Tietämysperustainen aluenäkemys: Case Kanta-Häme

Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida alueellista kehitystä tietämysperustaisesta aluenäkemyksestä käsin Kanta-Hämeen maakunnassa. Tarkoituksena oli myös selvittää millaisia resursseja alueella on tai tulisi olla tulevaisuuden kestävää kilpailukykyä ajatellen. Tietämysperustaisen aluenäkemyksen mukaan kaikista alueella käytettävissä olevista resursseista alueen kestävän kilpailukyvyn lähteenä on tieto, erityisesti hiljainen tieto. Kirjallisuus korostaa myös innovaatioiden merkitystä kilpailukyvyn lähteenä. Työssä käytetystä näkökulmasta katsoen innovaatiot ovat epälineaarisia ja vuorovaikutteisia oppimisprosesseja, joissa sosiaaliset tekijät, kuten yhteistyö ja oppiminen ovat tärkeitä. Työn empiirinen osuus koostuu ryhmähaastatteluista ja yrityskyselystä. Ryhmähaastatteluja käytettiin alueen nykyisen teknotaloudellisen tilanteen ymmärtämiseksi. Ryhmä koostui viidestätoista alueen kehittäjäorganisaatioihin kuuluneesta toimijasta. Ryhmähaastattelujen perusteella yhteistyö, vuorovaikutus ja sosiaalinen pääoma olivat niiden tekijöiden joukossa, jotka vaikuttavat alueen pitkän aikavälin kehittämiseen. Ryhmähaastattelujen avulla oli myös mahdollista muodostaa joitakin ehdotuksia alueen kilpailukykyä koskevista kehittämisen edellytyksistä. Nämä ehdotukset täytyy testata tulevaisuudessa. Tarvitaan myös tarkempaa tutkimusta esimerkiksi sen ymmärtämiseksi, mitkä tekijät vaikuttavat sosiaalisen pääoman muotoutumiseen alueen eri toimijoiden välillä. Yrityskysely koostui 86 yrityksen tiedoista. Kysely toteutettiin kesällä 2004. Tuote- ja palveluinnovaatioilla ja innovaatiotoimintaan tehdyillä tutkimus- ja kehittämispanostuksilla mitaten alueen yrityksissä on innovaatiotoimintaa. Kyselyn perusteella oli myös mahdollista saada selville joitain yritysten innovaatioympäristön kannalta tärkeitä tekijöitä. Toisaalta eräät tulokset olivat osittain ristiriitaisia. Tämän vuoksi esimerkiksi alueen yritysten innovaatiokyvykkyyteen on lähitulevaisuudessa kiinnitettävä enemmän huomiota.

Abnormal Returns of Dividend Announcements during a Boom and a Recession. Empirical Evidence from U.S. from the years of 2000 - 2002 and 2005 - 2007, including Finnish Extra Dividends

This study examines the short time price effect of dividend announcements during a boom and a recession. The data being used here is gathered from the years of 2000 - 2002 when it was a recession after the techno bubble burst and from the years 2005 - 2007 when investors experienced large capital gains all around the world. The data consists of dividend increases and intact observations. The aim is to find out differences in abnormal returns between a boom and a recession. Second, the study examines differences between different dividend yield brackets. Third, Finnish extra dividends, mainly being delivered to shareholders in 2004 are included to the empirical test. Generally stated, the aim is to find out do investors respect dividends more during a recession than a boom and can this be proved by using dividend yield brackets. The empirical results from U.S shows that the abnormal returns of dividend increase announcements during the recession in the beginning of this decade were larger than during the boom. Thus, investors seem to respect dividend increases more when stock prices are falling. Substantial abnormal returns of dividend increases during the time period of 2005 - 2007 could not be found. The results from the overall samples state that the abnormal returns during the recession were positively slightly higher than during the boom. No clear and strong evidence was found between different dividend yield brackets. In Finland, there were substantial abnormal returns on the announcement day of the extra dividends. Thus, indicating that investors saw the extra dividends as a good thing for shareholders' value. This paper is mostly in line with the theory that investors respect dividends more during bad times than good times.

