Pienten biopolttolaitosten modulointi

Biopolttoaineiden käyttö energiantuotannossa lisääntyy ja syrjäyttää samalla fossiilisia polttoaineita. Etenkin puupohjaisten polttoaineiden käyttö pienenergiantuotannossa on lisääntynyt nopeasti. Tätä kehitystä puoltavat tiukentuneet päästörajat ja yleinen mielipide fossiilisia polttoaineita vastaan sekä biopolttoaineiden verottomuus. Tästä johtuen biopolttoainetta käyttävien laitosten kysyntä kasvaa jatkuvasti. Kysynnän kasvaessa biopolttolaitosten valmistajien on pystyttävä nopeaan, tehokkaaseen ja laadukkaaseen toimintaan, sekä täyttämään asiakkaan tarpeet pystyäkseen vastaamaan alan kasvavaan kilpailuun. Tässä diplomityössä kehitetään standardoitua moduulirakennetta Sermet BioGrate ja BioGrate compact kattilalaitoksille. Moduloinnin tarkoituksena on helpottaa laitoskonseptin kokoonpanon suunnittelua, tarjousten ja tarjouslaskelmien tekemistä sekä yhtenäistää toimintatapoja, mikä vähentää työmäärää ja nopeuttaa toimituksia.

Kestävän kehityksen näkökulmien huomioiminen kunnan energiaratkaisussa

Diplomityön tavoitteena on tuottaa informaatiota kunnalliseen päätöksentekoon, jonka avulla kestävän kehityksen näkökulmia voidaan huomioida kunnan energiaratkaisusta päätettäessä. Yhtenä työn lähtökohtana on ollut myös uusi EU-direktiivi, jonka mukaan ympäristönäkökohtia voidaan huomioida julkisten hankintojen tarjouspyyntömenettelyssä valintaperusteena. Tarkastelun kohteena oli kokoluokaltaan 0,5–3 MW:n aluelämpölaitokset sekä polttoaineiden tuotantoketjut. Työssä vertailtavat polttoaineet olivat metsähake, raskas polttoöljy, kevyt polttoöljy ja turve. Diplomityössä on perehdytty kestävän kehityksen käsitteeseen ja muodostettu sen mukaan ekologiselle, sosiaaliselle ja taloudelliselle näkökulmalle kunnallisen energiaratkaisun indikaattoreita. Empiirisessä osassa käsitellään kestävän kehityksen näkökulmien muodostumista Enon energiaosuuskunnan toimintaan perustuen. Käytettävät kestävän kehityksen näkökulmien mukaiset indikaattorit ovat polttoaineen tuotannosta ja käytöstä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt, polttoaineen tuotannon työllisyysvaikutukset sekä energian hinnan muodostuminen osuuskunnan asiakkaille. Tässä diplomityössä tarkastelluilla kestävän kehityksen indikaattoreilla mitattuna, metsähakkeen käytöllä energiantuotannossa on positiivinen vaikutus niin kunnan kasvihuonekaasutaseessa, työllisyystilanteessa sekä myös enemmän kuluttajaystävällinen asema, lämmön hinnan vakauden ansiosta, kuin muilla työssä käsiteltävillä polttoaineilla. Polttoaineen tuotantoketjun osalta metsähakkeelle saatiin tuotannon ja käytön aiheuttamaksi kasvihuonekaasupäästöksi 2,9–4,2 g CO2-ekv/MJ. Tulos perustuu Enon energiaosuuskunnan polttoaineen hankinnassa käytössä oleviin keskimääräisiin etäisyyksiin metsäkuljetuksessa (250 m) ja kaukokuljetuksessa (15 km). Tuotannon ja käytön aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt olivat raskaalla polttoöljyllä 88,2 g CO2-ekv/MJ, kevyellä polttoöljyllä 85,0 g CO2-ekv/MJ ja turpeella 104,0–108,1 g CO2-ekv/MJ. Metsähakkeen osalta polttoaineen tuotannon osuus koko tarkastellun energiaketjun kasvihuonekaasupäästöistä oli noin 43–57 %. Enon energiaosuuskunnan tapauksessa vuoden 2005 odotetulla toiminta-asteella metsähakkeella tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 160 t CO2-ekv. Kevyellä polttoöljyllä tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt olisivat noin 3700 t CO2-ekv sekä turpeen (50 %) ja metsähakkeen (50 %) seoskäyttöön perustuvalla ketjulla noin 2300–2400 t CO2-ekv. Samaisella toiminta-asteella työllisyysvaikutukset ovat käytettäessä metsähaketta 2,2–8,6 htv, raakaöljyä 0,12 htv ja turvetta 1,4–1,6 htv. Metsähakkeen käyttö aluelämpölaitosten pääpolttoaineena takaa myös vakaan hintakehityksen osuuskunnan asiakkaille.

