Metsäteollisuuden ympäristöstrategia hallinnon näkökulmasta : Metsäteollisuuden kehitysskenaariot vuoteen 2020

Suomen metsäteollisuus elää voimakasta uusiutumis- ja murrosvaihetta, joka ilmenee muutoksina yksittäisten tehtaiden ja tehdasintegraattien toiminnassa. Monia yksikköjä on poistunut tuotannosta ja tuotannon painotusta on muutettu. Toisaalta metsäteollisuus on suuntaamassa uusille aloille, jolloin tuotteina voivat olla esimerkiksi erilaiset biopolttoaineet, kemianteollisuuden raaka-aineet ja uuden sukupolven paperi- ja kartonkituotteet. Metsäteollisuuden muuttuminen ja laitosten monimutkaistuminen sekä jatkuvasti lisääntyvä tiedontarve asettavat yhä suurempia vaatimuksia sekä toiminnanharjoittajien ympäristövastaaville että viranomaisille. Hallinnon jatkuva muutos ja niukkenevat voimavarat voivat johtaa siihen, että käytännön lupa- ja valvontatyöhön jää yhä vähemmän aikaa. Kaakkois-Suomen ELY-keskuksen koordinoima hanke ”Metsäteollisuuden ympäristöstrategia vuoteen 2020 – hallinnon näkökulma” pyrkii vastaamaan edellä mainittuihin haasteisiin strategiatyön avulla. Hankkeen tarkoituksena oli tarkastella metsäteollisuuden ympäristönäkökohtia niistä lähtökohdista, joihin yritys voi vaikuttaa raaka-aineen tulosta tehtaalle ja tuotteen lähdöstä tehtaalta sekä tehtaan perustamisesta sulkemiseen ja jälkihoitoon asti. Tavoitteena oli määritellä toiminnoille toimiva ympäristöstrategia. Strategiassa pyrittiin löytämään yhteisymmärrys toiminnanharjoittajan ja viranomaisen kanssa mm. siitä, miten otetaan käyttöön parhaat käytännöt niin teollisuudessa kuin hallinnossakin, toimitaan uusien BAT-, IED- ja vesienhoitoperiaatteiden mukaisesti sekä edistetään kestävän kehityksen mukaisten tuotteiden markkinoille tuloa ja otetaan ennakointi tavaksi -lähtökohta käyttöön kaikessa toiminnassa. Hanketyössä esille nousseet haasteet ryhmiteltiin aihealueittain kolmeksi pääkohdaksi tärkeysjärjestyksessä: viranomaisen ja teollisuuden tiedonkulun ja tietämyksen parantaminen, lupa-, valvonta- ja hallintoprosessien parantaminen sekä uusien haasteiden kartoittaminen ja niihin reagointi. Haasteiden ratkaisukeinoiksi etsittiin käytännön toimenpiteitä sekä määriteltiin niille vastuutahot. Toimenpiteiksi esitettiin mm. viranomaisen ja teollisuuden yhteisiä koulutuspäiviä, asiantuntijapaneelin perustamista sekä lupamääräysten antamista myös tehtaan tai tuotantoyksikön sulkemisen tai muuttamisen varalle. Riittävien resurssien ja tietotaidon turvaaminen niin hallinnossa kuin teollisuudessa on ehdoton edellytys toimenpiteiden onnistumiselle.

Power-line-communication-based data transmission concept for an LVDC electricity distribution network – Analysis and implementation

Communications play a key role in modern smart grids. New functionalities that make the grids ‘smart’ require the communication network to function properly. Data transmission between intelligent electric devices (IEDs) in the rectifier and the customer-end inverters (CEIs) used for power conversion is also required in the smart grid concept of the low-voltage direct current (LVDC) distribution network. Smart grid applications, such as smart metering, demand side management (DSM), and grid protection applied with communications are all installed in the LVDC system. Thus, besides remote connection to the databases of the grid operators, a local communication network in the LVDC network is needed. One solution applied to implement the communication medium in power distribution grids is power line communication (PLC). There are power cables in the distribution grids, and hence, they may be applied as a communication channel for the distribution-level data. This doctoral thesis proposes an IP-based high-frequency (HF) band PLC data transmission concept for the LVDC network. A general method to implement the Ethernet-based PLC concept between the public distribution rectifier and the customerend inverters in the LVDC grid is introduced. Low-voltage cables are studied as the communication channel in the frequency band of 100 kHz–30 MHz. The communication channel characteristics and the noise in the channel are described. All individual components in the channel are presented in detail, and a channel model, comprising models for each channel component is developed and verified by measurements. The channel noise is also studied by measurements. Theoretical signalto- noise ratio (SNR) and channel capacity analyses and practical data transmission tests are carried out to evaluate the applicability of the PLC concept against the requirements set by the smart grid applications in the LVDC system. The main results concerning the applicability of the PLC concept and its limitations are presented, and suggestion for future research proposed.

