Energy Economy in Bioproduct Industry (5 cr)

Objectives (course unit)

Student will understand from the process industry point of view
- Energy resources and power resources
-Unit processes of power production
- Use of energy and energy markets
- Principles of calculations (use of energy and energy production)
- Student will have skills to work in power production.

Content (course unit)

- Energy and energy resources,
- Fossil fuels and renewable energy resources
- Power production (Heat, Steam and Electricity)
- Small scale and industrial scale power production
- Energy network and use of energy,
- Energy efficiency and energy recovery
- Energy balance calculation
- Environmental impacts
- Bioeconomy

Exam schedules

Tenttiajankohdat sovitaan opintojakson aikana, ja uusintamahdollisuuksia järjestetään tarpeen mukaan.

Evaluation methods and criteria

Opintojakson pääasiallisena tavoitteena on saavuttaa ymmärrys sähköenergian tuotannosta ja käytöstä Suomessa sekä energiamurroksen vaikutuksista sähköenergiajärjestelmän toimintaan. Kurssin arvioinnissa pyritään pääosin testaamaan sitä, kuinka hyvin nämä päätavoitteet on saavutettu.

Assessment scale

0-5

Teaching methods

Tarvittaessa opintojakson opetus hoidetaan etänä videoiden ja etä-live-tapahtumien avulla, mutta koronatilanteen salliessa järjestetään lähiopetusta. Kaikki materiaalit ovat joka tapauksessa tarjolla videoiden muodossa, ja näiden lisäksi oheismateraalia on tarjolla myös pdf-tiedostoina ja linkkeinä. Tämän ratkaisun tavoitteena on tarjota opiskelijoille mahdollisuus aika- ja paikkariippumattomaan opiskeluun. Kurssilla käsitellään ajankohtaisia energia-asioita, joista keskusteleminen on parhaiten toteutettavissa lähiopetuksessa, ja siksi pelkkä etäkurssi ei tällä opintojaksolla pysty tarjoamaan samaa sisältöä kuin lähiopetus. Päätös lähi- ja etäopetuksen jaosta tehdään syyslukukauden 2021 alussa.

Lisäksi merkittävä osa opintojaksoa on harjoitustyö, jossa opiskelijat ennakoivat Suomen sähköenergian tuotantoa parinkymmenen vuoden päähän. Harjoitustyö palautetaan kirjallisena raporttina, ja siitä pidetään seminaari, jossa opiskelijaryhmät esittelevät töitään.

Learning materials

Oppimateriaalina toimivat Moodlessa jaettavat sähköiset materiaalit.

Lisäksi tarjolla on kurssin opettajan kirjoittamat kaksi teosta: Aurinkosähkön perusteet ja Tuulivoiman perusteet.

Student workload

Normaalissa lähiopetuksessa opintojakson lähiopetusmäärä on 40 tunnin luokkaa. Kun oletetaan, että yksi opintopiste vastaa noin 27 tunnin työskentelyä, viiden opintopisteen opintojakson kokonaiskuorma on 135 tunnin luokkaa. Normaalitilanteessa lähiopetuksen lisäksi kuorma on siis sadan tunnin luokkaa.

Korona-ajan etäopetuksessa opintojaksolla on videoita tarjolla noin 20 tunnin edestä. Kun oletetaan, että opiskellessaan opiskelijat pysäyttelevät ja kelailevat videoita, pelkkään videoihin katseluun kulunee helposti noin 30 tuntia. Sen lisäksi opiskeluun on siis tarkoitus käyttää noin 100 tunnin verran aikaa. Käytännössä tästä noin puolet koostuu asioiden omaksumiseen vaadittavasta henkilökohtaisesta aivotyöstä.

Kurssin harjoitustyö arvioidaan kokonaisuudessaan noin 50 tunnin suuruiseksi. Harjoitustyössä hyödynnetään opintojakson aikana opittuja asioita, ja rakennetaan niiden pohjalta ehdotus Suomen sähköenergian tuotannosta parin vuosikymmenen päästä.

