1. yle.fi
  2. Uutiset

Pora jyrisee kohti maan syvyyksien lämpöä pian myös Helsingissä – energiayhtiö Helen sai ministeriöltä miljoonien eurojen tuen geolämpöön

Energiayhtiön pidemmän aikavälin tavoitteena on laitos, joka hyödyntää useita kilometrien syvyisiä geolämpökaivoja

geoterminen energia
Erikoisajoneuvot tärisyttivät maata Helsingin keskuspuistossa viime talvena, kun Helen ja Geologian tutkimuskeskus GTK tutkivat mahdollisuuksia geolämpökaivon poraamiselle.
Erikoisajoneuvot tärisyttivät maata Helsingin keskuspuistossa viime talvena, kun Helen ja GTK tutkivat mahdollisuuksia geolämpökaivon poraamiselle. GTK

Helsingin energiayhtiö Helen on saanut 5,9 miljoonan euron tuen työ- ja elinkeinoministeriöltä (siirryt toiseen palveluun). Tuki on myönnetty vähäpäästöisen, kilometrien syvyydestä hankittavan geolämmön tuottamiseen ja tutkimiseen.

Tarkoitus on, että ensi kesänä Ruskeasuolle valmistuu 2–3 kilometrin syvyinen geolämpölaitos. Sitten tehdään harvinaislaatuisen tarkkoja kallioperätutkimuksia, joilla etsitään paikkaa seuraavalle laitokselle.

Vuonna 2022 voisivat alkaa seuraavat poraukset, joilla tavoitellaan 4–7 kilometriä syvää geolämpökaivoa.

Jos tämä kaikki onnistuu ja todetaan käytännössä toimivaksi, vuosikymmenen puolivälissä voisi käynnistyä laitos, joka hyödyntää lämpöä useammastakin geolämpökaivosta.

Matka on pitkä ja taatusti kivinen, mutta sille matkalle Helen on nyt lähtenyt. Tämä juttu kertoo, millainen matka tarkalleen ottaen on.

Ruskeasuolle rakennetaan ensi vuonna 2–3 kilometrin geolämpölaitos

Seuraavaksi Helen aikoo siis rakentaa Helsingin Ruskeasuolle geolämpölaitoksen, jonka on tarkoitus yltää yli kahden kilometrin syvyyteen. Sen suunnittelu on loppusuoralla ja lopullinen investointipäätös pian edessä.

Tavoite on, että poraukset alkavat ensi vuoden alussa ja laitos on käytössä jo kesällä.

Ruskeasuon laitos on toimintaperiaatteeltaan samankaltainen kuin Suomen ensimmäinen toiminnassa oleva geolämpölaitos. Se käynnistyi Espoon Koskelossa tämän vuoden alussa. Laitos pumppaa kaivon pohjalle kylmää vettä, joka palaa lämmenneenä ylös eristettyä putkea pitkin. Lämpöpumput pumppaavat lämmön rakennuksiin – tai Ruskeasuon tapauksessa kaukolämpöverkkoon – ja vesi palaa taas viileämpänä kaivoon lämpenemään.

Ruskeasuon lämpökaivosta tulee jonkin verran Koskelon laitosta leveämpi ja syvempi, ja siksi siitä saa myös enemmän lämpöä. Se tuottaa lämpöä liki seitsemän kerrostalon tarpeisiin.

Geolämpölaitos tulisi Hakamäentien varteen bussivarikon ja maakaasulaitoksen viereen. Projektipäällikkö Mustonen seisoo kutakuinkin siinä, mihin lämpökaivo on tarkoitus porata.
Geolämpölaitos tulisi Hakamäentien varteen bussivarikon ja maakaasulaitoksen viereen. Projektipäällikkö Mustonen seisoo kutakuinkin siinä, mihin lämpökaivo on tarkoitus porata.Petteri Juuti / Yle

Suomalaisesta muoviputkesta etsitään korvaajaa kiinalaiselle metalliputkelle

Ruskeasuolla kokeellista on ainakin se, että lämmin vesi tulisi ylös muovista valmistettua putkea pitkin.

– Kiinalaiseen metalliputkeen verrattuna kotimainen muoviputki olisi halvempi, ja sen toimitusaika olisi nopeampi, sanoo Helenin projektipäällikkö Sami Mustonen.

Mustosen mukaan merkittävä haaste on se, miten muoviputkesta saadaan riittävän eristävä, ettei pohjalla lämmennyt vesi jäähdy liikaa matkalla maanpinnalle – onhan putki jatkuvasti kosketuksissa alaspäin virtaavan viileämmän veden kanssa.

Geolämpölaitoksen putki.
Espoon Koskelon geolämpölaitokssa lämmin vesi nousee ylös metallista valmistettua eristeputkea pitkin (kuvassa). Ruskeasuolla on tarkoitus kokeilla halvempaa muoviputkea.Petteri Juuti / Yle

Ruskeasuon geolämpölaitoksesta Helen saa paitsi lämpöä, myös arvokasta kokemusta kilometriluokan lämpökaivojen poraamisesta ja käytöstä. Sille on tarvetta tulevia laitoksia silmällä pitäen.