Paperitehtaan arkittamon kokonaistehokkuuden nostaminen kunnossapitoa kehittämällä

Tämän diplomityön tavoitteena oli tutkia, miten UPM:n Kymin tehtaan A4- arkittamon kunnossapitotoimintaa pystyttäisiin kehittämään niin, että tuotantolaitoksen kokonaistehokkuutta saataisiin kasvatettua. Työssä on pohdittu keinoja nykyisen, pääasiallisesti korjaavan kunnossapitotoiminnan muuttamiseksi suunnitelmalliseksi eri teorialähtökohtien pohjalta. Keskeinen teoria, johon työn tulokset pohjautuvat, on kokonaisvaltainen tuottava kunnossapito (TPM). Kirjallisuuslähteisiin tukeutuvaa tutkimusta täydensivät useat haastattelut, A4-valmistajille suunnattu laitteiden kuntokartoituskysely ja tuotannon- ja toiminnanohjausjärjestelmistä kerätty mittausaineisto. Työn merkittävimmät tulokset osoittavat, että A4-arkittamon kunnossapitotoimintaa tulisi suunnata nykyistä enemmän käyttökunnossapitolähtöiseksi. Käyttökunnossapito perustuu tuotannon operaattoreiden osallistumiseen kunnossapitotoimiin varsinaisen kunnossapitohenkilöstön ohella. Tuotantooperaattoreilla on työnsä vuoksi parhaat mahdollisuudet käyttämiensä laitteiden kunnonvalvontaan ja näin ollen mahdollisten vikaantumisten ennakointiin jo varhaisessa vaiheessa. Ennakoimalla pystyttäisiin parantamaan kunnossapidon suunnitelmallisuutta, minkä ansiosta laitteiden käytettävyys ja sitä kautta tuotantolaitoksen kokonaistehokkuus olisivat nykyistä korkeampia.

Fuzzy ontology for knowledge mobilisation and decision support

A growing concern for organisations is how they should deal with increasing amounts of collected data. With fierce competition and smaller margins, organisations that are able to fully realize the potential in the data they collect can gain an advantage over the competitors. It is almost impossible to avoid imprecision when processing large amounts of data. Still, many of the available information systems are not capable of handling imprecise data, even though it can offer various advantages. Expert knowledge stored as linguistic expressions is a good example of imprecise but valuable data, i.e. data that is hard to exactly pinpoint to a definitive value. There is an obvious concern among organisations on how this problem should be handled; finding new methods for processing and storing imprecise data are therefore a key issue. Additionally, it is equally important to show that tacit knowledge and imprecise data can be used with success, which encourages organisations to analyse their imprecise data. The objective of the research conducted was therefore to explore how fuzzy ontologies could facilitate the exploitation and mobilisation of tacit knowledge and imprecise data in organisational and operational decision making processes. The thesis introduces both practical and theoretical advances on how fuzzy logic, ontologies (fuzzy ontologies) and OWA operators can be utilized for different decision making problems. It is demonstrated how a fuzzy ontology can model tacit knowledge which was collected from wine connoisseurs. The approach can be generalised and applied also to other practically important problems, such as intrusion detection. Additionally, a fuzzy ontology is applied in a novel consensus model for group decision making. By combining the fuzzy ontology with Semantic Web affiliated techniques novel applications have been designed. These applications show how the mobilisation of knowledge can successfully utilize also imprecise data. An important part of decision making processes is undeniably aggregation, which in combination with a fuzzy ontology provides a promising basis for demonstrating the benefits that one can retrieve from handling imprecise data. The new aggregation operators defined in the thesis often provide new possibilities to handle imprecision and expert opinions. This is demonstrated through both theoretical examples and practical implementations. This thesis shows the benefits of utilizing all the available data one possess, including imprecise data. By combining the concept of fuzzy ontology with the Semantic Web movement, it aspires to show the corporate world and industry the benefits of embracing fuzzy ontologies and imprecision.

