.6-2.8 depending on the pressure ratio of the compressor and thus is energy effi, Med Parisavtalet som kräver att den globala uppvärmningen ska begränsas till 2 °C under förindustriella nivåer, med ytterligare ansträngningar för att säkerställa att den håller sigunder 1,5 °C, antog den finska regeringen Laki hiilen energiakäytön kieltämisestä (416/2019), dvs. Förbud mot kolenergi, som föreskriver att användningen av kol som bränsle för värme-/elproduktion ska förbjudas från och med den 1 maj 2029. Detta påverkar Helsingfors energiindustri och en central fråga för detta arbete är Salmisaarikraftvärmeverk, som är planlagt på att avvecklas. Denna anläggning genererar för närvarande värme och elektricitet genom att använda träpellets och kol för att tillgodosecirka 25–45 % av Helsingfors stads fjärrvärmeförbrukning. För att kompensera för denna avveckling uppstår ett behov av mer värmeproduktion, cirka 300-500MW kapacitet. Ett alternativ är värmeåtervinning från havsvatten genom att utnyttja fasförändringsvärmen från frysning. Detta projekt skall undersöka genom en teknisk förstudie olika system för att generera isslurry (en blandning av is och vatten), som sedan används för att utvinna värme från havsvatten vid ~0°C med hjälp av en värmepump. Konkurrenskraften hos ett isslurrybaserat system jämfört mot toppmoderna vatten- eller isbaserad lagrings system analyseras också. Det föreslagna systemet modelleras sedan i Aspen Plus, och tryckfallsegenskaperna hos den genererade isslurryn studeras. Slutligengörs en känslighetsanalys av kompressorns tryckförhållande och dess påverkan på systemets prestanda. Baserat på tidigare arbeten, kommersialiseringsnivå och teknisk genomförbarhet fann denna rapport att genom en metod för att generera vakuumis, i kombination med värmepumpar att en hållbar lösning för att tillgodose stadens fjärrvärmebehov finns. Vidare dras slutsatsen att tryckfallet som inträffar under transport av isslurryn är minimalt- mindre än 0,5 % av den totala energiförbrukningen samtidigt som den producerar 300MW fjärrvärme. Systemets COP variera

Climate change and the increase of carbon dioxide in the atmosphere is an ongoing problem affecting the earth globally. To break this trend and revert the changes a continuous upgrade of the current energy system is needed, one way of doing this is by using models to simulate new systems. One of the areas that needs optimization is heat distribution systems and district heating. In this master thesis a model for simulation of district heating is built and tested for several case studies. This thesis is part of a larger research project which aims at integrating multiple models regarding mobility and energy systems to simulate a smaller society. The distribution system model was created using matrices to describe the connections within the system and then used to calculate mass flow, pressure drop, temperatures and heat losses. Results show that placement of new users in the grid heavily impact the mass flow and pressure drop throughout the system. Moreover, the result also shows that a reduction of the temperature requirement at one user has the possibility to drastically lower the temperature through the system and lower the heat losses significantly. Before further use of this model verification with commercialized software is strongly suggested.

