Sähkönjakeluverkon primäärikomponenttien elinkaarianalyysi

Tässä työssä on tarkasteltu sähkönjakeluverkon primäärikomponenttien elinkaaria niiden energiankulutuksen näkökulmasta. Työssä kerrotaan elinkaarianalyysin käyttämisestä tutkimusmenetelmänä erityisesti sähkönjakeluverkkojen tarkastelussa. Tarkasteltaviksi komponenteiksi on valittu 110 kV/20 kV sähköasemalta päämuuntajat ja keskijännitepuolen kojeistot, keskijännitejohtolähdön maakaapeli ja ilmajohtorakenteet sekä jake-lumuuntajat, pienjännitemaakaapelit ja -avojohdot. Työssä esitetään yksinkertainen menetelmä komponenttien elinkaarien aikana kuluvan energiamäärän ja siitä aiheutuvien CO2-päästöjen arviointiin. Lisäksi esitetään tuloksia tehdyistä esimerkkitarkasteluista ja analyysin lähtötietojen määrittämisestä. Työn tarkoitus on auttaa verkkoyhtiöitä arvioimaan komponentti-investointien kannattavuutta energiatehokkuuden näkökulmasta. Energiahäviöt ovat usein verkkoyhtiön suurin asiakas ja päästökaupan myötä myös CO2-päästöillä on hintansa. Energiatehokkaiden ratkaisujen käyttäminen on tullut entistä tärkeämmäksi komponentteja uusittaessa.

Elinkaaripohjaiseen ABC-analyysiin perustuva päätöksenteontukijärjestelmä

Yritysten vaihto-omaisuudenhallinnasta löytyy usein selviä puutteita. Yksi selkeä syy tähän on perinteisen ABC-analyysin riittämättömyys, joka pohjautuu puhtaasti historiatietoihin. ABC-analyysia oikein tulkitsemalla, voi siitä kuitenkin saada erinomaisen työkalun varastonhallintaan. Tämä edellyttää tuotteen elinkaarenvaiheen huomioimista. Tätä elinkaarenvaiheet huomioivaa ABC-analyysia kutsutaan elinkaaripohjaiseksi ABC-analyysiksi. Koska nykyisissä toiminnanohjausjärjestelmissä ei kuitenkaan ole mahdollista luokitella tuotteita tämän uuden menetelmän mukaisesti, syntyy tarve tukijärjestelmälle. Tukijärjestelmän tarkoituksena on sekä luokitella tuotteet elinkaaripohjaisen ABC-analyysin avulla että antaa tuotteille varastonohjaussuositukset Salmivuori Consulting Oy:n käyttämän ohjausmenetelmän mukaisesti. Varastotasojen määrittämistä helpottamaan luotiin järjestelmän yhteyteen vielä erillinen ohjaustyökalu. Lisäksi työssä on havainnollistettu keskimääräistä varaston arvoa sekä puutekustannuksia minimoivien varastotasojen valintaa case-esimerkin avulla. Järjestelmän luomien tuoteluokkien sekä varastonohjaussuositusten avulla, päätöksentekijällä on mahdollisuudet tehostaa yrityksen vaihto-omaisuudenhallintaa.

Elinkaariarvioinnin hyödyntäminen pumpputehtaan ympäristötoimenpiteiden tunnistamisessa