Target audience analysis in cyber domain

This thesis aims to find an effective way of conducting a target audience analysis (TAA) in cyber domain. There are two main focal points that are addressed; the nature of the cyber domain and the method of the TAA. Of the cyber domain the object is to find the opportunities, restrictions and caveats that result from its digital and temporal nature. This is the environment in which the TAA method is examined in this study. As the TAA is an important step of any psychological operation and critical to its success, the method used must cover all the main aspects affecting the choice of a proper target audience. The first part of the research was done by sending an open-ended questionnaire to operators in the field of information warfare both in Finland and abroad. As the results were inconclusive, the research was completed by assessing the applicability of United States Army Joint Publication FM 3-05.301 in the cyber domain via a theory-based content analysis. FM 3- 05.301 was chosen because it presents a complete method of the TAA process. The findings were tested against the results of the questionnaire and new scientific research in the field of psychology. The cyber domain was found to be “fast and vast”, volatile and uncontrollable. Although governed by laws to some extent, the cyber domain is unpredictable by nature and not controllable to reasonable amount. The anonymity and lack of verification often present in the digital channels mean that anyone can have an opinion, and any message sent may change or even be counterproductive to the original purpose. The TAA method of the FM 3-05.301 is applicable in the cyber domain, although some parts of the method are outdated and thus suggested to be updated if used in that environment. The target audience categories of step two of the process were replaced by new groups that exist in the digital environment. The accessibility assessment (step eight) was also redefined, as in the digital media the mere existence of a written text is typically not enough to convey the intended message to the target audience. The scientific studies made in computer sciences and both in psychology and sociology about the behavior of people in social media (and overall in cyber domain) call for a more extensive remake of the TAA process. This falls, however, out of the scope of this work. It is thus suggested that further research should be carried out in search of computer-assisted methods and a more thorough TAA process, utilizing the latest discoveries of human behavior. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- Tämän opinnäytetyön tavoitteena on löytää tehokas tapa kohdeyleisöanalyysin tekemiseksi kybertoimintaympäristössä. Työssä keskitytään kahteen ilmiöön: kybertoimintaympäristön luonteeseen ja kohdeyleisöanalyysin metodiin. Kybertoimintaympäristön osalta tavoitteena on löytää sen digitaalisesta ja ajallisesta luonteesta juontuvat mahdollisuudet, rajoitteet ja sudenkuopat. Tämä on se ympäristö jossa kohdeyleisöanalyysiä tarkastellaan tässä työssä. Koska kohdeyleisöanalyysi kuuluu olennaisena osana jokaiseen psykologiseen operaatioon ja on onnistumisen kannalta kriittinen tekijä, käytettävän metodin tulee pitää sisällään kaikki oikean kohdeyleisön valinnan kannalta merkittävät osa-alueet. Tutkimuksen ensimmäisessä vaiheessa lähetettiin avoin kysely informaatiosodankäynnin ammattilaisille Suomessa ja ulkomailla. Koska kyselyn tulokset eivät olleet riittäviä johtopäätösten tekemiseksi, tutkimusta jatkettiin tarkastelemalla Yhdysvaltojen armeijan kenttäohjesäännön FM 3-05.301 soveltuvuutta kybertoimintaympäristössä käytettäväksi teorialähtöisen sisällönanalyysin avulla. FM 3-05.301 valittiin koska se sisältää kokonaisvaltaisen kohdeyleisöanalyysiprosessin. Havaintoja verrattiin kyselytutkimuksen tuloksiin ja psykologian uusiin tutkimuksiin. Kybertoimintaympäristö on tulosten perusteella nopea ja valtava, jatkuvasti muuttuva ja kontrolloimaton. Vaikkakin lait hallitsevat kybertoimintaympäristöä jossakin määrin, on se silti luonteeltaan ennakoimaton eikä sitä voida luotettavasti hallita. Digitaalisilla kanavilla usein läsnäoleva nimettömyys ja tiedon tarkastamisen mahdottomuus tarkoittavat että kenellä tahansa voi olla mielipide asioista, ja mikä tahansa viesti voi muuttua, jopa alkuperäiseen tarkoitukseen nähden vastakkaiseksi. FM 3-05.301:n metodi toimii kybertoimintaympäristössä, vaikkakin jotkin osa-alueet ovat vanhentuneita ja siksi ne esitetään päivitettäväksi mikäli metodia käytetään kyseisessä ympäristössä. Kohdan kaksi kohdeyleisökategoriat korvattiin uusilla, digitaalisessa ympäristössä esiintyvillä ryhmillä. Lähestyttävyyden arviointi (kohta 8) muotoiltiin myös uudestaan, koska digitaalisessa mediassa pelkkä tekstin läsnäolo ei sellaisenaan tyypillisesti vielä riitä halutun viestin välittämiseen kohdeyleisölle. Tietotekniikan edistyminen ja psykologian sekä sosiologian aloilla tehty tieteellinen tutkimus ihmisten käyttäytymisestä sosiaalisessa mediassa (ja yleensä kybertoimintaympäristössä) mahdollistavat koko kohdeyleisöanalyysiprosessin uudelleenrakentamisen. Tässä työssä sitä kuitenkaan ei voida tehdä. Siksi esitetäänkin että lisätutkimusta tulisi tehdä sekä tietokoneavusteisten prosessien että vielä syvällisempien kohdeyleisöanalyysien osalta, käyttäen hyväksi viimeisimpiä ihmisen käyttäytymiseen liittyviä tutkimustuloksia.

