Utilisation of Short Term Electricity Derivatives in Industrial Energy Management

Työn päätavoite on selvittää kuinka erityisesti sähkön markkinahinnan ennustamiseen ja johdannaismarkkinoiden tietämykseen perustuva lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen tapahtuu teollisessa energianhallinnassa. Tätä aihetta lähestytään luomalla prosessi lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntämiselle. Prosessi esitellään ja selvitetään aina lähtökohdista todelliseen kaupankäyntiin asti erillisen esimerkkitehtaan avulla.Lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen teollisessa energianhallinnassa perustuu pääosin tulevaisuuden odotuksiin sähkön markkinahinnan kehittymisestä sekä tehtaiden operatiiviseen tilanteeseen. Operatiiviseen tilanteeseen perustuva lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten kaupankäynti on pääasiassa pitkän tähtäimen suojausten sopeuttamista lyhyelle tähtäimelle sopivaksi.Hinnan ennustamisella on suuri rooli lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntämisprosessissa. Työssä esitelty hinnan ennustamismalli on sopiva päivä- ja viikkotason Nord Poolin Elspot -systeemihinnan ennustamiseen. Elspot -systeemihinnan ennustamismalli on suunniteltu käytännönläheiseksi ja sen perustana ovat todelliset fysikaaliset ja mitattavat suureet. Futuurimarkkinatietämys on tarpeen lyhyen tähtäimen johdannaisia käytettäessä. Työssä tutkitaan yleisiä markkinoiden odotuksia ja futuurimarkkinoiden tietoisuuden kehittymistä koskien tulevaa vallitsevaa tilannetta. Työssä luodaan myös työkalu, mikä auttaa kaupan laatijaa muodostamaan suuntaa-antavat todennäköisyydet eri hintanäkemyksille ja paikallistamaan mahdolliset markkinoiden epätodennäköiset hintaodotukset.Kokemukset Elspot -systeemihinnan ennustamismallin soveltamisesta ovat lupaavia. Lisäksi havainnot futuurimarkkinoiden käyttäytymisestä Nord Poolissa ja muodostettu työkalu suuntaa-antavien todennäköisyyksien selvittämiseksi auttavat kaupan laatijaa päätöksenteossa. Lyhyen tähtäimen sähköjohdannaisten hyödyntäminen teollisessa energianhallinnassa on periaatteessa mahdollista esitellyn prosessin avulla, vaikka täydellinen käyttöönotto vaatisi vielä joitakin järjestelyjä. Keskittymällä tilanteisiin jotka työssä kuvatulla prosessilla ovat hoidettavissa, työssä määritellyllä menettelyllä on mahdollisuudet saavuttaa epäedullisen hintakehityksen riskin väheneminen ja parempi taloudellinen tulos teollisen energianhallinnan sähkökaupankäynnissä.

