Kaukolämpö voidaan tuottaa täysin ilman fossiilisia polttoaineita - myös Helsingissä
Tuulivoimala Hailuodossa. Kuva: Samuli Rinne
Lämmitys haukkaa noin puolet suomalaiskotien energiankulutuksesta. Nyt Smart Energy Transition -hankkeen tutkijat ovat mallintaneet fossiilivapaan Suomen ja samalla selvittäneet, miten kivihiilestä ja muista fossiilisista polttoaineista voitaisiin luopua kaukolämmön tuotannossa.
Fossiilivapaassa Suomessa tuulivoiman määrä kymmenkertaistuisi ja lämpöpumppujen hyödyntämän hukka-, geo- ja muun ympäristölämmön määrä kuusinkertaistuisi nykyisestä. Näillä ratkaisuilla päästäisiin kustannustehokkaasti jo hyvin pitkälle irti fossiilisista polttoaineista.
“Päättäjien ja alan toimijoiden on tärkeää ymmärtää, ettei biomassaa voida käyttää paljon nykyistä enempää energiaksi. Siksi katse pitää siirtää lämpöpumppuihin, tuulivoimaan, lämpövarastoihin ja kulutusjoustoon”, sanoo hankkeen johtaja, professori Armi Temmes Aalto-yliopistosta.
Selvitys osoittaa, että puhdas kaukolämpöjärjestelmä on teknisesti toteuttamiskelpoinen myös suurissa kaupungeissa. Esimerkiksi Helsingissä kaukolämmön tuotantoon käytettävät fossiiliset polttoaineet voitaisiin pitkälti korvata lämpöpumpuilla (1100 MW), joiden määrä vastaa yhteensä noin kymmentä Katri Valan lämpöpumppulaitosta. Osa lämpöpumpuista sijoitettaisiin rakennuksiin, kuten konesaleihin, toimistotaloihin, kauppakeskuksiin, kouluihin, yrityksiin ja taloyhtiöihin. Helsingin lämpöpumppujen sähkönkulutuksen kattamiseksi tarvittaisiin noin 170 tuulivoimalaa (700 MW), jotka voitaisiin rakentaa tuuliolosuhteiltaan ihanteellisille alueille esimerkiksi Pohjanmaalle tai Lappiin.
Vain sadasosa sähkön varastoinnin hinnasta
Lämpöpumppujen ja tuulivoiman rinnalle tarvitaan lämpövarastoja tasaamaan tuuli- ja aurinkovoiman vaihteluja. Kylmässä ilmastossa lämpövarastot ovat huomattavasti sähkövarastoja edullisempi vaihtoehto: kaukolämpöverkkojen yhteyteen sijoitettuina niiden kustannukset ovat jopa alle sadasosa sähkövarastojen kustannuksista. Sähkövarastot ja asuintalojen kulutusjousto sopivat ratkaisuksi sekuntien ja tuntien pituiseen vaihteluun, mutta lämpövarastoilla voidaan kattaa päiviä, viikkoja tai jopa kuukausia.
“Lämmön viikkovarasto riittää joustoksi esimerkiksi Helsingissä, sillä vähätuuliset jaksot kestävät yleensä vain muutaman päivän – ei kauempaa. Tuulivoiman katvejaksot voidaan hoitaa kaukolämpöverkoissa kustannustehokkaasti lämpövarastojen sekä joustavan biosähkön ja -lämmön yhteistuotannon (CHP) avulla”, kertoo Smart Energy Transition -hankkeen tutkija Samuli Rinne Aalto-yliopistosta.
”Eri energialähteitä voidaan vuorotella sähkömarkkinoiden hintojen mukaan. Kun tuulee paljon ja sähkö on halpaa, tuulivoimalla käytetään lämpöpumppuja ja tankataan lämpövarastoja. Kun ei tuule ja sähkö on kallista, lämpöpumput purkavat lämpövarastoja ja bio-CHP-laitoksen tuotanto käynnistyy”, Rinne selittää.
“Lämpöpumppujen ja kaukolämpöverkkojen vastakkainasettelun sijaan pitäisi kehittää malleja, joilla nämä yhdistetään. Olemme tutkineet puhtaiden energiaratkaisujen ympärille rakentuvaa liiketoimintaa, ja Suomessa on jo paljon osaamista. Suomi voi hyötyä olemalla aktiivisesti mukana vaihtelevan tuuli- ja aurinkovoiman sekä kaukolämpöverkkojen yhdistämiseen liittyvässä teknologia- ja markkinakehityksessä”, Armi Temmes korostaa.
Lisätietoja:
Rinne S., Auvinen K., Reda F., Ruggiero S., Temmes A. (2018) Discussion paper: Clean district heating - how can it work? Publication of the Smart Energy Transition project funded by the Academy of Finland’s Strategic Research Council. Linkki julkaisuun
Smart Energy Transition -hankkeen Uuden energian yritykset –tietokanta http://energiamurros.fi/
100 % puhdasta kaukolämpöä - miten polttamista voidaan korvata tuulivoimalla ja lämpöpumpuilla?
Yhteystiedot:
Tutkija, tohtorikoulutettava Samuli Rinne, Aalto-yliopisto
p. 040 054 3835
samuli.rinne@aalto.fi
Smart Energy Transition -hankkeen vuorovaikutusjohtaja, tutkija Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto
p. 050 462 4727
karoliina.auvinen@aalto.fi
Professori Armi Temmes, Aalto-yliopisto
p. 040 353 8315
armi.temmes@aalto.fi
Lue lisää uutisia
Prototyping and Validation Grant: VeinOptima
Aallon opiskelijan kehitteillä oleva tuote auttaa hoitajia löytämään verisuonet nopeammin.
Kolmen tutkijan ideasta syntyi deep tech -yritys
Vahvaan tutkimusosaamiseen nojaava Sim Analytics Oy sai alkunsa, kun kolme LUT-yliopiston eri laboratorioissa työskennellyttä tutkijakollegaa alkoi miettiä, miten tarjota ja analysoida dataa teollisuusyritysten liiketoimintapäätösten tueksi.
Ensimmäinen suprajohtava kvanttilämpökone osoittaa, että lämpö voidaan valjastaa työksi myös kvanttimaailmassa
Suprajohtava kvanttilämpökone paitsi edistää termodynamiikan perustutkimusta, voi myös merkittävästi pienentää tulevaisuuden kvanttitietokoneiden hintalappua.