Muotisanoista tekoihin − Kaukolämpöverkossa piilee valtava potentiaali uusille tuotteille ja palveluille

Digitalisaatio, älykäs mittarointi, kaksisuuntainen kaukolämpö ja uusiutuvan energian integraatio ovat termejä, jotka pyörivät kaikkien kaukolämpötoimijoiden huulilla. Onko kuitenkin niin, että uuden tekniikan integrointi perinteiseen kaukolämpöjärjestelmään on vaikeaa ja tekniikka kallista? On tekojen aika, ja tekniikka on jo olemassa!

Keskustellessamme kaukolämpöyhtiöiden, kaupunkien, alalla toimivien yritysten ja asukkaita edustavien tahojen kanssa kaukolämmön tulevaisuudesta VTT:llä järjestetyssä tapahtumassa huomasimme, että ei ole selvää, mitä uutta tekniikkaa kaukolämpöverkkoon tulisi integroida ja miten. Yksi asia on kuitenkin selvä ja siitä kaikki ovat yksimielisiä: hiilenpoltto loppuu ja kaukolämmöntuotantotavat muuttuvat − mitä nopeammin, sen parempi.

Suomessa luonnollinen tapa korvata hiiltä ja öljyä uusiutuvalla lämmöntuotannolla on ollut bioenergian laajempi hyödyntäminen. Biopolttoaineille löytyy kuitenkin muutakin käyttöä. Perinteiseksi ja jäykäksi tituleerattu kaukolämpöverkko muuntuu moneksi, ja yksi sen ehdottomista eduista on joustavuus hyödyntää erilaisia lämmönlähteitä. Tämä tarkoittaa tulevaisuudessa aiempaa laajempaa jätteenpolton, hukkalämpöjen talteenoton sekä aurinkolämmön ja lämpöpumppujen integrointia verkkoon sekä suoraan että välillisesti asiakkaiden kautta, täydentäen bioenergiaan perustuvaa tuotantoa. Voimme puhua hybridijärjestelmästä, jossa erilaiset tuotantomuodot täydentävät toisiaan; esimerkiksi bioenergia ja lämpöpumput mahdollistavat kausittain vaihtelevan aurinkolämmön hyödyntämisen.

Vaikka uusituvan lämmön hinta onkin laskenut nopeasti tämän vuosikymmenen aikana, se on silti kallista verrattuna perinteisiin ratkaisuihin. Aurinkolämmön laajamittaiseen hyödyntämiseen liittyy kausivaihtelun tuoma haaste. Kustannustehokkaan lämmön kausivarastointitekniikan keksijällä on kaikki mahdollisuudet rikastumiseen!

Tuotanto ja kulutus tasapainoon monimutkaisessa järjestelmässä

Kaukolämpöverkkoon uskotaan tulevan pientuottajia, korttelikohtaista tuotantoa ja alueellisia järjestelmiä. Tällaisia kehityshankkeita onkin jo ilahduttavasti käynnissä, esimerkiksi LEMENE-hanke Lempäälässä, Skanssin alue Turussa ja Wasa Station Vaasassa. Myös jäähdytystarve lisääntyy − toisen lämpö voi olla toisen kylmää. Tarvitsemme kokonaisvaltaista järjestelmätason ajattelua, jotta myös energian kiertotalouden ratkaisuja voidaan hyödyntää voimakkaammin. Kuluttaja-tuottajien integroiminen kaukolämpöjärjestelmään on tekninen haaste, joka järjestelmän toimivuuden ja energiatehokkuuden kannalta tulee selvittää kerralla kunnolla, yleisen standardin mukaan ja asiantuntijoita kuunnellen.

hands

Kyse ei ole siitä, mikä teknologia voittaa, vaan kuinka eri teknologiat sopivat yhteen.

Lämmöntuotantotekniikan monipuolistuessa kokonaisuuksien suunnittelu, mitoitus ja hallinta ovat avainroolissa. Kuka vastaa tuotannon ja kulutuksen tasapainosta monimutkaisessa järjestelmässä? Nykyjärjestelmässä kaukolämpöyhtiöiden on taattava kaukolämpö asiakkaalle kellon ympäri kaikissa olosuhteissa.

Monimutkainen järjestelmä vaatii myös tiedonkeruuta ja hyödyntämistä, lämpöjärjestelmän laajempaa digitalisoimista. Digitalisointikaan ei kuitenkaan ole täysin haasteetonta. Ongelma voi olla jopa fyysinen, kun puhutaan kaukolämpöverkosta − miten lisätään älyä järjestelmään, joka on piilossa maan alla. On myös selvitettävä, miten tieto jalostetaan ja hyödynnetään optimaalisesti. Kuka kaukolämpöjärjestelmästä ja asiakkailta kerättävää tietoa saa käyttää?

Monessa taajamassa kaukolämpöverkko on vanha. Maan alla olemassa olevan järjestelmän muuttaminen voi olla työläs ja kallis prosessi. Kaukolämpöverkossa piilee suuri potentiaali kerätä ja jakaa erilaisia hajautetusti tuotettuja energianlähteitä, mutta tähän liittyy vielä teknisiä haasteita. Esimerkiksi aurinko- ja hukkalämmön lämpötilataso on tyypillisesti matalampi kuin kaukolämpöverkkojen nykyinen lämpötilataso, jolloin lämpöpumpuilta vaaditaan paljon.

Mahdollisuuksia on siis paljon, mutta niin on kehitettävääkin. Koko järjestelmän toimivuuden analysoiminen mahdollistaa energiatehokkuuden parantamisen koko energiaketjussa tuotannosta jakelun kautta kulutukseen. Tämä taas mahdollistaa erilaisten tuotteiden ja palveluiden kehittämisen siten, että ne palvelevat kokonaisuutta parhaiten. Kaikilla toimijoilla on paikkansa tässä yhteisessä kehittämisessä.

Lue lisää:

Bioenergy RES hybrids in Finland  (pdf)

Paikallista energiaa asuinalueella. Esimerkkinä Helsingin Vartiosaari  (pdf)

Visions for future energy efficient district energy systems (pdf)

heidi_saastamoinen
Heidi Saastamoinen

Research Scientist, VTT
heidi.saastamoinen(a)vtt.fi

 

 


satu_paiho
Satu Paiho

Senior Scientist, VTT
satu.paiho(a)vtt.fi

 

 

Elina Hakkarainen VTTElina Hakkarainen
Research Scientist, VTT
elina.hakkarainen(a)vtt.fi
Twitter: @e_Hakkarainen

Leave a Reply