Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
Upcoming SlideShare
What to Upload to SlideShare
Next
Download to read offline and view in fullscreen.

Share

Fossiilivapaa kaukolämpö

Download to read offline

Keskustelutilaisuus: Miten Tampere voi siirtyä fossiilittomaan kaukolämpöön?
Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto, esitys: Fossiilivapaa kaukolämpö
4.4.2019 Kulttuuritalo Laikku, Tampere

Related Books

Free with a 30 day trial from Scribd

See all

Related Audiobooks

Free with a 30 day trial from Scribd

See all
  • Be the first to like this

Fossiilivapaa kaukolämpö

  1. 1. Fossiilivapaa kaukolämpö Keskustelutilaisuus: Miten Tampere voi siirtyä fossiilittomaan kaukolämpöön? | 4.4.2019 | Tampere | Smart Energy Transition -hankkeen vuorovaikutusjohtaja ja tutkija Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto, karoliina.auvinen@aalto.fi
  2. 2. Isot kaupungit suuria hiilen ja turpeen polttajia 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 https://energia.fi/ajankohtaista_ja _materiaalipankki/materiaalipankk i/kaukolampotilasto.html
  3. 3. Selvitys: Miten lämmitys toimii fossiilivapaassa Suomessa? Smart Energy Transition julkaisi 11/2018 keskustelupaperin, jossa esitettiin: • 100% fossiilivapaa skenaario Suomelle • Miten puhdas kaukolämpöverkko toimii • 100% fossiilivapaa skenaario Helsingin lämmitykselle Skenaariot laadittiin Energy Plan -mallinnusohjelmalla, jossa tarkastellaan miten tuotanto ja teho vastaavat kulutukseen vuoden ympäri tuntitasolla mahdollisimman kustannus- ja resurssitehokkaasti. http://smartenergytransition.fi/wp-content/uploads/2018/11/Clean-DHC-discussion-paper_SET_2018.pdf
  4. 4. Ydin Aurinko Teollisuus-CHP Kaukolämpö- CHP Vesi Tuuli Kulutus Sähkön kulutus ja tuotanto, fossiilivapaa skenaario Vuosi tunneittain MW
  5. 5. Sähköistäminen on keino vähentää fossiilisia polttoaineita lämpö-, liikenne- ja teollisuussektoreilla
  6. 6. Aurinkolämpö- keräimiä Sähkövarasto Tuulivoimaa Kaukolämpöverkko Teollisia lämpöpumppuja Vanhoissa rakennuksissa aurinkosähköä, sähköautoja, lämpöpumppuja ja lämminvesivaraajia Uusissa asuintaloissa aurinkosähköä, sähköautoja ja lämminvesivaraajia Toimistotaloissa, konesaleissa ym. aurinkosähköä, sähköautoja, lämpöpumppuja ja lämpökaivoja Joustava bio-CHP (varavoimana) Kaukokylmäverkko Lämpövarastoja Koulussa aurinkosähköä Fossiilivapaa kaukolämpö- ja -kylmäverkko
  7. 7. Helsingin kaukolämpö voi toimia pääasiassa tuulivoimalla ja lämpöpumpuilla Vuosi tunneittain Kuinka paljon? Lämpöpumppuja yhteensä noin 10 kpl Katri Valan laitosta. Tuulivoimaa noin 170 kpl neljän megawatin turbiinia. Lisäksi lämpövarastoja, kulutusjoustoa ja joustavaa bioenergiaa.
  8. 8. Helsingin tuotantokapasiteetti ja energialähteet Helen Oy lämmöntuotannon kapasiteetti vuonna 2017 Helsingin lämmöntuotannon kapasiteetti 100% fossiilivapaassa skenaariossa Lämpöpumput 100 MW (+ rakenteilla Katri Valan laajennus ja Esplanadin lämpöpumppulaitos yht. noin 50 MW) 1 100 MW, joissa energialähteenä hukka- ja ympäristölämpö sekä lähinnä tuuli- ja aurinkovoima, ja varavoimana biosähkö (CHP) Sähkön ja lämmön yhteistuotanto CHP 1 300 MW, jossa polttoaineina hiili, kaasu, öljy ja biomassa 300 MW (+ 200 MW sähköä), jossa polttoaineena biomassa Lämpökattilat 2 000 MW, jossa polttoaineina lähinnä kaasu, öljy ja biomassa 1 100 - 2000 MW, jossa polttoaineina biomassa sekä esim. tuuli- ja aurinkovoimasta valmistetut synteettiset neste- ja kaasupolttoaineet Sähkökattilat 200 MW, jossa energialähteenä lähinnä tuulivoima Lämpövarastot 2 GWh (+ rakenteilla 14 GWh Mustikkamaan lämpövarasto) 15-30 GWh (järjestelmä voi toimia jo hyvin, kun Mustikkamaan lämpövarasto valmistuu)
  9. 9. • Hanasaaren ja Salmisaaren hiilivoimaloihin sijoitettaisiin datakeskukset, joiden tuottama hukkalämpö toimisi kaukolämmityksen lämmönlähteenä. • Noin 30-asteinen hukkalämpö johdettaisiin voimalan yhteyteen sijoitettaviin isoihin lämpöpumppuihin, jotka nostaisivat lämmityksen menoveden lämpötilan tarvittavaan 85-90 asteeseen. Talvipakkasia varten Wärtsilän malliin kuuluvat myös Wärtsilän markkinoimat maakaasukäyttöiset moottorivoimalat, joiden avulla kaukolämmön menoveden lämpötila nousisi talvella vaadittuun 120 asteeseen. • Wärtsilä laskee, että sen esittämällä mallilla kaukolämmön tuotantokustannukset ovat jo nyt 10% pienemmät kuin nykyisten hiilivoimaloiden tuottama lämpö. Kustannussäästö liittyy mm. siihen, että lämpöpumppujen tarvitsema sähkö tulisi tuulivoimasta, joka on nyt sähkömarkkinoiden halvinta sähköä Suomessa.
  10. 10. Käynnissä on globaali energiamurros, joka vaikuttaa Suomeen väistämättä • Ilmastonmuutos • Teknologian kehitys • Aurinkopaneelien, akkujen, sensorien, lämpöpumppujen, ledien jne. hinnat halpenevat • Digitalisaatio
  11. 11. Teknologiamurroksissa yrityskenttä ja liiketoimintamallit uudistuvat Fossil fueled industry Clean energy industry
  12. 12. Kaukolämmön lähteet: hukkalämpö noin 85% ja maakaasu noin 15% Lähde: Calefa Oy
  13. 13. https://yle.fi/uutiset/3-10133161
  14. 14. 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
  15. 15. District heating with high temperature heat pump in Drammen, Norway • 63 000 inhabitants • total 45 MW peak district heating network • 13 MW heat pump • 30 MW gas fired boiler (back-up for the peak duties) • 8 MW biomass boiler • heat pump covers 85% of the district heating demand REFERENCE / SOURCE: http://www.ehpa.org/homepage/?eID=dam_frontend_push&docID=3104 ; http://www.ehpa.org/technology/best-practices/large-heat-pumps/drammen-district-heating-norway/
  16. 16. High temperature heat pump in Drammen, Norway ● System COP 3,05 at 90°C ● Financial savings: 4 000 000 €/year vs. burning fossil fuels ● Environmental savings: ○ 6 700 000 litres/year less demand of fossil fuels ■ equivalent of - 101 000 000 km/year less driving ○ CO2 reduction: - 12 663 tons/year HEAT PUMP Summer Winter Heating Capacity 2 MW 13.2 MW Heat source Sea water cooling from 8°C to 4°C Heat sink- Water loop temperature 60 °C to 80°C 60°C to 90°C COP 2.8 3.05
  17. 17. Solar district heating with seasonal ground storage in Crailsheim, Germany 260 buildings, solar fraction 51% REFERENCE / SOURCE: http://www.bine.info/en/publications/publikation/sonnenenergie-in-der-erde-speichern/
  18. 18. Solar district heating with seasonal pit storage in Marstal, Denmark Winter heat supply for 1 500 households 100% renewable with 35% solar fraction REFERENCE / SOURCE: http://sunstore4.eu 15 000 m2 75 000 m3
  19. 19. sekunteja minuutteja tunteja päiviä viikkoja kuukausia vuosi Akut sähkön varastointiin Kulutusjousto teollisuusrakennuksissa ja varastoissa Varastot eivät tarpeen Lämpövarastot Aurinkosähkö ja -lämpö Tuulivoima Varastot ja kulutus- jousto Aikajakso: Kulutusjousto asuin- ja toimistorakennuksissa Tuuli- ja aurinko- energian tuotanto- vaihtelu Miten vaihteleva tuotanto hallitaan? Tuonti ja vienti
  20. 20. “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
  21. 21. Pullonkauloja 1. Ympäristölämpö + sähkö on kalliimpi lämmönlähde kuin biomassan polttaminen -> teollisten lämpöpumppujen hyödyntäminen lämmöntuotannossa ei niin kannattavaa a. datakeskuksista ja jätevesistä otettu hukkalämpö on kannattavaa 2. Teknologiaan ja osaamiseen liittyvä polkuriippuvuus: polttamisen jatkaminen on helpompaa kuin koko systeemin ja liiketoiminnan uudistaminen 3. Kaukolämpöverkkojen lämpömäärät ja lämpötilat suljettua dataa osana monopolia - “mustaa laatikkoa” on vaikea kehittää
