Tulevaisuus tarvitsee monienergiaoptimoituja kiinteistöjä

Energiajärjestelmän tasapaino ja energian riittävyys vaativat uudenlaista ajattelua myös kiinteistöissä. Ratkaisu on monienergiaoptimointi, jossa energialähde valitaan reaaliaikaisesti hinnan ja saatavuuden mukaan.

Teksti Antti Hänninen   Kuvat IStock

Energiatehokkuus, energiaviisaus ja energiakriisi ovat saman asian eri puolia ja yhteiskuntamme uutta normaalia. Siksi on aika tehdä merkittäviä valintoja kestävämmän tulevaisuuden puolesta.

Maailma on murrostilassa. Kriittisimmät valinnat liittyvät tulevaisuuden energian tuotanto- ja kulutusjärjestelmiin. Isoin muutos tulee siitä, että meidän on nopealla aikataululla siirryttävä pois fossiilisesta polttoainetaloudesta.

Fossiilisten polttoaineiden kilpailukyky ja houkuttelevuus ovat laskeneet merkittävästi. Niiden kustannukset ovat nousseet voimakkaasti, mikä johtuu polttoaineiden kallistumisen ohella päästöoikeuksien hinnan moninkertaistumisesta. Myös fossiilisten polttoaineiden saatavuus on heikentynyt Venäjän hyökättyä Ukrainaan. Lisäksi asiakkaat eivät halua suosia niitä, kun he haluavat vähentää päästöjä ja tehostaa energian käyttöä.

Myös muu polttamalla tuotettu lämpö ei ole enää hyväksyttävää eikä myöskään kustannuksiltaan kilpailukykyistä. Vaikkapa metsähakkeen polttaminen ei ole välttämättä hiilivapaata. Nykyiset bioenergialaitokset tulevatkin ennemmin tai myöhemmin poistumaan. Niiden tilalle on löydettävä muita vaihtoehtoja.

Myös kaukolämmön markkinaosuus on uhattuna, eikä se enää kata sataprosenttisesti suuria kiinteistöjä. Lämpöpumppuihin perustuvat erillistuotantoratkaisut kasvattavat nopeasti markkinaosuuttaan.

Energian tuotannossa ja hinnassa rajuja heilahteluja

Fossiilisista polttoaineista luopuminen tarkoittaa isoa muutosta suomalaisessa energiajärjestelmässä. Aiemmin fossiilisen primäärienergian tuotanto on ollut jatkuvaa ja varmatoimista. Nyt sähköntuotanto nojaa entistä enemmän tuuli- ja aurinkovoimaan, jolloin energian tuotantomäärissä on rajuja heilahteluja.

Samaan aikaan sähkön kulutus kasvaa voimakkaasti yhteiskunnan sähköistyessä, joten tuotantotehon hetkellinen riittävyys huippukuormitustuntien aikana voi muodostua kriittiseksi koko energiajärjestelmän kannalta.

Myös energian hinta vaihtelee jatkossakin rajusti. Kun sähköntuotanto, varavoiman käyttö ja sähkön tuonti ovat tapissa, sähkölle on pakko asettaa niin korkea hinta, ettei kulutus ylitä tuotantoa. Tämä johtaa siihen, että noin 15 prosenttia ajasta sähkö tulee olemaan järkyttävän kallista. Vastaavasti noin kolmasosan ajasta se on lähes ilmaista.

Kiinteistöjenkin tulee osallistua tasapainotukseen

Sähköjärjestelmän toiminta edellyttää, että sähkön kysynnässä ja tarjonnassa vallitsee koko ajan tasapaino. Koska sääriippuvainen tuulivoima yleistyy, se lisää tarvetta sähköverkon tasapainottamiseen ja kysyntäjoustoon, johon myös kiinteistöjen odotetaan jatkossa osallistuvan.

Tulevaisuudessa jäähdytys- ja lämmitysratkaisut eivät voi perustua pelkästään yksittäisen rakennuksen energiataseen optimointiin. Ne eivät voi myöskään tukeutua merkittävältä osalta pelkkään sähköön erityisesti silloin, kun ulkolämpötilat laskevat.

Kiinteistöjen on tulevaisuudessa osallistuttava energian varastointiin tai kulutuksen siirtoon eli kysyntäjoustoon. Lisäksi kiinteistön energian tuotanto- ja kulutusjärjestelemät eivät voi pohjautua pelkästään yhteen ratkaisuun. Kylmäalalla tämä tarkoittaa esimerkiksi sitä, että pelkän kylmälaitteen tai lämpöpumpun asentaminen ei pelkästään riitä, vaan että on tärkeä kasvattaa merkittävissä määrin automaatiojärjestelmien kyvykkyyttä siten, että lämpöpumppu ja kylmäjärjestelmät pystyvät kommunikoimaan muiden kiinteistön teknisten järjestelmien kanssa niin, että kiinteistön energian käyttö mukautuu vallitsevaan markkinakäyttöön.

Mo­nie­ner­giaop­ti­moin­nis­ta hyötyvät kaikki

Energiaviisaus edellyttää jatkossa kokonaisuuksien hallintaa. Kiinteistöjen ja energiantuotantojärjestelmien tulee harjoittaa monienergiaoptimointia, toimia reaaliaikaisesti ja jakaa resursseja.

Monienergiaoptimoitu kiinteistö on kiinteistö, jossa energialähde valitaan reaaliaikaisesti energian sen hetkisen hinnan ja saatavuuden mukaan. Kun sähkön hinta on matala, voidaan kiinteistöä lämmittää ja jäähdyttää esimerkiksi lämpöpumpuilla. Ylimääräinen lämpö voidaan myydä kaukolämpöverkkoon, jolloin myyntituotot kompensoivat hetkellisesti kohonnutta sähkönkulutusta. Kun sähkön tuntikohtainen hinta on korkeimmillaan, turvaudutaan kaukolämpöön ja ajetaan paljon sähköä kuluttavaa tekniikkaa pienemmällä teholla.

Monienergiaoptimoinnin ansiosta energianhinnan vaihtelun ei tarvitse näkyä kiinteistönomistajan lämmitys- ja sähkölaskuissa. Päinvastoin, sillä investoimalla monienergiaoptimoituihin ja reaaliaikaisesti resursseja jakaviin kiinteistöihin karsimme sekä päästöjä että kuluja.

Kau­ko­läm­pö­jär­jes­tel­mä muuttuu kak­si­suun­tai­sek­si

Monienergiaoptimoinnista pitää huolen kiinteistönhallintajärjestelmä, joka tekee reaaliaikaiset valinnat automaattisesti esimerkiksi sähkön spot-hinnan ja kaukolämpöyhtiön lämmön hinnan perusteella.

Lisäksi tarvitaan monienergiaoptimointia harjoittavia kaksisuuntaisia kaukolämpökonsepteja, jotka jakavat resursseja reaaliaikaisesti. Ne osallistuvat sähkön ja lämmön kysyntäjoustoon. Ne myös valitsevat automaattisesti taloudellisesti järkevimmän vaihtoehdon kiinteistön omistajalle, varastoivat sähköenergiaa lämmöksi ja tuottavat hukkalämmöstä hyötylämpöä.

Vielä vuosikymmen sitten lämmön talteenottoa pidettiin kylmäalalla pelkkänä sähkön tuhlaamisena. Näin ei ole enää, sillä kylmäjärjestelmän hukkalämpö on lämpöpuolella arvokas resurssi.

Vain tällaisia kokonaisuuksia hahmottamalla ja kokonaisvaltaisella lähestymistavalla voimme saavuttaa resurssiviisautta ja energiatehokkaita kiinteistöjä. Kylmäalan ammattilaisilta se edellyttää, että on ymmärrettävä perusasiat sähkö- ja lämmitysjärjestelmistä.

Kestävämpi tulevaisuus vaatii yhteistyötä

Maailman murrostilassa oikeat valinnat vaativat usean toimijan yhteistyötä. Siksi kiinteistön ja ympäröivän yhteiskunnan on ”kommunikoitava” tulevaisuudessa saumattomasti. Tämä tarkoittaa raja-aitojen kaatamista, sillä kaikki talotekniikan elementit eli lämpö, vesi, ilmastointi, automaatio, sähkö ja kylmä tarkoittavat samaa asiaa – energiaa.

Albert Einstein sanoi, että energiaa ei voi luoda tai tuhota. Se vain muuttuu muodosta toiseen. Siksi sähköä, lämpöä ja kylmää ei voi nykyisessä yhteiskunnassakaan käsitellä erikseen. Yksittäisten saarekkeiden sijaan kiinteistöt sekä sähkö- ja lämpöverkot muodostavat tulevaisuudessa verkoston, jossa resursseja voidaan jakaa jouhevasti niitä eniten tarvitseville.

Verkosto ei tietenkään synny ilman yhteistyötä eli mukaan tarvitaan niin kiinteistönomistajia kuin kaukolämpöyhtiötäkin. Verkostoa voidaan kutsua myös älykaupungiksi. Näin pidämme huolta siitä, että koko Suomi Oy:n hiilidioksidipäästöt pysyvät kurissa ja kohtuuhintaista energiaa riittää kaikille.

Antti Hänninen on Caverionin energiahämmentäjä, joka suunnittelee ja toteuttaa monienergiaoptimoituja ja reaaliaikaisia kiinteistöjä.

Fortum kiihdyttää vauhtia kaukolämpöhankkeissa

Sähkölautan akusto vaatii tehokkaan jäähdytyksen

Hypermarket vaihtaa kaukolämmön lämpöpumppuihin