Kaukolämpö hiilineutraaliksi lämpöpumppujen avulla

Pääkaupunkiseudun tavoite hiilineutraalista kaukolämmöstä nojaa pitkälti lämpöpumppuihin. Espoo on nousemassa vauhdilla Helsingin rinnalle uuden teknologian hyödyntämisessä.

Teksti Matti Remes   Kuvat Fortum

Fortumin voimalaitosalueella Espoon Suomenojalla saa hyvän käsityksen, mihin suuntaan pääkaupunkiseudun kaukolämmön tuotanto on 2020-luvulla etenemässä. Vuodesta 1977 toiminut hiilivoimala on määrä sulkea viimeistään vuonna 2025.

Sen naapurissa on vuodesta 2015 lähtien pyörinyt kaksi 20 megawatin lämpöpumppua, joiden vieressä käynnistyi viime vuonna kolmas 25 megawatin lämpöpumppu. Alueella rakennetaan myös 100 megawatin sähkökattilalaitosta, josta saadaan jatkossa lämpöä päästöttömällä vesi-, ydin- tai tuulivoimalla.

Projektipäällikkö Teemu Nieminen Fortumin lämmitys- ja jäähdytysliiketoiminnasta sanoo, että tavoite hiilineutraalista kaukolämmöstä perustuu pitkälti puhtaaseen sähköön sekä erilaisiin hukka- ja ympäristölämpöihin, joita hyödynnetään lämpöpumpputeknologialla.

”Teollisen mittakaavan lämpöpumput ovat erinomainen keino korvata kivihiiltä ja leikata ilmastopäästöjä energiantuotannossa”, Nieminen sanoo.

Hänen mukaansa peruskuorma Espoon seudun kaukolämmön tuotannossa pystytään kattamaan jatkossa lämpöpumppuihin nojaavilla ratkaisuilla ja sähkökattiloilla. Kulutushuipuissa niitä täydentävät kiinteät ja nestemäiset biopolttoaineet.

Teemu Niemisen mukaan Fortumin tavoite hiilineutraalista kaukolämmöstä perustuu pitkälti puhtaaseen sähköön sekä erilaisiin hukka- ja ympäristölämpöihin, joita hyödynnetään lämpöpumpputeknologialla.

Jäte- ja meriveden hukkalämpö talteen

Suomenojan lämpöpumput pumppaavat lämmön talteen Espoon, Kauniaisten, Kirkkonummen ja Vantaan länsiosista tulevista puhdistetuista jätevesistä. Lämpöpumppulaitos hyödyntää HSY:n uuden Blominmäen vedenpuhdistamon jäteveden hukkalämpöjä. Lisäksi lämmönlähteenä käytetään merivettä, jonka käyttö rajoittuu kuitenkin kesäaikaan.

Niemisen mukaan lämpöpumppulaitos pystyy hyödyntämään lämmönlähteitä siten, että poistuvan veden lämpötila on alimmillaan kaksi celsiusastetta. Mahdollisimman hyvän hyötysuhteen saavuttamiseksi suositaan kuitenkin korkeamman lämpötilan lämmönlähteitä.

”Merivettä voisi hyödyntää enemmänkin, mutta sen lämpötila laskee silloin kuin sitä tarvittaisiin eniten. Marraskuussa merivesi ei ole kovin houkutteleva vaihtoehto, kun se on reilusti alle 10 astetta”, Nieminen huomauttaa.

Suomenojan lämpöpumpuilla pystytään tuottamaan jopa 86-asteista vettä. Paremman hyötysuhteen saavuttamiseksi laitoksessa tehdään kuitenkin vain 65-asteista vettä. Esilämmityksen jälkeen kaukolämpöverkkoon menevä vesi lämmitetään esimerkiksi 90-asteiseksi nyt hiilivoimalassa ja jatkossa sähkökattilalaitoksessa.

Myös ilma-vesilämpöpumppuja tulossa

Suomenoja on ollut Fortumille päänavaus lämpöpumpputeknologian hyödyntämisessä kaukolämmössä, mutta lisää on pian tulossa. Ensi vuoden alkupuolella Espoon Vermoon valmistuu ilma-vesilämpöpumppulaitos, jonka kokoluokka ylittää 10 megawattia tiettävästi ensimmäisenä Suomessa. Vermossa on toiminut jo aiemmin pilottivaiheen 1,3 megawatin ilma-vesilämpöpumppu.

Uusi laitos syöttää ilmasta otettua lämpöä suoraan kaukolämpöverkkoon ja tuottaa lämpöä jopa -15 asteeseen saakka. Vermon laitos on niin sanottu CHC-laitos (combined heating and cooling) eli se tuottaa kaukolämmön ohella kaukokylmää alueelliseen verkkoon.

”Ulkoilmasta otettavan lämmön ohella laitos hyödyntää myös jäähdytysverkoston tuottamaa hukkalämpöä”, Fortumin lämmitys- ja jäähdytysliiketoiminnan uusista teknologioista vastaava kehityspäällikkö Simon Lintu sanoo.

Vermoakin suurempaa ilma-vesilämpöpumppulaitosta Fortum suunnittelee Keran uuteen kaupunginosaan Espoossa. Alueelle kaukolämpöä ja -kylmää toimittava 10–15 megawatin laitos on määrä ottaa käyttöön vuosina 2023–2024.

Simon Lintu sanoo, että Microsoftin suunnittelemat kaksi datakeskusta tuovat merkittävän lisän Espoon kaukolämmön tuotantoon. Hukkalämmön talteenottoprojekti on tiettävästi laatuaan suurin maailmassa.

Datakeskusten hukkalämpö jättipotti Fortumille

Teollisuuden hukkalämpöjen hyödyntäminen kiinnostaa kaukolämpöyhtiöitä, mutta pääkaupunkiseudulla runsaasti energiaa käyttäviä yrityksiä on rajallisesti. Todellinen jättipotti Fortumin kaukolämmöntuotannolle on kuitenkin luvassa Microsoftin kahdesta jättimäisestä datakeskuksesta, joita yhtiöt suunnittelevat Kehä III:n varrelle Espoon Hepokorpeen ja Kirkkonummen Kolabackeniin.

Fortum rakentaa datakeskusten yhteyteen lämpöpumppulaitokset, jotka syöttävät hukkalämmön kaukolämpöverkkoon. Vastavuoroisesti ne toimittavat datakeskuksiin jäähdytystä.

Kyseessä on tiettävästi maailman suurin datakeskusten hukkalämmön talteenottoprojekti. Fortum on arvioinut, että datakeskusten yhteenlaskettu lämpöteho voisi olla jopa 350 megawattia. Se kattaisi noin 40 prosenttia Espoon, Kauniaisten ja Kirkkonummen noin 250000 kaukolämmön käyttäjän lämmöntarpeesta.

”Datakeskuksen hukkalämmöstä voidaan tuottaa kaukolämpöä huomattavasti paremmalla hyötysuhteella kuin vaikkapa ulkoilmasta saatava energia. Energiaa saadaan myös tasaisesti, mikä on tärkeää lämpöpumppulaitoksen toiminnalle. Siksi datakeskukset ovat meille erittäin kiinnostava kumppani”, Lintu huomauttaa.

Suomenojan kolmas lämpöpumppu

  • Omistaja: Fortum, otettu käyttöön kesäkuussa 2021
  • Kaukolämpöteho: 25 MW
  • Lämpöpumppuyksikkö: Friotherm, tyyppi Unitop 50 FY
  • Kylmäaine: R134, täytös 12 tonnia
  • Lämmönlähde: puhdistettu jätevesi ja merivesi
  • Höyrystimen ulostulo: minimi 2 celsiusastetta
  • Kaukolämpövesi lauhduttimelta: enimmillään 86 astetta
  • COP-teho: 3–3,8

Fortum kiihdyttää vauhtia kaukolämpöhankkeissa

Sähkölautan akusto vaatii tehokkaan jäähdytyksen

Hypermarket vaihtaa kaukolämmön lämpöpumppuihin