Hästgödsel och hampapellets för energiutvinning

Projektet Hästgödsel och hampapellets för energiutvinning är en kartläggningsstudie för att genomlysa möjligheter och hinder med energiutvinning från pellets av hästgödsel och hampa. För att säkerställa att det är möjligt att erbjuda hästbönder en hållbar lösning på deras gödselproblematik och samtidigt bidra till att lösa Ekstas behov av pellets för fjärrvärme i framtiden så har detta projekt besvarat en rad frågeställningar.  Rapporten inleds med en utförlig bakgrund kring hästgödsel och relaterade problem, en beskrivning av växten hampa och dess användningsområden, cirkularitet som koncept och dess implementering relaterat till denna studie, samt tidigare försök med hästgödsel och hampa för förbränning. En betydande del av projektet har handlat om att försöka bringa klarhet kring regelverket och vilken offentlig instans som äger rådighet i frågor avgörande för genomförande energiutvinning från hästgödsel och hampapellets. Utförarna till projektet har i samråd med myndigheter lyckats räta ut de frågetecken som finns och berett vägen framåt för konceptet med hästgödsel och hampapallets för energiutvinning. I rapporten läggs också stor vikt vid tekniska frågor kring konceptet. Dessa innefattar detaljer kring hampa som råvara, viktiga överväganden vid förbränning av hästgödsel, energiutvinning ur gödsel, hampa och pellets, frågor relaterade till aska samt en erfarenhetssammanställning från tidigare försök med liknande koncept. Rapportens avslutande stycke innehåller en beskrivning av hur ett cirkulärt system baserat på konceptet hade kunnat se ut och vilka fördelar detta hade fört med sig

Dispatchable electricity production in the North Harbour area in Malmö via renewable gases

Huvudsyftet med detta projekt har varit att identifiera och diskutera ett koncept för Norra hamnen-området i Malmö om hur ökad planerbar elproduktion och el-till-gas (Power-to-gas) möjliggörs genom sektorkoppling av befintlig och tillförd infrastruktur. Detta har inneburit att ett kluster av relevanta intressenter har skapats, både de som har verksamhet inom området och andra som på ett eller annat sätt anses vara viktiga för huvudsyftet. Rapporten beskriver utmaningar i elförsörjningen i Malmö och Norra hamnen-området. Bakgrund ges kring begreppet sektorkoppling, typer av sektorkopplingar, konceptet Power-to-X och andra relaterade projekt och ansträngningar. Den nuvarande situationen beskrivs med avstamp i Malmös och hamnens historia och fortsätter med en beskrivning av den nuvarande infrastrukturen samt mass- och energiflöden. Därifrån utarbetas möjliga sektorkopplingar och framtida tillgång till kraft och el. Frågan - varför sektorkoppling av elnätet kommer att behövas, ses i Malmö-sammanhanget och hur en ökning av el-efterfrågan kan resultera i perioder med låga och höga elpriser beskrivs. En möjlig omvandling av området avbildas för 2030 och 2045 med ytterligare sektorkopplingar på plats och aktiva, både för ett högt och lågt elpris. Slutligen avslutas rapporten med en utblick efter ytterligare optimering av systemet och hur resultaten från projektet kan fortsätta i en större skala. The main purpose of this project has been to identify and discuss a concept for the North Harbor area in Malmö on how increased dispatchable electricity production and Power-to-gas is made possible through sector coupling of existing and additional infrastructure. This has meant that a cluster of relevant stakeholders has been created, both those who have activities in the area and others who in one way or another are considered important for the main purpose. The report describes challenges in the electricity supply in Malmö and the North Harbor area. Background is given around the concept of sector coupling, types of sector couplings, the concept Power-to-X and other related projects and efforts. The current situation is described based on Malmö's and the port's history and continues with a description of the current infrastructure and mass and energy flows. From there, possible sector couplings and future access to power and electricity are prepared. The question - why sector coupling of the electricity grid will be needed is seen in the Malmö context and how an increase in electricity demand can result in periods of low and high electricity prices is described. A possible transformation of the area is depicted for 2030 and 2045 with additional sector couplings in place and active, both for a high and low electricity price. Finally, the report concludes with a look at further optimization of the system and how the results from the project can continue on a larger scale

