Designing sustainable industrial ecosystems : the case of a biogas-for-traffic solution

This thesis focuses on the development of sustainable industrial architectures for bioenergy based on the metaphors of industrial symbiosis and industrial ecosystems, which imply exchange of material and energy side-flows of various industries in order to improve sustainability of those industries on a system level. The studies on industrial symbiosis have been criticised for staying at the level of incremental changes by striving for cycling waste and by-flows of the industries ‘as is’ and leaving the underlying industry structures intact. Moreover, there has been articulated the need for interdisciplinary research on industrial ecosystems as well as the need to extend the management and business perspectives on industrial ecology. This thesis addresses this call by applying a business ecosystem and business model perspective on industrial symbiosis in order to produce knowledge on how industrial ecosystems can be developed that are sustainable environmentally and economically. A case of biogas business is explored and described in four research papers and an extended summary that form this thesis. Since the aim of the research was to produce a normative model for developing sustainable industrial ecosystems, the methodology applied in this research can be characterised as constructive and collaborative. A constructive research mode was required in order to expand the historical knowledge on industrial symbiosis development and business ecosystem development into the knowledge of what should be done, which is crucial for sustainability and the social change it requires. A collaborative research mode was employed through participating in a series of projects devoted to the development of a biogas-for-traffic industrial ecosystem. The results of the study showed that the development of material flow interconnections within industrial symbiosis is inseparable from larger business ecosystem restructuring. This included a shift in the logic of the biogas and traffic fuel industry and a subsequent development of a business ecosystem that would entail the principles of industrial symbiosis and localised energy production and consumption. Since a company perspective has been taken in this thesis, the role of an ecosystem integrator appeared as a crucial means to achieve the required industry restructuring. This, in turn, required the development of a modular and boundary-spanning business model that had a strong focus on establishing collaboration among ecosystem stakeholders and development of multiple local industrial ecosystems as part of business growth. As a result, the designed business model of the ecosystem integrator acquired the necessary flexibility in order to adjust to local conditions, which is crucial for establishing industrial symbiosis. This thesis presents a normative model for the development of a business model required for creating sustainable industrial ecosystems, which contributes to approaches at the policy-makers’ level, proposed earlier. Therefore, this study addresses the call for more research on the business level of industrial ecosystem formation and the implications for the business models of the involved actors. Moreover, the thesis increases the understanding of system innovation and innovation in business ecosystems by explicating how business model innovation can be the trigger for achieving more sustainable industry structures, such as those relying on industrial symbiosis.

Biofuel handling, pretreatment and traffic use in China

This paper describes the development situation of biofuel in China and the research progress and application in transportation and aviation area, including several key technologies of biofuel production: biofuel pretreatment and handling. This paper is aiming to find the best storing, transmitting, feeding and pretreating methods of various materials, as well as a comparison among the advantages and disadvantages of different pretreatment methods, which is expected to reduce cost in production process and reach the maximized benefits. Meanwhile, a case study of one biomass fuel production factory in China is presented with evaluation and analysis on their technology application.

Networking Notch : regulation of Notch traffic and signaling crosstalk

Utvecklingen av flercelliga organismer är en mångfacetterad process som kräver kommunikation celler emellan. Under utvecklingen av en organism måste cellerna göra vissa val, vilket bestämmer riktningen för deras fortsatta utveckling. Utgående från dessa val erhåller cellerna egenskaper som är karaktäristiska för olika celltyper. Notch-signalräckan är en viktig reglerare av valet mellan olika cellöden. Notch-signalräckan aktiveras när Notch-receptorer som uttrycks på ytan av en cell binder till Notch-ligander som uttrycks på ytan av en annan närliggande cell. Denna avhandling belyser mekanismerna som reglerar omsättningen av såväl Notch-receptorer som -ligander till och från cellmembranen, samt ökar förståelsen för hur dessa mekanismer påverkar Notch-medierade cellöden i stamceller. Internalisering av Notch receptorer anses nödvändigt för fullständig aktivering av Notch-signalvägen. De bakomliggande molekylära mekanismerna är dock fortfarande oklara. Vi har upptäckt att atypiskt protein kinas Cζ (aPKCζ) reglerar internaliseringen av Notch-receptorer. aPKCζ fosforylerar Notch, vilket leder till receptorns internalisering, men effekten är beroende av receptorns signaleringsstatus. Vi visar att aPKCζ reglerar Notch-signaleringen och styr både neuroners och muskelcellers differentiering. Ytterligare har vi analyserat samspelet mellan cellskelettet och Notch-signalvägen. Våra resultat visar att intermediärfilamenten, en del av cellskelettet, är viktiga reglerare av Notch-signaleringen både under neuronal och vaskulär utveckling. Intermediärfilamenten vimentin och GFAP reglerar uttrycket av Notch-ligander vid cellmembranen i hjärnans stödceller, astrocyterna, och påverkar därmed neuronala stamcellers cellödesbeslut. Vimentin är även viktigt reglerare av Notch-signalräckan vid angiogenesen. Celler som saknar vimentin uppvisar avvikande Notch-signalering emedan möss som saknar vimentin påvisar en fördröjd utveckling av vaskulaturen under embryonalstadiet. ------------------------------------------------- Monisoluisten organismien kehittyminen on monimutkainen prosessi, joka vaatii viestintää solujen välillä. Kehittymisen aikana solut joutuvat tiettyjen valintojen eteen, mitkä tulevat määrittämään niiden erilaistumisen suunnan. Solut omaksuvat solutyypille ominaisia ominaisuuksia näihin valintoihin perustuen Notch-signalointireitti säätelee solujen erilaistumista eri suuntiin. Notch-signalointireitti aktivoituu, kun Notch-reseptori yhden solun pinnalla sitoo Notch-ligandin toisen, viereisen solun solukalvolla. Tutkimukseni lisää tuntemusta Notch-reseptoreiden ja ligandien solun sisäisestä liikennöinnistä ja sitä säätelevistä mekanismeista, sekä tämän säätelyn vaikutuksista kantasulojen erilaistumiseen. Notch-signalointireitin aktivoituminen vaatii reseptoreiden ja ligandien sisäistämisen solukalvolta, mutta taustalla olevat ja sisäistymistä säätelevät mekanismit ovat vielä epäselviä. Tutkimukseni osoittaa, että atyyppinen proteiinikinaasi Cζ (aPKCζ) säätelee Notch-reseptoreiden endosytoosia. Endosytoosin lopputulos riippuu siitä onko reseptori aktivoitunut ligandin välityksellä vai ei. Tuloksemme osoittavat aPKCζ säätelevän Notch-signalointia ja kontrolloivan sekä hermosolujen, että lihassolujen erilaistumista. Analysoimme myös Notch-signaloinnin ja solun tukirangan vuorovaikutuksia. Välikokoiset filamentit, jotka ovat osa tukirankaa, säätelevät Notch-signalointia neuronaalisen erilaistumisen sekä verisuonten uudismuodostumisen aikana. Vimentiini ja GFAP ovat välikokoisia säikeitä, jotka säätelevät Notch-ligandien ekspressiota astrosyyttien, eli aivojen hermotukisolujen solukalvolla. Vimentiini säätelee myös Notch-signalointireittiä angiogeneesin aikana. Vimentiiniä vailla olevilla soluilla ilmenee heikentynyttä Notch-signalointia, joka voidaan liittää hiirillä ilmenevään vimenttiinin puutteesta johtuvaan viivästyneeseen verisuonien kehitykseen.

