IVL Svenska Miljöinstitutet

To meet climate targets the emissions of greenhouse gases from transport need to be reduced considerably.

Electrofuels (e-fuels) produced from low-CO2 electricity, water, and carbon (or nitrogen) are potential low-climate-impact transportation fuels. The purpose of this review is to provide a technoeconomic assessment of the feasibility and potential of e-fuels for road, ocean, and air transport.

The assessment is based on a review of publications discussing e-fuels for one or more transport modes. For each transport mode, (a) e-fuel options are mapped, (b) cost per transport unit (e.g. vehicle km) and carbon abatement costs are estimated and compared to conventional options, (c) prospects and challenges are highlighted, and (d) policy context is described.

Carbon abatement costs for e-fuels (considering vehicle cost, fuel production and distribution cost) are estimated to be in the range 110–1250 € tonne−1 CO2 with e-gasoline and e-diesel at the high end of the range.

The investigated combined biofuel and e-fuels production pathways (based on forest residues and waste) are more cost-competitive than the stand-alone e-fuel production pathways, but the global availability of sustainable biomass is limited making these pathways more constrained.

While the potential for e-fuels to decarbonize the transport sector has been discussed extensively in the literature, many uncertainties in terms of production costs, vehicle costs and environmental performance remain. It is too early to rule out or strongly promote particular e-fuels for different transport modes. F

or e-fuels to play a significant role in transportation, their attractiveness relative to other transport options needs to be improved. Incentives will be needed for e-fuels to be cost-effective and increased clarity on how e-fuels are linked to existing policies is needed.

EU recently decided to include shipping, meaning all intra-European shipping and50% of extra-European voyages, in the EU Emissions Trading System (ETS)beginning in 2024. This article provides an early assessment of the impacts of theEU ETS on the shipping sector’s potential reductions in greenhouse gas emissionsfor different types of ships. It further examines selected mitigation measures andthe impact on modals split and costs. The study employs a mixed-methodsapproach  combining  quantitative  estimates  (based  on  data  from  the  EUmonitoring,  reporting  and  verification  system)  with  qualitative  data  andinformation from interviews with key actors and from previous literature.

This approach aims to provide a comprehensive understanding of the impacts of theEU ETS. The inclusion of shipping in the EU ETS is expected to introduce significantincentives to reduce emissions. We estimate that switching to bio-methanol at anemissions allowance price of€90–100/tCO2will be cost-effective for a minor shareof shipping segments (representing about 0.5-5% of all ships), whereas at a priceabove€150/tCO2it could be cost-effective for a considerable share (potentially75%) of ships. In the short term, the costs incurred by the EU ETS will be passed onto transport customers as a surcharge. The increased cost may, unless properlyaddressed, drive carbon leakage. Meanwhile, a modal shift away from shippingmay occur in the roll-on, roll-off(RoRo) and roll-on passenger (RoPax) segmentsdue to direct competition with road and rail transport and the relative ease ofshifting to other modes of transport.

Dammövervakning är ett stort och viktigt område för svenska dammägare. Det är en utmaning att kontinuerligt övervaka en dammkonstruktion med dess givare och snabbt kunna reagera på förändringar som visar på en avvikelse i dammen. Rapporten behandlar metoder för datorbaserad upptäckt av givar- och kommunikationsfel samt tillämpning av multivariata metoder för att upptäcka och visualisera avvikande tillstånd för en damm.Rapporten är en redovisning av det tredje av en rad forskningsprojekt. Projektet har drivits av IVL Svenska Miljöinstitutet AB under 2022–2023. Alla projekt har finansierats av Energiforsk och Stiftelsen Institutet för Vatten- och Luftvårds-forskning (SIVL) och har som mål att implementera övervakning, detektion och visualisering av givarfel samt övergripande tillståndsövervakning av dammar inklusive varning när tillståndet rör sig mot icke normalt område.

