Suomalaisen tuulivoimateollisuuden asema, kilpailukyky ja tulevaisuuden näkymät kansainvälisillä markkinoilla

Executive Summary Tuulivoimateollisuus on kasvanut erittäin voimakkaasti 2000-luvulla, ja viime vuonna asennettiin maailmanlaajuisesti ennätysmäärä noin 42 GW uutta tuulivoimakapasiteettia. Kumulatiivinen asennettu kapasiteetti oli vuoden 2011 lopussa noin 241 GW, josta eniten Euroopassa, sitten Kaakkois-Aasiassa, etenkin Kiinassa ja kolmanneksi suurimpana markkina-alueena oli USA. Kiinassa oli eniten asennettua tuulivoimaa, 26 % maailman tuulivoimasta, toisena oli USA, sitten Saksa, Espanja ja Intia. Suurin osa asennetusta koko maailman kapasiteetista on maatuulivoimaa (onshore), merituulivoimaa (offshore) oli asennettu vajaat 4 GW. Teollisuus työllisti arviolta yli 560000 henkilöä maailmanlaajuisesti ja liiketoiminnan arvo oli noin 52 Mrd. euroa (73 Mrd. USD). Tuuliturbiineja oli maailmalla toiminnassa noin 200000 ja niiden keskikoko oli 1,2 MW. Turbiinien koko on tasaisesti kasvanut ja nykyisin suurimmat kaupalliset turbiinit ovat 6-7 MW kokoluokassa. Suomessa oli vuoden 2012 lopussa asennettuna 163 turbiinia yhteisteholtaan 288 MW, joten olemme huomattavasti jäljessä useimpia muita EU maita tuulivoiman hyödyntämisessä. Tuulivoimamarkkinoiden ennakoidaan kasvavan keskimäärin noin 10 % vuosittain, jolloin vuonna 2020 maailmassa olisi asennettuna kapasiteettia noin 900 GW, josta offshore tuulivoimaa 75 GW. Tällöin tuulivoimalla tuotettaisiin noin 8 % sähköntuotannosta, kun arvio vuodelle 2012 on 2,26 %. Nopeinta kasvu olisi Kaakkois-Aasiassa ja Pohjois-Amerikassa, merituulivoimaa sen sijaan asennettaisiin eniten Eurooppaan. Suomen ilmasto- ja energiastrategin mukainen tavoite on 2,5 GW tuulivoimaa vuonna 2020. Moderni turbiini koostuu seuraavista pääkomponenteista: tornista, kolmilapaisesta roottorista, vaihteistosta, generaattorista, ja elektroniikasta. Turbiinien hinta vaihtelee projektista ja käytetystä tekniikasta johtuen, mutta tämän hetkisenä keskiarvona voidaan käyttää noin 1 MEUR / MW hintaa Euroopassa ja Pohjois-Amerikassa. Kiinassa hinta on vähintään yhden kolmasosan halvempi. Turbiinihintojen ennakoidaan halventuvan jo lähivuosien kuluessa jopa 30 % johtuen muun muassa suuruuden ekonomiasta ja kiristyvästä kilpailusta. Kun mukaan lasketaan kaikki kulut, kuten suunnittelu, luvat, turbiinin perustukset ja kaapeloinnit, tulee asennetulle turbiinille keskihinnaksi noin 1,5 MEUR. Merituulivoima voi olla kaksi kertaa kalliimpi investointi. Generaattoreina käytetään tyypillisesti nopeita tai keskinopeita induktio- (DFIG) tai kestomagneettigeneraattoreita (PMSG) ja yleisesti kolmivaihteisia vaihteistoja. Hidasnopeuksisen (PMSG) suoravetogeneraattorin (DD) käyttö on kuitenkin yleistymässä, sillä tällöin vältetään vika-alttiin vaihteiston käyttö. Korkea toimintaluotettavuus on erityisen tärkeä merituulivoimaloissa. Suurimmat 15 turbiinivalmistajaa toimittivat viime vuonna lähes 90 % maailman tuulivoimaloista. Suurin toimija on tanskalainen Vestas, jonka liikevaihto vuonna 2011 oli noin 6 Mrd euroa ja henkilöstöä yli 22000. Suurimpien valmistajien joukossa oli 7 kiinalaista toimijaa, jotka ovat kasvaneet nopeasti viime