Energiaomavarainen kaupunki vaatii radikaaleja ratkaisuja

Tampereella tehdään jo tulevaisuuden kaupunkirakentamisen mallialuetta, vaikka uudisrakentaminen käynnistyy varsinaisesti vasta vuonna 2020. Kysymyksessä on 25 000 asukkaan Hiedanranta. Kaupunki on kutsunut Hiedanrantaan yrityksiä kokeilemaan ja kehittämään uutta liiketoimintaa, joille tunnusomaista ovat digitaalisuus, kestävyys, kiertotalous, energia tai ravinnontuotanto. Tavoitteena on saada alueelle 10 000 tulevaisuuden työpaikkaa. Energiaa alueen tulisi tuottaa yli oman tarpeen. Hiedanrannan kehitysohjelma on osa Smart Tampere -ohjelmaa.

Hiedanranta 4D Voimala -visiossa luovutaan kokonaan fossiilisista polttoaineista (Dekarbonisaatio) ja kiihdytetään energiatoimialan liiketoimintaympäristön uudistumista (Disruptio). Hajautetussa energiatuotannossa (Desentralisaatio) hyödynnetään aurinkoenergaa ja geotermistä energiaa sekä kierrätetään hukkalämpö ja biomateriaalit pienCHP-ratkaisuilla ja polttokennoilla. Kysyntäjousto ja erilaiset energiavarastot ovat tärkeä energiaälykästä rakentamista ja Hiedanrannan energiajärjestelmää. Siirtyminen keskitetyistä hajautettuihin ratkaisuihin vaatii reaaliaikaisuuteen perustuvia liiketoimintaprosesseja ja palveluja (Digitalisaatio).

Vainio_graafi

4D-VOIMALAN RADIKAALIT ELEMENTIT

  • Hiedanrannan Energiainnovaatiokeskus on keskeinen toimija 4D Voimalan ekosysteemien ja toimintamallien kehittämisessä.
  • Kilpailulle avoin infrastruktuuri mahdollistaa kaikkien energiavirtojen kaksisuuntaisuuden ja hajautetun ja holistisen energian tuotannon.
  • Ravintokierto osana energiajärjestelmää tuottaa kaupunkiympäristöön aivan uusia lähienergian-lähteitä, jotka integroidaan Hiedanrannan energiajärjestelmään.
  • Paikalliset sähköiset kauppapaikat ovat alusta kaupankäynnille paikallisten toimijoiden kesken. Kauppapaikat muodostavat valtakunnallisiin energiamarkkinoihin verrattavissa olevan ”mikroympäristön”. Energiayhteisö tai -osuuskunta on todennäköinen sidosryhmä tulevaisuuden energialiike-toiminnassa.
  • Ennustava reaaliaikainen energianhallinta kattaa kulutuksen ja tuotannon tarkan ennustamisen sekä koko energiainfrastuktuurin (tuotanto, jakelu, kuormat, kysyntäjousto, energian varastointi) ennustavan ohjauksen. Uusia teknologioita otetaan käyttöön tulevaisuuden liiketoimintaprosessien toteutuksessa – esim. lohkoketkut (Block Chains) ja tekoäly (AI).
  • Holistinen energiantuotanto hyödyntää kaikki paikalliset energialähteet huomioiden myös liitynnät ulkoisiin energiajärjestelmiin, energian talteenoton ja varastoinnin sekä kysyntäjouston (”virtuaali-voimalaitos”). Ennustava reaaliaikainen energiahallinta on tämän mahdollistaja.
  • Energiaälykäs rakennus on reaaliaikaisessa vuorovaikutuksessa sekä energiajärjestelmän että käyttäjien kanssa. Rakennus tai rakennusryhmät ovat siis kiinteä osa energiajärjestelmää – energian tuotantoa, jakelua, varastointia, ohjattavia kuormia ja energian kulutusta. Hiedanrannassa panostetaan alueellisiin ja rakennusryhmäkohtaisiin energiaratkaisuihin.

Hiedanranta 4D Voimala kuvaa tulevaisuuden toimintaympäristön, jossa kaikkien toimijoiden on oltava valmiita uudistamaan tuote- ja palveluportfolioita sekä liiketoimintamalleja. Energiatoimialan vireillä olevat EU direktiivit tulevat osaltaan edistämään 4D Voimalan toteutumista. Kaupungin organisaatioilta uudentyyppisen kaupungin rakentaminen vaatii tiivistä yhteistyötä energiainfrastruktuurin toteuttajien kanssa sekä tiedon ja osaamisen jakamista kotimaisten ja kansainvälisten kärkihankkeiden kanssa.

Hiedanranta 4D Voimalaa ovat olleet ideoimassa Tampereen kaupungin ja Tampereen Sähkölaitoksen kanssa VTT, Tampereen teknillinen yliopisto ja Tulevaisuuden tutkimuskeskus.

 

Markku Tuovinen
Markku Tuovinen
Senior Scientist, VTT
markku.tuovinen(a)vtt.fi
@TuovinenMarkku

 

 

Vainio
Terttu Vainio
Senior Scientist, VTT
terttu.vainio(a)vtt.fi