This thesis aims to investigate if the hourly heat load consumptiondata can be used to approximate the daily consumptions patterns forbuildings connected to Göteborg Energi’s district heating network. Theapproximated data shall act as foundation for dimensioning of thedistrict heating network. In this work, it is studied how theconsumption approximation are due to changes in the outdoortemperature between different years.The aim is to develop an approximation model for hourly heat loadpatterns, heat output, water flow and return temperature from thedistrict heating substations of individual buildings regardless ofbuilding types. The approximation methods used in the hourlyapproximation model is multiple ridge regression. Regression trees areused to define breaking points such as the building balance pointtemperature from the consumer heat load pattern. Two separateregression intervals were defined based on breaking points from theregression tree. Outdoor temperature data, solar radiation data,weekday and weekends data used as predictors.The approximation model is evaluated against a reference model usingthe daily mean heat load consumption data. Evaluation between themodel and reference is made on six different building and buildingtypes during the outdoor temperature of -16, which is the designoutdoor temperature of the district heating system of Göteborg Energi.The approximated maximum heat output and water flow during the daywhere 18 % and 10 % above the approximated daily mean. Theapproximated return temperature where 43-51 °C compared to the dailymean of 42 °C for a warm year and 47-52,5 °C compared to 50 °C dailymean for a cold year.The hourly approximation model where able to capture the heat loadpatterns of different building types. However, higher demands on dataquality needs to be addressed to ensure the use of the hourlyapproximation model., I detta examensarbete har en undersökning angående värmelastapproximationer baserade påtimupplöst kundlastdata gjorts. Värmelasterna som approximerades var värmeeffekt,vattenflöde och returtemperatur. Data för utomhustemperatur, helg och vardag samtsolinstrålningsdata har använts för att kunna approximera värmelasterna. Resultat avapproximationer har visualiserats i relation till utomhustemperaturen och har utvärderats fördimensionerande utomhustemperatur. Utvärdering gjordes på olika byggnader ochbyggnadstyper. Resultat av approximationsmodell med timupplöst kundlastdata utvärderadesmot modell baserad på dygnsmedeldata. Modellerna testades för två olika år med skildautomhustemperaturer, ett kall-år och ett varm-år.Resultat visar att det är möjligt att fånga den timvisa värmelasten hos enskilda kunder och skulleinnebära ett bättre underlag vid dimensionering. Detta då högsta värmelasten under ett dygnskiljer sig från dygnsmedellasten. Att implementera modell med timdatat ökar känsligheten imodellen och ställer högre krav på den inhämtade kundlastdatat. Mätare i fjärrvärmecentralerbör ses över för säkerställning av god mätupplösning och mätprecision.

This is a study conducted on behalf of the pharmaceutical company Cytiva in Uppsala via STUNS Energi by students at Uppsala university. The goal for Cytiva is to reduce their carbon dioxide footprint and the purpose of this study is to evaluate the possibilities of reducing their carbon dioxide emissions from the heating and cooling of their facilities, mainly office buildings. The office buildings used for the study are the older A-buildings and the more modern D1 building. The main issue used in formulating the method for this study was “How does Cytivas CO2-emission behave in regards to their indoor temperature regulation?” A separate issue using the results from the first mentioned issue is to provide an answer to “How does Cytivas CO2-emission behave in the future?” and with this help Cytiva plan ahead for the future. A data study was conducted and was supplemented by a literature study. The data was provided by Cytiva and their partners for temperatures in the buildings, outdoor temperatures, and their heat energy consumption. Key figures for the CO2-emission could be used to calculate the emissions from the heating and cooling of the buildings. In the end a linear behavior between the outdoor temperature difference and their heat energy consumption was proven and a linear model was created in order to predict changes in their CO2-emission from altering the indoor temperature. Also a difference between the efficiency in the buildings was proven, where the D1 building would be considered superior to the A- buildings., Denna studie utfördes på uppdrag och efterfrågan av Cytiva via STUNS Energi av studenter på Uppsala universitet. Syftet var att analysera och kvantifiera hur regleringen av inomhustemperaturen i Cytivas kontorslokaler påverkar koldioxidemissionen. Kontorslokalerna som undersöktes är belägna i Uppsala och är två äldre hus, A1 och A2 samt ett nyare hus, D1. Huvudmålet med studien var att informera Cytiva om deras koldioxidutsläpp till följd av deras temperaturreglering inomhus. Den primära frågeställningen som besvarades med hjälp av studien är “Hur ser Cytivas koldioxidutsläpp ut från inomhustemperaturreglering?”. Ett ytterligare mål med studien var att hitta en generell modell som kan appliceras för att simulera framtidens koldioxidutsläpp. Modellen kunde vidare ge svar på studiens andra frågeställning som lyder “Hur ser Cytivas koldioxidutsläpp ut vid modellering för framtiden?”