Successfully reported this slideshow.

Kurnitski kaukolämpö 20.11.09

737 views

Published on

Kaukolämmön kehitysnäkökulmia

  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

Kurnitski kaukolämpö 20.11.09

  1. 1. Kaukolämmön kehitysnäkökulmiapäästövaatimusten kiristyessä20.11.2009 Jarek Kurnitski
  2. 2. Energiaohjelma 2008-2012 Yhdyskuntien energian käyttö ja päästöt kääntyvät Kestävä laskuun – rakennettu systeeminen muutos ympäristö rakennetussa ympäristössä Rakennettu ympäristö energiatehokkaaksi • Kaavoitukseen energiatehokkuutta • Energiatehokas ja kestävä uudisrakentaminen • Korjausrakentamiseen uusia toiminta- ja rahoitusmallejaVoimaan- Liiketoimintatuminen Vähenevällä yksilöiden ja markkinat ja yhdyskuntien Suomalaiset energiankäytöllä Energiamurroksestaenergiatietoisiksi kasvavaa hyvinvointia uusi markkina ja uutta liiketoimintaa toimijoiksi • AW Energy Oy • Kansalaiset mukaan • Kodin Onniset Oy energiatalkoisiin • Viola Systems Oy • Energianeuvontaan • Norrhydro Oy uudet toimintamallit • Scancool Oy Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  3. 3. Miksi puhumme energiatehokkuudesta?• Rakennusten energiankäytön tehokkuudelle ja erityisesti sen aiheuttamille päästöille monia kansainvälisiä ja kansallisia tavoitteita: - mm. VNK:n päästöjen lasku 80% 2050 mennessä 1990-tasosta• Monentasoisia ratkaisuja tarvitaan eri sektoreilla kokonaisuutta unohtamatta: - Energiahuolto, korjausrakentaminen, uudisrakentaminen - Energiankäytön ja –huollon (tuotannon) yhteensovittaminen entistä tärkeämpi - Energiahuolto- ja talotekniikkaratkaisuilla nähtävissä keskeinen rooli• Rakennusten osuus on 41% koko EU:n energiankäytöstä (Eurostat) Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  4. 4. Missä ollaan 2015, 2020, 2030, 2050?• Asetettujen päästötavoitteiden aikataulu likimain rakennushankkeiden elinkaaren mittainen – pitää jo nyt ottaa huomioon• Laadittu useita skenaarioita, tuoreimpana VNK:n Valtioneuvoston tulevaisuusselonteko (www.vnk.fi/julkaisut) - tehokkuuskumous (A) - kestävä arkikilometri (B) - omassa vara parempi (C) - teknologia ratkaisee (D)• Mitä skenaariot tarkoittavat energia-alan kannalta?• Minkälainen Suomi on vaikka 2030? Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  5. 5. VNK:n skenaarioiden keskeiset piirteet Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  6. 6. Energiankäyttö ja päästöt VNK:n skenaarioissa Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  7. 7. Energiankäyttö ja päästöt eivät korreloi Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  8. 8. Miten päästötavoitteet saavutetaan?• Vähäpäästöiset energiatehokkaat rakennukset/kaupungit: - Puhdas kaukolämpö - Puhdas sähkö - Hyvä rakennusvaippa ja talotekniikka - Jätteen ja jäteveden hyödyntäminen - Joukko- ja kevyen liikenteen suuri osuus• Hyvä esimerkki Tukholma, 4,5 tCO2/as/vuosi (liikenne mukana)• Haja-asutusalueilla, missä kaukolämpö ei kannata: - maalämpöpumput ja muut kiinteistökohtaiset energiaratkaisut• Sektorikohtaiset toimenpiteet: - Energiatuotannon päästöjen vähentäminen - Uudis- ja korjausrakentamisen energiatehokkuuden parantaminen - Järkevä kaavoitus/yhdyskuntasuunnittelu Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  9. 9. Kaukolämmön kilpailukykyyn vaikuttavia tekijöitä• Lämpöpumput - Osittain, enemmän välillisesti päästöjen ja energiamuotojen kertoimien kautta - Mittakaavariippumaton, eli soveltuu myös kaukolämmön tuotantoon (kuten myös aurinkokeräimet)• Hinta - Puhtaasta päästöttömästä lämmöstä voidaan maksaa enemmän• Matalaenergiarakentaminen - Lämmitystarve pienempi/matalalämpötilajärjestelmät• Energiatehokkuuden laskentatapa/energiamuotojen kertoimet: - Suuri ohjausvaikutus, koska vaikuttaa suoraan rakentamiskustannuksiin• Päästöt - Ei voi ylikorostaa• Imago Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  10. 