• Energy Research
• Open Access close
• Closed Access close
• Restricted close
• Open Source close
• Embargo close
• FI close
• Swedish close

Vårt jordklots klimat förändras till det sämre och har blivit allt mer oförutsägbart. Med enormt stor sannolikhet beror det på den utbredda förbränningen av fossila bränslen världen över som vi människor startade explosionsartat i och med industrialismen. Detta fastställer IPCC i sin 5:e klimatrapport. För att mänskligheten ska leva vidare på planeten behöver vi uppnå en hållbar utveckling. Denna utveckling grundar sig först och främst i tre aspekter nämligen ekonomisk, ekologisk och social hållbarhet. En etisk aspekt ser även ut att vara på väg att ansluta till de övriga tre, vilket skulle främja den sociala aspekten som varit underordnad de övriga två. Etiken skulle därmed kunna balansera begreppet hållbar utveckling. Matindustrin är inte hållbar. Ett industrialiserat jordbruk innehållandes konstgödsel, bekämpningsmedel i form av olika gifter samt genmodifierade grödor är inte hälsosamt varken för djur, natur eller människor för den delen. Eftersom det är en global industri sker transporter hit och dit över hela världen, vilket leder till att snittlivsmedlet i matvaruaffären transporteras cirka 2 400 kilometer från jordbruk till konsument. Antagligen är transporten ännu längre på grund av varors komplexa sammansättning. Många människor har i och med detta system fått ett dåligt förhållande till mat, och dess roll i våra liv är inte lika påtaglig som förr. De långa transporterna tillsammans med framställningen kräver offantliga mängder olja, vilket gör att vi rent av kan sägas äta denna svarta klibbiga sörja dagligen. Nästan åtta fat behövs för att föda en amerikan under ett år. De flesta länder världen över importerar huvuddelen av sin mat, vilket leder till en skörhet och utsatthet för dagens städer och länder. Om matindustrins leveranser skulle upphöra har de flesta västerländska storstäder mat till sina invånare som räcker för tre dagar. Var och en kan njuta av nio måltider, levererade från matvarubutikernas lager, innan den riktiga krisen bryter ut. På grund av sinande bränsleresurser kan det bli svårare att importera mat i framtiden, vilket gör att lokal produktion av mat inom våra städer är nödvändig. Vad kan då stadsodling lära stadsplaneringen för ökad samhällelig hållbarhet? Stadsodlandet är på stark frammarsch, främst i USA, Kanada, Storbritannien och Västeuropa. På sista tiden har stadsodlandet även fått ett uppsving i Sverige med positiv respons i media. Föreningsdrivna stadsodlingar gör anspråk på outnyttjade områden i städer och sluter vanligtvis avtal med kommuner. Dessa dyker upp här och där i landet och utgör ett alternativ till det mer traditionella odlandet på koloni- och odlingslotter i staden. Dessa har inget större ekonomiskt vinstintresse utan odlar för gemenskapens skull och för att de är trötta på att vara industriella ätare. Med ett pedagogiskt syfte vill föreningarna stärka de förlorade mänskliga sambanden mellan land och stad. Andra typer av stadsodlingar dyker även upp där verksamheten är mer företagsbaserad, vilket i störst utsträckning sker utomlands. Det har även börjat odlats på tak samt görs experiment på hur grödor kan odlas inomhus genom vertikal odling, antingen i futuristiska höghus av glas eller i övergivna befintliga byggnader. Grundidén för dessa vertikala inomhusodlingar bygger på att skapa slutna självförsörjande kretsloppssystem med innovativa, smarta och högteknologiska metoder. Drivkrafterna bakom stadsodlingsinitiativen grundar sig i klimatfrågan, en ohållbar matindustri, att minska transportbehovet och att på nytt stärka relationen mellan landsbygd och stad. Jag är övertygad om att jag med detta arbete har fått smygtitta in i framtiden när det handlar om att föda jordens växande storstadsbefolkningar. Det som är bäst lämpat för Sverige är de föreningsdrivna stadsodlingarna som först och främst bidrar med social hållbarhet. Ekologisk hållbarhet erhålls självklart också, och även ekonomisk om stadsodlandet får fäste och utvecklas. Den ekonomiska hållbarheten kommer inte först utan sker på sikt genom jobbskapande och stadsodlingens övriga positiva externaliteter. Jag har tillsammans med min handledare på Stockholm stad funnit den mest lämpliga placeringen och organisationsformen för en stadsodling på ett framtida idrottshallstak i Hjorthagen. Stadsdelen är den första delen som byggs av Norra Djurgårdsstaden som är tänkt att bli en klimatneutral stadsdel och ett spjutspetsområde när det handlar om hållbarhet. Med tanke på detta behövs stadsodling med produktion av ekologiska närodlade grönsaker. Det stadsodlingskoncept som jag framtagit kan stärka stadsodlingstänkande i planeringen av Norra Djurgårdsstaden. Trots denna placering, i en central stadsdel i Stockholm, är det inte här stadsodlandet gör störst nytta. Det är nämligen i miljonprogrammens