. Studien genomfördes genom datahantering, tolkning av data samt med hjälp av en förstudie. Den behandlade data bestod av utomhus-, inomhus- och tilluftstemperaturer samt energiförbrukningen för husen. Den första frågeställningen besvarades med hjälp av att ett samband togs fram mellan energiförbrukningen och skillnaden mellan utomhus- och inomhustemperaturen korrigerad med en konstant. Energiförbrukningen kunde sedan konverteras till koldioxidutsläpp med hjälp av ett nyckeltal för fjärrvärme. Till exempel var Cytivas totala koldioxidutsläpp 189 ton från fjärruppvärmningen i hus D1 under hela 2021. För A-husen användes samma metod som för D1 förutom att inomhustemperaturen ersattes av tilluftstemperaturen på grund av saknad data. A-husens koldioxidutsläpp till följd av fjärruppvärmning under hela 2021 var 158 ton. Den andra frågeställningen besvarades genom att modellen som konstruerades för den första frågeställningen användes. Studien resulterade i en skillnad mellan byggnaderna och att det finns ett tydligt samband mellan fj

District heating (DH) systems have been commonplace in Europe for over a century. These systems have undergone an evolution since their conceiving, and today we are at the precipice of the next major transition from the third-generation district heating system (3GDH) to the fourth generation (4GDH). Current 3GDH systems operate at a supply temperature in-between 80 °C - 100 °C and a return temperature of around 45 °C. Future 4GDH systems will operate at a supply temperature below 70 °C and return temperature as low as 25 °C, and therefore, will integrate waste heat available at low temperatures, and renewable heat sources.The literature review performed here shows that low temperature DH (LTDH) systems have several benefits over their conventional temperature DH (CTDH) predecessor and achieve lower operating costs for some technologies when compared to the CTDH alternative. Therefore, in this thesis, a TIMES (The Integrated MARKAL-EFOM System) model is used to simulate the operation of a DH system. The learnings from the literature review were incorporated into the model so that certain operational differences between CTDH and LTDH systems could be compared.In this context, the aim of this project is to analyse the effects of flexibility options on the operation of a DH system, and to compare these effects between CTDH and LTDH systems. Flexibility options in DH systems are technologies and concepts that work towards balancing heat generation and demand in thermal grids and can also help balance power generation and demand in electrical grids. Examples of flexibility options are thermal energy storage (TES) tanks, and seasonal energy storages (e.g., borehole TES (BTES), caverns (CTES), and pits (PTES)). These flexibility options have already been implemented in varying amounts in today’s CTDH systems and will therefore have to provide the same service with LTDH systems in the future.As part of the REWARDHeat project (grant agreement No. 857811), the Swedish city of, Fjärrvärmesystem har varit vanliga i Europa i över hundra år. Dessa system har utvecklats sedan de utformades, och idag står vi inför nästa stora övergång från tredje generationens fjärrvärmesystem (3GDH) till fjärde generationen (4GDH). Dagens 3GDH-nät fungerar med en framledningstemperatur mellan 80 °C och 100 °C och en returtemperatur på cirka 45 °C. Framtida 4GDH-nät kommer att fungera vid en framledningstemperatur under 70 °C och en returtemperatur så låg som 25 °C, och kommer därför att integrera spillvärme som är framkomlig vid låga temperaturer och förnybara värmekällor.Litteraturstudien som gjorts i den här studien visar att fjärrvärmenät med låg temperatur har flera fördelar jämfört med deras föregångare med konventionell temperatur och att driftskostnaderna för vissa tekniska system är lägre än för alternativet med konventionell temperatur. I denna avhandling används därför en TIMES-modell (The Integrated MARKAL-EFOM System) för att simulera driften av ett fjärrvärmesystem. Lärdomarna från litteraturstudien användes i modellen för att vissa driftskillnader mellan dessa två system så att de kunde jämföras. I detta sammanhang är syftet med detta projekt att analysera effekterna av flexibilitetsalternativ på driften av ett fjärrvärmesystem och att jämföra dessa effekter mellan konventionella temperaturer och lågtemperaturssystem. Flexibilitetsalternativ i fjärrvärmenät är teknologi och koncept som arbetar för att balansera värmeproduktionen och efterfrågan i termiska nät och som också kan bidra till att balansera elproduktionen och efterfrågan i elnätet. Exempel på flexibilitetsalternativ är lagringstankar av värmeenergi och säsongsbundna energilägen (till exempel lagring av värmeenergi i borrhål, grottor och gropar). Dessa flexibilitetsalternativ har redan införts i varierande omfattning i dagens fjärrvärmenät och kommer därför att användas med lågtemperaturnät i framtiden.Som en del av REWARDHeat-projektet (bidragsavtal nr 857811) användes den svenska stad

