Kaukolämmössä katseet kääntyvät lämpöpumppuihin

Energia-ala on sitoutunut puolittamaan kaukolämmön ja sähkön tuotannon hiilidioksidipäästöt vuoteen 2030 mennessä. Kunnianhimoinen tavoite tarkoittaa etenkin kivihiilen ja turpeen korvaamista vähäpäästöisillä energialähteillä. Kaukolämpöalan katseet ovat nyt kääntyneet uusiutuvien energiamuotojen ja erilaisten hukkalämpöjen hyödyntämiseen.

Kymmenelle paikkakunnalle kaukolämpöä toimittava Suur-Savon Sähkö otti Puumalassa käyttöön lämpölaitoksen, joka tuottaa energiaa lämpöpumpulla ja aurinkoenergialla. ”Halusimme päästä kokeilemaan uutta teknologiaa, jolla lämpöä voidaan tuottaa ilman päästöjä aiheuttavaa polttamista”, yhtiön kehitys- ja innovaatiopäällikkö Mika Laine kertoo.

Lämpöpumppu korvaa öljyn käytön

Puumalassa uutta 0,5 MW:n laitosta tarvittiin erityisesti lämmityskauden ulkopuolella, jolloin hakelämpölaitoksen säädettävyys ei riittänyt tuottamaan pienempää kesäkuormaa. Lämpö jouduttiin tekemään kesällä kokonaan öljyllä, mutta uuden laitoksen myötä öljyn käyttö väheni 30 000 litraa vuodessa.

Uuden lämpölaitoksen tuottamasta lämpöenergiasta 75 prosenttia kerätään lämpöpumpun avulla ilmasta ja 25 prosenttia viereisestä aurinkokentästä.

Järjestelmän on toimittanut hollolalainen Calefa Oy. Toimitusjohtaja Petri Vuoren mukaan valtaosa yrityksen asiakkaista on teollisuusyrityksiä, mutta lämpöpumppuratkaisuja on toimitettu avaimet käteen -periaatteella jo noin kymmenelle pienelle ja keskisuurelle kaukolämpöyhtiölle.

”Potentiaali on todella iso. Lämpöpumpputeknologia on mennyt vauhdilla eteenpäin. Sen avulla matalienkin hukkalämpöjen tai ympäristön energia voidaan nostaa lämpötilaan, joka voidaan siirtää suoraan kaukolämpöverkkoon”, Vuori sanoo.

Mäntsälästä mallia hukkalämmön hyödyntämiseen

Vuoren arvion mukaan tulevaisuudessa jopa kaksi kolmasosaa Suomen kaukolämmöstä voitaisiin tuottaa lämpöpumpputekniikalla erilaisista hukkalämmöistä ja ympäristöenergioista. ”Vain yksi kolmasosa tarvitsisi tuottaa polttamalla lähinnä sen vuoksi, että kulutushuipuista selvitään.”

Vuoren mukaan lämpöpumppujen roolin korostumisesta on jo paikallista näyttöä. Mäntsälässä energiayhtiö Nivos tuottaa 75 prosenttia kaukolämmöstä lämpöpumpuilla, jotka hyödyntävät hakukoneyhtiö Yandexin datakeskuksen hukkalämpöä.

Monella paikkakunnalla teollisuuden hukkalämpöjä ei ole kuitenkaan käytettävissä. Vuoren mukaan silloin on yleensä järkevintä hyödyntää useita lämmönlähteitä.

”Kombinaatio riippuu kohteesta, mutta kyseeseen voivat tulla esimerkiksi maalämpö, aurinkoenergia tai ilmasta otettava energia. Myös vesistöistä saatavaa energiaa pystytään hyödyntämään lämmitykseen tai jäähdytykseen.”

Lämpöpumppulaitosten hyviin puoliin Vuori laskee sen, että ne eivät aiheuta melua tai pienhiukkaspäästöjä. Näin laitos voidaan pystyttää jopa asutuksen keskelle.

Biopolttoaineet kovimmat kilpailijat

Kaukolämpöyhtiöille päästöjen vähentäminen tietää tulevina vuosina isoja investointeja. Vuoren mukaan lämpöpumppujen pahimmat kilpailijat kaukolämmössä ovat nyt biopolttoaineet. Hän uskoo kilpailuasetelman kuitenkin muuttuvan tulevaisuudessa, jos myös puun polton hiilidioksidipäästöjä aletaan laskea.

”Puulle luulisi löytyvän paljon paremman jalostusarvon kohteita. Ja kun uusia käyttökohteita alkaa löytyä, poltettavan puun hinta ja samalla myös kaukolämmön tuotantokulut nousevat. Silloin tulee kova kiire löytää korvaavia tapoja tuottaa lämpöä”, Vuori ennustaa.

Lämpöpumppujen kilpailukykyä voi parantaa myös kaukolämpöverkkoon lämpöä tuottavien lämpöpumppujen sähköveron mahdollinen alentaminen. Hallitus on tehnyt tästä linjauksen.

Isot toimijat näyttävät esimerkkiä

Kaukolämpöyhtiöistä etenkin isot toimijat etsivät nyt lämpöpumpuilla hyödynnettäviä lämmönlähteitä. Edelläkävijöihin kuuluu Helen, jonka Katri Valan lämpö- ja jäähdytyslaitos on jauhanut jo pitkään lämpöenergiaa puhdistetusta jätevedestä.

Siellä viiden lämpöpumpun yhteenlaskettu teho on lämmössä 105 MW ja jäähdytyksessä 65 MW. Kapasiteettia on määrä kasvattaa edelleen kahdella lämpöpumppukokonaisuudella, joista toinen valmistuu tänä kesänä ja toinen kesällä 2023.

Myös Fortumilla on vireillä Espoossa isoja lämpöpumppuhankkeita, kun se aikoo luopua kivihiilestä kaukolämmön tuotannossa vuoden 2025 aikana. Yhtiö rakentaa Vermoon 11 megawatin ilma-vesilämpöpumppulaitoksen. Myös Suomenojalle on suunnitteilla noin 20 MW:n lämpöpumppulaitos. Energiantuotannossa hyödynnettäisiin muun muassa puhdistetun jäteveden hukkalämpöä ja kesäisin merivettä.

Vuoren mukaan pienemmilläkin kaukolämpöyhtiöillä on runsaasti kiinnostusta lämpöpumppuratkaisuihin, mutta ne ovat isoja varovaisemmin liikkeellä. ”Moni odottaa vielä lisäreferenssejä ja toivoo suunnannäyttäjiksi suurempia toimijoita, jotka testaisivat ensiksi teknologian toimivuuden ja kantaisivat näin tekniset riskit.”

Investointipäätöksiä pitkällä tähtäimellä

Kaukolämpöyhtiöitä edustava Energiateollisuus ry arvioi, että Suomen noin 36 TWh:n kaukolämmön vuosituotannosta kymmenesosa saadaan nykyisin erilaisista hukkalämmöistä. ”Hukkalämpöjen hyödyntäminen on moninkertaistunut viime vuosina”, johtaja Janne Kerttula Energiateollisuudesta sanoo.

Viime kesänä kaukolämpöyhtiöille tehdyn kyselyn mukaan kasvupotentiaali on merkittävä. Tosin Petri Vuoren kasvuennusteeseen on vielä hieman matkaa.

”Kyselyn mukaan vuonna 2030 kolmasosa Suomessa tuotetusta kaukolämmöstä voi tulla muista kuin poltettavista energialähteistä. Esimerkiksi pienillä teollisuuspaikkakunnilla löytyy varmasti vielä paljon hyödyntämättömiä hukkalämpöjä”, Kerttula toteaa.

Päästöjä vähentävien investointien kannattavuutta mietitään kaukolämpöyhtiöissä tarkkaan, sillä samaan aikaan on huolehdittava, että kaukolämmön hinta pysyy kilpailukykyisenä. Lämpöpumppuratkaisujen ”kilpailijoiksi” Kerttula lukee esimerkiksi energiatehokkuutta parantavat investoinnit tuotantoon ja verkostoon. Energiaa säästetään myös kaukolämpöä käyttävien kiinteistöjen automatiikalla ja älykkäillä ratkaisuilla.

Myös energiankulutuksen kulutusjouston mahdollistavat investoinnit yleistyvät. Esimerkiksi Vantaa suunnittelee kallion sisään noin miljoonan kuutiometrin kokoista lämpövarastoa, jolla voidaan tasoittaa kaukolämmön kysyntäpiikkejä.

”Myös geotermisen lämmön käyttö kiinnostaa. Kaukolämmön tuottajat odottavat tästä tuloksia pilottihankkeista, joita on meneillään muun muassa Espoossa.”

Kerttula korostaa, että investointipäätösten tekeminen ei ole kaukolämpöalalla helppoa, sillä niiden vaikutuksia on pyrittävä arvioimaan jopa 50 vuoden päähän. Pakkaa voivat tulevaisuudessa sekoittaa myös täysin uudet energialähteet. Kuumiin tutkimusaiheisiin kuuluu muun muassa vedyn tuotanto, jossa syntyy runsaasti lämpöä. Myös pienydinreaktorien käyttöä tulevaisuuden kaukolämmön lähteenä tutkitaan.

Suur-Savon Sähkö hakee uusia vaihtoehtoja

Mika Laineen mukaan Suur-Savon Sähkö haluaa kuulua kaukolämpöalalla edelläkävijöihin ja hakea kustannustehokkaita ratkaisuja hiilineutraaliin tuotantoon. Hän uskoo, että erilaiset ei-polttamiseen perustuvat ratkaisut ja lämpöpumppujärjestelmät yleistyvät toimialalla tulevina vuosina vauhdilla.

Suur-Savon Sähkössä on esimerkiksi suunnitteilla savukaasupesureiden asentaminen useisiin hakelämpölaitoksiin. Lämmön talteenottoa on tarkoitus tehostaa lämpöpumpuilla.

”Erilaisten hukkalämpöjen hyödyntäminen on meillä jatkossa entistä merkittävämmässä roolissa. Toiminta-alueellamme suuria lämmönlähteitä ei ole paljon, mutta työpöydällä on erilaisia hankeaihioita”, Laine sanoo.

Yksi sellainen ovat lämpöpumppuihin perustuvat kiinteistökohtaiset jäähdytysratkaisut, joissa jäähdytyksessä syntyvää lämpöä voidaan lämpöpumpun avulla syöttää kaukolämpöverkkoon.