Kaukolämpö matkalla hiilineutraaliksi

Olemme kärvistelleet energiakriisin keskellä jo runsaan vuoden. Jokainen meistä on sen kokenut erityisesti polttoaineiden tai sähkön hintojen nousun myötä. Vaikka keskustelu on pyörinyt vahvasti sähkön hinnan ja sen riittävyyden ympärillä niin kriisillä on vaikutuksia myös muulle energiasektorille kuten kaukolämpöalalle missä toimintaympäristöön kohdistuu muutospaineita ilmastonmuutoksen sekä Ukrainan tilanteen myötä.

Toimintaympäristö muuttuu

Suomalaisten kodit lämpiävät suurelta osin kaukolämmöllä etenkin kaupungeissa ja taajamissa.¹ Käytännössä kaukolämpö on perinteisesti tuotettu polttoon perustuvilla tuotantoratkaisuilla missä uusiutuvat energialähteet näyttelevät nykyään merkittävää roolia. Tilastokeskuksen tilastojen mukaan melkein puolet vuoden 2021 kaukolämmöstä (40,8 TWh) tuotettiin uusiutuvilla energialähteillä pääosin puupolttoaineilla, kun taas fossiilisilla polttoaineilla tuotettiin 29 % ja turpeella 10 %. ²

Reilun kahdenkymmenen vuoden aikana siirtymä fossiilisista polttoaineista (68 %→29 %) uusiutuvien käyttöön (12%→47%) on ollut huomattava ja täten merkittävä askel kohti hiilineutraalia kaukolämpöä.

Vaikka Suomen rakennuskanta kasvaa tulevaisuudessa niin ilmaston lämpenemisen ja energiatehokkuusparannusten myötä sen tarvitseman lämmitysenergian tarve ei oleellisesti kasva vaan jossakin rakennuskantaluokassa jopa pienenee SYKEen arvion mukaan³.  TEM on puolestaan arvioinut Suomen energia- ja ilmastosuunnitelmassa vuonna 2019 rakennusten lämmitykseen tarvittavan energianmäärän kutistuvan 0,3-0,4% vuodessa vuodesta 2020 vuoteen 2040.⁵

Strategiat ja tiekartat ohjaavat

Suomen vuonna 2022 päivitetyssä ilmasto – ja energiastrategiassa⁴ linjataan toimia joilla tavoitteet kasvihuonekaasujen vähentämiseksi 60% vuoteen 2030 mennessä saavutettaisiin. Painopiste strategiassa on vihreässä siirtymässä ja sen toteutuksessa, mitä Venäjän sota Ukrainassa, mitä ilmeisimminkin tullee kiihdyttämään. Lämmöntuotannon osalta strategian painopiste on polttoon perustumattomien tuotantomuotojen edistämisessä, joista alle on koottu muutamia nostoja.

• Koska lämmöntuotanto on menossa kohti päästötöntä tuotantoa, on syytä edistää polttoon perustumattomien tuotantomuotojen ja siihen liittyvien varastointiratkaisujen käyttöönottoa ja pilotointia.
• Fossiilisista polttoaineista luovutaan ja korvataan älykkäillä ja joustavilla sähköön perustuvilla ratkaisuilla, jotka hyödyntävät hukkalämpöjä sekä geo- ja merivesienergiaa. Oleellista näissä on lämpöpumppujen voimakas hyödyntäminen sekä bioenergiaan perustuvat ratkaisut, jotka takaavat lämmöntuotannon kovilla pakkasilla. Bioenergiaan perustuvat ratkaisut tulevat olemaan merkittävässä roolissa vielä ainakin 20-30 vuotta ellei pidempääkin koska polttoon perustumattomat ratkaisut kehittyvät vielä.
• Geotermisen energian hyödyntämistä tutkitaan Suomessa muutamien hankkeiden osalta keskisyvien energiakaivojen osalta mutta pitkien aikojen käyttökokemusta ei vielä näistä ole. Potentiaalin nähdään kuitenkin olevan huomattavasti pienempi verrattuna hukkalämpöpotentiaaliin.
• Hukkalämpöjen osalta potentiaali on iso (130 TWh) mutta kaukolämpönä hyödynnettävä potentiaali olisi n. 35 TWh. Paikallisesti potentiaali liittyy usein teollisuusalueen tai yksittäisen ison teollisuustoimijan hukkalämmön hyödyntämiseen, jotka ratkaistaankin tällöin paikallisesti.
• Kaukolämpöverkkojen lämpötilojen madaltaminen parantaa niiden energiatehokkuutta ja sen edesauttaa ja mahdollistaa mm. hukkalämpöjen, uusiutuvien energialähteiden sekä lämpöpumppuratkaisujen hyödyntämisen osana verkon lämmöntuotantoa.
• Siirtyminen yhä enemmän sähkön hyödyntämiseen myös kaukolämmön tuotannossa on tämä syytä huomioida myös toimitus- ja huoltovarmuuden näkökulmasta, mikäli muukin sähkönkulutus ja hintavaihtelut yhteiskunnassa kasvaa yhä enenevän sähköistymisen ja uusiutuvan sähkön tuotantomuotojen myötä. Tämä lisää energiavarastojen ja matalalla investointikustannuksen omaavan varakapasiteetin tärkeyttä vaihteluiden tasaajana.
• Kaukolämpöverkot voidaan nähdä jatkossa myös osana järjestelmäintegraatiota ja alustaa, joka on joustava uusille teknologioille ja jossa lämmönkuluttajat voivat tietyssä tilanteessa olla myös lämmöntuottajia (kaksisuuntaisuus).

Monet toimialat ovat tehneet vähähiilisyystiekarttoja osana Suomen päästöjen vähennyssuunnitelmaa. Niin myös Energiateollisuus, joka on julkaissut 2021 päivitetyn tiekartan⁹ missä kaukolämmön CO₂ päästöt tippuvat 80% vuoden 2017 tasosta. Päästövähennyskeinoja ovat mm.  bio- ja kiertotalouteen liittyvien sivuvirtojen kasvava hyödyntäminen, polttoon perustumattomien ratkaisujen kehittäminen ja käyttöönotto tuotantoa monipuolistamaan sekä energian varastointiratkaisujen kehittäminen. Monet isot energiayhtiöt ovat jo edenneet omissa vähähiilisyyssuunnitelmissaan vähintäänkin suunnitelmatasolle ja ripeimmät ovat jo niiden toteuttamisvaiheeseen esim. biomassan hyödyntämisen, energian varastoinnin sekä erilaisten hukkalämpöjä hyödyntävien lämpöpumppuratkaisujen osalta.

EU:n regulaation vaikutukset

Energiaverodirektiivin uudistus ja lämmityksen ja liikenteen päästökauppa siltä osin, kun se ei vielä kuulu päästökauppa sektoriin, on osa ehdotettua EU:n 55-valmiuspakettia eli ilmastopakettia. Paketti sisältää monia lakiehdotuksia, joilla vihreää siirtymää EU-tasolla on tarkoitus nopeuttaa. Ehdotetulla energiaverouudistuksella¹⁰, mikäli se menisi esitetyn kaltaisena läpi, olisi merkittäviä vaikutuksia lämmityssektorille mm. kestävän bioenergian verotuksen alkamisen myötä ja sähköveroluokkien yhdenmukaistamisen myötä^.6

Myöskin päästökauppasektoria ehdotuksessa olisi tarkoitus laajentaa niin, että pienet aluelämpöverkot ja erillislämmitys osallistuisivat jatkossa uuteen ehdotettuun päästökauppaan (EU ETS 2021)⁷ millä olisi vaikutuksia niiden kannattavuuksiin.

Se miten edellä mainitut ehdotukset menestyvät päättävissä elimissä ja milloin ne tulevat voimaan ei ole vielä selvyyttä. Lisäksi taustalla taitaa edelleen kummitella biomassan kestävyyskriteerien ja yleensäkin polton hyväksyttävyys tulevaisuudessa. Kun tähän lisätään polttohakkeen saatavuuteen, venäjäntuonnin hiipumisen myötä mahdollisesti liittyvät haasteet, on polttoon perustuvan tuotannon yhteyteen ainakin epävarmuutta luotu.

Tuulisähkön tuotanto kasvaa

Yksi merkittävä tekijä Suomen energiamarkkinoilla on nyt ja tulevaisuudessa tuulivoima. Koska sen tuotantokapasiteetti kasvaa todella paljon (2430 MW 2022)⁸ seuraavien vuosien aikana on sillä merkitystä myös todennäköisesti kaukolämmön tuotantoon. Sähköistyminen edennee tavalla tai toisella myös lämmöntuotannossa, kun tuulisähköä on tarjolla runsaasti yhdessä Olkiluoto 3 kaupallisen tuotannon kanssa. Tosin huomioitavaa on tietysti tuulisähkön tarjonnan vaihtelevuus sääolosuhteiden mukaisesti. Tämä vaihtelevuus yhdessä sähkön hinnan kanssa korostaa energiavarastojen tärkeyttä tulevaisuudessa.

Biotalousinstituutti osana kehitystä

Jyväskylän ammattikorkeakoulun Biotalousinstituutti haluaa olla mukana ratkaisemassa ja kehittämässä alan tulevaisuuden haasteisin liittyviä ratkaisuja. Biotalousinstituutti selvittääkin parhaillaan Kohti Resurssiviisasta Aluelämpöä hankkeessa edellä mainittuihin haasteisiin liittyen Tarvaalan biotalouskampukselle Saarijärvelle mahdollisesti sijoittuvan kaukolämpöalan tutkimus- ja kehittämisympäristön (TKI) vaatimuksia ja investointiedellytyksiä. Kehittämishanke etsii, koostaa ja jakaa tietoa tulevaisuuden energian tuotantomuodoista sekä olemassa olevien energianjakeluverkkojen hyödyntämistarpeista ja -mahdollisuuksista.

Hanke on käynyt aktiivista vuoropuhelua kaukolämpöalan toimijoiden kanssa, ja niiden perusteella on muodostunut käsitys, että yhtä pelastavaa ”hopealuotia” ei ole näköpiirissä vaan kaukolämpöalan vähähiilisyys toteutetaan monien eri lämmön tuotantoon, siirtoon ja sen älykkääseen käyttöön liittyvien uusien teknologioiden ja liiketoimintamallien yhdistelmänä.

Haluatko olla mukana kehittämisessä alalle uutta? Ota yhteyttä allekirjoittaneeseen niin keskustellaan asiasta lisää.

Kirjoittaja:
Janne Salmi, projektipäällikkö, Jyväskylän ammattikorkeakoulu, Biotalousinstituutti
etunimi.sukunimi@jamk.fi

Kohti resurssiviisasta aluelämpö -hanke

Viitteet:

1. Energia 2021. 2022. Tilastokeskus, Energia 2021 –taulukkopalvelu. Taulukko 7.2 Rakennusten lämmityksen energialähteet rakennustyypeittäin.
2. Tilastokeskus. 2022. Tilastotieto/julkaisut/Sähkön ja lämmön tuotanto/kaukolämmön tuotanto Suomessa [verkkojulkaisu]. https://stat.fi/julkaisu/cku28dfkw805d0b9922uxoyep
3. Suomen ympäristökeskus -julkaisuarkisto/Sarjat/Suomen Ympäristökeskuksen raportteja Rakennusten energiankulutuksen perusskenaario Suomessa 2015-2050 (helsinki.fi)
4. Työ- ja elinkeinoministeriön julkaisuja • Energia • 2022:53; Hiilineutraali Suomi 2035 – kansallinen ilmasto- ja energiastrategia (valtioneuvosto.fi)
5. Publications of the Ministry of Economic A­airs and Employment Ener Finland’ gy • 2019:66 s Integrated Energy and Climate Plan; Finland’s Integrated Energy and Climate Plan (valtioneuvosto.fi)
6. EU EVD. 2021. Ehdotus energiatuotteiden ja sähkön verotusta koskevan unionin kehyksen uudistamisesta. EUR-Lex – 52021PC0563 – EN – EUR-Lex (europa.eu)
7. EU ETS. 2021. Ehdotus kasvihuonekaasujen päästöoikeuksien kaupan järjestelmän toteuttamisesta. COM(2021) 551 final
8. Suomen tuulivoimatilastot 2022: Tuulivoima Suomessa 2022, Suomen Tuulivoimayhdistys ry 23.1.2023; Tuulivoimatilastot 2022 – Suomen Tuulivoimayhdistys
9. Energia-alan vähähiilisyystiekartta_ päivitetty; Energia-alan vähähiilisyystiekartta – Energiateollisuus
10. EU EVD. 2021. Ehdotus energiatuotteiden ja sähkön verotusta koskevan unionin kehyksen uudistamisesta. COM(2021) 563 final.