vuosina. Useimmat turbiinivalmistajat valmistavat joitakin strategisia komponentteja itse tai ostavat ne omaan konserniin kuuluvalta tytäryhtiöltä ja ostavat muut komponentit ja materiaalit sopimusvalmistajilta. Yhtiöiden valmistusstrategiat kuitenkin vaihtelevat ”tehdään kaikki itse” strategiasta pelkkään avainkomponenttien kokoonpanoon ja turbiinin kokonaistoimitukseen. Tyypillisesti turbiinivalmistajia palvelee vakiintunut joukko kansainväliseen toimintaan kyvykkäitä komponenttitoimittajia varatoimittajineen. Kaiken kaikkiaan sekä turbiini- että komponenttivalmistajien kesken on tapahtunut viime vuosikymmenen kuluessa konsolidoitumista. Valmistus on myös globalisoitunut eli avainkomponentit ja etenkin isot komponentit valmistetaan lähellä asiakasta. Toisaalta kiristynyt hintakilpailu on johtanut siihen, että yritykset ovat siirtäneet tuotantoa Kiinaan, joka nykyisin onkin suurin komponenttien valmistusmaa. Alan keskittyminen ja globalisoituminen tullee jatkumaan myös tulevaisuudessa. Suomessa on eri sektoreilta tuulivoiman huippuosaamista, mutta kokonaisvaltaista tuulivoimaklusteria meillä ei ole. Sellaisen rakentaminen tai rakentuminen vie aikaa ja edellyttäisi selkeän veturiyrityksen olemassaoloa. Tuuliturbiinien kokonaistoimituksista yleensä vastaava turbiinivalmistaja olisi luonteva veturiyritys, mutta kotimaiset valmistajat (Winwind ja Mervento) ovat kansainvälisesti pieniä, ja niiden markkina-asema on haastava. Lisäksi Winwind on ajautunut vakavaan taloudelliseen kriisiin (velkojat hakevat yhtiöltä saataviaan käräjäoikeudessa tammikuussa 2013). Kotimaisille turbiinivalmistajille, kuten muillekin tuulivoima-alan toimijoille olisi ensisijaista, että kotimaiset investoinnit käynnistyisivät täysipainoisesti. Tämä tarkoittaisi paitsi liiketoimintamahdollisuuksia, niin kumuloituvaa osaamista ja ennen kaikkea referenssejä kansainvälistä kilpailua silmälläpitäen. Suomalaisten turbiinivalmistajien kilpailukykyisin businessalue löytynee erityisosaamisesta, kuten esimerkiksi arktisesta tuulivoimasektorista. Mahdollisesti liittoutumalla tai jonkin johtavan turbiinivalmistajan tytäryrityksenä suomalainen niche markkinoille erikoistunut turbiinivalmistus voisi menestyä tulevaisuuden kovenevassa kilpailussa. Kilpailu päämarkkinoilla johtavien turbiinivalmistajien kanssa tuskin tuo menestystä, sillä näiden resurssit ja referenssit ovat ylivertaiset ja osaaminenkin osin suomalaisia edellä. Suomalaista huippuosaamista edustavat muun muassa ABB, The Switch, Vacon, Vaisala, Prysmian sekä Moventas. Yhtiöiden markkina-alue on globaali ja etenkin ABB:n ja Prysmianin resurssit mittavat. Yhtiöillä on edellytykset menestyä jatkossakin kansainvälisesti tuulivoimaliiketoiminnan komponenttien ja systeemien toimittajina. Moventaksen haasteena on yrityksen taloudellinen tilanne ja kilpailukyky markkinoilla (koko henkilöstö lomautetaan määräajaksi keväällä 2013). Muun muassa paperikonevalmistuksen ja meriteollisuuden johdolla Suomeen on syntynyt vahva konepajaosaaminen ja alihankintaverkosto. Esimerkiksi Holming, Componenta, Häkkinen Group ja Metso Foundries palvelevat jo tuulivoimateollisuutta. Osa yhtiöistä toimii kansainvälisesti ja niillä on mahdollisuus