his.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Life Cycle Assessment of an Ocean Energy Power Plant: Evaluation and Analysis of the Energy Payback Time with Comparison Between Sweden and Tanzania
University of Skövde, School of Technology and Society.
University of Skövde, School of Technology and Society.
2013 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 15 credits / 22,5 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

I dagens samhälle är energi av essentiell vikt. Energi behövs för transport, elektricitet och uppvärmning. Fossila bränslen, som är en begränsad resurs, är idag den dominerande energikällan som används. Allteftersom indu-strier och konsumenter världen över använder mer energi för vardag blir det allt viktigare att belysa hur viktigt det är att minska på den globala efterfrågan på energi. Fossila bränslen behöver ersättas med förnyelsebara energikällor, såsom sol-, vind- och tidvattenkraft, för att samhället ska uppnå en hållbar utveckling.När en ny produkt utvecklas är det viktigt att analysera den potentiella miljöpåverkan, förslagsvis genom att genomföra en livscykelanalys, innan tillverkningen tar vid. Deep Green, som är en enhet som drivs med hjälp av tidvatten varefter elektricitet genereras, är en produkt som befinner sig i ett initialt skede av produktutveckling-en. I den här rapporten har en livscykelanalys sammanställts på hela produkten med syftet att uppnå en analys av hur olika val av material påverkar energianvändningen, koldioxidutsläppen och energiåterbetalningstiden. Komponenter har jämförts med varandra för att fastställa vilken komponent hos Deep Green som bidrar mest till energianvändningen och koldioxidutsläppen. Utöver en livscykelanalys, LCA, har en digital modell, skapad i ett Excel dokument, utvecklats för att underlätta beräkningar av energianvändning, koldioxidutsläpp och ener-giåterbetalningstid. Den digitala modellen, med namn ENCO©, erbjuder möjlighet för användaren att ändra och definiera materialval för varje enskild komponent för att således utvärdera den potentiella miljöpåverkan samt energiåterbetalningstiden. Deep Green består av 34 olika komponenter som alla ingår i den genomförda LCAn men en initial analys visar att bara tolv specifika komponenter bidrar störst till energianvändningen och koldioxidutsläppen. Fundamentet och vingstrukturen står för 78 % respektive 15 % för energianvändningen samtidigt som tio andra komponenter tillsammans utgör sex ytterligare procent. Resterande 27 komponenter delar på den sista procenten. Givet materialen som företaget Minesto har bistått med uppgår den totala ener-gianvändningen och koldioxidutsläppen för hela produkten till ungefär 4500 GJ respektive 342 ton. Fundamen-tet är den del av Deep Green som bidrar mest till den potentiella miljöpåverkan.Beroende på de definierade materialen för varje komponent varierar energiåterbetalningstiden mellan 220 och 260 dagar vilket betyder att en produktion av Deep Green vore lönsam. Dock har den genomförda LCAn flera begränsningar som borde beaktas innan ett sista beslut fattas.Den resulterande energiåterbetalningstiden, EP, bör användas försiktigt och presenteras ihop med system grän-serna då de påverkar energiåterbetalningstiden mycket. Den totala energianvändningen och koldioxidutsläppen beror starkt på val av hantering när produkten är uttjänt. Baserat på resultatet, rekommenderas att fundamen-tet lämnas på havsbotten i slutet på livscykeln för att få lägst energiåterbetalningstid.En undersökning om huruvida det är möjligt att placera hela produktionskedjan i ett utvecklingsland, såsom Tanzania, har också blivit genomfört jämsides med LCAn. De flesta råmaterial, som är nödvändiga för tillverk-ning av Deep Green, bryts i Tanzania. Det är dessutom möjligt att importera de material som inte finns tillgäng-liga lokalt i landet. Med Tanzania som land kommer energiåterbetalningstiden att bli högre jämfört med Sve-rige eller England eftersom fler komponenter behöver importeras som i sin tur genererar en ökning av transpor-ter.När Deep green är färdigutvecklad rekommenderas att en ny beräkning av energiåterbetalningstid och koldiox-idutsläpp göras. ENCO© kan med fördel användas till detta. Det rekommenderas även att distributionskablar och installation inkluderas.