Profit at Risk as a Risk Management Tool in Deregulated Energy Markets

Euroopan energiamarkkinat ovat olleet viimeisen kymmenen vuoden aikana suurten muutosten alla. Markkinoiden kehitys on ollut huomattavaa myös Iso-Britanniassa, jossa sähkö- ja kaasumarkkinat ovat olleet avoinna kilpailulle jo muutamia vuosia. Ennen markkinoiden avautumista energiyhtiöt pystyivät siirtämään kaikki riskit suoraan asiakkaan kannettaviksi. Markkinoiden avautumisen myötä lisääntynyt kilpailu on kuitenkin pakottanut energiayhtiöitä ajanmukaistamaan näkemyksiään riskeistä. Riskitekijät, joista ei aiemmin tarvinnut välittää, on nyt pystyttävä tunnistamaan ja hallitsemaan. Tämä työ keskittyy hinta- ja volyymiriskien hallintaan. Rahoitusmarkkinoilla pitkään käytettyjä riskienhallintatyökaluja on otettu käyttöön myös energiamarkkinoilla. Energiamarkkinoiden piirteet poikkeavat kuitenkin rahoitusmarkkinoista, eikä näitä työkaluja voida ottaa käyttöön muutoksitta. Silti, jopa muutosten jälkeen rahoitusmarkkinoiden riskienhallitavälineet aliarvioivat energiamarkkinoiden hinta- ja volyymiriskejä. Tässä yhteydessä työssä esitetään Profit at Risk, PaR. PaR on skenaariopohjainen riskienhallinnan työkalu, joka on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille ja täten huomioi niiden erikoispiirteet. Työn rungon muodostavat energiamarkkinoiden käyttäytyminen, hinta- ja volyymiriskitekijät sekä pohdinta miten hinta- ja volyymiriskeiltä voidaan suojautua ja miten niitä voidaan hallita. PaR-metodologiaa verrataan perinteisiin riskienhallintamenetelmiin ja työn tavoitteena on tuoda esiin ne tekijät, joiden ansiosta PaR on sopivampi työkalu energiamarkkinoiden riskienhallintaan kuin perinteiset menetelmät. Käytännön esimerkkinä työssä toimii Fortum Energy plus’n PaR –malli. Koska PaR on kehitetty erityisesti energiamarkkinoille, se huomioi täysin markkinoiden aiheuttamat hinta- ja volyymiriskit. Käytännön esimerkki kuitenkin osoittaa, että PaR menetelmästä ei ole riskienhallinnallista hyötyä ellei työkalun käyttäjällä ole täydellistä tietämystä niin energiamarkkinoista kuin markkinoiden muutoksiin vaikuttavien tekijöiden käyttäytymisestä.

Use of scenario analysis in studying emerging technology – Case Grid computing

Tutkimuksen selvitettiin miten skenaarioanalyysia voidaan käyttää uuden teknologian tutkimisessa. Työssä havaittiin, että skenaarioanalyysin soveltuvuuteen vaikuttaa eniten teknologisen muutoksen taso ja saatavilla olevan tiedon luonne. Skenaariomenetelmä soveltuu hyvin uusien teknologioiden tutkimukseen erityisesti radikaalien innovaatioiden kohdalla. Syynä tähän on niihin liittyvä suuri epävarmuus, kompleksisuus ja vallitsevan paradigman muuttuminen, joiden takia useat muut tulevaisuuden tutkimuksen menetelmät eivät ole tilanteessa käyttökelpoisia. Työn empiirisessä osiossa tutkittiin hilaverkkoteknologian tulevaisuutta skenaarioanalyysin avulla. Hilaverkot nähtiin mahdollisena disruptiivisena teknologiana, joka radikaalina innovaationa saattaa muuttaa tietokonelaskennan nykyisestä tuotepohjaisesta laskentakapasiteetin ostamisesta palvelupohjaiseksi. Tällä olisi suuri vaikutus koko nykyiseen ICT-toimialaan erityisesti tarvelaskennan hyödyntämisen ansiosta. Tutkimus tarkasteli kehitystä vuoteen 2010 asti. Teorian ja olemassa olevan tiedon perusteella muodostettiin vahvaan asiantuntijatietouteen nojautuen neljä mahdollista ympäristöskenaariota hilaverkoille. Skenaarioista huomattiin, että teknologian kaupallinen menestys on vielä monen haasteen takana. Erityisesti luottamus ja lisäarvon synnyttäminen nousivat tärkeimmiksi hilaverkkojen tulevaisuutta ohjaaviksi tekijöiksi.

Scenario Analysis of the Location Based Services Industry

Tutkimuksen tavoitteena oli luoda erilaisia skenaariota paikka riippuvaisten palveluiden toimialan tulevaisuudesta. Tunnistamalla nykyisiä sekä tulevia alaa edistäviä ja rajoittavia tekijöitä kolme skenaariota luotiin, jotka mahdollisesti kuvaisivat paikka riippuvaisten palveluiden toimialaa viiden vuoden päästä: "Massa spämmaus", "Raju operaattori kilpailu - nousevia yksityisyyden huolia" sekä "Nokian ajama kolmannen sukupolven verkot tulevat ennen odotettua" Skenaarioiden luomiseksi ensimmäinen osa tutkimuksesta keskittyi erilaisiin skenaarioiden kirjoitus prosesseihin ja niissä huomioitaviin asioihin. Tutkimuksen tarkoituksiin sopiva skenaarion kirjoitusprosessi esiteltiin, minkä jälkeen| paikkariippuvaisten palveluiden toimialaa käsiteltiin. Lopuksi itse skenaariot esiteltiin ja nimettiin skenaarioiden teemojen mukaan. Tutkimuksen johtopäätös on, ettei toimialan tulevaisuutta voida ennustaa riittävällä varmuudella. Tutkimuksen arvo kuitenkin piilee sen antamassa ymmärryksessä liittyen tekijöihin, jotka tulevat päättämään alan tulevaisuuden sekä skenaariossa, joita nämä tekijät voivat muodostaa.

