Kustannustehokkain kaukolämpöratkaisu matalaenergiataloon

Tutkimuksen tavoitteena oli esittää kaukolämmön ratkaisumalli energiatehokkuudeltaan 75 prosenttia nykytasoa paremmalle asuinkerrostalolle. Hankkeessa vertailtiin eri lämmönjakotapojen soveltuvuutta kyseisen tyyppiseen asuinkerrostaloon. Lisäksi tarkasteltiin kaukolämmön kilpailukykyä muihin lämmitysmuotoihin verrattuna sekä tutkittiin energiatehokkaan asuinalueen kaukolämpöverkon toimintaa ja kustannustehokkuutta.

Tutkimuksen taustalla on oletus, jonka mukaan rakennusten energiatehokkuuden merkittävä paraneminen johtaa lämmitysjärjestelmän uudelleenarviointiin, jossa investoiminen perinteiseen tilojen lämmityksen jakeluun ei todennäköisesti ole kannattavaa suhteessa energiakustannuksiin. Kaukolämmitysratkaisujen pitää kehittyä vähintäänkin samaa tahtia muiden megatrendien kanssa, jotta kaukolämpö soveltuisi myös tulevaisuuden rakennuksiin.

Kustannusten ohella pitäisi huomioida muitakin tekijöitä

Vertailtavina lämmönjakojärjestelminä olivat perinteinen radiaattorilämmitys, asuntokohtainen ilmanvaihtolämmitys ja huonekohtainen ilmanvaihtolämmitys. Kaikilla jakelumuodoilla voidaan toteuttaa toimiva kaukolämpöratkaisu.

Tulosten perusteella kustannustehokkain puhtaasti kaukolämpöä hyödyntävä ratkaisumalli on kaukolämmitys yhdistettynä keskitettyyn ilmanvaihtolämmitykseen ilman huonekohtaisia pattereita. Lisäksi ratkaisuun kuului lämmintä käyttövettä tuottava erillinen varaaja, joka pienentää tilaustehoa ja sitä kautta perus- ja liittymismaksua. Ilmanvaihtokoneessa lämmön talteenoton huurtumisen esto hoidetaan kaukolämpöön kytketyllä esilämmityspatterilla, joka samalla huolehtii lämmitysverkoston paluuveden alhaisesta lämpötilasta.

Yhdeksän eri lämmitysjärjestelmää sisältävän kustannusvertailun valossa voidaan todeta, että kaukolämpöjärjestelmän kilpailukyky nykyisen kaltaisella kaukolämmön hinnoittelurakenteella ja perinteisellä patteriverkkojakelulla on haasteellinen korkeiden investointikustannusten vuoksi. Tutkittujen vaihtoehtojen 30 vuoden tarkastelujaksojen nykyarvot (energia ja investoinnit) olivat 0,23-0,33 euroa asuinneliötä kohti kuukaudessa. Vaihtoehdoista kallein oli täydelle teholle mitoitettu lämpöpumppu ja edullisin sähköllä toimiva ilmanvaihtolämmitys yhdistettynä lämpöpumpulla lämmitettävään käyttöveteen.

Eri lämmitysjärjestelmien kustannusten ero euroina on kuitenkin melko pieni, ja järjestelmävalinnassa tulisikin ottaa huomioon kustannusten lisäksi myös muita tekijöitä, kuten palvelukyky. Näitä ovat esimerkiksi lämpimän käyttöveden riittävyys, eri lämmitysjärjestelmillä saatavat lämpöolot sekä järjestelmien käytettävyys, luotettavuus, ulkonäkö ja huoneen sisustettavuus.

Jakeluverkoston lämpöhäviöitä leikkaamalla ei merkittäviä säästöjä

Kaukolämpöjärjestelmän kustannuspaineet ovat selkeät, kun energiaa kulutetaan vähän. Valtaosa kustannuksista syntyy kaukolämmön jakeluverkkoon investoimisesta. Jakeluverkoston lämpöhäviöillä on kustannuksista osuutensa, mutta merkittäviä säästöjä niitä leikkaamalla ei voida saavuttaa.

Huippuenergiatehokkaita rakennuksia kaukolämpöverkkoon liitettäessä korostuu alueiden suunnittelu kokonaisuuksina, jolloin verkon mitoittaminen voidaan tehdä mahdollisimman tarkasti kulutustasoa vastaavaksi. Pienemmät putkikoot tarkoittavat paitsi pienempiä investointikustannuksia, myös pienempiä lämpöhäviöitä. 

Huippuenergiatehokkailla kaukolämpöverkkoon liitetyillä alueilla lämpöhäviöiden merkitys toki korostuu perinteisiin alueisiin nähden: suhteellinen lämpöhäviö kasvoi vuosisimuloinneissa noin 5 prosenttiyksikköä. Alhaisen lämpötilatason verkkoratkaisun avulla tämä on mahdollista laskea samalle tasolle kuin perinteisillä alueilla. Energiatehokkuuden parantuessa käyttövesi vastaa kaukolämmön kulutuksesta entistä suurempaa osaa.

Primäärienergiavertailussa kaukolämmön kilpailukyky muihin lämmöntuottomuotoihin verrattuna olisi luultavasti hyvä. Primäärienergiatarkastelu rajattiin kuitenkin tutkimuksen ulkopuolelle, koska virallisia kertoimia eri energiamuodoille ei ole vielä käytettävissä.

VTT:n noin vuoden kestänyttä tutkimusprojektia tutkimuskeskuksen itsensä ohella rahoittivat Energiateollisuus ry, Fortum Power and Heat Oy, Oy Danfoss Ab ja VVO-yhtymä Oyj.