Kaukolämmön hinnoittelumallien optimointi ja kehittäminen muuttuvassa toimintaympäristössä

Kaukolämpöliiketoiminnan kehittämistarve korostuu jatkuvasti alan rakennemuutosten ja markkinoiden muutoksien seurauksena. Turku Energian tavoitteena on uudistaa ja kehittää kaukolämmön hinnoitteluaan vastaamaan energian tuotannon, jakelun, loppukäytön ja muihin alan muutoksiin. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan kaukolämmön hinnoittelun optimointi ja kehittämistä nykyisessä sekä tulevaisuuden markkina- ja tuotantorakenteessa. Nykyisen hinnoittelumallin lisäksi tutkitaan vaihtoehtoisia tapoja hinnoitella myytävä kaukolämpöenergia, kuten vuodenaikojen mukaan määriteltävä muuttuva energianhinta. Työn kirjallisuusosassa esitellään kaukolämmön tuotanto, siirto ja jakelu sekä liiketoiminta Suomessa ja Turun seudulla. Tutkittavat hinnoittelumallit perustuvat todellisiin ja arvioituihin liiketoiminnan kustannuksiin, sekä esitettyihin laskentaperiaatteisiin. Turku Energian nykyistä perusmaksun hintatasoa tulee korottaa, jotta se vastaa lämmönhankinnan kiinteitä kustannuksia tarkemmin ja minimoi liiketoiminnan markkinariskiä. Nykyisen hinnoittelun verokomponentin kehittämisellä lisätään hinnoittelun läpinäkyvyyttä. Kausihinnoittelun avulla energianhinta noudattaa tuotannon kustannuksia vuoden aikana ja ohjaa asiakkaiden lämmönkulutusta nykyistä tarkemmin. Uusiutuvilla energianlähteillä tuotettua kaukolämpöä voidaan myydä erillisillä tuotteilla, joiden avulla liiketoiminnalle saadaan lisäarvoa.

Vaasan kaukolämmön kehittämissuunnitelma

Tämän työn tarkoituksena on tarkastella tulevaisuuden kehitysnäkymien vaikutusta Vaasan kaukolämpötoimintaan. Komartekin Flowra 32 verkostolaskentaohjelman avulla tutkitaan kaukolämpöverkon siirtokykyä nykyisissä ja tulevaisuuden kuormitustilanteissa. Työn yhteydessä laaditaan kaukolämmityksen kasvuennuste seuraavalle kymmenelle vuodelle ja selvitetään mitoituslämpötilaa -29°C vastaava teho tilastollisen analyysin avulla. Lisäksi tutkitaan mahdollisia ratkaisuja huippu- ja varatehon tuottamiseksi. Tarkastelun kohteena on myös lämmön lyhytaikaisvarastoinnin kannattavuus energianhankintajärjestelmässä. Kaukolämpöverkon siirtokyky on tarkastelun perusteella kohtalaisen hyvä, mutta liittymistehojen kasvaessa paine-erot verkon häntäpäässä jäävät liian alhaisiksi. Paras ratkaisu paine-ero ongelmaan on rakentaa välipumppaamo Hovioikeudenpuistoon. Tarkastelun perusteella kaukolämmön varatehon lisätarve on kymmenen vuoden kuluttua noin 40 MW ja varatehoksi on kannattavinta rakentaa raskasta polttoöljyä käyttävä lämpökeskus. Lämmön lyhytaikaisvarastointi on nykyisillä energianhinnoilla kohtalaisen kannattavaa varsinkin, jos Kauppa- ja teollisuusministeriö myöntää hankkeelle täyden 30%:n investointiavustuksen.