The data centre industry is becoming more and more important due to the rapid increase of digitalisation in our society. However, data centres are large electricity consumers since electricity is needed for both the Information Technology (IT) equipment and the cooling systems, as a certain temperature must be maintained in the server rooms in order to guarantee service operations. Thus, it is important to make data centres less energy intensive and implement a circular economy approach in the sector. One possible way to implement circularity is to reuse the waste heat generated in data centres in district heating networks. However, the potential of using waste heat from low-temperature sources, such as data centres, is mainly unexploited; therefore, more studies are needed in order to inform such use. In particular, it is essential to understand how this potential could be assessed. The main purpose of this study is to identify the barriers to more heat recovery utilisation and the opportunities that heat recovery contracts can bring from the perspective of key stakeholders linked to DCs’ systems operation and service use, such as DC operators, DH operators, and municipalities. The study also aims at understanding how municipalities can enhance a greater integration of waste heat from data centres in district heating systems. To reach the objectives, this study is constructed as an explorative case study on the use of excess heat from data centres in the Stockholm district heating system. Eight stakeholders belonging to those categories were interviewed and the data collected were analysed with a Strengths – Weaknesses – Opportunities and Threats (SWOT) analysis. The study concludes that the main barriers preventing the implementation of heat recovery investments, in the explorative analysis for the Stockholm county, seem to be more business related than technical. For example, not having a clear business model in place. In terms of main opportunities, these are, Datacenterbranschen blir allt viktigare på grund av den snabba ökningen av digitaliseringen i vårt samhälle. Datacenter är dock stora elkonsumenter eftersom el behövs både för IT-utrustningen och för kylsystemen, eftersom en viss temperatur måste hållas i serverrummen för att garantera serviceverksamheten. Det är därför viktigt att göra datacenter mindre energikrävande och införa en cirkulär ekonomi inom sektorn. Ett möjligt sätt att genomföra cirkulär ekonomi är att återanvända den spillvärme som genereras i datacentren i fjärrvärmenäten. Potentialen för att använda spillvärme från källor med låg temperatur, t.ex. datacenter, är dock i huvudsak outnyttjad, och därför behövs fler studier för att informera om sådan användning. I synnerhet är det viktigt att förstå hur denna potential kan bedömas. Huvudsyftet med den här studien är att identifiera hindren för ett ökat utnyttjande av värmeåtervinning och de möjligheter som avtal om värmeåtervinning kan ge ur de viktigaste intressenternas perspektiv när det gäller drift av DC-system och användning av tjänster, t.ex. DC-operatörer, DH-operatörer och kommuner. Studien syftar också till att förstå hur kommunerna kan främja en ökad integrering av spillvärme från datacenter i fjärrvärmesystemen. För att nå målen är denna studie uppbyggd som en explorativ fallstudie om användningen av överskottsvärme från datacenter i Stockholms fjärrvärmesystem. Åtta intressenter som tillhörde dessa kategorier intervjuades och de insamlade uppgifterna analyserades med en SWOT-analys (Strengths - Weaknesses - Opportunities and Threats). I studien dras slutsatsen att de främsta hindren för investeringar i värmeåtervinning, i den explorativa analysen för Stockholms län, verkar vara mer affärsrelaterade än tekniska. Till exempel att man inte har en tydlig affärsmodell på plats. När det gäller de viktigaste möjligheterna är dessa relaterade till en förbättring av hållbarheten, t.ex. att spara resurser genom att ersätta dem med överskottsvärme o

Energy efficiency of buildings is becoming more and more common as a step towards decreasing the amount of climate emissions in the world. In the Swedish city Gothenburg, there are many existing buildings that soon faces extensive renovations due to age and therefore they have a lot of potential to, at the same time, improve the energy efficiency. Some of the buildings uses district heating as heating system and therefore this project has included an investigation of how the energy efficiency of a building affects the delivery of the district heating. The project also included an investigation of how energy efficiency of existing buildings affects the planning of the future needs of district heating.By applying energy saving measures on a reference building that can represent all the buildings in an area can the maximal power use at the DVUT be forecasted. The energy savings impact on the building’s energy- and power signatures is also a part of the study. The result of the energy savings measures is then used in an example of Gothenburg´s urban development by applying the results of the reference building on an area called Heden.The project includes a study, a model in VIP-Energy, an economic analysis of the energy savings and the example of the urban development of Heden. The results shows that the suggested measures reduce the primary energy number by 47 % and that the maximal power use reduced by 50 %. For property owners the economic analysis showed that the measures were not enough profitable. On the other hand, did the result, by the example with Heden also showed that Göteborg Energi can profit by reducing the energy use in existing buildings because it reduces the future additional net power.