Ett syfte för detta projekt har varit att fördjupa kunskapen kring de metoder vi använder genom att komplettera med ytterligare en fallstudie som är av annan karaktär än de tidigare, både gällande dammen och dess övervakningsgivare. Ett andra syfte har varit att öka kunskapen och kompetensen både på bredden och på djupet för branschen. Ett tredje syfte har varit att hitta sätt att öka lättillgängligheten av de resultat som våra metoder ger.I de tidigare två projekten i serien har vi utvecklat och installerat en generell övervakningsapplikation som körs i realtid hos två av dammägarna, med dataöverföring från och till deras signaldatabaser. Vi har utvecklat metoder för fristående övervakning av enskilda signaler, univariat övervakning samt påbörjat utveck-lingen av multivariat övervakning. I det här projektet har de samlade erfarenheterna använts för att ansluta en tredje damm, fallstudie III, och för att fortsätta utvecklingen av metodiken. En stor del av projektet har också ägnats åt resultat¬spridning i form av webbinarier, en djupare kurs för personal hos kraftbolagen om den använda metodiken och den bakomliggande teorinProjektserien har nu tre fallstudier, och genom anläggningsägarna har projektet fått tillgång till mer än 5 års historiska data för respektive damm. Dessa data ligger till grund för vidare utveckling och utvärdering av övervakningsmetoderna. Att samla in, bygga upp en gemensam förståelse av och förbehandla dessa data kräver mycket tid och ett gott samarbete mellan dataspecialister och dammägare, en grund som nu är lagd.

Denna rapport publiceras både i Energiforsks rapportserie och i IVL:s rapportserie B.

The Nordic countries aim for a carbon-neutral Nordic region. Maritime transport is one of the key remaining sectors to decarbonize and is important from a Nordic perspective due to the relatively large Nordic involvement in this industry. The HOPE project addresses how regional shipping in the Nordic region can do the transition to become fossil-free. The project aims at clarifying the potential role of hydrogen based marine solutions in reducing the Nordic greenhouse gas (GHG) emissions. In the centre of the project is a ship concept where a typical RoPax-vessel with operating distances of around 100 nautical miles is designed for including operation with hydrogen as fuel and fuel cells for energy conversion. The overall design of the concept ship is compared with selected other fuel alternatives from a cost perspective. 

Further, both the conditions for designing such a ship and the consequences are studied. The conditions include technical design and costs of fuel systems and handling, powertrains etc. but also an analysis of barriers and drivers for the realisation of hydrogen solutions for shipping, such as economic, legal, and policy issues. For example, in terms of drivers, policy options needed to accelerate the uptake of hydrogen based marine solutions are assessed. Strategies and the potential of producing these fuels in the Nordic region are also reviewed from a shipping perspective. A realistic potential for uptake of these technologies/fuels by Nordic shipping are assessed and the benefits regarding lower emissions of GHGs and air pollutants are estimated. This report summarizes the assessments made in the HOPE project including main findings. 

A techno-economic assessment and environmental and social sustainability assessments ofnovel Fischer–Tropsch (FT) biodiesel production from the wet and dry gasification of biomass-based residue streams (bark and black liquor from pulp production) for transport applications are presented. A typical French kraft pulp mill serves as the reference case and large-scale biofuel-production-process integration is explored. Relatively low greenhouse gas emission levels can be obtained for the FT biodiesel (total span: 16–83 g CO2eq/MJ in the assessed EU countries). Actual process configuration and low-carbon electricity are critical for overall performance.

The site-specific social assessment indicates an overall positive social effect for local community, value chain actors, and society. Important social aspects include (i) job creation potential, (ii) economic development through job creation and new business opportunities, and (iii) health and safety for workers. For social risks, the country of implementation is important. Heat and electricity use are the key contributors to social impacts.The estimated production cost for biobased crude oil is about 13 €/GJ, and it is 14 €/GJ (0.47 €/L or50 €/MWh) for the FT biodiesel. However, there are uncertainties, i.e., due to the low technologyreadiness level of the gasification technologies, especially wet gasification. However, the studiedconcept may provide substantial GHG reduction compared to fossil diesel at a relatively low cost.

Renewable fuels for transport are needed to reach future climate targets. However, the potential future role of different biofuels, hydrogen, and electrofuels (produced by electricity, water, and CO2) in different transportation sectors remains uncertain. Increased knowledge about the preconditions for different renewable fuels for road and air transport to contribute to the transformation of the transport sector is needed to ensure the transformation is done in a climate- and cost-effective way. The CO2 abatement cost, i.e., the cost of reducing a certain amount of greenhouse gas (GHG) emissions is central from both a societal and business perspective, the latter partly due to the design of the Swedish reduction obligation system.

