• Energy Research
• Open Access close
• Closed Access close
• Restricted close
• Embargo close
• 11. Sustainability close
• Finnish close

Tämän työn tarkoituksena on tarkastella tulevaisuuden kehitysnäkymien vaikutusta Vaasan kaukolämpötoimintaan. Komartekin Flowra 32 verkostolaskentaohjelman avulla tutkitaan kaukolämpöverkon siirtokykyä nykyisissä ja tulevaisuuden kuormitustilanteissa. Työn yhteydessä laaditaan kaukolämmityksen kasvuennuste seuraavalle kymmenelle vuodelle ja selvitetään mitoituslämpötilaa -29°C vastaava teho tilastollisen analyysin avulla. Lisäksi tutkitaan mahdollisia ratkaisuja huippu- ja varatehon tuottamiseksi. Tarkastelun kohteena on myös lämmön lyhytaikaisvarastoinnin kannattavuus energianhankintajärjestelmässä. Kaukolämpöverkon siirtokyky on tarkastelun perusteella kohtalaisen hyvä, mutta liittymistehojen kasvaessa paine-erot verkon häntäpäässä jäävät liian alhaisiksi. Paras ratkaisu paine-ero ongelmaan on rakentaa välipumppaamo Hovioikeudenpuistoon. Tarkastelun perusteella kaukolämmön varatehon lisätarve on kymmenen vuoden kuluttua noin 40 MW ja varatehoksi on kannattavinta rakentaa raskasta polttoöljyä käyttävä lämpökeskus. Lämmön lyhytaikaisvarastointi on nykyisillä energianhinnoilla kohtalaisen kannattavaa varsinkin, jos Kauppa- ja teollisuusministeriö myöntää hankkeelle täyden 30%:n investointiavustuksen. The purpose of this thesis is to examine the effects of future prospects on district heating in the town of Vaasa. Using Komartek`s Flowra 32 network computation software application, the transfer capacity of the district heating network is studied in current and future load situations. A growth forecast for the next ten years is prepared in connection with this thesis and the power that corresponds to a dimensioning temperature of -29°C obtained using statistical analysis. In addition, possible solutions for generating peak and back-up power are examined. The economic viability of the short-term heat storage in the energy purchasing system is also focus of the study. On the basis of the analysis, the transfer capacity of the district heat network is rather good, although as the connection power increases, pressure differences at the end of the network remain too low. The best solution for the pressure difference problem is to construct a booster pumping station in Hovioikeudenpuisto. The analysis showed that after ten years, the need for back-up district heating energy will be 40 MW and the most economically viable way of providing back-up energy will be to build a heating centre that runs on heavy fuel oil. At current energy prices, the short-term heat storage is economically viable, especially if the Ministry of Trade and Industry grants the project 30% of its value in the form of investment support.

Diplomityössä tarkasteltiin lentoaseman terminaalirakennuksen energia- ja ainevirtoja sekä sisäilman ominaisuuksia. Esimerkkikohteena oli Helsinki-Vantaan lentoaseman keskiterminaalirakennus, jonka 1. ja 2. rakennusvaiheen ulkovaippa muodosti taserajan. Taseen ulkopuolisista tekijöistä tarkasteltiin jäähdytysenergian tuotantoa ja ulkoilman laatua. Työn yhtenä tavoitteena oli muodostaa rakennukselle energiatase. Taseen avulla saatiin tietoa energian jakautumisesta eri toimintoihin ja löydettiin tekijät, joita suunnittelussa tulee painottaa. Terminaalin lähiympäristössä tutkittiin ulkoilman laatua mittausten avulla. Mittaustietoja käytetään apuna tulevaisuuden ilmanottosuunnittelussa. Työssä tarkasteltiin energia- ja ainevirtoina lämpö-, jäähdytys- ja sähköenergian sekä veden ostoa, tuotantoa ja kulutusta sekä prosessointia. Terminaalin lämpötarpeesta hieman yli puolet katettiin kaukolämmöllä. Loput noin 45 % lämpöenergiasta saatiin ns. ilmaisenergioista. Näistä merkittävimmäksi havaittiin sähkölaitteiden luovuttama lämpömäärä. Lämpöhäviöiden kannalta merkittäviä energiavirtoja olivat ilmanvaihdon ja vuotoilmojen kautta siirtyvät energiavirrat, joiden osuuden todettiin olevan noin 80 % terminaalin kokonaislämpöhäviöistä. Vaipan lämmöneristyskyky ja kyky absorboida auringon säteilyä todettiin hyviksi. Tulevaisuudessa tärkeitä suunnittelunäkökohtia tulevat olemaan ilmanvaihdon ja vuotoilman kautta siirtyvien energiavirtojen hallinta sekä sähköenergian ominaiskulutuksen pienentäminen. Ulkoilma todettiin mittauksin hyvätasoiseksi. Lento- ja maaliikenteen päästöarvot olivat lähellä toisiaan ja selvästi ohjearvoja alemmalla tasolla. Päästöjen sijaintiin vaikuttivat liikennemääriä enemmän tuuliolosuhteet. Tulevaisuudessa tuloilma voidaan johtaa terminaaliin yhtä