Effects of surfactant adjuvants on plant leaf cuticle barrier properties

I avhandlingen undersöks växelverkan mellan det yttersta lagret på växters blad (cutikeln), aktiva substanser, och ämnen som tillsätts för att öka bekämpningsmedlens effekt, i detta fall vissa former av tensider. Barriären som hindrar upptag av främmande ämnen i växten sitter i cutikeln. Det är väl känt att tensider förstärker effekten av aktiva substanser. Kunskapen är dock liten om de mekanismer som underlättar upptaget i växtblad. Det övergripande målet i avhandlingen är att öka kunskapen om hur dessa mekanismer verkar. Att klargöra vilka effekter tensider har på cutikeln och hur dessa möjliggör ett ökat upptag av aktiva substanser. Ytterligare ett mål är att bidra till en mer ekologiskt hållbar användning och förnuftig applicering av bekämpningsmedel inom jordbrukssektorn. Det senare av dessa två mål kan uppnås genom att använda den mest effektiva tensiden för respektive bekämpningsmedel, samt det mest effektiva bekämpningsmedlet för respektive växtsort för att på så vis minimera mängden bekämpningsmedel. Men optimering kräver givetvis förståelse. Det övergripande målet har uppnåtts genom kartläggning av vad som sker i växelverkan mellan tensid, vatten och växtblad. Beståndsdelarna som upprätthåller bladets barriäregenskaper beskrivs, samt hur deras smältbeteende och strukturella egenskaper förändras då vatten tillförs och då tensider är närvarande. En ny modell av vaxbarriären i cutikeln etableras och kartläggs. Modellen används till att undersöka de mjukgörande effekterna tensider och vatten har på cutikeln. Hur tensider ordnar sig i en vattenlösning och hur ordningen förändras när vatten avdunstar beskrivs i avhandlingen. Vidare kartläggs hur tensider absorberas i cutikeln och vilka strukturer som påverkas där. Drivkraften för upptag av bekämpningsmedel i växtblad förklaras, hur tensider påverkar drivkraften och vilka egenskaper hos en blandning som påverkar upptaget utrönas. Hur tensider påverkar parametrar i barriären beskrivs också. Dessa parametrar behandlas på ett sätt som gör det möjligt att förklara de effekter som tensider faktiskt har på distributionen av bekämpningsmedel inuti cutikeln. Slutligen så utvärderas formuleringar på intakta växtblad. Detta möjliggör kartläggning över vilka roller mättnadsgraden av bekämpningsmedel i formuleringar samt effekten av tensider på växtblads barriäregenskaper spelar i bladets upptag av bekämpningsmedel. Dessa resultat sammanfattas i en ny algoritm som gör det möjligt att förutse distributionen av bekämpningsmedel i växtblad vid en given blandning. Växter utgör basen för en klart dominerande del av världens sammantagna produktion av livsmedel och djurfoder. De är också en råvara i ett flertal industriella produkter. Då befolkningen ökar och levnadsstandarden förbättras, ökar också efterfrågan på bättre mat och förbrukningsartiklar från växtbas. För att tillgodose efterfrågan strävar producenter och odlare ständigt efter ökad avkastning. Detta uppnås genom ökade odlingsarealer, effektivare användning av befintlig odlingsmark samt skydd mot skadeangrepp på växter. Det sistnämnda kan göras med hjälp av olika bekämpningsmedel som innehåller aktiva substanser. Faktum är att en livsmedelsproduktion på dagens nivå inte hade varit möjlig utan användning av bekämpningsmedel. Dessa ämnen innebär dock risker, användningen är inte fullt optimerad och förståelsen för skeenden och processer i samband med dess användning är i vissa avseenden fortfarande bristfällig.The focus of this project has been the mechanisms of action of surfactants as agricultural adjuvants and the physico-chemical interactions between adjuvant, carrier formulation, and leaf surface. To increase the understanding of this complex system, model systems have been evaluated in parallel to in vitro studies of plant leaf cuticle. Investigations on how thermodynamic, structural and rheological properties of leaf surface constituents are affected by surfactant absorption and hydration have been central. The main techniques employed in the project are: Environmental Scanning Electron Microscopy, Differential Scanning Calorimetry, Optical Phase Contrast Microscopy with Temperature Resolution, Quartz Crystal Microbalance with Dissipation, Small- and Wide-angle X-ray Diffraction, and Franz type diffusion cells. The effects that surfactants exert on the structure of native intact plant leaf cuticle were investigated by Small- and Wide-Angle X-ray diffraction (SWAXD). The wax has a broad melting interval between 40 and 80 C which comprises a crystalline transition from orthorhombic to hexagonal sub-cell. This transition is facilitated by addition of surfactants. Both intact cuticle and extracted wax also possess lamellar long range order. Clivia is an appropriate model plant since it is related to, and has similar leaf characteristics as, some of the most important crop plants, wheat and barley. It is easy to cultivate indoors, and the leaves are wide enough to be evaluated in vitro through diffusion cell experiments. The barrier is very tough; if it works on Clivia it most probably will work in the field as well. The model of plant leaf intracuticular wax can be used to estimate formulations effects on the cuticle structure. A model was based on a leaf wax extract and comprised 1-docosanol (C22H45OH) and dotriacontane (C32H66). The thermotropic phase behaviour of the model was investigated, and the structure of individual phases in the model wax - water system was determined. The thermotropic transitions of the model wax fit in the window of the extracted leaf waxes, but the model wax would benefit from further development, striving for a more amorphous system. The effects of surfactants on the phase behaviour and the rheological characteristics of the model wax were quantified. This was done to address the current lack of understanding of how surfactants affect the barrier properties of plant leaf cuticles on a molecular level. The model wax used is crystalline at ambient conditions, yet it is clearly softened by the surfactants. The softness of the wax film increased in irreversible steps after surfactant exposure and of the two surfactants used, C10EO7 has a stronger fluidizing effect than C8G1.6. Intracuticular waxes (IW) comprise both crystalline and amorphous domains. Surfactants mainly exercise their fluidizing effects in amorphous regions. A mechanism is suggested to explain the fluidizing effects seen on a largely crystalline model wax. It is proposed that surfactants may enter the crevices in between crystalline domains to establish an expanded continuous amorphous network. Surfactants allow higher amounts of active ingredients in solution, available for penetration. Commercial products (normally concentrates) may contain such high amounts of active ingredient that complete solubilisation is never reached, even after dilution. Crystalline active ingredients cannot enter the cuticle and may lead to an unnecessary environmental burden when dislocated from the leaf. The rate of active ingredient leaf uptake may be increased by an appropriate surfactant. Surfactants increase the flux of active ingredients over the cuticle barrier by increasing the diffusion coefficient inside the cuticle. Based on Fick’s first law, an algorithm that accommodates changes in boundary conditions and takes partition into account was developed. It thereby provides a more accurate method, compared to the standard equations normally used for calculating solute diffusion coefficients in membranes. The same quantitative increase in both flux (Ji) and diffusion coefficient (Di) was observed with surfactants present, while the cuticle-water partition coefficient (lg Kcw) remained unchanged. Evaluation tools have been developed by the establishment of QCM-D and membrane diffusion protocols, and the investigations on model wax. These tools can facilitate the determination of desired properties of new and better adjuvants in agriculture. Subsequently, it may contribute to a more cost-efficient and environmentally friendly usage of pesticides in foliar spray applications. The wider aim of this project was to contribute to a more efficient and optimized pesticide application through investigation of the cuticle and its interplay with surfactant solutions

