Grass-endophyte coevolution and ploidy levels in fescues

ABSTRACT Fescues consist of wild and cultivated grasses that have adapted to a wide range of environmental conditions. They are an excellent model species for evolutionary ecology studies that investigate symbiosis and polyploidization and their effects on plant performance. First, they are frequently infected with symbiotic endophytic fungi known to affect a plant’s ability to cope with biotic and abiotic environmental factors. Second, fescue species have been reported to have substantial intraspecific variation in their ploidy level and morphology. In my thesis, I examined large-scale generalizations for frequency of polyploidy and endophyte infections and their effects on plant morphology. As a model species, I selected red (Festuca rubra) and viviparous sheep’s (F. vivipara) fescues. They are closely related, but they differ in terms of distribution and endophyte infection frequency. I investigated the biogeographic pattern and population biology of 29 red and 12 viviparous sheep’s fescue populations across ≈300 latitudes in Europe (400-690 N). To examine plant ploidy levels, I implemented time- and cost-efficient plate-based high throughput flow cytometric analysis. This efficient procedure enabled me to analyze over 1000 red fescue individuals. I found three ploidy levels among them: overall 84 %, 9 % and 7 % of the red fescue plants were hexaploid, tetraploid and octoploid, respectively. However, all viviparous sheep’s fescue plants were tetraploid. Ploidy level of red fescue appeared to some extent follow gradients in latitude and primary production as suggested by previous studies, but these results could be explained better by taking the sampling design and local adaptation into account. Three Spanish populations were mostly tetraploids and one high elevation population in northernmost Finland (Halti) was octoploid, while most other populations (25 sites) were dominated by hexaploids. Endophyte infection frequencies of wild fescue populations varied from 0 to 81 % in red fescue populations and from 0 to 30 % in viviparous sheep’s fescue populations. No gradients with latitude or primary production of the sites were detected. As taxonomy of red fescues is somewhat unclear, I also studied morphology, ploidy variation and endophyte status of proposed subspecies of European red fescues. Contrary to previous literature, different ploidy levels occurred in the same subspecies. In addition to wild fescues, I also used two agronomically important cultivars of meadow and tall fescue (Schedonorus phoenix and S. pratensis). As grass-legume mixtures have an agronomic advantage over monocultures in meadows, I carried out a mixture/competition experiment with fescues and red clover to find that species composition, nutrient availability and endophyte status together determined the total biomass yield that was higher in mixtures compared to monocultures. The results of this thesis demonstrate the importance of local biotic and abiotic factors such as grazing gradients and habitat types, rather than suggested general global geographical or environmental factors on grass polyploidization or its association with symbiotic endophytic fungi. I conclude that variation in endophyte infection frequencies and ploidy levels of wild fescues support the geographic mosaic theory of coevolution. Historical incidents, e.g., glaciation and present local factors, rather than ploidy or endophyte status, determine fescue morphology.

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.

Liiketoimintayksikön materiaalihallinnan nykytila ja sen tehostaminen materiaalien suoratoimituksilla

Tutkimuksen tarkoituksena on tutkia kansainvälisesti toimivan konserniyrityksen yhden liiketoimintayksikön materiaalinhallinnan ja siihen liittyvien toimintojen nykytilaa. Lisäksi tutkimuksessa selvitetään, miten materiaalinhallintaa varastoinnin osalta voidaan kehittää suoratoimitusmallin periaatetta hyödyntäen ja mitä säästöpotentiaaleja tämän kaltaiseen malliin liittyy kohdeorganisaation toimintaympäristö huomioiden. Tutkimuksen teoriaosion lähdeaineisto koostuu materiaalinhallinnan perusteosten lisäksi tieteellisistä artikkelijulkaisuista. Käytännönosuuden aineisto pohjautuu kohdeorganisaatiossa käytyihin keskusteluihin, tuotannonohjausjärjestelmästä saatuun tietoon ja omiin havaintoihin. Nykytilanteen analyysissä selvisi, että kohdeorganisaation varastointiin liittyy tehostamispotentiaalia erityisesti tila-, käsittely, ja työkustannusten osalta. Kohdeorganisaation varastoinnin tehostamista tutkittiin suoratoimitusmallin avulla. Suoratoimitusmallissa materiaalit eivät kierrä kohdeorganisaation pitämän välivaraston kautta, vaan ne toimitetaan toimittajan tiloista suoraan tuotannon välittömään tarpeeseen. Mallin avulla voidaan jakaa toimittajien kanssa sellaisia resursseja, joita molempien toiminta vaatii ja täten vapauttaa nykyistä varastointitilaa ja keventää sisäisen logistiikan kuormaa. Suoratoimitusmallin liittyvien hyötyjen kannalta on oleellista, että malliin valitaan sellaiset materiaalit, jotka sisältävät eniten potentiaalia niin säästö- kuin soveltuvuusnäkökulmasta. Valittujen kriteerien avulla kohdeorganisaation hankkimista materiaaleista löydettiin joukko materiaaleja, joiden avulla pystyttiin osoittamaan, että suoratoimitusmallin avulla on mahdollista saavuttaa kustannussäätöjä varastoinnin osalta.

Carbon pricing and its effect on company profitability

In order to reach the 2°C climate target, the carbon price should rise significantly in order for it to be financially rewarding for companies to reduce their emissions. This research aims to find how a significant increase in the carbon price would affect the profitability of companies. Prior research has not found consensus on how regulatory policies affect companies. This research looks at profitability factors of carbon pricing through a mix of related issues such as the carbon risk, carbon pricing mechanisms and cost pass-through of additional costs. The research is quantitative and examines financial data and emissions data regarding scope 1 and scope 2 emissions on 328 European companies. The data analysis method utilised is a sensitivity analysis conducted as a scenario analysis. Different price increases and cost pass-through rates are tested to see how company profitability is affected. As the companies are distributed between 9 sectors and 53 industries, the results vary. The industries that are found to be affected by an increase in carbon pricing show drastic negative changes in profitability. The results complement prior research identifying the most carbon-intensive industries, but also provide some new insights on industries that may be affected by carbon pricing. Industries related to manufacturing, electricity and energy are partly significantly impacted, but also industries related to tourism and food show potential signs of impact when an increased carbon price is introduced.

Laadun ja oikean tiedon varmistaminen pk-yrityksen tilaus-toimitusketjussa

Oikean tiedon siirtyminen oikeaan aikaan, sekä laadukkaan työn tekeminen yrityksen tilaus-toimitusketjun jokaisessa vaiheessa, ovat avaintekijöitä arvolupauksen ja laadun täyttämiseen asiakkaalle. Diplomityön tavoite on kehittää pk-yritykselle työkalut parempaan tiedon hallintaan ja laadukkaan työn tekemiseen toiminnanohjausjärjestelmässä. Tutkimusmenetelmänä diplomityössä käytettiin toimintatutkimusta, jossa diplomityön tekijä osallistui kohdeyrityksen päivittäiseen työn tekemiseen neljän kuukauden ajan. Tutkimuksen tiedon keräämisessä käytettiin myös puolistrukturoitua haastattelua, sekä kyselytutkimuksella. Tutkimusote työssä on kvalitatiivinen eli laadullinen tutkimusote. Työ koostuu teoriaosasta sekä soveltavasta osasta, jonka jälkeen työn tulokset esitetään tiivistetysti johtopäätöksissä ja yhteenvedossa. Toiminnanohjausjärjestelmät keräävät ja tallentavat tietoa, jota työntekijät ja yrityksen rajapinnoilla työskentelevät ihmiset siihen syöttävät. Onkin äärimmäisen tärkeää, että yrityksellä on kuvatut yhtenäiset toimintamallit prosesseille, joita he käyttävät tiedon tallentamisessa järjestelmiin. Tässä diplomityössä tutkitaan pk-yrityksen nykyiset toimintamallit tiedon tallentamisesta toiminnanohjausjärjestelmään, jonka jälkeen kehitetään yhtenäiset ohjeet toiminnanohjausjärjestelmään syötetystä myyntitilaussopimuksesta. Teoriaosuudessa esitetään laatu eri näkökulmista ja mitä laadunhallintajärjestelmät ovat ja kuinka niitä kehitetään. Teoriaosassa myös avataan tilausohjautuvan tuotannon periaatteet, sekä toiminnanohjausjärjestelmän merkitys liiketoiminnalle. Teoriaosuudella pohjustetaan soveltavaa osuutta, jossa ongelma-analyysin jälkeen kehitetään yritykseen oma laadunhallintajärjestelmä, sekä uudet työmallit tiedonvaihtoon ja sen tallentamiseen. Tuloksena on myös toiminnanohjausjärjestelmän käytön tehostuminen ohjelmistotoimittajan tekemänä. Ohjelmasta karsittiin turhat nimikkeistöt ja sen konfigurointia tehostettiin. Työn tuloksena saatiin työohjeet ydinprosessien suorittamiseen, sekä oma laadunhallintajärjestelmä tukemaan yrityksen ydin- ja tukiprosesseja, sekä tiedonhallintaa.

Leanin soveltaminen haavanhoitotuotteiden valmistuksen läpimenoaikojen lyhentämiseksi

Mölnlycke Health Care valmistaa kertakäyttöisiä leikkaussali- ja haavanhoitotuotteita. Yritys on saavuttanut arvostetun aseman markkinoilla ja pitääkseen asemansa sen tulee koko ajan kehittää toimintaansa. Keväällä 2016 yritys aloitti leanin implementoinnin, minkä vuoksi nykytilanteen kartoittaminen ja sen pohjalta tuotannon kehittäminen tuli ajankohtaiseksi. Diplomityössä selvitettiin Mölnlycke Health Care Oy:lle sopiva nykytilan kartoitusmenetelmä. Sopivaksi menetelmäksi osoittautui arvovirtakuvaus. Nykytilanteen kartoitus tehtiin yrityksen kannalta tärkeälle tuoteperheelle, joka tässä tapauksessa oli edistyksellinen haavanhoitotuote ja haavasidos Mepilex Border. Nykytilanteen kartoitus antoi tuotteen läpimenoajaksi 100 päivää varaston riitto huomioituna. Tästä ajasta kuitenkin suurin osa oli hukkaa, jota pystytään poistamaan. Nykytilanteesta tehtiin kuva, jonka pohjalta pystyttiin havainnoimaan kehittävät kohteet ja tekemään ehdotukset kohteiden parantamiseksi. Kehitysehdotusten tavoitteena oli tuoda yritystä lähemmäs Lean-filosofiaa ja auttaa pitämään yllä jatkuvan parantamisen kulttuuria.

Biopolttoaineilla kestävyyttä merenkulkuun? Elinkaariarviointi kestävyyden mittarina

Merenkulun ilmapäästöillä on laajoja vaikutuksia sekä ilmanlaatuun, ilmaston-muutokseen että ihmisten terveyteen. Muiden liikennemuotojen päästöihin on puututtu jo pitkään, mutta merenkulun yhteydessä International Maritime Organisation IMO on asettanut rajoituksia mm. rikkipäästöille vasta viime vuosina. Itämeri on saanut erityisaseman ns. SECA-alueena, jolla operoivien alusten polttoaineen rikkipitoisuus ei saa ylittää 0,1 prosenttia. Yhtenä ratkaisuna päästöongelmiin voivat toimia biopolttoaineet. Liikennekäyttöön tarkoitettuja biopolttoaineita on jo kaupallisessa käytössä ja mm. jätepohjaisia raaka-aineita tutkitaan parhaillaan. EU:n biopolttoaineita käsittelevät säädökset edellyttävät, että tuotannon on oltava kestävää, jotta sillä saavutetaan todellisia kasvihuonekaasupäästöjen vähennyksiä. Kestävyyden arviointiin paras keino on elinkaariarviointi eli LCA, jonka avulla voidaan laskennallisesti osoittaa päästövähennykset verrattuna fossiilisen poltto-ainetuotannon ja käytön tuottamiin päästöihin. Elinkaariarviointi ottaa huomioon tuotantoketjun kaikki päästöt aina raaka-aineen tuottamisesta tuotteen hävittämiseen saakka. Tässä tutkimuksessa elinkaariarviointi suoritettiin Turussa sijaitsevan VG-Shipping -varustamon tarpeisiin. Tuloksia käytetään lain edellyttämän toiminnan-harjoittajan kestävyysjärjestelmän luomiseen sekä sen arviointiin, miten elinkaariarviointi toimii kestävyyden mittarina. VG-Shipping tuottaa oman varustamotoimintansa tarpeisiin jätepohjaisista raaka-aineista tuotettua bioöljyä ja -dieseliä. Elinkaariarviointi osoitti tuotannon olevan kestävällä tasolla ja päästövähennysten olevan fossiiliseen vertailukohtaan nähden eri tuotantoketjuilla 84-96 prosentin välillä.

Virtaavan veden hyödyntäminen keskitetyssä lämmöntuotannossa

Tässä työssä tutkittiin uudenlaista kaukolämmön tuotantotapaa, joka perustuu lämmöntal-teenottoon jokivedestä lämpöpumpuilla. Tutkimuksessa luotiin kokonaiskuva uudenlaisen lämmöntuotannon toiminnasta, sekä selvitettiin tuotannon soveltumista Suomeen. Tuotan-non kattavuus selvitettiin laskennan avulla käymällä läpi kaikki kaukolämpöä myyvien yri-tysten kaukolämpöverkot. Verkoston kulutustietoihin yhdisteltiin jokien virtaamatietoja. Laskenta tehtiin taulukkolaskentaohjelmalla ja kohteita oli yhteensä 184. Työssä tutkittiin myös laitoksen ympäristövaikutuksia lämpövaraston, jokiekosysteemin ja hiilidioksidipäästöjen osalta. Merkittävimmät vaikutukset tulisivat Suomen ilmastossa suu-riksi muodostuvien lämpövarastojen rakentamisesta. Jokiekosysteemin kannalta laitoksen toiminnan vaikutukset osoittautuivat pääasiassa positiivisiksi. Hiilidioksidipäästöjen lasken-nassa laitos oletettiin täysin päästöttömäksi, koska sähköverkkoa tarkasteltiin vuoden 2050 näkökulmasta, jolloin sähköntuotannon oletettiin olevan päästötöntä. Laskennasta selvisi, että laitoksilla pystyttäisiin kattamaan 22,7 % kaukolämmityksen tar-peesta. Tämä tarkoittaisi noin 1,6 milj. tonnin hiilidioksidipäästöjen välttämistä vuositasolla. Laitostyypin todettiin soveltuvan paremmin vain kesänaikaisen lämmöntarpeen kattami-seen. Talviaikainen lämmöntarve olisi parempi kattaa jollakin muulla ratkaisulla.

Tuotteiston nykytila-analyysi ja kehitystoimenpiteiden kartoitus ohutlevytuotteita valmistavassa yrityksessä

Työn tavoitteena oli tutkia kohdeyrityksen tuotteiston nykytilaa ja antaa kehitysehdotus tuotteiston uudesta rakenteesta, jolla voidaan toteuttaa tehokasta sarjatuotantoa. Tutkimuksessa keskityttiin vakiotuotteista koostuvan tuotteiston analysointiin. Tarkastelun kohteeksi valittiin tuotteiston yksittäiset tuotenimikkeet, joita analysoitiin toteutuneiden myyntilukujen ja asiakashaastatteluista saatujen tietojen perusteella Työssä käytettiin tutkimusmenetelminä kirjallisuustutkimusta, teemahaastattelua ja tuotteiden myynti- ja käyttötilastojen tarkastelua. Tutkimuksen luotettavuutta lisäsi, kun käytettiin kolmen riippumattoman tutkimusta vahvistavan menetelmän yhdistämistä. Tutkimuksessa saavutettujen tulosten perusteella tuotteille tulisi kehittää uudet ohjausmenetelmät, jotka helpottavat tuotannon ja varaston hallintaa. Tuotteet, joilla ei ole ollut myyntiä, tulisi käydä yksityiskohtaisesti läpi ja tehdä arviointi niiden tarpeellisuudesta. Tuoterakenteita tulisi kehittää modulaarisemmaksi tehokkaampaa sarjatuotantoa ajatellen. Tuoteryhmissä olevat samankaltaiset tuotteet tulisi yhdistää, jolloin valikoimasta saataisiin yksinkertaisempi ja helpommin hallittava.

Kommunikaatio-ongelmat tilaus-toimitusketjun rajapinnoissa

Tässä tutkielmassa tavoitteena on tunnistaa ja etsiä ratkaisuja yrityksen tilaus-toimitusketjun rajapinnoissa toimivien ihmisten välisiin kommunikaatio-ongelmiin. Tutkimusongelmaan haettiin vastausta sekä kirjallisuudesta että empiriasta. Tutkimuksen lähestymistapa on abduktiivinen tapaustutkimus, joka suoritetaan laadullisena tutkimuksena. Tapausyrityksenä oli kansainvälisesti toimiva teollisuudenalan suuryritys, jonka henkilöstöstä valittiin tutkimuksen haastateltavat harkinnanvaraisella otoksella. Kirjallisuuden mukaan tilaus-toimitusketjun toimivuuden on todettu vaikuttavan liiketoiminnan kannattavuuteen, kun taas kommunikaatiolla on vaikutusta tilaus-toimitusketjun suorituskykyyn. Tästä syystä kommunikaatio-ongelmien kartoittaminen tilaus-toimitusketjun rajapinnoissa on relevanttia. Tilaus-toimitusketjulla tarkoitetaan tässä tutkielmassa sitä toimintaa, mitä tapahtuu tilauksen vastaanottamisen ja tilauksen jälkeiseen suoritusmittauksen välissä. Kommunikaation rajapinnat tapausyrityksessä sijoittuvat tilaus-toimitusketjun sisäisesti logistiikan, rahoituksen, myynnin ja markkinoinnin, oston, asiakaspalvelun sekä tuotannon välille. Tilaus-toimitusketjun ulkopuolelle tapahtuva kommunikaatio tapahtuu edellä mainittujen sekä toimittajien, viranomaisten, kuljetusyritysten ja asiakkaiden välillä. Empiirinen aineisto tuki osittain aiemman kirjallisuuden näkökulmia kommunikaatio-ongelmiin kansainvälisessä työympäristössä. Tutkimuksen mukaan voidaan päätellä, että ongelmat liittyvät esimerkiksi henkilökemioihin, tiedon läpinäkyvyyteen, kommunikoijien taustoista johtuviin väärinymmärryksiin, tiedon väärään sijaintiin, epätarkkuuksiin ja epätäsmällisyyksiin, palaverien epäjärjestelmällisyyteen, kiireeseen, hierarkiaan, kielellisiin eroihin, kulttuurieroihin sekä kuuntelun puutteeseen. Suuri osa ongelmista ratkeaisi sillä, että kommunikoitava viesti muotoiltaisi riittävän selkeästi ja yksityiskohtaisesti väärinymmärrysten välttämiseksi, sekä sillä, että määriteltäisiin sisällön lisäksi tarkemmin myös se, kuka tarvitsee tietoa, millaista tietoa tarvitaan ja milloin sitä tarvitaan. Suunnitelmattomuus ja epämääräinen kommunikointi eivät edistä liiketoimintaa ja tilaus-toimitusketjun toimintaa, vaan kommunikaatiota on käytettävä ja ohjailtava oikein, jotta siitä saadaan paras mahdollinen hyöty. Lisäksi on muistettava, että vaikka kommunikaatio on tärkeä osa tilaus-toimitusketjua, se ei saa olla koko toiminnan tarkoitus.

Muotitietoinen - Ironia Gösta Sundqvistin Leevi and the Leavings sanoituksissa

Tässä tutkimuksessa tarkastelen ironiaa Gösta Sundqvistin Leevi and the Leavings -yhtyeelle tekemissä sanoituksissa kielentutkimuksen näkökulmasta. Yksi yhtyeen tuotannon leimaavimmista piirteistä on ironian käyttö. Tutkimuksessa selvitän, miten ironiset tulkinnat syntyvät ja rakentuvat, miten kontekstit vaikuttavat tulkintaan, mikä ironian funktio kappaleissa on, onko Sundqvistilla jokin ominainen tapa käyttää ironiaa ja esiintyykö ironia kappaleissa aina yhdessä koomisen kanssa. Tutkimuksen keskeisimpänä teoriapohjana käytän Toini Rahdun väitöskirjassaan Sekä että. Ironia koherenssina ja inkoherenssina (2006) esittelemää ironian komponenttimääritelmää ja koherenssiselitystä. Koherenssiselityksen mukaan viestin tahallinen epäyhteneväisyys eli inkoherenssi on merkki ironiasta. Kun inkoherenssi huomataan, viestin vastaanottaja asettuu tarkastelemaan viestiä ironian näkökulmasta ja etsii siitä ironian komponentteja: negatiivista sanomaa, tuottajan intentiota, kohdetta, uhria ja monitulkintaisuutta. Osa komponenteista on kätketty. Tutkimuksen sivujuonteena kokeilen, miten komponenttimääritelmä toimii työkaluna ironian tarkastelussa. Aineistoni koostuu yhteensä 91 laulusta. Poimin aineistostani esimerkkitapauksia, joiden ironiset tulkinnat teen näkyviksi ja puran osiin ironian komponenttiteorian avulla. Tutkimustulokset vahvistavat, että sanoituksissa käytetään tyylikeinona ironiaa. Ironiasta vihjaava inkoherenssin kokeminen käynnistyy eri kontekstien ristiriitaisesta yhdistämisestä. Tutkimiani konteksteja ovat tekstin sisäisten merkityssuhteiden lisäksi kielenulkoiset kontekstit kuten musiikki, yhtyeen tuotanto, Sundqvistin imago ja yhteiskunnallinen keskustelu. Ironista tulkintaa tukevat myös muut kontekstit kuin se, mikä aluksi ohjaa huomaamaan inkoherenssin. Konteksti on siis olennainen osa tulkintaa. Tutkimuksessa selvisi, että komponenttiteoria sopii erinomaisesti tutkimuksen työvälineeksi. Se paljastaa, että eri kappaleissa ironiaa on käytetty samalla tavalla: kätketty komponentti on useimmiten negatiivinen sanoma. Kätkettyyn komponenttiin liittyy myös ironian funktio: ironia mahdollistaa uhrien samanaikaisen ymmärtämisen ja kritisoimisen. Keskeinen tutkimustulos on myös se, että ironia voi esiintyä ilman huumoria. Tärkeää tässä näyttää olevan tarpeeksi vakava aihe, jolloin yllättävä ristiriita ei herätäkään naurua.

Comparison of EN & ASME welding and its allied processes standards

This thesis is made in cooperation with Wärtsilä and Sandvik. The main purpose of the thesis is to clarify the best suitable American standards for European standards used in Wärtsilä’s investigation checklist and to make wide and easily readable tables for Wärtsilä and their subcontractors. One of the most important issues is to make clear if the compared American standards are demanding enough for Wärtsilä’s needs. The research is done by comparing EN standards mentioned in Wärtsilä’s investigation checklist to corresponding ASME, AWS, ASNT and ASTM standards. The research shows that there is visible lack of requirements in American standards compared to European ones. Some areas of American standards are more demanding than European standards but in larger scale EN standards are much wider and more demanding than American standards. Because of these reasons, usage of European standards should be recommended for Wärtsilä’s subcontractors to ensure the quality and reliability of production.

Renewable energy scenarios for South Karelia – non-industrial energy demands

Tässä diplomityössä tarkastellaan täysin uusiutuvaa energiajärjestelmää Etelä-Karjalan maakunnan alueella, mikä onkin jo tällä hetkellä Suomen uusiutuvin maakunta. Diplomityössä tarkastellaan julkisen sektorin, liikenteen ja rakennusten energian kulutusta mutta teollisuuden energiankäyttö jätetään tarkastelun ulkopuolelle. Työssä tutustutaan tämän hetken Etelä-Karjalan energiajärjestelmään ja sen perusteella tehdään referenssi-skenaario. Tulevaisuuden skenaariot tehdään vuosille 2030 ja 2050. Tulevaisuuden skenaarioissa muutos keskittyy järjestelmän sähköistymiseen ja uusiutuvien tuotantomuotojen integroimiseen järjestelmään. Sähköistyminen kasvattaa sähkönkulutusta, joka pyritään kattamaan uusiutuvilla tuotantomuodoilla, lähinnä tuuli- ja aurinkovoimalla. Liikennesektori rajataan kumipyöräliikenteeseen ja sen muutos tulee olemaan haastavin ja aikaa vievin. Muutokseen pyritään liikennepolttoaineiden tuotannolla maakunnassa sekä sähköautoilulla. Uusiutuva energiajärjestelmä tarvitsee tuotannon ja kysynnän joustoa sekä älyä järjestelmältä. Työssä tarkastellaan myös järjestelmän kustannuksia sekä työllisyysvaikutuksia.

Tulevaisuuden energiatehokas teollisuuspuisto

Tutkimuksessa selvitetään uusiutuvien energiateknologioiden soveltumista valmistavan teknologiateollisuuden toimintaan ja teollisuuspuistossa toimimisen tuottamia mahdollisia etuja yritysten energiankäytön osalta. Toimimalla teollisuuspuistossa yritykset voivat hyötyä alueen vahvasta infrastruktuurista ja vastata tulevaisuuden kiristyviin tehokkuus- tai vähähiilisyysvaatimuksiin. Teollisuuspuistot mahdollistavat teollisten symbioosien syntymisen sekä energianhankinnan ja -käytön huomattavat mittakaavahyödyt. Useissa teknologiayrityksissä energian kustannukset ovat olleet vähällä huomiolla, sillä ne eivät ole yritysten ydinliiketoimintaa tai vaikuta merkittävästi tuotantoprosessiin. Oikein mitoitettuna paikalliset energian tuotantotavat ja energiatehokkuustoimet voivat olla kannattavia investointeja jo tänään. Tulevaisuudessa teollisuuspuistot voivat osoittautua kiinnostaviksi sijaintikohteiksi energiavarastoille. Tuloksissa esitetään näkemys erilaisten paikallisten uusiutuvien energiantuotantomuotojen ja synteettisten polttoaineiden tuotannon soveltumisesta valmistavan teollisuuden keskittymään. Teollisuuspuiston yritykset voivat hyödyntää monia synteettisten polttoaineiden tuotannon sivuvirtoja vähentäen samalla nykyisiä kustannuksia sekä päästöjä. Uuden teollisuuspuiston ratkaisuja suunniteltaessa tulee ottaa huomioon tulevaisuuden vaatimukset ja uudenlaisten ratkaisujen kuten teollisuuden ylijäämälämpöjen hyödyntämisen mahdollisuudet.

Dynamic model development of adiabatic compressed air energy storage

The share of variable renewable energy in electricity generation has seen exponential growth during the recent decades, and due to the heightened pursuit of environmental targets, the trend is to continue with increased pace. The two most important resources, wind and insolation both bear the burden of intermittency, creating a need for regulation and posing a threat to grid stability. One possibility to deal with the imbalance between demand and generation is to store electricity temporarily, which was addressed in this thesis by implementing a dynamic model of adiabatic compressed air energy storage (CAES) with Apros dynamic simulation software. Based on literature review, the existing models due to their simplifications were found insufficient for studying transient situations, and despite of its importance, the investigation of part load operation has not yet been possible with satisfactory precision. As a key result of the thesis, the cycle efficiency at design point was simulated to be 58.7%, which correlated well with literature information, and was validated through analytical calculations. The performance at part load was validated against models shown in literature, showing good correlation. By introducing wind resource and electricity demand data to the model, grid operation of CAES was studied. In order to enable the dynamic operation, start-up and shutdown sequences were approximated in dynamic environment, as far as is known, the first time, and a user component for compressor variable guide vanes (VGV) was implemented. Even in the current state, the modularly designed model offers a framework for numerous studies. The validity of the model is limited by the accuracy of VGV correlations at part load, and in addition the implementation of heat losses to the thermal energy storage is necessary to enable longer simulations. More extended use of forecasts is one of the important targets of development, if the system operation is to be optimised in future.