Energia- ja päästötarkastelu kaavoituksessa

1. Rakennusten ja liikenteen
energiankäyttö ja päästöt -
voidaanko kaavoituksella vaikuttaa?
17.1.2012 Jarek Kurnitski

2. Yhdyskuntarakenteen vaikutus
YHDYSKUNTARAKENNE
RAKENNUKSET LIIKENNE ENERGIA-
HUOLTO
RAKENNETUN YMPÄRISTÖN PÄÄSTÖT
• Yhdyskuntarakenteella on suorat ja välilliset vaikutukset päästöihin
- Tiivis rakenne: vähemmän johto- ja tiekilometrejä/materiaaleja (suora)
- Välillinen: energiahuoltoratkaisu vaihtuu, vaikutus liikennesuoritteeseen
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra 2009

3. Esimerkkejä
Skaftkärr -hanke
• Hankkeen kesto 2008-2012
• Rahoittajat Sitra ja Porvoon kaupunki
• Muita partnereita:
- Ympäristöministeriö (ohjausryhmässä)
- Uudenmaan ympäristökeskus (ohjausryhmässä)
• Alueen rakentuminen 2011-2020
•Sitran selvityksiä 41 Energiatehokkuus kaavoituksessa:
www.sitra.fi/julkaisut/Selvityksiä-sarja/Selvityksiä%2041.pdf
• ECO2, Vuores:
http://www.eco2.fi/default/fi/hankkeet/koukkurannan-laempoeenergiaratkaisujen-vertailu.html
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

4. Skaftkärr SIJAINTI
50 km
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

5. Skaftkärr SUUNNITTELUALUE
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

6. ENERGIAMALLIT: KONSEPTIT
Yhdyskunnan energiatehokkuuteen vaikuttaa usea eri tekijä. Mikään yksittäinen tekijä ei
välttämättä ole energiatehokkuuden kannalta hyvä tai huono, vaan sen merkitys on sidoksissa
toteutustapaan ja kokonaisuuteen. Eri malleille luotiin alkuprofiilit, jotka eroavat huomattavasti
toisistaan. Näitä profiileja käytettiin herkkyystarkastelun työkaluna.
TEKIJÄ VAIHTELUVÄLI
LIIKENNE 0+ M3 M4 M1 M2
joukkoliikenne/
Liikkumismuoto yksityisautoilu kevyt liikenne
Liikkumistarve suuri pieni
ENERGIA yksikkökohtainen kollektiivinen
Tuotantotapa tuotanto tuotanto
Energian lähde uusiutumaton uusiutuva
RAKENNUKSET JA perinteinen energiaa säästävä
RAKENTEET toteutus / tuottava toteutus
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

7. ENERGIAMALLIT: MAANKÄYTTÖ
M1 M2 M3 M4
© Sitra

8. MALLI 1
Tiivis olemassa olevaan
kaupunkirakenteeseen tukeutuva malli.
Matalaenergiatalot on liitetty
kaukolämpöverkkoon. Tarkastelussa on
mukana Tarmolan työpaikka-alue.
Asuinalueille on luotu tehokkaat
joukkoliikenneyhteydet ja alueen
pohjoisosasta korkealuokkaiset kevyen
liikenteen väylät Porvoon keskustaan.
Kerrostalot, pienkerrostalot
Pientalot, paritalot, muut yhtiömuotoiset
Erillispientalot
Lähipalvelut
Tiivistyvä työpaikka- ja palvelualue
Tiivistyvä asuinalue
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

9. MALLI 2
Tehokas pientalovaltainen malli, jossa kaikki
rakentamisen pääpaino Tarkkisten alueen
ympäristössä. Matalaenergiatalot,
energianlähteenä 50 % kaukolämpö, 50%
maalämpö. Liikenteestä aiheutuvat päästöt ja
energiankulutus minimoitu tiiviillä
kaupunkirakenteella ja tehokkailla
joukkoliikenneyhteyksillä.
Kerrostalot, pienkerrostalot
Pientalot, paritalot, muut yhtiömuotoiset
Erillispientalot
Lähipalvelut
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

10. MALLI 3
Väljä maankäyttömalli, jossa talokohtainen
sähkön ja lämmön tuotanto 100% uusiutuvilla
energianlähteillä. Passiivitalot. Liikenne kuten
mallissa 0+.
Väljä pientaloalue
Pientaloalue
Tiivis pientaloalue
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

