Search

The interest in renewable hydrogen has been on the rise in recent years, and with the increase in variable renewable energy (VRE) capacity, hydrogen storage capacity is needed. However, large-scale hydrogen storage applications viable in Finland are yet to be demonstrated, and the topic is rather unexplored. This thesis aimed to present the technology options for large-scale hydrogen storage applications viable in Finland. The technologies were first compared qualitatively after which a model to simulate the operating performance of a lined rock cavern (LRC) as a part of the steelmaking process was created using Python programming language. The aim was to study if the storage can reduce the overall cost of delivered hydrogen. The performance of LRC was assessed by establishing different scenarios and comparing the Levelized cost of hydrogen (LCOH) of the scenarios. The variables of particular interest were the effect of storage size, operational hours of the storage, and electricity price. Additionally, the cost of the transmission pipeline and the benefit of surplus heat sales were included in this thesis. The simulation results show that with the assumptions and price data used in this thesis, integrating storage can decrease LCOH up to 0.64 €/kgH2 compared to a configuration with no storage, but the electricity price volatility had a substantial effect on the economic viability. Increasing the storage capacity led to lower LCOH only when price data with higher price volatility was used. Using price data with less volatility resulted in increased LCOH, up to 0.13 €/kgH2, in most scenarios. Electricity cost was found to constitute the largest part of the LCOH, while CAPEX was found to have a small contribution regardless of the variation of electricity prices or investment cost estimations. Conversions from USD to EUR were conducted using exchange reference rates of April 2022. Future research including a broader set of storage capacities as well as focusing more in detail on the development of electricity prices and contract alternatives is suggested. The simulation and assumptions are not tailored for steelmaking but can be deemed as generalized descriptions for the industry that uses hydrogen as a feedstock in continuous operation.Uusiutuvan vedyn varastointi- ja jakeluteknologiat suuren mittakaavan teollisille toimijoille Suomessa. Tiivistelmä. Kiinnostus uusiutuvaa vetyä kohtaan on ollut kasvussa viime vuosina, ja vaihtelevan uusiutuvan energian (VRE) kapasiteetin kasvun myötä myös vetyvarastokapasiteetin tarve kasvaa. Demonstraatioita Suomen olosuhteisiin sopivista suuren mittakaavan vetyvarastoteknologioista ei vielä ole, ja aihe on toistaiseksi kohtalaisen tuntematon. Tämän diplomityön tavoitteena oli käydä läpi vedyn varastointiteknologioita, jotka ovat toteuttamiskelpoisia suuressa mittakaavassa Suomessa. Teknologioita vertailtiin ensin kvalitatiivisesti, jonka jälkeen kehitettiin dynaaminen malli Python-ohjelmointikielellä kuvaamaan suljetun maanalaisen kalliovaraston (LRC) toimintaa osana teräksenvalmistusprosessia. Työn tavoitteena oli tutkia, pienentääkö varasto vedyntuotannon kokonaiskustannusta. LRC:n toimintakykyä arvioitiin luomalla skenaarioita ja vertailemalla niiden kustannuksia LCOH-menetelmällä. Muuttujista erityisen kiinnostuksen kohteena olivat varaston koko, käyttötunnit sekä sähkön hinta. Lisäksi tässä diplomityössä tutkittiin vedyn siirtoputkiston kustannuksia sekä ylijäämälämmön myyntituottoja. Simulointitulokset osoittivat, että varaston käyttäminen voi pienentää tuotantokustannuksia suurimmillaan 0.64 €/kgH2 verrattuna konfiguraatioon, jossa varastoa ei ole, joskin sähkön hinnan vaihtelevuudella oli merkittävä vaikutus taloudelliseen kannattavuuteen. Varastokoon kasvattaminen johti referenssiskenaariota pienempiin LCOH-arvoihin vain suuremman vaihtelevuuden hintadatan kohdalla. Hintadatan, jossa sähkön hinnanvaihtelu oli vähäisempää, johti useimmissa skenaarioissa suurempiin LCOH-arvoihin, jossa suurin LCOH-nousu oli 0.13 €/kgH2. Merkittävin osuus tuotantokustannuksista muodostui sähkönkulutuksesta, kun taas pääomakustannusten osuuden havaittiin olevan pieni riippumatta sähkön hintatason vaihtelusta tai investointikustannusten herkkyytyksestä. Valuuttamuunnokset Yhdysvaltain dollarista euroon tehtiin käyttäen huhtikuun 2022 muuntokerrointa. Jatkoselvityksen aiheiksi ehdotetaan laajemman varastokapasiteettien joukon tutkimista sekä sähkön hintakehityksen ja erilaisten sähkönhankintasopimusten huomioimista. Tässä diplomityössä kehitetty malli oletuksineen ei ole räätälöity teräksenvalmistusprosessia varten, vaan sitä voidaan pitää yleisenä kuvauksena teollisuudenaloista, jotka käyttävät vetyä syötteenä jatkuvatoimisessa prosessissa.