Abnormal Return of Dividend Announcements during a Boom and a Recession. Empirical evidence from the years of 2002 - 2002 and 2005 - 2007, including the Finnish extra dividends

Tutkimuksen tavoitteena on tutkia epänormaalien tuottojen esiintymistä nousu- ja laskusuhdanteen aikana osingonilmoituspäivän ympärillä. Osinkoilmoitukset ovat kerätty Yhdysvaltojen markkinalta (NYSE) ajanjaksoilta 2000 - 2002, jolloin pörssit laskivat teknokuplan jälkeen ja 2005 - 2007, jolloin sijoittajat kokivat suuria kurssivoittoja. Osinkoilmoitushavainnot koostuvat yhtiöistä, jotka nostivat tai pitivät osinko per osake paikallaan. Tavoitteena on tutkia eroja epänormaaleissa tuotoissa näiden kahden ajanjakson välillä. Toiseksi, tavoitteena on tutkia miten epänormaalit tuotot poikkeavat toisistaan eri osinkotuottoluokissa. Kolmanneksi, tavoitteena on tutkia esiintyikö markkinoilla epänormaaleja tuottoja kun suomalaiset yritykset ilmoittivat ylimääräisistä osingoista, pääasiassa vuonna 2004. Yksinkertaisesti ja lyhyesti sanottuna tavoitteena on tutkia arvostavatko sijoittajat osinkoja enemmän laskukauden vai nousukauden aikana. Rahoitusteorian mukaan sijoittajien tulisi arvostaa laskukauden aikana enemmän yhtiöitä, jotka pystyvät maksamaan huonosta taloustilanteesta huolimatta hyvää osinkoa. Empiiriset testit Yhdysvalloista osoittavat, että osingon nostamisesta johtuvat epänormaalit tuotot olivat suuremmat laskusuhdanteen aikana kuin noususuhdanteen aikana. Tämä on linjassa teorian kanssa. Osingon-nostot aiheuttivat nousukauden aikana vähäisiä epänormaaleja tuottoja. Selviä eroja eri osingontuottoluokkien välillä ei pystytty havaitsemaan. Tulokset yhdistetystä aineistosta osoittavat, että sijoittajat kokivat vähäisiä positiivisia epänormaaleja tuottoja laskukauden aikana. Nousukautena tuotot olivat lähellä nollaa. Suomen markkinoilla havaittiin selvä epänormaalituotto osingonilmoituspäivänä. Tulokset ovat pääpiirteittäin linjassa teorian kanssa. Sijoittajat arvostavat osinkoja hieman enemmän lasku- kuin noususuhdanteen aikana.

Estudi tècnic-econòmic de l'adaptació a la Llei de Benestar Animal d'una explotació porcina de la comarca d'Osona i posterior valoració de la seva implementació

Des de la publicació de la Llei de Benestar Animal RD 1135/ 2002, de 31 d’octubre que regula els tres aspectes clau de la producció porcina‐ sistemes d’estabulació i construccions permeses; formació obligatòria dels ramaders i maneig dels animals‐ totes les granges de nova construcció han estat projectades seguint els seus preceptes. Mentre que les granges existents han hagut d’adaptar‐hi les seves instal∙lacions sota amenaça de tancament si no es complien els requisits. L’objectiu d’aquest treball ha estat l’elaboració de l’estudi tècnic‐ econòmic per a l’adaptació a la Llei de Benestar Animal d’una explotació porcina de la comarca d’Osona. Després d’avaluar la situació inicial de les instal∙lacions, establir les línies de previsió de creixement i analitzar els avantatges i inconvenients de cada sistema i model, s’opta pel sistema d’alimentació electrònic model Nedap en grup dinàmic de truges sobre sòl amb jaç de palla. Una decisió no massa extesa en granges del sud d’Europa on se sol preferir l’slat de formigó i/o superfície pavimentada, però imprescindible perquè aquesta explotació pogués aconseguir una millor gestió de les dejeccions ramaderes i assegurar una millora agronòmica de les terres de conreu. El treball conclou amb el seguiment del desenvolupament de l’alternativa escollida i una valoració dels canvis derivats de l’adaptació al Benestar Animal després del primer any i mig en ús. Les millores obtingudes en termes de maneig, funcionament de la granja, salut dels animals i índex productius són remarcables. D’una banda, cal destacar el fet de tenir un nombre de coixeres molt menor respecte les granges amb superfície dura, així com la facilitat i rapidesa en els parts degut al benestar. De l’altra,la reducció del volum de purí, l’increment de la fracció sòlida i la disponibilitat de compost per al camp. Per això, no és exagerat observar el jaç amb palla com una de les solucions més adequades i equilibrades per aquesta explotació que combina boví, porcí i terra per a la producció de cultius.