Jyväskylän kaukolämpöverkon kehittäminen

Kaukolämmitys on yleisin Suomessa käytetty lämmitysmuoto ja sen osuus koko lämmitysmarkkinoista on noin 50 %. Kaukolämmön varsinainen tuotanto ja jakelu alkoivat Suomessa vuonna 1957 ja Jyväskylässä vuonna 1960. Jyväskylässä kaukolämmön piiriin kuuluivuoden 2006 loppuun mennessä noin 3200 asiakasta. Suurin tuntiteho laitoksilta oli noin 375 MW. Vuonna 2020 suurimman tuntitehon on ennustettu olevan noin 480 MW, mikä tarkoittaa asiakasmäärän ja verkon pituuden merkittävää kasvua. Jyväskylän kaukolämpöverkon nykytilanne on hyvä. Verkostolaskennan tulosten perusteella lämpö saadaan siirtymään nykyisillä laitoksilla ja verkon laitteilla jokaiselle asiakkaalle niin normaalitilanteessa kuin päälaitoksen häiriötilanteessa. Häiriötilanteessa paikallisia ongelmia voi esiintyä, mutta niihin voidaan vaikuttaa parantavasti esimerkiksi verkon staattisen paineen nostolla. Jyväskylän kaukolämpöverkon tulevaisuuden näkymät ovat erinomaiset. Laskennan perusteella verkkoa voidaan laajentaa kaikille laskennassa mukana olleille alueille ilman suurempia ongelmia. Uuden tuotantokapasiteetin, verkonlaajentumisen ja asiakasmäärän kasvun aiheuttamat kehitystarpeet saatiin selvitetyksi ja tulokset olivat aikaisempien tutkimusten suuntaisia. Tulevaisuutta ajatellen verkkoon joudutaan tekemään muutamia muutoksia suunniteltujen uusien yhteyksien lisäksi. Uuteen linjaan, joka yhdistää Palokan verkon toisen yhteyden kautta Jyväskylän pääverkkoon, rakennetaan mahdollisesti pumppaamo. Lisäkuristusventtiilejä tarvitaan viiteen eri paikkaan turvaamaan riittävän suuret kaukolämpöveden paluupaineet. Osa venttiileistä olisi suositeltavaa asentaa jo nykytilanteessa, sillä niiden hankinta parantaisi verkon nykytilaa.

Tuloskortti, strategia ja tavoitteet, Case: TeliaSonera Finland Oyj, Verkot ja tuotanto -divisioona

Tuloskortti on mittaristo, jonka avulla yritystä johdetaan, tuloksia mitataan, luodaan yrityksen strategia ja asetetaan sekä pitkän että lyhyen aikavälin tavoitteet. Se toimii myös raportoinnin välineenä. Tutkielman teoreettinen tavoite on selvittää miten tuloskorttia voi hyödyntää yrityksen strategian implementoinnissa ja sitä kauttayrityksen sille asettamiin tavoitteisiin pääsemisessä. Tuloskortin avulla ohjataan liiketoimintaa sekä organisaation nykyistä ja tulevaisuuden suorituskykyä. Tuloskortin mittariston tavoitteet johdetaan strategiasta ja toisaalta strategia johdetaan tuloskortin tavoitteista. Hyvätuloskortti kertoo tarinan yrityksen strategiasta ja visiosta. Tutkielman empiirinen osa liittyy caseyrityksen TeliaSonera Finland Oyj:n Verkot ja tuotanto - divisioonassa suoritettuun kyselytutkimukseen. Empiirisenä tavoitteena on tutkia, miten työntekijän asema organisaatiossa vaikuttaa suhtautumisessa tuloskorttiin ja sen avulla suoritettavaan työn ohjaukseen. Miten vastaajat kokevat tuloskortin avulla asetetun yrityksen suunnan sekä tuloksellisuuden mittauksen? Onko näkemyseroja esimiesten ja asiantuntijoiden välillä? Kirjoittaja havaitsi, että kyseiset luokat suhtautuvat varsin yhteneväisesti kysymyksiin. Näkemyseroa ilmenee lähinnä siinä, miten tuloskortin avulla voidaan vaikuttaa ja miten tärkeää se on. Tuloskortti koetaan myös tärkeänä sitouttamisen sekä palkitsemisen välineenä.

Tuotanto- ja varastohallinnan kehittäminen metallikonepajassa

Työn tavoitteena oli kartoittaa ja analysoida Mesera Paimio Oy:n nykyistä tuotannon- ja varastonhallintaa, kehittää varastojen seurannassa ja ostotoiminnassa käytettäviä toimintoja sekä luoda konkreettinen seurantajärjestelmä Loglift Oy Ab:n siirtopuomien osien varastoinnille. Pääpaino oli varastonhallinta – toiminnon to-teuttamisessa sekä ostotoiminnan ja tuotannon kehittämisessä kustannustehokkaampaan suuntaan. Teorian menetelmistä soveltuvimmat valittiin varastonhallinnan ja tuotannon kehittämisen toteuttamiseen käytännössä, haastattelujen toimiessa työn empiirisenä osana. Päämenetelmänä varastojen ja tuotannon tarkastelussa käytettiin ABC-analyysia ja sen erinäisiä variaatioita, kustannus- ja tuotantorakenteen selvittämiseksi. Analyysejä toteutettiin mm. kysyntä- ja kustannuskohtaisesti mikä toi syvyyttä ja laajuutta tarkasteluun. ABC-analyysien, useiden haastatteluiden ja benchmarkkien antamat tiedot analysoitiin ja pyrittiin toteuttamaan tarvittavat parametrit varastonhallinnan ja tuotannon toiminnalle. Control 9000 – tuotannonohjausjärjestelmään toteutettiin tuotetiedon- ja saldonhallinta – toiminto tarvittavine raportteineen, mitä tullaan jatkossa käyttämään ja soveltamaan mm. Loglift Oy Ab:n siirtopuomien osien varastonseurannassa ja osto- ja tilausprosessissa. Työn tarkoituksena oli myös kartoittaa ja suunnitella materiaalitarvelaskennan ja kustannustehokkaan varastoinnin ja tuotannon suunnittelua ja kehittämistä tulevaisuudessa.

Puupellettien tuotanto-, jakelu- ja käyttöketjun tekniikka, talous ja markkinat

Puupelletti on puumurskeesta puristamalla valmistettu polttoainejaloste, jonka raaka- aineita ovat mekaanisen metsäteollisuuden sivutuotteet kutterinlastu ja sahanpuru. Sylinterin muotoiset pelletit ovat yleensä halkaisijaltaan 6-10 mm ja pituudeltaan 10 - 30 mm. Tässä diplomityössä tarkastellaan pellettiketjua valmistuksesta loppukäyttöön. Työ sisältää valmistuksen, kuljetuksen ja käytön niin tekniset puolet, kuin taloudelliset näkökohdatkin. Myös muiden maiden pellettimarkkinoiden tilanne tuodaan esille. Työn lopussa kuvataan muutama case-esimerkki onnistuneista pellettiketjuista. Suomessa puupellettimarkkinoiden kehitys alkoi 1998 Vöyrissä auenneen pellettitehtaan myötä. Pellettien tuotanto ja kulutus ovat sen jälkeen kasvaneet nopeasti ja nyt vuonna 2001 pellettien tuotantokapasiteetti on 150 000 t/a. Pellettimarkkinoiden nopea kehitys Suomessa perustuu öljyn korkeaan hintaan, käytön helppouteen ja ympäristöystävällisyyteen. Käyttölaitteistojen yleistyessä ja jakelun tehostuessa pellettiliiketoiminta tulee vahvistamaan asemaansa entisestään Suomessa

Paikallisen energiayhtiön maakaasuliiketoimintojen kehittäminen

Työssä selvitetään mahdollisuuksia laajentaa kaasuliiketoimintaa sellaisilla alueilla, jotka sijaitsevat maakaasun siirtoputken läheisyydessä ja joilla kaukolämpöliiketoimintaa ei pidetä houkuttelevana vaihtoehtona. Tarkasteltavaksi valittiin yksi edellä mainitun kaltainen alue. Tutkimuksen pääasiallinen tarkoitus on vertailla kaukolämmön sekä maakaasun jakelun taloudellista kannattavuutta valitulla alueella. Työssä selvitetään maakaasun jakeluun ja käyttöön tarvittava laitteisto, sekä maakaasuliiketoiminnan taloudellinen kannattavuus. Työssä esitellään lisäksi mikroturbiinien toimintaperiaate ja selvitetään niiden käyttösovellukset sekä mitä mahdollisuuksia niiden käyttö tarjoaisi energiayhtiölle. Kaasuliiketoiminta on tutkitulla alueella kannattavampaa kuin kaukolämpö. Kaasuliiketoiminnasta tulee kannattavaa, jos asiakkaiksi saadaan yli 10 prosenttia alueen kiinteistöistä, kun asiakkailta peritään saman suuruiset maksut kuin kaukolämmöllä. Jos asiakasmaksuina käytetään sellaisia maksuja, että kaasusta tulee kuluttajalle edullisin lämmitystapa, niin tällöin kaasuliiketoiminnasta ei tule kannattavaa vielä 70 prosentin asiakasmäärälläkään. Mikroturbiinit eivät tämän hetkisillä sähkön hinnoilla ole energiayhtiölle järkevä tapa tuottaa sähköä ja lämpöä, sillä mikroturbiineilla tuotetun sähkön hinta on kaksinkertainen verrattuna kaasukombi vastapainelaitoksella tuotetun sähkön hintaan. Energiayhtiön on edullisempaa hankkia sähkö yhteispohjoismaisilta sähkömarkkinoilta, kuin tuottaa sitä mikroturbiinilla. Mikroturbiinit soveltuvat lähinnä kiinteistökohtaiseen sähkön- ja lämmöntuotantoon silloin, kun turbiinin koko lämmön ja sähkön tuotanto saadaan hyödynnettyä ja turbiinin omistaa kiinteistö. Tällöin kiinteistön energiakustannukset jäävät kiinteistökohtaisella mikroturbiinilla pienemmiksi kuin hankkimalla sähkö ja lämpö energiayhtiöltä.

Päästökaupan ja vihreiden sertifikaattien vaikutus sähkön ja kaukolämmön toimittajaan

Kasvihuonekaasujen päästökauppa ja vihreät sertifikaatit liittyvät kehitysvaiheessa olevaan ilmastopoliittiseen kokonaisuuteen, jonka tarkoitus on rajoittaa ihmisen toiminnasta aiheutuvaa kasvihuoneilmiön voimistumista. Työssä tutkittiin Euroopan Unionin sisäisen päästökaupan ja vihreiden sertifikaattien vaikutusta energian toimittajaan. Tarkastelu tehtiin kohdeyrityksinä toimineiden yritysten näkökulmasta keskittyen energianhankintatapojen kilpailukykyyn ja kustannusmuutoksiin sekä niiden vaikutusten selvittämiseen. Päästökauppa tulee toteutuessaan heikentämään energiantuotannossa käytettyjen fossiilisten polttoaineiden ja turpeen kilpailukykyä hiilidioksidipäästöttömiin tuotantomuotoihin nähden ja aiheuttamaan lisäkustannuksia hiilidioksidia aiheuttavien tuotantomuotojen käytölle. Vihreät sertifikaatit ovat tapa tukea uusiutuvista energianlähteistä tuotettua sähköä. Niistä on kehittymässä Euroopassa erilaisia järjestelmiä eikä yhtenäisten eurooppalaisten markkinoiden toteutumisesta ole varmuutta. Suomalaisiin sähköntoimittajiin vihreät sertifikaatit voivat vaikuttaa myös, mikäli Suomeen perustetaan kansallinen sertifikaattijärjestelmä tai sähköntuottajat pystyvät hyödyntämään muiden maiden järjestelmiä.

Voimalaitoksen toiminnallinen suunnittelu

Diplomityön tavoitteena oli antaa kuva vastapainevoimalaitoksen automaation toiminnallisesta suunnittelusta ja soveltaa teoriaa suunnittelemalla toiminnallisuus vesihöyrypiirin tärkeimmille osuuksille. Työssä on esitelty tyypillinen EPCM-voimalaitosprojekti, joka toteutetaan ulkopuolisen avustajan kanssa tehdyllä yhteistyöllä. Projektin koostuu laitoksen suunnittelu-, rakennus-, asennus- sekä käyttöönottovaiheista. Huomioitavia asioita ovat mm. projektin budjetti sekä aikataulu. Valvonnalla on suuri merkitys projektin onnistumiseen. Lisäksi työssä esitellään vastapainevoimalaitoksen vesihöyrypiirin prosessi, pääsäädöt sekä automaatiojärjestelmä. Vesihöyrypiirillä tarkoitetaan syöttövesi-, höyry- ja kaukolämpöjärjestelmää. Pääsäädöillä pyritään saamaan tuotanto vastaamaan kulutusta. Voimalaitoksen painopiste on kaukolämmön tuottaminen. Automaatiojärjestelmän toiminnoilla tarkoitetaan järjestelmän suorittamia ohjauksia, säätöjä sekä hälytyksiä. Toiminnallisessa suunnittelussa tehdään toimilaitteille niin yksittäisohjaukset, säädöt kuin hälytysluettelot. Työssä tehty toiminnallinen suunnittelu keskittyy erityisesti toimilaitteiden säätöpiireihin. Säätöpiirit koostuvat tärkeimmistä prosessiin liittyvistä komponenteista ja säätömerkeistä. Toiminnallisen suunnittelun dokumentaatioita käytetään automaatiojärjestelmän sovellusohjelmoinnin pohjana.

