The purpose and use of passenger ships in 2058 - Future scenarios generated by the Delphi method

The purpose of the thesis is to generate scenarios of future purposes and of use of ships, suitable for STX Finland Cruise Oy to design and build, over a 50 year time span by applying the Delphi method and an open innovation approach in a future workshop. The scenarios were mapped out with help of two Delphi survey rounds and one future workshop. The number of participants in both surveys and the workshop was some twenty experts in each, representing various fields. On the basis of the first survey round, four different subject areas were selected for analysis: purposes for the use of ships; energy efficiency of cruises and ships; cost efficiency of sea transportation and vacation; and the views and expectations of the customers in the future. As a result of the future workshop, four different themes were established, which were studied further during the second Delphi round. The themes are future service and operation concepts; versatile uses of the space in ships; communication of environmental benefits of ships, future energy solutions and social interaction between passengers onboard. In addition to generating the scenarios, further aim of the thesis is to implement the Delphi method and workshop activity as foresight tools for STX Europe and to produce a chart of a future shipbuilding foresight community to can serve the open innovation processes in the maritime cluster as a whole.

A comparison of electricity spot prices simulation using ARMA-GARCH and mean-reverting models

The aim of this work is to compare two families of mathematical models for their respective capability to capture the statistical properties of real electricity spot market time series. The first model family is ARMA-GARCH models and the second model family is mean-reverting Ornstein-Uhlenbeck models. These two models have been applied to two price series of Nordic Nord Pool spot market for electricity namely to the System prices and to the DenmarkW prices. The parameters of both models were calibrated from the real time series. After carrying out simulation with optimal models from both families we conclude that neither ARMA-GARCH models, nor conventional mean-reverting Ornstein-Uhlenbeck models, even when calibrated optimally with real electricity spot market price or return series, capture the statistical characteristics of the real series. But in the case of less spiky behavior (System prices), the mean-reverting Ornstein-Uhlenbeck model could be seen to partially succeeded in this task.

Total Cost of Ownership - Elinkaarilaskennan sovellus

Ostotapahtumassa kiinnitetään usein huomiota hintaan, mutta hankintapäätökseen vaikuttavat myös muutkin kustannukset. Ongelman asiassa aiheuttaa kokonaiskustannusvaikutuksien arvioinnin ja mittauksen haasteellisuus, sekä kunnollisen raportointijärjestelmän puuttuminen. Hankinnan kokonaiskustannusten selvittäminen pitkällä aikavälillä on kuitenkin tärkeää, koska hankintojen osuus yritysten liikevaihdoista on jatkuvassa kasvussa. Työn tarkoituksena oli tarkastella Total cost of ownershipia, eli TCO:ta, elinkaarilaskennan sovellusta. Tarkastelun aluksi työlle luotiin teoreettinen pohja käyttäen hyväksi kirjallisuutta, artikkeleita sekä www-dokumentteja. Teoriaosuus rakentui kustannuslaskennan osalta kustannusten tunnistamisesta, jakamisesta ja kohdistamisesta. TCO:sta luotiin mahdollisimman laaja-alainen teoreettinen kuvaus. Seuraavaksi työssä käsiteltiin TCO:n soveltamista sen perinteisimpiin käyttökohteisiin: taloudellisesti merkittäviin hankintoihin, ulkoistamispäätöksiin, hinnoitteluun sekä toimittajien suorituskyvyn seurantaan ja analysointiin. TCO:n soveltamista käsittelevä osuus päätettiin kotimaisilla esimerkeillä TCO:n soveltamisesta IT-hankintojen apuvälineenä. Työ päätettiin käymällä läpi työtä tehdessä kypsyneet ajatukset sekä johtopäätökset.

Analysis of Patterns in Electricity Spot Market Time Series

Due to its non-storability, electricity must be produced at the same time that it is consumed, as a result prices are determined on an hourly basis and thus analysis becomes more challenging. Moreover, the seasonal fluctuations in demand and supply lead to a seasonal behavior of electricity spot prices. The purpose of this thesis is to seek and remove all causal effects from electricity spot prices and remain with pure prices for modeling purposes. To achieve this we use Qlucore Omics Explorer (QOE) for the visualization and the exploration of the data set and Time Series Decomposition method to estimate and extract the deterministic components from the series. To obtain the target series we use regression based on the background variables (water reservoir and temperature). The result obtained is three price series (for Sweden, Norway and System prices) with no apparent pattern.

