Helteet pudottavat kaukolämmön tarpeen, mutta silti Helsingin piiput hönkivät ilmastoa lämmittäviä päästöjä – kesällä 2023 tähän tulee stoppi

Energiayhtiö Helen lisää jäteveden hukkalämmön käyttöä merkittävästi, mutta Ilmastonmuutosta kiihdyttävät polttolaitokset ovat vielä kovassa käytössä talvisin.

lämpöpumput
Jäteveden lämmöstä kaukolämpöä tekevän Katri Valan lämpöpumppulaitoksen lämpöpumppu.
Jätevedestä kaukolämpöä tekevä lämpöpumppu saa seuraa, kun Katri Valan laitokselle rakennetaan kuudes ja seitsemäs pumppu.Petteri Juuti / Yle

Silmät valehtelevat kesäisenä aamupäivänä Vuosaaren maakaasuvoimalalla. Näyttää nimittäin siltä että koko laitos olisi kiinni.

Totuus on toinen.

Laitos lämmittää helsinkiläisiä ja piipusta nouseva näkymätön hiilidioksidi ilmakehää.

Kesä on tiputtanut kaukolämmön kulutukseen murto-osaan talvesta, mutta se ei auta. Vaikka lämpötila nousisi hellelukemiin, joku Helsingin energialaitosten piipuista hönkii hiilidioksidia.

Ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi asiaan tarvitaan muutos.

Tämä juttu kertoo tavoista, joilla energiayhtiö Helen muuttaa kurssia. Ja siitä, kuinka merkittäviä ne ovat, kun niitä verrataan kaupungin vaihtelevaan kulutukseen.

Kolmen remontin sarja lisää jäteveden hyödyntämistä

Helsingin Sörnäisissä käy kova kolina. Kadunkulkijat eivät sitä kuule, koska töitä tehdään 30 metriä Katri Valan hiekkakentän alapuolella.

Remontin alla on vuonna 2005 käynnistynyt lämpöpumppulaitos. Täällä viisi lämpöpumppua siirtää puhdistetun jäteveden lämpöenergiaa kaukolämpöverkkoon. Osa lämpimän suihkun aikana viemäriin valuneesta energiasta siirtyy lämmittämään uutta suihkuvettä.

Yhdessä syvennyksessä testataan uuden lämmönsiirtimen tiivisteitä. Ruotsalaisten asentajien työ on niin tärkeää, että he saivat erikoisluvan saapua maahan koronaviruspandemiasta huolimatta.

Tämän remontin ansiosta jätevettä voidaan käsitellä aiempaa enemmän.

Jäteveden lämmöstä kaukolämpöä tekevän Katri Valan lämpöpumppulaitoksen lämmönsiirrin.
Jätevesi tulee lämmönsiirtimiin Viikinmäen puhdistamolta. Siellä käsitellään Helsingin, Vantaan keski- ja itäosien, Keravan, Tuusulan, Järvenpään ja Sipoon, eli yhteensä noin 800 000 asukkaan sekä alueen teollisuuden jätevedet.Petteri Juuti / Yle

Suurin meteli kuuluu tilasta, jossa piikataan lattiaa auki kuudetta lämpöpumppua varten. Sinne rakennettiin valmis paikka lämpöpumpulle jo 15 vuotta sitten, mutta se ei sovi uudelle koneelle.

Kuudes pumppu ottaa energiansa jätevedestä, josta vanhemmat ovat jo oman osansa ottaneet.

Jäteveden lämmöstä kaukolämpöä tekevän Katri Valan lämpöpumppulaitoksen työmaa, jossa tehdään tilaa kuudennelle lämpöpumpulle.
Kuudenteen lämpöpumppuun varauduttiin jo vuonna 2005, mutta valmistelutyöt valuivat lopulta osin hukkaan. Petteri Juuti / Yle

Huhtikuussa energiayhtiö Helen ilmoitti, että laitokseen rakennetaan vielä seitsemäs lämpöpumppu. Sen on tarkoitus olla käytössä vuonna 2023 ja se on yhtiön mukaan maailman suurimpia lajissaan.