Strategic Development of Electricity Distribution Networks – Concept and Methods

Strategic development of distribution networks plays a key role in the asset management in electricity distribution companies. Owing to the capital-intensive nature of the field and longspan operations of companies, the significance of a strategy is emphasised. A well-devised strategy combines awareness of challenges posed by the operating environment and the future targets of the distribution company. Economic regulation, ageing infrastructure, scarcity of resources and tightening supply requirements with challenges created by the climate change put a pressure on the strategy work. On the other hand, technology development related to network automation and underground cabling assists in answering these challenges. This dissertation aims at developing process knowledge and establishing a methodological framework by which key issues related to network development can be addressed. Moreover, the work develops tools by which the effects of changes in the operating environment on the distribution business can be analysed in the strategy work. To this end, the work discusses certain characteristics of the distribution business and describes the strategy process at a principle level. Further, the work defines the subtasks in the strategy process and presents the key elements in the strategy work and long-term network planning. The work delineates the factors having either a direct or indirect effect on strategic planning and development needs in the networks; in particular, outage costs constitute an important part of the economic regulation of the distribution business, reliability being thus a key driver in network planning. The dissertation describes the methodology and tools applied to cost and reliability analyses in the strategy work. The work focuses on determination of the techno-economic feasibility of different network development technologies; these feasibility surveys are linked to the economic regulation model of the distribution business, in particular from the viewpoint of reliability of electricity supply and allowed return. The work introduces the asset management system developed for research purposes and to support the strategy work, the calculation elements of the system and initial data used in the network analysis. The key elements of this asset management system are utilised in the dissertation. Finally, the study addresses the stages of strategic decision-making and compilation of investment strategies. Further, the work illustrates implementation of strategic planning in an actual distribution company environment.

1000 V jakelujännitteen käyttömahdollisuudet Kymenlaakson Sähköverkko Oy:ssä

Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n 20/0,4 kV tekniikalla toteutettu sähkönjakeluverkko on monin paikoin saavuttamassa pitoaikansa loppua. Sähkönjakeluverkko sijaitsee pääasiassa haja-asutusalueilla ja on pääosin avojohtotekniikalla rakennettua. Haja-asutusalueilla 20 kV sähköverkko sisältää paljon lyhyitä 1–5 km pituisia johtohaaroja. Tässä diplomityössä selvitettiin 20/1/0,4 kV sähkönjakelujärjestelmän käyttömahdollisuuksia Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n sähkönjakeluverkossa. Työssä vertailtiin erilaisilla verkostoratkaisuilla saatavia elinkaarikustannuksia perusparannus- ja uudisrakennuskohteissa. Tutkimuksen perusteella Kymenlaakson Sähköverkko Oy:n sähkönjakeluverkossa on potentiaalia 1000 V jakelujännitteen käytölle. Työssä perehdyttiin myös 1000 V verkostokomponenttien merkitsemiseen ja verkkoyhtiön tekemiin 1000 V verkon tarkastuksiin.