This study focuses on researching the performance of CO2 heat pumps in different real-time applications and in some studies, it compares the performance to synthetic and other natural refrigerants based on heat pump data provided from buildings. The research on the performance of the CO2 heat pump is performed based on Sweden's climatic conditions. The study consists of four different case studies each focusing on the CO2 heat pump used for four different buildings. The first study evaluates the performance of air source CO2 heat pump installed in a residential building and performs cost benefit in comparison to district heating energy consumption. The second study investigates the performance of the air source CO2 heat pump for the district heating application and compares the same with other refrigerant heat pumps. The refrigerants compared with include Ammonia (R-717), Propane (R-290), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoroethane). The third study examines the performance of air source CO2 heat pumps in a commercial building with the field measured data obtained directly from the heat pump sensors through the online portal “itop”. The fourth study analyses the performance of a CO2 heat pump with that of a propane (R-290) heat pump for a commercial swimming pool application. The study is performed using a simulation model created using Microsoft Excel Sheets and Cool Prop add-in, a thermophysical property database. The simulation model makes use of formulae of heat pumps to analyse the performance of the heat pump systems. The climatic data for Stockholm is taken from ASHRAE IWEC 2 database. The results of the study show advantages of CO2 heat pumps when used for combined purposes like space heating, space cooling and domestic hot water over the heat pumps using other refrigerants for their operation, as these refrigerants when operated at high condensation temperature led to low Coefficient of Performance (COP). The first study on residential building CO2 heat pumps showed, Denna studie fokuserar på att undersöka prestandan hos CO2-värmepumpar i olika realtidsapplikationer och i vissa studier jämför den prestandan med syntetiska och andra naturliga köldmedier baserat på värmepumpsdata från byggnader. Forskningen kring CO2-värmepumpens prestanda utförs utifrån Sveriges klimatförhållanden. Studien består av fyra olika fallstudier som var och en fokuserar på CO2-värmepumpen som används för fyra olika byggnader. Den första studien utvärderar prestandan hos luftkällans CO2-värmepump installerad i ett bostadshus och ger kostnadsfördelar jämfört med energiförbrukningen för fjärrvärme. Den andra studien undersöker prestandan hos luftkällans CO2-värmepump för fjärrvärmeapplikationen och jämför densamma med andra köldmedievärmepumpar. Köldmedierna jämfört med inkluderar ammoniak (R-717), propan (R-290), R-134a (1,1,1,2-tetrafluoretan). Den tredje studien undersöker prestandan hos luftkällans CO2-värmepumpar i en kommersiell byggnad med fältuppmätta data som erhålls direkt från värmepumpens sensorer via onlineportalen "itop". Den fjärde studien analyserar prestandan hos en CO2-värmepump med den hos en propan (R-290) värmepump för en kommersiell simbassängapplikation. Studien utförs med hjälp av en simuleringsmodell skapad med Microsoft Excel Sheets och Cool Prop-tillägget, en termofysisk egenskapsdatabas. Simuleringsmodellen använder formler för värmepumpar för att analysera värmepumpsystemens prestanda. Klimatdata för Stockholm är hämtade från databasen ASHRAE IWEC 2. Resultaten av studien visar fördelarna med CO2-värmepumpar när de används för kombinerade ändamål som rumsuppvärmning, rumskylning och tappvarmvatten jämfört med värmepumpar som använder andra köldmedier för sin drift, eftersom dessa köldmedier när de används vid hög kondensationstemperatur ledde till låg koefficient prestanda (COP). Den första studien om bostadshus CO2-värmepumpar visade en kostnadsbesparing på cirka 116 000 kr per år även i högtrycksdrift avseende den årliga kos