Siksi luolaston perimmäisessä nurkassa ammottavaa onkaloa pitää laajentaa entisestään. Seitsemäskin lämpöpumppu ottaa aikanaan energiansa vanhojen pumppujen jo kertaalleen viilentämästä jätevedestä.

Jäteveden lämmöstä kaukolämpöä tekevän Katri Valan lämpöpumppulaitoksen luola, jota laajennetaan seitsemännelle lämpöpumpulle.
Seitsemännelle lämpöpumpulle laajennettavaan onkaloon piti tulla sähköasema, mutta vuodet muuttivat suunnitelmia.Petteri Juuti / Yle

Kaukolämmön päästöt vähenevät 12 prosenttia – ainakin periaatteessa

Remontin tarkoitus on hillitä ilmaston lämpenemistä.

Uudet laitteet vähentävät kivihiilen polttoa kaukolämmöksi ja hiilidioksidipäästöt vähenevät 150 000 tonnia vuodessa. Se on 12 prosenttia kaukolämmön kokonaispäästöistä Helsingissä vuonna 2019.

Helenin laskelma perustuu siihen, että lämpöpumput käyttävät sertifioitua uusiutuvaa sähköä, joka ei aiheuta suoria päästöjä lainkaan.

Koko totuus on mutkikkaampi. Vaikka tuulivoimala on pyöriessään päästötön, sen rakentaminen on aiheuttanut päästöjä. Kivihiilipäästöissäkään ei ole huomioitu laitoksen rakentamisen, eikä hiilen louhinnan ja kuljetuksen päästöjä.

Kesällä 2023 Helsinki lämpenee ilman omia polttolaitoksiaan

Lämpöpumppujen ansiosta Helsinki pääsee irti kivihiilen, maakaasun ja puun polttamisesta – ainakin lämpimimpinä päivinä.

Kun kesä on lämpimimmillään, Helsinki kuluttaa kaukolämpöä 200–300 megawatin teholla. Tämä on käytännössä hanoista ja suihkuista tulevaa lämmintä vettä, kun asuntoja ei tarvitse lämmittää.

Kulutus perustuu vuoden 2016 tuotantotietoihin, jotka Helen on julkaissut avoimena datana (Helen) (siirryt toiseen palveluun).

Uudet lämpöpumput ja muut pienemmät remontit nostavat Katri Valan laitoksen lämpötehon 105 megawatista 158 megawattiin.

Kesällä 2023 Helenillä on lisäksi ainakin 36 megawatin edestä pienempiä vähäpäästöisiä lämmönlähteitä. Jo nyt Esplanadin alla toimii kaukojäähdytyslaitos, joka siirtää lämpöä rakennuksista kaukolämpöverkkoon. Vuonna 2022 Vuosaareen valmistuu lämpöpumppu, joka ottaa energiaa kesällä merivedestä ja talvella polttolaitosten hukkalämmöstä.

Nämä tähän mennessä julkaistut lämpöpumput eivät vielä riitä lämmittämään kaupunkia edes kesäkeleillä. Loput hoidetaan Vantaan jätteenpolttolaitoksella ja lämpöpumpuilla, joita ei ole vielä julkistettu.

Allaolevasta grafiikasta näet, kuinka tuotanto muuttuu kesien 2020 ja 2023 välillä.

Kaukolämpöä ilman polttamista 2023
Kaukolämpöä ilman polttamista 2020 Helsingissä.
Lähde: Helsingin kaukolämmön kulutus vuonna 2016 (Helen), Kaisaniemen mittausaseman lämpötilatiedot vuonna 2016 (Ilmatieteenlaitos).

