Millainen on tulevaisuuden puhdas kaukolämpöverkko? -esitys Kondensoivan lämmön talteenoton seminaarissa Turussa 23.8.2018 Karoliina Auvinen, Smart Energy Transition -hanke

1. Mihin energiamaailma on menossa?
Millainen on tulevaisuuden puhdas
kaukolämpöverkko?
23.8.2018 | Kondensoivan lämmön talteenoton seminaari | Turku
Smart Energy Transition -hankkeen vuorovaikutusjohtaja,
tutkija Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto

2. Käynnissä on globaali
energiamurros, joka vaikuttaa
Suomeen
väistämättä
Ajurit:
• Ilmastonmuutos
• Teknologian
kehitys
• Digitalisaatio

4. Polttamisesta
pitäisi luopua
• Pariisin ilmastosopimuksen
tavoitteisiin pääsy edellyttää
kaikista fossiilisista
polttoaineista luopumista
• Energiajärjestelmä tulisi
sähköistää
• Hiilen korvaaminen muilla
polttoaineilla ei edistä
tarpeellista systeemistä muutosta

5. Isot
kaupungit
suurimpia
hiilen ja
turpeen
käyttäjiä
Kaukolämmön tuottaja Kaupunki Hiili, GWh Turve, GWh
Helen Oy Helsinki 6 895
Turun Seudun
Energiantuotanto Oy Turku
2 808 >
Naantali > ?
Fortum Power and Heat Oy Espoo 2 008
Vantaan Energia Oy Vantaa 1 199
Oulun Energia Oy Oulu 1 137
Lahti Energia Oy Lahti 1 090
Kuopion Energia Oy Kuopio 2 649
Jyväskylän Voima Oy Jyväskylä 18 625
Tampereen Sähkölaitos Tampere 628

6. Haaste:
Miten fossiiliset polttoaineet
korvataan
kaukolämpöverkoissa?

7. Puhdas kaukolämpö- ja -kylmäverkko
Aurinkolämpö-
keräimiä
Sähkö-
varasto
Tuulivoimaa
Kaukolämpöverkko,
lämpötila noin 65 oC
Teollinen lämpöpumppu
Vanhoissa rakennuksissa
aurinkosähköä, sähköautoja,
lämpöpumppuja ja lämminvesivaraajia
Uusissa asuintaloissa
aurinkosähköä, sähköautoja ja
lämminvesivaraajia
Toimistotaloissa,
datakeskuksissa
ym. aurinkosähköä,
sähköautoja ja
lämpöpumppuja
Joustava bio-CHP
(varavoimana)
Kaukokylmäverkko
Lämmön kausivarasto
Koulussa
aurinkosähköä

8. Ratkaisut kivihiilen ym. fossiilisten
korvaamiseksi kaukolämpöverkoissa
1. Rakennusten energiatehokkuuden parantaminen ja älykkäät
energiaratkaisut, kuten lämmön ja sähkön kysyntäjousto
2. Teollisen kokoluokan ja isojen kiinteistöjen lämpöpumput
a. Lämmön lähteitä: hukkalämpö, maa (energiakaivot), vesi ja ilma
b. Sähkön lähteitä: tuulivoima, aurinkosähkö, vesivoima, ydinvoima
c. Lämpöpumppujen hyötysuhde ja kustannustehokkuus paranee, mitä
matalampi lämpötila on kaukolämpöverkoissa
3. Lämmön kausivarastot
4. Aurinkoenergia
5. Bio- ja jätepohjainen kaasu / joustava CHP (huipputeho)

9. Aurinkolämpö ja lämmön kausi-
varastointi Kanadan Ototoksissa
52 rakennusta, aurinkoenergian
osuus 85%, pakkasta jopa -33 °C
REFERENCE / SOURCES: http://task45.iea-shc.org/data/sites/1/publications/IEA-SHC-T45.B.3.1-TECH-Seasonal-storages-Borehole-Guidelines.pdf ;
https://www.rehau.com/us-en/mechanical-and-plumbing/geothermal-ground-loop/project-profiles/drakes-landing ; https://www.dlsc.ca/DLSC_Brochure_e.pdf
2 293 m2
144 Boreholes - 33 700 m3
2x120 m3

10. Tulevaisuudessa tuuli- ja aurinkovoima
muuttuvat primäärienergian lähteiksi

11. Esimerkki: Friisinmaa, Saksa

12. Puhtaassa
energia-
järjestelmässä
tuuli- ja
aurinkovoimalla
tuotetaan
energiaa
liikenne- ja
lämpösektoreille

13. Sähkön pörssihinta Nordpool 15.5. - 22.5.2018:
vaihteluväli 6,6 - 249 euroa/MWh (0,6 - 24,9 snt/kWh)
Sähkön varastointi
lämmöksi
Sähkön säästö
kysyntäjoustolla:
esim. lämpöpumput,
ilmastointi ja
sähköauton lataus
pienemmälle tai pois
päältä

14. Talous

15. Uusiutuvien kilpailukyky paranee

16. Päästökaupan hinta nousussa

17. Kivihiili ja turve
eivät enää
halvimpia
polttoaineita?

19. Askeleita oikeaan suuntaan

22. https://yle.fi/uutiset/3-10133161

23. Sykäräinen,
Pohjanmaa
https://tki.cen
tria.fi/project/
evakot/1336/
news/4427

25. Politiikkasuosituksia

26. Murrosareenan politiikkasuosituksia
• Kaukolämpöverkkojen
avaaminen hukkalämmölle,
uusiutuvalle energialle ja
kysyntäjoustolle
• Isojen kaukolämpöverkkojen ja
lämmön tuotannon eriyttäminen
• Tuntihinnoittelu
• Uusien hybridienergia- ja
varastointiratkaisujen sekä markkinamallien pilotointi
• Lattiahinta päästöoikeuksille
• Vaihtoehtoisesti tarvitaan tukia, veroja tms.