Large-scale infrastructure projects are risky ventures, often subjected to poor performance. Time and cost are often escalating beyond estimation while quality and benefits remain unchanged. However, little is known about the project performance in the district heating sector, which serves as basic infrastructure and plays an important role in regional energy transitions. This thesis aims to explore the project performance of large-scale infrastructure projects within the energy sector, particularly the district heating setting to enhance the knowledge of large-scale project performance, and further explore what factors contribute to explaining the performance of large-scale projects within this setting. To fulfil the purpose of this thesis, a multiple case study was conducted in a Swedish district heating setting. A review of relevant literature served as a complement to the primary data retrieved from the cases, laying a theoretical foundation for analysis. The empirical study consists of three parts. The first phase consisted of 18 interviews conducted with people at various positions within the case company to get a holistic picture of the problem and to select the nine cases focused on within this study. The second phase consisted of gathering qualitative and quantitative data on project performance, while the last phase consisted of nine in-depth interviews with the project managers of the nine selected projects. This thesis found a varying project performance, with a mean cost escalation of 12.9 percent and a time increase of 140 days on average. Similar to other studies, large-scale energy infrastructure projects have a tendency to fail rather than succeed when compared to the Iron Triangle criterias, cost, time and quality. Insufficient planning and procurement, weak leadership and ill-performing contractors are significant factors that have a large negative impact on performance. In addition, scope change, environmental context and luck are also shown to i, Storskaliga infrastrukturprojekt är ofta riskfyllda, och levererar sällan i linje med uppsatta mål. Både projektens tid och kostnad eskalerar långt bortom de initiala estimeringar som gjorts medan kvalitén och investeringens förmåner förblir oförändrade. Fjärrvärmesektorn är en viktig del i Sveriges energisystem men behöver ständigt tackla dyra investeringar med låg lönsamhet. Syftet med denna uppsats var att undersöka storskaliga infrastrukturprojekt inom energisektorn, i synnerhet med fokus på fjärrvärme, för att öka kunskapen om projektens resultat gällande tid, kostnad och kvalité samt att utforska vilka faktorer som påverkar utfallet av storskaliga projekt i denna sektor. För att uppfylla syftet med denna studie så valdes en flerfallsstudie med en kombination av kvalitativ och kvantitativ metod tillsammans med en genomgång av relevant litteratur. Litteraturstudien fungerade som ett komplement till den projektspecifika informationen som samlades in och la grunden till det teoretiska ramverk som användes under analysen. Den empiriska studien bestod av tre delar. I den första delen utfördes 18 intervjuer med anställda på olika positioner inom företaget, syftet med dessa intervjuer var att få en holistisk bild av problemet samt att välja ut de nio projekt som analyserades vidare. Fokus för studiens andra del var att samla in kvantitativa och kvalitativa data för de nio projekten medan den sista delen bestod av intervjuer med projektledarna för de nio utvalda projekten. Studien visade på ett varierande resultat gällande projektens utfall där medelvärdet för kostnadsöverskridningar var 12,9 procent och medelvärdet för tidsfördröjningar var 140 dagar. I linje med tidigare studier så har storskaliga energiprojekt en tendens att misslyckas gällande att uppfylla både tidoch kostnadskriterier. De främsta faktorerna som påverkade projektens utfall var otillräcklig planering, en ofördelaktig inköpsstrategi, svagt ledarskap samt entreprenörer som presterade dåligt. Utöver de