Content scheduling

Pääpainotus opintojaksolla on Suomen sähköenergian tuotannossa. Mitä eri teknologioita on käytössä, ja mitkä ovat niiden edut, haitat ja tuotannon ominaispiirteet. Lisäksi panostetaan sähköenergiajärjestelmän toimintaperiaatteiden ymmärtämiseen. Miten esimerkiksi pidetään huolta jatkuvasta tehotasapainosta tuotannon ja kulutuksen välillä? Kun nämä kriteerit tiedostetaan, eri tuotantoteknologioiden ominaispiirteet saavat syvällisemmän merkityksen.

Lisäksi opintojaksolla panostetaan energiamurrokseen, jolla ensisijaisesti pyritään vähentämään energiantuotannon hiilidioksidipäästöjä. Erityisesti tarkastellaan energiamurroksen vaikutuksia sähköenergiajärjestelmään. Esimerkkinä mainittakoon säätösähköongelma: mitä uusia tekniikoita tarvitaan tehotasapainon hallintaan, kun helposti säädettävää fossiilista tuotantoa poistuu markkinoilta, ja tilalle tulee sääriippuvaa tuulivoimaa, jota ei pystytä säätämään?

Completion alternatives

Opintojakson pakolliset osasuoritukset ovat tentti ja harjoitustyö.

Further information

Korona-ajan etäopiskelun mahdollistamiseksi opintojakson kaikki materiaalit on tuotettu videoiden muotoon. Pääosa opiskelusta on siis mahdollista toteuttaa aika- ja paikkariippumattomasti.

Assessment criteria - fail (0) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Arvosana on hylätty, jos tyydyttävän arvosanan minimikriteerejä ei saavuteta.

Assessment criteria - satisfactory (1-2) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Arvosana on tyydyttävä, kun opiskelija osaa luetella Suomen merkittävimmät sähköntuotantomuodot ominaispiirteineen. Lisäksi opiskelijalla on käsitys sähkön kulutuksesta Suomessa, ja hän tiedostaa myös ne energiamurrokseksen aiheuttamat muutokset, joihin sähköenergiajärjestelmän laadukkaan toiminnan takaamiseksi tulee reagoida.

Assessment criteria - good (3-4) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Arvosana on hyvä, kun opiskelijalla on vahva käsitys Suomen merkittävimmistä sähköntuotantomuodoista, ja niiden ominaispiirteiden seurauksena hän ymmärtää jokaisen teknologian roolin osana sähköenergiajärjestelmää. Lisäksi opiskelija on hyvin kartalla energiamurroksesta ja sen aiheuttamista muutoksista sähköenergiajärjestelmään. Opiskelija ymmärtää, miksi perinteinen säätöjärjestelmä vaatii uudistuksia, kun fossiilista tuotantoa korvataan sääriippuvilla tuotantomuodoilla. Hän tiedostaa, mistä kysynnän joustossa ja tehotariffeissa on kyse, ja millaista roolia suurille energiavarastoille suunnitellaan osana sähköenergiajärjestelmää.

Assessment criteria - excellent (5) (Not in use, Look at the Assessment criteria above)

Kun arvosana on kiitettävä, opiskelijalla on vahvat valmiudet osallistua energiantuotannon julkiseen keskusteluun, jota Suomessakin jatkuvasti käydään. Ymmärrys tuotantoteknologioiden luonnontieteellisista yksityiskohdista on vahvaa, ja tuotantomuotojen ominaispiirteiden avulla opiskelija pystyy rakentamaan realistisen energiapaletin, joka täyttää sekä ilmastotavoitteet että korkealaatuisen sähköenergiajärjestelmän kriteerit. Energiamurros ja sen vaikutukset sähköenergiajärjestelmään ovat erinomaisesti hallussa.

Kiitettävä arvosana edellyttää myös erinomaista harjoitustyötä sekä raportin että esitelmän osalta.