The contribution of Advanced Renewable Transport Fuels to transport decarbonization in Sweden - 2030 and beyond

This report will be part of the contribution from Sweden to a joint IEA Bioenergy and IEA Alternative Motor Fuels project called “The contribution of Advanced Renewable Transport Fuels to transport decarbonisation in 2030 and beyond” aiming to showcase the role of advanced renewable transport fuels, considering all transport modes. This report concludes that Sweden has the potential of reaching the targets set for 2030 and 2045 but it requires substantial investments in production, infrastructure and policy, linked to increased ART-fuel implementation. The policy system to be used for this implementation needs to be applied long term. The system also needs to be transparent and predictable both for the market and for the consumers. If the goal is to also promote more novel solutions efforts towards this needs to be included in the design of the instruments. Instruments must be put in a context where (at least) vehicles, infrastructure and fuel usage are included - and how it should be phased out. Moreover, the cost-effectiveness of the instruments needs to be compared and considered before implementation so that the efforts are put where that can have the strongest effect.This report addresses (i) the production potential for renewable fuels, (ii) the usage potential for renewable fuels, (iii) an analysis of current policies in Sweden and indication of additional measures needed to enhance the ART fuel implementation and (iv) challenges that need to be addressed to increase ART fuel usage in Sweden. The work is based on recently published studies and input from experts from the Swedish Transport Administration and the Swedish Energy Agency partly via a dedicated workshop

Life Cycle Assessment of Gasification-based Fischer-Tropsch Bio Jet Fuel production