förorter, där land möter stad, som odlandet i dagsläget i Sverige kan göra störst samhällsekonomisk nytta. Här bor ofta samhällets mest socialt utsatta och stadsodlingar kan få enormt stora konsekvenser och positiva följdeffekter i dessa områden. De kan bland annat främja integrationen. Stadsodling kan lära stadsplanering att på grund av klimatförändringar och en ohållbar matindustri är framtidens städer i behov av att i större utsträckning planeras med maten i åtanke. Denna planering skapar en nödvändig ”food security” och behöver ledas från politisk nivå där även näringslivet och allmänheten deltar för dialogskapande, vilket är A och O för att uppnå hållbar utveckling. Alla varianter av stadsodling bidrar på sitt sätt till en hållbar stadsutveckling och tillsammans kan de ge effekter för samtliga hållbarhetsaspekter. Genom möjligheter att på ett hållbart sätt föda världens framtida urbana befolkning, i samverkan med krafter att dela på saker, kan stadsodling bidra till minskad klimatpåverkan. En sak är säker. Att låta matindustrin fortsätta förse oss med mat som vanligt, samtidigt som vi fortsätter med dagens konsumtionssamhälle, går inte. Earth´s climate is getting worse and has become more unpredictable. It is extremely likely that this change occure due to the widespread burning of fossil fuels around the world, which humans started explosively through industrialization. IPCC determines this statement in their 5: Th climate report. If humanity intends to continue living on this planet we need to achieve a sustainable development. This development is based first and foremost on three aspects namly economical, ecological and social sustainability. An ethical aspect also seems to be on it´s way connecting to the other three, which would foster the social aspect that has been subaltern the other two. Ethics should by that be able to balance the term sustainable development. The food industry is not sustainable. An industrial agriculture consisting of fertilizers, pesticides and genetically modified crops are not healthy for neither animal, nature nor people. Since the industry is global transportation takes place all over the world. These transportations makes the average grocery product travel 1 500 miles from agriculture to consumer. This distance is probably longer due to the complexity of contents in grocerys. Many people have, thanks to this system, a bad relationship to food and its role in our lives is not what it used to be. Long transportation systems together with processing requires for prodigious amounts of oil, which makes us literarly eating oil. Almost eight oil drums are needed to feed an average American each year. Most of the countries worldwide are importing the majority of there food, which leads to fragility and vulnerability when considering today's cities and countries. If food industry shipments would cease most of the major western cities face food storages enough to feed their residents for three days. Everyone can enjoy nine meals before the real crisis erupts. Because of dwindling fuel resources there might be more difficult to import food in the future, which makes local food production within our cities nessessary. What can urban farming teach urban planning for increased social sustainability? Urban farming is gaining ground, especially in USA, Canada, Great Britain and Western Europe. Lately urban farming has experienced a boost in Sweden as well, with positive respons in the media. Associations that runs community farms claims unused areas in cities and usually contracts are closed with municipalities. They pop up here and there around the country and represent an alternative to the more traditional cultivation on allotments. These farming associations have no major interest in economic profits, instead thay farm for a more solidary community and because they are tired of being industrial eaters. With an educational purpose these associations wants to strengthen the lost human conections between land and city. Different sorts of urban farming also takes place where operations are more business based, which mainly occurs abroad. Rooftops are also, since some years, more frequently used for farming. Another interesting movement is vertical farming that takes place inside, either in futuristic skyscrapers of glas or in existing abandoned buildings. The main idea for these vertical indoor farms is closed self-sufficient systems based on innovative, smart and high technology methods. The main forces behind urban farming initiatives are the climate issue, an unsustainable food industry, to decrease the need of transportation and to once again strengthen the relationship between urban and rural areas. I am convinced that this project has let me take a look at a future way to feed the world’s rapid growing urban population. The most suitable way for urban farming in Sweden is community farms runed by associations, which