Sopivia paikkoja lämpökaivoille tutkitaan harvinaisen tarkasti

Geolämpölaitoksen poraaminen on todistettavasti erittäin vaikeaa.

Espoon Koskelossa kaivo jäi aiottua lyhyemmäksi, Espoon Otaniemen jättiläishanke on vuosia myöhässä, ja Vantaan Varistossakin ollaan aikataulusta jäljessä juuri porausongelmien takia.

Siksi Helen tutki kallioperää keskuspuiston ympäristössä vuosi sitten. Näiden tutkimusten pohjalta tiedetään, että Ruskeasuolla on edessä jonkinlaisia hankaluuksia ainakin yhden ja kahden kilometrin syvyyksissä.

Ensimmäisissä tutkimuksissa tutkittiin kallioperää kolmen viivamaisen suikaleen kohdalta.

Karttakuva.
Karttaan on merkitty punaisella ne paikat, missä ajoneuvot tärisyttivät maata ja sinisellä geofonit, jotka kuuntelivat miten tärinä heijastui kallioperästä takaisin maanpinnalle. Petteri Juuti / Yle, Helen, GTK

Osa TEMin nyt myöntämästä tuesta käytetään harvinaislaatuiseen kolmiulotteiseen tutkimukseen, jolla voidaan käydä läpi viivamaisten suikaleiden sijaan kokonaisia alueita. Tarkoituksena on tutkia useita neliökilometrejä.

Tämä tiedon käsittelyyn tarvitaan uusia keinoja, sillä edes vuoden takaisten tutkimusten tuloksia ei ole vielä kokonaan analysoitu.

– Ongelma on se, että dataa tulee hirveästi, ja sen käsittely on yksi pullonkaula. Olemme ehtineet käsitellä vasta Ruskeasuon puolen tietoja, sanoo Helenin projektipäällikkö Sami Mustonen.

Uusissa tutkimuksissa tietomäärä vain kasvaa, joten tekoälyä yritetään valjastaa löytämään oleelliset asiat valtavasta tietomäärästä.

Tutkimukset maksavat satojatuhansia euroja, mutta niistä saatava tieto on arvokasta.

– Mitä paremmin tiedetään, mitä maan alla on, sitä paremmin voidaan arvioida geotermisen laitoksen rakentamiseen ja käyttöön liittyviä merkittäviä riskejä. En ottaisi koskaan sitä riskiä, että suunnittelisin laitoksen paikan pelkästään maanpinnan yläpuolisten asioiden perusteella, sanoo Geologian tutkimuskeskuksen johtava asiantuntija Teppo Arola.

Saksalaisella kumppanilla 30 vuoden kokemus geotermisestä energiasta

Kolmiulotteista kalliotutkimusta on käytetty geolämpölaitosten rakentamisessa harvoin, mutta ainakin Saksassa Münchenissä. Helenin kumppanina onkin saksalainen suunnittelutoimisto, jolla on 30 vuoden kokemus geolämpölaitoksista.

Tosin Saksassa geolämpö on vähän eri juttu kuin Suomessa.

Siinä missä Helsingissä nyhdetään lämpöä useiden kilometrien syvyyteen poratun kaivon seinämistä, Münchenissä on kuuma vesivyöhyke pari kilometriä kaupungin alapuolella. Sinne pumpataan kylmää vettä kolmesta kaivosta, ja toiset kolme kaivoa tuovat 150-asteista vettä maan pinnalle.

– Kun otimme ensiyhteyttä saksalaisiin, että millaisesta hommasta tässä olisi kyse, niin kyllä ne vähän mietti, että mitä suomalaiset ovat oikein tekemässä, hymyilee Helenin Mustonen.

Espoon Otaniemen geolämpölaitos on sentään sukua Münchenissä käytettävälle menetelmälle, mutta sieltäkin puuttuu valmis vesivyöhyke.

Geolämpölaitoksia suunnitellaan kaukojäähdytysverkon varrelle

Helenin pöydällä on vielä useita vaihtoehtoja sille, missä kolmiulotteiset tutkimukset suoritetaan.

Tärkeää olisi se, että alueella kulkee Helenin kaukojäähdytysverkko. Helen aikoo nimittäin käyttää geolämpölaitostensa lämpöpumppuja myös kaukojäähdytykseen kesäisin. Tätä kokeillaan jo ensimmäisessä laitoksessa Ruskeasuolla.

Kaukojäähdytyksen toimintaperiaate on tavallaan sama kuin lämpökaivossa: kaukojäähdytysverkkoon pumpataan kylmää vettä, joka lämpenee rakennuksissa ja palaa laitokselle. Lämpöpumput siirtävät lämmön kaukolämpöverkkoon, ja kylmä vesi lähtee taas lämpenemään – tilanteesta riippuen joko rakennuksiin tai maan alle lämpökaivoon.

