Visions of Tomorrow – Engineered Today
Search

Energiasuunnittelija murroksen mahdollistajana

Julkaistu

Meneillään oleva energiamurros luo aivan uudenlaisia haasteita niin energiayhtiöille kuin teollisille toimijoille. Tämä haastaa myös suunnittelu- ja konsulttitoimintaa aivan uudella tavalla. Kuitenkaan nollapisteestä tähän työhön ei tarvitse lähteä, koska monia asioita tehdään jo suunnittelukonttorin uumenissa tänä päivänä. 

Mielikuva hiljaisessa avokonttorissa istuvasta suunnitteluarmeijasta, joka piirtää kerta toisensa jälkeen samat viivat tarkkojen sääntöjen mukaan Cad -ohjelmalla, ei todellakaan pidä paikkaansa enää nykypäivänä.

Avataan tätä maailmaa muutamien energiamurrokseen liittyvien haasteiden kautta peilaten niitä suunnittelutoimiston arkeen liittyvien työtarinoiden kautta.  Tarinat ovat tosia, sillä ne perustuvat todellisiin tapauksiin viime vuosilta, mutta vain henkilöiden nimet on muutettu.

1. Keskitetyn energiantuotannon kehittyminen hajautetuksi

Perinteinen keskitetty energiantuotanto on olennainen osa meidän energiajärjestelmäämme vielä pitkään, mutta sen rinnalle ja tueksi tulee paljon uusia hajautettuja toimintoja. Energiantuotannon hajauttaminen ajaa toimintaa nk. ”hybridimaailmaan”, jossa energiaa tuotetaan eri puolilla yhteiskuntaa monilla eri menetelmillä ja yksittäisten paikkojen tuotetut energiamäärät ovat yhä pienempiä. Tämä asettaa haasteita suunnittelutoiminnan osaamiselle ja kokonaisuuden hallinnalle. Enää ei puhuta pelkästään insinööritaitojen hyödyntämisestä, vaan sen tueksi ovat tulleet esimerkiksi kemian, rahoituksen ja digitaalisten työkalujen hyödyntäminen.

”Jussi on kokenut projektipäällikkö, joka johtaa energiayhtiölle toteutettavaa lämmöntuotantoselvitystä, jonka tarkoituksena on tehostaa nykyisen kaukolämpöverkon toimintaa. Hän on kutsunut projektipalaverin koolle, johon fyysisesti paikalle ovat saapuneet kemianosaaja Terhi (, jonka vastuuna ovat biopolttoaineratkaisut) ja Viivi (joka on juuri palannut kenttämittaus & konsultointimatkalta konttorille) sekä paikalla on etäyhteydellä Juha, (joka on porukan data-osaaja). Palaverin aiheena on käydä läpi projektin tilannetta ja erityisesti uutta mittausdataa, jota on tarkoitus käyttää laitoksen automaatiojärjestelmien (kattilan ajotapa-analyysi ja kokonaistase) laskentaan. Juha on mittaustuloksiin tyytyväinen, sillä hän saa hyvää opetusdataa ennustealgoritmilleen, joka optimoi kaukolämpöverkon ajotapaa. Palaverin lopuksi Terhi esittelee biokaasulaitoksen tehostamiseksi havaintojaan, jotta biokaasun tuotantopotentiaali voidaan ottaa huomioon tulevaisuuden skenaariossa.”

Koska tässä hybridimaailmassa yhdessä paikassa tuotetut energiamäärät ovat pienempiä, supistuu myös yksittäisten investointien koko. Tulevaisuudessa toteutetaan yhä vähemmän mittavia kattilalaitoshankkeita, jolloin uudenlaiset haasteet tulevat osaksi suunnittelutoimintaa. Konsultointi- ja suunnitteluprojektit täytyy toteuttaa yhä tehokkaammin ja ketterämmin. Samaan aikaan sekä teollisuudessa, että energiayhtiöillä organisaatiot ovat yhä matalampia, mikä puolestaan johtaa tarpeeseen paketoida yhä selkeämmin suunnittelutuotteet ja -palvelut. Sillä palvelun ostamisen helppous ja suoraviivaisuus ovat korostuneet.

”Jorma istuu toimistossaan ja hikikarpalo valuu päässä olevien kuulokkeiden alta. Pahvimukiin jäänyt kahvinjämä on hiukan kylmennyt, sillä hänen ajatuksensa ovat elintarvikeyrityksen kylmäakun suunnittelutarjouksen esitietojen saatavuudessa. Kyseessä on etäpalaveri, jossa on tarkoitus antaa viimeinen hinta työstä. Jorma on satelliittitiiminsä kanssa kehittänyt helposti monistettavissa olevan kokonaisuuden, joka tarvittaessa sisältää kenttämittauspaketin, jos tilaaja itse ei esitietoja halua suunnittelulle toimittaa. Lähtötietojen saatavuus selviää ja kyseinen mittauskokonaisuus sovitaankin osaksi kokonaisuutta. Mittauksien toteutusajankohdasta sovitaan ja Jorma laittaa Chat-toiminnolla asian tiedoksi kenttämittaaja Viiville, joka varaa mittarit kenttäkäynnille.”

