Tänä vuonna Suomalaisen insinöörityöpalkinnon voittaa varsinainen merten puurtaja. Voittajalla on yli 30 vuoden kokemus merenkulusta, erityisesti jäänmurtajien ja risteilijöiden liikuttamisesta. Voittaja on aallon harjalla, kun laivaliikenne alkaa kulkea yhä vihreämmällä energialla. Eläköitymisestä ei ole kuulemma vielä tietoakaan.
Onneksi olkoon voitosta, Azipod-järjestelmä!
Siis… järjestelmä? Tekniikan akateemiset TEK ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF palkitsevat vuosittain henkilön tai työryhmän huomattavasta insinöörityöstä. Tänä vuonna TEK ja TFiF tekevät kuitenkin poikkeuksen – ja itse asiassa rikkovat kilpailunsa sääntöjä – palkitsemalla ihmisten sijaan teknologian.
Palkintoa koordinoivalla TEKin teknologiavaliokunnalla on perustelut. Vuosien varrella Azipod-järjestelmää ovat olleet kehittämässä sadat ihmiset. Teknologian kehittäminen on tiimityötä ja yli 30 vuoden ikään ehtineellä teknologialla tiimejä on ennättänyt olla useita.
– Azipod-järjestelmän kehittämisen eri vaiheet keksinnöstä ja patentista protoihin, kaupallistamiseen ja markkinajohtajuuteen on pitkä jatkumo eri tiimien upeaa suomalaista insinöörityötä, Jussi-Pekka Teini aloittaa.
Hän toimii TEKissä kestävän teknologiayhteiskunnan asiantuntijana ja teknologiavaliokunnan sihteerinä.
– TEK ja TFiF haluavat kunnioittaa kaikkia Azipod-järjestelmän kehittämiseen osallistuneita. Siksi osoitamme palkinnon kaikille upeille insinööreille teknologian takana sen yli kolmikymmenvuotisen historian aikana, Teini jatkaa.
Ihmisiä tekniikan takana. Kuvassa on vuonna 2007 aloittaneen ABB Marine & Ports -divisioonan propulsioyksikön johtoryhmän jäseniä. Kuvassa vasemmalta: Antti Lehtelä, Sakari Sorsimo, Marcus Högblom, Jukka Varis, Tommi Lempiäinen, Antti Ruohonen ja Juha Koskela. ABB nimesi ryhmän vastaanottamaan teknologialle myönnetyn Suomalaisen insinöörityöpalkinnon, koska kyseinen ryhmä edesauttoi merkittävästi Azipod-järjestelmän menestymistä kansainvälisillä markkinoilla.
Julkisen sektorin, telakan ja laitetoimittajan yhteistyö
Azipod-järjestelmän tarina alkaa käytännön tarpeesta. 1980-luvun lopussa Merenkulkuhallitus yli-insinööri Arjo Harjulan (1942–2002) johdolla kutsui Strömbergin ja Wärtsilä Meriteollisuuden Helsingin telakan koolle. Osapuolet löivät viisaat päänsä yhteen kehittääkseen entistä tehokkaamman ja helpommin ohjattavan jäänmurtajan.
Perinteisesti laivan potkurin työntövoima johdetaan moottorista akseleita ja hammasrattaita pitkin potkuriin. Moottori on iso ja se vie laivasta paljon tilaa. Akseli-peräsin-potkuri myös aiheuttaa laivaan värähtelyä.
Pilottiprojektin tavoite oli keksiä uudenlainen sähköinen potkurilaite, joka päihittäisi perinteisen akseli-peräsin-potkurin. Pilotin aikana Strömberg yhdistyi ABB:hen 1988. Wärtsilä Meriteollisuuden konkurssin jälkeen 1989 Masa-Yards jatkoi sähköisen ruoripotkurihankkeen jatkokehitystä ja tuotteistamista telakan osalta.
