http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/158298 Tue, 11 Aug 2026 04:59:19 GMT 2026-08-11T04:59:19Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172715 Keravan Energian luontojalanjälki vuonna 2024 Eini, Laura Luonnon monimuotoisuus heikkenee nopeammin kuin koskaan aikaisemmin ihmiskunnan historiassa, kun käynnissä on kuudes sukupuuttoaalto, jonka aiheuttajana on ihminen. Luontokadon hillitsemiseksi on tärkeää tunnistaa sitä aiheuttavia tekijöitä ja kehittää toimivia ja luotettavia mittareita vaikutusten arviointiin. Tässä diplomityössä selvitettiin Keravan Energian oman toiminnan aiheuttama luontojalanjälki vuonna 2024. Työssä huomioitiin Keravan Energian toimintaympäristö sähkön- ja kaukolämmön siirtäjänä, tuottajana sekä sähkönmyyjänä. Yhtiön näkökulmasta keskeisimmiksi luontokadon ajureiksi rajattiin maankäyttö sekä ilmastonmuutos. Diplomityössä laskettiin, kuinka suuri luontojalanjälki kohdistuu maa- sekä vesiekosysteemeihin näiden ajureiden vaikutuksen kautta. Tutkimuksessa käytettiin kahta eri laskentatapaa: Excel-laskennassa hyödynnettiin yhtiön omaa dataa ja openLCA-elinkaarimallinnusohjelmaan yhdistettiin europohjaisiin hankintoihin perustuva tietokanta EXIOBASE. Keravan Energian luontojalanjälki vuonna 2024 oli maaekosysteemien osalta 89 218 pPDF ja vesiekosysteemien osalta 17 009 pPDF. Maaekosysteemeille luontohaittaa aiheutti ajureista merkittävästi enemmän ilmastonmuutos (61 %) kuin maankäyttö (39 %). Vesiekosysteemien luontojalanjälkeä tarkasteltiin ainoastaan ilmastonmuutoksen kautta. Tulokset osoittivat, että luontojalanjäljen pienentämisessä olennaista on kiinnittää huomiota ilmastovaikutusten vähentämiseen energiantuotannon polttoainevalintojen kautta sekä hankintojen osalta suosia luonnon kannalta kestävämpiä raaka-ainevalintoja ja vastuullisten alihankkijoiden käyttöä.; Biodiversity loss is deteriorating more rapidly than at any other time in human history as the sixth mass extinction occurs, driven by human activities. It is important to identify the factors that cause biodiversity loss and to develop functional and reliable indicators for assessing impacts. This master’s thesis examined the biodiversity footprint of Keravan Energia’s operations in 2024. The assessment considered the company’s role as a producer and disctributor of electricity and district heating, as well as an electricity retailer. From the company's perspective, land use and climate change were identified as the most significant drivers of biodiversity loss. The study quantified the biodiversity footprint affecting terrestial and freshwater ecosystems through these two drivers. Two complementary calculation methods were applied: an Excel-based assessment using the company’s operational data and life cycle modelling with openLCA, combined with the environmentally extended input-output database, EXIOBASE. The biodiversity footprint of Keravan Energia in 2024 was 89 218 pPDF for terrestrial ecosystems and 17 009 pPDF for aquatic ecosystems. Climate change (61 %) caused significantly more damage to the terrestrial ecosystems than land use (39 %). Aquatic biodiversity footprint was assessed only through climate change. The results indicate that reducing the company’s biodiversity footprint requires lowering climate impacts through fuel choices in energy production and promoting biodiversity-friendly procurement by favoring more sustainable raw materials and responsible subcontractors. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172715 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172714 Datakeskusinvestointien lämpöpotentiaali Suomen kaukolämpösektorille Juntunen, Eemil Datakeskuskapasiteetin kasvu lisää sähkön kysyntää, mutta luo myös mahdollisuuksia hyödyntää hukkalämpöä kaukolämpöjärjestelmissä. Tämän diplomityön tavoitteena on tarkastella Suomeen suunniteltujen datakeskusinvestointien lämpöpotentiaalia ja arvioida, kuinka suuri osa siitä voisi olla laskennallisesti hyödynnettävissä kaukolämpöjärjestelmissä. Diplomityö perustuu julkisesti saatavilla oleviin investointi- ja kaukolämpöaineistoihin. Aineistojen perusteella muodostetaan nykytilaa kuvaava vertailutaso sekä kolme investointiskenaariota hankkeiden etenemisvaiheiden perusteella. Tarkastelussa arvioidaan datakeskusten hukkalämpöpotentiaalia