Resurseffektiv livsmedelsproduktion : Tillämpning av industriell symbios för ökad resurseffektivitet inom den svenska tomatodlingsbranschen

• Main Authors: Markström, Emilia, Emelie, Torgnyson
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Linköpings universitet, Industriell miljöteknik 2014
• Subjects: industriell symbios; resurseffektivitet; spillvärme; låggradig spillvärme; spillvärmeavtal; växthus; växthusodling; tomater; gjuteriindustrin; potentialbedömning; potential; hinder; drivkrafter; framgångsfaktorer; livscykelanalys; jämförande livscykelanalys; LCA
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:liu:diva-113681

Industries with energy costs as a large proportion of their total costs are greatly affected by the instruments deployed to cope with the Swedish climate and energy policy goals. With energy costs representing more than 30 % of the total costs, tomato cultivators are one of the affected industries. In order to remain competitive with other countries, a more resource- and cost-efficient cultivation of tomatoes in greenhouses is desirable in Sweden. Based on the concept of industrial symbiosis, this study investigates the prerequisites for a resource-efficient production of locally grown tomatoes in Sweden through the utilization of low grade industrial waste heat. The study is based on the foundry industry as the supplier of waste heat. To investigate the environmental, technical and economic potential of the exchange of waste heat, a comparative life cycle assessment, an inventory of the supply of industrial waste heat in Sweden, a compilation of potential technologies for the recovery of low grade industrial waste heat for heating greenhouses and a comparative life-cycle cost calculation were carried out. To investigate the possibility of realizing the potential, an interview study with the aim to identify key barriers, drivers and success factors for waste heat recovery as well as design options for the waste heat agreement was conducted. A design proposal for waste heat agreements between the operators were developed to show how some of the identified barriers can be overcome. The result shows that there is a great potential to reduce the carbon footprint from the production of tomatoes by utilizing waste heat. The result also shows that the amount of industrial waste heat in Sweden would be more than enough to make the country self-sufficient in tomato production. Today, there are no developed technologies for utilizing low grade waste heat for heating greenhouses. Using conventional techniques entail excessive costs due to the low temperatures. This is particularly true when the heat flow is not continuous. Therefore, technological development is necessary to increase the potential of the concept. The interview study indicates that the main barriers to realizing an exchange of waste heat are lack of knowledge regarding the available amount of waste heat, lack of continuous flows of waste heat and uncertainty regarding the design of an agreement for purchase/sales of waste heat. The main drivers are economic, but concern for future legislation on waste heat and social driving forces, such as creation of new job opportunities and a prosperous countryside, are also important. The success factors of greatest importance are the ability of both parties to benefit from the exchange, a mutual quest for both parties to be successful with their businesses and that there are other forces than economic ones to initiate collaboration on an exchange of waste heat. The majority of the identified barriers to waste heat exchange are associated with the collaboration between different parties. Therefore, it is important that these barriers are overcome by designing a waste heat agreement that is beneficial to both parties. The parts of the agreement that are crucial are the term of agreement, security of supply, allocation of costs and the price setting of the heat. Overall, it can be said that there is a great potential for the waste heat concept, but many barriers and questions remain before realization is possible. This study has contributed with knowledge about the current situation regarding the potential to realize a waste heat exchange between an industry and a greenhouse. The study provides insight into what remains to be established before the commercialization of the concept is possible. === Branscher vars energikostnader utgör en stor andel av de totala kostnaderna påverkas i stor utsträckning av de styrmedel som införts för att klara de svenska klimat- och energipolitiska målen. Med energikostnader som utgör drygt 30 procent av totalkostnaden tillhör tomatodlarna en av de branscher som påverkas. För att stärka sin konkurrenskraft gentemot andra länder krävs en mer resurs- och kostnadseffektiv växthusodling av tomater i Sverige. Med utgångspunkt i konceptet industriell symbios utreds i studien förutsättningarna för en resurseffektiv produktion av närodlade tomater i Sverige genom tillvaratagande av låggradig industriell spillvärme. Studien tar sin utgångspunkt i gjuteriindustrin som spillvärmeleverantör. För att utreda spillvärmeutbytets miljömässiga, tekniska och ekonomiska potential genomfördes en jämförande livscykelanalys, en inventering av tillgången på industriell spillvärme i Sverige och en sammanställning över möjliga tekniker för tillvaratagande av låggradig industriell spillvärme för uppvärmning av växthus respektive en jämförande livscykelkostnadsberäkning. För att utreda möjligheterna att realisera potentialen genomfördes en intervjustudie med syfte att identifiera viktiga hinder, drivkrafter och framgångsfaktorer för spillvärmeutbytet samt möjliga utformningar på ett spillvärmeavtal. För att visa på hur några av de identifierade hindren kan överbryggas togs ett förslag på avtalsmodell fram. Resultatet visar att det finns potential att minska klimatpåverkan från produktionen av tomater genom att utnyttja spillvärme. Resultatet visar även att mängden industriell spillvärme i Sverige är tillräcklig för att göra landet självförsörjande på tomater. I dagsläget finns dock ingen utvecklad teknik för att tillvarata spillvärme av låg temperatur för uppvärmning av växthus. Användning av konventionell teknik medför orimligt höga kostnader på grund av de låga temperaturerna. Detta gäller inte minst när ett spillvärmeflöde inte är kontinuerligt. Teknikutveckling är därmed nödvändig för att öka konceptets potential. Intervjustudien indikerar att de främsta hindren för att realisera spillvärmeutbyten är kunskapsbrist angående tillgänglig mängd spillvärme, brist på kontinuerliga spillvärmeflöden samt osäkerhet kring utformning av spillvärmeavtalet. De främsta drivkrafterna som identifierats är av ekonomisk karaktär men även oro för framtida lagstiftning angående spillvärme samt sociala drivkrafter, i form av vilja att skapa fler arbetstillfällen och en levande landsbygd, är av vikt. Betydande framgångsfaktorer är möjligheten för båda parter att tjäna på utbytet, ömsesidig strävan efter att bägge parter ska lyckas med sina respektive verksamheter samt att det finns andra drivkrafter än de rent ekonomiska för att inleda ett samarbete kring ett spillvärmeutbyte. Flertalet av de identifierade hindren för spillvärmeutbytet är förknippade med aktörssamverkan. Det är därför viktigt att dessa hinder överbryggas genom att utforma ett spillvärmeavtal som är förmånligt för bägge parter. De punkter i avtalet som är av störst vikt är bindningstiden, leveranssäkerheten, kostnadsfördelning samt prissättning. Sammantaget kan det konstateras att det finns potential för konceptet men att många hinder och frågetecken kvarstår innan en realisering är möjlig. Denna studie har bidragit med kunskap kring nuläget avseende möjligheterna att realisera ett spillvärmeutbyte mellan en industri och ett växthus. Studien ger inblick i vad som kvarstår att utreda innan kommersialisering av konceptet är möjligt.