Clean development mechanism and joint implementation in China and Russia as related to industrial energy projects

Being highly discussed the problem of climate change and global warming has been keeping importance for several of decades. As a response to the world’s need in solution for climate change disasters, the United Nations Framework Convention on Climate Change was adopted in 1992 and supplemented with the Kyoto protocol in 1997. This work is aimed to give better understanding of the Convention, Kyoto Protocol with its mechanisms and their function, related to energy projects in such case countries, as Russia and China, in order to assist evaluation of projects cost-effectiveness. It provides basic information about the Convention and the Protocol with their regulations, overview of present situation and future post-Kyoto forecasts, while the most attention is concentrated on the clean development mechanism and joint implementation step-by-step project cycles and specific regulations in given countries. The current study disclosed that CDM and JI project cycles are resulting in a complicated process. By the moment it requires step-by-step following of a number of methodologies, spending time and finance to particular project development. Uncertainties about post-Kyoto period bring additional risk to the projects and complicate any business decision concerning Kyoto Protocol.

Utilisation of biomass for energy production in the North-West Russian forest industry

Traditionally, fossil fuels have always been the major sources of the modern energy production. However prices on these energy sources have been constantly increasing. The utilization of local biomass resources for energy production can substitute significant part of the required energy demand in different energy sectors. The introduction of the biomass usage can easily be started in the forest industry first as it possesses biomass in a large volume. The forest industry energy sector has the highest potential for the fast bioenergy development in the North-West Russia. Therefore, the question concerning rational and effective forest resources use is important today as well as the utilization of the forestry by-products. This work describes and analyzes the opportunities of utilising biomass, mainly, in the form of the wood by-products, for energy production processes in general, as well as for the northwest Russian forest industry conditions. The study also covers basic forest industry processes and technologies, so, the reader can get familiar with the information about the specific character of the biomass utilization. The work gives a comprehensive view on the northwest forest industry situation from the biomass utilisation point of view. By presenting existing large-scale sawmills and pulp and paper mills the work provides information for the evaluation of the future development of CHP investments in the northwest Russian forest industry.

Small wind energy

Master thesis represents the literature overview of small wind energy. I have given the description of principles of work wind turbines, the description of the types of wind turbines, their advantages and disadvantages, the characteristics of small wind turbines, have shown how to count the payback period, have given an overview of currently market wind turbines and the future forecast.

Marketing of Lappeenranta University of Technology energy auditing services

The objective of this study was to find out how LUT Energy should start marketing its energy audit services, what would be the optimal pricing policy for its services and how LUT Energy could manage customer expectations towards quality of its auditing services. In order to answer these questions, a quantitative survey questionnaire was sent by e-mail to 56 companies from the regions of South Karelia and Kymenlaakso. The empirical data of the study was the answers and opinions of the companies, previous researches about energy efficiency and articles and presentations about the current situation in the energy efficiency market. The results of the study were that there is a great potential for energy audit services and also the legislation requires companies to improve their energy efficiency. To start marketing its services, LUT Energy should first clarify its service concept and divide its service offering into two offers. It should also clarify the marketing message it wants to send its customers and then do the marketing with the help of three-way-model. The best pricing policy for the service would be that the price is proportioned to the future savings. In order to ensure the quality of its services, LUT Energy has to make sure that both dimensions of the quality are managed properly and to fade out customer expectations towards the quality the auditing work has to be monitored.