sekä valtakunnallisesti että paikkakuntakohtaisesti, jolloin lämpöpotentiaalia verrataan paikalliseen kaukolämmön kysyntään. Laskennassa huomioidaan lämmöntalteenoton ja kaukolämmön kysynnän vaikutus datakeskuslämmön hyödynnettävyyteen. Tulosten perusteella datakeskusten valtakunnallinen lämpöpotentiaali on suuri, mutta paikallisesti hyödynnettävissä oleva osuus jää selvästi pienemmäksi. Laskennallisesti hyödynnettävissä oleva datakeskuslämpö kattaisi kuitenkin noin 68 prosenttia tarkasteltujen paikkakuntien yhteenlasketusta kaukolämmön tarpeesta. Datakeskuslämpö voi kattaa paikallisesti merkittävän osan kaukolämmön tarpeesta, jos datakeskukset sijoittuvat riittävän suuren kysynnän yhteyteen ja lämmöntalteenotto mitoitetaan paikallisen kaukolämpöverkon tarpeisiin. Datakeskuslämmöllä voi myös olla vaikutusta muuhun kaukolämmöntuotannon tarpeeseen, mutta korvausvaikutus riippuu paikallisesta tuotantorakenteesta.; The growth of data center capacity increases electricity demand but also creates opportunities to utilize waste heat in district heating systems. The aim of this master's thesis is to examine the heat potential of planned data center investments in Finland and to assess what share of this potential could be utilized in district heating systems based on calculations. The thesis is based on publicly available investment and district heating data. Based on the data, a reference level representing the current situation and three investment scenarios are formed according to the development stages of the projects. The study assesses the waste heat potential of data centers both nationally and at the municipal level, comparing the heat potential with local district heating demand. The calculations take into account the effects of heat recovery and district heating demand on the utilization of data center heat. The results show that the national heat potential of data centers is large, but the share that can be utilized locally is clearly smaller. Nevertheless, the data center heat that could be utilized on a calculated basis would cover approximately 68 percent of the combined district heating demand of the municipalities examined. Data center heat can cover locally a significant share of district heating demand if data centers are in areas with sufficiently high demand and heat recovery is dimensioned according to the needs of the local district heating network. Data center heat may also affect the need for other district heat production, but the replacement effect depends on the local production structure. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172714 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172713 Utilizing a novel technology arc suppression coil in MV distribution network Matilainen, Tomi This master's thesis investigates the applicability of a novel arc suppression coil (ASC) technology in a U.S. medium-voltage (MV) distribution network. Single-line-to-earth faults are the most common fault type in MV networks, making their effective compensation an important aspect of distribution system reliability. The objective of this study was to evaluate the performance of a novel ASC and compare it with conventional grounding methods. The research was carried out using a simulation-based approach in a representative MV distribution network, modelled in MATLAB/Simulink. The simulation results showed that resonance grounding significantly reduced the residual earth fault current compared with the solidly grounded network. The novel ASC achieved compensation comparable to a conventional coil while accurately regulating its inductance throughout the investigated operating conditions. The results also indicated that the practical optimum compensation point may differ from the theoretical tuning point because of network asymmetry, highlighting the importance of modern tuning methods. Although the developed model successfully reproduced the investigated earth-fault current characteristics, unexpected phase-to-ground voltage behaviour, identified during the simulations, indicates that further refinement of the network model is required for complete voltage validation. Based on the obtained results, the novel ASC technology appears well suited for MV distribution networks in which network