primarily contributes to social sustainability. Ecological sustainability is obviously a result as well and if urban farming is here to stay we will also get economical sustainability. This last aspect will not occur immediately but instead happen in a longer perspective thanks to positive externalities evolved from urban farming. Together with my supervisor at Stockholm municipality has the best location for a community farm been located on a future gym rooftop in Hjortagen. This neighbourhood is the first part being built of the Stockholm Royal Seaport, which is supposed to be climate neutral and a leading-edge area when it comes to sustainability. Considering this urban farming is needed, with ecological localy produced vegetables. I have created an urban farming concept which can strengthen how planners think of urban farming in the future planning of Stockholm Royal Seaport. Despite this location close to the city center this is not the place where urban farming creates greatest benefits. The greatest socio-economic benefits are instead created in “Miljonprogrammets” suburbs, where land meets city. Societies most disadvantaged are often living here, which opens possibilities for urban farming to create major positive consequent effects in these areas. It can for instance promote integration. Urban farming can teach urban planning that due to climate change and an unsustainable food industry cities are in a greater need to be planned having food in mind. This planning creates food security and needs to be led through politics where also private businesses and public participation are important actors to promote dialogue, which is nessessary for reaching sustainable development. All urban farming initiatives contribute in their own way to sustainable cities and together they can have an effect on every aspect of sustainability. The opportunities to in a sustainable way feed the world´s future population, together with forces of sharing, urban farming can reduce climate change. One thing is for sure. Allowing the food industry to continue to deliver us food as usual, and at the same time consume as we do today, is not possible.

Denna studie undersöker vilka drivkrafter som kan motivera hushåll att införskaffa solcellsanläggningar på hustaken för att producera egen el. Solcellspaneler ihopkopplade till ett system benämns ofta som PV-system(Photovoltaic system) och ger hushåll en möjlighet att minska elräkningen och möjligtvis få en ersättning för den el som inte konsumeras. Hur ersättningen för överskottselen ska utformas är inte beslutat i Sverige, frågan har debatterats under arbetets gång och har förmodligen stor påverkan till vilken drivkraft som kan bli dominerande. I andra länder med en mer mogen solcellsutbyggnad så har ekonomiska stöd i form av ersättningar identifierats som en drivande faktor, frågan är om svenska hushåll förväntar sig liknande styrmedel eller om alternativa motiv för tekniken finns. Sett till hur priserna för PV-system har utvecklats i Sverige men även Europa så kan en skillnad ses. Många Europeiska länder har uppnått en mer mogen marknad där installationskostnaden och priset för systemen är lägre än för Sverige. Priserna verkar stagnera mer men det finns fortfarande utrymme för att de svenska systemen kan minska i kostnad då marknaden fortfarande är relativt liten. Därmed finns en möjlighet att grundinvesteringen kan minska mer och ge incitament för tekniken. För att undersöka drivkrafterna för PV-system hos svenska hushåll så har en enkätundersökning konstruerats. Postenkäten skickades ut till 600 hushåll som alla var kunder till Karlstads Elnät AB, svarsfrekvensen var över förväntan och 254 enkäter blev besvarade. Från enkätsvaren så analyserades uppgifterna för att ge en överblick om åsikter för teknologin samt för att försöka se om en kategorisering av hushållen kunde utföras. Från resultaten så kan en positiv inställning till PV-system ses, trots de få installerade systemen i området så har många förtroende för teknologin och vill veta mer. Kännedom om att någon i bekantskapen har ett installerat system verkar nå ut långt, men en kunskapsöverföring kan inte ses hos de som känner någon med ett installerat system. Den dominerande drivkraften för att ta till sig PV-system var i undersökningen ekonomisk motiv. Få av respondenterna upplevde att de hade god kunskap, många såg bristande kunskap om tekniken och vilka ersättningar som gäller som tydliga barriärer för att installera ett PV-system. Ett stort intresse fanns hos respondenterna i undersökningen för att få mer information om systemet och dess villkor, av kommunikationskanalerna så föredrogs broschyrer och möjligheten att läsa om teknologin via hemsidor. Enligt kategoriseringarna av hushållen som genomfördes så sågs att drivkrafterna sällan ändrade sig, den potentiella marknad som finns för PV-system kräver ett tydligare incitament för att realiseras.