Lääke- ja sairaalatarvikelogistiikka Suomessa: markkinapotentiaali ja skenaariotarkastelu case yrityksen avulla

Työn tavoitteena oli kuvata kotimaisia lääkemarkkinoita koko arvoketjun alueelta, lähtien lääketehtaista ja päättyen vähittäismyyntiin tai sairaalajakeluun. Lisäksi työssä kuvattiin julkisen terveydenhuollon ostopalveluiden tilaa erityisesti logistiikkapalveluiden osalta. Markkinoiden kuvausta hyödynnettiin työssä Suomalaisen logistiikkayrityksen markkinapotentiaalin määrittämisessä kyseisille markkinoille. Työn toinen tavoite oli tarkastella markkinoita tulevaisuustutkimuksen työkaluja käyttämällä, ja luoda kyseisille markkinoille skenaarioita 10–15 vuoden päähän nykyhetkestä. Skenaarioiden ja markkinapotentiaaliselvityksen perusteella on työn lopputulemana luotu toimintaehdotuksia asiakasyritykselle koskien selvityksen alla olevien markkinoiden houkuttelevuutta yrityksen kannalta. Selvityksessä käytettävä tieto on kerätty julkisten raporttien ja selvitysten pohjalta, sekä tuottamalla laajamittainen haastattelututkimus yksityisten ja julkisten toimijoiden kautta läpi kotimaisen lääkkeen ja sairaalatarvikkeen arvoketjun. Haastattelututkimus on työn kannalta merkittävin tiedon lähde ja työssä hyödynnetty hiljaisten signaalien tulkinta perustuu haastatteluiden kautta saatuihin tietoihin.