Sahatavarasta valmistetun pienpalkin tuotekehityksen esiselvitys

Työn tavoitteena oli selvittää markkinalähtöiset mahdollisuudet erään puurakentamisen tuoteperheen kehittämiseksi pienpuusta valmistettavalla palkilla. Työssä käsiteltiin Suomen puupalkkimarkkinoita. Lisäksi työn tavoitteena oli tuoteperheen muiden kehittämismahdollisuuksien tutkiminen ja siinä käytettävän brändin käyttömahdollisuuksien pohtiminen. Ensiksi työssä tutustuttiin nykyiseen tuoteperheeseen. Tämän jälkeen kartoitettiin käytössä olevien puupalkkien ominaisuuksia ja kilpailukykyä. Sekä kirjallisten että puhelinhaastattelujen perusteella työssä perehdyttiin puupalkkien markkinoihin, markkinointiympäristön erityispiirteisiin ja etsittiin uudelle puupalkille kilpailukykyisiä ominaisuuksia. Brändien käyttömahdollisuuksia kartoitettiin perustuen lähinnä julkisiin kirjallisiin lähteisiin. Työssä tehdään esitys tuoteperheen täydentämiseksi pienpalkilla. Tulevaisuudessa sekä teollinen että yksityinen puurakentaminen ovat siirtymässä erilaisten rakentamisjärjestelmien käyttöön. Rakentamisen laatuvaatimukset ovat kiristymässä. Tämä johtaa rakentamisen tuotteiden ja tuotantomenetelmien kehittämiseen. Tuoteperheiden käyttö on lisääntymässä ja niiden merkitys kaupankäyntikokonaisuuden osana kasvaa myös puutuotteiden osalla.

Sähköntuotannon kannattavuus pienissä biopolttoainekattilalaitoksissa

Tässä diplomityössä selvitettiin sähköntuotannon kannattavuus pienissä biopolttoaineita käyttävissä laitoksissa. Työ jaettiin kahteen osaan. Ensimmäisessä osassa tarkasteltiin turbiini-investoinnin kannattavuutta Punkavoima Oy:n kattilalaitoksella. Toisessa osassa tutkittiin sähkön ja lämmön yhteistuotannon mahdollisuutta pienillä laitoksilla, joissa lämpökuorma muodostuu pienen kunnan kaukolämpöverkon mukaan. Punkavoima Oy tuottaa prosessihöyryä Finnforest Oyj:n Punkaharjun tehtaille ja kaukolämpöä Punkaharjun taajamaan. Uusi 30 MWth tehoinen kattilalaitos, jota ei varustettu turbiinilaitoksella, otettiin kaupalliseen käyttöön toukokuussa 2002.Tarkastelun kohteena oli 3 erilaista turbiinivaihtoehtoa. Mahdollinen tehtaiden höyrykuorman muutos otettiin myös huomioon. Toisessa osassa tutkittiin pienten laitosten soveltuvuutta lämmön ja sähkön yhteistuotantoon. Tarkastelun kohteena olleet vaihtoehdot olivat: ORC- prosessi (Organic Rankine Cycle), Novel- voimalaitos (puun kaasutus), Wärtsilä BioGrate- voimalaitos sekä höyrykone.