jatkossakin palvella tuulivoimateollisuutta, etenkin Suomessa ja lähialueilla. Komponenttitoimittajien ja alihankkijoiden kansainvälistymisen haasteina ovat muun muassa Suomen syrjäinen sijainti Euroopan päämarkkinoilta ja päämiesten jo osin vakiintuneet toimittajaverkostot. Tuulivoiman suunnittelu ja konsultointi sekä käyttö ja kunnossapito tarjoavat suomalaisille yhtiöille liiketoimintamahdollisuuksia Suomessa ja lähialueilla. Merkittävää uutta potentiaalia edustaa telakkateollisuus, ennen muuta STX Finland. STX konsernissa osataan erikoislaivojen tekeminen, konserni omistaa jo turbiinivalmistajan ja konsernin strategiana on tulla merkittäväksi tuulivoimatoimijaksi. Offshore perustukset ja tornit voisivat luontevasti olla omaa tuotantoa oman turbiinivalmistuksen, tuulipuistojen käytön ja kunnossapidon sekä erikoislaivojen ohella. STX Finlandilla olisi potentiaalia toimia suomalaisen tuulivoimateollisuuden veturiyrityksenä. Yhtiön rahoitustilanne ja kilpailukyky ovat kuitenkin tällä hetkellä haastavat. Rautaruukilla on potentiaalia toimittaa muun muassa ristikkorakenteisia torneja ja Parmalla hybriditorneja tuulivoimateollisuudelle. Suomalaisen tuulivoimaosaamisen ja työllisyyden kannalta keskeistä on, että Suomen ilmasto- ja energiastrategian mukaiset tuulivoimainvestoinnit saataisiin viipymättä käyntiin ja investointiympäristö säilyisi suotuisana ja ennustettavana. Tuulivoiman syöttötariffi tukee tuulivoiman taloudellista kannattavuutta lähitulevaisuudessa, mutta tuulivoimarakentamisen rajoituksia ja esteitä tulee myös merkittävästi purkaa tai lieventää.”Työpaikkoja syntyy niihin maihin joissa tuulivoimaa rakennetaan”. Tuulivoima työllistää paitsi suunnittelu- ja rakentamisvaiheessa, niin erityisesti laitosten 20-30 vuoden käyttö- ja kunnossapitoaikana. Teknologiateollisuuden (2012) positiivisen kasvuskenaarion mukaan tuulivoimateollisuus voisi työllistää jopa 25-30000 henkilöä vuonna 2020 nykyisten noin 2000 sijasta ja alan liikevaihto voisi olla jopa 12-14 Mrd. euroa. Tällainen kasvuskenaario sisältää kyllä merkittäviä epävarmuustekijöitä ja Tarastin (2012) selvitys arvioikin kasvun ja työllisyyden kehittyvän kasvuskenaariossakin maltillisemmin. Todennäköisimmät menestysmahdollisuudet ovat alalla jo merkittävässä asemassa olevilla resursseiltaan vahvoilla ja kansainvälisillä yrityksillä. Monialayritykset kestävät pelkästään tuulivoima-alaan keskittyneitä yrityksiä paremmin alalle tyypilliset liiketoiminnan vaihtelut. Erikoistuminen ja uudet radikaalit innovaatiot voivat kuitenkin tuoda tuulivoimaliiketoimintaan täysin uusia toimijoita tai muuttaa nykyisten yritysten kilpailuasetelmia. Kaupallisesti menestyviä uusia keksintöjä harvoin kuitenkaan syntyy ilman panostuksia. Ensiarvoisen tärkeää olisi määritellä kansallinen tahtotila, millä resurssein ja mihin tuulivoimateollisuuden sektoreihin halutaan panostaa, ja kohdentaa resurssit siten, että alan yrityksillä, tutkimuslaitoksilla ja muilla toimijoilla olisi parhaat edellytykset kehittää kilpailukykyisiä tuotteita, palveluita ja systeemeitä. Potentiaalisten uusien teknologioiden ja suomalaisten toimijoiden syvällisempi tarkastelu voisikin olla mielenkiintoisen jatkotutkimuksen aihe.