Höyryjärjestelmän pelisimulaattorikonsepti

Tässä diplomityössä on suunniteltu konsepti myöhemmin toteutettavaa pelisimulaat-toria varten. Pelisimulaattorista tulee osa öljynjalostamon tuotanto-operaattoreiden höyryjärjestelmän koulutusmoduulia. Työssä höyryjärjestelmän simulaattoriin on laadittu selkeä malli ja rakenne, joka arvioi käyttäjän suoritusta sekä antaa palautteen suorituksen onnistumisesta. Höyryjärjestelmän toiminnan ymmärtäminen on tärkeää, sillä sen avulla höyryntuotantoa voidaan optimoida. Kirjallisuusosassa on käsitelty koulutussimulaattoreita sekä niiden käyttökohteita. Lisäksi on esitetty höyryntuottajat sekä höyrynkuluttajat, jotka huomioitiin pelisimu-laattorikonseptissa. Jokaiselle yksikköprosessille on laadittu toimintakuvaus ja ope-rointiohjeet, joiden perusteella pelaaja saa käsityksen simulaattorin toimintaperiaat-teesta. Soveltavassa osassa on käsitelty kaikkien konseptissa mallinnettujen laitteiden aine- ja energiataseet sekä muut laskennassa tarvittavat teknilliset korrelaatiot. Soveltavas-sa osassa esitettiin myös pelisimulaattorin arviointiperusteet, arviointiin tarvittavien kustannusten korrelaatiot, häiriötilanne sekä esimerkkisimulointi ja suoritusesimerkki häiriön korjaamiseksi. Pelisuorituksen arvioinnin suunnitteluun kiinnitettiin huomiota, jolloin pelisimulaat-tori vastaa mahdollisimman hyvin todellista prosessia sekä säilyttää motivaation si-mulaattoriharjoitteluun.

The effect of environmentally differentiated port fees to shipping companies’ environmental investments

The pressure has grown to develop cost-effective emission reduction strategies in the Baltic Sea. The forthcoming stringent regulations of the International Maritime Organization for reducing harmful emissions of shipping in the Baltic Sea are causing increasing expenses for the operators. A market-based attitude towards pricing of economic incentives could be seen as a new approach for a successful application for the additional emission reduction of nitrogen oxides (NOx). In this study the aim is to understand the phenomenon of environmentally differentiated port fees and its effects on shipping companies’ emission reduction investments. The goal is to examine empirically the real-life effects of the possible environmental differentiated port fee system and the effect of environmentally differentiated port fees on NOx reduction investments in the Baltic Sea. The research approach of this study is nomothetical. In this study research questions are answered by analyzing the broad database of the Baltic Sea fleet. Also the framework of theory is confirmed and plays an important role in analyzing the research problem. Existing investment costs of NOx emission reduction technology to ship owners are estimated and compared to investment costs with granted discounts added to the cash flows. The statistical analysis in this study is descriptive. The major statistic examination of this study is the calculation of the net present values of investments with different port fee scenarios. This is done to investigate if the NOx technology investments could be economically reasonable. Based on calculations it is clear that the effect of environmentally differentiated port fees is not adequate to compensate the total investment costs for NOx reduction. If the investment decision is made only with profitability considerations, sources will prefer to emission abatement as long as incomes from the given subsidy exceeds their abatement costs. Despite of the results, evidence was found that shipping companies are nevertheless willing to invest on voluntary emission abatement technology. In that case, investment decision could be made with criteria of, for example, sustainable strategy or brand image. Combined fairway and port fee system or governmental regulations and recommendation could also function as additional incentives to compensate the investment costs. Also, the results imply that the use of NPV is not necessarily the best method to evaluate environmental investments. If the calculations would be done with more environmental methods the results would probably be different.

Metsäenergian liiketoimintojen kehittäminen ja käytön kasvun vaikutukset Kaakkois-Suomessa

Kaakkois-Suomen alueella uusiutuvan energian käyttö ja erityisesti metsäenergian käyttö on kasvanut merkittävästi 2000-luvulla. Tulevaisuudessa metsäenergia nähdään edelleen potenti-aalisimpana vaihtoehtona korvattaessa fossiilisia polttoaineita lämpö- ja voimalaitoskokoluo-kassa. Muita uusiutuvan energian vaihtoehtoja ovat mm. tuuli- ja aurinkovoima, biokaasu sekä erilaiset kiinteät ja nestemäiset polttoainejalosteet. Tulevaisuudessa alueella voi olla mahdollis-ta tuottaa niin kansalliseen kuin kansainväliseen vientiin esim. biopolttonesteitä, biokaasua ja biohiiltä. Tutkimushankkeen tavoitteena oli selvittää metsäenergia-alan alueelliset toimijat sekä metsä-energian soveltuvuus ja liiketoimintamahdollisuudet Kaakkois-Suomen alueen energian tuo-tannossa. Tutkimus koostui seuraavista osatehtävistä: metsäsektorin toimijakentän kartoitus, metsäenergian alueelliset liiketoimintamahdollisuudet, puuperäisten polttoainejalosteiden käyttö- ja liiketoimintamahdollisuudet, muiden uusiutuvien energialähteiden käyttömahdolli-suudet ja vaikutukset Kaakkois-Suomessa. Tutkimuksessa arvioitiin myös Kaakkois-Suomen metsäenergian hankinnan työllisyysvaikutuksia. Tutkimuksen ohjausryhmänä toimi Kaakkois-Suomen metsäenergianeuvottelukunta. Tutkimuksessa kyselytutkimuksella selvitettiin metsäenergian tuottajien ja käyttäjien mielipi-teitä ja kehittämiskohteita toimialalta. Kaakkois-Suomessa hyödynnettävistä uusiutuvista energialähteistä selvitettiin nykyinen käyttö sekä arvioitiin tulevaisuuden hyödyntämismah-dollisuuksia vuonna 2020. Nämä tulokset esitettiin Kaakkois-Suomen energiataseen avulla. Kaakkois-Suomessa uusiutuvista energialähteistä puupolttoaineilla on merkittävin rooli metsä-teollisuuden johdosta ja alueen metsäenergian käyttö voi kasvaa jopa 1,7 TWh:in, mikäli fos-siilisia energialähteitä korvataan edelleen voimalaitoksissa ja lämpökeskuksissa. Metsäenergian käytön kasvussa alueen kunnilla on merkittävä rooli. Viime vuosina erityisesti tuulivoiman tuotanto on kasvanut ja tulee kasvamaan edelleen. Samoin aurinkoenergian hyödyntäminen kiinteistökokoluokassa on lisääntynyt voimakkaasti. Lisäksi maakuntaan on suunnitteilla kiin-teiden, nestemäisten ja kaasumaisten polttoainejalosteiden tuotantolaitoksia. Toteutuessaan laitokset voivat lisätä metsäenergian käyttöä merkittävästi.

Dual light barrier method for six degrees of freedom tool center point calibration of an industrial robot

Tool center point calibration is a known problem in industrial robotics. The major focus of academic research is to enhance the accuracy and repeatability of next generation robots. However, operators of currently available robots are working within the limits of the robot´s repeatability and require calibration methods suitable for these basic applications. This study was conducted in association with Stresstech Oy, which provides solutions for manufacturing quality control. Their sensor, based on the Barkhausen noise effect, requires accurate positioning. The accuracy requirement admits a tool center point calibration problem if measurements are executed with an industrial robot. Multiple possibilities are available in the market for automatic tool center point calibration. Manufacturers provide customized calibrators to most robot types and tools. With the handmade sensors and multiple robot types that Stresstech uses, this would require great deal of labor. This thesis introduces a calibration method that is suitable for all robots which have two digital input ports free. It functions with the traditional method of using a light barrier to detect the tool in the robot coordinate system. However, this method utilizes two parallel light barriers to simultaneously measure and detect the center axis of the tool. Rotations about two axes are defined with the center axis. The last rotation about the Z-axis is calculated for tools that have different width of X- and Y-axes. The results indicate that this method is suitable for calibrating the geometric tool center point of a Barkhausen noise sensor. In the repeatability tests, a standard deviation inside robot repeatability was acquired. The Barkhausen noise signal was also evaluated after recalibration and the results indicate correct calibration. However, future studies should be conducted using a more accurate manipulator, since the method employs the robot itself as a measuring device.

The obstacles for cross-border transmission network investments in the Nordic electricity market: Case South-West link

The Nordic electricity market is often seen as an example of how to create a working, developed and integrated electricity market. Nevertheless, this thesis studies the obstacles of transmission network investments and the market integration challenges in the Nordic electricity market. The main focus is in the Nordic Transmission system operators (TSOs), which have a key role in grid development. This study introduces a case study of cancellation of South-West link, Western part, which was seen as essential grid investment in order to improve the Nordic electricity market functioning but ended up with cancellation in 2013. This study includes semi-structured theme interviews of the experts among Nordic electricity industry stakeholders. Despite the political will to create more equal prices for electricity in the Nordic market, the differing national regulation, mixed incentives created by bottleneck income and the focus moving from Nordic integration to European integration may create challenges to the Nordic electricity market integration in the future.

