Economics of Power-to-Gas integration to wastewater treatment plant

Solar and wind power produce electricity irregularly. This irregular power production is problematic and therefore production can exceed the need. Thus sufficient energy storage solutions are needed. Currently there are some storages, such as flywheel, but they are quite short-term. Power-to-Gas (P2G) offers a solution to store energy as a synthetic natural gas. It also improves nation’s energy self-sufficiency. Power-to-Gas can be integrated to an industrial or a municipal facility to reduce production costs. In this master’s thesis the integration of Power-to-Gas technologies to wastewater treatment as a part of the VTT’s Neo-Carbon Energy project is studied. Power-to-Gas produces synthetic methane (SNG) from water and carbon dioxide with electricity. This SNG can be considered as stored energy. Basic wastewater treatment technologies and the production of biogas in the treatment plant are studied. The utilisation of biogas and SNG in heat and power production and in transportation is also studied. The integration of the P2G to wastewater treatment plant (WWTP) is examined mainly from economic view. First the mass flows of flowing materials are calculated and after that the economic impact based on the mass flows. The economic efficiency is evaluated with Net Present Value method. In this thesis it is also studied the overall profitability of the integration and the key economic factors.

Water chemistry management for future large experimental facilities

The thesis focuses on the water chemistry of the experimental test facilities and their reference VVER reactors. The main objective of the thesis is to provide recommendations for water chemistry management for laboratory facilities (VEERA, PACTEL) simulating the VVERs and for the large future facilities of the Lappeenranta University of Technology. In the beginning, the concept of nuclear power generation and the applicability of the nuclear power usage is discussed. Next, different water chemistry and water purification systems in primary and secondary circuits currently used at the power plant have been outlined. Also the construction geometry and design of test facilities PACTEL and VEERA, as well as the operation principles of their main equipment has been described. Finally, the appropriate water chemistry and water treatment system have been proposed for the existing and future experimental facilities of LUT.

Mikro-ORC-energianmuuntimen suorituskyvyn todentaminen ja kaupallistaminen

Tässä työssä esitellään yleisesti ORC-prosessi, sen toimintaperiaate ja käyttökohteet. Työn tavoitteena oli todentaa diesel-moottorin savukaasujen lämpöenergian sähköenergiaksi muuntavan mikro-ORC-energianmuuntimen suorituskyky. Suorituskyky pyrittiin toteamaan laskemalla laboratoriomittauksista saadusta datasta koelaitoksen sähköntuotannon hyötysuhde ja vertaamalla sitä mallinnuksessa laskettuun hyötysuhteeseen. Esitys käytännöstä suorituskyvyn todentamiseen kuuluu työn sisältöön. Koelaitoksen suorituskykyä ei pystytty toteamaan turbogeneraattoriin liittyvien ongelmien vuoksi. Tarkasteltavaksi tähän työhön jäi koelaitoksen suorituskykyyn olennaisesti liittyvien laitoskomponenttien toiminta niille tyypillisten mittausdatasta laskettujen tunnuslukujen kautta. Koelaitoksella käytettyjen lämmönsiirrinten todettiin olevan kykeneviä siirtämään tarpeeksi lämpöenergiaa 130 kW jarruteholla toimivan diesel-moottorin savukaasujen lämmöstä sähköenergian tuotantoon. Laitoksen kaupallistamista tarkasteltiin asiakkaan ja valmistajan näkökulmasta. Tarkasteluun sisältyi katsaus kaupalliseen versioon kuuluvista ominaisuuksista, alihankinnasta ja säädöksistä, jotka laitoksen on täytettävä markkinoille päästäkseen.

Asiakasarvopohjaisten palveluiden kehittäminen kiinteistöpalvelualan yrityksessä

Tämän työn tavoitteena oli tutkia asiakasarvopohjaisten palveluiden kehittämistä ja luoda kiinteistöpalvelualan yritykselle kehitysprosessimalli, jonka avulla yritys voisi optimoida toimintojaan tulevaisuudessa. Tutkimuksen päätavoitteina oli tutkia asiakasarvoa kiinteistöpalveluissa, kartoittaa potentiaalisten uusien asiakkaiden palveluiden nykytila ja toiveet sekä tarkastella kohdeyrityksen palveluiden kehitysprosessia. Työn teoreettisessa osiossa tarkasteltiin palveluliiketoimintaa yleisellä tasolla, yrityksen palveluprosessin kehittämistä, asiakasarvon muodostumista sekä SERVQUAL- ja QFD-työkalujen avulla palvelun laatua ja asiakastarpeita. Työn teoriaosuuden kautta saatiin myös selville, että asiakasarvon hallinta on palveluiden kehitysprosessin ydin. Tutkimuksen empiirinen aineisto kerättiin syvähaastatteluiden avulla avainasiakkailta eri asiakassegmentteihin liittyen. Haastattelujen analysoinnissa hyödynnettiin laadullista sisällönanalyysiä. Työn tuloksissa määriteltiin asiakasarvo ja tärkeimmät asiakastarpeet kiinteistöpalveluissa, kartoitettiin asiakkaiden odotusten ja nykytilan väliset kuilut sekä luotiin yritykselle palveluiden kehitysprosessimalli, jota yritys voi toiminnoissaan tapauskohtaisesti hyödyntää tulevaisuudessa.