Voimistuvan kasvihuoneilmiön myötä kiinnostus hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen on lisääntynyt. Ympäristöteknologian tavoitteena on hidastaa tämän ilmiön haitallisia vaikutuksia maailmanlaajuisesti, kansallisesti sekä yritystasolla. Yrityksillä on yhä suurempi paine valmistaa tuotteita ympäristöä vähemmän kuormittavasti. Työn tavoitteena on tarkastella elinkaariarvioinnin käytettävyyttä, kun halutaan tunnistaa pumpputehtaan mahdollisuuksia pienentää tuotteidensa valmistuksen ympäristönkuormittavuutta. Työssä pyritään myös selvittämään ne pumpun valmistuksen prosessit, jotka tuottavat eniten kasvihuonekaasupäästöjä. Tarkastelussa on keskitytty lähinnä hiilidioksidipäästöjen laskentaan. Työssä on käytetty elinkaariarvioinnin menetelmää ja työ noudattaa SFS ISO 14040 ja 14044 standardia. Elinkaariarviointi on hyväksi havaittu keino tunnistaa ne tuotteen tai palvelun yksikköprosessit, joilla on suurin vaikutus ympäristöön. Tutkimuksessa luotiin elinkaariarviointi pumppulaitoksen vuosittain tuottamille pumpuille. Samalla toteutettiin elinkaariarviointiin Excel-malli, jolla voidaan arvioida yksittäisten pumppujen valmistuksen hiilidioksidipäästöt. Tulosten pohjalta on tehty myös joitakin ehdotuksia pumpun valmistuksen hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Laskennassa käytetty aineisto kerättiin kirjallisuudesta, pumppulaitoksen alihankkijoilta sekä julkaistuista elinkaariarvioinneista vuoden 2008 kesän aikana. Työssä on osoitettu, että elinkaariarviointia voidaan hyödyntää tunnistettaessa pumpputehtaan ympäristötoimenpiteitä. Saatujen tulosten luotettavuus on kuitenkin riippuvainen käytettävissä olevista resursseista sekä lähtötietojen tarkkuudesta. Erityisesti valimoiden ilmoittamat energiankulutusmäärät vaikuttavat tulosten tarkkuuteen. Tarkempien tulosten saaminen edellyttäisi muun muassa tehtaan alihankkijoiden parempaa tietoisuutta omasta energiankulutuksestaan.

Teurasjätteiden jalostaminen liikennepolttoaineiksi

Työssä määritettiin luokan 2 eläinperäisistä sivutuotteista liikennekäyttöön tuotettujen biodieselin ja biometaanin elinkaaren aikaiset kasvihuonekaasupäästöt ja tuotantoprosessien energiankulutukset perustuen kirjallisuuslähteistä saatuihin lähtötietoihin. Tätä kautta tutkittiin yhdistelmäprosessia, jossa tuotetaan molempia polttoaineita ja selvitettiin onko tällaisella tuotantotavalla mahdollista vähentää päästöjä ja parantaa polttoaineiden tuotannon energiatehokkuutta. Kasvihuone-kaasupäästöjen laskentamenetelmä pohjautuu direktiivissä 2009/28/EY annettuun ohjeistukseen ja eri kasvihuonekaasupäästöjen karakterisointi IPCC:n sadan vuoden tarkastelumalliin. Käytännön laskenta suoritettiin standardien SFS-EN ISO 14040 ja 14044 määrittelemän elinkaariarviointiselvityksen muodossa. Työssä käytetyn laskentamenetelmän ja tarkasteluun valittujen tuotanto-teknologioiden perusteella lasketut tulokset osoittavat, että yhdistelmäprosessilla ei saavuteta suurempia päästövähenemiä eikä parempaa energiatehokkuutta kuin nykyisin käytössä olevilla tuotantotavoilla. Tulokset ovat kuitenkin hyvin herkkiä laskennassa tehtyjen oletusten ja käytettyjen lähtötietojen vaihtelulle sekä valittujen laskentamenetelmien muutoksille. Suurin päästöjä ja energiankulutusta aiheuttava yksittäinen tekijä on kaikissa tuotejärjestelmissä luokan 2 sivutuotteiden esikäsittelyssä vaadittavaan steri-lointiin tarvittavan lämmön tuotanto. Tutkituissa tuotejärjestelmissä lämpö tuotetaan kokonaan tai osittain fossiilisilla polttoaineilla. Kasvihuone-kaasupäästöjä olisi mahdollista alentaa merkittävästi siirtymällä lämmön tuotannossa kokonaan uusiutuviin polttoaineisiin. Sterilointi on lain edellyttämä käsittelytapa ja siksi energiankulutusta on vallitsevissa olosuhteissa hyvin vaikea pienentää merkittävästi.

Liikennebiokaasun tuotannon ja käytön ulkoiset kustannukset Pohjois-Karjalassa

Työn tavoitteena oli selvittää liikennebiokaasuntuotannon ja käytön vaikutus liikenteen ulkoi-siin kustannuksiin Pohjois-Karjalassa. Biokaasua tuotetaan Joensuussa Kuhasalon jäteveden-puhdistamolla sekä Kontiosuon jäteasemalla, Kiteellä biokaasua tuotetaan BioKympin yh-teismädätyslaitoksessa. Lisäksi laskennassa huomioitiin yhden maatilakokoluokan biokaasun-tuotanto. Työssä selvitettiin kaksi skenaariota liikennebiokaasun tuotantomääräksi vuodelle 2015. Liikennebiokaasua voitaisiin tuottaa optimiskenaarion mukaan 3 426 MWh ja maksimi-tuotantoskenaarion mukaan 21 532 MWh. Liikennebiokaasun käytön vaikutukset liikenteen päästöihin laskettiin vuodelle 2015 ja vuo-delle 2020, jolloin liikennebiokaasua käytettäisiin 10 % liikenteen energiantarpeesta Pohjois-Karjalassa. Hiilidioksidipäästöt vähenevät vuoden 2020 tilanteessa samassa suhteessa kuin liikennebiokaasu korvaa fossiilisia polttoaineita. Muista päästöistä merkittävimmät päästövä-hennykset saatiin kun vuoden 2010 dieselautot muutettaisiin biokaasuautoiksi, tällöin hiuk-kaspäästöt alenisivat jopa 18 % vuoden 2010 päästöistä. Lisäksi selvitettiin liikenteen päästöjen pienenemisen vaikutus liikenteen aiheuttamiin ulkoisiin kustannuksiin. Laskettavat ulkoiset kustannukset olivat ilmastonmuutos, pakokaasupäästöt sekä energiariippuvuus. Pakokaasupäästöjen aiheuttamat ulkoiset kustannukset olivat vuonna 2010 noin 7 miljoonaa euroa. Liikennebiokaasua käyttävästä ajoneuvotyypistä riippuen ulkoiset kustannukset laskevat vuoden 2020 tilanteessa 10–16 % vuoden 2010 kustannuksista. Ilmastonmuutoksen ulkoiset kustannukset vuodelle 2010 olivat 9,5 miljoonaa euroa. Biokaasun käytön avulla kustannuksissa voitaisiin säästää 910 000 euroa vuonna 2020. Ener-giariippuvuuden hinta öljynkäytöstä oli vuonna 2010 noin 4,2 miljoonaa euroa ja vuonna 2020 kustannukset voisivat laskea 450 000 euroa.

Prosessiteollisuuden sekoittimen elinkaariarviointi

Työn tavoitteena oli tehdä elinkaariarviointi (LCA) prosessiteollisuuden sekoittimelle Helmix HF-80 ja analysoida LCA-tulokset, vaikutus ilmaston lämpenemisen potentiaalin (GWP) suhteen, sekä tutkia GWP-vaikutuksen pienentämisen mahdollisuuksia. Tutkittavan sekoittimen mahdolliset käyttökohteet ovat sellu- ja paperiteollisuus, raskaiden jätenesteiden käsittely, sekä muut teollisuusalueet, joissa käytetään tämän tyyppisiä laitteita. Työssä on muun muassa käsitelty sekoitusprosessit, sekoituslaitteiden tyypit, niiden rakenteiden ominaisuudet, käyttötarkoitus, toimintaperiaatteet, sekä sellu- ja paperi-teollisuudessa käytettävien sekoittimien yleiskatsaus. Työssä on myös kuvattu elinkaariarviointi (LCA) -menetelmä ja sen käyttötarkoitus. Tärkeimmistä tuloksista voi mainita sen, että sekoittimen (ilman säiliötä, sähkömoottoria ja vaihteistoa) kokoelinkaaren ilmastonlämpenemisen potentiaali (GWP) on noin 750 000 kg CO2-Equiv. Sekoittimen tuotanto- ja kierrätysaikana syntyy vain 1200 kg CO2-Equiv. ja suurin osa 748 000 kg CO2-Equiv. johtuu sähköenergian kulutuksesta käytön aikana. Käyttöajan vaikutusta voisi pienentää arvoksi 0 kg CO2-Equiv. käyttämällä pelkästään uusiutuvaa energiaa. Jos tuotantoaikana käytetty energia myös korvataan uusiutuvalla energialla, niin GWP-arvo koko elinkaaren aikana laskee arvoon 1006 kg CO2eqv., mikä on vain 0,13 % saaduista tuloksista. Suurin osa tästä arvosta liittyy sekoittimen materiaalin, tässä tapauksessa ruostumattoman teräksen tuotantoon.

Evaluación de la gestión de residuos derivados del proceso de impresión en Datapoint de Colombia S.A.S, y propuesta de mejora

Este trabajo se centra en el análisis de las actividades desarrolladas en torno a los servicios de procesos de impresión que ofrece la organización DATAPOINT de Colombia SAS para identificar los puntos críticos en la gestión de los residuos de impresión y las decisiones tomadas por parte de los involucrados durante todo el proceso (proveedores, clientes y la empresa), con el fin de revisar medidas y estrategias que permitan fortalecer la gestión integral de residuos de impresión a partir de una revisión y comparación de las mejores prácticas planteadas por los actores del sector. También se efectuaron recomendaciones con acciones de mejora que se podrían desarrollar con el fin de mitigar el impacto ambiental generado por estos residuos. Con la finalidad de cumplir con lo planteado se realizó inicialmente un estudio sobre la organización, sus clientes y proveedores para entender de manera integral la cadena de valor en torno a los tóner y su gestión inversa, (explicar) al igual que el entorno normativo tanto de manera nacional como internacional. Posteriormente, se identificaron los puntos de mejora comparando lo planteado por el proveedor versus lo ejecutado por los involucrados en el proceso, labor se realizó en campo con los clientes para entender la situación actual, sus necesidades y en que basan la toma de decisiones relacionada con el manejo de los residuos de impresión. Finalmente se listaran una serie de acciones de mejora y recomendaciones las cuales pueden ser incorporadas a los procesos críticos de DATAPOINT.

Methodology To model the energy and greenhouse gas emissions of electronic software distributions

A new electronic software distribution (ESD) life cycle analysis (LCA)methodology and model structure were constructed to calculate energy consumption and greenhouse gas (GHG) emissions. In order to counteract the use of high level, top-down modeling efforts, and to increase result accuracy, a focus upon device details and data routes was taken. In order to compare ESD to a relevant physical distribution alternative,physical model boundaries and variables were described. The methodology was compiled from the analysis and operational data of a major online store which provides ESD and physical distribution options. The ESD method included the calculation of power consumption of data center server and networking devices. An in-depth method to calculate server efficiency and utilization was also included to account for virtualization and server efficiency features. Internet transfer power consumption was analyzed taking into account the number of data hops and networking devices used. The power consumed by online browsing and downloading was also factored into the model. The embedded CO2e of server and networking devices was proportioned to each ESD process. Three U.K.-based ESD scenarios were analyzed using the model which revealed potential CO2e savings of 83% when ESD was used over physical distribution. Results also highlighted the importance of server efficiency and utilization methods.

The value of a saved tree : The lifecycle of CO2-emissions associated with the combination of printing paper and electricity production of wood in the U.S. and Sweden

The pulp- and paper production is a very energy intensive industry sector. Both Sweden and the U.S. are major pulpandpaper producers. This report examines the energy and the CO2-emission connected with the pulp- and paperindustry for the two countries from a lifecycle perspective.New technologies make it possible to increase the electricity production in the integrated pulp- andpaper mill through black liquor gasification and a combined cycle (BLGCC). That way, the mill canproduce excess electricity, which can be sold and replace electricity produced in power plants. In thisprocess the by-products that are formed at the pulp-making process is used as fuel to produce electricity.In pulp- and paper mills today the technology for generating energy from the by-product in aTomlinson boiler is not as efficient as it could be compared to the BLGCC technology. Scenarios havebeen designed to investigate the results from using the BLGCC technique using a life cycle analysis.Two scenarios are being represented by a 1994 mill in the U.S. and a 1994 mill in Sweden.The scenariosare based on the average energy intensity of pulp- and paper mills as operating in 1994 in the U.S.and Sweden respectively. The two other scenarios are constituted by a »reference mill« in the U.S. andSweden using state-of-the-art technology. We investigate the impact of varying recycling rates and totalenergy use and CO2-emissions from the production of printing and writing paper. To economize withthe wood and that way save trees, we can use the trees that are replaced by recycling in a biomassgasification combined cycle (BIGCC) to produce electricity in a power station. This produces extra electricitywith a lower CO2 intensity than electricity generated by, for example, coal-fired power plants.The lifecycle analysis in this thesis also includes the use of waste treatment in the paper lifecycle. Both Sweden and theU.S. are countries that recycle paper. Still there is a lot of paper waste, this paper is a part of the countries municipalsolid waste (MSW). A lot of the MSW is landfilled, but parts of it are incinerated to extract electricity. The thesis hasdesigned special scenarios for the use of MSW in the lifecycle analysis.This report is studying and comparing two different countries and two different efficiencies on theBLGCC in four different scenarios. This gives a wide survey and points to essential parameters to specificallyreflect on, when making assumptions in a lifecycle analysis. The report shows that there arethree key parameters that have to be carefully considered when making a lifecycle analysis of wood inan energy and CO2-emission perspective in the pulp- and paper mill in the U.S. and in Sweden. First,there is the energy efficiency in the pulp- and paper mill, then the efficiency of the BLGCC and last theCO2 intensity of the electricity displaced by BIGCC or BLGCC generatedelectricity. It also show that with the current technology that we havetoday, it is possible to produce CO2 free paper with a waste paper amountup to 30%. The thesis discusses the system boundaries and the assumptions.Further and more detailed research, including amongst others thesystem boundaries and forestry, is recommended for more specificanswers.

Longevidade das micro e pequenas empresas prestadoras de serviços: um estudo das dimensões organizacionais e suas implicações

O presente estudo tem como objetivo fornecer subsídios para a discussão sobre a longevidade das micro e pequenas empresas (MPEs) prestadoras de serviços através da relação de parceria com a grande empresa. O enfoque delineia-se no espaço das dimensões organizacionais: estrutura e processos, comportamento, estratégias, tecnologia / inovação e ambiente. Tal escolha deu-se em função de duas razões: a primeira enquanto uma forma de recolocar na agenda de discussões brasileiras a questão da importância da vida longa às MPEs como agente dinamizador da economia; e a segunda, desmistificar a funcionalidade e indicadores de gestão a partir de sua longevidade. O estudo faz uma imersão diante dos desdobramentos das dimensões, com fatores que agregam um arcabouço de variáveis, discutidas à luz do referencial teórico do sistema sócio-técnico, estudos de ciclo de vida, na “lógica” da complexidade e nas evidências epistemológicas das dimensões organizacionais, creditando fatores tangíveis e intangíveis à margem de práticas da gestão das MPEs longevas. A estratégia metodológica sustentou-se em uma pesquisa quali-quantitativa, com investigação descritiva, explicativa e aplicada, com instrumentos de análise de dados primários e secundários e pesquisa de campo com aplicação de entrevistas e questionários. Foram pesquisadas 82 MPEs prestadoras de serviços com longevidade a partir de cinco anos e parceira da grande empresa. Após a análise dos dados evidenciou-se que as dimensões organizacionais alteram de forma sinérgica na vida dessas empresas. Os resultados comprovam ainda, que a parceria com a grande empresa explica significativamente na longevidade das MPEs. Ao final o estudo apresenta-se um quadro de indicadores de gestão das MPEs longevas, por dimensão organizacional.