capacitance and operating conditions vary over time. The findings support the applicability of novel ASC for reducing manual tuning and enabling higher level of automation in future distribution systems. Future research should focus on experimental validation, simulation model refinement, and evaluation in more representative distribution network configurations.; Tässä diplomityössä tutkitaan uuden teknologian sammutuskelan soveltuvuutta yhdysvaltalaiseen keskijännitteiseen jakeluverkkoon. Yksivaiheiset maasulut ovat keskijänniteverkon yleisin vikamuoto, minkä vuoksi niiden tehokas kompensointi on tärkeä osa sähkönjakelun luotettavuutta. Työn tavoitteena oli arvioida uuden teknologian sammutuskelan suorituskykyä verrattuna perinteisiin maadoitusratkaisuihin. Työ toteutettiin simulointiin perustuvana tutkimuksena, käyttäen MATLAB/Simulink-ympäristössä mallinnettua yhdysvaltalaista keskijännitteistä jakeluverkkoa. Simulointitulokset osoittivat, että resonanssimaadoitus pienensi maasulkuvirtaa merkittävästi verrattuna suoraan maadoitettuun verkkoon. Tulosten perusteella uuden teknologian sammutuskela saavutti vastaavan kompensointikyvyn kuin tavanomainen sammutuskela. Lisäksi se pystyi säätämään induktanssiaan erittäin tarkasti kaikissa tutkituissa käyttötilanteissa. Tulokset osoittivat myös, että käytännössä optimaalinen kompensointipiste voi poiketa teoreettisesta virityspisteestä verkon epäsymmetrian vuoksi, mikä korostaa nykyaikaisten viritysmenetelmien merkitystä. Vaikka kehitetty simulointimalli kuvasi maasulkuvirran käyttäytymistä onnistuneesti, simuloinneissa havaittu odottamaton vaihejännitteiden käyttäytyminen osoittaa, että mallia on edelleen kehitettävä jännitekäyttäytymisen validointia varten. Tulosten perusteella uuden teknologian sammutuskela soveltuu hyvin keskijännitteisiin jakeluverkkoihin, joissa verkon kapasitanssi ja käyttötilanteet muuttuvat käytön aikana. Tulokset osoittavat, että uuden teknologian sammutuskela voi vähentää manuaalisen virityksen tarvetta ja samalla tukea jakeluverkkojen kasvavia automaatiovaatimuksia. Jatkotutkimuksena teknologian toimintaa tulisi validoida käytännön sähköasemaympäristössä sekä arvioida sitä nykyistä realistisemmilla jakeluverkon malleilla. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172713 2026-01-01T00:00:00Z http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172712 Revealing global opportunities for carbon dioxide removal through a spatially high resolved techno-economic assessment Moradimoayyed, Jalaluddin Carbon dioxide removal (CDR) will require a portfolio of options, but their availability and cost vary strongly by location. This thesis presents a spatially resolved techno-economic assessment of geological carbon dioxide sequestration (GCS), in-situ mineralisation (MININ), ex-situ mineralisation (MINEX), enhanced weathering (EW), biochar (BC), rainfed afforestation (AFRF), and desalination-fed afforestation (AFDF). The analysis was performed on a 0.45°x0.45° global grid, except for MINEX, which was assessed at regional scale. For energy-dependent options, an hourly off-grid renewable supply system based on solar PV, wind power, and battery storage was optimised for each feasible location. The estimated cumulative sequestration potential reaches 25,759 GtCO2 for GCS and 55,280 GtCO2 for MININ. EW and BC show annual technical potentials of 29 and 23 GtCO2/a, respectively, while AFRF reaches 3 GtCO2/a under the selected forest-loss drivers. Cost reductions are strongest for DAC-based CDR options before mid-century. GCSON declines from 114 to 58 €/tCO2 between 2030 and 2100, while MININ,ON decreases from 121 to 61 €/tCO2. MINEX remains more expensive, declining from 229 to 131 €/tCO2. EW and BC show more moderate cost reductions, reaching 90 and 115 €/tCO2 by 2100, respectively. AFRF gives the lowest lifetime levelised cost of carbon dioxide removal (LCOCDR), around 19 €/tCO2, while AFDF afforestation remains close to 130 €/tCO2 after 2050. Across the assessed options, the cost-optimal electricity system is mainly PV-based, with batteries providing short-term balancing and wind power contributing in selected high-wind regions. Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT http://lutpub.lut.fi:80/handle/10024/172712 2026-01-01T00:00:00Z