Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Industriell symbios mellan algodling och industri för hållbar biomassaproduktion: Utvärdering av en industriellt integrerat algodling ur miljö-, energi- och kostnadssynpunkt
Karlstads universitet, Fakulteten för teknik- och naturvetenskap, Avdelningen för energi-, miljö- och byggteknik. Karlstads universitet, Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap (from 2013), Institutionen för ingenjörs- och kemivetenskaper.
2017 (Svenska)Självständigt arbete på avancerad nivå (masterexamen), 20 poäng / 30 hpStudentuppsats (Examensarbete)Alternativ titel
Industrial symbiosis between algae cultivation and industry for sustainable biomass production : Evaluation of an industrial integrated cultivation facility from an environmental, energy and financial point of view (Engelska)
Abstract [sv]

Klimatförändringarna har medfört en ökad efterfrågan på biobaserade bränslen. Mikroalger har flera intressanta egenskaper som gör dem till en attraktiv och lovande bioråvara för bränsleproduktion. Algerna har en effektiv fotosyntes vilket bidrar till ett lägre landanspråk jämfört med terrestra energigrödor. Dessutom kan odlingarna placeras på oproduktiv mark vilket gör att produktionen inte konkurrerar med andra areella näringar. Genom att integrera algodlingar med industriell infrastruktur kan restflöden som spillvärme, koldioxid, närsalter och vatten från industri nyttiggöras och därmed bidra till en mer effektiv och hållbar biomassaproduktion.

I detta arbete studeras en industriell symbios mellan en algodling, det lokala kraftvärmeverket (Hedenverket) och rötningsanläggningen vid Sjöstadsverket i Karlstads kommun. Symbiosen bygger på att rökgaser från Hedenverket används som kolkälla för algerna, spillvärme används för att upprätthålla en lämplig odlingstemperatur i bassängen, varma rökgaser används för att torka biomassan inför förbränning och algernas näringsbehov tillgodoses genom att cirkulera kväve- och fosforrikt rejektvatten från rötningsanläggningen på Sjöstad. Biomassan som produceras används sedan som bränsle i kraftvärmeverket. På så vis skapas nya kretslopp och ett lokalt biobränsle produceras samtidigt som spillflöden från industrin tas till vara.

Två tänkbara scenarion för energiutvinning studerades; rötning (Scenario A) och direkt förbränning (Scenario B). För att belysa fördelarna med symbiosen analyserades även ett referensscenario, vilket bygger på att odlingen sker fristående i en så kallad Stand alone-anläggning.

Målet med studien var att konstruera en beräkningsmodell för att simulera biomassaproduktionen utifrån platsspecifika förutsättningar samt utvärdera systemet ur miljö-, energi- och kostnadssynpunkt. Studien utformades som en förstudie med syfte att vara ett övergripande men ändå tydligt kunskaps- och beslutsunderlag för berörda aktörer. Arbetet ska belysa symbiosens styrkor, svagheter, möjligheter och risker.

Resultatet från studien visar att det genom industriell symbios går att odla alger över en lång säsong vid Hedenverket i Karlstad med det system som föreslås. Den industriella symbiosen förlänger odlingssäsongen med 75 % jämfört med en Stand alone-anläggning och den årliga produktiviteten ökar från 14 till 18 g m-2 d-1.

Miljöanalysen visar att det utifrån de systemförslag som undersöks finns liten eller ingen miljönytta med den industriella symbiosen. Scenario A bidrar till att öka CO2-emsisionerna med 0,2 kg m-2 år-1 medan Scenario B bidrar till en reduktion motsvarande 0,2 kg m-2 år-1. En bidragande faktor till detta resultat är att Karlstad Energis el- och värmeproduktion idag i stort sett redan är fossilfri. Detta medför att det algbaserade bränslet ersätter en redan biobaserad process. En högre miljönytta kan åstadkommas genom att överväga alternativa energiutvinningsprocesser. För att tydliggöra miljöfördelarna med en integrerad algodling bör en fullskalig livscykelbedömning för systemet genomföras.

Nettoenergi-ration (NER-värde) för Scenario A och Scenario B beräknades till 2,6 respektive 5,3. De höga NER-värdena pekar på att utvinningen av energi med god marginal överträffar energibehovet i produktionsledet för båda processvägarna.

Lönsamhetsbedömningen visade att båda scenariona innebär en återbetalningstid som överstiger den tekniska livslängden för anläggningen, 44 och 56 år för respektive scenario.

Sammanfattningsvis visar studien att det finns goda möjligheter för att odla alger och framställa ett lokalproducerat biobränsle vid Hedenverket. Trots att det föreslagna systemet med industriell symbios uppvisar positiva resultat beträffande energiprestanda så finns det inte ekonomiska eller miljömässiga förutsättningar för en algodling vid Hedenverket baserat på den systemutformning som föreslagits. Genom att framställa produkter med högre värde från biomassan kan dock ekonomisk- och miljömässiga vinster uppnås, vilket är något som bör utredas vidare.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2017. , s. 68
Nyckelord [sv]
Algodling, Mikroalger, Industriell symbios, Biobränsle
Nationell ämneskategori
Energisystem Bioenergi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kau:diva-56510OAI: oai:DiVA.org:kau-56510DiVA, id: diva2:1116715
Externt samarbete
Karlstads Energi AB
Ämne / kurs
Miljö- och energisystem
Utbildningsprogram
Civilingenjör: Energi- och miljöteknik (300 hp)
Handledare
Examinatorer
Tillgänglig från: 2017-06-28 Skapad: 2017-06-27 Senast uppdaterad: 2017-06-28Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(3861 kB)152 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 3861 kBChecksumma SHA-512
39bd70e9402f675bc7c07ad982677045638aafe3467fa13271bf4deb939ae21efbb6051d2823ac58011d0625ba32d3a217d698ce2cc04502f1256b2dcdc7aa47
Typ fulltextMimetyp application/pdf
fulltext(3746 kB)8 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT02.pdfFilstorlek 3746 kBChecksumma SHA-512
d25752ad3b0ebeb9eb5f8ba817ce0295116eacbf5d7343b0111fd783cd5ff508d0694a0a1d2a4001b16c1a17581ccca166bda9881be083f5ef28724dad33ae5a
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Schyllander, Josefin
Av organisationen
Avdelningen för energi-, miljö- och byggteknikInstitutionen för ingenjörs- och kemivetenskaper
EnergisystemBioenergi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 160 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 421 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf