Biopolttoaineet perinteisten lentopolttoaineiden korvaajina suihkumoottoreissa

Fossiiliset polttoaineet ovat toimineet nykyisten lentokoneiden polttoaineena jo useita vuosi-kymmeniä. Nämä polttoaineet eivät uusiudu, jolloin korvaavan polttoaineen kehittäminen muodostuu välttämättömäksi. Lisäksi fossiilisia polttoaineita käytettäessä ilmakehään vapau-tuu huomattava määrä hiilidioksidia, joka on aiemmin ollut sitoutuneena syvällä maaperässä. Biolentopolttoaineet ovat yksi vaihtoehto kestäväksi ja uusiutuvaksi polttoaineeksi. Tutkielmassa haetaan vastausta siihen, kyetäänkö biopolttoaineilla korvaamaan perinteiset lentopolttoaineet suihkumoottoreissa. Biopolttoaineista pyritään löytämään niiden merkittävimmät heikkoudet sekä vahvuudet. Tutkielman ensimmäisessä pääluvussa esitellään yleisiä vaatimuksia lentopolttoaineille, jonka jälkeen perehdytään perinteisiin lentopolttoaineisiin ja biopolttoaineisiin. Biopolttoaineetluvussa käsitellään lyhyesti myös biopolttoaineiden käyttöä sotilasilmailussa. Tutkielman keskeisimpänä tuloksena on se, että biopolttoaineilla on teknisesti täysin mahdollista korvata perinteisiä lentopolttoaineita vähintään osittain. Biopolttoaineiden käytöllä saavutetaan merkittäviä vähennyksiä päästöihin, kun polttoainetta varten käytettävät orgaaniset aineet ovat sitoneet itseensä hiilidioksidia. Merkittävimpänä biopolttoaineiden yleistymisen haittapuolena on polttoaineen korkea hinta. Lisäksi sopivan raaka-aineen löytäminen on tietyiltä osin haasteellista.

The Dynamic Relationship between Finnish Stock Market and Commodities

Since different stock markets have become more integrated during 2000s, investors need new asset classes in order to gain diversification benefits. Commodities have become popular to invest in and thus it is important to examine whether the investors should use commodities as a part for portfolio diversification. This master’s thesis examines the dynamic relationship between Finnish stock market and commodities. The methodology is based on Vector Autoregressive models (VAR). The long-run relationship between Finnish stock market and commodities is examined with Johansen cointegration while short-run relationship is examined with VAR models and Granger causality test. In addition, impulse response test and forecast error variance decomposition are employed to strengthen the results of short-run relationship. The dynamic relationships might change under different market conditions. Thus, the sample period is divided into two sub-samples in order to reveal whether the dynamic relationship varies under different market conditions. The results show that Finnish stock market has stable long-run relationship with industrial metals, indicating that there would not be diversification benefits among the industrial metals. The long-run relationship between Finnish stock market and energy commodities is not as stable as the long-run relationship between Finnish stock market and industrial metals. Long-run relationship was found in the full sample period and first sub-sample which indicate less room for diversification. However, the long-run relationship disappeared in the second sub-sample which indicates diversification benefits. Long-run relationship between Finnish stock market and agricultural commodities was not found in the full sample period which indicates diversification benefits between the variables. However, long-run relationship was found from both sub-samples. The best diversification benefits would be achieved if investor invested in precious metals. No long-run relationship was found from either sample. In the full sample period OMX Helsinki had short-run relationship with most of the energy commodities and industrial metals and the causality was mostly running from equities to commodities. During the first sub period the number of short-run relationships and causality shrunk but during the crisis period the number of short-run relationships and causality increased. The most notable result found was unidirectional causality from gold to OMX Helsinki during the crisis period.

Kansallisen huoltovarmuuden resilienssiys kokonaisturvallisuuden kentällä

Kansallisella huoltovarmuudella on Suomessa pitkät perinteet. Huoltovarmuudella on pyritty turvaamaan Suomen selviytyminen poikkeusoloissa ja kriisin aikana. Turvaamisen pääasiallisena keinona on ollut varautuminen ja välttämättömien materiaalien ja hyödykkeiden varastointi. Nykyyhteiskunnassa pelkkä varastointi ei kuitenkaan enää riitä, sillä perinteinen materiaalin ja raaka-aineiden varastointi koetaan kalliiksi ja tehottomaksi muuttuneessa maailmassa, jossa verkostoituminen ja globalisaatio valtaavat alaa ja muuttavat toimintaympäristöä. Tutkimuksessa tuodaan esille kansallisen huoltovarmuuden toiminta, sen suurimmat muutokset ja erilaiset uhkakuvat, joihin huoltovarmuudella pyritään vastaamaan. Globalisoitu-neessa ja verkottuneessa maailmassa pelkästään kansallisin voimavaroin ei voi pärjätä edes syvän kriisin aikana. Tutkimus tuo esiin uuden, huoltovarmuuden yhteyteen nostetun käsitteen resilienssi. Suomessa resilienssi osana turvallisuuskeskustelua on uutta, mutta tulevaisuudessa resilienssi tulee esiintymään keskusteluissa yhä enenevässä määrin. Huoltovarmuustoiminnassa resilienssillä pyritään vastaamaan muuttuneeseen maailmaan ja siitä nouseviin uusiin haasteisiin joustavuudella ja kykynä sietää epävarmuutta. Huoltovarmuus on osa kokonaisturvallisuutta, joten huoltovarmuudesta huolehtiminen parantaa kokonaisturvallisuutta. Toisaalta kokonaisturvallisuudesta huolehtiminen helpottaa myös huoltovarmuustoimia. Huoltovarmuutta parantavat keinot ovat sekä kansallisia että kansainvälisiä. Globalisoituneessa maailmassa paras keino kansallisen huoltovarmuuden nostamiseen on kansainvälistyminen. Kansainvälistyminen tulee tapahtua niin Suomen lähialueilla, Pohjoismaissa ja Euroopassa kuin kauempanakin. Yksi mahdollinen keino kansainvälisyydestä huolehtimiseen ovat sekä Euroopan Unionin ja Naton että myös muiden maiden kanssa tehdyt bilateraaliset sopimukset.

Kaakkoissuomalaisten yritysten bioliiketoimintakyvykkyys – Biotalouden innovaatioverkoston muodostuminen ja metsäbiojalostamokonsepti