Strategic choices and performance – an empirical analysis of largest European and North American energy companies

Energy industry has gone through major changes globally in past two decades. Liberalization of energy markets has led companies to integrate both vertically and horizontally. Growing concern on sustainable development and aims to decrease greenhouse gases in future will increase the portion of renewable energy in total energy production. Purpose of this study was to analyze using statistical methods, what impacts different strategic choices has on biggest European and North American energy companies’ performance. Results show that vertical integration, horizontal integration and use of renewable energy in production had the most impact on profitability. Increase in level of vertical integration decreased companies’ profitability, while increase in horizontal integration improved companies’ profitability. Companies that used renewable energy in production were less profitable than companies not using renewable energy.

On Value Creation at an Industrial Intersection – Bioenergy in the Forest and Energy Sectors

The traditional forest industry is a good example of the changing nature of the competitive environment in many industries. Faced with drastic challenges forestindustry companies are forced to search for new value-creating strategies in order to create competitive advantage. The emerging bioenergy business is now offering promising avenues for value creation for both the forest and energy sectors because of their complementary resources and knowledge with respect to bioenergy production from forest-based biomass. The key objective of this dissertation is to examine the sources of sustainable competitive advantage and the value-creation opportunities that are emerging at the intersection between the forest and energy industries. The research topic is considered from different perspectives in order to provide a comprehensive view of the phenomenon. The study discusses the business opportunities that are related to producing bioenergy from forest-based biomass, and sheds light on the greatest challenges and threats influencing the success of collaboration between the forest and energy sectors. In addition, it identifies existing and potential bioenergy actors, and considers the resources and capabilities needed in order to prosper in the bioenergy field. The value-creation perspective is founded on strategic management accounting, the theoretical frameworks are adopted from the field of strategic management, and the future aspect is taken into account through the application of futures studies research methodology. This thesis consists of two parts. The first part provides a synthesis of the overall dissertation, and the second part comprises four complementary research papers. There search setting is explorative in nature, and both qualitative and quantitative research methods are used. As a result, the thesis lays the foundation for non-technological studies on bioenergy. It gives an example of how to study new value-creation opportunities at an industrial intersection, and discusses the main determinants affecting the value-creation process. In order to accomplish these objectives the phenomenon of value creation at the intersection between the forest and energy industries is theorized and connected with the dynamic resource-based view of the firm.

An Overview Of British Automotive Industry: Implications From History and Recommendations for Future

This thesis is a literary research, which aims to uncover reasons for the downfall of automotive industry in the United Kingdom in the late 20th century. First, there is a short review on the history of the industry in the UK and then there are more present cases presented in the form of BMW-Rover and Tata-Jaguar Land Rover. Finally, the thesis suggests some ideas to which the UK should work towards in order to ensure future competitiveness. The automotive industry in the United Kingdom is one of the oldest in the world, but as the end of last millennium was approaching it was not doing too well. Industry that was still flourishing in the mid-century was soon heading down river and by the end of the century all large English car manufacturers had either closed down or were forced under foreign ownership. The thesis suggests possible targets for future prospects from the literary review and from the conclusions made. These are to ensure the continuity of the industry and the competitiveness on an international level. The suggestions are for long term and are mainly focused around research and development of renewable energy forms.

IDEAS for Strategic Technology Management: Design of an electronically mediated scenario method

The age-old adage goes that nothing in this world lasts but change, and this generation has indeed seen changes that are unprecedented. Business managers do not have the luxury of going with the flow: they have to plan ahead, to think strategies that will meet the changing conditions, however stormy the weather seems to be. This demand raises the question of whether there is something a manager or planner can do to circumvent the eye of the storm in the future? Intuitively, one can either run on the risk of something happening without preparing, or one can try to prepare oneself. Preparing by planning for each eventuality and contingency would be impractical and prohibitively expensive, so one needs to develop foreknowledge, or foresight past the horizon of the present and the immediate future. The research mission in this study is to support strategic technology management by designing an effective and efficient scenario method to induce foresight to practicing managers. The design science framework guides this study in developing and evaluating the IDEAS method. The IDEAS method is an electronically mediated scenario method that is specifically designed to be an effective and accessible. The design is based on the state-of-the-art in scenario planning, and the product is a technology-based artifact to solve the foresight problem. This study demonstrates the utility, quality and efficacy of the artifact through a multi-method empirical evaluation study, first by experimental testing and secondly through two case studies. The construction of the artifact is rigorously documented as justification knowledge as well as the principles of form and function on the general level, and later through the description and evaluation of instantiations. This design contributes both to practice and foundation of the design. The IDEAS method contributes to the state-of-the-art in scenario planning by offering a light-weight and intuitive scenario method for resource constrained applications. Additionally, the study contributes to the foundations and methods of design by forging a clear design science framework which is followed rigorously. To summarize, the IDEAS method is offered for strategic technology management, with a confident belief that it will enable gaining foresight and aid the users to choose trajectories past the gales of creative destruction and off to a brighter future.