Abstract [en]

Energy is an essential asset in the present society. It is needed for transportation, electricity and heating. Fossil fuels, being a limited reserve, are presently the dominating resource from which energy is being used. As indus-tries and consumers around the world use more energy for each passing day it becomes vital to shed some light on how important it is to decrease the global energy demand. Fossil fuels are needed to be replaced by renewa-ble energy sources, such as solar and wind power, in order to obtain a more sustainable development.When a new product is being developed it is usually important to analyze the potential environmental impact, suggestively by conducting a life cycle analysis, prior to manufacturing. Deep Green, being a tidal energy device for generation of electricity, is a product in its initial developing stage. In this thesis a lifecycle assessment has been conducted of the complete product with the purpose of achieving an analysis of how different choices of materials affect the energy usage, CO2 footprint and the energy payback time. Identifications by comparison have been taken into account to determine which component of Deep Green that contributes mostly to the energy usage and CO2 footprint. In addition to the Life Cycle Assessment, LCA, a digital model, created in an Excel workbook, has been developed to simplify calculations of the energy usage, CO2 footprint and energy payback time. The digital model, namely ENCO©, provides the possibility to interchange choice of materials for each component in order to evaluate the potential environmental impact and the energy payback time. Deep Green consist of 34 different components which are included in the LCA but an initial analysis shows that only twelve specific parts contribute largely to the energy usage and the CO2 footprint. The foundation and the wing structure account for 78 % and 15 % respectively of the energy usage along with ten other parts which together stand for an additional 6 %. Remaining 27 parts share the final percentile. Given the materials provided by the company of Minesto the total energy usage and CO2 footprint for the complete product corresponds to approx-imately 4500 GJ and 342 tonne respectively. The foundation is the part of Deep Green that contributes most to the total environmental impact.Depending on the defined materials for each component the energy payback time varies between 220 to 260 days which is to say that a production of Deep Green would be profitable. Nevertheless the conducted LCA has several delimitations which should be reflected upon prior a final decision is made.The resulted Energy Payback time, EP, should be carefully used and presented with the system boundaries, since they affect the EP very much. The outcome of energy consumption and CO2 footprint, depend highly on the choice of end of life management. Based on the result it is recommended that the foundation is left on the sea-bed at the end of its lifecycle to obtain the best EP.An investigation of whether it is possible to position the complete supply-chain within the boundaries of a de-veloping country, namely Tanzania, has also been conducted along with the LCA. It is believed that most of the raw materials, which are necessary for the manufacturing of Deep Green, are mined in Tanzania. It is however possible to import those materials which are not available within the country. When considering Tanzania, as a point of implementation for Deep Green, the energy payback time will become higher compared to Sweden or England since more components need to be imported which in turn generates an increase of transportation.It is recommended that a new calculation of the EP and the carbon footprint are done when Deep Green is fully developed. ENCO© can advantageously be used for this. It is also recommended that the distribution cables and the installation are included.

Place, publisher, year, edition, pages
2013. , 49 p.
National Category
Energy Engineering Other Engineering and Technologies not elsewhere specified
Identifiers
URN: urn:nbn:se:his:diva-7253OAI: oai:DiVA.org:his-7253DiVA: diva2:606198
Subject / course
Mechanical Engineering
Educational program
Development Assistance Engineer
Presentation
2013-02-12, Portalen, P301, Högskolan i Skövde, Skövde, 13:00 (English)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-02-23 Created: 2013-02-18 Last updated: 2013-02-23Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Life Cycle Assessment of an Ocean Energy Power Plant(2878 kB)952 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2878 kBChecksum SHA-512
eaaa879b040e3e28177e357f5875daac058ebe4b6282c72493c9fe1498e3ca9bd76621fdbc048f3899be747810df1c2a1ad42f3d55f13349f42af0386d3d87cc
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Technology and Society
Energy EngineeringOther Engineering and Technologies not elsewhere specified

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 952 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 1089 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf