Aurinkolämpö kaukolämmön tuotannossa ja kaukolämmön rinnalla

Espoon vuonna 2012 WSP Finlandilla teettämässä uusiutuvan energian kuntakatselmuksessa todetaan seuraavasti: Merkittävin potentiaali Espoon alueen uusiutuvan energian tuotannon ja käytön lisäämiseksi kohdistuukin kaukolämmöntuotantoon ja sen yhteydessä tapahtuvaan sähköntuotantoon.

Ensimmäiselle lausumalle on hyvät perusteet. Jälkimmäinen sähköntuotannon osa lausumasta on tarpeeton. Fossiilipohjaista yhteistuotantoa voidaan korvata 100% uusiutuvalla energialla eli aurinkolämmöllä. Tuntuu siltä että jälkimmäinen lause on otettu suojelemaan yhteistuotannon koskemattomuutta. Mahdollisesti juuri tästä syystä on aurinkolämpö jätetty kaukolämmön tuotantomahdollisuutena pois.

Espoon osalta kaukolämpö tuotetaan lähes sataprosenttisesti (99,6%) fossiilisilla tuontipolttoaineilla. Aurinkolämpö korvaisi siis tuontipolttoaineita, mikä olisi koko Suomen kauppataseen kannalta erittäin myönteinen asia.

Aurinkokaukolämmön kannattavuus

Kaukolämmön tuottaminen aurinkolämmöllä on taloudellisesti lähempänä kannattavuutta kuin yleisesti tiedostetaan. Aurinkokaukolämmön tuotantokustannus alittaa jo nyt monen yhtiön kaukolämmön myyntihinnan. Erinomainen katsaus mahdollisuuksiin on Energiateollisuus ry:n teettämä tekemä selvitys aiheesta. Toinen hyvä paikka opiskella asiaa on EU-projektin kotisivu ja sieltä löytyvät dokumentit.

Kaukolämpöä voidaan tuottaa kaukolämpöveden meno- tai paluukiertoon. Perinteisesti paluukierron lämmitys ei ole ollut suosiossa, koska tämä heikentää sähkön tuotannon osuutta yhteistuotannossa. Tulevaisuuden sähkömarkkinoilla on kuitenkin kesäajan yhteistuotannon sähköstä saatava hinta jopa alempi kuin kaukolämmön polttoainekustannus. Tämän johdosta paluukierron lämmittäminen voi olla taloudellisesti järkevää.

Mikäli kaukolämpöä tuotetaan erillistuotantona (ei sähkön tuotannon sivussa), ratkaisee aurinkolämmön kannattavuuden kaukolämpötuottajalle polttoaineen hinta. Aurinkokaukolämmön kannalta on paras tilanne se että kesäajan minikuorman aikaan kaukolämpö tuotetaan raskaalla tai kevyellä polttoöljyllä. Tällöin on kannattavuus erittäin hyvä pienissäkin kaukolämpöverkoissa. Mikäli kaukolämpö tuotetaan maakaasulla (kallein polttoaine öljyn jälkeen) ja rakennettavat järjestelmät olisivat riittävän suuria, niin myös silloin kannattavuus saadaan hyväksi.  Mitä suurempi on järjestelmä, niin sitä alempi on investointi- ja tuotantokustannus tuotettua energiayksikköä kohden. Hake- ja turvepohjaisesta kaukolämmön tuotantoa vastaan on aurinkolämmön vaikeinta kilpailla. Siten aurinkolämpö ei korvaa kotimaisia polttoaineita vaan lähes täysin tuontipolttoaineita.

Kuinka paljon lämmityksestä voidaan hoitaa aurinkolämmöllä ja kenen tuottamana?

Aurinkolämmöllä voidaan tuottaa merkittävä osa (10-20 %) kaukolämmön piirissä olevien rakennusten lämmityksen tarpeesta myös Suomessa. Kaukolämmön kulutus on kesäaikaankin kohtuullisen suurta, koska asukkaat käyttävät lämmintä käyttövettä ja lisäksi lämpimän käyttöveden kierrot ja ns. rättipatterit kylpyhuoneissa ovat päällä koko ajan. Esimerkiksi tyypillisessä 80- ja 90-luvun kerrostalossa aurinkoisen vuosipuoliskon (huhti-syyskuun) kulutus muodostaa 30 % koko vuoden kulutuksesta. Puolet tai jopa yli tuosta on mahdollista tuottaa aurinkolämmöllä, jos lyhytaikaisvarastointi ei muodostaisi kustannusongelmaa.

Aurinkolämpöä voidaan tuottaa joko kaukolämpöyhtiön toimesta tai asiakkaiden/kuluttajien toimesta. Jälkimmäisessä tapauksessa pienempien kohteiden ongelmaksi tulee lämmön varastoinnin kustannus ja tämän vuoksi aurinkolämmön tuottajalla tulisi olla mahdollisuus syöttää ylimäärä lämpöä kaukolämmön paluupiiriin. Luonnollisesti tämmöinen markkinoiden avaus ei ole kovinkaan monen monopoliyhtiön mieleen. Lämmön varastoinnin kustannus laskee voimakkaasti lämpövaraston koon kasvaessa, joten joissakin isommissa kohteissa voidaan varastointi hoitaa paikallisesti, jolloin myös varastointilämpötila voidaan pitää kustannusoptimoituna.

Miten tästä eteenpäin?

Miten Espoossa (ja Helsingissä ja Vantaalla) tulisi toimia? Mielestäni tulisi tehdä kannattavuusselvitys ja sen perusteella valmistella sellainen kertainvestointi, jolla pystytään kattamaan kesäajan (kesä-elokuu) kuorma kokonaan aurinkolämmöllä.  Tällöin heinäkuun osalta olisi hyvin pientä ylituotantoa, jolle olisi tietenkin hyvä suunnitella hyötykäyttöä, esimerkiksi biomassan kuivauksessa. Mikäli hanke toteutettaisiin pääkaupunkiseudun energiayhtiöiden yhteishankkeena, olisi sen suuruus luokkaa useita satoja megawatteja lämpötehona. Investoinnin suuruus olisi satoja miljoonia euroja.

Energiateollisuus ry:n teettämässä selvityksessä ei näin massiivisen hankkeen kustannustasoa ole arvioitu ja suurimmat toteutetut hankkeetkin Euroopassa ovat luokkaa 10 MW. Energiateollisuus ry:n teettämän selvityksen mukaan parhaimmillaan voitaisiin päästä kaukolämmön tuotantokustannuksessa jo nyt välille 30-40 €/MWh. Kustannustaso on niin lähellä fossiilipohjaisten kaukolämmön tuotantokustannusta että tarkemmalle kannattavuusselvitykselle on hyvät perusteet.