17.11.2020

Energiajärjestelmän ratkaisuvaihtoehtojen toteutettavuuden arviointi

Haasteet

Energiamurros etenee nopeasti ja mullistaa alan totutut käsitykset. Esimerkiksi aurinkosähkön tuotantokustannus on romahtanut viimeisen vuosikymmenen aikana. Tuulivoima on Pohjoismaissa ydinvoiman rinnalla edullisin tapa toteuttaa uutta sähköntuotantoa. Lämpöpumput ovat tulleet jäädäkseen osaksi lämmityssektoria. Yleisesti uusiutuva energiantuotanto haastaa perinteisten voimalaitosten kannattavuuden samalla, kun liikenne ja lämmitys sähköistyvät. Hukkalämpöjen hyödyntäminen ja lämmitys- ja jäähdytystarpeen kattaminen energiatehokkaasti voisi hyötyä kaukolämpöverkkojen lämpötilan laskusta, mutta hyödyistä ja mahdollisista haitoista haluttiin lisätietoja.

Tavoitteet

Tavoitteena oli selvittää, onko matalaenergiaverkon toteuttaminen Hiedanrannassa energiatehokkuuden kannalta järkevää. Samalla pyrittiin selvittämään lämpövarastojen sekä älykkään energianhallinnan vaikutuksia lämpöverkon kannalta.

Tarkasteluun otettiin yhdeksän skenaariota: tavalliset ja älykkäällä energianhallinnalla optimoidut rakennukset kolmessa eri tapauksessa:

• Perinteinen kaukolämpöverkko (menoveden lämpötila 115..86 °C)
• matalalämpöverkko (85..65°C)
• erittäin matalalämpöverkko (55..40°C).

Lisäksi tarkasteltiin lämpöakulla optimoituja rakennuksia sekä kommentoitiin lauhteiden hyödyntämisen potentiaalia.

 Tulokset

• Verkoston lämpötilataso vaikuttaa tarvittavaan putkikokoon, jossa matalammilla lämpötiloilla tarvitaan suuremmat putket. Kokonaisuudessaan kuitenkin verkoston investointikustannusten erot eri tapauksissa ovat maltillisia.
• Matalampi verkoston lämpötila vähentää putkistossa tapahtuvia lämpöhäviöitä ympäristöön. Säästöjen kokoluokka on suurimmillaan (perinteinen verkko vs. erittäin matalan lämpötilan verkko) noin 1…1,5 % vuotuisesta alueen lämmitysenergian käytöstä.
• Erittäin matalan matalalämpöverkon lämpötila on niin matala, että kuluttajien käyttövettä joudutaan priimaamaan, jotta veden lämpötila saadaan tarpeeksi korkeaksi (käyttöveden lämpötila on noin 55..65 °C ).
• Lämpöakulla tasapainotetaan ulkoista kaukolämpöverkkoa leikkaamalla kulutushuippuja. Akun huipputeho on hieman alle 10 % tarvittavasta huipputehosta.
• Lauhteiden hyödyntämisen vaikutukset jakeluverkostoon ja ulkoiseen energiantarpeeseen periaatteellisesti pitkälti samanlaisia kuin lämpöakulla. Suurimassa osassa tapauksista lauhteiden energian syöttäminen verkkoon ei aiheuta verkon kannalta lisätoimenpiteitä. Lauhteiden energian syöttäminen verkkoon tapahtuu helpoiten erittäin matalan matalalämpöverkon tapauksessa.
• Lauhteista saatavat tehot ovat merkittäviä varsinkin kesällä, mutta niiden hyödyntäminen kaukolämpöverkoissa vaatii lämpöpumppujen asentamista lämmönvaihtimien yhteyteen. Ensisijaisesti lauhteet kannattaa käyttää korttelin omaan lämmitykseen.

Kumppanit

Fluidit Oy

Lisätietoja: Tuomas Vanhanen, Tampereen kaupunki, tuomas.vanhanen[at]tampere.fi