Skumning utgör ett av de vanligaste och allvarligaste problemen vid rötning. Trots att rötning är en noga studerad metod, som kan användas både för att återvinna avfall som energi och minska på användningen av fossila bränslen, saknas fortfarande någon tydlig orsak till och lösning på skumningsproblemet. Det här examensarbetet utförs som en del av Botnia Atlantica-projektet ”Från bioavfall till bionäring–hållbara kretslopp med rötning och gödsling”. Det baserar sig på en litteraturstudie samt intervjuer och tar upp alla potentiella orsaker och lösningar gällande skumning, samt påträffade följder av problemet. Det visar sig att det råder oenighet på flera områden både då det gäller rötning och skumningsproblemet, vilket pekar på behovet av att studera fenomenet ytterligare. Problemen gäller inte bara skilda åsikter i litteraturen, utan också brister i studier på området, vilka oftast är specifika för anläggningen de utförts på. Det finns dock flera potentiella lösningar, som dessutom ofta skulle innebära förbättringar i produktionen för en biogasanläggning. Praktiska försök har också utförts och redovisas examensarbetet. Två genomskinliga rötreaktorer i laboratorieskala konstruerades och testades. De blandningar av substrat som tidigare har gett upphov till problem i projektet har rötats i de genomskinliga rötreaktorerna för att se om skumning har förekommit. I allmänhet saknar man möjlighet att se in i rötreaktorer under processen. Skumning förekom inte i försöken, men slamtäcke bildades, vilket är kopplat till skumning. Foaming is one of the most common and harmful problems that may occur during anaerobic digestion. Even though anaerobic digestion is a well known method that can be used to both recycle waste as energy and reduce the use of fossil fuels, it is still not known what the cause of foaming is. This Bachelor’s thesis is carried out in the Botnia Atlantica project “From biowaste into organic nutrition–sustainable cycles with anaerobic digestion and fertilization”. It is based on a literature study and interviews, and deals with the reasons, solutions and consequences connected to foaming during anaerobic digestion. It has become clear that there is a lot of difference of opinions of both anaerobic digestion and foaming. Another problem is that many of the studies that have been carried out in the field are specific to the studied biogas plant. This thesis pays attention to these shortcomings and they indicate the need for further studies. Several potential solutions to foaming have been found, which may improve the production and profitability of the biogas plant as well. To study foaming two transparent anaerobic digesters have been constructed and tested. Such compositions of substrates that have caused problems in previous experiments in the project have been tested in the transparent digesters, to see if foaming has occurred. The results are presented in this work. No foaming was detected, but scum, which is connected to foam, formed in the digesters.

