Sähköauto osana älykästä sähköverkkoa – Ohjaus ja toiminnallisuudet

Tulevaisuudessa sähköverkko kohtaa monia haasteita, kun sähköautot yleistyvät, vaatien suuren tehotarpeen. Uusiutuvan energiantuotannon epävarma huipputehon tuotanto ei välttämättä pysty kattamaan sähköautoista johtuvaa suurta tehopiikkiä, jos suuret määrät ajoneuvoista kytketään yhtä aikaa lataukseen. Jos sähköajoneuvot voidaan ladata ohjatusti, ei välttämättä tarvita lisäenergian tuotantoa kattamaan kasvanutta huipputehon tarvetta. Lisäksi sähköajoneuvojen akut toimivat koko sähköverkolle energiavarastoina, jollaista ei ole ennen ollut. Älykkäällä sähköverkolla voidaan ohjata sähköajoneuvon latausta, mikäli ajoneuvossa on ohjausjärjestelmä ja akkujen varaustilan mittaus. Tässä kandidaatin työssä ohjelmoidaan mittaus- ja ohjauskortti plug-in hybridiautoa varten, jossa on V2G-ominaisuus. Ohjainkortista toteutetaan toimintakuvaus, jonka mukaan se myös ohjelmoidaan. Ohjainkortti mittaa akkujen jännitettä ja virtaa, joista voidaan määrittää akkujen varaustilat. Ohjainkortti lähettää tiedot eteenpäin PC:lle, jolta ohjainkortti saa käskyn toimintatilasta. Mittaustietojen perusteella voidaan seurata mahdollisia vikatilanteita. Kandidaatintyön aikana ohjainkorttia ei ehditty asentamaan ajoneuvoon, mutta laboratoriotestien mukaan voidaan todeta, että ohjainkortti on ohjelmallisesti toimiva. Mittauksissa selvisi, että ohjainkortin mittaustulot eivät olleet tarpeeksi tarkkoja käyttökohteeseen. Todettiin, että ohjainkortti vaatii rakenteellisia muutoksia mittaustuloksien parantamista varten, ennen ohjainkortin käyttöönottoa, mutta kandidaatintyön tavoitteet saavutettiin.

Hajautetun tuotannon verkkoonliittäminen - verkkokoodit ja käytännön toimet

Euroopan unionin asettamat uusiutuvan energian lisäämistavoitteet ovat kasvattaneet hajautetun tuotannon määrää Euroopassa. Eri hajautetun tuotannon verkkokoodit asettavat tuotantolaitoksille omat vaatimuksensa, mikä vaikeuttaa eri toimijoita, joten yhtenäiselle verkkokoodille on tarvetta. ENTSO-E onkin luomassa tällä hetkellä Euroopan unionille yhtenäisiä pilottiverkkokoodeja, joiden tarkoitus on myöhemmin kattaa kaikkia tuotantolaitoksia koko Euroopassa. Tämän vuoksi ENTSO-E:n verkkokoodien vaatimuksia on syytä tutkia. Tässä diplomityössä tarkastellaan hajautetun tuotannon nykyisiä ja ENTSO-E:n kehitteillä olevia verkkokoodeja. Työssä tutkitaan myös älykkäiden verkkojen ja verkkokoodien kehitystä. Verkkokoodien vertailuja suoritetaan pohjoismaisesta näkökulmasta, mutta vertailuun on otettu myös muita Euroopan maita. Tarkastelu painottuu siirto- ja jakeluverkkokoodien osalta tuulivoimalle asetettaviin vaatimuksiin. Mikrotuotannon verkkokoodien ja käytännön toimien tarkastelu keskittyy invertterin kautta verkkoonliitettäviin tuotantolaitoksiin, joissa aurinkotuotanto on merkittävin tuotantomuoto.