The abatement cost of a specific fuel value chain depends on the fuel production cost and the GHG reduction provided by the fuel. This report provides an updated summary of the CO2 abatement costs for various types of biofuels and electrofuels for road transport and aviation, relevant in a Swedish context. Fuel production costs and GHG performance (well to wheel) for the selected renewable fuel pathways are mapped based on published data. The estimated CO2 abatement cost ranges from -0.37 to 4.03 SEK/kg CO2-equivalent. Methane from anaerobic digestion of sewage sludge and ethanol from fermentation of sugarcane and maize end up with negative CO2 abatement cost given the assumptions made, meaning it is more economically beneficial to use than its fossil counterpart.

Electrofuels pathways (particularly diesel and aviation fuels) have, on the other hand, relatively high CO2 abatement costs. Also, so-called bio-electrofuels produced from biogenic excess CO2 from biofuel production and electricity linked to biofuel production generally have higher CO2 abatement costs than the corresponding forest biomass-based biofuel pathway. For forest biomass-based biofuels, bio-electrofuels and electrofuels, methanol, and methane pathways in general have somewhat lower CO2 abatement costs than hydrocarbon-based fuels (gasoline, diesel, and aviation fuel).Since most of the assessed renewable fuel pathways achieve substantial GHG emission reduction compared to fossil fuels, the fuel production cost is, in general, more important than the GHG performance to achieve a low CO2 abatement cost. The production cost for fossil fuels also influences the CO2 abatement cost to a large extent. More estimates of cost and GHG performance for gasification of waste-based pathways are needed and for certain pathways under development (e.g., including hydropyrolysis).

Ett vanligt argument för att inte sortera plastavfall utan i stället slänga det i brännbar avfallsfraktion är att volymerna av plastavfall är för små för att det skulle betala sig ekonomiskt att återvinna dem. Lösningen på detta har hittills varit att försöka samla in så mycket som möjligt för att sedan sortera i olika plastfraktioner. Med detta projekt har det utvärderat om man istället kan ha en specifik insamling och få mindre, men renare flöden, s.k. ”smarta loopar” av material.

I projektet har det gjorts en kartläggning vad som skulle kunna fungera/ inte fungera och hitta möjligheter för att nå smarta loopar. Fokus i projektet låg på att identifiera hinder och åtgärder/lösningar som adresserar beteende och policyfrågor och inte på tekniska lösningar.

Kartläggningen i projektet har genomförts med hjälp av fyra fallstudier: 1) Pallsträckfilm, 2) Spännband och lyftslingor, 3) plastemballage av kläder och 3) sportartiklar för innebandy. I projektet har det kartlagts båda på individuella hinder och åtgärder, som mer allmänna hinder och åtgärder som verkar vara gemensamt i de loopar projektet har tittat på.

Projektet har visat att det redans finns bra exempel på fungerande smarta loopar i Sverige och det finns ett stort intresse hos svenskt näringsliv att ta fram flera smarta loopar. Det finns dock flera utmaningar kopplat till detta som diskuteras i projektet. Nu när flera hinder och potentiella åtgärder har kartlagts, krävs det att looparna testas och utvärderas i en liten skala. För företag som vill komma igång har projektet tagit fram en handlingsplan bestående av ett antal punkter man bör undersöka innan man startar.

This report includes a ship concept design developed for a RoPax ship (a ferry transporting passengers and goods) with hydrogen fuel cell propulsion for intended operations on the route Frederikshavn (Denmark) to Gothenburg (Sweden). The assessments, performed within the HOPE (Hydrogen fuel cells solutions in shipping in relation to other low carbon options – a Nordic perspective) project, shows that it is technically feasible to build and operate such a ship with existing technology for the studied route between these two Nordic countries. Also, the costs of such a concept are assessed and compared to other fuel options including: battery-electric propulsion, electro-ammonia, electro-methanol, biomass-based methane, or fossil liquefied natural gas (LNG), as well as conventional fossil marine gas oil (MGO).