Ekologisen kuorilevyn valmistaminen puunjalostusteollisuuden sivutuotteista

Puunjalostusteollisuudessa syntyy huomattavia määriä sivutuotteita, joiden hyödyntäminen on vielä vajavaista. Sahajauhon ja puukuoren pääasiallinen käyttö rajoittuu energiantuotantoon eli polttamiseen voimalaitoksissa. Selostettavassa tutkimustyössä, joka on tehty Lappeenrannan teknillisen yliopiston puunjalostustekniikan levylaboratoriossa, on pyritty selvittämään kotimaisten kuusi-, mänty- ja koivukuorten käyttömahdollisuuksia raaka-aineina lastulevyn tapaan ns. ekologisen kuorilevyn valmistamisessa, mutta ilman liimaa. Tutkimusmateriaalina käytettiin puunjalostusteollisuudesta hankittua tuoretta kuusen ja männyn rumpukuorintajätettä sekä koivun roottorikuorintajätettä, joista kukin raaka-aine pienennettiin kahteen eri partikkelikokoon käyttäen oksasilppuria ja vasaramyllyä. Raaka-ainemäärät mitattiin ja kaadettiin viiran päällä olevaan puusta valmistettuun muottiin ja muotin poisnostamisen jälkeen levyaihio puristettiin 1-välikuumapuristimessa sykleittäin. Valmistetut kuorilevyt olivat 1 -kerroksisia. Koelevyistä tutkittiin kosteuspitoisuus, tilavuuspaino, taivutuslujuus ja Brinell -kovuus.Saadut tulokset osoittavat, että kuusen, männyn ja koivun kuoresta voidaan valmistaa kuorilevyä ilman liima-ainetta, sillä puukuoren sisältämät omat liimaavuutta parantavat uuteaineet antavat riittävän vaikutuksen kuorilevyn rakenteen stabiloimiseksi. Tällaisen kuorilevyn taivutuslujuus on kuitenkin huomattavasti heikompi kuin puulastulevyllä. Kaikki jauhetusta raaka-aineesta sekä pelkästään silputusta koivuraaka-aineesta valmistetut kuorilevyt täyttävät taivutuslujuuden osalta kuitenkin huokoiselle, A-lujuusluokan standardi-kuitulevylle asetetut vaatimukset. Tarkasteltaessa eri raaka-aineista valmistettujen levyjen ominaisuuksia, voidaan todeta, että tilavuuspainoltaan suurinta sekä kovuudeltaan ja taivutuslujuudeltaan parasta levyä saadaan valmistettua jauhetusta koivukuoresta. Jokaisen valmistetun kuorilevyn kovuusarvo ylittää Suomen johtavan lastulevyn valmistajan lastulevyn kovuusarvon lukuun ottamatta pelkästään silputuista kuusi- ja mäntykuorista valmistettuja levyjä.Vaikka tulokset ovat suuntaa-antavia, osoittavat ne selvästi millaisia mahdollisuuksia tarjoaa puun kuoren tai sahajauhon käyttäminen lastulevyn tapaan valmistettavien levyjen raaka-aineena. Koko tutkimuskenttä on tässä käsiteltävänä olevalla alueella varsin laaja, ja tässä tutkimuksessa selvitetyt asiat ovat siitä vain pieni osa antaen kuitenkin suunnan useille tärkeille jatkossa selvitettäville asioille. Näistä mainittakoon mm. ekologisen levyn jatkojalostus ja tuotesuunnittelu, levyn valmistuksen taloudellisuus ja tuotteiden markkinointi, kuorilevyn valmistusprosessin kehittäminen sekä eri raaka-aineyhdistelmien kokeilu kuorilevyn raaka-aineena.

Ulkomaisen pk-yrityksen teollisuusinvestointi Suomeen, Case Pariwood Case Pariwood.

