Energiajärjestelmien integrointi vaatii lisää osaamista

EU:n energiatehokkuusdirektiivi asettaa vaativat tavoitteet Suomen rakennuskannan energiatehokkuuden ja hiilineutraaliuden parantamiseksi. Tämä on lähtökohta Tampereen yliopistossa meneillään olevalle tutkimushankkeelle, jossa haetaan keinoja hybridienergiajärjestelmien käytön lisäämiseen kiinteistöjen lämmityksessä ja jäähdytyksessä.

”Tavoitteemme on lisätä osaamista hybridienergiajärjestelmien suunnittelussa, rakentamisessa, käytössä ja ylläpidossa”, talotekniikan teollisuusprofessori Piia Sormunen tiivistää. Vuoteen 2026 ulottuvassa HybE (Hybrid Energy) -hankkeessa on mukana useita kiinteistö- ja rakennusalan toimijoita ja sen suurin rahoittaja on Paavo V. Suomisen rahasto.

Järjestelmien integroinnissa eniten parannettavaa

Hybridienergiajärjestelmä yhdistää useita energianlähteitä energian tuotannossa ja hyödyntämisessä. Mukana on tyypillisesti uusiutuvia energianlähteitä ja kiinteistön hukkalämpöjä. ”Lämpöpumput erilaisissa käyttökohteissa ovat hybridienergiajärjestelmissä suuressa roolissa”, Sormunen sanoo.

Kokonaisvaltaisen energiajärjestelmän onnistumisen ratkaisee, että lämmityksestä, jäähdytyksestä, ilmanvaihdosta, energiantuotannosta ja rakennusautomaatiosta vastaavat järjestelmät saadaan toimimaan hyvin yhteen. ”Nykytekniikka mahdollistaa hybridijärjestelmien rakentamisen, mutta kokonaisuuden hallinnassa on edelleen haasteita. Parannusta tarvitaan ennen muuta järjestelmien integroinnista, mikä vaatii nykyistä parempaa yhteistyötä eri toimijoiden välillä”, Sormunen huomauttaa.

Hänen mukaansa hyvästä suunnittelusta ja rakentamisesta huolimatta järjestelmien käyttöönotossa tulee haasteita, kun järjestelmät eivät toimi kuten pitäisi. Energiahankkeiden kriittisimpiä vaiheita onkin siksi järjestelmien toiminnan varmistus.

Kolme näkökulmaa hybridijärjestelmiin

Viisivuotinen HybE-hanke pureutuu teemaan kolmesta näkökulmasta, joissa ensimmäisessä kehitetään rakentamisen prosesseja eri toimijoiden yhteistoiminnan parantamiseksi. Tutkittavat aiheet vaihtuvat vuosittain. Tänä vuonna tutkijat ovat vertailleet allianssityyppisten hankkeiden ominaispiirteitä ja tehokkuutta perinteisiin urakointimalleihin.

”Selvitämme, miten hankkeissa on pysytty aikataulussa ja budjetissa, mikä on ollut työn laatu ja miten tavoiteltu energiatehokkuus on toteutunut”, HybE-hankkeen projektipäällikkö Janne Hirvonen sanoo. Hänen mukaansa allianssihankkeissa viestintä ja taloudenpito ovat tyypillisesti avointa. Jaetut riskit ja palkkiot edistävät ongelmanratkaisua ja yhteistä päätöksentekoa.

HybE-hankkeen toisena aiheena ovat rakennusten tekniset ratkaisut, joissa tänä vuonna on paneuduttu hybridienergiajärjestelmien suunnittelun ja käytön malleihin sekä riskienhallintaan. Hirvosen mukaan keskeisiä havaintoja ovat olleet mittaamisen ja datapohjaisen ylläpidon tärkeys sekä energiajärjestelmien tarkka mitoitus ja selkeät käyttöperiaatteet. ”Kaikki järjestelmät tulee kytkeä samaan keskitettyyn järjestelmään, jossa on ihmisen ja koneen yhteistyönä toimiva etävalvonta”, Hirvonen huomauttaa.

Tutkimushankkeen kolmas osa keskittyy kiinteistönomistajien liiketoimintaan. Tänä vuonna on muun muassa haettu ratkaisuja alueellisen energiantuotannon lisäämiseen. Vaihtoehtoja ovat esimerkiksi tontti- ja korttelitason lämmönjakeluverkot, kaksisuuntaiset lämpömarkkinat, energiavarastot ja sähkön energiayhteisöt.

Hirvosen mukaan lämpöpumppuratkaisuilla on alueellisessa energiantuotannossa tärkeä rooli. ”Ne kilpailevat kaukolämmön kanssa, mutta kaukolämpöyhtiöt pyrkivät löytämään keinoja, joilla paikalliset ratkaisut kytkeytyvät laajempaan verkkoon kannattavalla tavalla”, Hirvonen sanoo.

Senaattia kiinnostaa allianssihankkeiden hyödyt

Senaatti-kiinteistöt hakee HybE-hankkeesta lisävauhtia omien energiatehokkuus- ja ympäristötavoitteidensa toteuttamiseen. Kiinnostaviin tutkimusaiheisiin kuuluvat muun muassa allianssityyppisten rakennusurakoiden hyödyntäminen, Senaatti-kiinteistöjen erityisasiantuntija Tapio Jalo sanoo.

”Olemme käyttäneet allianssimallia isoissa hankkeissa. Meitä kiinnostaa, miten tällaisissa yhteistyömalleissa voidaan sopia rakennuttajalle tärkeistä ympäristötavoitteista ja edistää lämpöpumppuratkaisujen kaltaisia uusia energiaratkaisuja.”

Valtion kiinteistöistä vastaavaan konserniin kuuluu Senaatti-kiinteistöjen ohella myös puolustushallinnon tiloista vastaava Puolustuskiinteistöt. Jalon mukaan tähän mennessä lämpöpumpputeknologiaa on hyödynnetty yksittäisissä kiinteistöissä. Muun muassa öljylämmityksiä on vaihdettu maalämpöön kaukolämpöverkon ulkopuolisissa kohteissa.

Jalon mukaan Senaatti-kiinteistöt kartoittaa aktiivisesti kohteita, joiden energiatehokkuutta voidaan parantaa kustannustehokkaasti lämpöpumpuilla ja niihin yhdistettävillä muilla energiajärjestelmillä. ”Monimutkaisissa energiajärjestelmissä toiminnan varmistamisen ja riskien hallinnan merkitys korostuvat. Tähänkin saamme toivottavasti tutkimushankkeen myötä lisää tietoa”, Jalo toteaa.