The overall result from the comparative analysis of the estimated costs is that the hydrogen fuel cell ship, when assuming current or near future costs for the technology and the hydrogen, is estimated to be some 25 percent more expensive than a conventional fossil fuelled (MGO) RoPax ship (when including costs for emissions in the EU emission trading scheme). However, the cost developments are uncertain. In the case that fuel cell prices, and hydrogen prices, are decreasing, and todays cost levels of emission allowances in the EU emission trading scheme (ETS) increase, the hydrogen fuel cell ship could possibly be operated at lower total costs compared to the MGO fuelled ship.

A cost benefit analysis was also performed, comparing costs linked to the technical implementation of hydrogen fuel cell solutions in shipping (with a private and social perspective) to benefits in terms of reduced external costs linked to lower emissions and potential subsides. The cost benefit assessment also confirms that the investment from a private perspective is not cost effective and that additional subsidies may be needed for investments in fuel cell hydrogen technology to take place. The cost effectiveness from a social perspective is strongly dependent on values of highly uncertain parameters.

The impacts of emissions of hydrogen as fuel in a Nordic context were assessed for deployment scenarios for hydrogen and fuel cell solutions in Nordic shipping. There is a considerable potential for emission reductions both in terms of CO2, nitrogen oxides (NOX), sulphur dioxide (SO2) and particulate matter (PM) linked to the implementation of hydrogen and fuel cells in Nordic shipping, particularly in the RoPax segment, representing 30% of total CO2 emissions in 2018. Considering the relatively long lifetime of vessels, investments must be made soon to enable a hydrogen powered shipping fleet in the near future. Since it is currently not economically viable with hydrogen and fuel cells vessels there is need for subsidies and investments in pilots to develop solutions and speed up the process. 

Denna studie är en del av det fortsatta regeringsuppdrag som Energimyndigheten, Naturvårdsverket och Sveriges geologiska undersökning (SGU) erhållit som handlar om att utveckla myndighetssamverkan för Sveriges delar av en hållbar europeisk värdekedja för batterier.

En utveckling mot en mer hållbar batterivärdekedja (BVK) innebär enligt regeringsuppdraget att de problemområden som finns behöver förbättras och de möjligheter som finns förstärkas. Indikatorer kan användas för att följa utvecklingen. Inom detta uppdrag har en litteraturstudie genomförts där indikatorer sammanställts som kan vara tillämpliga för att kunna följa utvecklingen.

I uppdraget har även ingått att ta ställning till frågor om tänkta användares behov möts bäst av statiska indikatorer, kontextberoende indikatorer eller en kombination av dessa, samt när kvalitativa eller kvantitativa indikatorer är mest ändamålsenliga. Inom olika delar av BVK finns olika problem och möjligheter, vilket beskrivits väl i en rapport från ett tidigare samverkansuppdrag mellan Energimyndigheten, Naturvårdsverket och SGU (Energimyndigheten, 2022).

Dessa problem och möjligheter tillsammans med de målområden och de kriterier för hållbarhet som sattes upp inom samverkansuppdraget har utgjort en grund för de indikatorer som presenteras i denna studie. BVK är i en relativt ny fas sett till den kontext som avsågs i samverkansuppdraget där litiumjonbatterier (LIB) till elfordon var i fokus. De stora problemområdena kring hållbarhet inom BVK för LIB kopplas till stor del till en brist på hållbarhet vid råmaterialframställningen som idag nästan uteslutande sker utanför Europa.

Batteriproduktion kräver stora mängder energi, vilket ställer krav på att den energi som nyttjas i så stora delar som möjligt utgörs av förnyelsebar energi. I övrigt handlar produktionssteget (som vid all produktion) om att sikta på en så hög resurs- och materialeffektivitet som möjligt, vilket bland annat ställer krav på längre livslängd, smartare design och utökad spårbarhet.  