Kuukauden kuluttua tästä päivästä voidaan sanoa: 'Viime vuosisadalla maapallo kutistui merkittävästi, kulkuyhteydet paransivat ihmisten ja tavaroiden liikkuvuutta, mutta ennen kaikkea tietoliikenteessä tapahtui valtava kehitys.' Rahamarkkinoiden integroituessa pääomien transaktiokustannukset lähentyvät vähitellen nollaa, jolloin voidaan puhua suprajohtavasta kapitalismista (Kasvio et al.1999). Tässä tutkimuksessa osoitan, että myös pienet ja keskisuuret yritykset voivat tehdä onnistuneita suoria sijoituksia ulkomaille, Pariwoodin tapauksessa Suomeen. Suomen hyvät kuusitukkivarat, puun laatu ja saatavuus, ovat päätekijöitä tähän investointiin. Kun yrittäjien motivaatio on riittävän korkea ja heillä on aikaa ja sitkeyttä ideansa toteuttamiseen, tulos on onnistunut. Edullinen taloussuhdanne Euroopassa Pariwoodin markkina-alueella on edistänyt hanketta. Kuntien harjoittamalla elinkeinopolitiikalla on merkitystä ja kunnat ja valtiovalta voivat hankekohtaisella aktiivisuudellaan edesauttaa tätä kehitystä. Kyse on myös luottamuksesta. Pariwoodin tapauksessa itävaltalaiset omistajat perustelivat investointipäätöstä myös Suomen infrastruktuurilla ja viranomaisten kanssa hyvin sujuneella yhteistyöllä. Sijoitusten allokoinnissa on myös kyse työstä, työpaikkojen syntymisestä tai pysymisestä siellä, missä kustannukset ovat edulliset tai työntekijöiden ammattitaito täyttää investoijien vaatimukset. Ulkomaisissa suorissa sijoituksissa Suomeen tulee paitsi rahaa, myös uudenlaista teollisuutta ja osaamista. Korkean teknologian tuotantoa on myös puualalla. Ulkomaiset omistajat edustavat usein erilaista johtamiskulttuuria, kuin mihin Suomessa ollaan totuttu. Pariwoodin tapauksessa suuria ongelmia ei esiintynyt. Suomen EU-jäsenyydellä on ollut tätäkin hanketta edistävä vaikutus. Rahoitus on järjestynyt samoin periaattein kuin kansallisissa hankkeissa. Rahoitusneuvottelut kestivät hieman pidempään, noin vuoden. Lopputulokseen ovat tyytyväisiä omistajat, Parikkalan kunnan edustajat, työntekijät ja luotonantajat. Pariwood käy esimerkistä onnistuneesta ulkomaisesta teollisuusinvestoinnista Suomeen.

The Innovation Process – Aiming towards Innovativeness in a Construction Company

The bachelor’s thesis concentrates on the innovativeness in the construction industry. The purpose of the thesis is to define the innovation as a concept reflected on a context of the construction industry. The second objective is to examine how the construction companies could foster and increase the innovativeness. The third objective was to find out tools, methods and phases of the front-end of the innovation process. The construction industry is often considered as a traditional and an old-fashioned manufacturing industry. The innovation or the innovativeness rarely linked to the construction industry. Productivity is a common problem in the construction industry. The construction industry needs to increase the productivity to compete in a globalized world. The productivity can be increased by the innovation. The thesis based on a literature review. The findings from the literature include a description of the innovation as a concept, the innovative culture and the innovation process as a context of the construction industry. The phases of the front-end of the innovation process were explained. Customers centered approach was taken into account in the innovation process. The required tools and methods for managing the front-end of the innovation process were illustrated. The thesis ensures the importance of the innovation facing challenges of the construction industry. Managing the front-end of the innovation is the most important aspect to stand out from the less innovative companies. To take a full advantage of the innovation companies cannot fear of changes. The innovation process requires a full support of the top management of the company. Taking into consideration a theoretical aspect of the thesis a further research is required to respond practical needs of the company. Tools and methods should be considered according the company’s needs and activities. Company’s existing state and culture should be examined before implementing the front-end of the innovation process to ensure the functionality.