Detta examensarbete behandlar kort biogasbildningsprocessen, samt planering och programmering av ett moderniserat styrsystem. Det redogörs kort vilka kriterier som måste uppfyllas för att biogas ska produceras, vilka olika typer av biogas som används och vilka olika anläggningstyper som används vid framställning av biogas. Examensarbetet ger även information om biogasen på den finländska marknaden och på gårdsanläggningar. Det ges information om anläggningens dimensioner och en förklaring över hur anläggningen fungerar. Orsaken till förnyandet av styrsystemet är att anläggningen använder en föråldrad teknik, vilket leder till att underhållet försvåras. Planeringen behandlar tillvägagångssättet för elplaneringen av den nya styrcentralen, hur och var man börjar, vilket program som används och hur tankegången fortsätter. Programmeringsverktyget Siemens SIMATIC STEP 7 och WinCC är de mest kända och mest använda programmeringsverktygen inom industriell automation i hela världen. I detta examensarbete beskrivs programmering med programmeringsverktygets nyaste versioner: Step 7 V11 och WinCC V11, som är integrerade i verktyget TIA-Portal. I programmeringen tas det upp bl.a. vad en PLC är, hur den fungerar och vad ett användargränssnitt är. Eftersom ibruktagning av anläggningen inte hör till examensarbetet blev resultatet utvärderat med en simulering av anläggningen. Simuleringen indikerade att både systemets funktion och användbarhet förbättrats. This thesis briefly deals with the biogas process and also with planning and programming a modernized control system. It gives a short summary of which demands need to be fulfilled for biogas to be produced, which types of biogas are used and what types of biogas plants are used when producing biogas. The thesis also gives a short summary of biogas on the Finnish market and on farm-scale agricultural biogas plants. The thesis gives information about the dimensions of the plant and an explanation of how the plant works. The reason why the plant is being modernized is that the plant’s control system is outdated, which makes the maintenance more difficult. The planning explains the workflow of the electrical design of the electrical control box, how and where to start, which software is used and how the planning continues. The programming software Siemens SIMATIC STEP 7 and WinCC are the most known and the most widely used programming software in industrial automation. In this thesis the programming is described with the programming software’s newest versions: Step 7 V11 and WinCC V11, which are integrated in the TIA-Portal. The programming explains for instance what a PLC is, how it works and what a user interface is. As the thesis doesn’t include the system start-up, the evaluation of the result was done with a simulation of the plant. The simulation indicated that both the functionality and the usability of the plant were improved. Tämä opinnäytetyö käsittelee lyhyesti biokaasun tuotantoprosessia sekä biokaasulaitoksen ohjausjärjestelmän modernisoinnin suunnittelua ja ohjelmointia. Selvitetään lyhyesti, mitkä kriteerit pitää täyttyä ennen kuin biokaasua syntyy, mitä eri biokaasutyyppejä on ja minkälaisia laitostyyppejä käytetään biokaasun tuotannossa. Opinnäytetyö käsittelee myös hieman Suomen biokaasumarkkinoita ja maatilalaitoksia. Opinnäytetyössä kerrotaan biokaasulaitoksen taustaa ja selvitetään laitoksen toimintaa. Syy biokaasulaitoksen ohjausjärjestelmän modernisointiin on tekniikan ikääntyminen, joka hankaloittaa huoltoa. Suunnittelu käsittelee uuden ohjauskeskuksen sähkösuunnittelun toteutustapaa, käytettyjä ohjelmointityökaluja ja miten ohjelmointi on toteutettu. Ohjelmointityökalu Siemens SIMATIC STEP7 ja WinCC ovat maailman kuuluisimmat ja eniten käytetyt ohjelmointityökalut teollisuusautomaatiossa. Tässä opinnäytetyössä selvitetään ohjelmointia ohjelmointityökalun uusimmalla versiolla: Step 7 V11 ja WinCC V11, jotka on integroitu TIA-Portal -työkaluun. Ohjelmoinnissa käsitellään mm. mikä PLC on, miten se toimii ja mikä käyttöliittymä on. Koska laitoksen käyttöönotto ei kuulu opinnäytetyöhön, tulosta arvioitiin laitosta simuloimalla. Simuloinnnin perusteella voitiin todeta, että sekä laitoksen toiminta että käytettävyys parantuivat.

The contents of this Bachelor´s thesis work are reflected by the awareness of energy usage found in energy consumers of today. The thesis consists of a technical investigation and a pre-planning of a suitable ground source heat pump system for the housing corporation Antellinpuisto´s storey house. Rising energy prices are the reasons for why Antellinpuisto wants to stop using district heating as the primary heat source and use a geothermal heat pump system instead, which is less dependent on future energy price rises. In the theoretical part of the thesis the heat pump technology and the dimensioning of heat pump systems are described and discussed. Geothermal heat pumps can be compared to transformers that convert stored geothermal heat into energy to heat up buildings with. Adequate source material of heat pump technology has been found in energy technology books and on Suomen Lämpöpumppuyhdistys ry´s website. Through collaboration with independent heat pump system designers the thesis gives a more comprehensive picture. A geothermal heat pump system involves a significant investment expenditure for the housing corporation mentioned above, but the annual and cumulative heat energy costs for the geothermal heat pump system will make the system competitive in comparison to the housing corporation´s present form of heating. This pre-planning of a geothermal heat pump system for Antellinpuisto´s property will be the basis for a subsequent system optimization. Opinnäytetyö kuvaa hyvin nykypäivän energiakuluttajan tietoisuutta energiankulutuksesta. Opinnäytetyö koostuu kalliolämpöpumpun teknisestä tarkastuksesta sekä esisuunnittelusta kerrostaloyhtiö Antellinpuistolle. On odotettavissa, että energiakustannukset nousevat ja tämän takia Antellinpuisto haluaa luopua kaukolämmöstä ja vaihtaa ensisijaiseksi lämmönlähteeksi kalliolämpöpumpun, joka on vähemmän riippuvainen tulevaisuuden energian hinnankorotuksista. Työn teoriaosassa on perehdytty lämpöpumpputekniikkaan ja lämpöpumppujärjestelmän mitoittamiseen. Kalliolämpöpumppua voidaan verrata muuntajaan, joka muuntaa varastoituneen kalliolämmön kiinteistön lämmitysenergiaksi. Luotettavat tietolähteet lämpöpumpputekniikkasta on kerätty energiatekniikan kirjoista ja Suomen Lämpöpumppuyhdistys ry:n nettisivuilta. Yhteistyö sitoutumattoman lämpöpumppujärjestelmän suunnittelijan kanssa antaa opinnätetyölle laajemman näkemyksen. Kalliolämpöpumppujärjestelmä on merkittävä investointikustannus asuntoyhtiö Antellinpuistolle, mutta vuotuiset sekä kumulatiiviset lämmitysenergian hankintakustannukset kalliolämpöpumppujärjestelmälle tekevät järjestelmästä kilpailukykyisen asuntoyhtiön nykyiseen lämmitysmuotoon verrattuna. Tästä esisuunnitellusta kalliolämpöpumppujärjestelmästä Antellinpuiston kiinteistö saa perustan myöhempään järjestelmän optimointiin. Innehållet i detta examensarbete återspeglas långt av den medvetenhet i energianvändning som hittas hos dagens energikonsumenter. Examensarbetet utgörs av en teknisk undersökning samt förplanering av lämpligt bergvärmepumpsystem för bostadsbolaget Antellinpuistos flervåningshus. Stigande energipriser gör att Antellinpuisto vill frångå fjärrvärmen som primärvärmekälla och övergå till ett bergvärmepumpsystem som är mindre beroende av framtida energiprishöjningar. I teoridelen av examensarbetet undersöks värmepumptekniken samt dimensioneringen av värmepumpsystem. Bergvärmepumpen kan ses som en typ av transformator som omvandlar lagrad bergvärme till värmeenergi för uppvärmning av fastigheter. Adekvat källmaterial över värmepumptekniken har hittats ur energiteknikböcker och från Suomen Lämpöpumppuyhdistys ry:s webbsida. Genom samarbetet med oberoende värmepumpsystemplanerare ger examensarbetet en bredare helhetsbild. Ett bergvärmepumpsystem innebär en stor investeringskostnad för bostadsbolaget Antellinpuisto, men den årliga samt kumulativa värmeenergikostnaden för bergvärmepumpsystemet gör systemet konkurrenskraftigt i jämförelse med bostadsbolagets nuvarande uppvärmningsform. Denna förplanering av bergvärmepumpsystemet för Antellinpuistos fastighet utgör grunden vid en senare systemoptimering.