10. Kaukolämpö vs. maalämpöPientalovaltaisen alueen kannattavuustarkasteluja raportissa:• Kevennetty kaukolämpötekniikka. Kustannustehokkaan jakelu- ja asiakasteknologian kehittäminen matalan kulutustason olosuhteisiin Gaia Consulting Oy, loppuraportti v. 2009 (29 s)• http://www.energia.fi/fi/kaukolampo/kirjasto/tutkimusraportit Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  11. 11. Rakentamismääräykset 2012(Vapaavuori, Asuntoforum 2008) Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  12. 12. Rakennusten energiatehokkuuden määritelmä • ET-luku laskee yhteen kaikki ostoenergiat yhdeksi tunnusluvuksi relevanteilla energiamuotojen kertoimilla painottettuna (EN 15603) • Oikeat energiamuotojen kertoimet keskeinen asia energiatehokkuus- vaatimusten ohjausvaikutuksen kannalta Ostoenergia Rakennus A Rakennus B 2 Sähkö, kWh/(m a) 100 50 Kaukolämpö, kWh/(m2 a) 50 100 2 Yhteensä, kWh/(m a) 150 150 • CO2 päästöpohjaisilla energiamuotojen kertoimilla laskenttuna (esimerkki): Ostoenergia Rakennus A Rakennus B Sähkö, kWh/(m2 a) 100*2 50*2 2 Kaukolämpö, kWh/(m a) 50*0,7 100*0,7 Yhteensä, kWh/(m a) 2 235 170 ET  200 Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  13. 13. Factors vs. grid efficiency • Primary energy or CO2 based factors may be used to take into account the grid efficiency • The figure shows large variation of specific emissions [kg(CO2)/MWh] of electricity generation Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  14. 14. Sähkön kulutuksen muutos (814) (TKK Kestävä energia KesEn tutkimus)Kaukolämmönkehitys? Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  15. 15. Arvio Suomen sähköntuotannon CO2-ominaispäästöistä lähitulevaisuudessaEnergiateollisuus ry/Pöyry: Sähköntuotantoskenaariot vuoteen 2030 Perusskenaario Lisäydinvoimaa vähemmän -skenaario 2007 2015 2020 2030 2007 2015 2020 2030 TWh TWh TWh TWh TWh TWh TWh TWh Vesivoima 14,0 14,0 15,0 16,8 14,0 14,0 15,0 16,8 Tuulivoima 0,2 2,0 4,5 7,5 0,2 2,0 4,5 7,5 Ydinvoima 22,5 34,6 47,4 56,4 22,5 34,6 47,4 43,5 Kaukolämpö yhteistuotanto 14,5 18,1 21,1 20,1 14,5 18,1 21,1 20,4 Teollisuus yhteistuotanto 12,1 15,0 15,5 15,3 12,1 15,0 15,5 15,3 Erillinen sähköntuotanto 14,5 10,5 8,6 6,8 14,5 10,5 8,6 15,0 Tuotanto 77,8 94,2 112,1 122,9 77,8 94,2 112,1 118,5 Nettotuonti 12,6 6,9 -5,6 -8,2 12,6 6,9 -5,6 -3,9 Kulutus 90,3 101,0 106,5 114,6 90,3 101,0 106,5 114,6 Mt Mt Mt Mt Mt Mt Mt Mt Tuotannon CO2-päästöt 17,6 15,7 14,2 13,5 17,6 15,7 14,3 21,8 kg/MWh kg/MWh kg/MWh kg/MWh kg/MWh kg/MWh kg/MWh kg/MWh Tuotannon CO2-ominaispäästöt (energiamenetelmä) 226 167 127 110 226 167 128 184Yhteistuotannon polttoaine-energia ja päästöt on skenaarioissa laskettu energiamenetelmällä. Skenaarioiden vuoden 2007 lukuarvo onhieman Tilastokeskuksen tilastoista määritettyä vastaavaa arvoa pienempi: Tilastokeskuksen energiamenetelmällä määritetytominaispäästöt olivat vuonna 2007 240 kg/MWh (noin 6 % suuremmat). Hyödynjakomenetelmällä lasketut arvot ovat tyypillisesti noin 15–20 % energiamenetelmällä määritettyjä arvoja suurempia. Seuraavassa kuvassa lukuarvot on muunettu ensin Tilastokeskuksenenergiamenetelmän tasoon ja sitten hyödynjakomenetelmää vastaavalle tasolle (hyödynjakomenetelmä = 1,06 · 1,15 energiamenetelmä). © Sitra 2009
  16. 16. (TKK KesEn tutkimus)Specific CO2 emissions of total electricity generation as afunction of outdoor temperature 2006–2008 450 400 Specific CO2 emissions, kg(CO2)/MWh 350 300 250 200 150 100 50 0 -26 -22 -18 -14 -10 -6 -2 2 6 10 14 18 22 26 30 Outdoor temperature at Helsinki, °C • Generation of separate conventional thermal power in Finland can be high in summer period due to shortage of hydro power and lack of CHP which is generated against heat load of district heating Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  17. 17. (TKK KesEn tutkimus)Demand change allocation for 2007 • We have calculated the demand change allocation an hour by hour for the current situation (2007) according to the order of variable cost of production sourcesSpecific CO2 emissions by new or non-appearing electricity use (demand change)for current situationCurrent situation (year 2007) Total Separate CHP electricity Industrial Weighted electricity conventional generation CHP average specific generation thermal power emission Specific emission 279 893 439 190 814 kg(CO2)/MWh Share of the demand change 90 % 2% 0% • Results show that during 90% of the time of the year the demand change will be allocated to the separate conventional thermal power, 2% to CHP and the rest for carbon-neutral production (not shown in the Table). This means that an hourly weighted specific emissions by new or non-appearing electricity use is as high as 814 kg(CO2)/MWh that is average emission of total generation by factor 3. Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  18. 18. 20.11.2009 © Sitra 2009
  19. 19. © Sitra 2009
  20. 20. © Sitra 2009
  21. 21. © Sitra 2009
  22. 22. Kaukolämmön kulutuksen muutoksen vaikutus CO2-päästöihin (sähköntuotanto pysyy vakiona) – nykytilanne/2007 data Sähkön ja kaukolämmön tuotannon päästöt yhteensä, 30 25 20 milj. t CO2 15 10 5 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.295 1.3 1.4 1.5(TKK Kestävä energia Kaukolämmön kulutuksen muutos (1=nykytilanne, 0,5=50%:nKesEn tutkimus) vähennys nykytilanteesta, 1,5=50%:n lisäys nykytilanteesta) SÄHKÖNTUOTANNON PÄÄSTÖT (milj. t) KAUKOLÄMMÖN PÄÄSTÖT (milj. t) • Erillinen lämpövoima vaihtoehtona kaukolämmön yhteistuotantosähkölle, laskettu Tilastokeskuksen v. 2007 vuositilastoista hyödynjakomenetelmällä • Kaukolämmön kulutuksen muutos ei vaikuta Suomen päästöihin nykyisellä energiatuotantorakenteella (28,9- 29,2 t -50% ja +50% välillä) 20.11.2009 Jarek Kurnitski © Sitra 2009
  23. 23. Ruotsin esimerkki:CO2 emission consequences of energy measures in buildings (Björn Rolfsman, 2001)• Norrköpingin kaukolämmitetyn kerrostalon energiansäästö- toimenpiteiden (lisälämmöneristäminen, ikkunoiden vaihto ja maalämpöpumppu) vaikutus 20.11.2009 Jarek Kurnitski © Sitra 2009
  24. 24. Lämmitysenergian säästö kaukolämmitetyssä talossa/kaukolämmön ja sähkön yhteistuotanto Lämmitysenergian säästötoimenpide CO2 päästöjen lasku rakennustasolla Vähemmän kaukolämpöä → vähemmän yhteistuotantosähköä Yhteistuotantosähkön vajaus korvautuu erillistuotantosähköllä, jolla korkeat päästöt → tuotannon päästöt lisääntyvät Tuotannon päästöjen lisäys  päästöjen lasku rakennuksessa → kokonaisuudessa samat päästöt • Lämmön ja sähkön yhteistuotanto syrjäyttää markkinoilta erillistuotantosähköä, mikä alentaa päästöjä merkittävästi 20.11.2009 Jarek Kurnitski © Sitra 2009
  25. 25. Sähkölämmitys korvaa kaukolämpöä tai päinvastoin (kokonaiskulutus vakio) – nykytilanne/2007 data Erillinen lämpövoima vaihtoehtona sekä kaukolämmön yhteistuotantosähkölle että kaukolämmölle laskettu Tilastokeskuksen vuositilastoista (hyödynjakomenetelmä) 45 Sähkön ja kaukolämmön tuotannon päästöt yhteensä, milj. t CO 2 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.295(TKK Kestävä energiaKesEn tutkimus) Kaukolämmön kulutuksen muutos (1=nykytilanne, 0,5=50%:n vähennys nykytilanteesta, 1,5=50%:n lisäys nykytilanteesta) SÄHKÖNTUOTANNON PÄÄSTÖT (milj. t) KAUKOLÄMMÖN PÄÄSTÖT (milj. t) • Esim. 10%:n kaukolämmön kulutuksen lisäys alentaa päästöjä merkittävästi (vrt. sähköisten mukavuuslattialämmitysten korvaaminen) • 1,295 kertoimella erillinen lämpövoima on vuositasolla nolla 20.11.2009 Jarek Kurnitski © Sitra 2009
  26. 26. Sähkön kulutuksen muutos (814) (TKK Kestävä energia KesEn tutkimus) Rakentamisen ohjauksen valinta 2: keskiarvon ja kulutuksen muutoksen välistäKaukolämmönkehitys? Rakentamisen ohjauksen valinta 1: aikahetki Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  27. 27. Kiinteistöverotyöryhmän uusi energialaskentamenetelmä(Raportti B85, Rakennusten energiatehokkuuden osoittaminen kiinteistöveron porrastustavarten. Teknillinen korkeakoulu, LVI-tekniikka, Espoo 2009)• Vapaaehtoinen menetelmä: - määrittää mm. rakennusten standardikäytön - ehdotus energiamuotojen kertoimista Pientalojen laskenta ei ole välttämätöntä:Energiamuotojen kertoimet:Sähkö 2,0Kaukolämpö 0,7Kaukojäähdytys 0,4Fossiiliset polttoaineet 1,0Uusiutuvat polttoaineet 0,5 Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  28. 28. Energiamuotojen kertoimilla painotettujen kokonaisenergiankulutusten muodostuminenOminaiskulutus, kWh/(m² a) Toimistor Asuin- Koulu- Liikunta- Liikunta- Terveys- sali Päiväkoti halli Pientalo kerrostalo keskus keskus akennus rakennus Kauppa- Hotelli SairaalaTilojen lämmitys 28 21 36 4 9 39 41 48 59 21 57Ilmanvaihdon lämmitys 2 17 11 40 26 27 19 40 15 17 42LKV:n valmistus 18 40 6 4 40 11 11 20 25 20 30Puhaltimet ja pumput 5 10 15 35 35 25 28 23 23 25 54Valaistus 7 10 22 77 37 23 39 31 21 23 47Laitteet 16 21 24 4 11 10 0 0 5 28 47Jäähdytys (sähköä) 3 4 9 10 13 5 0 0 0 18 50Lämpöenergia yhteensä 78 53 48 75 77 71 108 99 58 129Sähköenergia yhteensä 78 45 70 126 95 63 67 54 48 94 199Lämpöenergian kerroin 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7Sähköenergian kerroin 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0Painotettu ominaiskulutus 157 144 178 285 243 179 185 183 166 228 488Pyöristetty E-luku 160 145 180 290 250 180 190 190 170 230 500 Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  29. 29. Energiatehokkuuden varmistaminen kaavoituksessa• Kaavoituksessa on järkevää tehdä energiahuoltovaihtoehtojen teknis- taloudelliset tarkastelut ja niiden yhteydessä mm. kaukolämpöpäätös• Päästöperusteisuus selkeyttää päätöksentekoa• Mahdolliset kaukolämpöalueet voidaan siten määrittää tontin luovutusehdoissa Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  30. 30. Esimerkkejä: Heat Plan Denmark• Ovat vähentänet emissioita 25 kg/m2 tasosta 1980 10 kg/m2 tasoon 2006 (vertailukelpoisissa yksiköissä 140 vs. 73 kgCO2/MWh, mutta eri laskentatapa?)• 2030 lähes hiilineutraali• The plan is based on an integrated approach, combining - optimal end-user heat demand reductions - additional 25% or more? - a lower return temperature from building installations – <35oC - more district heating (DH) - from 46% up to 63-70% of the market - energy efficient use of renewable energy in district heating - individual heat pumps, solar heating and wood pellets Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  31. 31. District heating heat sources/ Heat Plan Denmark Boilers, biomass 50 Boilers, fossil fuels Heat pump/Electric heat boilers Annual load - Case A Solar heat 45 Biomass CHP & geothermy Biogas CHP 40 Decentr gas CHP (back pressure)District Heating Production in TWh Central gas CHP (back pressure) Power plant heat extraction 35 Waste incineration heat/CHP Surplus heat from industry 30 25 20 15 10 5 0 1980 1985 1990 1995 2000 2006 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2050 Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  32. 32. Esimerkki: Ruotsi Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  33. 33. Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009
  34. 34. Mitä pitäisi tehdä?• Päästöjen alentamisen roadmap: - Paljon on rakenteilla – hyvä näin ja lisää tarvitaan! - Lisättävä koordinointia ja viestintää, tarvitaan numeeriset tavoitteet ja skenaariot samoin kuten sähköntuotantoskenaariot - Selvitettävä vertailukelpoiset ominaispäästöt ainakin FIN, S, DK, D - Lähes hiilineutraalia kaukolämpöä vuonna 20xx?• Energiatehokkuuden varmistaminen kaavoituksessa: - Kaavoitusprosessin kehittäminen - Energiahuoltoratkaisujen tarkastelut kaavoitusprosessiin• Imago: - Missä on vihreän ja puhtaan kaupunkilämmön visio? - Enemmän tiedotusta päästöjen alentamisesta Jarek Kurnitski 20.11.2009 © Sitra 2009

×