Research of wood fuel market in North-West of Russia

The main purposes of this study are analyzing of forest sector of North-West and research of potentials of wood fuel market in this region. Research is focused on definition of the most perspective areas for export of wood fuel: logging residues, industrial wood processing residues, pellets and briquettes. Russian wood energy industry is very young in comparison with European countries. Nowadays there are no support and serious attention from the government to this sector. Hence almost all wood fuel market is oriented to the Western Europe. Export of wood fuel is dominated over the internal consumption. Pellet production in North –West is rapidly growing. Despite internal market has been developed the lion's share of pellets goes to export. Part of industrial wood processing residues is used by producers for their own goals, part goes to the export and rest of them is not used at all. Logging residues as raw materials for fuel have great potentials; most of them are left in a forest. Special techniques for their processing are too expensive for Russian entrepreneur. Some parts of North –West, which are situated close to the border with European countries, are potential for export. Political, economical and logistical challenges are complicated facilities for foreign customer to purchase wood fuel in remote parts of North-West. However some decisions for solving this problem exist and Russian manufactures are still interested in export of their products.

Wood pellet markets in Russia

Bioenergy came to Russia through wood pellets. On account of prevalence of oil and gas in the Russian economy «bioenergy» has come with a great delay. Certainly, there were many woodworking enterprises and even municipal boiler-houses using wood waste and fire wood for energy reception, but this activity was not purposeful. More likely it was connected with necessity of waste recycling and with the organization of heat supply in the remote areas of the country. However, in 2001 was founded the first pellet plant in Russia. The purpose of this work was to analyze wood pellets market in Russia, investigate current situation on the home and export market, evaluates supply and demand development, opportunities for wood pellets manufactures in Russia, the main manufactures in Russian market; cost and prices for wood pellets in Russia. Also the work was intended to give better understanding of the main problems of wood pellets industry in Russia. Besides, this work had updated information about Russian customs and logistic systems.

Alternative Energy Conversion Systems for a Micro Scale Wind Turbine

This Master's thesis deals with a Micro Scale Wind Wind Turbine application. The thesis consists of nine chapters. The first chapter is an introduction to the philosophy of a small scale wind turbine application. The second defines concepts, and lists the requirements. The third presents the whole application for an On-Grid , and for an Off-Grid arrangement, with main concentration on lighting, heating, and energy storage. The fourth deals with the Inverter's technology, which are used for the conversion of the produced power. The fifth chapter presents the available storage technology and it's possibilities. The sixth deals with the system, and the technological means used for the implementation. The seventh presents the PLC device, which was used as the controller for the management of the whole application. The eighth deals with the concept and the control application philosophy that the PLC involves. And the final chapter presents conclusions and ideas for further considerations.

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.

Innovative Culture – Searching for Innovativeness in a Construction Company

The purpose of the thesis is to study innovativeness in a context of the construction industry especially the front-end of the innovation process. The construction industry is often considered an old-fashioned manufacturing industry. Innovations and innovativeness are rarely linked to the industry. The construction industry, as well as other industries in Finland, is facing challenges such as productivity, the climate change and internationalization. The meaning of innovations is greater than ever in continuously changing markets, for standing out from competitors or increasing the competitiveness. Traditional production methods, tight building regulations, unique buildings, one-of-a-kind project organizations and highlighting the cheapest price in building contracts are particular challenges in the construction industry. The research questions of the thesis were: - What kind of factors shift the existing company culture towards innovativeness? - What are the phases of the front-end of the innovation process? - What kind of tools and methods enable managing the front-end of the innovation process? The theoretical part of the thesis bases on the literature review. The research methodology of the empirical part was the action research and qualitative approach. Empirical data was collected by the theme interviews from three companies. The results were practical methods and experiences from innovation activities of the companies. The results of the thesis can be clarified as follows: enhancement of the innovation activities requires support and commitment of the top management, innovative culture and innovation strategy. Innovativeness can be promoted by systematical methods for example collecting ideas from employees. Controlling and managing the front-end phase is essential to succeeding. Despite that managing the front-end is the most challenging part of the innovation process, development and management of that save companies’ money, resources and prevents useless investments. Further clarification and studies are needed to find out furthermore functional tools and methods to manage innovations and implementing them to the culture of the companies.