Metanolin tuotanto biomassasta

Tämä työ käsittelee eri tapoja, joilla biomassasta voidaan valmistaa metanolia. Työssä käydään läpi eri valmistusreitit sekä tarkastellaan biomassaa raaka-aineena. Työhön on myös koottu joidenkin maailmalla tehtyjen tutkimusten aine- ja energiataseita. Tutkimusten pohjalta mietitään onko metanolin tuotanto liikennepolttoaineeksi tällä hetkellä taloudellisesti tai energiatehokkuudeltaan järkevää. Metanolia voidaan valmistaa biomassasta pääsääntöisesti viidellä eri tavalla. Ensimmäinen tapa on kaasuttaa biomassaa, jolloin tuotetaan raaka-kaasua. Raaka-kaasusta jalostetaan synteesikaasua, josta voidaan metanolisynteesillä valmistaa metanolia. Toinen tapa metanolin valmistamiseksi on liittää tuotanto sellunkeiton yhteyteen. Tällöin raaka-aineena olisi selluprosessissa syntyvä mustalipeä, josta metanoli voidaan erottaa. Kolmas mahdollinen valmistusprosessi on biomassan mädätys. Mädätyksessä syntyy biokaasua, josta jalostetaan synteesikaasuaja siitä edelleen metanolia. Neljäs keino metanolin valmistamiseksi biomassasta on pyrolyysi. Puun pyrolyysissä puu kuumennetaan nopeasti hapettomissa tai rajallisen hapensaannin olosuhteissa. Prosessissa syntyvästä pyrolyysiöljystä voidaan erottaa metanolia tislaamalla. Viides mahdollinen reitti metanolin valmistukselle on Fischer¬–Tropsch-synteesi. Biomassasta saatu synteesikaasu johdetaan FT-synteesiin, jossa katalyyttisesti saadaan hiilivetyjen ohella tuotettua metanolia. Biopolttoaineiden kuten metanolin valmistusprosesseja tutkitaan ja kehitetään jatkuvasti, sillä uusiutumattomat energianlähteet eivät riitä loputtomasti ja niiden aiheuttamia hiilidioksidipäästöjä halutaan vähentää. Tällä hetkellä tuotantoteknologiat eivät ole vielä tarpeeksi kehittyneet, jotta tuotanto saataisiin vastaamaan kulutusta. Metanolia ei kuitenkaan vielä voida käyttää sellaisenaan liikennepolttoaineena, joten metanolin markkinat ainakin vielä ovat sillä saralla varsin kapeat.

Liikennebiokaasun tuotannon ja käytön ulkoiset kustannukset Pohjois-Karjalassa

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

Uusi vaatetustarvikkeiden ja jalkineiden jakelukausi

20 x 29 cm

Karjanomistajille sekä lihan ja lihajalosteiden jakeluliikkeille

22 x 28 cm

Virtuaalilähiöstä draaman näyttämöksi. The Sims visuaalisena ja kerronnallisena työkaluna