Tämän raportin tavoitteena on selvittää Kaakkois-Suomen alueella toimivien yritysten kyvykkyyksiä ja edellytyksiä bioliiketoiminnan suhteen ja luoda katsaus alueen elinkeinoelämän mahdollisuuksista siirryttäessä biotalouteen. Analyysin kytkemiseksi laajempaan kokonaiskuvaan alan kehityksestä, käsitellään myös laajemmalla tasolla muutosajureita bioliiketoimintaan. Teollista murrosta kohti bioliiketoimintaa voidaan pitää yhtenä merkittävimmistä käynnissä olevista muutoksista perinteisillä teollisilla toimialoilla. Tämä korostuu alueilla, joilla liiketoiminta on keskittynyt energia- ja raaka-aineintensiivisille teollisuudenaloille. Suomalaisen metsäteollisuuden kannattavuutta ovat heikentäneet kypsä markkinatilanne, ylikapasiteetti, tehostuva halpatuotanto ja etelän puuplantaasit, energian hinnan nousu (Hetemäki 2006) sekä yleinen taloustilanne (Wessman 2012). Metsäteollisuuteen painottuneessa Kaakkois-Suomessa rakennemuutoksen vaikutukset ovat nähtävissä selvästi. Bioliiketoiminnan ajureina toimivat muun muassa ympäristönäkökulmat ja lainsäädäntö, sekä energian hintakehityksen epävarmuus ja fossiilisten polttoaineiden kallistuminen (Mikkanen 2011). Bioliiketoiminnan osalta raportissa keskitytään biojalostukseen, jossa tuotetaan mahdollisimman korkean jalostusarvon tuotteita. Esitellyt liiketoimintamallit ja biotalouden innovaatioverkosto on rakennettu tällä taustaolettamuksella, eivätkä täten ole suoraan hyödynnettävissä muun muassa alhaisen jalostusarvon tuotantoon tai mekaaniseen metsäteollisuuteen. Bioliiketoimintaan liittyy tiettyjä erityispiirteitä, jotka myös toimivat edellytyksenä niin sanotun biotalouden syntymiselle. Bioliiketoimintaa voidaan harjoittaa monella eri tavalla, useilla eri toimialoilla, ja se edellyttää kehitystä ja linkityksiä toimialoille, jotka luovat muun muassa teknologiset mahdollisuudet toiminnalle. Näin ollen esimerkiksi cleantech-ratkaisuilla on merkittävä rooli bioliiketoiminnassa. Monet yritykset harjoittavat jo nykyisellään bioliiketoimintaa, sitä välttämättä itse edes tiedostamatta. Raportissa esitellään metsäbiomassaa hyödyntävän biojalostamotoiminnan mahdollisia liiketoimintamalleja Kaakkois-Suomessa sekä esimerkki bioalan klusteritoiminnasta Tanskassa. Raportissa korostetaan toimialojen välistä, esimerkiksi klusteri-, yhteistyötä. Tätä alleviivataan biotalouden innovaatioverkostoja käsittelevässä kappaleessa, joka osoittaa tarpeen nykyisten verkostojen muuntumiselle biotalouteen pyrittäessä. Samalla käydään läpi verkoston muuntautumisen kompastuskiviä ja esitellään mahdollista biotalouden kannalta sopivaa verkostorakennetta. Kaakkoissuomalaisten yritysten bioliiketoimintakyvykkyyttä analysoidaan BIOTULI (Biojalostamon uudet tuotteet ja liiketoimintamallit) -hankkeen puitteissa toteutetun kyselyn tulosten pohjalta. Kysely lähetettiin keväällä 2012 yhteensä 288 kaakkoissuomalaiselle bioliiketoiminnan arvoverkkoon nyt tai tulevaisuudessa mahdollisesti kuuluvalle yritykselle. Vastauksia saatiin yhteensä 66 (23 %). Kysely sisälsi 32 kysymystä ja sen pohjalta tehtyihin tärkeimpiin havaintoihin kuuluvat se, että yrityskenttä tiedostaa vahvasti biotaloussiirtymän olevan tulossa ja että alueen yritykset ovat halukkaita verkottumaan sekä keskenään että alueen ulkopuolelle muodostaakseen toimivan biotalousklusterin. Vastaajista noin puolet edusti metalliteollisuuden tai maatalouden yritystä, joiden vastauksia on analysoitu raportissa erikseen toimialakohtaisesti.

Materiaalitarvelaskenta, varastonhallinta ja tilausten optimointi - Case pienpanimo

Tämä kandidaatintutkielma tarkastelee, mitkä tekijät vaikuttavat teollisuusyrityksen varastonhallinnan ja materiaalinohjauksen kokonaiskustannuksiin. Kokonaistavoitteena on tunnistaa kohdeyritykselle sopivat varaston- ja materiaalinohjauksen menetelmät sekä tunnistaa kehityskohteita tulevaisuuden kehittämistä varten. Tutkielman teoriaosassa käsitellään varastoinnin motiiveja, kustannustekijöitä ja erilaisia täydennysmenetelmiä sekä esitetään materiaalitarvelaskennan perusteita. Tältä pohjalta tutkielman empiirisessä osiossa tutkitaan kolmen eri raaka-ainetoimittajan osalta tilattavien nimikkeiden vuosikustannusten komponentit erilaisilla vuositilauslukumäärillä ja tilauseräko’oilla. Tuloksena kustannuskomponenttien tarkastelusta saadaan suuntaa antavat vuosikustannukset eri tilausmäärillä tai tilausväleillä. Tulokset pohjautuvat kuitenkin hyvin yksinkertaistettuihin taustaoletuksiin, joten suoraan tulosten pohjalta ei tule toimintatapoja muodostaa. Tutkielman perusteella voidaan todeta, että varastonhallinnan tekijät ovat keskenään ristiriitaisia, mutta oikein valituilla menetelmillä voidaan saavuttaa taloudellisia säästöjä ja kehittää toimintaa sujuvammaksi. Erityisesti materiaalitarvelaskentaan siirtyminen materiaalinhallinnassa ja ajantasainen varastokirjanpito tunnistettiin tärkeiksi jatkokehityskohteiksi.