Biopolttoaineiden lisäämismahdollisuudet kaukolämmön tuotannossa pienen kokoluokan tuotantolaitoksissa Lahden seudulla

Tämä diplomityö on tehty IMMU-hankkeeseen, jossa selvitetään konkreettisia keinoja ilmastonmuutoksen hillintään Lahden seudulla. Diplomityössä tarkastellaan mahdollisuuksia lisätä biopolttoaineita pienen kokoluokan kaukolämmön tuotantolaitoksissa. Teoria osuuden pohjalta luodaan skenaariot Nastolaan ja Vääksyyn (Asikkala). Skenaarioissa tarkastellaan biopolttoaineiden lisäämisen vaikutuksia kasvihuonekaasu- ja hiukkaspäästöihin käyttämällä elinkaariarviointimenetelmää. Taloudellisia seikkoja tarkastellaan laskemalla takaisinmaksuaikoja eri biolaitosratkaisuille nettonykyarvomenetelmällä. Tutkimuksen tuloksena saatiin, että kasvihuonekaasupäästöt tuotannon elinkaaren ajalta vähenevät eniten tuottamalla kaukolämmön perustuotanto Nastolassa ja Vääksyssä bio-CHP-laitoksella haketta polttamalla. Kiinteitä biopolttoaineita poltettaessa tulevat kuitenkin suurimmat hiukkaspäästöt, mikä vaikuttaa asuinympäristön viihtyvyyteen tuotantolaitoksen läheisyydessä. Bio-CHP-laitoksen investointikustannukset ovat suurimmat ja takaisinmaksuaika pisin. Nastolan kulutusperusteisiä päästöjä pystytään vähentämään eniten investoimalla biolämpölaitokseen tai bio-CHP-laitokseen. Päästöjä Nastolassa pystyttäisiin kyseisillä investoinneilla vähentämään enimmillään 6,4 %. Lahti energian kokonaispäästöjä pystyttäisiin enimmillään vähentämään noin 1,6 %. Johtopäätöksenä tutkimuksesta voidaan sanoa, että kasvihuonekaasupäästöjä pystytään vähentämään investointien avulla. Toiset ratkaisut ovat vain kalliimpia kuin toiset. Lisäksi kiinteitä biopolttoaineita käytettäessä jotkut poltto-ominaisuudet voivat heiketä esim. verrattuna maakaasun polttoon. Biopolttoaineiden lisäämisellä kuitenkin päästään irti riippuvuudesta fossiilisiin polttoaineisiin kuten öljyyn ja maakaasuun. Investointeja tehdessä on vaikea sanoa suoraan, mikä vaihtoehto on paras tapa tuottaa kaukolämpöä. Investointipäätöksiä tehdessä päätökseen vaikuttaa se, mitä tuotannon ominaispiirteitä painotetaan eniten.

Energiapuuta Etelä-Savosta

Energiapuuta Etelä-Savosta hankkeessa tutkittiin ja kehitettiin energiapienpuun mahdollisuuksia osana suurimittakaavaista alueellista hankintaa. Energiapienpuun potentiaali suurimittakaavaisena polttoaineena on lupaava johtuen hyvästä biomassan saatavuudesta ja tarjontahalukkuudesta, korjuun teknologisesta edistyksestä ja logististen ratkaisujen monipuolisuudesta sekä käyttömäärien kasvusta. Hanke kokonaisuus sisälsi seuraavia osatutkimuksia: Etelä-Savon energiatase, metsänomistajakysely, asiantuntijahaastattelu, metsänkasvatussimulointi, metsäpolttoaineiden saatavuuslaskenta, puun kosteuden seurantatutkimus, logistiikan demonstraatioita sekä energiapuun hankintalogistiikan kustannusvertailuja. Hankkeessa käsiteltiin energiapienpuun arvoketjua metsänkasvatuksesta lopputuotteen käyttöön asti. Tutkimuksen tulokset osoittavat, että energiapienpuulla on mahdollisuudet suurimittakaavaisessa hankinnassa, kunhan toimitusketjussa panostetaan tehokkuuden ja laadun jatkuvaan parantamiseen.