Helsinki hub – new traffic flows and business networks

This thesis is the Logistics Development Forum's assignment and the work dealing with the development of the Port of Helsinki as part of Helsinki hub. The Forum aims to develop logistics efficiency through public-private co-operation and development of the port is clearly dependent on both factors. Freight volumes in the Port of Helsinki are the biggest single factor in hub and, therefore, the role of the port of the entire hub development is strong. The aim is to look at how the port will develop as a result of changes in the foreign trade of Finland and the Northern European logistics trends in 25 years time period. Work includes the current state analysis and scenario work. The analyses are intended to find out, which trends are the most important in the port volume development. The change and effect of trends is examined through scenarios based on current state. Based on the work, the structure of Finnish export industry and international demand are in the key role in the port volume development. There is significant difference between demands of Finnish exporting products in different export markets and the development between the markets has different impacts on the port volumes by mass and cargo type. On the other hand, the Finnish economy is stuck in a prolonged recession and competition between ports has become a significant factor in the individual port's volume development. Ecological valuesand regulations have changed the competitive landscape and maritime transport emissions reductions has become an important competitive factor for short routes in the Baltic Sea, such as in the link between Helsinki and Tallinn.

Leveiden keskimerkintöjen liikenneturvallisuusvaikutusten arviointi

Tämän raportin tavoitteena oli käsitellä leveiden keskimerkintöjen liikenneturvallisuusvaikutuksia, toteuttaa mielipidekysely kantatie 54 kokeiluosuuden vaikutusalueella sekä esitellä aiemmin tehdyt tutkimukset ja leveiden keskimerkintöjen taustaa. Raportin on laatinut Eino Lahtinen Hämeen ammattikorkeakoulusta opinnäytetyönään. Työn taustateoriaksi syvennyttiin leveiden keskimerkintöjen historiaan Suomessa ja ulkomailla sekä Suomessa tehtyihin tutkimuksiin aiheesta. Suomessa ja ulkomailla on havaittu jo vuosikymmenten ajan korkealuokkaisten teiden liikenneturvallisuuden heikentyneen liikenteen lisääntyessä. Kohtaamis- ja ohitusonnettomuuksien jäljet ovat usein raakaa katseltavaa ja luettavaa. Huoli kohtaamis- ja ohitusonnettomuuksien määristä ja niiden vakavuuksista painostaa etsimään ratkaisuja tämän kaltaisten onnettomuuksien vähentämiseksi. Tästä syystä on 1980-luvulta lähtien aktiivisesti etsitty liikenneturvallisuutta parantavia kustannustehokkaita ratkaisuja. Visuaalisia vaikutuksia arvioidessa havaittiin jo varhain kaistan leveyden visuaalisen kaventamisen johtavan ajonopeuksien laskuun, joka vähentää onnettomuuksia ja niiden vakavuuksia. Yhdeksi ratkaisuksi esitettiin leveää keskimerkintää, josta on ollut erilaisia kokeiluja ulkomailla 1996 ja Suomessa 2009 lähtien. Työn tuloksena voidaan esittää, että leveiden keskimerkintöjen vaikutukset ajokäyttäytymiseen ovat melko vähäiset, sillä lähes puolet kyselyyn vastanneista ei havainnut muutosta omassa tai muiden ajokäyttäytymisessä. Työn perusteella arvioidaan, että leveät keskimerkinnät vähensivät henkilövahinkoon johtaneita ohitus-, kohtaamis- ja vasemmalle suistumisonnettomuuksia 17 – 21 %. Tutkimuksen perusteella voidaan todeta, että leveitä keskimerkintöjä käytettäessä on varmistuttava riittävästä piennarleveydestä (vähintään 1 m). Leveää keskimerkintää voidaan käyttää alueilla, jossa tien päällysteen leveys on vähintään 10 m, KVL vähintään 1500 ajon/vrk ja tiejakson pituus vähintään 10 km. Leveän keskialueen tulisi olla metrin levyinen.