Lämpöpumppuratkaisut ovat nyt erityisen kuuma aihe taloyhtiöiden suunnitellessa tulevaisuuden lämmitysenergiaratkaisujaan. Isännöintiliiton kyselytutkimuksen mukaan seuraavan kerran lämmityslaitteita uusittaessa kaukolämmön kannalla on enää puolet vastaajista. Optimistisella suhtautumisella hybridilämmitysjärjestelmien tuomiin mahdollisuuksiin kaukolämpöyhtiöillä on hyvät edellytykset säilyttää asiakassuhteensa. Kaukolämpöyhtiöillä on käsissään ratkaisun avaimet ja mahdollisuus puhtaaseen energiantuotantoon.
Sähkön ja kaukolämmön yhteistuotanto on ollut ja on edelleen hyötysuhteeltaan ylivoimaisesti tehokkain energiantuotantomuoto. Päästövähennystavoitteet ja niiden ajurina toimiva päästökauppa ovat kuitenkin sulkemassa energiatehokkaat fossiiliset polttoaineet pois markkinoilta. Polttamalla tuotetun energian osuus tulee väistämättä pienenemään.
Fossiilisten polttoaineiden osuus kaukolämmön tuotannossa on jo viime vuosikymmenellä pudonnut merkittävästi (kuvio 1) [1]. Niiden lopullisen osuuden korvaaminen uusiutuvilla energianlähteillä on tämän hetken polttava kysymys. Päästötavoitteiden saavuttamiseksi kotimaisen hitaasti uusiutuvan tehokkaan polttoaineen turpeen käyttö halutaan myös lopettaa. Voidaanko puuttuvasta palasta osa korvata tehostamalla tuotetun energian käyttöä?
Hybridilämmitysjärjestelmät tehostavat energian käyttöä
Kaukolämpöyhtiöiden etujärjestö Energiateollisuus ry on luonut ohjeistuksen hybridilämmitysjärjestelmien rinnakkaiskytkennälle kaukolämpölaitteiston kanssa [2]. Ohjeistuksen lähtökohtana on ollut kaukolämmön jäähtymän pysyminen riittävän suurena, mikä on sähkön ja lämmön yhteistuotannon kannalta merkityksellistä.
Vanhempien kiinteistöjen patterilämmitysverkon menoveden lämpötilat ovat usein korkeat. Tällaisissa kiinteistöissä parhaan kokonaishyödyn saavuttamiseksi lämpöpumppujärjestelmä tulisi kytkeä sarjaan kaukolämpöjärjestelmän kanssa. Tässä kohtaa kaukolämpöyhtiöiltä tarvitaan erityistä rohkeutta ajatella energiantuotantoa täysimääräisen hukkalämpöjen hyödyntämisen näkökulmasta.
Kaukolämmön paluuveden lämpötila saadaan sarjaankytkennästä huolimatta riittävän alas, kun käytetään lämpöpumpulla kaukolämmön paluupuolen energiaa. Polttamalla tuotetun energian käyttöä saadaan näin tehostettua ja kaukolämpöveden pumppauskustannuksia alennettua.
Oululaiseen asuinkerrostaloon asennettiin EU-hankkeena hybridilämmitysjärjestelmä, joka käyttää lämpöpumpulla energiasyötteenä poistoilman hukkalämpöä ja kaukolämmön paluuvettä. Järjestelmän optimaalisella käytöllä rakennukseen ulkopuolelta tuotavan lämmitysenergian osuutta saadaan pudotettua noin 40 % (kuvio 2). [3]
Hybridilämmitysjärjestelmä vähentää hiilidioksidipäästöjä
Suomen asuinkerrostalokannasta suuressa osassa on käytössä koneellinen poistoilmanvaihto, jossa ostoenergialla 21 °C:seen lämmitetty ilma puhalletaan harakoille. Tämä hukkaenergia on mahdollista ottaa takaisin lämmityskäyttöön hybridilämmitysjärjestelmillä [4]. Yksittäisen kiinteistön hiilidioksidipäästöt voidaan puolittaa optimaalisella hukkalämpöjen hyödyntämisellä (kuvio 3) [3]. Tehokkaalla hybridijärjestelmien käytöllä merkittäviin päästövähennyksiin päästään suuressa osassa asuinkerrostaloja [5].
Hybridijärjestelmän toimintaa ohjaavalla automaatiolla on saavutettavalle hyödylle keskeinen merkitys. Automaatioratkaisujen riittävän osaamisen koulutukseen tulee kiinnittää huomiota. Säätöjen ohjelmoijalla tulee olla tietämystä myös LVI-tekniikasta ja -prosesseista.