2. Digitaalisuus tulee osaksi kaikkea toimintaa

Kuten näemme ympärillämme arjessa, digitaalisuus tulee osaksi kaikkea toimintaa. Harva varaa enää lomamatkaansa kivijalkakaupassa ja tuskin kukaan uskaltaa koskea enää hybridiauton konepellin alle. Energiaan liittyen digitaalisuus näkyy esimerkiksi kaukolämpömittareiden etäluvussa, kysyntäjoustoa tarjoavien yritysten ratkaisuissa ja edistyneimpien energiayhtiöiden verkkojen ajomalleissa. Tietoverkkojen ja informaation jalostamisen tarpeet korostuvat jatkossa mentäessä kohti yhä hajautetumpaa maailmaa.  Suunnittelutoiminnoissa digitaalisuuden uudet virtaukset ovat mukana monen asian kautta. Ensinnäkin 3D-suunnittelumaailma antaa aivan uusia mahdollisuuksia suunnittelutyölle.

”Heikillä on projektina suunnitella lämmöntalteenottolaitteisto kartonkitehtaalle. Kohde on haastava, sillä uudet kennot sijoitetaan hyvin ahtaalle puhallintasolle ja samalla tason kantavuus on epäselvää. Jotta varsinainen asennusvaihe sujuisi ongelmitta ilman törmäyksiä, hyödyntää Heikki sekä laserskannausta että teknistä laskentaa. Laserskannaajat pääsevät paikalle, kunhan risteilijän konehuone Karibialla on kuvattuna ja tässä välissä on rakennesuunnittelijoilla aikaa laskea tason kantavuuksia.”

Toinen energiatoimialalla tunnettu digitaalinen työkalu on verkkojen mallinnus ja simulointi. Moderneilla työkaluilla on mahdollista tehdä myös dynaamista simulointia, jolloin päästään tarkastelemaan esimerkiksi valittujen poikkeustilanteiden ilmiöitä.

Veikolla on hallussaan yli kolmenkymmenen kaukolämpöverkon mallit, joita hän tarvitessa päivittää verkon muuttuessa. Hän myös ylläpitää kyseisten verkkojen kaavioita ja mitoituslaskentoja. Eräiden yhtiöiden kanssa on myös sovittu tiedon kokonaishallintapalvelusta. Veikko on juuri saanut sähköpostin, jossa pyydetään arviota välipumppaamon investoinnista. Aikataulu on tiukka ja hän avaa simulointimallin välittömästi. Muutaman laskentaskenaarion jälkeen hän alkaa koota tiivistä yhteenvetoa asiakkaan tarpeeseen. Asia, jonka toteutus aiemmin saattoi kestää päiviä, saadaan nyt toteutettua tunneissa. 

Koneoppiminen ja keinoäly ovat yksi viime vuosien näkyvimmistä puheenaiheista. Asiassa on ollut paljon ’hypeä’, mutta pinnan alla on tehty paljon kehitystyötä, jonka hedelmät tulevat näkyviin vasta tulevaisuudessa. Moninaisiin tarpeisiin hyödynnettävää tekoälyä emme saa käyttöömme vielä hetkeen, mutta selkeästi rajatuissa ongelmissa koneoppiminen antaa jo tänä päivänä apuja arkeen.

”Datanikkari Juha on tehnyt haastavaan prosessiteollisuuden laitokseen tehokkuusnäyttöjä jo usean viikon ajan. Tavoitteena on kehittää tehtaan käyttäjille näkymä, jota hyödyntämällä he voivat ajaa prosessiaan yhä tehokkaammin. Laskenta tehdään Matlabilla ja visualisointiin Juha pyytää apuja html-koodari Mikalta. Mika ottaa hörpyn kolajuomasta ja ryhtyy tekemään näytöille Spider Plot -objektin, jossa yhteen kuvaan tiivistetään hyvin monivaiheisen ja haastavan prosessin tehokkuus.” 

3. Verkostoissa on voimaa

Edellä on puhuttu ”hybridimaailman” haasteista ja yksi olennainen haaste on maailman monimutkaistuminen. Energiaratkaisuja on jo nyt paljon ja tulevaisuudessa on yhä enemmän. Lisäksi niiden ohjattavuus ja tehokas toiminta osana muuta kokonaisuutta asettavat suuria haasteita. Toisaalta edellä mainittu yritysten organisaatioiden madaltuminen vie kohti selkeitä kokonaistoimituksia, joissa tilaaja saa yhdeltä luukulta valmiin ratkaisun. Suunnittelutoiminnan kannalta tähän muutokseen on vastattu kokoamalla riittävän laaja-alaista osaamista palkkalistoille ja sekä samalla heidän tueksi sopivia yhteistyökumppaneita.