Lämpöpmput ottavat energiaa maan syvyyksistä ja rakennusten jäähdytyksestä
Geolämpölaitoksen lämpöpumput voivat käyttää energialähteenään niin lämpökaivoa kuin jäähdytettäviä rakennuksia.Petteri Juuti / Yle

Syvemmän lämpökaivon poraukset alkavat ehkä vuonna 2022

Kun ensimmäisestä laitoksesta on saatu riittävästi kokemusta ja kolmiulotteisen kallioperätutkimuksen tulokset alkavat selvitä, on aika päättää seuraavan lämpökaivon kohtalosta. Mihin porataan, kuinka syvälle vai porataanko ollenkaan?

Näillä näkymin syvyys olisi jossain neljän ja seitsemän kilometrin välillä, ja työt voisivat alkaa vuonna 2022.

Jos lämpökaivo ulottuisi seitsemään kilometriin saakka, siitä saisi lämpöä jopa yli 30 kerrostalon tarpeisiin. Se tuottaisi lämpöä suurin piirtein megawatin teholla.

Vertailun vuoksi: kesäpäivinä koko Helsinki kuluttaa lämpöä noin 200–300 megawatin teholla. Nollakeleillä kulutus on suurin piirtein 1 300 megawattia ja kovimmilla pakkasilla noin 2 500 megawattia.

Siksipä lämpökaivoja tarvitaan lisää.

Monta lämpökaivoa yhdessä laitoksessa

Tämän hetken näkymä on se, että Helen kasvattaa geolämmön määrää poraamalla useampia lämpökaivoja yhtä laitosta varten. On halvempaa rakentaa yksi isompi lämpölaitos, joka hyödyntää useampaa lämpökaivoa, kuin rakentaa jokaiselle lämpökaivolle oma lämpölaitos.

Toinen hyvä syy tällaiselle lämpökaivokentälle on kallioperän tutkimisen hinta. Mustosen mukaan kalliita kolmiulotteisia tutkimuksia ei ole varaa tehdä vain yhtä parin kilometrin kaivoa varten.

Parin kilometrin lämpökaivoja voi porata noin 100 metrin etäisyydelle toisistaan ilman, että ne viilentävät toisiaan. Syvemmissä kaivoissa etäisyyttä pitää olla enemmän – jopa kilometrin verran. Poraukset voi aloittaa lähempänäkin, jos kaivot kääntyvät syvemmällä poispäin toisistaan.

Samansuuntaisia aikeita on Salossa, jossa tavoitellaan kuuden lämpökaivon laitosta. Tosin toisin kuin Salossa, Helenillä ei toistaiseksi ole tarkoitus käyttää lämpökaivoja ainakaan ensisijaisesti lämmön varastointiin.

– Laitos rakennetaan niin, että lämmön varastointi on mahdollista, mutta Helsingissä ei synny kesäisin sellaista hukkalämpöä, jota voitaisiin varastoida. Kaikki menee, mitä tuotetaan, sanoo Mustonen.

Lisääntynyt tieto on laskenut geolämmön kasvuodotuksia

Helenin investointipäällikkö Jaakko Tiittanen kertoi Ylelle vuosi sitten uskovansa ja toivovansa, että erilaiset maan lämpöä hyödyntävät ratkaisut voisivat kattaa useita kymmeniä prosentteja Helsingin vuotuisesta lämmöntarpeesta vuoteen 2029 mennessä.

Tämän päivän tiedoilla Sami Mustonen ottaisi luvuista hieman pois.

– Meillä on tieto kasvanut huomattavasti ja puhuisin nyt kymmenien prosenttien sijaan prosenteista. Mutta se riippuu paljon siitä, saadaanko yli neljän kilometrin syvyyteen yltäviä lämpökaivokenttiä aikaiseksi, sanoo Mustonen.

Helenin projektipäällikkö Sami Mustonen.
Helenin projektipäällikkö Sami Mustonen.Petteri Juuti / Yle

Voit keskustella aiheesta 18.11. kello 23:een saakka.

Lue seuraavaksi:

Uraauurtavan geolämpölaitoksen poraukset alkoivat Vantaalla, ja pian se tuo kesän lämpöä talveen – minuutin animaatio näyttää, miten laitos toimii

Lämmittääkö hyinen Itämeri pian Helsinkiä? Energiayhtiö selvittää kivihiilen korvaamista merivedellä – animaatio näyttää, miten se onnistuisi

Tässä kerrostalossa tuotetaan itse osa sähköstä – ja näin saatat asua pian sinäkin, sillä uudistus tekee aurinkosähköstä nykyistä houkuttelevampaa

Aurinkopaneelit katolle ja sähkösäästöt tilille – kuulostaa yksinkertaiselta, mutta sitä se ei välttämättä ole: nämä 10 muutosta voivat sotkea laskelmasi

Lue seuraavaksi