One chip solution for low-cost active magnetic bearing system

In this work the implementation of the active magnetic bearing control system in a single FPGA is studied. Requirements for the full magnetic bearing control system are reviewed. Different control methods for active magnetic bearings are described shortly. Flux and the current base controllers are implemented in a FPGA. Suitability of the con-trollers for a low-cost magnetic bearing application is studied. Floating-point arithmetic’s are used in the controllers to ease designing burden and improve calculation precision. Per-formance of the flux controller is verified with simulations.

A Method for reducing throughput-time in industrial electronics

Lyhyet toimitusajat tuovat yrityksille kilpailuetua nopeasti muuttuvassa teollisuusympäristössä. Tämän diplomityön ensisijaisena tavoitteena on löytää kirjallisuuden avulla yrityksen käyttöön soveltuva menetelmä, joka soveltuu systemaattiseen läpimenoaikojen lyhentämiseen. Tärkeää on myös varmistaa valitun menetelmän soveltuvuus kohdeyrityksen ympäristöön. Työn toisena tavoitteena on ymmärtää, että minkälaisella panostuksella yhden päivän läpimenoaika voidaan saavuttaa. Kirjallisuustutkimuksen avulla on valittu tarkoitukseen sopiva toimintamalli. Menetelmä on testattu yhdellä tuotantolinjalla ja saadut tulokset sekä palaute osoittavat, että se näyttäisi soveltuvan kohdeyrityksen käyttöön. Tuotantolinjalle on tehty toimintasuunnitelma yhden päivän toimitusajan saavuttamiseksi vuoden 2013 aikana. Haasteen laajuutta koko kohdeyrityksessä on tutkittu erillisessä ideointisessiossa. Session tulosten perusteella on tehty prioriteettilista, joka antaa käsityksen toimitusajan merkittävän lyhentämisen vaatimuksista. Yleisesti ottaen kysynnän vaihtelun hallinta on suurin haaste, mutta useita ratkaisuvaihtoehtoja tämän hallitsemiseksi on tunnistettu.

Isänmaanrakkauden rajat. Asevelvollisuus ja aseistakieltäytyminen Sana ja Miekka sekä Rauhaa Kohti -lehdissä 1924–1931

Tutkielmassani käsittelen asevelvollisuutta ja aseistakieltäytymistä Suomessa 1920– 1930-luvulla. Vuoden 1922 asevelvollisuuslaki salli aseettoman palvelun armeijaa hyödyttävässä työssä uskonnollisen vakaumuksen perusteella, mutta kaikki armeijalaitoksen sisällä suoritettavasta palvelusta kieltäytyvät luokiteltiin poliittisesti epäluotettaviksi. Vuonna 1931 eduskunta sääti Suomen ensimmäisen siviilipalveluslain. Laki mahdollisti ”siveellisille” aseistakieltäytyjille asevelvollisuuden suorittamisen armeijalaitoksesta erotetussa työssä. Tutkimalla vuosina 1924–1929 ilmestyneen aatteellisen maanpuolustuslehden, Sanan ja Miekan, sekä Suomen Rauhanliiton Rauhaa Kohti -lehden vuosikertoja 1925–1931 tutkielmassani selvitän, millaisia isänmaataan rakastavan ja ”siveellisen” kansalaisuuden ihanteiden tarjoamia mahdollisuuksia kamppailussa aseistakieltäytymisoikeuden puolesta hyödynnettiin. Tarkastelen aseistakieltäytyjän määrittämistä poliittisesti epäluotettavaksi sodan sosiaali- ja kulttuurihistoriallisesta sekä nationalismin tutkimuksen näkökulmista. Lähtökohtana on sodan ja armeijan vaikutus laajemmin kulttuurisiin rakenteisiin, kuten isänmaanrakkauden, kansakunnan ja miehisyyden määrittelyihin, sekä sodan väkivallan uhrautumiseksi merkityksellistämisen keskeisyys nationalistisissa kansallisvaltioissa. Käsittelen kamppailua aseistakieltäytymisoikeudesta Axel Honnethin teoksessaan Struggle for Recognition. The Moral Grammar of Social Conflicts esittämän yhteiskunnallisen kamppailun teorian kautta. Lähestyn vaatimuksia aseistakieltäytymisoikeudesta kamppailuna tunnustamisesta. Sanassa ja Miekassa sodasta rakennettiin myyttinen kansakunnan syntymisen paikka. Jääkärit esitettiin isänmaanrakkauden ja ”siveellisen” kansalaisuuden esikuvina. Suhtautuminen sodan väkivaltaan kansakuntaa luovana uhrina muodosti osan sitä arvohorisonttia, johon samastuminen tulkittiin isänmaataan rakastavan kansalaisen määreeksi. Asevelvollisuusarmeija kuvattiin instituutiona, jossa väkivaltaa uhrautumiseksi merkityksellistävän arvohorisontin sisällä vallitsi moraalinen velvoite suhtautua eettisesti toisiin. Eettisiin tunnesuhteisiin liittyen armeija nähtiin moraalikasvatuksen ja yksilön persoonallisuuden kehittymisen paikkana. Tästä näkökulmasta sotaa ja väkivaltaa kritisoivat pasifistit ja aseistakieltäytyjät asettuivat kansakunnan ulkopuolelle ja määritettiin poliittisesti epäluotettaviksi. Rauhaa Kohti -lehdessä isänmaanrakkauteen yhdistettiin kristillinen lähimmäisenrakkaus, universaalit ihmisoikeudet ja tulkittiin nämä periaatteet kulttuurin kehittymisen taustalla. Lehdessä ei kielletty ristiriitaa aseistakieltäytymisen ja asevelvollisuuslainsäädännön välillä, mutta esitettiin tämä ristiriita luonteeltaan ”siveellisenä”. ”Siveellisyydellä” viitattiin ihmisoikeuksiin sekä snellmanilaiseen poliittiseen asenteeseen. Käsite mahdollisti valtion harjoittaman legitiimin väkivallan ja siihen liittyvien väkivallan myönteisten merkitysten kritisoinnin kyseenalaistamatta kuitenkaan valtion auktoriteettia.