” Heikillä kartonkikoneen lämmöntalteenoton eli LTO:n suunnittelu alkaa olla loppusuoralla ja seuraavana tapauksena on toteuttaa vastaavantyyppinen ratkaisu elintarviketehtaalle. Uuden kohteen haasteena on uunin poistokaasun likaisuus ja epäselvyys siitä, mihin sen lämpö olisi järkevinä siirtää. Heikin edustaman yrityksen prosessisuunnittelun asiantuntijat ovat varattuna seuraavat viikot, jolloin selvitysryhmä kootaan energiasuunnittelun osaajista. Selvitystyön aikana Heikki ottaa yhteyttä verkostoonsa löytääkseen toimivan ratkaisun. Parhaaksi ratkaisuksi osoittautuu pesurityyppinen talteenotto ja kustannusarvion toteutus yhteistyössä tutun toimijan kanssa onnistuu helposti. Tämän jälkeen hän jatkaa verkostonsa läpikäyntiä ja ottaa yhteyttä asennustöitä tekevään yritykseen. Tässä yhteydessä keskustellaan kokonaisuuden tarjoamisesta yhteisen allianssisopimuksen puitteissa, sillä asiakas haluaa ostaa selkeän kokonaisratkaisun.” 

Yksi tärkeimmistä suunnittelutoimiston verkostoista ovat yliopistot ja korkeakoulut, sillä niiden kautta saadaan parhaat voimat käyttöön tulevaisuudessa. Monet opiskelijat tekevätkin koulun ohella osa-aikatöitä, jolloin he saavat hyvää kokemusta tulevasta työelämästä ja vastaavasti suunnittelutoimisto hyötyy saamalla opiskelijan kautta viimeisimmän tietämyksen.

4. Liiketoiminnan ydin murroksessa

Energiatoimialalla myös liiketoimintamallit ovat murroksessa. Erilaisia tariffimalleja kehitetään koko ajan ja samalla kaukolämpöyhtiöt pohtivat, kuinka vastata asiakkaiden irtaantumiseen kaukolämmöstä. Lisäksi verkostojen avautuminen hukkalämmöille asettaa heille uusia haasteita yhteistyöhön teollisuusasiakkaiden kanssa. Tässä on tilanne, jossa myyjästä tuleekin ostaja ja tunnin päästä tilanne voi olla aivan päinvastainen. Toisaalta investoinneissa voi tulevaisuudessa olla myös leasing -elementtejä sekä energiayhtiön että heidän asiakkaidensa puolella.

Suunnittelutoiminnan kannalta tämä murros tarkoittaa sitä, että suunnittelijasta tulee yhä enemmän asiakkaan kumppani, joka toimii konsultoivassa roolissa hänen tukenaan. Liiketoiminnan kannalta kaikista tärkein tieto tulee jatkossakin pysymään liiketoimintaa harjoittavan yrityksen yksityisomaisuutena, mutta yhä enemmän tarvitaan tukea kumppaneilta laskemaan, mitä kukin tehty päätös tarkoittaa viivan alla.

”Juha-Pekka on kokenut myyntipäällikkö. Hän on uransa aikana koonnut kattavan näkemyksen ja osaamisen energiatoimialan liiketoiminnasta. Tätä osaamistaan hän jakaa konsultointitoimeksiannoissa. J-P on juuri saanut nopeaa toimintaa vaativan arvonmääritystyön, jonka tekemiseen luonnollisesti tarvitsee apukäsiä. Tiimin kanssa hän alkaa käydä kohteen arvoa läpi kolmea eri menetelmää hyödyntäen. Työ perustuu vahvaan luottamukseen ja sen pohjalta tehdään  merkittävä taloudellinen päätös ”

Kuten voidaan huomata, energiamurrokseen on havahduttu suunnittelutoiminnassa ja moneen pinnalla olevaan haasteeseen on jo ratkaisu olemassa.  Energiasuunnittelija ei ole pelkkä viivan piirtäjä ja vaan energiamurroksen mahdollistaja.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *

Teemu Turunen

Toimin energiakonsultoinnin Ryhmäpäällikkönä. Koulutukseni on filosofian lisensiaatti, fysiikka ja ympäristötieteistä.

Intelligent Engineering

Uusin artikkeli

30/06/2020

Raakavesianalyysi – Voimalaitoshankkeiden usein unohdettu lähtötieto

Kirjoittanut By Susanna Vähäsarja

Vesianalyysi on tärkein lähtötieto uutta vedenkäsittelylaitosta suunnitellessa ja se vaikuttaa niin laitevalintoihin kuin laitteiden mitoitukseenkin. Investointiprojekteissa tehdään ennen projektin alkua paljon taustaselvityksiä liittyen projektin ja rakennettavan tuotantolaitoksen kannattavuuteen, laitostyyppiin ja laitoksen ajotapaan liittyen. Laitoksen sijaintipäätös...

Read more » Lue lisää »
Blog

Copyright © 2020 – Elomatic, All rights reserved