Kompetens och samverkan är två andra viktiga frågor för att få till en positiv hållbar utveckling inom BVK. Kompetens saknas i flera avseenden och i flera delar av BVK och den snabba utveckling som sker och det enorma behovet av batterier enligt flera studier ställer höga krav på en utökad samverkan (IEA, 2020; WEF, 2019).Parallellt med den snabba utvecklingen inom BVK kommer också mycket ny lagstiftning. Inte minst via nya EU-regleringar inom den gröna given (Green Deal). Flera av regleringarna kommer att ha en betydelse för den problematik som beskrivits ovan och för batterivärdekedjan på sikt. Inom de olika förslagen till ny EU-lagstiftning som lanserats på senare tid kommer mycket av detaljerna att fastställas längre fram genom delegerade akter.

Här finns möjligheter för aktörer inom BVK att göra sin röst hörd i den process där medlemsstaterna får komma in med synpunkter. En hypotes är att denna process skulle tjäna på en utökad samverkan mellan aktörer inom BVK med större möjligheter att se helheten och gemensamma problem och på så vis också ta fram inspel med gemensam nytta. 

I arbetet med att undersöka vilka befintliga indikatorer som kan användas för att följa en hållbar utveckling av BVK behöver de bakomliggande drivkrafterna fastställas. Det kan finnas olika drivkrafter för en etablering av en hållbar BVK. Aktörer kan ha olika mål och intressen i olika delar av BVK. Myndigheter och beslutsfattare kan exempelvis ha en syn på att den övergripande drivkraften med att etablera en mer hållbar BVK är för att bidra till en minskad klimatpåverkan, medan drivkraften för andra intressenter kan vara att tjäna pengar.

Det ena behöver naturligtvis inte utesluta det andra, men i förlängningen kan det ge olika uppfattning om vilken påverkan som är mer eller mindre viktig. Det gör att indikatorer som kan användas för att mäta en hållbar utveckling av BVK kommer att svara på olika frågeställningar och peka i olika intresseriktningar. Hållbarhetsbegreppets tre delar (sociala, ekonomiska och miljömässiga) behöver alla beaktas, vilket också betyder att en indikator kan peka på en ekonomiskt positiv utveckling, men där det samtidigt inte behöver betyda en positiv social och/eller miljömässig sådan. För aktörer i olika delar av BVK bör hållbarhet inte längre bara vara ett regulatoriskt krav, utan snarare bli en nyckelkomponent i affärsstrategin. Särskilt eftersom hållbarhetskraven när det gäller klimatpåverkan, efterlevnad av mänskliga rättigheter och ansvarsfull användning av råvaror ständigt främjas inte bara på politisk nivå utan också av kunder, investerare och intressegrupper.

Ytterligare en viktig del, kopplat till indikatorer för att beskriva utvecklingen inom BVK, är att det behövs hänvisning till vilka företag och aktörer som avses vara verksamma inom BVK. Detta har inte varit en del att lösa inom detta uppdrag. En hypotes är att det exempelvis skulle gå att använda så kallade SNI-koder. SNI är en standard för svensk näringsgrensindelning för att bland annat hänföra företagens verksamhet till en eller flera näringsgrenar (SCB, 2023a). Eftersom BVK består av olika typer av företag kan alla förmodligen inte knytas till en och samma SNI-kod, men ett sätt att lösa det kan vara att utgå ifrån det företag som producerar batterier och därefter, liknande en livscykelinventering, följa företagets aktiviteter och kopplingar till aktörer upp- och nedströms batteriproduktionen. Det finns många hållbarhetsindikatorer redan idag som används för att mäta utvecklingen inom olika värdekedjor, branscher och företag både på global (Agenda 2030) och nationell nivå (Sveriges miljömål). Redan idag rapporterar företag om sin ekonomiska, sociala och miljömässiga påverkan. Olika myndigheter har ansvar för att ställa samman information om Sveriges arbete med att uppnå globala och nationella miljömål där indikatorer ligger till grund för bedömningarna.Även indikatorer inom en av de tre dimensionerna kan visa på olika riktningar.