Edellisessä grafiikassa lämmön kulutusta kuvaava oranssi viiva on ajoittain hyvin paksu ja tekee teräviä piikkejä. Tämä johtuu siitä, että lämmön kulutus vaihtelee paljon samankin päivän aikana. Ulkolämpötilan lisäksi vaihteluun vaikuttavat esimerkiksi samaan ajankohtaan osuvat aamupesut.

Vaikka kulutuspiikki nousisi hetkeksi yli lämpöpumppulaitosten tehon, ei kesällä 2023 polttolaitoksia ole pakko käynnistää.

Mustikkamaalle valmistuu nimittäin ensi vuonna 120 megawatin lämpövarasto. Se ei varsinaisesti tuota mitään, mutta siihen voidaan varastoida muiden laitosten lämpöä pariksi päiväksi kulutushuippuja varten.

Jos kulutus sahaa 400:n ja 200:n megawatin välillä, siitä voi selvitä 300 megawatin lämpöpumpuilla, kun apuna on Mustikkamaan lämpövarasto.

Helen Mustikkamaa luolalämpövarasto Päivi Saajoranta projektipäällikkö ja Janne Rauhamäki yksikönpäällikkö
Mustikkamaan luolissa säilöttiin aikaisemmin öljyä.Markku Pitkänen / Yle

Talvella poltetaan kivihiiltä, maakaasua, puuta ja roskia vielä pitkään

Vaikka Helsinki lämpenisi kesän ilman polttolaitoksiaan, niitä tarvitaan vielä pitkään muina vuodenaikoina.

Seuraava grafiikka osoittaa, että vielä vuonna 2023 lämpöpumppujen teho on kaukana siitä, mitä talvella tarvitaan. Etenkin, kun kylmyys vähentää kaukojäähdytyksen ja jäteveden hukkalämpöä.

Vuonna 2016 pakkanen paukkui kireimmillään 24 pakkasasteessa. Tuolloin lämmön kulutus nousi yli 2 500 megawattiin. Siis kymmenkertaiseksi kesään verrattuna.

Lämpötilaa kuvaava sininen käyrä onkin käytännössä peilikuva lämmön kulutusta kuvaavasta oranssista käyrästä.

Lämpötilan vaikutus kulutukseen.
Lämpötilan vaikutus kulutukseen.
Lähde: Helsingin kaukolämmön kulutus vuonna 2016 (Helen), Kaisaniemen mittausaseman lämpötilatiedot vuonna 2016 (Ilmatieteenlaitos). Lämpöpumppujen tuotanto riippuu monesta asiasta ja grafiikassa esitetty ero kesä- ja talviaikana on karkea yleistys todellisesta vaihtelusta.

Toisaalta: paukkupakkaset eivät ole jokatalvinen ilmiö ja viime talvi vietettiin pääosin nollan yläpuolella. Vuoden 2016 tietojen perusteella kaupungin kaukolämmön tarve on nollakelillä 1 300 megawatin tuntumassa, eli vain puolet kovimmasta kulutuspiikistä.

Vuonna 2024 kulutus on toki vuotta 2016 suurempi, sillä kaupunkiin tulee jatkuvasti lisää lämmitettäviä taloja ja lämmintä vettä käyttäviä ihmisiä.

Porvoon jalostamoilta saisi valtavasti hukkalämpöä

Katri Valan remontin jälkeen seuraava iso askel – tai pikemminkin harppaus – päästöjen vähentämiseksi on jo mietintämyssyn alla. Kilpilahden öljyn- ja muovinjalostamoiden hukkalämpöä voisi nimittäin pumpata pääkaupunkiseudun kaukolämpöverkkoon.

Aikaisimmillaan hukkalämpöputki voisi olla käytössä vuonna 2025.

Nesteen Kilpilahden jalostamo Porvoossa.
Nesteen ja Borealiksen jalostamoissa syntyy valtavasti hukkalämpöä. Nyt selvitetään, olisiko sen siirto pääkaupunkiseudulle taloudellisesti kannattavaa.Stefan Paavola / Yle

Selvitystyö on vielä kesken, mutta tähän mennessä julkaistujen tietojen perusteella Helsinki voisi saada sieltä noin 300 megawattia lämpöä läpi vuoden. Luku voi vielä muuttua selvitysten edetessä – ja koko hanke kaatua.