Pilotin kehitystiimi havaitsi, että oli tehokkaampaa asentaa sähkömoottori potkurin yhteyteen laivan ulkopuolelle, jolloin laivan sisältä vapautui tilaa muuhun käyttöön. Uudenlainen järjestelmä vähensi moottorin ja työntövoiman aiheuttamaa värähtelyä laivan rungossa, ja teki näin laivan kulusta hiljaisempaa. Jäänmurtajassa uusi järjestelmä auttoi murtajaa kulkemaan vapaammin. Järjestelmä huuhteli aluksen pohjaa, mikä vähensi jäiden tarttumista laivaan aiheuttamaan kitkaa.
Yhteistyön tuloksena syntyi Azipod-ruoripotkurijärjestelmä.
Kauko Järvisen ja Ingmar Waltzerin tekemä patenttihakemus pilottiin liittyen on vuodelta 1987. Ensimmäistä kertaa uusi Azipod-ruoripotkuri – tuolloin käytössä oli vielä työnimi L-Drive – asennettiin alukseen vuonna 1990.
Jo ensimmäisten asennusten aikaan 1990-luvun alkupuolella järjestelmä oli saanut nykynimensä Azipod. Nimi valikoitui sisäisen kilpailun perusteella, mihin nimiehdotuksia tekivät Masa-Yardsin ja ABB:n työntekijät.
Säästöä kukkarolle ja ympäristölle
Nykyään Azipod-ruoripotkurijärjestelmä on käytössä 25 erilaisessa laivatyypissä, muun muassa yli sadassa jäissä kulkevassa aluksessa ja yli sadassa risteilijässä ympäri maailmaa. Suomalaisille tutuimmat Azipod-järjestelmällä kulkevat alukset lienevät Suomenlinnan II-lautta, Viking Linen uusi Viking Glory ja Wasalinen Aurora Botnia. Lisäksi Azipod-järjestelmällä varustettuja laivoja ovat muun muassa Global Mercy -sairaalalaiva sekä tänä vuonna luovutettu maailman suurin risteilijä eli Royal Caribbeanin Wonder of the Seas.
Mittakaava. Jotkut suurimmista Azipod-yksiköistä painavat enemmän kuin aikuinen sinivalas. ABB valmistaa Azipod-ruoripotkuriyksiköt Helsingin Vuosaaressa, mutta potkurit asennetaan yleensä vasta telakalla.
ABB omistaa Azipod-järjestelmän immateriaalioikeudet ja ABB Marine & Ports -divisioona vastaa Azipodin kehittämisestä ja tuotannosta. ABB valmistaa Azipod-ruoripotkuriyksiköt Helsingin Vuosaaressa, kokoonpanee laivan sisälle tulevat kääntöjärjestelmät Haminassa ja rakentaa pienemmät, alle 7.5 MW Azipod-yksiköt Kiinan Shanghaissa.
ABB on myynyt tähän mennessä yli 700 Azipod-yksikköä yli 300 alukseen. Azipod-järjestelmästä on käyttökokemusta yli 20 miljoonaa operointituntia eri aluksilta – se vastaa 2 283 vuotta. Azipodin käytettävyysaste on ollut 99,9 prosenttia.
Yksi syy suosioon on, että Azipod-yksikkö parantaa laivan ohjattavuutta. Se kääntyy 360 astetta, mikä helpottaa liikkumista niin jäissä kuin esimerkiksi satama-alueilla. Azipod-järjestelmä myös lyhentää laivan jarrutusaikaa ja mahdollistaa laivan ohjaamisen jarrutuksen aikana. Tämä lisää laivan turvallisuutta.
Toinen syy suosioon on säästö. Azipod-järjestelmän ansiosta vesi virtaa potkureissa häiriöttömästi, mikä vähentää polttoaineen kulutusta. Esimerkiksi risteilyalus, jossa on Azipod-potkurijärjestelmä, kuluttaa keskimäärin noin kymmenen prosenttia vähemmän polttoainetta kuin perinteisellä akselilinjalla ja peräsimellä varustettu alus.