Sähköä ja lämpöä tuottavien voimalaitosten kannattavuusanalyysin kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena oli laskea voimalaitoskannattavuudet vuosilta 2007–2009 kohdeyrityksen biovoimalaitokselle sekä kombivoimalaitokselle. Lisäksi laskettiin kohdeyrityksen uuden hyötyvoimalaitoksen käyttöönottovuoden 2009 kannattavuus sekä odotetun käyttöasteen kannattavuus. Tavoitteena oli muodostaa tuotantolaitoskohtaiset tuotekannattavuudet vuodelta 2009 Kotkan Energia Oy:ssä sekä muodostaa kirjatut jakoperusteet kannattavuuksien laskentaa varten ja analysoida saatuja kannattavuuksia. Tutkimusmetodologiana on käytetty soveltavaa tutkimusotetta. Kannattavuusanalyysin kehittäminen vaatii yrityksen kustannusten, tuottojen ja toiminnan sekä toimialan luonteen ymmärtämistä. Haasteena tutkimuksessa oli sähkön, lämmön ja höyryn valmistuksen periaatteiden omaksuminen, joka on kustannusten ja tuottojen oikean kohdistamisen perusta. Tutkimuksen tuloksena todettiin, että kombivoimalaitos on tuotantolaitoksista kannattamattomin. Kohdeyrityksen kannattavuutta voitaisiin parantaa investoimalla kombivoimalaitoksen tilalle halvempaa polttoainetta käyttävä tuotantolaitos. Tuotteista kannattavimmaksi todettiin kaukolämpö. Tutkimuksen tuloksina saatuja kannattavuuksia voidaan hyödyntää Kotkan Energian päätöksenteossa ja niitä hyödyntämällä pystytään kohdeyritykselle laskemaan nopeasti tarpeellisia tulevaisuudenskenaarioita. Kannattavuuslaskelmien tuloksien analyysin jatkoksi pohdittiin Kotkan Energialle jatkotutkimusehdotelmia.

Ancillary services market and potential profit for generators in Russia

Reformation of electricity markets has initiated creation of ancillary services markets all over the world. The Russian electricity market reform is in transition period, that is why the problem of ancillary services market has just arisen. Since the model of market rules was created, ancillary services market became a topical question for generating companies. This master’s thesis is focused on the describing the possible ancillary services around the world and in Russia specifically. Moreover, the physical interpretation of ancillary services is defined. In addition, possibility of generation company to participate in the ancillary services market was considered. Calculations were made for primary frequency regulation service, where necessary level of price bids and payback period were evaluated.

Supply chain cost saving potential analysis

Target of this study was to examine the current supply chain with focus on external part and identify the cost potential areas which lie there. The goal was to evaluate the cost save potential and give estimate what would be required in order to realise it. Base data related to study was searched and examined with using company’s enterprise resource planning system. In case feasible two types of scenarios were built in order to describe the scale of save potential. First scenario was theoretical and achieving it would require further investments and second scenario was realistic approach where more limitations were taken into account. The results clearly show that there is high save potential in supply chain costs linked to balance between internal and external operations. Realising of it would require at least minor investments as current internal capacity is not on a level to fully absorb the additional volumes which are needed in order to realise the potential. This study can be used as a basis when starting new projects related to investment needs.

Cost evaluation process for competitors' products

A company’s capability to map out its cost position compared to other market players is important for competitive decision making. One aspect of cost position is direct product cost that illustrates the cost efficiency of a company’s product designs. If a company can evaluate and compare its own and other market players’ direct product costs, it can implement better decisions in product development and management, manufacturing, sourcing, etc. The main objective of this thesis was to develop a cost evaluation process for competitors’ products. This objective includes a process description and an analysis tool for cost evaluations. Additionally, process implementation is discussed as well. The main result of this thesis was a process description consisting of a sixteen steps process and an Excel based analysis tool. Since literature was quite limited in this field, the solution proposal was combined from many different theoretical concepts. It includes influences from reverse engineering, product cost assessment, benchmarking and cost based decision making. This solution proposal will lead to more systematic and standardized cost position analyses and result in better cost transparency in decision making.

