Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Evaluation of bus depot’s environmental impact and recommendations for improvements by material optimisation and improved energy efficiency
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Applied Thermodynamics and Refrigeration.
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology, Applied Thermodynamics and Refrigeration.
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

The public transportation in Stockholm is expanding and in order to meet the new demand the amount of buses and depots will have to increase within the city. As a result, it is getting more important to evaluate and analyse the performance of bus depots in order to reduce its environmental impact. The aim of this work is to study the production and operational phase during a bus depot’s life cycle and introduce saving measures that can reduce the emission of carbon dioxide equivalents (CO2eq). This study is conducted in collaboration with Skanska and the depot chosen for this study is currently under construction and located in Charlottendal, Värmdö. A base model is created for the whole bus depot area and the environmental impact is evaluated regarding the activities and usage of materials during production and the energy usage during operation of the depot. The evaluation of the model is performed by using the calculation tools IDA ICE, Anavitor, SPIK and Excel, and the environmental impact is expressed in terms of emission of CO2eq during the lifetime of the depot, which is assumed to be 50 years. 

In order to investigate how bus depots can be built to be more climate neutral and energy efficient, several saving measures are evaluated in four cases. The first two cases are focusing on optimising the usage of materials in the building process, by reducing the material groups with the highest environmental impact and considering green construction solutions. The other two cases are aiming towards enhancing the energy performance of the depot, by reducing the usage of energy according to BBR and deliberating an indoor parking place for the buses.

The total emission of CO2eq from the base model is determined to be approximately 16 000 tonnes during the lifetime of the depot. About 42 percent of the environmental impact is instigated during the production phase and the rest of the emission is caused by the use of electricity and heat during operation. By considering the implemented measures it can be concluded that the largest reduction in emission can be obtained by optimising the usage of materials on the site, which is achieved by reducing two of the largest materials groups consisting of concrete and asphalt. By reducing the usage of these materials the total emission from the production phase can be reduced by approximately 9 percent and the total emissions can be reduced by up to 4 percent. 

To verify the obtained results a sensitivity analysis is performed where three important parameters are investigated. The chosen parameters are; the assumption of the emission factors for the electricity and district heating mixes and the required heating demand for the buses. According to the sensitivity analysis the final results are highly related to the considered parameters. For instance, if the delivered district heating is assumed to be supplied by Fortum, which is the main distributor within Stockholm, it can be concluded that an indoor parking place for the buses is the most beneficial solution to reduce the total emissions. By building a new base hall the emissions instigated from the total heating demand can be reduced by 55 percent and the total emissions can be reduced by 25 percent.

Abstract [sv]

Kollektivtrafiken i Stockholm genomgår i dagsläget en utbyggnation och för att möta det ökade behovet på transportmedel så måste antalet bussar och bussdepåer att öka i området. På grund av detta blir det mer och mer viktigt att utvärdera och analysera bussdepåernas prestanda för att kunna minska miljöpåverkan från dessa verksamheter. Syftet med detta arbete är att studera produktion- och driftfasen under en bussdepås livscykel samt presentera åtgärder som kan leda till en minskning i utsläppen av koldioxidekvivalenter (CO2ekv). Detta arbete utförs i sammarbete med Skanska och den studerade bussdepån, som ligger i Charlottendal på Värmdö, är för tillfället under konstruktion. För att kunna utvärdera den valda depån skapas en basmodell där klimatpåverkan utvärderas utifrån de aktiviteter och material som används i produktionsfasen och den energi som används under driften av depån. De beräkningsverktyg som har används i utvärderingen av depån består av IDA ICE, Anavitor, SPIK och Excel, och klimatpåverkan från depån uttrycks i ton CO2ekv under dess livslängd, vilken har antagits till 50 år.

För att undersöka hur depåer kan konstrueras för att vara mer klimatneutrala och energieffektiva så utvärderas olika besparingsåtgärder i fyra fall. Fokus för de två första fallen ligger på att optimera materialanvändningen i byggprocessen, vilket inkluderar en minskning av de material som genererar i de största utsläppen samt en analys av mer miljövänliga konstruktionslösningar. De andra två fallen riktas istället mot att förbättra energiprestandan av depån genom att minska energianvändningen enligt BBR och överväga en inomhusparkering för bussarna. 

De totala utsläppen från basmodellen utgör cirka 16 000 ton, där 42 procent orsakas under produktionsfasen och de resterande utsläppen kommer från driften av depån. Utifrån analysen kan man dra slutsatsen att den största minskningen av utsläpp kan åstadkommas genom att dra ner på mängden betong och asfalt i produktionsfasen. Genom att minska på dessa material kan utsläppen från produktionsfasen minskas med ungefär 9 procent och de totala utsläppen kan minskas med 4 procent.

I känslighetsanalysen undersöks tre huvudsakliga parametrar som har en stor inverkan på det slutliga resultatet av beräkningarna. Dessa parametrar består av de valda energimixerna för elektricitet och fjärrvärme samt värmebehovet för bussarna. Enligt resultatet i känslighetsanalysen så är en inomhusparkering den förbättringsåtgärd som leder till den största minskningen av utsläpp. Detta resultat fås då fjärrvärmen antas levereras av Fortum, som är den största leverantören i Stockholmsområdet. Genom att investera i en ny busshall kan det totala värmebehovet för bussdepån minskas med 55 procent och det totala utsläppet med 25 procent.  

Place, publisher, year, edition, pages
2015.
Keyword [en]
Energy analysis, energy efficiency, bus depot, material optimisation, emission, carbon dioxide equivalents, energy system, transportation system
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-172961OAI: oai:DiVA.org:kth-172961DiVA: diva2:851092
Subject / course
Energy Technology
Educational program
Master of Science in Engineering - Mechanical Engineering
Supervisors
Examiners
Available from: 2015-09-18 Created: 2015-09-03 Last updated: 2015-09-18Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Evaluation of bus depot’s environmental impact and recommendations for improvements by material optimisation and improved energy efficiency(2535 kB)167 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2535 kBChecksum SHA-512
727e4930be98674a42426d9aa94044259d186333309ef5f5f2271ce50bf7af602f27cb2feacab63005bb2c776ef265cd31201d792de19159eecb132ecd419424
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Applied Thermodynamics and Refrigeration
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 167 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

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 166 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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