Etsiessään puhtaampia korvaajia kivihiilellä tuotetulle kaukolämmölle, Fortum on päätynyt yhtenä vaihtoehtona samaan energialähteeseen kuin tuhannet omakotitalot jo vuosia aiemmin: ulkoilmaan.
Espoon Vermossa on pyörinyt noin vuoden verran yksi maan ensimmäisistä laitoksista, joka tekee ulkoilmasta kaukolämpöä.
– Pilottilaitos on täyttänyt sille asetetut odotukset, ja kun saamme rakennusluvan, olemme valmiita tekemään lopullisen investointipäätöksen laajennuksesta, sanoo Fortumin johtaja Timo Piispa.
Teknologian avain on monistettavuudessa. Pilottilaitos on tarkoitus suurentaa kymmenkertaiseksi, ja samanlaisia laitoksia voisi rakentaa ympäri kaupunkia.
Fortumin laitosprojektissa mukana ollut konsultti sanoo, että Suomessa kuljetaan nyt kansainvälisen kehityksen kärjessä. Jos tekniikka saadaan täällä viritettyä kustannustehokkaaksi, osaamiselle pitäisi olla kysyntää esimerkiksi Keski-Euroopassa.
– Täältä löytyy oikeanlaiset – eli haastavat – olosuhteet, insinööritaitoa ja toimiva infrastruktuuri. Näkisin, että tässä on ihan valtaisat vientimahdollisuudet. Ei ehkä niinkään laitteina, mutta insinööritaitona ja konseptina, sanoo Swecon johtava asiantuntija Jussi Alilehto.
Ulkoilmasta iso osa lämmöstä suurimman osan vuotta
Vermon jälkeen seuraavaa laitosta Fortum kaavailee Espoon Keraan rakentuvalle asuinalueelle. Laitosten yhteisteho nousisi suurin piirtein 30 megawattiin.
Fortumin tämän hetken näkemys on, että ilmasta kaukolämpöä tekeviä laitoksia voisi olla yhteensä 100 megawatin verran. Se olisi jo vajaa kolmannes siitä, mitä Espoon, Kauniaisten ja Kirkkonummen kattava kaukolämpöverkko tarvitsee nollakeleillä.
Politiikka ja markkinat ovat muuttuneet tekniikkaa nopeammin
Ilmavesilämpöpumppujen orastava nousu ei johdu siitä, että tekniikka olisi muuttunut merkittävästi aiempaa paremmaksi.
– Tekniikkaa paranee koko ajan vähän, mutta mitään harppausta teknologiassa ei ole tullut, sanoo Swecon johtava asiantuntija Jussi Alilehto.
Suurin syy lämpöpumppuintoon on ilmastopolitiikassa ja energian hintojen muutoksissa.
– Fossiilisten polttoaineiden käytön hinta on nousussa. Sen ja sähkön välinen hintaero on yksi selkeä tekijä, sanoo Alilehto.
Mutta millainen kaukolämmön lähde ulkoilma oikein on?
Ilmavesilämpöpumppu on helppo ja riskitön rakentaa
Yksi Fortumin kaavaileman laitoksen hyvä puoli on se, että rakentamisen riskit ovat varsin pienet esimerkiksi maan syvyyksistä lämpönsä ammentaviin laitoksiin verrattuna. Ulkoilma on kirjaimellisesti käden ulottuvilla, eikä sen luokse tarvitse tehdä vaikeita ja kalliita kallioporauksia.
Valtti on myös nopeus, koska Fortum aikoo sulkea viimeisen kivihiililaitoksensa vuonna 2025.
– Kun yritämme löytää työkaluja, jotka voivat vastata nopeaan muutostahtiimme, niin ilma on aivan mahtava. Voimme luottaa, että se on tässä nyt ja tulevaisuudessa, ja sitä on niin paljon kuin me ikinä tarvitsemme, sanoo Fortumin Uudet energiaratkaisut -yksikön johtaja Thomas Ekholm.
Tarvittavia laitteita on valmistettu vuosikausia, kun niillä on esimerkiksi siirretty lämpöä rakennusten sisäilmasta ulos. Tällä kertaa kyse on siitä, miten niitä kannattaa hienosäätää ja yhdistellä, kun siirretään suuria määriä lämpöä ulkoilmasta kaukolämpöverkkoon.
Swecon Alilehto pitää ulkoilmaa hyvänä kaukolämmön lähteenä ainakin siihen asti, että lämpöä opitaan tuottamaan esimerkiksi maan syvyyksistä tai pienreaktoreilla. Ne voivat kypsyessään kiriä ohi, koska Vermon kaltaisilla laitoksilla on huonotkin puolensa.
Kaukolämpöverkon vaatima kuumuus nakertaa energiatehokkuutta
Lämpöpumppujen energiatehokkuuden nyrkkisääntö on seuraava: jos todella kylmästä pitää tehdä todella kuumaa, sähköä kuluu runsaasti.
