Kiinteistöistä ”virtuaalisia akkuja” ja kaukolämpö virtaa kahteen suuntaan – energian käyttö muuttuu rajusti

Perin harvinainen aurinkoinen hetki marraskuisessa ankeudessa näyttää, miten Pauligin Vuosaaren paahtimon piipuista tuprahtaa lämmintä vesihöyryä ilmoihin.

Kolmen paahtokoneen tuottama tuprahdus on juuri sitä hukkalämpöä, jota kivihiilenpoltosta luopuvat energiayhtiöt nyt kuumeisesti janoavat. Kaukolämpöverkkoon pitäisi löytää energianlähteitä, jotka olisivat mielellään lähietäisyydellä ja ketterästi hyödynnettävissä.

Niinpä Helsingin kaupungin energiayhtiö Helen ja Paulig tutkivat nyt yhdessä, miten paahtimon ylijäämälämpö saataisiin ohjattua Helenin kaukolämpöputkeen, joka kulkee Pauligin pysäköintialueen poikki.

”Lämpöä tulee niin paljon, että sillä voisi lämmittää noin tuhat kerrostalokaksiota Aurinkolahdessa vuodeksi”, sanoo Pauligin Vuosaaren paahtimon kiinteistöpäällikkö Timo Tuukkanen.

Helsingin oloissa Vuosaaren paahtimo on poikkeuksellisen hyvä hukkalämmön lähde. Piipun tuprahdukset ovat kuumia, ja lämpöä syntyy tasaisesti ympäri vuoden.

Kun paahtimoa suunniteltiin vuosituhannen alussa, ympäristönäkökohdat otettiin huomioon, mutta hukkalämpö ei ollut asialistalla. Sen talteenotto on verrattain uusi mahdollisuus.

Vasta vilkkaan ilmastokeskustelun ja kivihiilen käyttökiellon myötä on havahduttu siihen, että lämmöntuotannossa tarvitaan uusia ratkaisuja vuonna 2029. Hukkalämmöstä on tullut resurssi, jota jo joissain piireissä kiertolämmöksikin kutsutaan.

Helen tuottaa tällä hetkellä noin 10 prosenttia kauko­lämmöstään hukka­lämmöllä. Lämpöä kootaan puhdistetusta jätevedestä, kiinteistöjen kaukojäähdytyksestä ja datakeskuksista.

”Oletus on, että sen osuus kasvaa. Kunhan Katri Valan pumppulaitoksen laajennus ja Vuosaaren lämpöpumppu valmistuvat vuonna 2021, sen osuus nousee selvästi”, sanoo Helenin yhteiskuntasuhteiden ja vastuullisuuden johtaja Maiju Westergren.

Motiva on arvioinut, että teollisesta tuotannosta vapautuu runsaasti lämpöä, jonka hyötykäyttöä on mahdollista lisätä jopa 4 terawattitunnilla vuodessa. Se vastaa yli 200 000 omakotitalon vuosittaista lämmitystä.

Yksi iso hukkalämmön lähde pääkaupunkiseudun tuntumassa ovat Kilpilahden öljynjalostamot Porvoossa. Viime kesäkuussa Neste, Borealis ja pääkaupunkiseudun energiayhtiöt kertoivat esiselvityksestä, joka osoitti jalostamojen hukkalämmön kattavan jopa neljänneksen pääkaupunkiseudun kaukolämmön tarpeesta.

Nesteen öljytuotteiden energiajohtaja Jussi Hintikan mukaan hankkeen toteutuskelpoisuudesta saadaan tarkempaa tietoa vuoden lopulla.

Kilpilahdessa päätyy harakoille niin iso lämpökuorma, ettei sen veroista ole saatavissa missään Helsingin seudulla.

”Jos se toteutuisi, sieltä tulisi enemmän hukkalämpöä kuin me ikinä pystymme saamaan kokoon Helsingissä”, havainnollistaa Maiju Westergren.

Energiantuotannon päästövähennyskisa on muuttumassa kilpailuksi raaka-aineesta. Hyötykäyttöön kelpaa jopa matala-arvoinen hukkalämpö, jota syntyy esimerkiksi tavanomaisissa toimistotaloissa.

Niiden haaleaa lämpötilaa pitäisi korventaa lämpöpumpuilla kaukolämpöverkkoon soveltuvaksi, eikä investointi välttämättä ole yrityksille kannattava. Matala-arvoista hukkalämpöä voi kuitenkin hyödyntää osana kiinteistön omaa lämmitystä.

Esimerkiksi Valion sulatejuustotehtaalla Vantaalla oma lämpöpumppu on otettu käyttöön muutama vuosi sitten. Sulatejuuston valmistuksessa tarvitaan höyryä ja prosessilaitteita pestään säännöllisesti erittäin kuumalla vedellä. Tämä lämpö otetaan talteen ja siirretään laitoksen lämpimään käyttöveteen.

Tuotantolaitos ei ole Vantaan kaukolämpöverkossa, mutta kiinteistökohtaisella ratkaisulla se on onnistunut säästämään energiakuluja 20–25 prosenttia.

Monilla tuotantolaitoksilla hukkalämmön hyötykäyttö on suoraa seurausta jo vuosia jatkuneelle Motivan koordinoimalle energiatehokkuuskampanjalle. Energiansäästö nähdään yhdeksi keinoksi vähentää kasvihuonekaasupäästöjä.

Valion Pitäjänmäen pääkonttorilla energiapäällikkö Peter Fabritius laskee, että Valio saavuttaa vuonna 2025 uusimman tavoitteen, joka on 7,5 prosentin tehostus energiankulutuksessa vuoden 2015 tasoon verrattuna. Parissa vuodessa energiatehokkuus on noussut 2,2 prosentilla.

Mutta Helenin hukkalämpöneuvottelijat ovat ennättäneet kolkuttaa myös Fabritiuksen ovea. Parhaillaan lasketaan, syntyykö 600 hengen pääkonttorissa niin paljon ylimääräistä lämpöä, että sitä kannattaisi siirtää Helenin kaukolämpöverkkoon.

”Me olemme jo luopuneet tehtaillamme raskaasta polttoöljystä. Maakaasusta päästään eroon, kun Pitäjänmäen mehutehtaalle valmistuu biopellettikattila ensi kesäkuussa. Kaksisuuntainen kaukolämpösopimus Helenin kanssa olisi uusi avaus”, Fabritius miettii.

”Espoossa on tehty se, mikä on meidän kannalta järkevää.”

Energiayhtiöitten houkuttelut eivät välttämättä tuota tulosta. Lääketehdas Orionin Espoon alueella on arvioitu hukkalämmön siirtämistä Espoon kaukolämpöverkostoon, mutta alueen monimuotoisuuden ja laajuuden takia tämä ei ole ollut vielä taloudellisesti kannattavaa.

Valion tavoin myös Orion on viime vuosina noudattanut Motivan kanssa tehtyjä energiansäästösopimuksia. Konsernitasolla Orion on kyennyt karsimaan energiankäytöstään 20 000 megawatin verran vuodesta 2008 lähtien.

”Espoossa on tehty se, mikä on meidän kannalta järkevää. Muun muassa poistoilmasta otetaan hukkalämpö talteen ja se siirtyy lämpöpumpuilla meidän lämmitykseen”, sanoo Orionin energiatehokkuuspäällikkö Timo Meri.

Meri arvioi, että lääketehtaan ilmanvaihdon muutoksen viimeisen vaiheen valmistuttua Orion säästää vuosittain 680 megawattituntia lisää.

Kaikki energiayhtiöt ovat nyt tavattoman kiinnostuneita datakeskuksista ja konesaleista, joissa koneiden viilennyksen vuoksi syntyy paljon hukkalämpöä. Isot kansainväliset konesalitoimijat tarvitsevat kuitenkin ison sähköliittymän, ja niiden hukkalämpöä varten tarvitaan iso kaukolämpöverkko.

Espoossa Fortum on asettanut toiveensa Hepokorven alueeseen, johon se sai suunnitteluvarauksen datakeskusta varten. Samanlainen projekti on vireillä Kirkkonummen Sundsbergissä.

Fortumilla on jo sopimukset Ericssonin ja Tiedon datakeskusten hukkalämmöstä sekä aiesopimus Telian Pitäjänmäen uudesta keskuksesta. Fortumin lämpöliiketoiminnan johtaja Timo Piispa arvioi, että jos sekä Kirkkonummelle että Espooseen pystyttäisiin houkuttelemaan teholtaan noin 100 megawatin datakeskukset, Fortumin kaukolämpöverkon tulevaisuus olisi turvattu.

Fortum aikoo luopua viimeistään vuoden 2025 aikana Suomenojan isosta kivihiilikattilasta, joka tällä hetkellä lämmittää noin 40 prosenttia kaukolämpöön kytketyistä espoolaiskodeista.