Tutkimuksen tarkoituksena oli tarkastella ilmiötä, jossa digitaalista peliä ei enää vain pelata, vaan sitä käytetään uusilla innovatiivisilla tavoilla kirjallisten ja visuaalisten tuotosten tekemiseen. Tarkastelun pääkohteena vuonna 2004 julkaistu peli The Sims 2, mutta tutkimus on sovellettavissa myös pelisarjan muihin osiin. Tutkimuksessa tartuttiin yhteen tiettyyn luovan adaptaation muotoon, joista peliyhteisöissä käytetään nimitystä Sims-tarinat. Nämä ovat pelaajien tekemiä narratiivisia ja graafisia esityksiä, joiden toteuttamiseksi peli sovelletaan työkaluksi ja käytetään visuaalisena alustana. Ilmiö on lähtenyt yhteisön tavasta jakaa pelitilaansa kuvakaappausten kautta. Tutkimuksessa tarkasteltiin erityisesti, millaisia nämä tuotokset ovat, miksi niitä tehdään ja millaisessa yhteydessä ne ovat itse pelaamiseen. Aineistona käytettiin ensisijaisesti havainnointia ja verkkokyselyä. Tutkimuksen metodina oli laadullinen sisällönanalyysi, jonka kautta muodostettiin erilaisia tyypittelyjä ilmiöstä. Tarkasteltavana olivat pääasiallisesti sivustot Mod The Sims sekä Livejournalin Sims storytellers, joissa havainnointia toteutettiin satunnaisotannalla. Samoilla sivustoilla julkaistiin myös verkkokysely. Tarinoissa yhdistyy pelistä otetut kuvakaappaukset sekä teksti. Niiden draamallinen sisältö on vaihteleva ja voi käsitellä kaikkia yleisesti tunnettuja kerronnan genrejä. Tarinat voivat olla kiinteä osa itse pelaamista tai siitä irrallisempia. Joillekin peli on yksinomaan alusta, jolla toteuttaa tarinoita, mutta useimmille ne esiintyvät myös pelikokemusta rikastavana ja muokkaavana harrastuksena. Niissä lavastetaan usein tilanteita, jotka eivät itse pelatessa ole mahdollisia, jolloin myös peli saa uusia merkityksiä pelimaailman ulkopuolelta. Tarinat vaikuttavat peliin ja pelin kulku vaikuttaa tarinoihin. Ne ovat esimerkki emergentistä pelattavuudesta ja kuluttajien tavasta muokata kulttuurituotteet omiin tarpeisiin soveltuvaksi, mikä luo uusia pelaamisen muotoja. Sims-tarinoita kirjoittavat etupäässä aikuiset naiset, jotka ovat halunneet yhdistää mieluisat harrastukset. He arvottivat tarinoita pääosin samoin perustein kuin muitakin kirjallisia tuotoksia, mutta uusia elementtejä olivat niiden visuaalisuus ja yhteisöllisyys. Useimmiten motivaatio harrastukseen lähti peliyhteisön esimerkistä. Toinen yleinen teema oli se, kuinka pelaajat pelatessaan alkoivat automaattisesti luoda omaa narratiivisuutta ja kokivat tarvetta tuoda nämä ideat konkreettisen tarinan muotoon, jonka jakaa yhteisössä. Tutkimus osoitti, että pelit sallivat harrastajien toimia omaehtoisina kulttuurintuottajina ja synnyttää uusia innovatiivisia pelaamisen muotoja. Jatkotutkimuksessa on huomionarvoista kuinka nykypäivän mediakulutus ja -tuotanto integroituvat yhä tiiviimmin toisiinsa. Näiden uusien ilmiöiden tutkimus on siten tärkeää ja edellyttää moninäkökulmaista tutkimusotetta.

Päivittäistavarakaupan jakelumallivaihtoehdot ja kuljetukset tuoteryhmittäin

Tässä työssä jaetaan supermarket-kokoluokan päivittäistavaran vähittäiskaupan tuotevalikoima tuoteryhmiin ja selvitetään tuoteryhmäkohtaisesti keskusliikkeen mahdollistamat jakelurakenne vaihtoehdot. Toimintaympäristönä työssä on Suomi. Työssä päädytään jakamaan koko tuotevalikoima yhdeksään tuoteryhmään ja tuoteryhmien soveltuvuutta tutkitaan keskusliikkeen mahdollistamissa neljässä eri jakelumallivaihtoehdossa. Jakelumallin valintaan vaikuttaa tuotteiden varastointipäätökset sekä kuljetusolosuhteet, etenkin lämpötila. Työn perusteella keskusliikemallia ei voida luoda yksiselitteisesti vain tuoteryhmien perusteella, vaan lopullinen toimiva malli on yritys- ja tuotekohtainen. Myöskään jakelumallivaihtoehdon valintaa ei voida kaikissa tapauksissa valita ainoastaan tuoteryhmän perusteella, vaan tuoteryhmien sisälläkin on poikkeamia optimaalisessa jakelumallissa. Tuoteryhmän sisäisiin poikkeamiin vaikuttavat etenkin toimittaja, etäisyydet ja tuotekohtaiset ominaisuudet.