Loistehon säätö ja kompensointi

Kantaverkkoyhtiö Fingrid Oy on tarkastellut kantaverkosta otettua tai tuotettua loistehoa alueittain Fingridin määrittelemällä maantieteellisellä tavalla. Alue koostuu liittymispisteistä, jotka ovat yksittäisten verkkoyhtiöiden liittymispisteitä. Yhden alueen sisällä voi siis olla monia eri verkkoyhtiöiden liittymispisteitä. Vuodesta 2016 alkaen loistehon tarkastelu vaihtuu aluetarkastelusta liittymispistetarkasteluun. Liittymispistetarkasteluun siirtymisen myötä tulee verkkoyhtiöiden investoida erinäisiin kompensointiratkaisuihin, jotta yksittäisten liittymispisteiden loistehot pysyvät Fingridin asettaman loistehon tarkasteluikkunan sisällä. Työssä perehdytään erinäisiin kompensointiratkaisuihin ja niiden kytkentöihin sekä kytkentöjen vaikutuksiin olemassa olevaan sähköverkkoon. Lisäksi työssä käsitellään tuulivoimaloiden hyödyntämistä loistehon säädössä. Esimerkkitapauksessa tarkastellaan erästä Caruna Oy:n verkkoa ja pohditaan teknistä ja mahdollisimman taloudellista kompensointiratkaisua kyseiseen verkkoon. Työn lopputulos on, että maakaapeloinnin määrän kasvaessa loistehon kompensoinnin tarve kasvaa. Näin ollen Fingrid Oy:ltä tarvitaan selkeitä linjauksia moneen ongelmakohtaan, kuten tuotanto-kulutuspisteen loistehon tarkasteluun. Lisäksi Energiavirastolta tarvitaan kannusteita loistehon kompensointiin, sillä verkkoyhtiöiden liiketoiminta perustuu regulaatiomalliin ja kompensointilaitteiston yksikköhinnasto on hyvin suppea.

Potential for Greenhouse Gas Emission Reductions by Using Biomethane as a Road Transportation Fuel

The aim of this thesis is to study whether the use of biomethane as a transportation fuel is reasonable from climate change perspective. In order to identify potentials and challenges for the reduction of greenhouse gas (GHG) emissions, this dissertation focuses on GHG emission comparisons, on feasibility studies and on the effects of various calculation methodologies. The GHG emissions calculations are carried out by using life cycle assessment (LCA) methodologies. The aim of these LCA studies is to figure out the key parameters affecting the GHG emission saving potential of biomethane production and use and to give recommendations related to methodological choices. The feasibility studies are also carried out from the life cycle perspective by dividing the biomethane production chain for various operators along the life cycle of biomethane in order to recognize economic bottlenecks. Biomethane use in the transportation sector leads to GHG emission reductions compared to fossil transportation fuels in most cases. In addition, electricity and heat production from landfill gas, biogas or biomethane leads to GHG reductions as well. Electricity production for electric vehicles is also a potential route to direct biogas or biomethane energy to transportation sector. However, various factors along the life cycle of biomethane affect the GHG reduction potentials. Furthermore, the methodological selections have significant effects on the results. From economic perspective, there are factors related to different operators along the life cycle of biomethane, which are not encouraging biomethane use in the transportation sector. To minimize the greenhouse gas emissions from the life cycle of biomethane, waste feedstock should be preferred. In addition, energy consumption, methane leakages, digestate utilization and the current use of feedstock or biogas are also key factors. To increase the use of biomethane in the transportation sector, political steering is needed to improve the feasibility for the operators. From methodological perspective, it is important to recognize the aim of the life cycle assessment study. The life cycle assessment studies can be divided into two categories: 1.) To produce average GHG information of biomethane to evaluate the acceptability of biomethane use compared to fossil transportation fuels. 2.) To produce GHG information of biomethane related to actual decision-making situations. This helps to figure out the actual GHG emission changes in cases when feedstock, biogas or biomethane are already in other use. For example directing biogas from electricity production to transportation use does not necessarily lead to additional GHG emission reductions. The use of biomethane seems to have a lot of potential for the reduction of greenhouse gas emissions as a transportation fuel. However, there are various aspects related to production processes, to the current use of feedstock or biogas and to the feasibility that have to be taken into account.