Exempel på detta kan vara att klimatpåverkan minskar genom ökad andel förnyelsebar energi, men att detta samtidigt kan bidra till en utökad resursanvändning (primära material i form av metaller och mineral). Detta kommer inte att gå att undvika i vissa fall och därför är det av stor vikt att väga olika motsatser och att sträva efter det alternativ som totalt sett är det mest hållbara. Indikatorer ska därför ses som ett verktyg av flera för att kunna belysa differenser och avväganden i en större kontrast.Inom denna studie är en generell notering att det till antalet finns fler beskrivna och listade miljömässiga och sociala indikatorer än ekonomiska. Beträffande ekonomiska indikatorer kan dessa också ses som mer generella och därför inte ha specifika kopplingar till olika branscher.Studien diskuterar också viktiga aspekter kring tolkning av indikatorer och datakvalitet ihop med några exempel på BVK-indikatorer.

Bland annat är det av relevans att förstå ursprunget och eventuella begränsningar som de underliggande datakällorna kan ha. Alla datakällor är dock unika på sitt sätt och kräver att en djupare analys av datakällor och klassificering av indikatorkategori görs på varje indikator som ska användas, förslagsvis med studiens samling av aspekter kring indikatorer och data. 

Utgångspunkten för denna rapport har varit att indikatorerna tillsammans och var för sig beskriver de delar som kan utgöra positiva och negativa effekter för att batterivärdekedjans utveckling blir så hållbar som möjligt. Utifrån dessa indikatorer är det sedan upp till myndigheter och beslutsfattare att, tillsammans med aktörerna inom BVK, driva utvecklingen åt rätt håll. 

Future ships need to operate with low or possibly zero greenhouse gas (GHG) emissions while ensuring low influence on other environmental impacts and that the operation is economically feasible.

This study conducts a life-cycle evaluation of potential decarbonization solutions involving selected energy carriers (electrolytic hydrogen, electro-ammonia, electro-methanol, and electricity) in different propulsion system setups (engines, fuel cells, and carbon capture technologies) in terms of environmental impact and costs.

The results of the study show that the assessed decarbonization options are promising measures to reduce maritime GHG emissions with low-carbon-intensive electricity.

The same order of GHG reduction is shown to be possible independent of the propulsion system and energy carrier used onboard.

However, the carbon abatement cost ranges from 300 to 550 €/tCO2eq, and there is a trade-off with environmental impacts such as human toxicity (cancer and non-cancer effects) and freshwater ecotoxicity mainly linked with the wind infrastructure used for electricity production.

Electro-ammonia in fuel cells is indicated to be effective in terms of the carbon abatement cost followed by the so-called HyMethShip concept.

The higher abatement cost of all options compared to current options indicates that major incentives and policy measures are required to promote the introduction of alternative fuel and propulsion systems.

Med utgångspunkt i solcellers potential avseende lokal elproduktion och klimatnytta fokuserar föreliggande projekt på förutsättningarna för urban byggnadsapplicerad solkraft, detta med fokus på möjligheter och eventuella hinder för att dimensionera anläggningar utifrån fysiska förutsättningar för att utnyttja den fulla potentialen. Projektet har, med stöd i tidigare studier, genomförts med utgångspunkten att solceller är önskvärda ur klimat- och energisystemperspektiv samt att dessa i många fall och för många aktörer är lönsamma. Samtidigt finns bilden av att regelverk för skatter och subventioner samt befintliga prismodeller inte styr mot maximering utifrån fysiska förutsättningar, en bild som bekräftades i inledande dialoger med deltagande aktörer i projektet.  

Excess heat could meet approximately 25% of the heat demand in the European building sector. However, the recovery of excess heat is low, which has been attributed to financial, technical and organisational barriers. There is limited information on the perceived risk exposure of excess heat recovery at different points in time, before undertaking the investment or after having undertaken the investment, and at locations with existing district heating networks or not (greenfield). This is unfortunate because experience can enable new collaborations. In this paper, we compare the perceived risk exposure of four greenfield and two ongoing industrial excess heat recovery collaborations.

In doing so, we confirm previously identified barriers, such as difficulty to agree on the value of excess heat, the risk of a single heat source and lack of regulation. We also find that, with experience, changes to the excess heat-generating processes are increasingly important, whereas, greenfield sites find the lack of ‘know-how’ to be risky. However, the main conclusion from this paper is that the risks of industrial excess heat recovery collaborations appear to be over-emphasised. In fact, risk exposure of industrial activity can be reduced through industrial waste heat recovery as excess heat is characterized by limited price fluctuations and new environmental requirements from customers and authorities can be met proactively. Combining experience with a standardised excess heat recovery policy should significantly reduce the risk exposure of new collaborations.