Miljardiluokan jättihankkeen kannattavuutta lasketaan paraikaa kiivaasti. Alla oleva grafiikka kertoo yhden merkittävän asian, joka näkyy laskelmissa miinuksena.

Kaukolämpöä ilman polttamista 2025 - koko vuosi.
Kaukolämpöä ilman polttamista 2024 - koko vuosi.
Lähde: Helsingin kaukolämmön kulutus vuonna 2016 (Helen), Kaisaniemen mittausaseman lämpötilatiedot vuonna 2016 (Ilmatieteenlaitos). Lämpöpumppujen tuotanto riippuu monesta asiasta ja grafiikassa esitetty ero kesä- ja talviaikana on karkea yleistys todellisesta vaihtelusta.

Kilpilahden hukkalämpöputken valmistuttua Helsingillä olisi jo niin paljon lämpöpumppuja, että ne jäisivät kesäkuukausina väkisinkin vajaakäytölle.

Laitteet ovat kuitenkin kalliita ja sijoitetuille rahoille pitäisi saada tuottoa mahdollisimman nopeasti ja paljon.

Saman ongelman kohtaavat myös muut puhtaammat teknologiat, joita on kaavailtu polttamisen korvaajiksi.

Parin kilometrin geolämpölaitokset sopivat hieman Kilpilahtea paremmin talvilämmittäjiksi

Yksi vaihtoehto on pumpata lämpöä maan syvyyksistä. Helen tutki kallioperää Keskuspuistosta käsin viime talvena ja ensimmäisestä geolämpölaitoksesta saatetaan kuulla uutisia piankin.

– Testit ovat osoittaneet sen, että meillä olisi valmiutta lähteä testaamaan vähän tätä geotermistä itsekin, sanoo Helenin vanhempi projektipäällikkö Mikko Kaartinen.

Suomen ensimmäinen kilometriluokan geolämpölaitos otettiin alkuvuonna käyttöön Espoon Koskelossa.

Geolämpökaivon kantta hitsataan kiinni.
Lämpökaivon kantta hitsattiin kiinni, kun Yle vieraili Koskelon geolämpölaitoksen työmaalla joulukuussa.Petteri Juuti / Yle

Kustannusten näkökulmasta Koskelon laitos muistuttaa jäteveden tai teollisuuden hukkalämpöjä hyödyntäviä lämpöpumppuja. Ensin pitää rakentaa kallis laitos ja sen jälkeen käyttö on verrattain halpaa – sähkön hinnasta riippuen.

Sähkön kulutus tuotettuun lämpöön nähden on näissä kaikissa samassa suuruusluokassa.

Merkittävä ero on se, että Koskelon kaltaisten laitosten geolämpöä ei ole tarkoituskaan pumpata täysillä läpi vuoden, vaan maan syvyyksiin voi kesällä jopa ladata lämpöä talven varalle.

St1:n jättimäinen geolämpölaitos valmistuu kovaan käyttöön

Espoon Otaniemessä on käynnissä huomattavasti kunnianhimoisempi yritys hyödyntää maan syvyyksien lämpöä. St1 on porannut kaksi reikää yli kuuden kilometrin syvyyteen ja tämän geolämmön jättiläisen käyttöönotto alkaa loppuvuodesta.

St1:n geotermisen lämpölaitoksen työmaa Espoon Otaniemessä.
Otaniemen geotermistä lämpölaitosta on porattu vuosia.Petteri Juuti / Yle

Otaniemen laitoksen toimintaperiaate on ratkaisevasti erilainen kuin yhteen reikään perustuvissa parin kilometrin geolämpökaivoissa. Samalla sähkömäärällä saadaan huomattavasti enemmän lämpöä ja laitosta on tarkoitus käyttää Espoossa täydellä teholla läpi vuoden.