Den globala uppvärmningen medför klimatförändringar så som värmeböljor, stigande havsnivåer, döda korallrev, förändrade ekosystem, minskande skördar samt obeboeliga områden. Att begränsa den globala uppvärmingen till två grader har Parisavtalet tagits fram, som ska uppfyllas med nationella samt internationella klimat- och miljömål. Sveriges klilmat- och miljömål innefattar en minskning av den nationella energianvändningen med 50% till 2030, jämfört med 2005. Syftet med arbetet är att utvärdera och jämföra tre möjliga framtida energibesparande alternativ ur ett energibesparande, ekonomiskt samt miljömässigt perspektiv. Frågeställningen att besvara är vilket av de tre alternativen som är mest lämplig ur ett: Energibesparande perspektiv Ekonomiskt perspektiv Miljömässigt perspektiv Alternativ 1 består av att ta bort befintligt fjärrvärmesystem och därmed endast använda befintlig luft-vattenvärmepump, samt installation av solfångare, FTX-system och nya fönster. Alternativ 2 består av att ha kvar befintligt fjärrvärmesystem samt luft-vattenvärmepump, samt installation av solfångare och FTX-system. Alternativ 3 består av at ta bort befintligt fjärrvärmesystem och därmed endast använda befintlig luft-vattenvärmepump, samt installation av solfångare och luft-luftvärmepump för AC. Metoden för att kunna besvara frågeställningen består av en kvalitativ samt kvantitativ metod. Den kvalitativ metoden består av en litteraturundersökning av exempelvis FTX-system, solfångare och fönster. Den kvantitativa metoddelen består av beräkningar i Excel för energianvändning såsom energianvädning, primärenergital, ekonomiska analyser såsom LCC-kalkylering och investeringskalkylering, samt miljöpåverkan i form av koldioxidutsläpp. Energiberäkningarna i Excel kompletteras med beräkningar i VIP Energy för FTX-systemet, solfångare och nya fönster. Alternativ 1 resulterade i en minskad energianvändning som gick från 59 kWh/m2, Atemp till 21 kWh/m2,Atemp, samt ett primärenergital som gick från 57

Fjärrvärmen är en mogen uppvärmningsteknik som under lång tid har byggts ut i Sverige. Stora delar av fjärrvärmebolagens kapital består av ledningarna som är nedgrävda i marken. Att ha kunskapen om statusen på sina fjärrvärmeledningar är viktigt för att kunna undvika kostsamma skador och bedöma förnyelsebehov. För de äldre delarna av fjärrvärmenätet, där ledningarna är förlagda i kulvertar har det tidigare inte funnits några bra sätt att utföra korrekta statusbedömningar. Öresundskraft, som är ett av de större fjärrvärmebolagen i Sverige, har beslutat att använda sig av digitalteknik för att kunna mäta och samla in data om tillståndet i kulvertsystemet. Korrosionsskador står för en stor andel av skadorna i fjärrvärmenätet. Närvaro av vatten eller hög luftfuktighet är en förutsättning för att korrosionsprocessen ska ske. Det är därför viktigt att förstå sig på vad som föranleder vatten och fukt i systemet för att kunna förhindra det och minska risken för skador. En parameter som Öresundskraft mäter är den relativa luftfuktigheten, vilken är central i analysen i det här arbetet. Resultaten visar att luftfuktigheten influeras av temperaturen i kulvertsystemet och ventilation samt nederbörd. Ventilationen är i sin tur nära kopplad till placering av ventilationstorn, typ av kulvertkonstruktion, som betong- och eternitkulvert, och typ av stöd för medierör. Öppen kulvert, där betongkulvert främst ingår, utmärks av att luft har möjlighet att flöda igenom den. Ventilationen kan där estimeras av hur väl variationen i luftfuktighet mellan mätpunkter följer samma mönster. För stängd kulvert är istället samvariation mellan luftfuktighet i systemet och temperatur utomhus en bättre indikator av ventilation. Analysen resulterar i en regressionsmodell där luftfuktighet i systemet förklaras av temperaturen i densamma. Modellen är skapad av mätvärden från punkter i nätet där förhållandena anses vara tillfredsställande. Genom att använda modellen på övriga delar av nätet fås en uppfatt