Utilization of Particle Image velocimetry in PPOOLEX condensation experiments

Particle Image Velocimetry, PIV, is an optical measuring technique to obtain velocity information of a flow in interest. With PIV it is possible to achieve two or three dimensional velocity vector fields from a measurement area instead of a single point in a flow. Measured flow can be either in liquid or in gas form. PIV is nowadays widely applied to flow field studies. The need for PIV is to obtain validation data for Computational Fluid Dynamics calculation programs that has been used to model blow down experiments in PPOOLEX test facility in the Lappeenranta University of Technology. In this thesis PIV and its theoretical background are presented. All the subsystems that can be considered to be part of a PIV system are presented as well with detail. Emphasis is also put to the mathematics behind the image evaluation. The work also included selection and successful testing of a PIV system, as well as the planning of the installation to the PPOOLEX facility. Already in the preliminary testing PIV was found to be good addition to the measuring equipment for Nuclear Safety Research Unit of LUT. The installation to PPOOLEX facility was successful even though there were many restrictions considering it. All parts of the PIV system worked and they were found out to be appropriate for the planned use. Results and observations presented in this thesis are a good background to further PIV use.

Mot patientvänliga epikriser. En kontrastiv undersökning

Pro gradu -tutkielman Mot patientvänligare epikriser aiheena on epikriisien, eli hoidon loppulausuntojen ymmärrettävyys sydänpotilaiden näkökulmasta. Lain mukaan potilaalla on oikeus lukea omaa potilaskertomustaan, joten se on kirjoitettava ymmärrettävällä kielellä. Suomessa epikriisi lähetetään potilaalle tämän kotiuduttua sairaalasta. Ruotsissa potilaat eivät saa epikriisiä, mutta saattavat lähitulevaisuudessa saada luvan tarkastella koko sähköistä potilaskertomustaan internetissä. Vertailevaan haastattelututkimukseen osallistui 16 ruotsalaista ja 15 suomalaista sydänpotilasta vuosina 2011 ja 2012. Metodin kehittämiseksi tehtiin myös pilottitutkimus, johon osallistui kolme suomalaista potilasta. Tarkoituksena oli selvittää miten potilaat ymmärtävät epikriisien kieltä ja sisältöä, minkälaiset seikat vaikeuttavat ymmärtämistä ja miten sitä voitaisiin parantaa. Tutkimus tehtiin osana kieliteknologiaan erikoistuneiden Ikitik-konsortion ja HEXAnord-tutkijaverkoston laajempaa tutkimusta. Haastatteluiden pohjana käytettiin molemmissa maissa kahta autenttista, mutta anonymisoitua sydäninfarktipotilaan epikriisiä. Osallistujat saivat lukea yhden kahdesta epikriisistä ja merkitä siihen itselleen epäselvät tai täysin vieraat sanat tai kokonaisuudet. Näiden merkintöjen lisäksi haastatteluissa käytiin myös yleisemmin läpi epikriisien merkitystä potilaille. Taustatietoa potilaista ja strukturoitua