Hyppää sisältöön

Hukkalämmöt hyötykäyttöön lämpövarastoilla – polttoon perustuva lämmöntuotanto historiaan

RSS
15.8.2022 Teemu Helonheimo

Energia on aina ollut avainasemassa ihmiskunnan kehityksessä. Jo aikojen alusta lähtien ihmiset ovat oppineet hyödyntämään tulta ruoanlaitosta valaistukseen ja lämmitykseen. Etenkin alueilla, joilla on ajoittain muuten liian kylmää mukavaan ja turvalliseen asumiseen, on poltettu polttoaineita lämmityksen vuoksi käytännössä aina. Lämmitysenergian tarve on viimeisen vuosisadan aikana kasvanut räjähdysmäisesti, mikä on johtanut uusien polttoaineiden käyttöönottoon, niiden logistiikkaketjujen kehittymisen myötä saatavuuden paranemiseen ja yhä suurempaan käyttöön, mikä mahdollistaa energianälkäiset elintavat.

Nyt olemme kuitenkin uudenlaisten energiahaasteiden äärellä. Hiiltä sisältävät polttoaineet vapauttavat palaessaan aina kaasumaisia (hiilidioksidi, häkä) ja usein myös kiinteitä (musta hiili) palamistuotteitaan ilmakehään, ja siten niiden käyttö hankaloittaa ilmastonmuutoksen vastaista taistelua. Venäjän Ukrainassa aloittaman hyökkäyssodan vuoksi erityisesti fossiilisen energian saatavuus on heikentynyt ja hinta noussut. Suomessa vähennetäänkin fossiilisten polttoaineiden polttamista ja trendinä on ollut siirtyminen toiseen polttoaineeseen sen yksinkertaisuuden ja matalan kertainvestoinnin vuoksi. Monessa lämpölaitoksessa öljy tai turve on vaihtunut puuhakkeeseen tai -pellettiin.

Pitää muistaa, että metsä ei ole vain puita. Puu sitoo kasvaessaan itseensä hiiltä ja suojelee juuristoineen ja symbioottisine eliöineen maaperän hiiltä eroosiolta ja ilmakehään vapautumiselta. Tilastokeskuksen vuoden 2021 ennakkotietojen mukaan maankäyttösektori, johon metsät kuuluvat, on ensimmäistä kertaa muuttunut hiilinielusta päästölähteeksi. Puuta polttavien laitosten määrän kasvaessa on paine energiapuun korjuulle kasvanut, mikä ei ainoastaan tarkoita hiilivuotoa ilmakehään, vaan myös metsäeliölajien elinympäristöjen vähenemistä.

Sekä ilmaston että luonnon monimuotoisuuden suojelemiseksi on otettava käyttöön polttoon perustumattomia lämmitysmuotoja.

Kesän lämpö talteen uusiutuvaa sähköä hyödyntäen

Suomessa on kesäaikaan tarjolla ylimäärin ympäristölämpöä, mutta haasteena on, että hukka- ja ympäristölämpöjen syntyminen osuu usein eri ajankohtaan kuin energiankulutuksen huiput. Pilottihankkeiden myötä uusia tapoja energian pitkäaikaiseen varastointiin on kuitenkin kokeiltu ja kehitetty. Sähkön ja ylipäätänsä energian varastointiin on käytetty vesi- ja pumppuvoimaloita sekä viime vuosina akustoja. Ensiksi mainitut ovat rajallisia niiden maantieteellisten ja topografisten vaatimusten vuoksi, ja jälkimmäiset ovat vielä verrattain kalliita varastoituun energiamäärään nähden. Energian varastointi lämpönä on kustannustehokkaampaa, mutta siinä on myös omat rajoitteensa teknologiasta riippuen, eikä matalaa lämpöä voi tehokkaasti valjastaa sähköntuotantoon.

Suomessa on jo käytössä lämpövarastoja, ja uusia on rakenteilla sekä suunnitteilla. Vaasassa Vaskiluodossa on ollut vuodesta 2020 toiminnassa Suomen ensimmäinen entisiä maanalaisia öljyvarastoja hyödyntävä lämpöenergiavarasto. Helsingissä on toiminnassa vastaavanlainen varasto, ja vielä enemmän energiaa varastoiva maanalainen lämpövarasto on suunnitteilla Vantaalle. Esimerkkinä pienemmän luokan varastosta on Polar Night Energy Oy:n hiekkaan perustuva lämpövarasto, johon varastoidaan sähköenergiaa lämpönä. Tarkoituksena on palvelimista talteen otetun hukkalämmön lämpötilan nostaminen ennen kaukolämpöverkkoon syöttämistä. Lisää lämmön varastoinnin esimerkeistä voi lukea tästä Canemure Best Practice -julkaisusta.

Pelkästään energian varastointi ei ratkaise sen tuotantoon liittyviä kysymyksiä, sillä varasto ei itsessään tuota energiaa. Hukka- ja ympäristölämpöä voidaan varastoida sellaisenaan, mutta suuremman lämpötilan avulla samaan tilaan on mahdollista varastoida suurempi määrä energiaa. Tämän vuoksi avuksi tarvitaan usein lämpöpumppuja, jotka vaativat sähköä toimiakseen. Päästöttömälle ja edulliselle sähköntuotannolle onkin suuri tarve, jotta yhteiskunnan laajamittainen sähköistäminen ja polttamisesta luopuminen onnistuisi.

Alun vaikeuksista edelläkävijäksi - kunnat lämpövarastoinnin keskiössä

Suomen ympäristökeskuksen tekemässä hukka- ja ympäristölämpötutkimuksessa selvitettiin hukka- ja ympäristölämmön tarjontaan ja hyödyntämiseen liittyviä esteitä. Keskeisimmiksi haasteiksi investointien kasvulle yritykset kokevat taloudelliset ja kannattavuuteen liittyvät riskit. Tarvitaankin poliittista ohjausta esimerkiksi investointituen, verotuksen ja markkinasäätelyn keinoin. Kaukolämpöyhtiöt sekä hukka- ja ympäristölämmön tarjoajat kannattivat investointitukien jatkoa siihen asti, kunnes ratkaisut ovat markkinaehtoisesti kilpailukykyisiä. Myös lämpöpumppujen sähköveron alennusta, jonka on määrä tapahtua vuoden 2022 aikana, odotetaan innolla.

Kunnilla olisi mahdollisuus toimia aktiivisemmin edelläkävijöinä ylijäämä- ja ympäristölämmön hyödyntämisessä.

Monessa kuntakeskuksessa on totuttu siihen, että yksi suuri lämpölaitos tuottaa käytännössä koko kaukolämpöverkon tarvitseman lämpöenergian. Jotta fossiilisia polttoaineita voitaisiin korvata mm. ympäristö- ja hukkalämpöjä hyödyntämällä, tulee lämmöntuottoa hajauttaa. Etenkin piikkiteholaitosten kustannuksissa voidaan säästää, kun lämpöä varastoidaan vuorokausi- tai vuodenaikatasolla. Tämä vaatii kaupunkisuunnittelulta ja kaavoitukselta ennakkoon varattuja alueita, joita voisi tarvittaessa hyödyntää hajautetun lämmöntuotannon infrastruktuurille.

Tutkija Teemu Helonheimo, Suomen ympäristökeskus

  • Tulosta sivu
Ei kommentteja. Ole ensimmäinen kommentoija.