Stress testing and risk evaluation of new capacity payment algorithm proposed by Market Council

In the Russian Wholesale Market, electricity and capacity are traded separately. Capacity is a special good, the sale of which obliges suppliers to keep their generating equipment ready to produce the quantity of electricity indicated by the System Operator. The purpose of the formation of capacity trading was the maintenance of reliable and uninterrupted delivery of electricity in the wholesale market. The price of capacity reflects constant investments in construction, modernization and maintenance of power plants. So, the capacity sale creates favorable conditions to attract investments in the energy sector because it guarantees the investor that his investments will be returned.

Kaupunkialueella toimivan sähkönjakeluverkkoyhtiön siirtohinnoittelun kehittäminen

Sähkönjakeluverkkoyhtiöllä on sähkön siirtopalveluun alueellinen monopoli. Siirtohinnoittelun reunaehdot tulevat sähkömarkkinalaista ja hintojen kohtuullisuutta valvoo ja sääntelee Energiamarkkinavirasto. Tässä työssä selvitetään Turku Energia Sähköverkot Oy:lle kustannusvastaavat aiheuttamisperiaatteen mukaiset siirtohinnat. Samalla muodostetaan yleis-, yö- ja kausituotteiden perusmaksuihin asiakkaan liittymispisteen pääsulakkeen kokoon perustuva porrastus. Sulakeporrastuksen käyttöönotolla pystytään kehittämään siirtohinnoittelun kustannusvastaavuutta ja noudattamaan aiheuttamisperiaatteen mukaista hinnoittelupolitiikkaa entistä paremmin. Työssä tutkitaan siirtohinnoittelun kehitysnäkymiä myös pidemmällä tähtäimellä. Älykkäiden sähköverkkojen kehittyminen ja erityisesti etäluettavien mittareiden käyttöönotto tulevat luomaan kehitysmahdollisuuksia siirtohinnoitteluun tulevaisuudessa. Laitteista saatavia tarkkoja sähkönkulutus- ja tehotietoja voidaan käyttää kustannusvastaavuuslaskennan taustalla. Jotta verkon käyttö olisi sen mitoitukseen nähden mahdollisimman tehokasta, tulisi kuorman jakautua mahdollisimman tasaisesti ajan suhteen. Verkossa esiintyviä kulutushuippuja pystytään tulevaisuudessa mahdollisesti tasoittamaan esimerkiksi kuorman ohjauksen avulla, jonka tehokeinona voidaan käyttää siirtohinnoittelua. Siirtohinnoilla voidaan mahdollisesti vaikuttaa myös esimerkiksi kulutuksen ja tuotannon ajoittamiseen sekä kannusta asiakkaita loistehon kompensointiin. Siirtotuotteiden täytyy myös kehittyä asiakkaiden tarpeiden kehittymisen rinnalla ja esimerkiksi sähkön laadun tuotteistaminen voi olla eräs keino vastaamaan tiukentuneisiin vaatimuksiin.

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto haasteellisilla polttoaineilla

Maailman energian kulutuksen lisääntymisen ja ilmastonmuutoksen myötä energiantuotannossa joudutaan jatkuvasti sopeutumaan muuttuviin tilanteisiin ja haasteisiin. Polttoteknillisiä haasteita aiheuttavat pelto- ja kierrätyspolttoaineet ovat lisäämässä osuuttaan uusiutuvien polttoaineiden joukossa. Jotta kyseisiä haasteellisia polttoaineita pystytään hyödyntämään, täytyy niiden aiheuttamat ongelmat tuntea ja laitevalmistajien kehittää niiden hyödyntämiseen sopivaa tekniikkaa. Tässä diplomityössä käydään läpi tulevaisuudessa käytettävät polttoaineet, nykyiset päästörajat, kiinteiden polttoaineiden poltto- ja kaasutustekniikat sekä likaantumis-, kuonaantumis- ja korroosiomekanismit voimalaitoskattiloissa. Työssä tutkitaan, onko haasteellisten polttoaineiden käyttöön investoiminen järkevää ja mikä nykypäivän tekniikoista on kannattavin. Myös välitulistuksen, lauhdeperän ja apujäähdyttimen kannattavuuksia vertaillaan sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Tuloksiksi saatiin, että edullisten peltobiomassojen ja kierrätyspolttoaineiden käyttäminen, joko perinteisten polttoaineiden seassa tai pääpolttoaineena, on nykyhinnoilla perinteisiin polttoaineisiin verrattuna kannattavaa. Investoiminen kierrätyspolttoaineiden valmistuslaitteisiin maksimoi kierrätyspolttoaineista saatavaa hyötyä. Välitulistuksen todettiin soveltuvan huonosti vastapaineprosessiin, sillä siitä saatava sähköntuotannon lisäys on hyvin pieni. Lauhdeperän ja apujäähdyttimen vertailuissa huomattiin, että lauhdeperä on kannattava investointi, jos sähkön ja lämmön hintaero pysyy tarpeeksi suurena. Haasteellisilla polttoaineilla pystytään pienentämään kasvihuonepäästöjä ja korvaamaan fossiilisten polttoaineiden käyttöä.