Suomen huoltovarmuus ja yritysten kansainvälistyminen

Tässä tutkimuksessa tarkastellaan Suomen huoltovarmuuden ja yritysten kansainvälistymisen välistä suhdetta, joka on seurausta globalisaation ja talouden avautumisesta. Tätä kehitystä ilmentää hyvinvointivaltioiden muutos kilpailukykyvaltioiksi. Ulkoistamisen myötä suomalaiset yritykset ovat siirtäneet globaaleissa arvoketjuissa aineellisen valmistuksen osuutta halvemman tuotannon maihin ja keskittäneet aineetonta osaamista ja johtamistaitoa Suomeen. Tämän tutkimustyön tarkoituksena on selvittää yritysten kansainvälistymisen vaikutusta Suomen huoltovarmuuteen. Tutkimuksen teoreettinen paradigma perustuu keskinäisriippuvaiseen liberalismiin. Tässä tutkielmassa käytetään aineistopohjaista sisällönanalyysia. Tutkimustyössä käytetään keskeisenä lähdemateriaalina kokonaisturvallisuuden hallinnalle tärkeitä valtion virallisdokumentteja. Tämän lisäksi tutkimusaineisto koostuu myös kriisilainsäädännöstä ja varautumiseen liittyvistä muista laista ja asetuksista. Tämän tutkimuksen johtopäätöksinä suomalaisten yritysten kansainvälistymisen tuo huoltovarmuuden näkökulmasta sekä haasteita että hyötyjä. Haasteita huoltovarmuudelle ovat yritysten omistajarakenteen monikansallistuminen ja omavaraisuusasteen pieneneminen. Häiriötilanteessa monikansallisten yritysten omistajien edut voivat olla ristiriidassa Suomen huoltovarmuustarpeiden kanssa. Kansainvälistyminen myötä yritysten tuotanto voi siirtyvät ulkomaille, mikä lisää Suomen riippuvuutta muista toimijoista. Keskinäisriippuvuus voidaan toisaalta nähdä hyötynä huoltovarmuudelle, koska se vähentää valtioiden välisten konfliktien mahdollisuutta. Monimuotoinen elinkeinoelämä yhdessä kansainvälistymisen kanssa takaavat tulevaisuudessa toimivan huoltovarmuuden Suomessa.

Rakennuksen tietomallien hyödyntämisen edellytykset rakentamisen valmistelu- ja rakennusvaiheessa

Työn tavoitteena oli tutkia, kuinka rakennuksen tietomallia voidaan hyödyntää rakennusliikkeen tuotannonsuunnittelu- ja rakennusvaiheessa sekä mitä sen hyödyntäminen edellyttää rakennuksen tietomallin informaatiosisällöltä. Tavoitteena oli myös tunnistaa tuotannonohjauksen ”pullonkauloja”, joissa kohdin toimintaa voitaisiin tietomallien avulla tehostaa. Työn teoreettisena taustana on aineettoman pääoman merkitys yrityksen kilpailuedun luojana, tietämyksen hallinta ja teknologian hyödyntäminen tietämyksen hallinnassa. Työssä tutkittiin rakennustuotannon johtamista ja tietomallintamisen hyödyntämistä rakentamisessa sekä tietomallien hyödynnettävyyden varmistamista yleisellä tasolla. Työssä tutustuttiin kohdeyritykseen tuotannonohjaukseen ja rakennusvaiheen tietomallien hyödyntämisen nykytilaan. Tuloksina voidaan todeta, että tietomallien tuotannonsuunnittelu- ja rakennusvaiheen tietomallien hyödyntämisen perusedellytys on tietomallien oikeellisuus sekä tietomallien ja perinteisten suunnitteludokumenttien yhdenmukainen tietosisältö. Tämän lisäksi tarvitaan suunnitellut toimintatavat ja toimivat tiedonjakelukanavat sekä kyky hyödyntää tieto- ja viestintäteknologiaa. Tietomallit eivät tämän tutkimuksen perusteella näytä luoneen tarvetta uudenlaisille tuotanto-organisaation roolituksille. Tietomalleilla uskotaan olevan positiivisia vaikutuksia rakennusvaiheen muutostenhallinnassa. Tuotantoorganisaation henkilöillä oli positiivisia odotuksia tietomallien hyödyntämisestä tuotannonohjauksessa. Tietomallien odotetaan tukevan erillisten suunnitelmien muodostamien kokonaisuuksien hahmottamista, rakennusvaiheen osapuolten yhteistyötä ja töiden yhteensovitusta sekä logistiikan suunnittelua ja vaikutusten havainnointia.

