Karoliina Auvisen esitys Lämpöä ilman kivihiiltä 26.9.2018 Helsingissä

1. Lämpöä ilman
kivihiiltä
26.9.2018 | Tiedekulma | Helsinki
Smart Energy Transition -hankkeen vuorovaikutusjohtaja,
tutkija Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto

2. Polttamisesta
pitäisi luopua
• Pariisin ilmastosopimuksen
tavoitteisiin pääsy edellyttää
kaikista fossiilisista
polttoaineista luopumista
• Kivihiilen korvaaminen
muilla polttoaineilla ei
edistä tarpeellista
systeemistä muutosta

3. Fossiilisista polttoaineista luopuminen
edellyttää yhteiskunnan sähköistämistä

4. Tuuli-
voimasta
hiilivapaan
lämmön
primääri-
energialähde
Suomessa

5. Miltä tulevaisuus näyttää?
Friisinmaan esimerkki:

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

7. Haaste:
Miten fossiiliset polttoaineet
korvataan
kaukolämpöverkoissa?

8. 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
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
Lähde: ET, Kaukolämpötilasto 2017, vuoden 2016 tiedot
Naan-
Tali

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

10. 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, geoenergia (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. Aurinkosähkö ja -lämpö
5. Joustava bio-CHP (huipputeho ja varavoima)

11. Helsingin energiapaletti
- Tuulivoimaa Mankala-mallilla tai PPA-sopimuksilla
- Geoenergiakaivot - lämmön lähteitä ja lämpövarastoja
- Hukkalämmön lähteet: pk-teollisuus, konesalit,
rakennuskanta jne.
- Lämpöpumput
- Sähkökattilat
- Lämmön kausivarastot
- Energiatehokas ja älykäs rakennuskanta, joka tarjoaa
suuren lämmön ja sähkön kysyntäjoustokapasiteetin
- Bio-CHP

12. Tuulivoiman
tuottavuus lähes
tuplaantunut 10
vuodessa:
2,7 -> 4,5
GWh/MW

15. Kausi-,
sää- ja
kulutus-
vaihteluja
voidaan
tasata
lämmön
kausivaras-
toilla ja
kysyntä-
joustolla.

16. “Taloja optimoimalla
voidaan optimoida koko
kaukolämpöverkko.
Taloa voidaan käyttää
lyhytaikaisena
lämpöakkuna. Eli taloon
voi varata lämpöä ja
purkaa sitä tehopiikin
aikana.”
https://www.tekniikkatalous.fi/tekniikka/energia/kerrostaloje
n-lammityksen-perusteet-ovat-vaarat-ulkolampotila-selittaa-
vain-osan-siita-mita-sisalla-tapahtuu-6741929

17. 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

18. Helsingin
lähiöissä on
tilaa energia-
kaivoille ja
lämpö-
pumpuille -
tuulivoimalat
voivat olla
vaikka
Lapissa

19. Päästökaupan hinta nousussa
Huom. Pariisin
ilmastosopimuk-
sen tavoitteen
saavuttamiseksi
päästöoikeuksien
hintojen pitäisi
olla 50-100
$/tCO2 eli 42-85
euroa/CO2-tonni
vuoteen 2030
mennessä
(Carbon price
leaders coalition,
2017)

20. Kivihiili ja turve
eivät enää
halvimpia
polttoaineita?

21. Globaali teknologiamurros vaikuttaa kauko-
lämpöön väistämättä
2050
Hiilivapaa
energiajärjestelmä
2025
Kaksisuuntaiset verkot, joissa hajautettu
uusiutuva energia, hukkalämpö, varastot
sekä rakennukset täydentävät toisiaan
digitalisaation avulla
2010
Keskitetty
uusiutuvan
energian tuotanto
1995
Keskitetty fossiilinen
tuotanto
Energiamurroksen ajurit:
• Ilmastonmuutos
• Teknologian kehitys
• Digitalisaatio

22. 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

23. 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/

24. 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.

25. Helsingin energiaremontin hintalappu?
• Taloudellisesti kannattava, kun päästöoikeuksien hinta
vastaa ilmastonmuutoksen haittojen kustannuksia
• Tarkat laskelmat edellyttävät tuntitasolla tehtävää
optimointilaskentaa, tilakartoitusta
• Lämpöratkaisuista päätettäessä tulisi hyödyntää
monitavoitemallia, jossa tulisi huomioida:
• Vaikutukset kuluttajien energian hintaan: kaukolämpö vs. rakennuskohtaiset
lämpöpumppujärjestelmät
• Kiinteistökannan arvon kehitys
• Rakennusten sisäilman laadun parantaminen
• Uuden liiketoiminnan ja suomalaisen energiaratkaisujen viennin edistäminen
• Päästövähennystavoitteet
• Ympäristövaikutukset