hyvin joko lento- tai maaliikenteen puolelta. The aim of this study was to examine energy flows, material flows and indoor climate in an airport terminal building. The middle terminal building at Helsinki-Vantaa airport was used as an example object in the study. The exterior surface of the first and the second phases in the terminal building formed an energy balance border of the study. Cooling system and quality of open air were examined as exterior factors of the balance border. The object of this study was to create an energy balance for the terminal building. With the help of the formed energy balance has gotten information about distribution of energy flows into different functions and about factors which should be emphasized in planning. The quality of open air was measured in the surroundings of the terminal building. The results of the measurements will be used in ventilation planning. In this study heating, cooling, electric energy and water flows were examined from the perspectives of buying, producing, distributing and consuming these energy and material flows. Over 50 % of the heating needed in the terminal building was supplied by district heating. The rest of the heating need was covered by so called free energy. The most noticeable of these free energy forms was the heating energy submitted by electrical devices. From the aspect of thermal losses, ventilation and leak air were the most notable energy flows. Their amount of the total thermal losses in the terminal building was found to be about 80 %. Facade’s heat insulation and ability to absorb radiation from the sun were found to be good. In the future, control of energy flows in ventilation and leak air will be important designing aspects. Reduction of the specific consumption in electric energy is also worthy of consideration. The quality of open air was measured to be good. The quantities of emissions both in air traffic and land traffic sides were found to be close to each other and clearly below the guide lines. Wind conditions were observed to affect more to the location of emissions than the amount or quality of traffic in the airport area. In the future incoming air can be taken as well either from the air traffic side or from the land traffic side of the terminal building.

This paper describes the main features of a model developed for fore-casting economic developments, energy demand and greenhouse gas emissions in the EU area and Finland as well as for simulating the economic impacts of EU climate policy. Climate policy analysis necessitates a model of the whole EU area, because CO2 emissions of the EU area emission trading sector determine the demand and price of emission allowances. The main conclusion from model simulations is that output and employment losses induced by EU climate policy in 2008-2012 will be more se-vere in a small open energy intensive economy like Finland than in the rest of the EU area. The negative impacts of EU climate policy on export competitiveness, exports and output volume in Finland will be strongest in the energy intensive industrial sec-tors which belong to the EU emission trading sector.

Hanke tähtää Lappeenrannan julkisen rakennuskannan energiatehokkuuden ja kokonaistaloudellisuuden parantamiseen. Energiatehokkuutta ja kokonaistaloudellisuutta kunnallisessa rakentamisessa kannustavat mm. kansainvälisten ja kansallisten sopimusten energiansäästötavoitteet, sekä kuntien tiukka budjettitilanne. Hankkeen yhteydessä on laadittu arviointikriteeristö rakennusinvestoinneista vastaavien viranomaisten käyttöön, mikä helpottaa tunnistamaan energiatehokkaita, kokonaistaloudellisia sekä laadukasta sisäilmastoa tukevia rakennusinvestointien toteutuskäytäntöjä. Kriteeristö on suunniteltu erityisesti kasvatus- ja opetustarkoituksiin suunnattuja rakennuksia varten. Jotta kokonaistaloudellisuustavoitteet täyttyisivät, työssä käytettiin hyväksi elinkaariajattelutapaa. Kriteerit laadittiin rakennuksen kolmelle tavoitteiden toteutumisen kannalta merkittävälle elinkaaren vaiheelle, eli suunnittelu-, toteutus- ja käyttövaiheelle. Kriteeristö on laadittu kirjallisuuden ja ammattilaisten haastattelujen tarjoaman tiedon pohjalta. Laadittua kriteeristöä koekäytettiin Myllymäen päiväkoti -hankkeen yhteydessä, jotta voitaisiin tunnistaa kriteeristön kehitystarpeita. Koekäytön yhteydessä toteutettiin myös mielipidekysely, jonka avulla kerättiin kriteeristön kehitysehdotuksia rakennushankkeen eri osapuolilta. Koekäytön tarjoaman tiedon nojalla kriteeristöä jatkokehitettiin vastaamaan paremmin käytännön