Klimatförändringen är ett viktigt ämne i många länder. Sverige har gått tillsammans med många andra länder i olika avtal med syfte att minska klimatförändringens påverkan. Parisavtalet som antogs 2015 ¨ar ett sådant avtal. I Sverige arbetar flera myndigheter direkt eller indirekt med detta för att uppnå de önskade klimatmålen. Myndigheterna styr relationen mellan olika aktörer som ¨ar involverade i produktion och distribution av termisk energi. Även kvalitén på utrustning som används för uppmätning av termisk energianvändning och faktureringsinformation regleras av myndigheter så som SWEDAC, Boverket och Energimarknadsinspektion. Inom EU är det Energieffektiviseringsdirektivet som övergripande ställer krav på att fakturering av kundernas termiska energianvändning grundas på faktisk energiförbrukning. I Sverige har Energimarknadsinspektionen implementerat detta genom föreskriften EIFS 2014:2. Vid brister i avläsning av uppmätta värden från termisk energimätare ska saknade värden estimeras med hjälp av en lämplig metod. I dagsläget estimeras värden av energileverantörer på många olika sätt. För att underlätta och komma till rätta med bekymren detta medför startade SIS 2016 tekniska kommittén TK 601 för att skapa en branschstandard med fokus på att validera och efterberäkna termiska energimätdata på ett standardiserat sätt. Förutom att underlätta för själva hanteringen ingår det i TK 601 arbetet att skapa tillit och ett större förtroende mellan energileverantörer och deras kunder. En enkel matematisk modell skapas för mätpunkter utifrån historiska uppmätta värden från termisk energimätare. Modellen beror bara på utomhustemperatur. Med hjälp av modellen estimeras termisk energiförbrukning för en hel månad. För att bedöma hur bra estimeringen är används statistikmåtten determinationskoefficient och ett ekonomiskt mått som här kallas för “kvot”. Fler parametrar tas hänsyn till genom att modellera för samma mätpunkt fler modeller efter att mätvärdena har sorterats enligt d, Klimatförändring har varit ett viktigt ämne som bör väcker allas intresse som bor på jorden. Utan tvekan har därför myndigheter och även individer ansvar att bidra för att minska koldioxidutsläpp. Ökande mängder av utsläpp av koldioxid och andra gaser som kan ha starkare påverkan på växthuseffekten behöver bromsas. Klimatförändring börjar märkas tydligt med ökande temperatur som har negativa konsekvenser på många arter i natur. Seneste tiden har det också blivit hotande för många människor som bor nära havet. De kan förlora deras bostäder om gigantiska isberg fortsätter smälta om inte koldioxidutsläpp bromsas eller begränsas. För att bromsa utsläppen av gaser som förstärker växthuseffekten har Sverige gått med EU:s klimat- och energipaket. Under åren som har gått har EU-kommissionen med jämna uppdaterat ramverket (EED Energieffektiviseringsdirektivet). Den 14 juli 2021 lades det återigen fram ett nytt förslag. Enligt det uppdaterade förslaget förväntas medlemsländerna minska nettoutsläppen med 55 procent till 2030 jämfört med 1990. Utöver EU:s klimatmål har Sverige valt att satsa på ett eget nationellt klimatmål, men Sveriges klimatmål följer i första hand EED. Som en del av arbetet med att implementera EED i svenska regelverk författade Energimarknadsinspektionen föreskriften EIFS 2014:2 (Energimarknadsinspektionens föreskrifter och allmänna råd om matning, rapportering och debitering av levererad värmeenergi). Förutom redovisning av faktisk energileverans till kund uppdelat på dygn, vecka, månad och år ställer Energimarknadsinspektionen även krav på hanteringen av bristande mätvärden och rapportering av dessa till kund. I detta arbete estimeras värden på termisk energiförbrukning för Januari månad med hjälp av modellering av energisignatur. Modellen bero bara på en oberoende parameter. Den är utomhustemperatur. Sedan blandas in fler parametrar efter att data på termisk energiförbrukning sorteras enligt dag- och nattetid med deras motsvarande utomhustemperatur en g