The Impact of Foreign Direct Investment Inflows on the Economic Growth of Bangladesh. The Roles of Infrastructural Facilities

Foreign direct investment (FDI) inflow has been a key concern for Bangladesh to obtain additional support for the economic development. The Government of Bangladesh continuously competing with other South Asian countries and putting more effort to increase the number of FDI inflows in the country. From the country’s perspective, the constant increasing rate of economic growth shows a positive outcome of FDI inflow. However, the country still not performing up to the mark to pull enough FDI inflows to its potential. Thus, this study discusses about the major determinants and factors affecting FDI inflows in Bangladesh. Among those determinants and factors, infrastructural facility is considered as the most important to affect FDI inflows. FDI inflow is fundamentally depending upon infrastructural facilities to achieve its desire success. Foreign investors take this issue very seriously because based on this they can measure their ease of doing business in the host country. Despite of providing a large market size, due to having weak and lack of infrastructural facilities, Bangladesh is facing trouble in drawing attention of the foreign investors. In order to make the infrastructural facilities happen, it is highly required to organize each of the systems under of it. The body of this study discussed about the weak infrastructures in Bangladesh such as transport and communication, power and energy, education system, and governance services. Improvement in one of these systems cannot provide valuable positive changes on FDI inflows. It requires improvement in all the weak systems to grasp multinational companies and attract foreign investors. On the basis of this research problem, research questions are established. Both qualitative and quantitative methods are used to answer the research questions. Furthermore, several theories have been applied to justify possible scenarios from the research problem. In addition, the history in between Bangladesh, trade liberalization, and FDI inflows is presented briefly.

The Impact of Foreign Direct Investment Inflows on the Economic Growth of Bangladesh. The Roles of Infrastructural Facilities

Foreign direct investment (FDI) inflow has been a key concern for Bangladesh to obtain additional support for the economic development. The Government of Bangladesh continuously competing with other South Asian countries and putting more effort to increase the number of FDI inflows in the country. From the country’s perspective, the constant increasing rate of economic growth shows a positive outcome of FDI inflow. However, the country still not performing up to the mark to pull enough FDI inflows to its potential. Thus, this study discusses about the major determinants and factors affecting FDI inflows in Bangladesh. Among those determinants and factors, infrastructural facility is considered as the most important to affect FDI inflows. FDI inflow is fundamentally depending upon infrastructural facilities to achieve its desire success. Foreign investors take this issue very seriously because based on this they can measure their ease of doing business in the host country. Despite of providing a large market size, due to having weak and lack of infrastructural facilities, Bangladesh is facing trouble in drawing attention of the foreign investors. In order to make the infrastructural facilities happen, it is highly required to organize each of the systems under of it. The body of this study discussed about the weak infrastructures in Bangladesh such as transport and communication, power and energy, education system, and governance services. Improvement in one of these systems cannot provide valuable positive changes on FDI inflows. It requires improvement in all the weak systems to grasp multinational companies and attract foreign investors. On the basis of this research problem, research questions are established. Both qualitative and quantitative methods are used to answer the research questions. Furthermore, several theories have been applied to justify possible scenarios from the research problem. In addition, the history in between Bangladesh, trade liberalization, and FDI inflows is presented briefly

Operatiivinen säteilysuojelu Posivan kapselointi- ja loppusijoituslaitoksella

Olkiluodon ja Loviisan ydinvoimalaitoksilla syntyvä käytetty ydinpolttoaine tullaan kapseloimaan ja loppusijoittamaan Posiva Oy:n kapselointi- ja loppusijoituslaitoksella, joka rakennetaan Olkiluotoon. Käytetyn polttoaineen käsittelyssä on huomioitava säteilytyöhön liittyviä säteilysuojelunäkökohtia. Kapseloinnissa ja loppusijoituksessa käsitellään vaarallisia säteilylähteitä, joista merkittävimmät ovat käytetty ydinpolttoaine ja täyden loppusijoituskapselin röntgentarkastuslaitteisto. Posivan laitosten käyttötoiminnalle muodostetaan tässä diplomityössä säteilysuojelun vaatimusmäärittely. Kapseloinnin ja loppusijoituksen säteilytyövaiheet käsitellään yksitellen säteilysuojelun näkökulmasta. Työvaiheille määritetään tarpeelliset säteilysuojelutoimenpiteet ja työvaiheiden suorittamisen säteilysuojeluvaatimukset. Molempien laitosten valvonta-aluejärjestelyjä ja säteilyolosuhteiden vyöhykejakoa tarkennetaan. Työssä määritetään vyöhyke- ja aluerajoilla vaadittavat säteilysuojelutoiminnot sekä kontaminaationhallinnan laatuvaatimukset. Työssä käsitellään myös operatiivisen säteilysuojelun toimenpiteiden laatuvaatimuksia ja tarvittavaa säteilysuojelun sisäistä ohjeistoa. Työn tuloksena on kapselointi- ja loppusijoituslaitoksen käyttötoiminnan operatiivisten säteilysuojelutoimenpiteiden kuvaus. Kapselointi- ja loppusijoituslaitosten säteilysuojelua toteutetaan käyttövaiheen työnsuunnittelulla, operatiivisilla säteilysuojelutoimilla ja rakenteellisin keinoin. Työntekijöiden säteilyannokset minimoidaan välttämällä oleskelua kohonneen säteilytason alueilla. Kapselin röntgentarkastuslaitteiston käytön säteilyturvallisuus on varmistettava ja laitosten käyttötoiminta ei saa aiheuttaa työntekijöille sisäistä säteilyannosta. Useista työvaiheista ja käyttötoiminnan poikkeustilanteista on tehtävä jatkoanalyyseja työntekijöiden säteilysuojelun näkökulmasta.