tarpeita. Koekäyttö kohdistui kohteen suunnitteluvaiheeseen. Hankkeessa saavutettiin asetetut tavoitteet. Voidaan kuitenkin todeta, että kriteeristön jatkokehittämistä on syytä jatkaa. Koekäytön ulottaminen toteutus ja käyttövaiheeseen on tärkeää. Kriteeristön käsittelyalueen laajentamiselle korjausrakentamiseen sekä alueellisen tarkastelutavan käyttöönotolle olisi myös tarvetta. The aim of this project is the creation of a tool to improve the energy efficiency, overall economy and indoor climate quality in the public building stock of Lappeenranta. The motivation to improve the energy and cost efficiency in public buildings related to inter alia the energy saving targets set by international and national agreements and the economic challenges of municipalities. In the frames of this project, a set of evaluation criteria was created to help the officials responsible for building investments to identify methods for the implementation of new construction projects that promote energy and cost efficiency as well as indoor climate quality. The primary targets of the criteria are educational buildings. Life-cycle approach was used in this work in terms to ensure overall economy targets. The criteria were created for three phases of buildings’ life-cycle that were identified to be important from the perspective of the set targets. These phases were the design phase, construction phase and operational phase. The creation of criteria was based on the information gained from literature, interviews of professionals and the trial phase of criteria. In terms to identify the functionality of criteria, they were exposed for trial at the building project of Myllymäki kindergarten in Lappeenranta. The trial focused on the design phase of the object. In addition, the survey was conducted in terms to receive feedback and development proposals on the criteria from different parties of the building project. By using the new experience gained from the trial phase, the criteria were further developed. The targets set for this projects were met. However, it should be mentioned that there is a need to continue the further development of the criteria in the future. In addition to the design phase, it is important to extend the trial to the construction and operational phases. The extension of the scope of criteria to renovation projects and the implementation of a regional approach would also be important development steps. Loppuraportti

This research is part of a TRAKET-project which concentrates on the competitiveness of the transit routes to North-West Russia. This research report analyses the environmental and traffic safety effects of the transit traffic and the changes in their external cost effects as the traffic increases. Recommendations for the improvement of the environmental effects and the traffic accident rates are given in the report. In addition, measures to the development of new service concepts for the operators in transit traffic are presented. Tämätutkimus on osa TRAKET -hanketta, jossa keskitytään Luoteis-Venäjälle vievien transitoreittien kilpailukyvyn selvittämiseen. Tässä osatutkimuksessa tarkastellaan Suomen kautta kulkevan transitoliikenteen ympäristövaikutuksia ja turvallisuusnäkökohtia sekä niiden aiheuttamien kustannusten muuttumista liikennemäärän kasvaessa. Raportissa annetaan kehityssuosituksia ympäristö- ja onnettomuustilanteen parantamiseksi. Lisäksi tutkimuksessa esitetään uusien, transitoliikenteen osapuolille tarkoitettujen, lisäpalvelujen synnyttämiseen tarvittavia toimia.

Diplomityön tavoitteena on tuottaa informaatiota kunnalliseen päätöksentekoon, jonka avulla kestävän kehityksen näkökulmia voidaan huomioida kunnan energiaratkaisusta päätettäessä. Yhtenä työn lähtökohtana on ollut myös uusi EU-direktiivi, jonka mukaan ympäristönäkökohtia voidaan huomioida julkisten hankintojen tarjouspyyntömenettelyssä valintaperusteena. Tarkastelun kohteena oli kokoluokaltaan 0,5–3 MW:n aluelämpölaitokset sekä polttoaineiden tuotantoketjut. Työssä vertailtavat polttoaineet olivat metsähake, raskas polttoöljy, kevyt polttoöljy ja turve. Diplomityössä on perehdytty kestävän kehityksen käsitteeseen ja muodostettu sen mukaan ekologiselle, sosiaaliselle ja taloudelliselle näkökulmalle kunnallisen energiaratkaisun indikaattoreita. Empiirisessä osassa käsitellään kestävän kehityksen näkökulmien muodostumista Enon energiaosuuskunnan toimintaan perustuen. Käytettävät kestävän kehityksen näkökulmien mukaiset indikaattorit ovat polttoaineen tuotannosta ja käytöstä aiheutuvat