Tämä on taloudellista säästöä, mutta säästöä myös ympäristön kannalta. Esimerkiksi Kansainvälisen merenkulkujärjestön asettama tavoite on, että meriliikenne puolittaa kasvihuonekaasupäästöt vuoden 2008 tasoon verrattuna. Aikaa on vuoteen 2050 saakka. ABB:n laskelmien mukaan Azipod-järjestelmä vähentää vuodessa noin miljoona tonnia meriliikenteen päästöjä verrattuna perinteisiin akselilinjaratkaisuihin. ABB:n mukaan Azipod-yksiköiden materiaaleista jopa 95 prosenttia voidaan kierrättää.
”Azipod-teknologia on tarpeeksi monimutkainen”
ABB Marine & Portsin propulsioyksikön teknologiajohtaja Jukka Varis on ollut mukana Azipod-järjestelmän kehittämisessä 1990-luvulta alkaen. Hän on myös yksiABB:n propulsioyksikön johtoryhmän jäsenistä 2010-luvun taitteesta.
– Silloin Azipod-järjestelmä kasvoi kansainväliseen menestykseen. Tuotteen teknologinen kehitys oli jo huippuluokkaa ja asiakkaiden käyttökokemukset motivoivat jatkojalostamaan tuoteperhettä entisestään, Varis muistelee.
Markus Sommers
Nykyään Azipod-yksiköitä on saatavissa tehoalueella 1–22 MW. Pienempiä yksiköitä ostavat esimerkiksi superjahtien rakentajat. Koska Azipod-järjestelmä saa aluksen kulkemaan vähäisemmällä tärinällä kuin akselilinjajärjestelmä, se lisää matkustajamukavuutta.
– Eipähän jahdin kyydissä jäät kilise turhaan grogilasissa, Varis veistelee.
Azipod on sähköinen propulsiojärjestelmä eli se tuottaa työntövoiman sähköllä. Laiva voi operoida sitä useilla erilaisilla voimanlähteillä. Perinteisen dieselsähkön eli dieselillä tuotetun sähkön lisäksi laiva voi hyödyntää vaikka polttokennoja tai akkuja. Sähköpropulsion kannalta ei ole väliä, millä keinoin energia tuotetaan.
– Kunhan löydämme parhaan tavan tuottaa vihreää sähköä, sitä voi käyttää Azipod-propulsiossa. Ehkä voimme tulevaisuudessa käyttää vetypolttokennoja tai esimerkiksi metanolia.
Mikä Azipodin parissa työskentelyssä on kaikkein parasta, Jukka Varis?
– Azipod on tarpeeksi haastava, monimutkainen ja monitekninen tuote. Se tuo mielihyvää ja siksi en ole kyllästynyt työhöni.
Innovaatio syntyi todellisesta tarpeesta
Kari Laukia ja Jukka Jaatinen olivat mukana kehittämässä Azipodia 1990-luvulla.
– Kukaan meistä ei voi Azipodin kohdalla sanoa, että minä tein tuon. Sadat voivat sanoa, että minä osallistuin tuon tekemiseen, Jaatinen summaa.
Azipod-ruoripotkuri asennettiin ensimmäisenä Seili-väyläalukseen vuonna 1990. Seuraavat Azipodilla varustetut laivat olivat Nesteen ja Masa-Yardsin yhteisvarustamolle siirretyt tankkerit Uikku ja Lunni sekä telakan kehittämä ja rakentama Itävaltaan myyty jokijäänmurtaja Röthelstein.
Ollessaan töissä Masa-Yardsin telakalla, Jaatinen hoiti telakan osalta Azipodin lanseeraamista ja myyntiä risteilyaluksiin. Azipod-ruoripotkurin varsinainen tulikoe oli Jaatisen mukaan Nesteen Uikku-tankkerin liikuttaminen.
– Rääkkäsimme Azipodia Jäämeren olosuhteissa. Alus kävi hakemassa lasteja Siperiasta asti Koillisväylää pitkin. Se oli todellinen käyttötesti, Jaatinen muistelee.
1990-luvun alussa Pekka Salmi koordinoi Azipodin kehitystä Masa-Yardsin telakalla, sen jälkeen koordinoinnista vastasi Risto Pakaste. Vastuu projektien teknisestä kehityksestä ja suunnittelusta oli Kari Laukialla.