Vermon laitoksen energiatehokkuutta rajoittaa ensinnäkin se, että kaukolämpöverkossa virtaa 80–95-asteista vettä. Jos lämpöpumput olisi kytketty suoraan lattialämmitykseen, siihen riittäisi 20–40-asteinen vesi.
– Kun tehdään kaukolämpöä, energiatehokkuus on huomattavasti huonompi kuin lattialämmityksessä, sanoo Swecon johtava asiantuntija Jussi Alilehto.
Jotta ongelma olisi pienempi – ja energiatehokkuus parempi – Fortum aikoo rakentaa Keraan rakentuvalle asuinalueelle kaukolämpöverkon, jossa kiertää tavanomaista viileämpi lämmitysvesi. Samaan suuntaan pyritään kaukolämpöverkossa muutenkin.
Kovimmilla pakkasilla ei ilmasta kannata nyhtää lämpöä
Vermon laitoksen toinen hankaluus on se, että lämmön ensisijaisena lähteenä on ulkoilma. Siitä on vähiten hyötyä juuri silloin, kun lämpöä eniten tarvitaan, eli paukkupakkasilla.
– Jos maan lämpötila on +6 astetta ja ilmassa -15, niin ilmaa hyödyntävä lämpöpumppu kuluttaa selkeästi enemmän sähköä kuin maalämpöä hyödyntävä, kiteyttää Swecon Jussi Alilehto.
Tämän ongelman lieventämiseksi Keraan suunniteltavan laitoksen energialähteeksi haetaan ulkoilman lisäksi myös mahdollisimman paljon hukkalämpöä alueelle nousevista rakennuksista.
Vermossakin hyödynnetään ulkoilman rinnalla lähistölle rakentuvien talojen jäähdytyksessä syntyvää hukkalämpöä, mutta talvella siitä ei ole juuri iloa.
Kuinka paljon sähköä oikein kuluu?
Vermon laitoksen energiatehokkuutta voi tarkastella muiden lämpöpumppujen tapaan COP-luvulla. Se kertoo, kuinka paljon laite tuottaa lämpöä kulutettuun sähköön verrattuna.
Fortum ei halua antaa tietoja laitoksensa energiatehokkuudesta, koska se koostuu niin monesta tekijästä.
Swecon konsultti uskaltaa antaa Vermon kaltaisille laitoksille lavean haarukan.
– Kun ulkoilmasta tehdään kaukolämpöä, muuttujia on paljon. COP on tilanteesta riippuen välillä 1–4, sanoo Alilehto.
Mutta onko 1–4 paljon vai vähän?
Yle pyysi vertailun vuoksi alan toimijoilta tietoja erilaisten lämpöpumppujen energiatehokkuudesta eri olosuhteissa. Ne eivät ole kaikenkattavia tietoja tietyn tekniikan energiatehokkuudesta, eivätkä keskenään täysin vertailukelpoisia, mutta ne auttavat hahmottamaan, missä suuruusluokassa COP-luvut vaihtelevat.
Kaukolämpöyhtiö hoitaa paukkupakkaset polttolaitoksilla
Vaikka lämpöpumppujen energiatehokkuus ei välttämättä ole parhaimmillaan, kun ilmasta tehdään kaukolämpöä, on Vermon laitoksella yksi etu rakennusten omiin lämpöpumppuihin verrattuna.
Kun pakkaset paukkuvat kovimmillaan, voi Fortum laittaa ilmavesilämpöpumppulaitoksen kiinni ja käyttää esimerkiksi vanhoja polttoon perustuvia lämpölaitoksia.
Sen sijaan maalämpöä käyttävät kerrostalot joutuvat usein tuottamaan osan kulutushuipuista sähkövastuksilla. Jos rakennuksen ainoa lämmönlähde olisi ulkoilma, jäisi se kokonaan sähkövastusten varaan.
Sähkövastukset nostavat nopeasti sähkön kulutusta, sillä niiden COP-luku on tasan yksi: jokaista lämpöwattia kohden tarvitaan yksi sähköwatti. Mitä enemmän niitä käytetään, sitä kovempi pula sähköstä tulee ja sitä korkeammalle sähkön hinta paukkupakkasten aikana nousee.
Voit keskustella aiheesta tiistaihin 9. marraskuuta kello 23:een saakka.
Lue lisää aiheesta:
Näin energiayhtiöt aikovat korvata ilmastonmuutosta kiihdyttävät polttoaineet – tarkoittaako muutos kaupunkilaisille isompaa lämmityslaskua?Näin energiayhtiöt aikovat korvata ilmastonmuutosta kiihdyttävät polttoaineet – tarkoittaako muutos kaupunkilaisille isompaa lämmityslaskua?