Urban heat sources from urban infrastructure and buildings could meet ~10% of theEuropean building heating demand.

There is, however, limited information on how to use them. The EU project ReUseHeat has generated much of the existing knowledge on urban waste heat recovery implementation. Heat recovery from a data center, hospital and from water were demonstrated. Additionally, the project generated knowledge of stakeholders, risk profile, bankability and business models.

The recovery of urban waste heat is characterized by high potential, high competitiveness compared to other heating alternatives, high avoidance of GHG emissions, payback within three years and low utilization. These characteristics reveal that barriers for increased utilization exist.

The barriers are not technical. Instead, the absence of a waste heat EU level policy adds risk. Other showstoppers are low knowledge on the urban waste heat opportunity and new stakeholder relationships being needed for successful recovery.

By combining key results and lessons learned from the project this article outlines the frontier of urban waste heat recovery research and practicein 2022.

The climate impact caused by the shipping industry has increased over the past decades despite attempts toimprove the energy efficiency of vessels and lower induced emissions. A tool in reducing climate and otherenvironmental impacts is new low emissions propulsion technologies. These new technologies need toreduce harmful emissions not only in the tailpipe but also over the entire life cycle. This study uses lifecycle assessment to investigate the life cycle environmental impact of a propulsion concept currentlyunder development: the HyMethShip concept. The HyMethShip concept combines electro-methanolenergy storage, an onboard pre-combustion carbon capture system, and a dual fuel internal combustionengine. The concept aims for an almost closed CO2 loop by installing CO2 capture onboard.

The CO2 isunloaded in port and converted into electro-methanol which is used to fuel the ship again. This is madepossible by a pre-combustion process converting electro-methanol to hydrogen and CO2. Theassessment is conducted from well-to-propeller and focuses on ship operation in the North Sea in 2030.The results indicate that this technology could be an alternative to reduce the climate impact fromshipping.

The results show a lower impact on acidification, climate change, marine eutrophication,particulate matter, photochemical ozone formation, and terrestrial eutrophication compared to internalcombustion engines run on either marine gas oil (0.1% sulphur content), biogenic methanol, fossilmethanol, or electro-methanol. Electricity with low climate and environmental impact is likely requiredto achieve this, and low NOx emissions from combustion processes need to be maintained. A potentialtrade-off is higher toxicity impacts from the HyMethShip concept compared to most other options, dueto metal needs in wind power plants.

This study develops a reproducible method for estimating the cost-efficient flexibility potential of a local or regional energy system. Future scenarios that achieve ambitious climate targets and estimate the cost-efficient flexibility potential of demonstration sites were defined. Flexible potentials for energy system assessment are upscaled from the demonstration sites in Eskilstuna (Sweden) and Lower Austria (Austria). As heat pumps (HPs) and district heating (DH) are critical for future heat demand, these sites are representative types of DH networks in terms of size and integration with the electricity grid. In both regions a TIMES model is used for energy system optimization, while for upscaling, Eskilstuna uses the building-stock model ECCABS, whereas Lower Austria uses a mixed integer linear programming optimization model, and the BALMOREL power system model. According to the modeling, HPs will dominate Eskilstuna's heating sector by 2040. In Lower Austria, DH becomes more prevalent, in combination with wood biomass and HPs. These findings are explained by the postulated technological-economic parameters, energy prices, and CO2 prices. We conclude that future electricity prices will determine future heating systems: either a high share of centralized HPs (if electricity prices are low) or a high share of combined heat-and-power (if electricity prices are high). Large-scale energy storage and biomass can be essential solutions as may deliver increased cost-effectiveness, if available and under certain conditions.

Denna delrapport beskriver resultat i projektet Tidstegen 5. Tidstegen 5 är ett samfinansprojekt som pågår under 2020 till 2023 med finansiering från Naturvårdsverket och Formas via Stiftelsen Institutet för Vatten- och Luftvårdsforskning (SIVL) samt från ett antal energibolag.

Tidstegen är en metod, och numera också ett digitalt verktyg där metoden tillämpas, som tagits fram under flera utvecklingsprojekt. Tidstegen-metoden består av fem olika delar varav sista delen innebär att man beräknar klimatpåverkan av energiåtgärder baserat på en förändrad energianvändning i byggnaden samt miljövärdesfaktorer för fjärrvärme, fjärrkyla, el och/eller bränslen. I denna rapport presenteras uppdaterade indata för att kunna göra klimatbedömningarna. Det handlar om marginalproduktionen i elsystemet, som i sin tur ger olika emissionsfaktorer för elanvändning, samt emissionsfaktorer för olika bränslen som används vid produktion av fjärrvärme och fjärrkyla.

Fyra olika scenarier för elsystemets utveckling har tagits fram: Ambitiöst Europa, Klimatneutralt Norden, Konservativt och Mycket konservativt. Dessa fyra scenarier beskriver den timvisa elproduktionsmarginalen i Sverige, med hänsyn tagen till kopplingarna till det europeiska elsystemet, för åren 2020, 2025, 2030, 2040 samt 2050. Scenarierna besvarar frågan: ”Hur påverkar en förändrad elanvändning i Sverige driftmarginalen i hela det europeiska elsystemet, givet olika scenarier?”. Utifrån de timvisa serierna i scenarierna har därefter emissionsfaktorer för elanvändning tagits fram.

För att göra en klimatbedömning av en förändrad användning av värme och kyla används emissionsfaktorer för olika typer av bränslen. Dessa har nu uppdaterats, och några nya bränslen har lagts till. Emissionsfaktorerna inkluderar både produktion, distribution och användning (stationär förbränning) av de olika bränslena.

I och med denna rapport uppdateras nu verktyget Tidstegen med nya emissionsfaktorer som påverkar klimatpåverkan från marginalproduktionen av el, fjärrvärme och kyla. Med dessa värden kan Tidstegen fånga både den utveckling som sker i energisystemet, såsom takten i omställningen av energisystemet och för effektivare energiproduktions-anläggningar, men också den ökade kunskapen om miljöpåverkan från olika energi-produktionsslag

Climate change concerns the energy sector to a high degree because the sector is sensitive both to changing conditions for power and heat production, and to changing demand for electricity, heating and cooling. In this study potential consequences of climate change on different parts of the Swedish energy sector were assessed in a series of workshops, where climate and energy scientists, energy systems experts and analysts met with representativesof the energy sector to assess the vulnerability of the sector and consider what climate indicators could be used to assess impacts of relevance. The impact of climate change depends on the energy type. Hydropower, for which production is naturally linked to weather and climate, is significantly impacted by climate change. For other forms of production, such as nuclear power, other factors such as e.g. policy and technology development are more important. The series of workshops held in this study, where different aspects of climate change and consequences were discussed, proved very successful and has increased our understanding of climate impacts on the energy system.

Since Sweden joined the EU in 1995, importing food became easier and cheaper, leading to certain parts of thecountry, such as Norrbotten, becoming highly dependent on imports. This dependency, along with the inherentenvironmental impact of imports, could be significantly reduced by local farming. The environmental emissionsoriginating from animal farming could be lowered even further by substituting the highly polluting soybean feedwith, e.g., insect feed.

This study examines the farming of mealworms, utilizing excess heat from a data center,part of a growing industry in Norrbotten county, as a means of alternative feedstock for animal production and acase study for industrial symbiosis. This industrial symbiosis project is in line with the EU’s incentive to use othersources of protein and thus lower the EU’s reliance on the import of foreign protein. Three different feedingapproaches are tested, in a room heated with data center excess heat of 30 ◦C and at room temperature of about20 ◦C. After the adult mealworms were harvested, a sample was taken to analyze their nutritional values. Theresults show that protein, lipid, and fiber content is 19,1 g, 12,6 g, and 2,7 g per 100 g, respectively. All aminoacids except tryptophan were detected. This project concludes that it is possible to reach full-grown mealwormsin about 8 weeks, which is about half the time stated in the literature.