tietoa heidän suhtautumisestaan epikriiseihin kerättiin haastatteluiden jälkeen jaetulla taustatietolomakkeella. Niin epikriisien käyttöön kuin tutkimuksen toteuttamiseen saatiin tarvittavat luvat. Tutkimuksessa kerätty aineisto analysoitiin fenomenologista metodia käyttäen. Suomessa potilaat pitivät epikriisiä erittäin tärkeänä tiedonlähteenä. Myös ruotsalaiset potilaat toivoivat saavansa tietoa sairautensa kulusta kirjallisesti, esimerkiksi juuri epikriisin muodossa. Epikriisien nykyinen muoto ei kuitenkaan ole potilasystävällinen. Erityisesti ruotsalaisilla potilailla oli halu ymmärtää epikriisiä, mikä johti arvauksiin ja väärinymmärryksiin. Molemmissa maissa ymmärrystä haittasivat ennen kaikkea lääketieteen termit ja lyhenteet, mutta myös jotkin yleiskielen sanat. Sekä suomalaiset että ruotsalaiset potilaat pitivät parhaana vaihtoehtona, että ammattitermit paitsi korvattaisiin yleiskielen sanoilla myös täydennettäisiin selityksillä.

Aurinkosähköjärjestelmien vieminen Afrikan kehittyviin maihin

Aurinkosähköjärjestelmien käyttäminen sähkön tuotannossa on kasvanut viime vuosina teknologian hinnan laskun ja tiukentuvien ympäristömääräyksien seurauksena. Monet aurinkosähköön keskittyvät yritykset etsivät uusia markkinoita Afrikan kehittyvistä maista. Aurinkosähkön avulla voidaan vastata kehittyvien maiden kasvavaan sähköntarpeeseen ja samalla vähentää maiden hiilidioksidipäästöjä sekä nostaa maiden kehittyvää elintasoa. Tässä työssä tutkitaan aurinkosähköjärjestelmien viemistä kahteen Afrikan kehittyvään maahan Tansaniaan ja Etelä-Afrikkaan. Työn tavoitteena on kohdemaiden liiketoimintaympäristöjen tutkiminen ja markkinapotentiaalin selvittäminen suomalaisen sähkö- ja automaatiotekniikkaan keskittyvän pk-yrityksen näkökulmasta. Työssä selvitetään Tansanian ja Etelä-Afrikan liiketoimintaympäristöjen ja aurinkosähkömarkkinoiden erityispiirteet. Tuloksissa käsitellään myös sopivinta kansainvälistymistapaa tutkitulle pk-yritykselle sekä haasteita, joita yritys kohtaa Afrikan markkinoilla. Kansainvälistymismalleista tutkimuksessa käsitellään Uppsala-mallia ja verkostomallia.

Taistelu tiedosta : tasa-arvolain uudistus vuosituhannen vaihteessa

Laki ja oikeus -teemanumero.

Parisuhdeväkivallan sovittelu Suomessa : näkökulmia sovitteluperiaatteiden ja -käytäntöjen välisiin kysymyksiin

Laki ja oikeus -teemanumero.

Ihmisoikeusasiantuntijuus ja "toinen" sukupuoli

Laki ja oikeus -teemanumero.

Miten piirtyvät naisen rajat?

Laki ja oikeus -teemanumero.

Raiskausoikeudenkäynti : totuuden tavoittelua vai mielentilojen rekonstruointia?

Laki ja oikeus -teemanumero.

Hunnuttautuneet musliminaiset moniperusteisen syrjinnän symboleina

Laki ja oikeus -teemanumero.

Kehitä, käännytä, kriminalisoi : Suomen toimenpiteet prostituutiossa tapahtuvaa ihmiskauppaa vastaan

Laki ja oikeus -teemanumero.

Syrjinnän ongelmalliset rajat : perhe ja yksityiselämä syrjinnänvastaisen lainsäädännön risteymänä

Laki ja oikeus -teemanumero.