The 69th World Health Assembly endorsed the Global Health Sector Strategy for Viral Hepatitis, embracing a goal to eliminate hepatitis infection as a public health threat by 2030. This was followed by the World Health Organization's (WHO) global targets for the care and management of hepatitis B virus (HBV) and hepatitis C virus (HCV) infections. These announcements and targets were important in raising awareness and calling for action; however, tracking countries’ progress towards these elimination goals has provided insights to the limitations of these targets. The existing targets compare a country's progress relative to its 2015 values, penalizing countries who started their programmes prior to 2015, countries with a young population, or countries with a low prevalence. We recommend that (1) WHO simplify the hepatitis elimination targets, (2) change to absolute targets and (3) allow countries to achieve these disease targets with their own service coverage initiatives that will have the maximum impact. The recommended targets are as follows: reduce HCV new chronic cases to ≤5 per 100 000, reduce HBV prevalence among 1-year-olds to ≤0.1%, reduce HBV and HCV mortality to ≤5 per 100 000, and demonstrate HBV and HCV year-to-year decrease in new HCV- and HBV-related HCC cases. The objective of our recommendations is not to lower expectations or diminish the hepatitis elimination standards, but to provide clearer targets that recognize the past and current elimination efforts by countries, help measure progress towards true elimination, and motivate other countries to follow suit. © 2020 John Wiley & Sons Ltd

Energy leaves its footprint on land, and the consequences differ in sources. The energy sector is experiencing a transition towards more distributed energy production with larger share of renewable energy sources. This imposes different requirements for energy production and transmission in comparison with centralized production. This thesis aims to provide an overview of Finland’s current situation regarding energy technologies and their land-use in heat and electricity production. Nine different energy production methods are introduced in this thesis. The land is measured in square kilometers and the results are presented in km²/TJ. The land areas of power plant properties were estimated using Karttapaikka service provided by National Land Survey of Finland. Import is considered to have no land-use in Finland. The results indicate that nuclear power, coal and natural gas require the smallest land area per produced TJ. The poorest land-to-energy ratio belongs to peat and hydropower. However, the complete assessment of land requirements throughout the resource production and distribution chain is beyond the scope of this thesis. The nature of this thesis is rather to provide a directional overview of different energy production methods. The full fuel cycles were not covered in this thesis. In addition, the land-use effects outside the borders of Finland were not assessed. However, the results indicate that in general, renewable energy sources tend to require more land area in comparison with non-renewable sources, which is compatible with other studies about the subject.Suomen energiantuotantomuotojen maankäyttö vs. tuotantomäärä. Tiivistelmä. Energiantuotannon maankäytön vaikutukset vaihtelevat energialähteittäin. Energiasektori on siirtymässä keskitetystä tuotannosta kohti hajautettua tuotantoa, ja uusiutuvan energian määrä on lisääntynyt. Tämä asettaa erilaisia vaatimuksia maankäytön suhteen energiantuotannossa sekä siirtämisessä. Tämän kandidaatintyön tarkoitus on tarjota yleiskatsaus Suomen nykyiseen maankäytön tilanteeseen sähkön ja lämmön tuotannossa sekä verrata sitä sähkön ja lämmön tuotantomääriin. Työssä käsitellään yhdeksää erilaista tuotantomenetelmää. Pinta-ala mitataan neliökilometreinä, ja lopputulos ilmoitetaan yksikössä km²/TJ. Esimerkkivoimalaitosten tonttien kokoja on arvioitu Maanmittauslaitoksen Karttapaikka-sovellusta apuna käyttäen. Tuontisähkön maankäytön suuruus on tässä työssä oletettu nollaksi. Laskennan mukaan pienimmän maa-alueen tuotettua terajoulea kohti vaativat ydinvoima, kivihiili ja maakaasu. Turpeella ja vesivoimalla on suurin pinta-alavaatimus. Tässä kandidaatintyössä ei otettu huomioon tarkasteltujen energianlähteiden koko tuotannon, polttoainekierron ja jakeluketjun maankäytön tarpeita, ja tarkastelu rajoitettiin pelkästään Suomen rajojen sisällä tapahtuvaan maankäyttöön. Tuloksista on kuitenkin havaittavissa, että yleisesti ottaen uusiutuvat energialähteet vaativat suuremman maapinta-alan verrattuna uusiutumattomiin lähteisiin, mikä on sopusoinnussa muiden vastaavien tutkimustulosten kanssa.