27. Onko vanhaa fossiilikapasiteettia
kannattavaa korvata uudella?
Case-investointilaskelmat osoittavat:
Jos investoinnin tuotto-odotus ja rahoituskustannukset ovat
yhteensä 7-10% 15 vuoden laskenta-ajalla, investointi ei ole
välttämättä kannattava, vaikka hukkalämmön tai uusiutuvan
energian tuotantokustannus olisi edullisempi kuin fossiilisen
polttoaineen käyttö olemassa olevassa laitoksessa.

28. Päästöille lattiahinta
• Lattiahinta on päästökaupan päästöoikeuksien hintaan
sidottu dynaaminen hiilivero tai päästömaksu
• Päästökaupan lattiahinnan tulisi olla vähintään 30
euroa/CO2-tonni
• Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteen saavuttamiseksi päästöoikeuksien
hintojen pitäisi olla 50-100 $/tCO2 vuoteen 2030 mennessä (Carbon price
leaders coalition, 2017).
• Lattiahinnalla voidaan varmistaa puhtaan energian sekä
kiertotalouden kasvu ja investoinnit

29. Muita taloudellisia ohjauskeinoja
• Jos päästöjen hinnan korjaus ei onnistu, niin sitten tarvitaan
CO2-verotusta ja fossiilisten polttoaineiden valmisteverojen
tuntuvaa korottamista ja/tai investointitukia
• Päästökauppasektorin ulkopuolella muiden ohjauskeinojen tarve korostuu
• Valtion takaus pitkäaikaisille lainoille (15-25 vuotta)
energiatehokkuus- ja tuotantoinvestointeja varten
• alhainen rahoituksen korko voi vaikuttaa investoinnin kannattavuuteen
vastaavasti kuin investointituki
• edistäisi myös puhtaan energian palvelutarjontaa (PPA, HPA, ESCO)
• Sähköveron kehittäminen dynaamisemmaksi

30. Dynaaminen sähkövero edistäisi
kysyntäjoustoa ja energian varastointia
• Sähköveron osuus sähkön asiakashinnoista noin
kolmannes, vaikutus lähes vastaava kuin energian hinnalla
• Lämpöpumppu on hyötysuhteeltaan hyvä
sähkölämmityksen muoto -> sähkövero heikentää
lämpöpumppujen kilpailukykyä verrattuna polttamiseen
• Jos dynaaminen sähkövero ei onnistu, voisiko
kaukolämpöverkot siirtää alemman sähköveroluokan piiriin?
• Lämmön kausivarastointi pois sähköverotuksen piiristä (vrt. sähkön
varastointi)?

31. Vanhan rakennuskannan
energiatehokkuuden parantaminen
Kaukolämpöverkkojen
kehittämiseen yhdistetty
vanhan rakennuskannan
energiatehokkuusohjelma

32. Yhteenveto
Taloudellisilla ohjauskeinoilla pitää varmistaa, että
puhtaan energian ja kysyntäjouston tarjoajat voivat
hyötyä riittävästi. Jos taloudellinen ohjaus ei toimi, koko
muutoksen vauhti hidastuu merkittävästi tai jää
kokonaan tapahtumatta. Jos taloudellinen ohjaus tekee
fossiilisten polttoaineiden käytön kannattamattomaksi,
niin järjestelmä alkaa korjata itse itseään. Näin voidaan
varmistaa puhtaan energian sekä kiertotalouden kasvu.

33. Lisätietoja:
Clean district heating and cooling vision:
https://www.slideshare.net/SmartEnergyTransition/clean
-energy-district-heating-and-cooling-vision-92978320
Karoliina Auvinen
karoliina.auvinen@aalto.fi, +358 50 4624727
@karoliinauvinen
www.sm
artenergytransition.fi

34. Politiikkasuositukset
● 5/2018. Hyödynnetään energiamurros ja luovutaan fossiilisesta energiasta, saatavissa:
http://smartenergytransition.fi/fi/policy-brief-hyodynnetaan-energiamurros-ja-luovutaan-fossiilisesta-energiasta/
● 8/2017. Kokeilujen opeilla enemmän hyötyä energiamurroksesta
● 5/2017. Rakennusten kysyntäjousto ja energiatehokkuus luovat perustan puhtaalle energiajärjestelmälle
● 11/2016. Sähkön kysyntäjouston kasvu edellyttää hintakannustimia ja rakentamisen ohjausta
● 11/2016. Kestävän henkilöliikenteen edistäminen vaatii monipuolisia ohjauskeinoja
Keskustelupaperit
● 2/2018. Sähköenergian mittaus kuluttajien energiapalvelujen ja puhtaan energian mahdollistajana
● 9/2017. Energiajärjestelmä tarvitsee joustavuutta lisääviä ohjauskeinoja – voisiko dynaaminen sähkövero
olla vaihtoehto?
● 5/2017. Kohti sähkömarkkinamallia 2.0
Saatavissa: http://smartenergytransition.fi/fi/julkaisut/uusi-elinkeino-ja-energiapolitiikka/