Toisin sanoen Otaniemen kannattavuus kokee suuremman kolhun, jos kalliilla rakennetun laitoksen käyttö jää vähiin.

Lämpökaivomatematiikkaa.
Lämpökaivomatematiikkaa: 7 reikää 300 metrin syvyyteen lämmittää yhden kerrostalon. 1 reikä 1,3 kilometrin syvyyteen lämmittää 4 kerrostaloa. 2 reikää 6,4 kilometrin syvyyteen lämmittää kaupunginosan. (Mikäli gif ei näy oikein, voit kokeilla avata jutun selaimessa)Petteri Juuti / Yle

Ydinreaktorille parasta olisi tuottaa tasaisesti läpi vuoden

Vielä radikaalimpi ja isompi vaihtoehto on ydinenergia. Maailmalla – myös Suomessa – kehitetään kovaa vauhtia pieniä tehdasvalmisteisia ydinreaktoreita ja sellaisten soveltuvuutta pääkaupunkiseudunkin lämmittämiseen selvitetään.

Idea on paitsi uusi, myös vanha, sillä kaukolämpöreaktoria kehitettiin suomalais-ruotsalaisella yhteistyöllä jo 1980-luvulla.

Ydinreaktorien kannattavuus on esillä olleista vaihtoehdoista eniten riippuvainen jatkuvalle käytölle.

Kun reaktori on kerran rakennettu, työntekijöitä tarvitaan sama määrä tuotantotehosta riippumatta ja energialähteenä käytettävän uraanin kulutus on niin pientä, ettei siitä juuri kuluja kerry.

Vai vaihtuuko sittenkin polttoaine?

Lähivuodet näyttävät, loppuuko polttaminen Helsingissä, vai vaihtuuko vain polttoaine.

– Polttolaitoksista on hyvin vaikea päästä eroon, varsinkin kun puhutaan talvipakkasista. Me olemme kuitenkin energiakriittinen toimija ja meidän pitää varmistaa että jokainen helsinkiläinen saa lämpöisen käyttöveden myös aamuisin suihkussa ja illalla. Siitä ei voi tinkiä, sanoo vanhempi projektipäällikkö Kaartinen.

Hanasaaren kivihiilivoimala korvataan pitkälti puunpolttolaitoksilla, mikä on ilmaston ja luonnon monimuotoisuuden suhteen kinkkinen juttu.

Salmisaaren kivihiilivoimalan korvaamisessa ensimmäinen iso satsaus on Katri Valan lämpöpumppulaitoksen remontti, mutta paikattavaa jää vielä reilusti tämän jälkeenkin.

Kivihiililaitosten lisäksi liekki palaa Vuosaaren suuressa kaasuvoimalassa ja pienissä lämpökeskuksissa ympäri kaupungin. Yksi vaihtoehto on se, että näille laitoksille ei tehdä yhtään mitään, vaan vaihdetaan polttoaine. Laitoksiin sopivaa kaasua tai öljyä voidaan tehdä esimerkiksi lannasta, sahanpurusta tai sähkön avulla hiilidioksidista.

Ilmaston kannalta tärkeintä on se, että tuotantoketju tuottaa kokonaisuudessaan mahdollisimman vähän päästöjä – liittyi siihen polttamista tai ei.

Voit keskustella aiheesta 29.5. kello 23:een saakka.

Lisää aiheesta:

Kivihiilikasat Helsingin Hanasaaressa ovat pian historiaa, sitten alkaa puunpoltto – Miten ratkaisu vaikuttaa ilmastotavoitteisiin? Asiantuntijat vastaavat

Kotien lämmitys kivihiilellä loppuu jo muutaman vuoden päästä lähes kokonaan – Ylen kysely: Enemmistö energiantuottajista pyrkii eroon hiilestä jo 2025