Kattilan ja kanaviston eristykset 3D-laitossuunnitteluohjelmassa

Työn tavoitteena oli kehittää kanavistojen ja kattilan eristyksien mallintamista 3D-laitossuunitteluohjelmassa sekä siitä saatavia materiaalilistoja. Kanavistojen eristeitä kuvastavaa geometriaa muokattiin vastaamaan eristyksen todellista tilanvarausta. Kattilan eristyksen mallintaminen on aikaisemmin jouduttu tekemään manuaalisesti, työssä kehitettiin työkalu, jonka avulla eristysten materiaalitiedot ja oikeat tilanvaraukset saadaan lisättyä 3D-malliin. Kaikkia eristyksen mallintamista ei kuitenkaan pystytä mielekkäästi toteuttamaan automaattisesti työkalujen avulla, näitä kohteita ovat tukikehikkorakenteet kuten kattilan vinttikehikko. Lisäksi täytyi selvittää, mitä tietoja eristyksien materiaalimäärälistoille vaaditaan, ja kuinka nämä tiedot saataisiin listoihin mukaan. Jotta kaikki eristettävät kohteet saadaan tuotettaviin materiaalilistoihin, on ohjelmaan lisättävä käytettäväksi uusia komponentteja. Näitä ovat uudet kanavistojen osat sekä muun muassa venturit ja huoltoluukut kanavistoille. Kattilaan asennettavat laitteet kuten näkölasit ja polttimet vaativat tukirakenteen, joka samalla toimii kotelona putkistojen taivutuksille. Näitä kohteita on aikaisemmin tuotu vanhoista projekteista tai ne on tehty suunnittelijan toimesta uusiksi. Työssä esitettiin uusi tapa mallintaa kattilan pinnat, jolloin niihin voidaan liittää koteloita erillisestä komponenttikirjastosta. Kanavistojen eristyksien materiaalimäärälistojen tuottaminen suoraan ohjelmasta auto-matisoitiin. Kattilan ja siihen liittyvien eristyskehysrakenteiden listojen tuotanto kuitenkin vaatii yhteisten toimintamallien kehittämistä. Tämän työn uudet menetelmät mahdollistavat yhä uusien työkalujen kehittämisen, esimerkiksi automaattisen eristysten teknisten piirustusten kuvatuotannon tulevaisuudessa.