kasvihuonekaasupäästöt, polttoaineen tuotannon työllisyysvaikutukset sekä energian hinnan muodostuminen osuuskunnan asiakkaille. Tässä diplomityössä tarkastelluilla kestävän kehityksen indikaattoreilla mitattuna, metsähakkeen käytöllä energiantuotannossa on positiivinen vaikutus niin kunnan kasvihuonekaasutaseessa, työllisyystilanteessa sekä myös enemmän kuluttajaystävällinen asema, lämmön hinnan vakauden ansiosta, kuin muilla työssä käsiteltävillä polttoaineilla. Polttoaineen tuotantoketjun osalta metsähakkeelle saatiin tuotannon ja käytön aiheuttamaksi kasvihuonekaasupäästöksi 2,9–4,2 g CO2-ekv/MJ. Tulos perustuu Enon energiaosuuskunnan polttoaineen hankinnassa käytössä oleviin keskimääräisiin etäisyyksiin metsäkuljetuksessa (250 m) ja kaukokuljetuksessa (15 km). Tuotannon ja käytön aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt olivat raskaalla polttoöljyllä 88,2 g CO2-ekv/MJ, kevyellä polttoöljyllä 85,0 g CO2-ekv/MJ ja turpeella 104,0–108,1 g CO2-ekv/MJ. Metsähakkeen osalta polttoaineen tuotannon osuus koko tarkastellun energiaketjun kasvihuonekaasupäästöistä oli noin 43–57 %. Enon energiaosuuskunnan tapauksessa vuoden 2005 odotetulla toiminta-asteella metsähakkeella tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt ovat noin 160 t CO2-ekv. Kevyellä polttoöljyllä tuotetun lämmön tuotantoketjun kasvihuonekaasupäästöt olisivat noin 3700 t CO2-ekv sekä turpeen (50 %) ja metsähakkeen (50 %) seoskäyttöön perustuvalla ketjulla noin 2300–2400 t CO2-ekv. Samaisella toiminta-asteella työllisyysvaikutukset ovat käytettäessä metsähaketta 2,2–8,6 htv, raakaöljyä 0,12 htv ja turvetta 1,4–1,6 htv. Metsähakkeen käyttö aluelämpölaitosten pääpolttoaineena takaa myös vakaan hintakehityksen osuuskunnan asiakkaille. The aim of this study is to produce information on possibilities to consider the sustainable development perspectives in the municipal energy decision-making. One aspect is also the new EU-directive that allows the use of environmental aspects as selection criteria in supply request procedure of public supplies. The study focuses on small-scale district heating systems (between 0.5 and 3 MW) including their fuel-supply chains. The comparable fuels of the study were forest chips, heavy fuel oil, light fuel oil and peat. The first part of the study discusses the concept of the sustainable development and establishes the indicators for ecological-, social- and economical aspects of the municipal energy production. The indicators used in empirical part of the study, which based on the Eno energy cooperative, were the equivalent CO2-emissions from the production and the combustion of the fuel, the employment impacts of the fuel production and the energy price formation for the consumers. The indicators show that using forest chips in energy production has a positive effect of reduced greenhouse gases. The use of wood in energy production also provides employment opportunities and is more favourable option to consumers, because of the steady fuel price, when compared to the other alternative fuels considered in this study. The equivalent CO2 emission from the production and use of the forest chips in Eno energy cooperative heating plants is approximately 2.9–4.2 g CO2-ekv/MJ when the average transportation distance in forest is 250 meters and on the road 15 kilometres. Equivalent CO2 emissions of the comparable fuel chains are 88.2 g CO2-ekv/MJ with heavy fuel oil, 85.0 g CO2-ekv/MJ with light fuel oil and 104.0–108.1 g CO2-ekv/MJ with peat. The share of the greenhouse gas emissions of the forest chips production is about 43–57 % of the total greenhouse gas emissions caused by the production and the combustion of the forest chips. The estimated use of the forest chips in the Eno energy cooperative heating plants for the year 2005 is about 12 000 MWh. Equivalent CO2 emissions caused by the production and the use of the forest chips with the estimated consumption rate is 160 t CO2-ekv. If the heat is produced with comparable fuels, the amount of the greenhouse gas emissions would be 3700 t CO2-ekv with the light fuel oil and 2300–2400 t CO2-ekv with the mixture of peat (50 %) and forest chips (50 %). The employment effects of using the forest chips with the estimated consumption rate are between 2.2 and 8.6 man-years. If the same amount of energy is produced with comparable fuels, the effect would be 0.12 man-years with the heavy and light fuel oil, and 1.4–1.6 man-years with the peat. The use of forest chips as a fuel in energy production offers also very steady energy price for the consumers.

