Decarbonization Strategy for an Italian District Heating Network: A techno-economical analysis for different regulatory scenarios
2026 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Dekarboniseringsstrategier for ett italienskt fjärrvärmenät : En tekno-ekonomisk analys under olika regulatoriska scenarier (Swedish)
Abstract [en]
Past research and real-world applications have demonstrated the potential of District Heating Systems (DHS) to reduce emissions in the heating sector when renewable sources and waste heat are integrated, highlighting their role as important contributors to climate change mitigation efforts. However, while district heating decarbonization has been widely studied from a technical perspective and numerous studies assess resource availability and economic viability, limited attention has been given to critically evaluating which methodologies should be used to calculate environmental indicators for DHS, why different approaches yield divergent results, and how these differences affect environmental and economic assessments. Moreover, few studies propose structured methods to test decarbonization strategies under regulatory uncertainty, despite the long-term and regulation-dependent nature of district heating investments.
This study develops and applies a methodological framework to support district heating companies in decarbonization decision-making while providing regulators with insight into the methodological and regulatory barriers that constrain investment feasibility. Applied to an Italian district heating operator, the framework clarifies how environmental indicator calculation methods and regulatory uncertainty influence the feasibility of decarbonization strategies. By enabling a consistent and uncertainty-aware comparison of alternative decarbonization strategies, the methodology shows that, under the current regulatory environment, feasible decarbonization pathways rely primarily on efficiency improvements rather than renewable energy. This demonstrates that methodological choices and regulatory frameworks, such as standards, guidelines, and support mechanisms, directly shape the viability of renewable-based solutions and highlights the need for further research and potential regulatory adjustments to better allow DHS to play a role in the energy transition objectives.
Abstract [sv]
Tidigare forskning och praktiska tillämpningar har visat att fjärrvärmesystem (District Heating Systems, DHS) har stor potential att minska utsläppen i värmesektorn när förnybara energikällor och spillvärme integreras, vilket understryker deras betydelse som viktiga aktörer i arbetet med att motverka klimatförändringar. Samtidigt som dekarbonisering av fjärrvärme har studerats ingående ur ett tekniskt perspektiv och många studier analyserar både resurstillgång och ekonomisk lönsamhet, har begränsad uppmärksamhet ägnats åt en kritisk granskning av vilka metoder som bör användas för att beräkna miljöindikatorer för fjärrvärmesystem, varför olika tillvägagångssätt ger olika resultat och hur dessa påverkar både miljömässiga och ekonomiska bedömningar. Vidare presenterar få studier metoder för att utvärdera dekarboniseringsstrategier under regulatorisk osäkerhet, trots att fjärrvärmeinvesteringar är långsiktiga och starkt beroende av regelverk.
I denna studie utvecklas och tillämpas ett metodologiskt ramverk för att stödja fjärrvärmeföretag i beslutsfattande kring dekarbonisering samt ge regulatorer insikter i de metodologiska och regelmässiga hinder som begränsar investeringars genomförbarhet. Ramverket tillämpas på ett italienskt fjärrvärmenät och tydliggör hur metoder för beräkning av miljöindikatorer samt regulatorisk osäkerhet påverkar genomförbarheten av dekarboniseringsstrategier. Genom att möjliggöra konsekventa och osäkerhetsmedvetna jämförelser av alternativa dekarboniseringsstrategier visar metodiken att genomförbara dekarboniseringsvägar, under nuvarande regulatoriska förutsättningar, främst bygger på effektivitetsförbättringar snarare än på förnybar energi. Resultaten indikerar att metodval och regelverk, såsom standarder, riktlinjer och stödmekanismer, direkt påverkar livskraften hos förnybara lösningar och belyser behovet av fortsatt forskning och eventuella regulatoriska justeringar för att stärka fjärrvärmens bidrag till energiomställningen.
Place, publisher, year, edition, pages
2026. , p. 197
Series
TRITA-ITM-EX ; 2025:539
Keywords [en]
District Heating Systems, Decarbonization, Environmental Indicators, Regulatory Uncertainty, Decision-Support Methodology, Energy Efficiency, Energy Transition
Keywords [sv]
Fjärrvärme, Dekarbonisering, Miljöindikatorer, Regulatorisk osäkerhet, Beslutsstödsmetodik, Energieffektivisering, Energiomställning
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-382208OAI: oai:DiVA.org:kth-382208DiVA, id: diva2:2062238
External cooperation
ENGIE
Subject / course
Thermal Engineering
Educational program
Master of Science - Energy Innovation
Supervisors
Examiners
2026-05-252026-05-25