Kehittyneiden ydinpolttoainekiertojen ympäristövaikutusten ja taloudellisuuden arviointia

Kaikkein yleisin käytössä oleva ydinpolttoainekierto on nykyisin avoin, jossa käytetty ydinpolttoaine loppusijoitetaan suoraan ilman jälleenkäsittelyä. Nykyisin kehitteillä olevat uuden sukupolven ydinreaktorit ovat kuitenkin pääosin suunniteltu osittain tai kokonaan suljetuille ydinpolttoainekierroille, jossa käytetty polttoaine jälleenkäsitellään ja osa materiaaleista kierrätetään. Tämän työn tavoitteena oli arvioida näitä kehittyneitä ydinpolttoainekiertoja ympäristövaikutusten ja taloudellisuuden suhteen. Työn yleisluonteista vertailua varten valittiin neljä erilaista kehittynyttä polttoainekiertoskenaariota, joita verrattiin avoimeen polttoainekiertoon erilaisten parametrien avulla. Parametreinä käytettiin muun muassa uraanin kulutusta, loppusijoitettavan jätteen määrää, aktiivisuutta ja lämmöntuottoa sekä käytönaikaisten radioaktiivisten päästöjen määrää. Yleislounteisen arvioinnin lisäksi työssä tarkasteltiin polttoainekiertoa myös Suomen näkökulmasta. Nykyistä polttoainekiertoa verrattiin kahteen erilaiseen tulevaisuuden versioon. Kestävän kehityksen osalta kehittyneet polttoainekierrot vähensivät ympäristövaikutusten määrää avoimeen polttoainekiertoon verrattuna. Kehittyneiden polttoainekiertojen kustannukset olivat avoimen polttoainekierron kustannuksia suuremmat. Kokonaiskustannuksissa ero oli kaikilla vertailuskenaarioilla alle 20 %, mutta polttoainekiertokustannuksissa kustannusten kasvu oli välillä 27-45 % riippuen skenaariosta. Suomen tapauksessa tulokset olivat hyvin samankaltaisia. Uraanin kulutus ja loppusijoitettavan jätteen määrä väheni kehittyneempien polttoainekiertojen johdosta. Polttoainekiertokustannukset nousivat noin puolitoistakertaisiksi, mutta vaikutus kokonaiskustannuksiin oli vain noin 10 %. Johtopäätöksenä voidaan todeta, ettäydinpolttoainekierron ympäristövaikutuksia on mahdollista vähentää osittain tai kokonaan suljettujen polttoainekiertojen avulla. Vaikka polttoainekierron kustannukset kasvavat, niiden vaikutus ydinsähkön kokonaiskustannuksiin ei ole niin merkittävä.

Electric-drive-based control and electric energy regeneration in a hydraulic system

Over the recent years, development in mobile working machines has concentrated on reducing emissions owing to the tightening rules and needs to improve energy utilization and reduce power losses. This study focuses on energy utilization and regeneration in an electro-hydraulic forklift, which is a lifting equipment application. The study starts from the modelling and simulation of a hydraulic forklift. The energy regeneration from the potential energy of the load was studied. Also a flow-based electric motor speed control was suggested in this thesis instead of the throttle control method or the variable displacement pump control. Topics related to further development in the future are discussed. Finally, a summary and conclusions are presented.