Lokala energisystem med förnybar och återvunnen energi

Abstract (Swedish)

Detta examensarbete är en del av projektet R:ekobyn, med sidoprojektet R:energi, som har syftet att utveckla hållbara energisystemlösningar till ett 40-tal nya bostäder i Röstånga. Examensarbetet är uppbyggt kring en fallstudie där fyra olika förslag på energisystem utvärderas och jämförs, med anseende på självförsörjandegrad, klimatpåverkan och kostnader. Utifrån lastprofiler har ett första scenario dimensionerats där all el köps in från elnätet och värme fås av värmepumpar. Med utgångspunkt i värmepumpscenariot tillkommer därefter solceller, för att undersöka hur energisystemet förändras. Detta blir examensarbetets andra scenario. Produktionsprofiler tas fram med programvaran SAM, System Advisor Model. I ett tredje och fjärde scenario tillkommer energilagring i systemet, först med ett batteri och sedan med ett batteri i kombination med vätgaslagring. Samtliga fyra scenarion är lokalt anpassade för R:ekobyn och deras påverkan på omgivande system analyseras.
Resultatet visar att scenario ett, värmepump, i dagsläget både är det mest ekonomiska alternativet och det alternativ med lägst klimatpåverkan, jämfört med övriga scenarion. Däremot bidrar inte detta system med några systemmässiga nyttor i omgivande system om inte styrning av värmepumpen används. Värmestyrningen bidrar till att systemet blir mer flexibelt och borde därmed undersökas vidare i framtida utredningar. Även energisystemet i scenario två, solceller tillagt, kan motiveras vara det alternativ med lägst klimatpåverkan och lägsta kostnader, jämfört med övriga scenarion, beroende på vilka grundantaganden som görs.
Energisystemet i scenario tre, batteri tillagt, kan motiveras till R:ekobyns bostäder eftersom självförsörjandegraden är högre än för scenario ett och två samtidigt som klimatpåverkan och kostnaderna är betydligt lägre än för scenario fyra. Systemet bidrar dessutom med nyttor i omgivande system på grund av dess flexibilitet. Energisystemet i scenario fyra, vätgaslagring tillagt, kan motiveras eftersom självförsörjandegraden är den högsta. På samma sätt som scenario tre bidrar vätgaslagringen dessutom med flexibilitet. Sammanfattningsvis finns det för och nackdelar med samtliga fyra alternativ vilka måste vägas mot varandra. Därför är det av betydelse att berörda i R:ekobyn diskuterar och prioriterar olika värden innan ett energisystem väljs eller ett annat väljs bort.

Popular Abstract

This master thesis is part of the project R:ekobyn (an ecovillage in Röstånga), with the side project R:energi, which aims to develop sustainable energy system solutions to about 40 new homes in Röstånga. The master thesis consists of a case study where four different proposals for energy systems are evaluated and compared, with regards to self-sufficiency rate, climate impact and costs. Based on load profiles, a first scenario has been developed where all electricity is bought from the electricity grid and heat is supplied by heat pumps. Solar cells are then added to the system to investigate how the energy system changes. This is the second scenario of the thesis. Production profiles are produced with the software SAM, System Advisor Model. In a third and fourth scenario, energy storage is added in the system, first with a battery and then with a battery in combination with hydrogen storage. All four scenarios are locally adapted for the ecovillage in Röstånga and their impact on surrounding systems is analyzed.
The result shows that scenario one, with a heat pump, at present is both the most cost-efficient option and the alternative with the lowest climate impact, compared to the other scenarios. However, this system does not contribute with any system benefits in surrounding systems, unless heat load management is used. The heat load management makes the system more flexible and should therefore be further investigated in the future. The energy system in scenario two, solar cells added, can also be motivated to be the alternative with the lowest climate impact and lowest costs compared to the other scenarios, depending on what assumptions are made.
The energy system in scenario three, battery added, can be motivated because the degree of selfsufficiency is higher than for scenario one and two, while the climate impact and costs are considerably lower than for scenario four. The system also contributes with benefits in surrounding systems due to its flexibility. The energy system in scenario four, hydrogen storage added, can also be motivated because the selfsufficiency rate is the highest. In the same way as scenario three, the hydrogen storage also contributes with flexibility. In summary, there are pros and cons of all four options which must be weighed against each other. Therefore, it is important to discuss and prioritize different values before selecting an energy system.

• author: Eriksson, Johanna
• supervisor: Mikael Lantz
• organization: Environmental and Energy Systems Studies
• alternative title: Local energy systems with renewable and recycled energy
• course: FMIM01 20182
• year: 2019
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Lokala energisystem, värmepump, solceller, batterier, vätgaslager
• report number: ISRN LUTFD2/TFEM—19/5138--SE + (1-79)
• ISSN: 1102-3651
• language: Swedish
• id: 8972074
• date added to LUP: 2019-03-18 10:15:52
• date last changed: 2019-03-18 10:15:52