Kaukolämpöverkon käytön optimointi

Tämän diplomityön tarkoituksena on selvittää mahdollisuuksia Kotkan Energia Oy:n kaukolämpöverkon ja aivan erityisesti sen käytön kehittämiseen. Kaukolämmön optimaalinen toimittaminen on tasapainoilua kaukolämpöveden virtausten ja lämpötilojen välillä. Kaukolämpöverkon käyttöä voidaan parantaa laskemalla syötettävän kaukolämpöveden menolämpötilaa muu tuotanto ja asiakkaiden tarpeet huomioiden. Lämpötiloja laskiessa verkon oikein ajoitettu varaaminen muuttuu entistä tärkeämmäksi tekijäksi, koska sen avulla voidaan vähentää varatehon käyttöä. Alhaisempi menolämpötila laskee kaukolämpöverkon lämpöhäviöitä, mutta lisää kaukolämpöveden virtausta kuluttajien tehontarpeen pysyessä vakiona. Välipumppauksen käyttö sekä matalammat paine-erot laskevat pumppaushäviöitä, mutta työssä tehtyjen havaintojen perusteella selvästi suurin vaikutus kustannuksiin on lämpöhäviöillä. Laitoskäytöstä vastaavat operaattorit ohjaavat myös kaukolämpöverkon käyttöä, mikä tekee heidän toiminnastaan kriittisen tärkeää kaukolämpöverkon käytön optimoinnin kannalta. Kaukolämpöakku havaittiin myös kannattavaksi investoinniksi, joka samalla vähentäisi tuotannon riippuvuutta operaattorien päätöksistä.

Siirtohinnoittelun kehittäminen etäluettavilta mittareilta saatavan datan avulla sähkönjakeluyhtiö Mäntsälän Sähkö Oy:lle

Sähkönsiirtomaksuilla katetaan luonnollisena alueellisena monopolina toimivan paikallisen sähkönjakeluyhtiön toiminta. Koska sähköverkkoyhtiöt toimivat monopoliasemassa, niiden toimintaa valvoo Energiavirasto. Energiavirasto valvoo pääasiassa verkkoyhtiöiden liikevaihtoa ja toiminnan tehokkuutta. Verkkoyhtiöiden toimintaa säätää Suomessa sähkömarkkinalaki. Verkkoyhtiöiden kustannusrakenne on hyvin sidottu verkoston kustannuksiin. Koska sähköverkoston kustannukset ovat pitkän käyttöiän ja suurien alkuinvestointien vuoksi vuosittain kiinteät ja merkittävän suuret, olisi verkkoyhtiön kannalta tärkeää, että vuosittaiset tulot eivät suuresti vaihtelisi. Nykyisellä hinnoittelumallilla kuitenkin verkkoyhtiöiden tulot jäävät hyvin riippuvaisiksi talven kylmyydestä. Nykyisin Suomessa yleisesti käytettävässä siirtohinnoittelun hinnoittelumallissa ei huomioida myöskään sitä, että verkkoyhtiön kustannukset ovat enemmän riippuvaisia verkossa siirretyistä tehoista kuin energioista. Siirtohinnoittelun kannalta on tapahtunut ja on tapahtumassa merkittäviä muutoksia. Etäluettavien sähkönkulutusmittarien käyttöönoton myötä asiakkaiden kulutuksesta saadaan huomattavasti entistä enemmän tietoa, mikä auttaa kustannusvastaavien hintojen määrittämisessä. Samaan aikaan asiakkaiden sähkön käyttö voi muuttua huomattavasti varsinkin sähköautojen ja lämpöpumppujen yleistymisen myötä. Tämän työn tarkoituksena on luoda Mäntsälän Sähkö Oy:lle sähkönsiirtohinnoittelun kustannuksia vastaavien hintojen määrittämiseksi laskentasovellus sekä selvittää tulevaisuuden siirtohinnoittelun toteuttamismahdollisuuksia. Lyhyen aikavälin suunnittelussa keskitytään kustannusvastaavien hintojen määrittämiseen keskihintaperiaatteen avulla ja pidemmän aikavälin suunnittelussa asiakkaiden huipputehoihin perustuvan hinnoittelun toteuttamisen vaikutuksiin sekä verkkoyhtiön että asiakkaan näkökulmasta.