Nykypäivänä energiansäästötavoitteet ovat haasteena yhä useammalle energiankuluttajalle. Tavoitteisiin päästäkseen yritykset ja kunnalliset energiankuluttajat kaipaavat usein apua kannattavien energiansäätökeinojen löytämiseksi. Erilaiset energiakatselmukset vastaavat tähän tarpeeseen ja ovat esimerkki tuloksellisesta energiansäästöstä. Lappeenrannan teknillinen yliopisto on tutkinut energiatehokkuutta pitkään erilaisissa projekteissa teollisuuden kanssa yhteistyössä. Osa LUT:n energiatehokkuustutkimusta ovat energia-auditoinnit yrityksille ja kunnille, joita LUT Energian projektin puitteissa alettiin kehittää vuoden 2008 syksyllä. Energia-auditointien fokuksena on pyritty pitämään pumppausprosessien energiatehokkuuden optimointia, sillä aihetta on tutkittu yliopistolla laajasti. Pumppausprosesseissa on todettu olevan merkittävä energiansäästöpotentiaali: pumppauksen kuluttamasta energiasta voi olla mahdollista säästää jopa 50 % erilaisilla laite- ja säästötaparatkaisuilla. Pumppausprosessien energia-auditointeja on tehty teollisuuden pumppauskohteisiin kuin myös kunnallisiin vesi-huoltolaitoksiin. Lisäksi energia-auditointien puitteissa on tutkittu energiansäästömahdollisuuksia rakennuksissa. Energiansäästökohteita etsitään sekä lämpö- että sähköenergian osalta. Energia-auditoinneissa pumppausten osalta energiansäästöpotentiaalia on todettu olevan etenkin suuren kokoluokan pumpuissa, joilla on pitkä vuosittainen käyttöaika. Myös pumppujen säätötavalla on suuri merkitys energiankulutukseen. Rakennusten osalta on pyritty selvittämään, kuinka energiankulutus jakautuu eri kulutusryhmien kesken. Säästökohteita on löydetty muun muassa rakennusten tiiviydestä, ilmanvaihdosta kuin valaistuksestakin. Monia auditointien asiakkaita on kiinnostanut etenkin led-teknologian hyödyntäminen yleisvalaistuksessa sekä muut keinot säästää valaistuksen energiankulutuksessa. Pyrkimyksenä on kehittää energia-auditointeja projektin aikana saavutettujen kokemusten avulla sekä myös liiketaloudellisessa mielessä opinnäytetutkielmien avulla. Menestyksekäs palveluliiketoiminta edellyttää määriteltyjä toimintatapoja, riittävän tarkkaa palvelujen rajausta ja koko energia-auditointiprosessin kehittämistä aina asiakassuhteen luomisesta sen jatko-hoitoon saakka. Nowadays energy saving goals are challenging energy consumers in the industrial- and municipal sector as well. To reach these goals many energy consumers need help to figure out economic ways to save energy. Energy audits by an outside consultant are useful help when determining the energy saving potential of the company. Energy audits are good examples of successful energy saving. Lappeenranta University of Technology has done energy efficiency related research for a long period in interactive cooperation with Finnish companies. Parts of the LUT’s energy efficiency research are energy audits for different kind of energy consumers. LUT’s energy audit project was started in the fall of 2008. Focus of the LUT’s energy audits has been energy efficiency of pumping processes, because the subject is widely studied at the department of LUT Energy. It has been indicated that the energy consumption of a pumping system might be decreased up to 50 percent by changing the drive components with more efficient ones and by changing the applied control method of the pump. LUT’s energy audits have been implemented for pumping processes in industry and also for municipal water supply and sewerage systems. In addition to pumping systems LUT’s energy audits have studied energy consumption of structures. An energy audit for building takes into account the HVAC systems of the structure and figures out ways to save energy for example in heating, ventilation and lighting. In energy audits energy saving potential has been discovered especially at the large sized pumps which are running most of the time. Also the applied control method of the pump has shown to play a significant role in energy efficiency of the pumping system. When it comes to the energy audits of buildings, the main points of consumption have been revealed. LUT’s energy audits have discovered energy saving potential for example in ventilation, lighting and insulation of the structure. Led-technology and its possibilities in general lighting has been one of the fields that many clients of the audits have been especially interested in. There is an aim to develop LUT’s energy audits by means of the experience gained during the auditing project. Energy auditing process is under improvements also from the business economical point of view by thesis study. Service oriented business requires defined methods, focusing and development of the whole service chain from creating the customer connections to after care of the customership.