Kaupallisen sekajätteen mekaaniset käsittelyprosessit ja laitos investoinnin kannattavuus

Työn tavoitteena oli tutkia mekaanisia käsittelylaitteita ja -prosesseja kaupalliselle sekajätteelle ja selvittää mahdollisen laitoshankkeen kannattavuutta case-yritykselle. Jätehuollon yritykset ovat jatkuvan muutoksen alla kasvavien keräys- ja käsittelykustannusten takia, joka vaatii säästöjen etsimistä. Sekajäte sisältää arvokkaita kierrätysraaka-aineita ja näiden erottelu voisi luoda lisäarvoa alentuneina hävityskustannuksina ja lisääntyneinä myyntituottoina. Työssä selvitettiin kaupallisen sekajätteen koostumusta lajittelukokeen ja muiden sekajätetutkimusten avulla. Mekaanisia käsittelylaitteita tutkittiin kirjallisuuden ja case-esimerkkien kautta. Laitoshakkeen kannattavuutta arvioitiin taulukkolaskentamallin avulla. Laitosvaihtoehtoja tarkasteltiin 10-30 tuhannen tonnin kapasiteetin välillä. Laskelmien ja kirjallisuustutkimuksen pohjalta kannattavimpana vaihtoehtona nähtiin SRF kierrätyspolttoainetta valmistava laitos. Kirjallisuustutkimuksen ja case-laitosten pohjalta luotiin kaksi investointiskenaariota, joille laskettiin taulukkolaskentamallin avulla yksikkökustannukset, nettonykyarvot ja sisäiset korot. Kustannusaineisto oli peräisin case-yritykseltä ja muista laitostutkimuksista. Kannattavuuslaskelmien mukaan skenaario 2, jossa SRF-tuotannon lisäksi eroteltaisiin sekalaisia muoveja, on kannattavampi. Skenaarioiden 1 ja 2 kriittiset pisteet olivat noin 15,3 ja 13,6 tuhatta tonnia vuodessa. Kumpikaan skenaarioista ei kuitenkaan ole kannattava case-yrityksen omilla vuotuisilla kuormilla (10 000 tonnia). Lisää käsiteltävää jätettä tulisi hankkia ulkopuolisilta yrityksiltä taloudellisesti edullisen vaakamaksun avulla. Skenaarion 2 ongelmaksi kuitenkin muodostuu sekalaisten muovien poistuminen SRF:n komponenttina, mikä vaikuttaa SRF:n markkinoitavuuteen tehollisen lämpöarvon alenemisen takia.

Remote Observation of Radioactive Permit-Required Confined Spaces – Case: Posiva Oy’s Fuel Handling Cell

Posiva Oy’s final disposal facility’s encapsulation plant will start to operate in the 2020s. Once the operation starts, the facility is designed to run more than a hundred years. The encapsulation plant will be first of its kind in the world, being part of the solution to solve a global issue of final disposal of nuclear waste. In the encapsulation plant’s fuel handling cell the spent nuclear fuel will be processed to be deposited into the Finnish bedrock, into ONKALO. In the fuel handling cell, the environment is highly radioactive forming a permit-required enclosed space. Remote observation is needed in order to monitor the fuel handling process. The purpose of this thesis is to map (Part I) and compare (Part II) remote observation methods to observe Posiva Oy’s fuel handling cell’s process, and provide a possible theoretical solution for this case. Secondary purpose for this thesis is to provide resources for other remote observation cases, as well as to inform about possible future technology to enable readiness in the design of the encapsulation plant. The approach was to theoretically analyze the mapped remote observation methods. Firstly, the methods were filtered by three environmental challenges. These are the high levels of radiation, the permit-required confined space and the hundred year timespan. Secondly, the most promising methods were selected by the experts designing the facility. Thirdly, a customized feasibility analysis was created and performed on the selected methods to rank the methods with scores. The results are the mapped methods and the feasibility analysis scores. The three highest scoring methods were radiation tolerant camera, fiberscope and audio feed. A combination of these three methods was given as a possible theoretical solution for this case. As this case is first in the world, remote observation methods for it had not been thoroughly researched. The findings in this thesis will act as initial data for the design of the fuel handling cell’s remote observation systems and can potentially effect on the overall design of the facility by providing unique and case specific information. In addition, this thesis could provide resources for other remote observation cases.