Kuivurin pölynhallintajärjestelmä

Lämminilmakuivaus on viljan kuivaamisen menetelmistä ylivoimaisesti käytetyin. Siinä kuivurissa olevan viljakerroksen läpi puhalletaan lämmintä ilmaa, kunnes viljan kosteuspitoisuus laskee tavoitetasoon. Viljan jyvistä irtoaa aina pölyä niiden hangatessa toisiaan vasten. Viljankuivaamoiden pölyisyyttä on normaalisti pyritty vähentämään poistamalla leijuvaa pölyä viljan liikkeen epäjatkuvuuskohdista. Pölyä kulkeutuu kuitenkin kuivaamon ulkopuolelle myös kuivaukseen käytetyn ilman mukana. Poistoilman pölypitoisuus ei tavallisesti ole korkea, mutta kuivaamiseen käytetyistä suurista ilmamääristä johtuen pölyä voi kertyä poistoilmakanavan ympäristöön huomattavia määriä. Tämän diplomityön tavoitteena onkin viljankuivurin poistoilman pölypitoisuuden vähentämiseen soveltuvan pölynhallintajärjestelmän kehittäminen. Selvityksessä tarkasteltiin ensinnäkin kuivurin poistoilman pölypitoisuuteen liittyvää kansallista ja kansainvälistä lainsäädäntöä sekä raja-arvoja. Lähdemateriaalin perusteella kartoitettiin pölypitoisuuden vähentämiseen soveltuvia menetelmiä sekä kilpailijoiden toteuttamia ratkaisuja. Myös muita pölynhallintajärjestelmän edellytyksiä selvitettiin. Teoreettisessa tarkastelussa teknistaloudellisesti parhaaksi osoittautunut pölynhallintaratkaisu jalostettiin prototyypiksi. Sen toimintakykyä testattiin erotustehokkuuden mittaamiseen soveltuvan koelaitteiston avulla. Testitulosten perusteella kyseinen pölynhallintajärjestelmä todettiin toimivaksi ja pienellä jatkokehittelyllä myös kaupalliseen käyttöön soveltuvaksi. Testitulosten hyödyntämismahdollisuuksien lisäksi diplomityössä esitetään myös muutamia jatkokehitysehdotuksia.

Bracke- ja M-Planter-istutuslaitteiden teknis-taloudellinen vertailu

Seloste artikkelista: Rantala, J., Harstela, P., Saarinen, V.-M. & Tervo, L. 2009. A techno-economic evaluation of Bracke and M-planter tree planting devices. Silva Fennica 43 (4) : 659– 667.

Alkylointiyksikön neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittäminen

Tämä diplomityö käsittelee Neste Oilin Porvoon jalostamon HF-alkylointiyksikön alasajon ja huoltopysäytyksen rajapintaa. Työssä tarkastellaan erilaisia vaihtoehtoja alasajon aikaisen neutralointi- ja puhdistusprosessin kehittämiseen huomioiden materiaalitekninen näkökulma. Työn alkuosassa esitellään alkyloinnin perusperiaate, huoltopysäytysprosessi sekä eri neutralointi- ja puhdistusprosessit, joista tarkemmin nykyisin jalostamolla käytettävä EnvTech:n prosessi. Työssä on myös kerrottu alkyloinnin erityisvaatimukset materiaaleille, joista tarkemmin on esitelty perusmateriaaleina käytettävät hiiliteräs A106 sekä Monel® 400. Näiden perusmateriaalien kohdalla on myös esitelty kirjallisuuden pohjalta niiden käyttäytyminen fluorivety-ympäristössä. Työn loppuosassa on esitelty eri vaihtoehtoja, jotta käyttövarmuutta voitaisiin kehittää yhdessä mahdollisesti kasvavien tuotantomäärien kanssa. Putkistojen kohdalla työssä on käsitelty kehityskohteeksi valittua erästä pääkolonni-osaan kuuluvaa linjastoa. Eri vaihtoehtoja on vertailtu teknistaloudelliselta näkökulma ja putkiston kohdalla on työssä päädytty geometrian muuttamiseen sekä koon kasvattamiseen. Työssä on myös esitetty kuumatypetysvaiheen uudelleen aikataulutusta alasajovaiheen nopeuttamiseksi sekä jatkotutkimusehdotuksia putkiston passivoimisesta, rautafluoridikalvon paikalleen jättämiseksi ja huoltopysäytyssyklin kehittämiseksi.

Integration of microgrids into electricity distribution networks

Existing electricity distribution system is under pressure because implementation of distributed generation changes the grid configuration and also because some customers demand for better distribution reliability. In a short term, traditional network planning does not offer techno-economical solutions for the challenges and therefore the idea of microgrids is introduced. Islanding capability of microgrids is expected to enable better reliability by reducing effects of faults. The aim of the thesis is to discuss challenges in integration of microgrids into distribution networks. Study discusses development of microgrid related smart grid features and gives estimation of the guideline of microgrid implementation. Thesis also scans microgrid pilots around the world and introduces the most relevant projects. Analysis reveals that the main focus of researched studies is on low voltage microgrids. This thesis extends the idea to medium voltage distribution system and introduces challenges related to medium voltage microgrid implementation. Differences of centralized and distributed microgrid models are analyzed and the centralized model is discovered to be easiest to implement into existing distribution system. Preplan of medium voltage microgrid pilot is also carried out in this thesis.

Mädätys- ja kompostointilaitoshankkeen teknis-taloudellinen vertailu Lakeuden Ympäristöhuollossa

Työssä selvitettiin teknis-taloudellisen vaihtoehto Lakeuden Ympäristöhuollon keräämän biojätteen ja Seinäjoen lähialueella syntyvän hevosenlannan käsittelyyn. Nykyisin Lakeuden Ympäristöhuolto Oy:n keräämä biojäte kuljetetaan paikallisen jätehuoltoyhti-ön biokaasulaitokseen ja hevosenlantaa ei alueelta vielä kerätä olleenkaan. Työn lähtö-kohtana oli vertailla mahdollisesti rakennettavan oman biokaasulaitoksen ja rumpu-kompostointilaitoksen kannattavuutta toisiinsa. Kannattavuuden laskennassa käytettiin annuiteettimenetelmää. Työn kirjallisuusosiossa kerrotaan eloperäisten jätteiden ominaisuuksista mädätyksen ja kompostoinnin kannalta, mädätys- ja kompostointiprosessista, mädätys- ja kompostoin-titekniikoista sekä menetelmien eduista sekä haitoista. Työssä perehdyttiin myös mädä-tyksen ja kompostoinnin lopputuotteiden hyödyntämiseen. Vaihtoehtojen vaertailussa kumpikaan hankkeista ei ollut taloudellisesti kannattava. Vaikka prosesseihin saataisiin nykyään kerättävän biojätteen määrän lisäksi 2000 tonnia hevosenlantaa, se ei tee hankkeista kannattavia. Edes herkkyystarkastelussa laskettu korkeampi hevosenlannan porttimaksun määrä ei vaikuttanut kannattavuuteen. Lakeuden Ympäristöhuollon näin ollen on viisainta olla investoimatta kumpaakaan hankkeeseen.

Kompostipiireissä opittua : Eloperäiset jätteet kiertoon -hanke

Kompostien käyttöä on kokeiltu ja tutkittu Kainuun ELY-keskuksen Eloperäiset jätteet kiertoon -hankkeessa. Komposteja on hyödynnetty laskettelurinteen ja kaivosteollisuuden sivukiven läjitysalueen maisemoinnissa, pihanurmen ja energiakasvien kasvattamisessa, metsän lannoittamisessa ja maanviljelyssä. Pihanurmen perustamisen ja energiakasvien kasvattamisen kokeiluista on tehty myös erilliset tutkimukset. Tutkimustyöstä on vastannut MTT (Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus). Tutkimustieto on sisällytetty tähän julkaisuun. Kompostin käyttökokeissa ja tutkimuksissa on hyödynnetty Kainuun kuntien ja Kainuun jätehuollon kuntayhtymän Eko-Kympin komposteja. Kaikki kompostit ovat aumakompostoinnin tuotoksia. Eko-Kympin komposti on valmistettu biojätteistä. Muut kompostit ovat lähtöisin kunnallisten jätevedenpuhdistamoiden lietteistä. Kajaanin kompostia kutsutaan myös A. & E. Juntunen Oy:n valmistamaksi biomullaksi. Saatujen kokemusten ja tutkimusten mukaan aumakompostoinnilla tuotettu komposti soveltuu näihin erilaisiin käyttömuotoihin, etenkin kun esille tulleita kehittämistoimia toteutetaan. Sivukiven läjitysalueiden maisemoinnissa, maanviljelyssä ja metsän lannoittamisessa komposti ei tarvitse kivennäismaata seosaineeksi. Sivukiven läjitysalueilla ne kompostit, joihin oli sekoitettu hiekkaa, eivät pysyneet paikoillaan. Aines valui sadeveden mukana alas rinteeltä. Pelkkää kompostia käytettäessä kompostimassa pysyi aloillaan. Maanviljelyssä ja metsän lannoittamisessa kivennäismaa on tarpeeton. Lisäksi kompostissa oleva kiviaines kuluttaa ja voi vaurioittaa levityslaitteita. Ravinteet vapautuvat kompostista hitaasti kasvien käyttöön. Kemiallisilla lannoitteilla on nopeampi vaikutus. Kompostit soveltuvat erityisen hyvin ympäristöihin, joissa täydennyslannoitusta ei tarvita tai joissa lannoite on vaikeaa levittää. Tällaisia kohteita ovat esimerkiksi kaivosten sivukiven tai rikastushiekan läjitysalueet tai muut vaikeakulkuiset kohteet. Myös metsien lannoittaminen ja maanviljely ovat Kainuussa kompostien hyödyntämisen osalta alihyödynnettyjä. Pöyry Finland Oy on laatinut Kajaaniin kaavaillulle biologiselle jätteiden käsittelylaitokselle teknistaloudelliset suunnitelmat. Yhtiön tekemissä suunnitelmissa tulee ilmi, että kaikkien Kainuun lietteiden aumakompostointi tuottaisi kompostia 13 000 tonnia vuodessa, kun tukiaine seulotaan erilleen. Mädätys- tai biokaasulaitosvaihtoehdoissa lopputuotteen määrä on edellistä pienempi. Pelkkien Kainuun lietteiden mädättäminen tuottaisi kompostia jälkikompostin seulonnan jälkeen 6 600 tonnia. Viherrakentaminen taajamissa on komposteille Kainuussa yleinen käyttömuoto. Sillä on kasvun edellytyksiä etenkin, kun kompostin laatuun panostetaan. Viherrakentaminen Kajaanin seudulla riittäisi kuluttamaan kaiken Kainuussa muodostuvan kompostin, kun kompostimullan kulutuksena pidetään 0,5 tonnia asukasta kohden vuodessa. Tämä vastaa Kajaanin seudulla 27 000 tonnin kompostimäärää. Kompostin muodostumismäärä ei tulevaisuudessa tule olemaan lähellä tätä laskennallista multamenekkiä. Kompostin huono menekki johtuu joidenkin kuntien osalta pikemminkin huonosta kompostin laadusta kuin markkinoiden kyllästymisestä. Tilanne on korjaantumassa suunnitteilla olevan biologisen jätteiden käsittelylaitoksen myötä. Siinä kompostituotteen laatuun voidaan panostaa tehokkaammin kuin erillisillä pienillä kompostointikentillä.

Model based analysis of the post-combustion calcium looping process for carbon dioxide capture

This thesis presents a one-dimensional, semi-empirical dynamic model for the simulation and analysis of a calcium looping process for post-combustion CO2 capture. Reduction of greenhouse emissions from fossil fuel power production requires rapid actions including the development of efficient carbon capture and sequestration technologies. The development of new carbon capture technologies can be expedited by using modelling tools. Techno-economical evaluation of new capture processes can be done quickly and cost-effectively with computational models before building expensive pilot plants. Post-combustion calcium looping is a developing carbon capture process which utilizes fluidized bed technology with lime as a sorbent. The main objective of this work was to analyse the technological feasibility of the calcium looping process at different scales with a computational model. A one-dimensional dynamic model was applied to the calcium looping process, simulating the behaviour of the interconnected circulating fluidized bed reactors. The model incorporates fundamental mass and energy balance solvers to semi-empirical models describing solid behaviour in a circulating fluidized bed and chemical reactions occurring in the calcium loop. In addition, fluidized bed combustion, heat transfer and core-wall layer effects were modelled. The calcium looping model framework was successfully applied to a 30 kWth laboratory scale and a pilot scale unit 1.7 MWth and used to design a conceptual 250 MWth industrial scale unit. Valuable information was gathered from the behaviour of a small scale laboratory device. In addition, the interconnected behaviour of pilot plant reactors and the effect of solid fluidization on the thermal and carbon dioxide balances of the system were analysed. The scale-up study provided practical information on the thermal design of an industrial sized unit, selection of particle size and operability in different load scenarios.

Riskivastuullisuus turvallisuuskasvatuksen kulttuurissa. Oppilaiden vastuullisuus, turvallisuustaju ja tuottamistoiminnan riskiraja peruskoulun käsityön opetuksessa

Riskit ja riskittömyys uhkaavat yksilöitä, käsityötä ja yhteiskuntaa. Käsityökasvatukselleon haaste toimia kulttuurissa, joka tavoittelee täyttä riskittömyyttä. Käsityössä kasvatetaan kekseliäisyyteen ja varautumaan sen aiheuttaman riskin kohtaamiseen sekä ottamaan siitä vastuuta. Tämän tutkimuksen tehtävänä on riskivastuullisuuden mallin rakentamiseksi selvittää, kuinka oppilaiden vastuullisuus selittää riskirajaa käsityön turvallisuuskasvatuksen kulttuurissa. Välinearvojen saavuttamiseksi on siedettävä välineriskiä, joka ei ylitä turvallisuuskulttuurin riskirajaa. Välinearvot ovat välineiden laatua lisääviä ominaisuuksia, joilla pyritään peittämään välineriskejä. Siedettävän riskin rajan ratkaisemiseen tarvitaan tietoa käsityön tuottamisesta ja todellisuutta havainnoivien tiedonalojen tietoa. Viime kädessä ratkaisu tehdään rakentavalla ajattelulla, johon kuuluu välinearvojen tavoittelua ohjaava käsityötaju ja välineriskeihin varautumista ohjaava turvallisuustaju. Käsityössä onnistuminen kannustaa kohti uusia haasteita ja epäonnistumisen riski asettuu mittasuhteisiinsa. Kekseliäässä käsityön kulttuurissa kokeillaan omia ja ympäröivän todellisuuden mahdollisuuksia ottamalla oivaltaen riskejä, jotka saavat aikaan rakentavan kokemuksen riskistä. Käsityö on riskioivallusten oppiaine. Tutkimustehtävän toteuttamiseksi tässä tutkimuksessa rakennetaan uusi riskivastuullisuuden malli, jossa vastuullisuus selittää riskirajaa. Mallin vastaavuutta selvitetään valtakunnallisesti peruskoulun käsityön 6. ja 9. luokan käsityön opetuksessa (n = 393). Aineisto on analysoitu rakenneyhtälöanalyysein konfirmatorisella faktorianalyysilla ja polkumallinnuksella. Tutkimusaineisto ja riskivastuullisuuden malli vastaavat toisiaan. Vastuullisuuden selitysosuus turvallisuustajun ja käsityötajun ratkaisemasta riskirajasta on mallin mukaan 35 %. Oppilaat osoittivat tuntevansa oman tuottamisensa vaikutuksia ja vastuuta niistä. Vastuullisuus osoittautui tärkeäksi riskirajan selittäjäksi, joten käsityön turvallisuuskasvatuksen kulttuuri voi kohota uudelle tasolle riskivastuulliseksi. Käsityön turvallisuuskasvatus on kokonaisvaltaista turvallisuustajun kasvatusta. Riskivastuullisuus luo turvallisuuskulttuuriin yhteisen käsityksen siedettävän riskin rajasta. Oppilaiden mahdollisuuksia kekseliääseen tutkivaan tuottamiseen on vahvistettava eikä rajoitettava. Riskivastuullisessa käsityön turvallisuuskasvatuksen kulttuurissa opettajan tehtävänä ei ole estää mitään tapahtumasta vaan saada mahdollisimman paljon tapahtumaan, sillä vastuullisuus kasvaa vastuuta ottamalla. Se on kasvatuksen – käsityökasvatuksen – keino turvallisuustyössä.

Susteinable steelmaking by process integration

Environmental issues, including global warming, have been serious challenges realized worldwide, and they have become particularly important for the iron and steel manufacturers during the last decades. Many sites has been shut down in developed countries due to environmental regulation and pollution prevention while a large number of production plants have been established in developing countries which has changed the economy of this business. Sustainable development is a concept, which today affects economic growth, environmental protection, and social progress in setting up the basis for future ecosystem. A sustainable headway may attempt to preserve natural resources, recycle and reuse materials, prevent pollution, enhance yield and increase profitability. To achieve these objectives numerous alternatives should be examined in the sustainable process design. Conventional engineering work cannot address all of these substitutes effectively and efficiently to find an optimal route of processing. A systematic framework is needed as a tool to guide designers to make decisions based on overall concepts of the system, identifying the key bottlenecks and opportunities, which lead to an optimal design and operation of the systems. Since the 1980s, researchers have made big efforts to develop tools for what today is referred to as Process Integration. Advanced mathematics has been used in simulation models to evaluate various available alternatives considering physical, economic and environmental constraints. Improvements on feed material and operation, competitive energy market, environmental restrictions and the role of Nordic steelworks as energy supplier (electricity and district heat) make a great motivation behind integration among industries toward more sustainable operation, which could increase the overall energy efficiency and decrease environmental impacts. In this study, through different steps a model is developed for primary steelmaking, with the Finnish steel sector as a reference, to evaluate future operation concepts of a steelmaking site regarding sustainability. The research started by potential study on increasing energy efficiency and carbon dioxide reduction due to integration of steelworks with chemical plants for possible utilization of available off-gases in the system as chemical products. These off-gases from blast furnace, basic oxygen furnace and coke oven furnace are mainly contained of carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen and partially methane (in coke oven gas) and have proportionally low heating value but are currently used as fuel within these industries. Nonlinear optimization technique is used to assess integration with methanol plant under novel blast furnace technologies and (partially) substitution of coal with other reducing agents and fuels such as heavy oil, natural gas and biomass in the system. Technical aspect of integration and its effect on blast furnace operation regardless of capital expenditure of new operational units are studied to evaluate feasibility of the idea behind the research. Later on the concept of polygeneration system added and a superstructure generated with alternative routes for off-gases pretreatment and further utilization on a polygeneration system producing electricity, district heat and methanol. (Vacuum) pressure swing adsorption, membrane technology and chemical absorption for gas separation; partial oxidation, carbon dioxide and steam methane reforming for methane gasification; gas and liquid phase methanol synthesis are the main alternative process units considered in the superstructure. Due to high degree of integration in process synthesis, and optimization techniques, equation oriented modeling is chosen as an alternative and effective strategy to previous sequential modelling for process analysis to investigate suggested superstructure. A mixed integer nonlinear programming is developed to study behavior of the integrated system under different economic and environmental scenarios. Net present value and specific carbon dioxide emission is taken to compare economic and environmental aspects of integrated system respectively for different fuel systems, alternative blast furnace reductants, implementation of new blast furnace technologies, and carbon dioxide emission penalties. Sensitivity analysis, carbon distribution and the effect of external seasonal energy demand is investigated with different optimization techniques. This tool can provide useful information concerning techno-environmental and economic aspects for decision-making and estimate optimal operational condition of current and future primary steelmaking under alternative scenarios. The results of the work have demonstrated that it is possible in the future to develop steelmaking towards more sustainable operation.