11. MALLI 4
Yhteisöllinen maankäyttömalli, jossa pääpaino
on liikkumistarpeen pienentämisellä sekä
työpaikkojen, etätyöpisteiden ja palveluiden
sijoittamisella asuinalueille. Tarkastelussa
mukana tehokas joukkoliikenne ja
korkealuokkaiset kevyenliikenteen väylät alueen
pohjoisosasta Porvoon keskustaan. Passiivitalot,
lämpö tuotettu 100% aurinkokaukolämmöllä.
Skaftkärrin alueella tuotetaan
aurinkokaukolämpöä koko Porvoon käyttöön.
Kerrostalot, pienkerrostalot
Pientalot, paritalot, muut yhtiömuotoiset
Erillispientalot
Väljä pientaloalue
Lähipalvelut
Työpaikat
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

12. TULOKSET: M1
Johtopäätökset
• Valituilla liikenneratkaisuilla, Tarmolan kehittämisellä ja palveluiden
sijoittamisella saavutetaan merkittävä säästö liikenteen
energiankulutuksessa ja päästöissä
• Koska Porvoon kaukolämmön hiilijalanjälki on pieni, tulee tavoitteena olla
tiivistäminen kaukolämmön kannattavuusalueen sisäpuolelle
• Tarmolan työpaikka-aluetta kannattaa edelleen kehittää.
• Kaupunkirakenteen tiivistäminen parantaa ennen kaikkea
joukkoliikenteen toimintaedellytyksiä, mutta vaikuttaa myös suoraan
alueen energiatehokkuuteen liikennesuoritteen vähentyessä.
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

13. TULOKSET: M2
Johtopäätökset
• Valituilla liikenneratkaisuilla ja palveluiden sijoittamisella
saavutetaan merkittävä säästö liikenteen energiakulutuksessa ja
päästöissä
• 50% kaukolämpö 50% maalämpö -jakauma on epäedullisempi kuin
pelkkä kaukolämpö
• Kaupunkirakenteen tiivistäminen parantaa ennen kaikkea
joukkoliikenteen toimintaedellytyksiä, mutta vaikuttaa myös
suoraan alueen energia-tehokkuuteen liikennesuoritteen
vähentyessä.
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

14. TULOKSET: M3
Johtopäätökset
• Energiatehokas ja vähäpäästöinen, mutta kokonaiskustannuksiltaan kallis
asukkaille ja kunnalle.
• Valittu talotekniikka vielä erittäin kallista.
• Liikenteen osuus puolet päästöistä. Päästöt eivät vähene verrattuna 0+
vaihtoehtoon.
• Pelkästään talotekniikkaan perustuva malli ei johda hiilivapaaseen
yhdyskuntarakenteeseen.
• Edellytykset toimivalle kevyen liikenteen verkostolle heikommat kuin
muissa johtuen etäisyyksistä.
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

15. TULOKSET: M4
Johtopäätökset
• Etätyöpaikat vähentävät työmatkaliikennettä.
• Tiivistäminen mahdollistaa lähipalveluiden toteuttamisen.
• Aurinkokaukolämpöpuiston vaikutus merkittävä energiansäästöön ja
päästöihin, mutta toteutuskustannukset kasvattavat takaisinmaksuaikaa
Porvoon Energialle.
• Aurinkokaukolämmöllä voidaan korvata Porvoon Energian kesäaikaista
maakaasun käyttöä.
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

16. Mallien CO2-päästöjen vähentämisen kustannus, ero
0+ malliin
Lämmitys Malli 1 Malli 2 Malli 3 Malli 4 TULOKSET:
CO2-vähenemä 3 505 3 026 4 065 7 105 tCO2/a ENERGIA-
CO2-kustannus -207 -193 128 -45 €/tCO2 RATKAISUJEN
Sähkö KUSTANNUKSET
CO2-vähenemä 0 0 3 116 3 116 tCO2/a
CO2-kustannus - - 443 49 €/tCO2 Taulukossa on esitetty
Yhteensä -207 -193 571 4 €/tCO2 energiavaihtoehdon
kustannus 0+ -
vaihtoehtoon
Porvoon Energian investoinnit* verrattuna.
€ Malli 1 Malli 2 Malli 3 Malli 4
Kaukolämpöverkko 5 400 000 2 700 000 0 5 400 000 €
Aurinkokeräimet** 0 0 0 7 100 000 €
Yhteensä 5 400 000 2 700 000 0 12 500 000 €
* Kustannukset siirtyvät kaikkien kuluttajien maksettavaksi kaukolämmön hinnassa
** Aurinkokeräimien investoinnin (sis. 40 % investointituen) pitäisi maksaa itsensä takaisin pienentyneinä
polttoainekuluina
© Sitra