Öljysuojarahaston tutkimus- ja kunnostustoiminta

Suomessa on maaperän tilan tietojärjestelmässä vuoden 2013 tietojen mukaan 23 850 kohdetta, joiden maaperä on mahdollisesti pilaantunut, pilaantunut tai puhdas ja kunnostettu. Polttonesteiden jakelu on aiheuttanut kolmanneksen kohteiden pilaantumisista. Näistä kohteista isännättömiä arvioidaan olevan 1 100. Isännättömällä kohteella tarkoitetaan pilaantunutta kohdetta, jossa pilaajaa tai muuta puhdistusvastuullista ei tiedetä tai tavoiteta, on kohtuutonta vaatia vastuullista puhdistamaan aluetta, vastuullinen on maksukyvytön tai häntä ei ole muusta syystä mahdollista saattaa vastuuseen. Öljyllä pilaantuneiden isännättömien kohteiden tutkimista ja kunnostusta varten on perustettu Soili-ohjelma, Esko-projektit ja Jaska-hanke. Öljysuojarahasto on ollut rahoittamassa näitä projekteja. Projektien osapuolina ovat ympäristöministeriö, Suomen kuntaliitto, Öljyalan keskusliitto ja öljy-yhtiöt. Soili-ohjelma perustettiin vuonna 1996. Soili-ohjelmaan pystyi hakeutumaan vuoteen 2005 asti, mutta tutkimuksia ja kunnostuksia ohjelman puitteissa jatketaan vuoteen 2015 asti. Soili-ohjelman rinnalle tulivat vuonna 2010 Esko-projektit, jotka ovat yksittäisiä toimeksiantoja sen aikaiselle toteutusorganisaatiolle. Esko-projektit ovat öljyhiilivedyillä pilaantuneita maa-alueita tai pohjavesialueita. Jaska-hanke perustettiin jatkamaan Soili-ohjelman viitoittamalla pohjalla vuonna 2012. Tämä diplomityö tarkastelee ja analysoi öljysuojarahaston tutkimus- ja kunnostustoimintaa sekä esittää sille jatkoa varten kehitysehdotuksia. Tässä keskitytään käsittelemään Soili-ohjelmaa, Esko-projekteja ja Jaska-hanketta. Työssä koottiin projekteissa mukana olleiden näkemyksiä ja kokemuksia kysely- ja haastattelututkimuksella. Lisäksi työssä tehtiin tapaustutkimus, jossa tutkittiin henkilökohtaisen tapaamisen vaikutusta kiinteistönomistajan aktivoimiseen. Työn tarkoitus oli selvittää projekteissa käytössä olevat hyvät toimintatavat sekä antaa eväitä heikompien kohtien korjaamiseksi. Tätä kautta saatiin selvitettyä ne toimintatavat, jotka soveltuvat parhaiten Jaska-hankkeeseen. Työssä havaittiin projektien vahvuudeksi keskitetty ja osaava projektiorganisaatio, joka tekee projekteista kustannustehokkaita, kattavia, systemaattisia ja hyvin koordinoituja. Projekteilla on saatu tutkittua ja kunnostettua paljon kohteita, mikä ei olisi ollut muutoin mahdollista. Suurimmiksi kehityskohteiksi todettiin tiedottaminen sekä kiinteistönomistajien aktivoiminen. Jaska-hankkeessa on tehty jo muutoksia parempaan suuntaan, kuten kiinteistönomistajien aktivointi henkilökohtaisella yhteydenotolla hankeorganisaation toimesta ja kiinteistönomistajan sitouttaminen ÖSR:n ehtoihin vasta, kun kunnostusvaiheeseen ollaan ryhtymässä. Kehitystä tulisi kuitenkin jatkaa tekemällä uusi ja kattava viestintäsuunnitelma, jonka päätavoitteena olisi saada osapuolet tietoiseksi hankkeesta.

Julkiset luomu- ja lähiruokahankkeet toimitusketjunäkökulmasta tarkasteltuna

Luomu- ja lähiruokaliiketoiminta on vielä varsin marginaalista Suomessa, mutta alalla on selkeästi kasvupotentiaalia. Sektoria on pyritty kehittämään julkisten, muun muassa EU-rahoitettujen, hankkeiden avulla. Tässä työssä on tutkittu vuosina 2007 – 2013 toteutettuja luomu- ja lähiruokahankkeita toimitusketjunäkökulmasta käsin. Tutkimuksen kohteena ovat olleet hankkeisiin liittyvät toimitusketjun osaamisalueet sekä hankkeiden tavoitteet, kohderyhmät ja tulokset. Bechmarking-mielessä on luotu silmäys Ranskan, Italian ja Itävallan luomu- ja lähiruokaliiketoimintaan. Työn otoksen muodostavat 105 julkista luomu- ja lähiruokahanketta. Työssä muodostettiin teorialähtöisesti kuusi toimitusketjun osaamisaluetta, joiden avulla hankkeita kategorisoitiin ja analysoitiin. Osaamisalueet ovat yhteistyö-/verkosto-osaaminen, logistiikka-/jakeluosaaminen, markkinointi-/myyntiosaaminen, talous-/yrittäjyysosaaminen, tuote-/tuotekehitysosaaminen sekä tuotanto-osaaminen. Tutkittujen hankkeiden yleisin tavoite liittyy yhteistyö- ja verkosto-osaamisen kehittämiseen. Hankkeista voitiin osoittaa neljä erilaista yhteistyön muotoa. Yleisin kohderyhmä on luomu- ja lähiruoan tuottaja. Eurooppalaisissa esimerkeissä korostuvat kuluttajalähtöisyys, järjestäytyneet yhteistyömuodot sekä vähittäiskaupan merkittävä rooli luomu- ja lähiruoan jakelijana.

Metsäenergian liiketoimintojen kehittäminen ja käytön kasvun vaikutukset Kaakkois-Suomessa

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

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