Päästölaskentamalleista pitäisi tehdä kriittistä tarkastelua kestävä standardi, jossa kaikki energiantuotantoon vaikuttavat tekijät huomioitaisiin. Dieselöljyllä kulkevilla rekka-autoilla kaukaa kuljetettua uusiutuvaa polttoainetta ei voida mitenkään määritellä täysin päästöttömäksi. Laskentamallien tulee olla täysin läpinäkyviä, mikäli päästöjä halutaan oikeasti vähentää.
Kaukolämpöverkko on kansallisaarre – käytetään ratkaisun avaimet oikein
Suomalaisiin kaukolämpöverkkoihin on investoitu vuosikymmenten aikana todella suuri määrä kansallisvarallisuutta. Hybridilämmitysjärjestelmien avoimella kehitystyöllä voidaan saada mahdollisimman useat kiinteistöt pysymään kaukolämpöverkon asiakkaina. Maalämpöratkaisuihin kokonaan siirtyvät kiinteistöt katkaisevat napanuoransa kaukolämpöverkkoon.
Hybridijärjestelmien suurin etu on se, että niillä voidaan käyttää kulloinkin edullisinta energiamuotoa. Edullisin energiamuoto voi jossakin kohtaa olla kaukolämpöenergia.
Kaukolämpöyhtiöillä on täysi mahdollisuus onnistua hiilineutraalissa lämmitysenergian tuotannossa. Hiilineutraali energiantuotanto vaatii avarakatseisuutta ja kaikki mahdollisuudet on huomioitava etsittäessä päästöttömiä ratkaisuja. Energiankäytön tehostaminen on merkittävä tekijä päästövähennystavoitteiden toteutumisessa.
Koivukangas Kimmo, opiskelija
Oulun ammattikorkeakoulu, Talotekniikan tutkinto-ohjelma
Niskala Mikko, lehtori
Oulun ammattikorkeakoulu, Tekniikan ja luonnonvara-alan yksikkö
Partanen Pirjo, lehtori
Oulun ammattikorkeakoulu, Tekniikan ja luonnonvara-alan yksikkö
Artikkeli perustuu opinnäytetyöhön: Koivukangas, K. 2021. Hybridilämmitys asuinkerrostalossa. Poistoilman energian ja kaukolämmön paluuvesienergian yhteiskäyttö lämpöpumpulla. Oulun ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö. Oulu. http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104034192
Lähteet
[1] Tilastokeskus. 2020. Sähkön ja lämmön tuotanto 2019. Liitekuvio 5. Hakupäivä 30.3.2021. https://www.stat.fi/til/salatuo/2019/salatuo_2019_2020-11-03_fi.pdf
[2] Energiateollisuus ry. 2017. Poistoilmalämpöpumppu (PILP) kaukolämpötaloon: ohjeet suunnittelijalle. Hakupäivä 30.3.2021. https://energia.fi/files/2137/Poistoilmalampopumppu_kaukolampotaloon_ohjeet_suunnittelijalle.pdf
[3] Koivukangas, K. 2021. Hybridilämmitys asuinkerrostalossa. Poistoilman energian ja kaukolämmön paluuvesienergian yhteiskäyttö lämpöpumpulla. Oulun ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö. Oulu. Hakupäivä 22.4.2021. http://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202104034192
[4] Motiva. 2018. Lämpöpumppujen hankintaopas – kunnat ja taloyhtiöt. Hakupäivä 30.3.2021. https://www.motiva.fi/files/14752/Lampopumppujen_hankintaopas_kunnat_ja_taloyhtiot.pdf
[5] Aro, K., Hari, L., Heikkinen, M., Matilainen, A., Räsänen, N. & Satka, V. 2019. Uusiutuvan energian kuntakatselmus. Vantaan kaupunki. Motivan kuntakatselmusraportti. Hakupäivä 30.3.2021. https://www.motiva.fi/files/17466/Vantaa_kaupunki_Uusiutuvan_energian_kuntakatselmus_2019.pdf
Taustamateriaalia
Isännöintiliitto. 2021. Energiabarometri 2021. Isännöintialan näkemyksiä energia-asioihin ja energiatehokkuuteen. Hakupäivä 30.3.2021. https://www.isannointiliitto.fi/wp-content/uploads/2021/02/energiabarometri-2021.pdf