Kuten Helen myös Fortum ottaa jätevedestä talteen lämpöä, joka vastaa noin 15 prosenttia sen jakamasta lämmöstä. Blominmäen jätevedenpuhdistamon valmistuessa, otetaan käyttöön kolmas lämpöpumppu, jolloin jäteveden osuus tuotannossa nousee jo 20 prosenttiin.

Hiilenpolttoa ei korvaa mikään yksittäinen keino

Helen sulkee Hanasaaren voimalan vuonna 2024, ja miettii ratkaisuja hiilenpolton lopettamiseksi Salmisaaren voimalassaan. Helenin tilanne on naapureita tukalampi sen koon vuoksi. Kaukolämmön kulutus Helsingissä on noin kolme kertaa niin suuri kuin esimerkiksi seuraavaksi suurimmassa kaupungissa Espoossa.

Vantaa pystyy luopumaan hiilenpoltosta jo vuonna 2022 jätevoimalaa laajentamalla.

Helsinkiläiskotien päästötöntä lämmitystä ei mikään yksittäinen ratkaisu turvaa. Osaratkaisuja ovat lämpöpumput, lämpövarastot, geoterminen lämpö ja Kilpilahden jalostamojen hukkalämpö.

Pormestari Jan Vapaavuori (kok) kertoi viime keväänä, että kaupunki järjestää kansainvälisen kilpailun päästöttömän lämmöntuotannon löytämiseksi. Energiakisa avautuu vuoden vaihteen tienoilla. Kilpailusta suunnitellaan noin vuoden mittaista, ja sen palkintosumma on miljoona euroa.

Hukkalämmön lisäksi yksi keino voisi olla myös kysyntäjousto kaukolämmössä. Sekä Helen että Fortum hyödyntävät tekoälyä lämmöntuotannon optimoinnissa. Asiakaskiinteistöstä tulee eräänlainen virtuaalinen akku.

Vaikka ulkona olisi pakkasta 20 astetta, kiinteistön lämmitystä voidaan rajoittaa ilman, että sen käyttäjät välttämättä huomaavat eroa. Lämpöä täytyy tuottaa myöhemmin lisää, mutta silloin saadaan sopivasti joustoa energiamarkkinan suuntaan. Fortumilla jouston piirissä on jo noin 100 megawatin verran kiinteistöjä.

Fortum kokeilee myös ensi talvena Vermossa ilmavesilämpöpumppua. Osana kaukolämpöjärjestelmää lämpöpumput eivät kuormita sähköjärjestelmää kuten kiinteistökohtaiset lämpöpumput. Ne voidaan huippukulutuksen aikana kytkeä pois päältä, ja tuottaa lämpö muilla tuotantotavoilla.

Alalle on syntynyt yrityksiä, jotka pyrkivät ratkaisemaan tätä ongelmaa.

Isojen toimijoiden teollisten lämpöpumppujen määrä kasvanee, jos hallitusohjelmaan kirjattu verokannan muutos toteutuu. Nyt ne joutuvat maksamaan hukkalämpöä käyttävistä pumpuista yhtä paljon veroa kuin kotitaloudet. Hallitusohjelman tavoitteissa vero putoaisi teollisuusluokkaan.

Mutta oli verokanta mikä tahansa, hukkalämmön hyödyntämiseen tarvitaan lämpöpumppu. Tuotantolaitoksissa tai konesaleissa ei helposti lähdetä mukaan hankkeisiin, joissa tarvitaan erityisosaamista oman toimialan ulkopuolelta. Myös investointien maksuajat koetaan monissa yrityksissä liian pitkiksi, jolloin niitä ei haluta tehdä.

Alalle on syntynyt yrityksiä, jotka pyrkivät ratkaisemaan tätä ongelmaa. Esimerkiksi kaksi vuotta sitten perustettu Nohewa on yksi sellainen.

Toimitusjohtaja Terhi Pettersson listaa sopiviksi kohteiksi konesalit sekä sellaisen tuottavan teollisuuden, jossa hukkalämpöä syntyy ympäri vuoden.

”Yrityksissä ei välttämättä ole kannustimia lähteä mukaan, vaikka hukkalämpöhankkeet toisivat hyötyjä. Tietoa vaihtoehtoisista malleista näiden hankkeiden toteuttamiseen on myös vähän.”

Pettersson näkee, että perusongelma on siinä, etteivät hukkalämmön lähteen ja energiayhtiön intressit aina kohtaa.

”Kysymys kuuluu aina, kuka investoi?”