Reverse osmosis membrane surface modification: effects on membrane performance

The aim of this thesis was to study the surface modification of reverse osmosis membranes by surfactants and the effect of modification on rejection and flux. The surfactants included anionic and nonionic surfactants. The purpose of membrane modification was to improve pure water permeability with increasing salt rejection. The literature part of the study deals with the basic principles of reverse osmosis technology and factors affecting the membrane performance. Also the membrane surface modification by surfactants and their influence on membrane’s surface properties and efficiency (permeability and salt rejection) were discussed. In the experimental part of the thesis two thin-film composite membranes, Desal AG and LE-4040, were modified on-line with three different surfactants. The effects of process parameters (pressure, pH, and surfactant concentration) on surface modification were also examined. The characteristics of the modified membranes were determined by measuring the membranes’ contact angle and zeta potentials. The zeta potential and contact angle measurements indicate that the surfactants were adsorbed onto the both membranes. However, the adsorption did not effect on membrane’s pure water permeability and salt rejection. Thereby, the surface modification of the Desal AG and LE-4040 membranes by surfactants was not able to improve the membrane’s performance.

Teollisen tuotannon ja palvelun ulkoistaminen Intiaan

Diplomityössä on tarkoituksena kartoittaa asioita, joita pitää ottaa huomioon pk-yrityksen tuotannon ulkoistamisessa Intiaan sekä laskemaan kuinka paljon halvemmaksi kiertovoitelukeskusten valmistaminen Intiassa tulee verrattuna Suomeen. Teoriaosuudessa on tarkasteltu Intian erilaista kulttuuria sekä kartoitettu asioita, jotka vaikuttavat länsimaalaisen yrityksen toimintaan Intiassa sekä mahdollisuuksia eri teollisuuden aloille. Empiriaosuudessa on keskitytty eri vaihtoehdoin kiertovoitelukeskuksen valmistuskustannuksiin ja niiden vertailuun Intian ja Suomen välillä. Tuloksena on voitu todeta, että valmistus Intiassa tulee selvästi halvemmaksi kuin Suomessa. Ensi askelten ottaminen luultavasti tulee olemaan vaikeaa lähinnä asiakkaiden löytämisessä ja verkostojen rakentamisessa. Riskejä oman tuotantolaitoksen perustamisessa Intiaan on, mutta myös mahdollisuudet ja potentiaali menestykselliseen liiketoimintaan ovat suuret. Ulkoistaminen on vain tehtävä maltillisesti ja järkevästi ja tehtyihin päätöksiin täytyy sitoutua.

Membrane development for oil contaminated water treatments

The aim of this Master’s thesis study was to develop a membrane for oil contaminated water treatments. Oily wastewaters are a big problem to environment and therefore it is important to find an efficient method for their treatment. There are several treatment methods, but one of the most promising methods is membrane filtration. In the theoretical part of this study the membrane technology and polymeric membrane preparation with phase inversion and membrane modification methods was discussed. It was also told about the most important properties of the membranes. Oily waters, their treatment methods and oily wastewater sources were discussed more specifically. In the experimental part membranes from cellulose acetate were prepared and membranes were modified with two different methods. Modification methods were surface modification and polymer mixing. The modification purpose was to make membranes more hydrophilic and increase surface charge, which can reduce fouling. Membranes were characterized by determining zeta potential, contact angle, oil retention, pure water permeability, pressure-normalized flux and fouling. It were used both synthetic and real spent oil-water emulsion in membrane filtration. Surface modification resulted membranes, which had better properties than unmodified membrane. The amount of substance used in surface modification affected a lot to membrane properties, so it would be necessary to try different amounts of substance to develop the best membrane for oil-water emulsion treatment.

Sähkön ja lämmön yhteistuotanto biopolttoaineilla, alueellinen selvitys - Tutkimusraportti

Globaali ilmaston lämpeneminen ja tunnettujen energiavarojen ehtyminen ovat lisääntyvässä määrin maailmanlaajuisia huolenaiheita. Tietoisuus kulutuksen kasvun ja fossiilisten polttoaineiden käytön aiheuttamasta ympäristönmuutoksesta on merkittävästi kasvanut, ja osana kestävää kehitystä Euroopan Unionin vuoden 2020 välitavoitteena on vähentää kasvihuonepäästöjä 20 prosentilla vuoden 1990 tasosta, parantaa energiatehokkuutta 20 prosentilla, ja lisätä uusiutuvien energialähteiden osuus 20 prosenttiin. Suomen sitovaksi tavoitteeksi EU on määritellyt uusiutuvan energian osuudeksi 38 % kokonaisenergian kulutuksesta vuoteen 2020 mennessä. Suomen tavoitetta voi pitää varsin haasteellisena ja näin ollen tavoitteiden saavuttaminen edellyttää myös, että Suomessa käyttöönotetaan monipuolisia energiatehokkuutta parantavia ja erilaista tuotantoteknologiaa hyödyntäviä ratkaisuja. Biopolttoaineita käyttävä pienen kokoluokan yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto (CHP) voi osaltaan tarjota yhden ratkaisun varmistaa kestävä kehitys. Hajautetusti toimivat kiinteää biopolttoainetta, kuten metsätähdehaketta esimerkiksi maatiloilla, kasvihuoneilla ja pkteollisuudessa käyttävät pien-CHP laitokset lisäävät energiaomavaraisuutta, työllisyyttä ja maaseudun elinvoimaa. Sähkön ja lämmön yhteistuotanto – hankekokonaisuus sisälsi kolme erillistä projektia; (1) Bio-CHP tutkimus- ja opetuslaboratorion kehittäminen, (2) Biovoima Innoverkko, ja (3) Sähkön ja lämmön yhteistuotanto biopolttoaineilla, alueellinen selvitys. Näissä projekteissa on (1) tutkittu, koekäytetty, testattu ja mallinnettu pienen kokoluokan (laitoksen polttoaineteho alle 3 MW) CHP-laitteistoa laboratorio-olosuhteissa, (2) koulutettu ja konsultoitu potentiaalisia asiakkaita, laitevalmistajia ja energiayrityksiä sekä (3) kartoitettu markkinapotentiaalia, potentiaalisia asiakkaita ja alan toimijoita sekä tehty esiselvityksiä käyttökohteiden kannattavuudesta. Hankekokonaisuuden yhteydessä Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa laboratoriossa koekäytössä oleva CHPratkaisu perustuu Stirling-moottorin tai vaihtoehtoisesti mikroturbiinin käyttöön hakelämmityskattilalaitoksen yhteydessä. Kaupalliseen vaiheeseen edetessään pienen kokoluokan CHP-tuotanto voidaan arvioida kannattavaksi, koska sen avulla voidaan muun muassa saavuttaa kustannussäästöjä, vähentää päästöjä, ja lisätä sähköntuotannon omavaraisuutta sekä tukea alueellista työllisyyttä. Tässä hankkeessa (3) tutkittiin pienen kokoluokan hajautetun CHP-teknologian markkinapotentiaalia yleisesti Suomessa ja Kaakkois-Suomessa, tarkasteltiin alueellisia primäärienergialähteitä, ja tutkittiin laitetoimittajia, energiayrityksiä sekä niiden liiketoimintaverkostoja. Alueellisen selvityksen tueksi tutkittavia asioita tarkasteltiin osittain myös laajemmin muun muassa vertaisarvioinnin ja riittävän suuren otoskoon varmistamiseksi. Hankkeessa konsultoitiin potentiaalisia CHP-käyttökohteita ja tehtiin esiselvitykset kahdeksan kohteen teknis-taloudellisesta kannattavuudesta. Konsultoinneissa ja esiselvityksissä hyödynnettiin kehitettyä teknis-taloudellista laskentamallia. Hankkeen tulosten pohjalta laadittiin yleisohje soveltuvuusselvitysten tekemiseksi sekä suositus bioenergian alueelliseksi kehittämiseksi hajautetussa CHP-tuotannossa. Vuoden 2011 alussa voimaan tullut laki uusiutuvilla energialähteillä tuotetun sähkön tuotantotuesta on tarkoitettu tukemaan tuulivoimalla, biokaasulla ja puupolttoaineella tuotettua sähkön tuotantoa. Syöttötariffijärjestelmään hyväksytty sähkön tuottaja osallistuisi sähkömarkkinoille, ja tuottajalle maksettaisiin määräajan tukea markkinahinnan ja tuotantokustannusten välisen eron kattamiseksi. Jotta metsähakevoimala yleisten kelpoisuusehtojen täytyttyä voitaisiin hyväksyä syöttötariffin piiriin, pitää lisäksi laitoksen generaattoreiden nimellistehon olla vähintään 100 kW. Nykytekniikalla ja nykyisillä laitosten hyötysuhteilla tämä tarkoittaa sitä, että CHP-laitoksen kokonaistehon tulisi olla suuruusluokaltaan noin 500 kW. Näin ollen syöttötariffijärjestelmä ei kannusta pienimpiä laitoksia bioenergialla tuotetun sähkön myyntiin, ja näissä tapauksissa onkin arvioitava ainoastaan omakäyttösähkön merkitystä. Lämpö- ja CHP-laitosten polttoaineen hankintaketjua tuleva laki pienpuun energiatuesta (Petu) on hyväksytty eduskunnassa ja tulee voimaan asetuksella, mikäli Euroopan komissio hyväksyy uuden valtiontukijärjestelmän. Pienpuun energiatuki korvaa aiemmat Kemera-lain mukaiset korjuu- ja haketustuet. Tukea maksetaan nuoren metsän hoidon tai ensiharvennuksen yhteydessä saatavasta energiapuusta, mutta ei päätehakkuiden energiapuusta. Maa- ja puutarhataloudessa potentiaalisimpia käyttökohteita ovat suurehkot sika- ja siipikarjatilat, joiden lämmön ja sähkön kulutus on jo merkittävää. Kasvihuoneet ovat jo keskikokoisina huomattavia sähkön ja lämmön kuluttajia, ja siten potentiaalisia kohteita. Yleisesti tilojen määrän ennustetaan jo lähivuosien aikana vähenevän ja tilakoon kasvavan merkittävästi. Suurempi yksikkökoko luonnollisesti merkitsee mahdollisesti parantuneesta energiatehokkuudesta huolimatta yleensä suurempaa energian tarvetta ja siten potentiaalista kiinteää biomassaa käyttävää CHP-kohdetta. Pk-teollisuudessa luontevia käyttökohteita ovat esimerkiksi mekaanisen metsäteollisuuden laitokset sekä yleisestikin teollisuuskohteet, joiden energian kulutus on kohtalainen ja suhteellisen tasainen. Niin ikään suurehkot kiinteistöt, kuten esimerkiksi hotellit ja vanhainkodit, ovat potentiaalisia käyttökohteita. Olemassa olevat aluelämpölaitokset voivat ottaa CHP-teknologian käyttöön esimerkiksi laitoksen peruskorjauksen tai uusimisen yhteydessä. Kaiken kaikkiaan Kaakkois-Suomessa voidaan arvioida olevan maatiloilla, kasvihuoneissa, pk-teollisuudessa ja lämpölaitoksissa yhteensä useita kymmeniä potentiaalisia käyttökohteita. Arvioitaessa Kaakkois-Suomen kiinteitä bioenergiapotentiaaleja, keskeisin on metsäenergia, jonka teknistaloudellinen potentiaali on arvioitu olevan alle 2000 GWh, mitä voidaan pitää varsin konservatiivisena arviona. Peltoenergiapotentiaaliksi on arvioitu noin 400 GWh. Metsätähdehaketta kuljetetaan myös maakuntien välillä, vaikka kuljetusmatkat tulisi rajoittaa enintään 50–100 km etäisyydelle käyttöpaikasta kannattavuuden turvaamiseksi. Energiapuun voidaan arvioida riittävän pienen kokoluokan CHPteknologian lisääntyvään tarpeeseen, mutta alueellisesti polttoaineen saatavuuteen ja hintaan vaikuttavat olennaisesti esimerkiksi suurten CHP-laitosten mahdollisesti lisääntyvä metsähakkeen käyttö. Metsäteollisuuden ainespuun käytöllä on keskeinen rooli energiapuun saantoon. Lisäksi metsänomistajien todellinen halukkuus energiapuun myyntiin vaihtelee, ja esimerkiksi kantojen hyödyntäminen biopolttoaineena jakaa mielipiteitä. Hankkeessa tutkittiin ja haastateltiin 26 lämpöyritystä ja 26 lämpölaitostoimittajaa eri puolella Suomea sekä 19 potentiaalista CHP-laitevalmistajaa Kaakkois-Suomessa. Lämpöyrittäjyys on varsin paikallista toimintaa, joka on voimakkaasti kasvamassa. Lämpöyrittäjien hoitamia kohteita on Suomessa tällä hetkellä noin 450. Lämpölaitoksen ja lämpöverkon omistaa usein esimerkiksi kunta, ja lämpöyrittäjä hankkii polttoaineen, huolehtii laitoksen toiminnasta ja saa tuoton myydystä energiasta. Tyypillisesti lämpöyrityksellä ja –yrittäjällä on yhteistyötä paitsi polttoainetoimittajien ja asiakkaidensa kanssa, niin myös erilaisia huolto- ja muita palveluita tarjoavien tahojen, lämpölaitoksen kokonais- ja komponenttitoimittajien, ja muiden lämpöyrittäjien kanssa. Merkittävimmät laitevalmistajat ovat maantieteellisesti painottuneet Länsi- ja Etelä- Suomeen. Valmistajat ovat pääosin pk-yrityksiä, joista muutama on osa isompaa konsernia. Yritykset valmistavat tyypillisesti muun muassa lämpökattiloita, poltinteknologiaa, kuljettimia ja automaatiojärjestelmiä. Harva yritys valmistaa kaikki lämpölaitoksen komponentit itse, mutta useat kykenevät suunnittelemaan ja toimittamaan asiakkaille kokonaisia laitoksia avaimet käteen periaatteella liiketoimintaverkostojaan hyödyntäen. Laajimmillaan yritysten liiketoimintaverkostoihin voi kuulua asiakkaita, alihankkijoita, muita laitevalmistajia, kilpailijoita ja muita palveluiden tarjoajia. Kaakkois-Suomessa on huomattava yrityskanta konepaja-, automaatio-, hydrauliikka-, sähkö- ja LVI-yrityksiä, ja osa näistä yrityksistä on toiminut muun muassa metsäteollisuuden alihankkijoina. Metsäteollisuuden rakennemuutoksen myötä yritykset joutuvat osittain suuntaamaan liiketoimintaansa muualle, ja kyseisillä yrityksillä on perusosaamista ja kyvykkyyttä palvella energia-alaa, kuten esimerkiksi toimittaa komponentteja, laitteita tai palveluita CHP-laitostoimituksiin. Liiketoiminnan suuntaaminen uudelle toimialalle ja mahdollisten omien tuotteiden suunnittelu, valmistus ja markkinointi edellyttää kuitenkin merkittäviä panostuksia ja riskinsietokykyä. Kaiken kaikkiaan tutkitut lämpöyritykset, laitostoimittajat ja potentiaaliset laitetoimittajat suhtautuivat varovaisen positiivisesti pien-CHP:n tarjoamiin mahdollisuuksiin. Pien-CHP teknologian todettiin vielä vaativan kuitenkin kehittämistä, ja toisaalta yhteiskunnan tukitoimenpiteet nähtiin välttämättöminä, jotta bioenergiaa hyödyntävät pien-CHP ratkaisut voisivat yleistyä. Hankkeessa tutkittiin syvällisemmin erityyppisiä potentiaalisia bio-CHP kohteita, joista tehtiin esiselvitystasoiset soveltuvuus- ja kannattavuusarviot. Halukkuutta esiselvitysten tekemiseen olisi potentiaalisilta asiakkailta todennäköisesti löytynyt enemmän, mikäli bioenergiaa hyödyntävät pienen kokoluokan CHP-ratkaisut olisivat olleet lähempänä kaupallista sovellusta ja yhteiskunnan tukijärjestelmät bioenergialle valmiimpia sekä kattaneet paremmin myös pienen kokoluokan laitokset. Käyttökohteet olivat hyvin yksilöllisiä eikä niiden perusteella ollut mahdollista muodostaa yleispätevää mallia soveltuvuuden ja kannattavuuden arvioimiseksi. Teknologisten ratkaisujen vielä kehittyessä tarkkoja arvioita laitekustannuksista ei niin ikään ollut mahdollista esittää. Voidaan kuitenkin arvioida, että laitehinnat tulevat merkittävästi alenemaan kaupallisten ratkaisujen yleistyessä. Käyttökohteen kannattavuutta eivät itsestään selvästi turvaa myöskään yhteiskunnan tukijärjestelmät, vaikka laitos kuuluisikin kyseisten tukien piiriin. Olennaista investoinnin kannattavuuden kannalta on riittävän iso ja tasainen sähkön ja lämmön kulutus käyttökohteessa sekä polttoaineen ja energiahintojen tuleva kehitys. Kiinteitä biopolttoaineita kuten metsähaketta käyttävä pienen kokoluokan hajautettu CHP-teknologia on vielä kehittymässä, ja mennee vielä muutama vuosi ennen kuin kaupalliset ratkaisut yleistyvät merkittävästi. Yhteiskunnan tukimuodot kuten esimerkiksi syöttötariffijärjestelmä eivät niin ikään parhaalla mahdollisella tavalla tue kaikkein pienimmän kokoluokan CHP-investointeja. Pien-CHP ratkaisujen kaupallistumisen myötä Kaakkois-Suomella on yhtäläiset mahdollisuudet yhdessä muun Suomen kanssa kehittyä hajautetun bioenergian entistä kokonaisvaltaisemmaksi hyödyntäjäksi Avainsanat: sähkön ja lämmön yhteistuotanto, combined heat and power (CHP), mikroturbiini, stirling, syöttötariffi, biopolttoaine, metsähake, lämpöyrittäjä, lämpölaitosvalmistaja, maatila

Alueellisen lämmitysjärjestelmän valinta hankesuunnitteluvaiheessa

Työn lähtökohtana oli tarkastella hankesuunnitteluvaiheen lämmitysjärjestelmän valintaa ja siihen vaikuttavia tekijöitä. Työssä käytettiin Case-tarkasteluna Espoon Finnoon aluetta. Rakennusosakeyhtiö Hartela voitti Espoon Finnoon ensimmäisen (Finnoo I) asemakaava-alueen suunnittelu ja toteuttamisen ideakilpailun vuoden 2012 lopussa. Finnoo I alueelle rakennettaan noin 155 000 kerrosmetriä eli huoneistot noin 4000 asukkaalle. Alueen ra-kennukset suunnitellaan energiatehokkaaksi, sekä lämmityksessä ja sähkössä on tarkoitus käyttää uusiutuvaa energiaa. Työssä käsiteltiin alueellista lämmitysjärjestelmää ja sen vaihtoehtoetoja. Työssä tutkittiin myös aurinkosähkön käytön mahdollisuutta alueella. Ensin työssä mitoitettiin rakennusten energiankulutuksen muodostuminen alustavien suunnitelmien ja arvioitujen ominaiskulu-tusten avulla. Sen jälkeen käytiin läpi mahdolliset lämmitysjärjestelmät, joita alueella voi-daan käyttää ja arvioitiin niiden aiheuttamat elinkaarikustannukset koko laskenta-ajan jak-solla. Elinkaarilaskentaan valittiin viisi toteutuskelpoisinta järjestelmää ja niistä laskettiin elinkaarikustannukset. Lisäksi laskettiin järjestelmien hiilidioksidipäästöt vuosittain. Työn tulosten pohjalta voidaan olettaa, että kokonaisvaltaisesti yhtä ainoata parasta lämmi-tysjärjestelmää alueelle ei ole, vaan kaukolämpöä, maalämpöä ja hybridijärjestelmiä tulisi käyttää alueella sekaisin. Lisäksi alue on mahdollista rakentaa niin, että alue käyttäisi nolla-lämpöalueen periaatetta, niin että rakennukset, jotka tuottavat lämpöä liikaa myisivät ne sitä rakennuksille jotka tarvitsevat sitä. Aurinkosähkön potentiaali alueella on hyvä ja sitä käyttämällä voidaan rakennusten E-lukua ja hiilidioksidipäästöjä laskea.

Reinventing the third way : towards new forms of economic and democratic conduct

Avhandlingen studerar samspelet mellan det politiska och det ekonomiska systemet genom det föregående seklet, med speciellt fokus på den nyliberala omdaning som utspelats de senaste tre årtiondena. Med en liberaliserad ekonomi och en individualiserad människa måste också det politiska systemet utformas på ett annat sätt. Gradvisa förändringar har varit synliga, som den växande nätverksorganiseringen, dvs. att olika typer av utvecklingspolitik allt mer genomförs som ett samspel mellan samhällssektorerna, istället för att enbart utföras av den offentliga sektorn som tidigare. Genom fyra fallstudier i Österbotten demonstreras hur arenor för samverkan kan konstrueras i enlighet med vad den aktuella frågan kräver. Ett exempel är det innovationsnätverk som skapats i Karleby-Jakobstad-regionen, där offentliga och privata intressenter deltar, och som samtidigt bryter traditionella administrativa gränser. Ett annat mer negativt exempel är omstruktureringsprocessen i Kaskö-regionen eft er Metsä-Botnia-fabrikens nedläggning, där småkommunproblemet tillsammans med att den privata intressenten inte haft skyldighet att samverka lett till att en tillräckligt regionalt förankrad arena för en långsiktig utvecklingspolitik inte har kunnat skapas. Det här visar på trögheten i det finska systemet, där en stark enhetsstat och en splittrad kommunal nivå ur ett historiskt perspektiv hindrat flexibla anpassningar till samhällsförändringar. Avhandlingen visar att nätverksorganiseringen bör vara en integrerad del av de representativa strukturerna för att kunna påverka processernas utfall. Avhandlingen visar framförallt att deltagande och funktionellt definierade regionala och lokala arenor har stor potential, både ekonomiskt och demokratiskt. Det handlar om att skapa en kultur med aktiverade och engagerade medborgare, vilket står i kontrast till det allt mer passiverande representativa systemet. ---------------------------------------- Väitöskirja tutkii viime vuosisadan poliittisen ja taloudellisen järjestelmän vuorovaikutusta keskittyen erityisesti kolmen viimeisen vuosikymmenen uusliberaaliseen muutokseen. Talouden liberalisoituminen ja ihmisen individualisoituminen edellyttävät myös poliittisen järjestelmän mukautumista. Asteittaisia muutoksia on ollut havaittavissa, kuten kasvava verkosto-organisaatio, toisin sanoen eri alojen kehityspolitiikkaa toteutetaan yhä enemmän eri yhteiskuntasektoreiden vuorovaikutuksena, kun aikaisemmin ainoastaan julkinen sektori vastasi kehityspolitiikan toteuttamisesta. Pohjanmaan maakunnan neljän tapaustutkimuksen avulla osoitetaan, miten vuorovaikutusareena voidaan rakentaa kulloinkin ajankohtaisen asiakokonaisuuden ympärille. Tästä esimerkkinä on Kokkola-Pietarsaari –alueen innovaatioverkosto, johon osallistuvat sekä julkiset että yksityiset sidosryhmät ja joka samalla rikkoo perinteisiä hallinnollisia rajoja. Toinen, kielteisempi esimerkki on Kaskisten alueen rakennemu utosprosessi Metsä-Botnian tehtaan sulkemisen jälkeen. Siellä pienkuntaongelma yhdistettynä siihen, että yksityinen sidosryhmä ei ole ollut velvollinen tekemään yhteistyötä, on johtanut siihen, että ei ole kyetty luomaan alueen pitkäaikaiseen kehittämiseen sitoutunutta vuorovaikutusareenaa. Tämä osoittaa suomalaisen järjestelmän kankeuden, jossa historiallisesta näkökulmasta vahva yhtenäinen valtio ja hajanainen kuntataso estävät joustavan yhteiskuntamuutoksiin sopeutumisen. Väitöskirja osoittaa, että verkosto-organisaation on oltava yhteiskunnassa vaikuttaviin rakenteisiin integroitu osa, jotta se voi vaikuttaa prosessien tuloksiin. Väitöskirja osoittaa ennen kaikkea, että osallistuvilla ja toiminnallisesti määritellyillä alueellisilla ja paikallisilla areenoilla on suuri taloudellinen ja demokraattinen potentiaali. Passivoivan edustavan järjestelmän tilalle on luotava aktiivisten ja tavoitteisiin sitoutuneiden kansalaisten vuorovaikutusjärjestelmä.

Review of water electrolysis technologies and design of renewable hydrogen production systems

An electric system based on renewable energy faces challenges concerning the storage and utilization of energy due to the intermittent and seasonal nature of renewable energy sources. Wind and solar photovoltaic power productions are variable and difficult to predict, and thus electricity storage will be needed in the case of basic power production. Hydrogen’s energetic potential lies in its ability and versatility to store chemical energy, to serve as an energy carrier and as feedstock for various industries. Hydrogen is also used e.g. in the production of biofuels. The amount of energy produced during hydrogen combustion is higher than any other fuel’s on a mass basis with a higher-heating-value of 39.4 kWh/kg. However, even though hydrogen is the most abundant element in the universe, on Earth most hydrogen exists in molecular forms such as water. Therefore, hydrogen must be produced and there are various methods to do so. Today, the majority hydrogen comes from fossil fuels, mainly from steam methane reforming, and only about 4 % of global hydrogen comes from water electrolysis. Combination of electrolytic production of hydrogen from water and supply of renewable energy is attracting more interest due to the sustainability and the increased flexibility of the resulting energy system. The preferred option for intermittent hydrogen storage is pressurization in tanks since at ambient conditions the volumetric energy density of hydrogen is low, and pressurized tanks are efficient and affordable when the cycling rate is high. Pressurized hydrogen enables energy storage in larger capacities compared to battery technologies and additionally the energy can be stored for longer periods of time, on a time scale of months. In this thesis, the thermodynamics and electrochemistry associated with water electrolysis are described. The main water electrolysis technologies are presented with state-of-the-art specifications. Finally, a Power-to-Hydrogen infrastructure design for Lappeenranta University of Technology is presented. Laboratory setup for water electrolysis is specified and factors affecting its commissioning in Finland are presented.

Rekrytoinnin haasteet lentoreserviupseerikurssilta kadettikouluun

Tässä tutkimuksessa käsitellään Ilmavoimien ohjaajien rekrytointia lentoreserviupseerikurssilta kadettikouluun. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää sen tämän hetkistä tilaa, rekrytoinnin sisältämiä haasteita, sekä miten sitä voisi kehittää. Tutkimusongelmana on ohjaajalinjan kadettikoulupaikkojen täyttäminen. Tutkimuksessa selvitetään miten suurin mahdollinen potentiaali saadaan rekrytoitua kurssille. Tutkimuksessa pyrin etsimään vastauksia seuraaviin kysymyksiin: miten mahdollisimman moni potentiaalinen ohjaaja saataisiin rekrytoitua kadettikouluun, miten sisäistä rekrytointia voitaisiin kehittää sekä millä perustein lento-oppilas hakeutuu kadettikouluun. Tutkimuksen teoreettinen viitekehys on luotu perehtymällä erilaisiin motivaatioteorioita ja rekrytointia käsitteleviin kirjallisuuteen. Aineistoa on kerätty myös internet-lähteistä sekä asiantuntijoilta. Olen myös käyttänyt aihepiiriin liittyviä vanhempia tutkimuksia lähdemateriaalina. Tutkimuksen käytännön osuuden suoritin haastattelun muodossa. Laadulliseen tutkimukseen valitsin kohdejoukon tarkoituksen mukaisesti siten, että haastattelin jatkokoulutuskelpoisesti potentiaalisia yksilöitä, joille tarjottiin paikkaa kadettikoulussa. Kyselyyn vastasivat lento-reserviupseerikurssin vuoden 2005 jälkeen käyneitä henkilöitä. Tutkimuksessa selvisi, että kadettikouluun rekrytoimisessa on kehitettävää. Ilmavoimien on onnistuttava sisäisessä rekrytoinnissa niin hyvin, että oppilaan käsitys Ilmavoimista organisaationa kasvaa hänen mukanaan läpi varusmiespalveluksen sillä tavalla, että hän kokee kuuluvansa siihen.

FOLKLOREN KÄYTTÖ MAAKUNTAMUSEOIDEN NÄYTTELYISSÄ

Tutkielmani käsittelee folkloren eli suullisen ja henkisen perinteen käyttöä Suomen maakuntamuseoiden näyttelyissä. Tutkimuksessa käsitellään kysymyksiä siitä, mistä näyttelyissä käytettävä folklorea sisältävä aineisto saadaan ja miten sitä muokataan. Lisäksi käsitellään folkloren käyttöön näyttelyissä liittyviä positiivisia vaikutuksia ja pohditaan folkloren soveltumista osaksi museoiden toimialaa. Kysymys folkloren luon- teesta ja sen määrittelemisestä on vahvasti esillä tutkielmassa ja sitä käsitellään sekä folkloristiikan että museoiden näkökulmasta. Myös folkloristiikan soveltuminen museo- aineeksi on tutkielmassa esillä. Tutkimus perustuu museoammattilaisten kyselyvastauksista koostuvaan aineistoon. Olen tarkastellut aineistoa kyselyni pohjalta nousevien teemojen valossa. Lisäksi olen esittänyt aineistolle kysymyksiä, joihin saamani vastaukset pohjautuvat aineiston analy- sointiin lähiluvun avulla. Tutkimusotteeni on hermeneuttinen. Tutkimukseni tulokset osoittavat sen, että museoiden näyttelyissä käytetään jonkin ver- ran folklorea sisältäviä aineistoja. Folklore koetaan vaikeaksi määritellä ja erottaa muus- ta suullisesta aineistosta. Folkloren kuulumisesta osaksi museoiden toimintaa on ristirii- taisia mielipiteitä, mikä pääasiassa johtuu folkloren näkemisestä vastakkaisena asiana faktatiedolle. Folklorea sisältäviä aineistoja saadaan näyttelyyn pääasiassa arkistoista ja aineistonkeruulla. Aineistoja joudutaan muokkaamaan näyttelyyn sopivaksi ja folklorea esitetään eniten äänenä. Folkloren käytön koetaan vaativan resursseja ja osaamista, joita museoilla ei välttämättä ole käytettävissään. Toisaalta folklore voi tuoda näyttelyyn elämyksellisyyttä, inhimillisyyttä, paikallisväriä ja tietoa. Folklore tuo näyttelyyn positiivista lisää, mutta sitä ei nähdä välttämättömänä osana näyttelyä. Folkloren haasteellisuudesta johtuen aiheesta kannattaa laatia ohjeistuksia ja lisätä museoammattilaisten ammattitaitoa, jotta folklore ja sen potentiaali tunnistettai- siin. Museoalalla toimivilla folkloristeilla voisi olla tässä tärkeä rooli.

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.

Business models for Finnish biobanks

This study concentrates on developing a suitable business model for Finnish biobanks, with particular emphasis on value creation to stakeholders. The sub-objective of this thesis are to map the commercial possibilities of biobanks and potential barriers for business development. The study approaches the subject from the biobanks’ as well as the stakeholders’ point of view, integrating their hopes and needs considering current and future co-operation into the findings. In 2013 the Biobank Act came into effect, after which six biobanks have been established and several other pending biobank projects are in process. There is relatively little research in regard to the commercial opportunities of this newcomer of the biomedical industry, and particularly in the Finnish markets. Therefore, the aim of this study is to partially fill the research gap of the commercial potential of biobanks and particularly outline the problematic elements in developing business. The theoretical framework consists of a few select theories, which depict business modeling and value creation of organizations. The theories are combined to form a synthesis, which best adapts to biobanks, and acts as a backbone for interviews. The empirical part of the study was conducted mainly by seven face-to-face interviews, and complemented by two phone interviews and an e-mail questionnaire with four responses. The findings consist mainly of the participants’ reflections on the potential products and services enabled by consumer genomics, as well as perceptions on different obstacles for biobanks’ business development. The nature of the study is tentative, as biobanks are relatively new organizations in Finland, and their operation models and activities are still molding. The aim is to bring to surface the hopes and concerns of biobanks’ representatives, as well as the representatives of stakeholders, in order to transparently discuss the current situation and suggestions for further development. The study concludes that in principle, the interviewees’ agree on the need for development in order not to waste the potential of biobanks; regardless, the participants emphasize different aspects and subsequently lean on differing methods.

Elämä omin kuvin ja sanoin. Omaelämäkerrallisuus, identiteetti ja subjekti Ulli Lustin sarjakuvassa Heute ist der letzte Tag vom Rest deines Lebens

Ulli Lustin omaelämäkerrallinen Heute ist der letzte Tag vom Rest deines Lebens (2009) (suom. Tänään on loppuelämäsi viimeinen päivä, 2013) on 2000-luvun kansainvälisesti menestynein saksankielinen sarjakuva. 1980-luvulle sijoittuva teos kuvaa nuoren punkkari-Ullin vaiheikasta matkaa Wienistä Italiaan ja sen halki. Matkakertomus syvenee kasvukertomukseksi, sillä matkan tapahtumat saavat Ullin tarkastelemaan maailmaa ja itseään uusin silmin. Teos edustaa taidesarjakuvaa viime vuosikymmeninä hallinnutta elämäkerrallisen ja dokumentaarisen sarjakuvan kautta. Fiktion rajojen ylittäminen on nähty pyrkimyksenä laajentaa sarjakuvan ilmaisurepertuaaria ja vahvistaa sarjakuvan arvostusta kulttuurin kentällä. Ei-fiktiivisen sarjakuvan aalto on vaikuttanut myös sarjakuvatutkimukseen, jonka piirissä elämäkerrallisuus ja dokumentaarisuus ovat tämän hetken tutkituimpia ilmiöitä. Tutkielmani asettuu osaksi omaelämäkerrallisen sarjakuvan tutkimusta, mutta pyrin huomioimaan analyysissani myös modernin omaelämäkerran laajemman, aina modernin ajan alkuun ulottuvan kirjoittamisen ja tutkimisen perinteen. Tarkastelen erityisesti sitä, miten teos kertoo omaelämäkerrallisen tarinan ja miten se käsittelee omaelämäkertalajille keskeisiä identiteetin, itseymmärryksen ja autonomisen toimijuuden kysymyksiä. Yhdistän sarjakuvailmaisun analyysin tutkielmassani kulttuurihistorialliseen ja sosiologiseen otteeseen. Ymmärrän sarjakuvan omalakisena ilmaisumuotonaan, mutta hyödynnän analyysissani tarpeen mukaan myös kirjallisuuden ja elokuvan tutkimusta. Osoitan tutkielmassani, että teoksen monimuotoinen kerronta korostaa sekä omaelämäkerran kykyä käsitellä erityisiä ja henkilökohtaisia kokemuksia että sen kykyä kurottaa kohti kulttuurien jaettuja ymmärtämisen ja kokemisen tapoja. Ullin identiteetti kiinnittyy teoksessa 1980-luvun vastakulttuureihin, joita kuvataan dokumentaarisen tarkasti. Subjektiivista kokemusmaailmaa, joka kulkee kerronnassa historiallisen todellisuuden rinnalla, lähestytään puolestaan ekspressiivisin ilmaisukeinon. Teoksen lähtökohtana ovat tekijän henkilökohtaiset kokemukset, mutta kerronta punoo tarinan kulttuurimme yhteisiin kertomusmalleihin ja myytteihin. Omaelämäkerrallinen tarina tarjoaa keinon käsitellä tekijän minuuden lisäksi myös historiallis-sosiaalista todellisuutta ja maailmasta kertomisen tapoja. Tässä piilee omaelämäkerran poliittinen potentiaali, jota myös Lustin teos hyödyntää kommentoidessaan sukupuolten välistä epätasa-arvoa.

Pienen kokoluokan biomassakattilat

Biopolttoaineiden käytöllä energiantuotannossa on suuri potentiaali hillitä ilmastonmuutosta. Tässä työssä käsiteltävien kattiloiden pääasiallinen polttoaine on hake. Kun tarkastellaan Suomen metsien kestävien hakkuiden tämänhetkistä määrää, huomataan hakkeen käytön lisäämisessä olevan kasvunvaraa. Kiinteää biomassaa polttavia arinakattiloita käytetään kuuman veden tai matalapaineisen höyryn tuottoon. Pienen kokoluokan biomassakattiloita voidaan käyttää pienissä aluelämpökeskuksissa tai suurten kiinteistöjen lämmönlähteenä. Matalapaineisen höyryn tuottoon tarkoitetuilla kattiloilla tuotetaan lähinnä prosessihöyryä teollisuuden tarpeisiin. Käsiteltävän kokoluokan kattilat ovat tyypillisesti varustettuina mekaanisella viistoarinalla ja lämmönsiirtopinnat ovat tulitorvi-tuliputki tyyppisiä. Pienen kokoluokan erillisiä kattiloita päästörajoitukset eivät koske, kuitenkin savukaasujen hiukkaspäästöjä vähennetään tyypillisesti multisykloneilla. Tässä kandidaatintyössä tarkastellaan pienen kokoluokan arinakattiloiden teknisiä toteutustapoja ja esitellään kolmen eurooppalaisen kattilavalmistajan kaupalliset tuotteet. Työssä tarkastellaan myös arinapoltossa syntyviä haitallisia ilmastopäästöjä.

Globalization of pharmaceutical R&D. Pharmaceutical R&D governance forms in People's Republic of China

Yrityksen selviytyminen ja menestyminen ovat riippuvaisia sen kyvystä innovoida, luoda tietoa ja hyödyntää tietämystä ja keksintöjä (Dunk ja Kilgore 2001). Yrityksen menestyminen erityisesti korkean teknologian alalla on siten suoraan riippuvainen sen T&T:stä, johon tehdyt investoinnit tuovat merkittäviä taloudellisia etuja yritykselle uusien tuotteiden, palveluiden ja prosessien muodossa (McEvily ja Chakravarthy 1999). Teknologinen etumatka ja sen tuotteistaminen innovatiivisiksi tarjoamiksi mahdollistaa monopolististen etujen saavuttamisen yrityksen kansainvälisessä kilpailussa (Lall 1977). Tämä kaltainen kilpailuetu voidaan saavuttaa yrityksen kyvyllä yhdistää maantieteellisesti hajautettu T&T:nsä tehokkaaksi verkostoksi (Porter 1986). Boehen (2008) mukaan T&T:n globalisoitumista voidaan johtaa eri hallintömuodoilla: T&T:n kansainvälistymisellä, T&T:n ulkomaille sijoittamisella ja T&T ulkomaille ulkoistamisella. T&T:n globalisoituminen on osa 2000-luvun taloudellista muutosta, ja sille on esitetty useita vaikuttavia tekijöitä, kuten kustannuserot, työvoimaresurssit, erityisosaamiskeskukset, paikallinen teknologia osaaminen ja kohdemarkkinoiden potentiaali (bardhan 2006; Norwood, ym. 2006; von Zedtwitz ja Gassmann 2002). Tutkimuksen on osoitettu eroavan tuotekehityksestä ja eri tekijöiden on osoitettu vaikuttavan niihin (von Zedtwitz ja Gassmann 2002; Leifer ja Triscari 1987). Samoin T&T on osoitettu olevan jatkumo perustavanlaatuisesta soveltavaan ja lääkekehityksen muodostavan vastaavan T&T jatkumon (Lall 1980; Iansiti 1993), jonka yksittäiset osat vaikuttavat sen hallintomuotoon. Tutkimus esittää eri tekijöitä voivan hyödyntää hallintomuodosta riippuen. Tätä tutkimusta varten tutkija haastatteli lääketeollisuuden johtajia Kiinassa vahvistaakseen tai hylätäkseen eri tekijöitä ja niiden suhdetta lääketeollisen T&T:n hallintomuotoihin. Markkinoiden todettiin olevan ensisijainen tekijä mutta myös kustannuserojen, insentiivien, työvoimaresurssien ja erityisosaamiskeskusten merkitys T&T:n globalisoitumiseen vaikuttavina tekijöinä vahvistettiin yhdessä perusvaatimusten ja riskitekijöiden kanssa. Tutkimuksessa vahvistetaan myös lääketeollisen T&T-jatkumon vaikutus ja esitetään viitekehys hallintomuodoille.

Opistorakennusten energiatehokkuuden parantaminen

Tämän diplomityön tavoitteena on selvittää Kymenlaakson Opiston energiatehokkuuden parantamista ja tutkia onko olemassa selvästi taloudellisempi sekä ekologisempi tapa kattaa Opiston lämmitystarve verrattuna nykyisin käytössä olevaan kaukolämpöön. Työn teoriaosuudessa tehdään katsaus rakennusten energiatehokkuuteen vaikuttaviin seikkoihin, lähienergian tuotantoon ja energiatehokkuuden parantamiseen liittyvään lainsäädäntöön ja säädöksiin. Useasta rakennuksesta koostuva kansanopisto tarjoaa mielenkiintoisen pohjan selvitystyölle ja suuri lämmitystehontarve yhdistettynä monille saneerauskohteille tyypillisiin ahtaisiin teknisiin tiloihin asettaa rajoituksia lämmitysjärjestelmän suunnittelulle. Soveltavassa osuudessa määritellään reunaehdot mahdolliselle kaukolämmön korvaavalle lämmitysratkaisulle. Tutkitaan vesistölämmön hyödyntämisen mahdollisuutta ja lasketaan aurinkosähkön ja -lämmön tuotantopotentiaalia. Maalämpöjärjestelmän mitoituksessa ja taloudellisessa vertailussa käytettiin apuna maalämpöjärjestelmiä toimittavia yrityksiä. Työssä saatujen tulosten perusteella maalämpöjärjestelmä on taloudellisesti kannattava isossa kohteessa, tosin järjestelmän asennukseen liittyy ahtaiden tilojen johdosta ongelmia. Maalämpö on myös selvästi ekologisempi, kuin nykyisin käytössä oleva kaukolämpö. Aurinkosähkön tuotannolle on Kymenlaakson Opistolla hyvä potentiaali ja sähkön tuotanto kohtaa hyvin sähkön käytön.