17. TULOKSET: INFRASTRUKTUURIN KUSTANNUKSET
0+ 38 milj. €
M1 18 milj. €
M2 15 milj. €
M3 38 milj. €
M4 20 milj. €
Laskennassa käytetty Infra.net ohjelmaa. Vertailutaso on 0+ suunnitelman
kustannukset. Malli 3 on maankäytöltään yhtenevä ja myös infrastruktuurin
kustannukset ovat samat. Muut mallit ovat edullisempia, koska maankäyttö on
tiiviimpää ja katumetrejä, kunnallisteknisiä järjestelmiä ja puistoalueita on vähemmän.
Laskennassa on otettu huomioon myös rakennettavuuden pohjaolosuhteet.
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

18. Keskeiset tulokset Skaftkärrin tarkasteluista
• Tiivis kaupunkirakenne vähentää liikennettä ja sen päästöjä n. 20% ja kun
liikenteen osuus Porvoon tapauksessa on n. puolet kokonaispäästöistä, niin
tämä 20%:n leikkaus tarkoitta 10% kokonaispäästöissä (taulukot 30 ja 31)
• Maankäytöllä oli vaikutusta kaukolämmön kustannuksiin (taulukko 35):
asukkaan investointiin ei mitään ja energialaitoksen investointiin 2,3 milj. EUR
(mallissa M1 1,4 milj. vs. M3 3,7 milj.). Kaikki mallit voidaan tehdä
kaukolämmöllä, jolloin mallien väliset päästöerot johtuvat pelkästään
liikenteestä
• Edellinen 2,3 milj. EUR on pieni luku verrattuna infran kustannuksiin, malli M1
18 milj. EUR vs. M3 38 milj., eli tiiviin kaupunkirakenteen säästö (taulukko 40)
on 20 milj. EUR (yhteensä 3700 EUR per asukas)
• Kaukolämpö oli ylivoimainen tässä tarkastelussa, rakennusten
energiatehokkuustasoksi sopii joko normitaso tai matalaenergiataso M40,
(passiivitalot eivät olleet kannattavia ja niiden lisähyöty päästöjen
vähentämisessä oli marginaalinen)
• Tulokset pätevät vain Porvoon reunaehdoilla eikä niitä voi yleistää, joten
keskeinen tulos on hankkeessa kehitetty laskennan prosessimalli
(Viittaukset Sitran selvityksiä 41 raporttiin)
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

19. Valitaan vaihtoehtoiset
Prosessimalli: maankäyttömallit (esim. 3 kpl)
Energiahuolto- ja
päästötarkastelu
Lasketaan liikenteen vaikutus
ympäristövaikutusten Valitaan vaihtoehtoiset
arviointiin energiantuottoratkaisut (esim. 3 kpl)
Lasketaan energiantuottoratkaisut
kaikille maankäyttömalleille rakennusten
energiatehokkuustasoilla esim. A ja B
Lisäämällä edellä laskettu liikenteen
vaikutus, saadaan maankäyttömalli-
energiantuottoratkaisu- rakennuksen
energiatehokkuustaso yhdistelmät
paremmuusjärjestykseen
Tehdään tarvittaessa muutoksia
maankäyttömalleihin, toistetaan
tarkastelu ja valitaan
tarkoituksenmukaisin vaihtoehto
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

20. Kaavoittajan näkökulma
• Kaavoituksella voidaan vaikuttaa merkittävästi energiatehokkuuteen
• Keskeiset tekijät ovat :
- Liikkumisen energiakulutuksen ja päästöjen vähentäminen
- Energiaratkaisut (vaikutus kaukolämpöön)
- Rakennusten energiatehokkuus (myös rakentamismääräykset ohjaa)
• Energiatehokkuudella on hinta
• Hiilijalanjälkikin maksaa
• Jäljen pienentäminen voi laskea asumisen kustannuksia
• Kaavoitus maksaa mutta voi säästää toteutuksessa
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

21. Jatkohanke Kaavoituksen mallit: ohjeistusta energian
ja päästöjen arviointiin kaavoitusprosessissa
Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

22. Jarek Kurnitski 17.1.2012
© Sitra

23. Ympäristötalo, Viikki
• Likaisten tilojen iv LTO 80%, SFP 1,3-1,7
• Kaksoisjulkisivu etelään aurinkopaneeleilla
• Tarpeenmukainen iv ei toimistotiloissa
• Tarpeenmukainen valaistuksen ohjaus, 7 W/m2
• Porareikäjäähdytys 11 kWh/(m2 a) netto vs. 0,3 osto
• Lämmitys 38 kWh/(m2 a)
• Käyttö- + kiinteistösähkö 34 kWh/(m2 a)
• Aurinkosähkön tuotto 7 kWh/(m2 a)
17.1.2012
• E=85
© Sitra