Article thumbnail

Kan cirkulär ekonomi bidra tillenergiomställningen vid uppvärmning avsmåhus?

By Linnea Stenberg and Alexandra Jerresand

Abstract

Samhället har ett ökande energibehov och en energiomställning från de ändliga till förnybara energikällorna är ett måste. Detta på grund av klimatpåverkan då människan, sedan den industriella revolutionen, använt sig av den linjära ekonomiska metoden. I en linjär ekonomi, även kallat linjär konsumtion, råder ett dominerande engångstänk gällande användning av resurser vilket är ohållbart. För att motverka detta kan en cirkulär ekonomi appliceras med fokus på att bruka produkter på ett effektivt sätt snarare än att förbruka dem. På detta sätt önskas det uppnås en sluten produktlivscykel, vilken inom cirkulär ekonomi kan delas upp i en biologisk och teknisk cykel. Syftet med denna studie är att visa på eventuella skillnader vid uppvärmning av småhus med eldningsolja respektive pellets. De använda värmepannorna i studien är avsedda för inomhusbruk med ett energibehov på 15 000 kWh vilket avser endast uppvärmning och ej elförbrukning. Undersökning har genomförts med avseende på den biologiska och tekniska cykeln vid omställning mellan energikällorna. Den biologiska analysen har fokuserat på de emissioner, utsläpp, som uppkommer vid förbränningen. I denna studie har en emissionsanalys utförts gällande gaserna koldioxid, metan och lustgas, vilka skapar en global påverkan på klimatet. Mängden utsläpp vid förbränning beror bland annat på mättid, geografiska faktorer och säsongsvariationer. Den tekniska analysen representeras i en kostnadskalkyl över de skillnader som uppkommer vid omställning av energikälla med hjälp av en cirkulär- och en linjärekonomisk metod. För att genomföra detta användes tre scenarios, vilka varierades utifrån val av brännare och pannor. Anledningen till valet av delarna brännare och panna beror på att de båda tillhör en större del av grundinvesteringen för en värmepanna. Kostnadskalkylens syfte är att kunna avgöra vilken metod som är mest lönsamt för småhusägaren. För att jämföra de olika scenariernas styrkor, svagheter, möjligheter och hot genomfördes en SWOT-analys. Denna användes för att kunna stärka de beräknade resultat ytterligare med argument. Resultatet av kostnadskalkylen presenterade för varje scenario bland annat återbetalningstiden i antal år tills grundinvesteringen lönat sig. Förutom detta presenterades även besparingen per år vid användning av pellets jämfört med eldningsolja. Vid applicering av den cirkulära ekonomiska metoden gavs en total årskostnad per år på 11953 kr med en besparing på 9844 kr/år jämfört med utgångspunkten. För den linjära ekonomiska metoden blev motsvarande resultat 18081 kr respektive 3716 kr/år. Återbetalningstiden för grundinvesteringen för den cirkulära ekonomiska metoden beräknades till 2,54 år och för den linjära 21,5 år. Detta beräknades utifrån en antagen avskrivningstid på 10 år och kalkylräntan 5 %. Utifrån de genomförda emissionsberäkningarna gavs resultatet att pellets har ett koldioxidutsläpp på 0 kg medan eldningsolja har utsläpp på 3675 kg per år. Övriga resultat för pellets blev 0,2 kg per år för metan och 3,5 kg per år för lustgas. Motsvarande resultat för eldningsolja blev 0,05 kg per år och 9,9 kg per år.The energy need of the society is constantly increasing and a conversion from non-renewable energy sources to renewable ones is a must. This is due to the climate impact that humans are responsible for by using the linear economy since the industrial revolution. A linear economy, or also referred to as linear consumption, works according to a “take-make-dispose” extractive industrial model. This way of consumption is untenable in the aspects of the earth’s resources and in order to counteract this, a circular economy can be applied. In circular economy focus is on using products more efficient rather than consuming them, thus achieving a closed product life cycle. By creating the cycle circular economy aims to eliminate unnecessary use of resources. Within circular economy, a product's biological and technical cycles are separated. The purpose of this study is to show possible differences in heating of self-contained houses by comparing heating oil and pellets. The used furnaces in the study are intended for indoor use with an energy requirement of 15,000 kWh. The energy requirement is referred to only heating of the household with the exception of electricity consumption. Studies have been carried out with regard to the biological and technical cycle of conversion between the different energy sources. The biological analysis has focused on the emissions that occur during combustion. Each source has individual emissions during combustion due to inter alia, measurement time, geographical factors and seasonal variations among other parameters. In this study, emission analysis has taken place of the gases carbon dioxide, methane and nitrous oxide, all of which create a global impact on the climate. The technical analysis is represented in a cost-estimate where the difference that may exist in the conversion of energy source is shown. This is based on a linear and circular economic method. To implement this, three scenarios were used based on the choice of different burners and furnaces. Why these factors were chosen and studied is due to the reason that both are a large part of the basic investment of purchasing a furnace. The purpose of the cost calculation is to determine which method is most profitable for the homeowner. In order to compare the strengths, weaknesses, opportunities and threats of the different scenarios, a SWOT analysis was conducted. The intention of the analysis was to strengthen the calculated results with arguments. The result of the cost-estimate is presented in the form of payback time of the scenarios. When applying the linear economy, a total annual cost per year was given at SEK 18,081 with a saving of SEK 3716 per year compared to the starting-point. For the circular economy, the corresponding result was SEK 11,953 and SEK 9844 per year. The payback time for the basic investment in the scenario where the linear economy was applied to, was calculated at 21.5 years and for the circular 2.54 years. The results were calculated on the basis of an assumed depreciation period of 10 years and the calculation rate 5%. The impact of the calculated emissions resulted in pellets having a carbon footprint of 0 kg while fuel oil has a discharge of 3675 kg per year. Other results for pellets were 0.2 kg per year for methane and 3.5 kg per year for nitrous oxide. Corresponding results for fuel oil were 0.05 kg and 9.9 kg per year

Topics: Engineering and Technology, Teknik och teknologier
Publisher: KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM)
Year: 2018
OAI identifier: oai:DiVA.org:kth-232829
Download PDF:
Sorry, we are unable to provide the full text but you may find it at the following location(s):
  • http://urn.kb.se/resolve?urn=u... (external link)

  • To submit an update or takedown request for this paper, please submit an Update/Correction/Removal Request.

    Suggested articles