Kaukolämmön pääsäädöt

Työssä keskitytään tarkastelemaan kaukolämmön pääsäätöjä, jotka ovat lämpötilan, paineen ja keskipaineen säädöt. Lisäksi työssä on pintapuolisesti käsitelty myös kaukolämpöön liittyviä perusasioita, toimintaperiaatteita, kaukolämmön erilaisia tuotantotapoja sekä varastointia. Lämpötilan säätöön liittyvät keskeisimmät tekijät ovat menoveden absoluuttisen ala- ja ylärajan määrittäminen, paluuveden alimman optimaalisen arvon määrittäminen, lämpötilan asetusarvon asettaminen, sekä lämpötilan muutosten vaikutus kaukolämmön tuotantoon. Lämpötilan muutoksilla on huomattava vaikutus kaukolämmön tuotannossa. Paine-erolla säädetään kaukolämpöveden virtausmäärää ja tehoa, jolla on merkittävä osuus kaukolämpöjärjestelmässä. Paine-eron säätö Salmisaaren voimalaitoksessa on toteutettu sumeaan logiikkaan perustuvalla tietokoneohjelmalla, joka automaattisesti valvoo paine-eron vaihteluita, säätöpoikkeamaa, säätötasoja ja seuraa paine-eron oloarvoa. Keskipaineen säätäminen on toteutettu siten, että Salmisaaren ja Hanasaaren voimalaitoksissa pystytään keskipainetta säätämään samanaikaisesti. Näin toimien on mahdollistettu suurempi toimintavarmuus ja parempi asetusarvossa pysyminen. Kaukolämpöverkoissa on yleensä vain yksi keskipaineen säätäjä, joten Helsingissä voimassa oleva järjestelmä on ainoa laatuaan. Työ on tehty pääosin haastattelemalla Salmisaaren voimalaitoksen automaatiomestari Guy Lindmania sekä automaatioverstaan muuta henkilöstöä. Työn tavoitteena on ollut saattaa kirjalliseen muotoon toistaiseksi dokumentoimatonta tietoa.

Vaatimustiedon hallinta rakennusteollisuuden tuotanto- ja suunnitteluyrityksessä

Diplomityön ensisijaisena tavoitteena on luoda yleinen vaatimustiedon hallinnan malli, jonka avulla yrityksen toimintaympäristössä vaikuttavat vaatimukset voidaan tunnistaa ja kommunikoida koko organisaation tietoisuuteen. Kohdeyrityksen näkökulmasta mielenkiinto kohdistuu erityisesti käytännön työn kautta saataviin lopputuloksiin. Tavoitteena on luoda yritykseen pohja vaatimustiedon hallinnalle sekä samalla kehittää sähköistä vaatimustietojärjestelmää. Diplomityö on toteutettu konstruktiivisena tutkimuksena. Tutkittavasta aiheesta on saatavilla teoriatietoa hyvin rajallisesti. Tämän vuoksi vaatimustiedon hallinnan malli toteutetaan vahvasti käytännön työn havaintojen ja analysoinnin pohjalta. Lähtökohdaksi käytännön työlle esitellään laadunhallinnan, tiedonhallinnan sekä prosessien näkökulmia sekä perinteisiä vaatimusten hallinnan teorioita. Tiedot, joiden avulla valmis malli on luotu, kerättiin haastattelemalla yrityksen prosessien omistajia. Työn tuloksina esitellään vaatimustiedon hallinnan malli sekä yrityksessä saatuja käytännön työn lopputuloksia. Vaatimustiedon hallinnalla tarkoitetaan yrityksen toimintaympäristössä, prosesseissa sekä tuotteissa vaikuttavien vaatimusten saattamista organisaation tietoisuuteen mahdollisimman käyttäjäystävällisellä tavalla. Mallissa esiintyvät vaatimukset ovat sidosryhmien tai yrityksen itsensä ilmaisuja liittyen tuotteen tai palvelun ominaisuuksiin sekä suorituskykyyn. Valmis malli voidaan jakaa neljään eri vaiheeseen, jotka ovat suunnittelu ja esitutkimus, toteutus, käyttöönotto, sekä muutostenhallinta ja ylläpito. Laajimmillaan toteutettuna vaatimustiedon hallinta auttaa yritystä parhaiden käytäntöjen tunnistamisessa ja prosessien kehittämisessä, mahdollistaa tasalaatuisen toiminnan ja tuotteet sekä toimivan tiedon ja osaamisen hallinnan.