  22. 22. Biomassan polttoa ei veroteta, mutta:
  23. 23. Turpeen hiilidioksidipäästöt ovat 380, maakaasun 180 ja tuulivoiman 15 g/MWh. Päästötonniin suhteutettuna turpeen valmistevero on kahdeksan euroa, maakaasun 104 euroa ja tuulivoiman yli 1 500 euroa.
  24. 24. Päästöille haittoja vastaava hinta Pariisin ilmastosopimuksen tavoitteen saavuttamiseksi päästöoikeuksien hintojen pitäisi olla 42-85 euroa/CO2-tonni vuoteen 2030 mennessä
  25. 25. Päästöille lattiahinta • 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). • Britanniassa päästöjen lattiahinta on asetettu tasolle 18 puntaa (n. 20 eur)/CO2-tonni. Myös Hollannissa ollaan ottamassa käyttöön vuosittain nousevaa CO2-päästöjen lattiahintaa vuonna 2020. • Lattiahinnalla voidaan varmistaa puhtaan energian sekä kiertotalouden kasvu ja investoinnit
  26. 26. 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
  27. 27. Vanhan rakennuskannan energiatehokkuuden parantaminen Kaukolämpöverkkojen kehittämiseen yhdistetty vanhan rakennuskannan energiatehokkuusohjelma
  28. 28. Kaukolämmön hinnoittelu Reguloidaan kaukolämpöverkkojen haltijoiden hinnoittelumalli siten, että kaukolämmön hinnan tulee perustua energian tuntihintaan (eur/kWh/h) ja huipputehoon (eur/huippu-kW/kk). Tällöin hinnoittelumalli kannustaa lämpöpumppuja hyödyntäviä kiinteistöjä toimimaan lämpöverkoissa kulutusjouston tarjoajina ja ohjaa kulutuksen ajoitusta oikein. Myös sähkön hinnoittelun tulisi toimia samalla periaatteella.
  29. 29. Avoin data Velvoitetaan kaukolämpöverkkojen haltijat julkaisemaan verkon lämmönkulutus- ja lämpötilatiedot alueittain mahdollisimman reaaliaikaisesti netissä. Systeemin läpinäkyvyyden ja ymmärrettävyyden parantaminen on avain ratkaisujen kehittämisen.
  30. 30. Kaupungeille geolämpökartat Julkaistaan kaupunkien toimesta geolämpökartat, joista näkyy kuntainfran osalta lämpökaivojen poraamiseen soveltuvat alueet. Kaavoituksella tulee mahdollistaa ja edistää geolämmön hyödyntämistä!
  31. 31. Geolämpö- potentiaali Suomen maankamaran ylimmän 300 metrin yhteenlaskettu teoreettinen energiapotentiaali on noin 300 000 terawattituntia. Tämä on noin tuhatkertaisesti Suomen vuotuisen energiantuotannon verran.
  32. 32. T&K&I -panostukset • Suunnataan T&K&I-panostuksia uusien asiakaspalvelumallien, kaukolämpö- ja sähkömarkkinamallien sekä hybridienergiaratkaisujen kokeiluun ja pilotointiin. • T&K&I-tukia tarvitaan teknologioiden kehittämisen lisäksi niiden käytettävyyden ja loppukäyttäjälähtöisen tuotteistuksen parantamiseen, sekä eri teknologioiden yhteiskäytön optimointiin. • Pilotointi- ja kokeilutukien ehtona tulee olla onnistumisista ja epäonnistumisista raportointi julkista viestintää varten suomalaisen osaamisen edistämiseksi.
  33. 33. Suomi voi hyötyä energiamurroksesta olemalla aktiivisesti mukana teknologia- ja markkinakehityksessä www.smartenergytransition.fi
  34. 34. Kiitos! Kysymyksiä? Lisätietoja: www.smartenergytransition.fi Karoliina Auvinen karoliina.auvinen@aalto.fi, +358 50 4624727 @karoliinauvinen
  35. 35. Hanke pähkinänkuoressa Aikataulu: 2015-2020 Budjetti: 5,5 M€ Rahoitus: Strateginen tutkimusneuvosto Päämäärä: Viitoittaa tietä, miten Suomi voi paremmin hyötyä energiamurroksesta Tutkimuskonsortion vetäjä: Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulu Tutkimuskonsortio alapalkissa: www.smartenergytransition.fi

Keskustelutilaisuus: Miten Tampere voi siirtyä fossiilittomaan kaukolämpöön? Karoliina Auvinen, Aalto-yliopisto, esitys: Fossiilivapaa kaukolämpö 4.4.2019 Kulttuuritalo Laikku, Tampere

Views

Total views

371

On Slideshare

0

From embeds

0

Number of embeds

9

Actions

Downloads

6

Shares

0

Comments

0

Likes

0

×