Environmental evaluation of cogeneration scenarios in sugar industry

The development of new techniques that allow the analysis and optimization of energy systems bearing in mind environmental issues is indispensable in a world with finite natural resources and growing demand of energy. Among the energy systems that deserve special attention, cogeneration in the sugar industry must be pointed out, because it uses efficiently a common fuel for generation of useful heat and power. Within this frame, thermoeconomical optimization - 2nd Law of Thermodynamics analysis by exergy function and economic evaluation of the thermal system - gradually is taking importance as a powerful tool to assist to the decision making process. Also, the explicit consideration of environmental issues offers a better way to explore trade-offs between different aspects to support the decisions that must be made. In this work it is used the technique of Life Cycle Analysis (LCA) which allows to consider environmental matters as an integral part of the problem, in opposite to most of the environmental approaches that only reduce residuals generation , without taking into account impacts associated to other related processes. On the other hand, the consideration of environmental issues in optimization of energy systems is a novel and promissory contribution in the state of the art of energy optimization and LCA. The system under study is a sugar plant of Tucumán (Argentina) given the particular importance that this industry had inside the regional economy of the Argentinean Northwest. Although cogeneration comes being used a while ago in sugar industry, being the main objective the generation of heat and as secondary objective the electric power generation and mechanic power to cover several needs of working machineries, to the date it is no available a versatile tool that allows to analyze economical feasible alternatives bearing in mind environmental issues. At sugar plants, steam is generated in boilers using as fuel bagasse - cellulosic fiber waste obtained crushing the sugar cane- and it is used to give useful heat and shaft work to the plant, but it can also be used to generate electricity with export opportunities to the electrical network. The great number of process alternatives outlines a serious decision making problem in order to take advantage of the resources. Although the problem turns out to be a mixed non-linear problem (MINLP), the main contribution of this work is the development of a hybrid strategy to evaluate cogeneration alternatives that combines optimization approaches with environmental indicators. This powerful tool for its versatility and robustness to analyze cogeneration systems, will be of great help in the decision making process, because of their easy implementation to analyze the kind of problems presented in the sugar industry.

Estudo de viabilidade de implantação, operação e monitoramento de aterros sanitários: uma abordagem econômica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Subsídios para avaliação do ciclo de vida de modo simplificada da produção agrícola de milho por meio de um estudo de caso

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Um modelo de avaliação de fluxos de biomassa e carbono em madeireiras de comunidades isoladas da região amazônica

A Amazônia tem imensos recursos florestais, abrigando um terço das florestas tropicais do mundo. A Amazônia brasileira compreende uma área maior que 5 milhões de km², o que corresponde a 61 % do território brasileiro. A região norte produz 72,45% da madeira em tora do Brasil, o estado do Pará contribui com 55,47% de acordo com IBMA (2007). A exploração madeireira na Amazônia é caracterizada como “garimpagem florestal”, ou seja, os exploradores entram na floresta selecionam as toras de valor comercial e a retiram. Passando-se certo tempo, eles voltam novamente a essa área e a exploram, esse processo de exploração está acontecendo em um intervalo de tempo cada vez menor. A Amazônia legal abrigava 833 serrarias circulares em 1998. Essas serrarias estavam localizadas principalmente no estuário amazônico (71%) – nos furos e tributários dos rios Amazonas, Xingu, Tocantins e Pará. Essas processadoras familiares consumiram conjuntamente 1,3 milhões de metros cúbicos de madeira em tora (5% da produção da Amazônia). Neste trabalho estimou-se o balanço de carbono em serrarias do estuário do rio Amazonas e foi desenvolvido o ciclo de vida do carbono para uma serraria no estuarino amazônico. Foi identificado que no processo produtivo da comunidade há um caminho bem definido do recurso natural (biomassa/madeira): exploração florestal, transporte de biomassa, transformação (empresas madeireiras) / processos produtivos, geração e utilização de resíduos, transporte de madeira processada, comercialização/mercado. O objetivo deste trabalho foi avaliar os recursos energéticos através do fluxo (inputs e outputs) da madeira e da energia no processo. Para isso, desenvolveu um modelo que simulou os fluxos de carbono, da madeira e a área afetada pela exploração. Neste trabalho criou-se um modelo específico onde se avaliou o fluxo de carbono para o cenário estudado; a avaliação do impacto ambiental foi alcançada, onde obteve um valor positivo, uma captura de carbono cerca de 55 tCO₂/mês, mesmo com a baixa eficiência do sistema produtivo, em torno de 36% conclui-se que o sistema atual de exploração não polui mas poderia ser melhorado a fim de alcançar uma maior eficiência do processo produtivo. Enquanto ao resíduo gerado aproximadamente 64% do volume de madeira que entra na serraria conseguira gerar aproximadamente 1240 kW de energia elétrica mensal.