Mäntyöljyn tislauksen esikäsittely

Raakamäntyöljy on selluteollisuuden sivutuote. Suopa erotetaan mustalipeästä ja palstoitetaan tuottaen siten raakamäntyöljyä. Raakamäntyöljy tislataan tavanomaisesti viiteen pääjakeeseen: rasvahapot, hartsihapot, mäntyöljytisle, esiöljy ja mäntyöljypiki. Näiden jakeiden lisäksi raakamäntyöljyssä on erityisesti mustalipeästä siihen erottuneita epäpuhtauksia, jotka haittaavat raakamäntyöljyn prosessointia. Epäpuhtauksia ovat orgaaniset ja epäorgaaniset yhdisteet, kuten metallit, suolat ja ligniini. Nämä epäpuhtaudet aiheuttavat haitallisia reaktioita prosessissa huonontaen siten lopputuotejakeiden laatua. Tämän lisäksi epäpuhtaudet aiheuttavat saostumia prosessilaitteissa alentaen siten prosessointitehokkuutta. Raakamäntyöljyn esikäsittelyllä tehostetaan tislauksen toimintaa. Työssä esitetään esikäsittelymenetelmistä mm. degumming-menetelmä, laimea happopesu, hiilidioksidikäsittely, valkaisu ja lämpökäsittely. Menetelmien pohjalta valitaan tätä työtä varten yksi menetelmä, jonka pohjalta suunnitellaan kokeellisessa osassa suoritettavat kokeet. Kokeellinen osuus koostuu esikokeista, varsinaisista kokeista ja lisäkokeista. Menetelmän tarkoituksena on saavuttaa epäpuhtauksille 90–95 % reduktioaste. Kokeiden onnistumista tutkitaan analysoimalla alkuperäinen raakamäntyöljy, sekä jokaisen kokeen jälkeen erotetut faasit. Työssä saavutettiin hyvä erotustehokkuus. Alkuperäisen tavoitteen mukaista reduktioastetta ei pystytty määrittämään eri analyysimenetelmien ja niiden analyysituloksissa ilmenneiden eroavaisuuksien vuoksi, mutta lisäkokeiden ansiosta pystyttiin vahvistamaan kyseisen koejärjestelmän optimaalinen poistoaste. Lisäksi työssä havaittiin että esikäsittelytulos on hyvin riippuvainen käsiteltävän raaka-aineen koostumuksesta.

Etanoli liikennepolttoaineena Suomessa

Suomi on sitoutunut vähentämään liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä ja lisäämään uusiutuvan energian käyttöä liikenteessä vuoteen 2020 mennessä. EU:n energiastrategian mukaisesti liikenteelle on asetettu 10 prosentin tavoiteosuus uusiutuvan energian osalta liikenteen energian loppukulutuksesta. EU:n tavoitteiden lisäksi Suomi on asettanut kansalliseksi tavoitteekseen uusiutuvan energian osuudeksi 20 prosenttia liikenteen energian loppukulutuksesta. Nestemäiset biopolttoaineet ovat laadukkaasti ja kestävästi tuotettuina nopea ja kustannustehokas tapa vähentää liikenteen kasvihuonekaasupäästöjä. Etanoli on maailman käytetyin liikenteen biopolttoaine. Maailman etanolin tuotannossa käytetään pääosin tärkkelys- ja sokeripitoisia raaka-aineita, kuten maissia ja sokeriruokoa. Pääosa Suomessa käytetystä etanolipolttoaineesta tuodaan ulkomailta. Ainoa Suomessa etanolia liikennekäyttöön tuottava yritys on St1 Biofuels Oy, joka käyttää etanolin tuotannossa jäteperäisiä raaka-aineita. Tulevaisuudessa yhtiö suunnittelee tuottavansa valtaosan Suomessa käytetystä etanolista selluloosapohjaisista raaka-aineista. Etanoli soveltuu käytettäväksi moottoripolttoaineena sellaisenaan, mutta useista käyttöteknisistä syistä sitä käytetään enimmäkseen bensiinikomponenttina. Suurin osa Suomessa käytetystä etanolista muodostuu moottoribensiineille asetetuista jakeluvelvoitteista. Korkeaseosetanolipolttoaineen (E85) käytölle suunnitelluissa FFV-ajoneuvoissa voidaan käyttää etanolin ja bensiinin seosta aina 85 tilavuusprosentin etanolipitoisuuteen asti. Lisäaineistettua etanolia voidaan myös käyttää dieselmoottorin polttoaineena. Tulevaisuudessa etanolipolttoaineen kulutus Suomessa keskittynee pääasiassa nykytilanteen mukaisesti etanolin käyttöön bensiinikomponenttina.

Screening of power to gas projects

The purpose of this thesis was the screening of power to gas projects worldwide and reviewing the technologies used and applications for the end products. This study focuses solely on technical solutions and feasibility, economical profitability is excluded. With power grids having larger penetrations of intermittent sources such as solar and wind power, the demand and production cannot be balanced in conventional methods. Technologies for storing electric power in times of surplus production are needed, and the concept called power to gas is a solution for this problem. A total of 57 projects mostly located in Europe were reviewed by going through publications, presentations and project web pages. Hydrogen is the more popular end product over methane. Power to gas is a viable concept when power production from intermittent sources needs to be smoothed and time shifted, when carbon free fuels are produced for vehicles and when chemical industry needs carbon neutral raw materials.

Standardized electrical tests for electrical equipment in road vehicles Case: Visedo Oy PowerMASTER M-frame

Electrical road vehicles were common at the begin of the 20th century but internal combustion engines took a victory from electrical motors in road vehicles. The acknowledgement of the environment, and the price and the availability of the crude oil are reasons for the comeback of the electrical vehicles. Advancement in industrial technology and political atmosphere in EU as the directive 20--20--20, which consists of reducing fossil emission, increasing renewable energy and increasing the energy efficiency, have made the electrification popular again. In this thesis tests based on standard ISO 16750--2 electrical loads for electrical equipment in road vehicles are made for Visedo Oy's PowerMASTER M-frame power electronics device. This device is designed for mainly drive trains in mobile work machines and marine vessels but can be used in other application in its power range which also includes road vehicles. The functionality of the device is tested with preliminary tests which act as a framework for the tests based on standards.

Biopolttoaineilla kestävyyttä merenkulkuun? Elinkaariarviointi kestävyyden mittarina

Merenkulun ilmapäästöillä on laajoja vaikutuksia sekä ilmanlaatuun, ilmaston-muutokseen että ihmisten terveyteen. Muiden liikennemuotojen päästöihin on puututtu jo pitkään, mutta merenkulun yhteydessä International Maritime Organisation IMO on asettanut rajoituksia mm. rikkipäästöille vasta viime vuosina. Itämeri on saanut erityisaseman ns. SECA-alueena, jolla operoivien alusten polttoaineen rikkipitoisuus ei saa ylittää 0,1 prosenttia. Yhtenä ratkaisuna päästöongelmiin voivat toimia biopolttoaineet. Liikennekäyttöön tarkoitettuja biopolttoaineita on jo kaupallisessa käytössä ja mm. jätepohjaisia raaka-aineita tutkitaan parhaillaan. EU:n biopolttoaineita käsittelevät säädökset edellyttävät, että tuotannon on oltava kestävää, jotta sillä saavutetaan todellisia kasvihuonekaasupäästöjen vähennyksiä. Kestävyyden arviointiin paras keino on elinkaariarviointi eli LCA, jonka avulla voidaan laskennallisesti osoittaa päästövähennykset verrattuna fossiilisen poltto-ainetuotannon ja käytön tuottamiin päästöihin. Elinkaariarviointi ottaa huomioon tuotantoketjun kaikki päästöt aina raaka-aineen tuottamisesta tuotteen hävittämiseen saakka. Tässä tutkimuksessa elinkaariarviointi suoritettiin Turussa sijaitsevan VG-Shipping -varustamon tarpeisiin. Tuloksia käytetään lain edellyttämän toiminnan-harjoittajan kestävyysjärjestelmän luomiseen sekä sen arviointiin, miten elinkaariarviointi toimii kestävyyden mittarina. VG-Shipping tuottaa oman varustamotoimintansa tarpeisiin jätepohjaisista raaka-aineista tuotettua bioöljyä ja -dieseliä. Elinkaariarviointi osoitti tuotannon olevan kestävällä tasolla ja päästövähennysten olevan fossiiliseen vertailukohtaan nähden eri tuotantoketjuilla 84-96 prosentin välillä.