Hankintatoimen järjestäminen julkisella sektorilla ja yhteishankintayksikön motiivit ja haasteet – case: KL-Kuntahankinnat Oy

Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää, miten hankintatoimi on järjestetty Suomen julkisella sektorilla ja erityisesti mitä motiiveja ja haasteita liittyy case-yrityksen toimintaan. Teoriaosan kirjallisuus-katsauksen avulla tarkastellaan hankintatoimen järjestämistä julkisella sektorilla ja tutkimus painottuu erityisesti kuntasektoriin, sillä suurin osa julkisista hankinnoista tehdään juuri kuntasektorilla. Tavoitteena on lisäksi löytää sopivia viitekehyksiä liittyen lisäarvon tuottamiseen ja arvontuotto-logiikkaan sisäisille asiakkaille yhteishankintayksikön toiminnassa. Empiirisen osan materiaali on koottu haastattelujen perusteella. Tavoitteena on hyödyntää löydettyjä malleja case-yrityksen toiminnan tarkastelussa ja mahdollisesti sen kehittämisessä. Nykyisillä rakenteilla ja toimintamalleilla kunnat eivät selviä niille osoitetuista tehtävistä, sillä kunta-alalla perusongelma on edelleen se, että menot kasvavat nopeammin kuin tulot. Tämä vaatii uusia toimintatapoja ja rakenteita. Yhteishankintayhtiö KL-Kuntahankinnat Oy:n tarjoama ydinpalvelu on tuoda tarjoamansa hankintapalvelun avulla selkeää lisäarvoa kunta-asiakkailleen. Yritys hyödyntää keskitettyä hankintamallia ja toiminnan sen motiivit liittyvät asiantuntijuuteen, asiakkaille tuotettaviin kustannus- ja prosessisäästöihin, erikoistumisella saavutettaviin etuihin ja toiminnan tehokkuuden kasvuun sekä asiakkaiden omaan oppimiseen.

Sellutehtaiden höyrytasojen optimaaliset paineet

Sellutehtaiden kannattavuutta pyritään lisäämään parantamalla tehtaiden energiatehokkuutta ja tehostamalla tuotantoa. Yksi keino tehtaan sähkön tuotannon lisäämiseksi on höyrytasojen paineiden alentaminen tehtaan tuotantoprosesseissa. Tällöin höyry voidaan paisuttaa turbiinissa matalampaan paineeseen. Höyryn painetasojen alentaminen kuitenkin lisää tehtaan investointikustannuksia siirtoputkistojen kokojen ja lämmönsiirtopinta-alojen kasvaessa. Tämä diplomityö on tehty Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa osana Suomen Soodakattilayhdistyksen projektia ”Skyrec – Soodakattilan sähköenergiatehokkuuden nostaminen uudelle tasolle”. Tässä diplomityössä määritetään 600 000 tonnia sellua vuodessa tuottaville Suomeen sopiville sellutehdastyypeille taloudellisesti optimaaliset höyryn painetasot. Optimaaliset höyryn painetasot määritettiin painetasojen mukaisten energiataseiden sekä investointiarvioiden perusteella. Työn taselaskennat tehtiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston Millflow-laskentasovelluksella. Matalapainetason mukaisia investointikustannuksia arvioitiin tehtaiden putkiston, haihduttamon ja kuivauskoneen osalta. Tulosten mukaan höyrytasojen paineet on taloudellisesti kannattavaa valita tehtaan laitteiston ja prosessien mukaan alhaisimmiksi mahdollisiksi. Lisäksi työssä tarkastellaan välipainehöyryn ja nuohoushöyryn paineiden alentamisen vaikutuksia tehtaan sähkön tuotantoon sekä joillekkin tehtaan prosesseille rakennettavan oman matala- tai välipainelinjan käytön kannattavuutta. Diplomityöhön kerättiin tietoa suomalaisilla sellutehtailla käytössä olevista höyryn paineista sekä syistä painetasojen valintaan.