Jet-fuels can be produced through alternative pathways in the future. Bioshare AB investigates the possibility to produce renewable jet-fuels through a gasification-based production process of biofuels in an existing combined heat and power plant. The process results in three products; heat, electricity and Fischer Tropsch (FT)-fuel. The latter is assessed in the present study with regards to Global Warming Potential (GWP) excluding biogenic carbon, Eutrophication and Acidification potential through a life cycle perspective. All inflows and outflows from the production process are taken into account, without separating potential environmental impact from each unit operation. The result from this study showed that based on the defined system boundaries and assumptions, the transports to and from the production facility contribute the most to GWP, followed by biomass production and the electricity consumption. The highest contribution to the result for eutrophication and acidification potential originates from the consumption of scrubber oil for gas purification. However, these results are sensitive for the biofuel used and to some extent also for the assumed load scenario.Den här rapporten finns endast på engelska. Svensk sammanfattning finns i rapporten

Kunskapssyntes: Samhällsekonomisk analys av förnybara drivmedel och drivlinor

Sammantaget har projektet identifierat 7 huvudsakliga kunskapsluckor där kompletterande material behöver tas fram för att en mer rättvisande bedömning ska kunna göras mellan olika drivmedelsalternativ. Kunskapssyntesen visar tydligt att resultatet i en samhällsekonomisk analys beror på hur systemgränserna sätts från början. Vidare så ses i analysen att det är möjligt att styra utfallet av en jämförande bedömning mot ett visst resultat genom de aspekter som ingår. Det går att säga att ett mer korrekt resultat fås fram ju fler parametrar som ingår, ju bredare systemgränserna sätts och ju fler aspekter som vägs in. Å andra sidan så använder de jämförda studierna så pass olika metodik att det är svårt att dra några slutsatser mellan dessa och utfallet i de olika studiernas ranking. För vissa av aspekterna används mer standardiserade och/eller etablerade metoder för värdering av eventuell nytta. Generellt för biodrivmedel saknas kunskap, forskningsunderlag och metoder för att i kronor värdera ett stort antal nyttor som är viktiga för vårt samhälle.Denna studie är en kunskapssyntes där miljönyttor har värderats för ett flertal drivmedel. Projektet har genomfört en kartläggning av samhällsekonomiska analyser som beskriver hur värderingen av olika drivmedel kan variera beroende på: indata, systemgränser och metodval

LCC - Biogas at a food production plant

The analysis of LCC-results can be used to determine which option is the most financially preferred from the company’s standpoint. The results are clear and show that the biogas-option is favorable and a profitable option of investment for the company. To determine how various parameters and factors influence the results, an extensive sensitivity analysis was also included in this study where several parameters were altered. The Net Present Value of Investment is influenced by all parameters in the following order: i) biomethane price of the grid, ii) revenue from fiber sludge, iii) calculation period, iv) interest rate, v) investment cost sewage treatment plant, vi) revenues biofertilizer, vii) investment cost biogas plant, viii) electricity price, and ix) sludge revenue/cost. This is a measure of how important the individual parameters are for the company’s decision on how to proceed with their investment plans.This study investigates different options for utilization of residual products from food-production. A food producing company (FPC) is drastically increasing the production which results in more residual products from their processes. This, in-turn, has the effect that they need to establish new on-site facilities for handling of these increased residual streams. Either an on-site sewage treatment facility or the former combined with an on-site biogas production. Life cycle cost (LCC) analysis is used to compare the two options

What Are the Policy Impacts on Renewable Jet Fuel in Sweden?

The aviation industry contributes to more than 2% of global human-induced CO2-emissions, and it is expected to increase to 3% by 2050 as demand for aviation grows. As the industry is still dependent on conventional jet fuel, an essential component for a carbon-neutral growth is low-carbon, sustainable aviation fuels, for example alternative drop-in fuels with biobased components. An optimization model was developed for the case of Sweden to examine the impacts of carbon price, blending mandates and penalty fee (for not reaching the blending mandate) on the production of renewable jet fuel (RJF). The model included biomass gasification-based Fischer–Tropsch (FT) jet fuel, Power-to-Liquid (PTL) jet fuel through the FT route and Hydrothermal liquefaction (HTL)-based jet fuel. Thus, this study aims at answering how combining different policies for the aviation sector can support the production of RJF in Sweden while reducing greenhouse gas (GHG) emissions. The results demonstrate the importance of implementing policy instruments to promote the production of RJF in Sweden. The blending mandate is an effective policy to both promote RJF production while reducing emissions. The current level of the penalty fee is not sufficient to support the fuel switch to RJF. A higher blending mandate and carbon price will accelerate the transition towards renewable and sustainable fuels for the aviation industry.QC 20211122</p