Umeå universitets logga

Stockholm Exergi är en central aktör i Stockholms energisystem och ansvarar för produktion av fjärrvärme, el och fjärrkyla. Verksamheten är beroende av kontinuerliga leveranser av biobränsle, främst flis, till Värtaverket. Mot bakgrund av ett försämrat säkerhetspolitiskt läge analyserar arbetet robustheteni bränsleförsörjningen under störda förhållanden, med särskilt fokus på begränsningar i sjöbaseradetransporter i Östersjön.

Transportnätverket formuleras som ett nätverksoptimeringsproblem där målet är att maximera den totala mängden flis som kan levereras till Värtaverket under givna kapacitetsbegränsningar. Två modeller utvecklas. Först används en maxflödesmodell baserad på Edmonds–Karp-algoritmen för att identifiera det teoretiskt maximala flödet och strukturella flaskhalsar i nätverket. Därefter formuleras en multi-varuflödesmodell, Multicommodity Network Flow (MCNF), för att representera flera ursprungsflöden som konkurrerar om gemensam transportkapacitet. Tre störningsscenarier analyseras, baserade på litteraturstudier, historiska fallstudier och kvalitativa bedömningar från ett krigsspel.

Resultaten från maxflödesmodellen visar att de huvudsakliga flaskhalsarna är lokaliserade nära Värtaverket, där bågar direkt kopplade till sänkan utgör kritiska länkar för det totala flödet. MCNF-modellen visar att den totala leveranskapaciteten minskar betydligt i de mer allvarliga störningsscenarierna, särskilt när sjötransporter begränsas. När sjökapaciteten minskar ökar betydelsen av järnväg, lastbilstransporter, lagernoder och omlastningspunkter. Resultaten indikerar även att transportkapaciteten, särskilt de transportslagsspecifika kapacitetsbegränsningarna, utgör en central begränsande faktor i nätverket.

Studien visar att robust bränsleförsörjning inte enbart handlar om att maximera den totala levererade mängden flis, utan även om att minska beroendet av enskilda noder, transportlänkar och transportslag. En mer diversifierad försörjningsstruktur kan därför bidra till ökad motståndskraft vid störda transportförhållanden. Modellerna bör dock tolkas som beslutsstöd snarare än som exakta prognoser, eftersom de bygger på förenklande antaganden och saknar en explicit tidsdimension. Resultaten ger Stockholm Exergi ett underlag för att analysera alternativa transportvägar, strategiska lager- och omlastningspunkter samt åtgärder som kan stärka robustheten i bränsleförsörjningen till Värtaverketunder störda förhållanden.

Stockholm Exergi is a central actor in Stockholm’s energy system and is responsible for the productionof district heating, electricity and district cooling. Its operations depend on continuous deliveries of biofuel, mainly wood chips, to Värtaverket. Against the background of a deteriorating security situa-tion, this thesis analyses the robustness of the fuel supply under disrupted conditions, with particular focus on limitations in maritime transport in the Baltic Sea.

The transport system is formulated as a network optimization problem in which the objective is tomaximize the total amount of wood chips delivered to Värtaverket subject to capacity constraints. Twomodels are developed. First, a maximum flow model based on the Edmonds–Karp algorithm is used to identify the theoretical maximum flow and structural bottlenecks in the network. Second, a Multi-commodity Network Flow (MCNF) model is formulated to represent multiple origin flows competing for shared transport capacity. Three disruption scenarios are analysed, based on literature studies,historical case studies and qualitative assessments from a wargaming exercise.

The results from the maximum flow model show that the main bottlenecks are primarily located closeto Värtaverket, where arcs directly connected to the sink constitute critical links for the maximum flow. The MCNF model shows that the total delivery capacity decreases substantially in the more disruptedscenarios, particularly when maritime transport is restricted. When maritime transport is reduced, theimportance of rail, road transport, storage nodes and transshipment points increases. The results also show that transport capacity, especially the mode-specific capacity constraints, constitutes a centrallimiting factor in the network.

The study shows that robust fuel supply is not only a matter of maximizing the total delivered amountof wood chips, but also of reducing dependence on individual nodes, transport links and transportmodes. A more diversified supply structure can therefore contribute to increased resilience underdisrupted transport conditions. However, the models should be interpreted as decision-support tools rather than exact forecasts, as they are based on simplifying assumptions and lack an explicit tempo-ral dimension. The results provide Stockholm Exergi with a basis for analysing alternative transport routes, strategic storage and transshipment points, and measures that can strengthen the robustness ofthe fuel supply to Värtaverket under disrupted conditions.