– Olin jo 1980-luvulla töissä Wärtsilän Helsingin telakalla. Olin todella onnekas, koska telakalla tehtiin tuolloin paljon innovatiivisia laivoja, ja siinä oppi tuotekehityksen merkityksen. Azipodin parissa aloin työskennellä siinä vaiheessa, kun Seilin kehitystyö aloitettiin, Laukia kertoo.
Sen jälkeen hän on vaihtanut työpaikkaa Azipodin mukana aina vuosituhannen vaihteeseen saakka: kun Wärtsilän Meriteollisuus meni konkurssiin, Laukia siirtyi Masa-Yardsille ja sieltä ABB:lle.
– Azipod-järjestelmä syntyi selvään tarpeeseen. Aluksi tarve tunnistettiin jäissä kulkevissa laivoissa, mutta myöhemmin samat ketteryysvaatimukset tulivat kysymykseen myös risteilijöissä. Me pystyimme soveltamaan jäänmurtajista saamaamme osaamista risteilijöihin, Laukia sanoo.
Vaikka tänä päivänä Azipod-potkurijärjestelmä on menestystuote, ihan ongelmitta sen alkutaival ei Laukian ja Jaatisen mukaan sujunut.
– Kyllä siinä hiki virtasi, kun erilaisia teknisiä ongelmia ratkottiin, Jaatinen sanoo.
Hän kehuu, miten hienosti ABB on jatkanut Azipodin tuotekehitystä.
Mutta miten Azipodin kaltaisia innovaatioita saataisiin Suomeen lisää?
– Meidän pitää olla teknologian kehittämisessä edelläkävijä, seurata bisnestä minne se menee, Laukia aloittaa.
– Tarvitsemme koulutettuja ihmisiä, joilla on myös käytännön kokemusta kentältä – mustaa kynsien alla ja sielun näkemys siitä, miten jonkin tietyn teknologian pitäisi toimia. Lisäksi tarvitsemme yhteistyötä, Jaatinen jatkaa.
Suomalainen insinöörityöpalkinto 2021
Tekniikan akateemiset TEK ja Tekniska Föreningen i Finland TFiF jakavat Suomalaisen insinöörityöpalkinnon vuosittain tunnustuksena huomattavasta insinööri- tai arkkitehtityöstä. Palkinto on jaettu vuodesta 1980 alkaen. Palkinnon sääntöjen mukaan palkinnon tarkoituksena on korostaa insinöörien ja arkkitehtien työn merkitystä yhteiskunnassa.
Kaikki halukkaat saivat keväällä ehdottaa palkinnon saajaa. TEKin teknologiavaliokunta vastasi palkinnon ehdokasasettelusta. Lopullisen valinnan voittajasta tekivät TEKin ja TFiF:n hallitukset.
Tänä vuonna palkinnon saa ABB:n Azipod-ruoripotkurijärjestelmä.
Palkinto on kunniakirja sekä 30 000 euroa. Koska Azipodin kehittämiseen ovat vaikuttaneet niin monet insinöörit, TEK päätti myöntää palkintorahat teknologian omistavalle ABB Marine & Ports -divisioonalle, joka puolestaan päätti lahjoittaa koko summan Itämeren hyväksi toimivalle järjestölle.
Finalistit 2021
Suomalaisen insinöörityöpalkinnon 2021 finalisteja oli viisi. TEK ja TFiF haluavat kunnioittaa kaikkia finaalikierrokselle selvinneitä töitä ja tekijöitä. Nämä finalistit tarttuvat energian- ja ruoantuotannon haasteisiin, tekevät merenkulkualuksista ja kallioporauksesta energiatehokkaampaa ja kosketusnäytöistä pitkäikäisempiä sekä kestävämpiä:
- ABB:n Azipod-ruoripotkurijärjestelmä
- Kuorin kosketusnäyttöteknologiat
- Sandvikin RockPulse™-porausjärjestelmä
- Solar Foodsin Solein-proteiinin kasvatusteknologia
- VTT:n kaksisuuntainen elektrolyyseri-polttokennojärjestelmä