Opiskelu on tutkimista – Case: tulevaisuuden energiajärjestelmä

Tulevaisuuden energiajärjestelmässä energia on päästötöntä, halpaa ja riippumatonta. Se perustuu pääasiassa aurinkoon ja tuuleen sekä sähköverkkoon kytkettäviin joustaviin energiavarastoihin.

Järjestelmä on kytköksissä myös muihin energiasektoreihin, kuten liikenteeseen ja lämmitykseen. Tällaista energiajärjestelmää kehitetään parhaillaan LUT:n, Teknologian tutkimuskeskus VTT:n ja Turun yliopiston Neo Carbon Energy (NCE) -tutkimushankkeessa.

Tutkimus jakautuu kolmeen osaan: energiajärjestelmiin ja yhteiskunnalliseen muutokseen liittyvään tulevaisuuden tutkimukseen sekä energiajärjestelmien ja energian varastointiin liittyvien teknologioiden kehittämiseen.

Yksi päästöttömän energiajärjestelmän kantavista ajatuksista on varastoida energiaa hiilidioksidista valmistettuihin polttoaineisiin. Varastointijärjestelmien tutkiminen ja koko energiajärjestelmän sähköistäminen ovat hankkeessa avainasioita.

Tutkijoiden ja professoreiden lisäksi tutkimukseen osallistuu myös opiskelijoita. Heille hanke tarjoaa mielenkiintoisia päättötyö- eli diplomityö- ja graduaiheita kuin myös työharjoittelupaikkoja. Ohessa pari esimerkkiä siitä, miten energiatekniikan ja kauppatieteiden opiskelijat ovat mukana tutkimushankkeessa kehittämässä tulevaisuuden energiajärjestelmää.

Henri Hiltunen, energiatekniikka

blogi-henri-hiltunen

Henri Hiltunen opiskelee energiatekniikkaa kolmatta vuotta LUT:ssa. Viime kesänä hän suoritti opintoihinsa kuuluvan työharjoittelun termodynamiikan laboratoriossa. Henrin tehtävänä oli mallintaa hiilidioksidin talteenottamista ilmasta.

Harjoittelun tavoitteena oli selvittää, miten olemassa olevasta talteenottomenetelmästä saataisiin paras mahdollinen hyöty irti. Henri haki harjoittelupaikkaa, sillä työ tuntui tukevan hänen vahvuuksiaan.

”Työhön liittyi paljon matemaattisia tehtäviä ja ongelmaratkaisua, mitkä hallitsen mielestäni hyvin. Myös loogisessa päättelyssä olen vahva ja mallinnuspuoli vaikutti kiinnostavalta. Opin harjoittelun aikana todella paljon: ohjelmistojen käyttö ihan ykkösenä, sillä en ollut kyseisiä ohjelmistoja aiemmin käyttänyt. Myös raporttien kirjoittaminen englanniksi, kokouskäytännöt ja ohjelmoinnissa käytettävän C-kielen ja mallinnusohjelma Fluentin perusteet tulivat tutuiksi.”

Mallinnuksen pohjana toimii VTT:n käytössä oleva hiilidioksidin talteenottoon suunniteltu laitteisto, missä talteenotto tapahtuu Direct Air Capture (DAC) –menetelmällä. Siinä hiilidioksidi kaapataan ilmasta käyttämällä materiaaleja, joihin hiilidioksidi sitoutuu mutta eivät muut ilmakehän kemikaalit, kuten happi.

Eli kun ilmaa lasketaan läpi putkimaisesta laitteistosta, hiilidioksidi tarttuu näihin materiaaleihin kun taas muut ilmakehän kemikaalit läpäisevät ne. Puhdas hiilidioksidi saadaan irti sitä sitovista materiaaleista lämmittämällä, minkä jälkeen hiilidioksidi imetään talteen tyhjiöpumpulla.

Tämän jälkeen laitteisto jäähdytetään ja sama ketju voidaan toistaa. Talteen otettua hiilidioksidia käytetään muun muassa uusiutuvan polttoaineen valmistuksessa.

”Kävin tutustumassa VTT:n laitteistoon ja sain sieltä vähän dataa pohjatiedoiksi. Sen jälkeen tein talteenoton eri vaiheista 2D-malleja eli käytännössä kaksiulotteisia geometrioita. Mallinnusten avulla tiedämme, millaisia parannuksia laitteistoon voitaisiin tehdä. Esimerkiksi laitteiston mittareissa on kehitettävää.”, Henri kertoo.

Henri Mikkola, kauppatieteet

blogi-henri-mikkola

Henri Mikkola opiskelee LUT:ssa kauppatieteitä, Strategy, Innovation & Sustainability -maisteriohjelmassa. Tällä hetkellä hän kirjoittaa graduaan eli päättötyötään yrityksistä, jotka nähdään edelläkävijöinä ilmastonmuutoksen ja päästöjen vähentämisen osalta.

Henrin tekemän tutkimuksen tavoitteena on selvittää, millaisia ponnistuksia maailman johtavat yritykset ovat ilmastonmuutoksen ehkäisemiseksi tehneet, mikä motivoi yrityksiä vähentämään päästöjä ja mitä näiltä kestävän kehityksen edelläkävijöiltä voidaan tulevaisuudessa oppia.

Työssä pohditaan myös sitä, mikä mahdollisesti estää yrityksiä uudistumasta ja valitsemasta päästöttömämpiä toimintatapoja. ”Ennen kuin olin edes aloittanut opintojani LUT:ssa, olin päättänyt tehdä graduni aiheesta, joka kiinnostaa ja jolla on oikeasti merkitystä. Kestävässä kehityksessä oli sitä jotakin, joka herätti mielenkiintoni, onhan kyseessä kuitenkin niinkin mittava asia kuin maapallomme tulevaisuus”, Henri kertoo.

NCE-hankkeeseen liittyvästä lopputyöstä hän sai tiedon koulutusohjelmansa professorilta, ja koska työ yhdisti hänen omat mielenkiinnon kohteensa, LUT:n tutkimuksen painopisteet ja kestävän kehityksen, päätti hän ottaa haasteen vastaan.

Gradun tekeminen on Henrin mukaan ollut monella tapaa hyvin perinteinen prosessi, sillä siihen on liittynyt teorioihin tutustumista, alan artikkeleiden lukemista sekä erilaista datanhallintaa. Tämän lisäksi hän on päässyt esittelemään työnsä tuloksia sen eri vaiheissa niin tutkijapäivillä kuin NCE-hankkeen johtoryhmänkin edessä.

Henri on kokenut oppineensa paljon uutta tietoa ja tulevaisuuden kannalta hyödyllisiä taitoja lopputyön teon aikana. ”Pääasiallisesti oppimani liittyy ilmastonmuutokseen, kestävään kehitykseen, erilaisiin uskomuksiin ja niihin liittyvien käytäntöjen vakiintumiseen sekä diffuusioon eli innovaatioiden leviämiseen. Samalla olen oppinut paljon käytännön analyysityökalujen käytöstä, sekä jonkun verran ohjelmoinnin alkeista. Tietenkin myös projektinhallinnasta ja –suunnittelusta on kertynyt runsaasti kokemusta.”

Jätä meille kommentti