1. yle.fi
  2. Uutiset
  3. uusiutuvat energialähteet

Näin energiayhtiöt aikovat korvata ilmastonmuutosta kiihdyttävät polttoaineet – tarkoittaako muutos kaupunkilaisille isompaa lämmityslaskua?

Kaukolämmön hinta ja päästöt ovat tehneet maalämmöstä houkuttelevan vaihtoehdon taloyhtiöille. Energiayhtiöt yrittävät laittaa kampoihin omilla lämpöpumpuillaan, suuruuden ekonomialla ja lämmönlähteillä, jotka ovat taloyhtiöiden ulottumattomissa.

Datakeskusten palvelinkoneet tuottavat lämpöä, joka voidaan siirtää kaupunkilaisten käyttöön kaukolämpöverkon avulla. Kuva: Jyrki Lyytikkä / Yle

Pääkaupunkiseudun energiayhtiöillä on edessä vaikea tehtävä. Ilmastonmuutos uhkaa ja vanhoille kivihiiltä ja maakaasua polttaville laitoksille pitäisi etsiä korvaajia.

Toisaalta kaukolämmön hinta ei saisi nousta, koska jo nykyhinnoilla monet taloyhtiöt harkitsevat kaukolämmön vaihtamista omiin maalämpöpumppuihin.

Juuri nyt hintojen nousupainetta lisää päästöoikeuksien hinnannousu. Energiayhtiöt joutuvat ostamaan päästöoikeuksia sitä enemmän, mitä enemmän ne käyttävät fossiilisia polttoaineita, eli kivihiiltä, maakaasua, turvetta ja öljyä.

Toistaiseksi näitä käytetään paljon erityisesti Helsingissä. Fortumkin tuotti fossiilisilla yli 60 prosenttia Espoon, Kauniaisten ja Kirkkonummen kaukolämmöstä vuonna 2020.

– Varsinkin Helsingissä ja Espoossa päästöjä täytyy vähentää. Mutta ei Helsingissäkään niitä vaihtoehtoja ihan valtavasti ole jonossa, mistä valita, sanoo tutkimusryhmän päällikkö Miika Rämä Teknologian tutkimuskeskuksesta VTT:stä.

Fossiilisen energian korvaamisesta tulee aluksi iso lasku, kun pitää tutkia, kehittää ja valmistaa uusia laitoksia. Niiden käytön pitäisi kuitenkin olla vanhoja laitoksia edullisempaa, joten kaukolämmön hinta ei välttämättä niiden takia nouse.

– Kun siirrytään kohti vähähiilisiä lämmönlähteitä, kaukolämmön hinnannousu rupeaa tasoittumaan. On mielestäni mahdollista, että hinnat laskevat jollakin aikavälillä, arvioi Rämä.

Tämä juttu kertoo, millaisiin teknologioihin kaukolämpöyhtiöt siirtyvät tämän vuosikymmenen aikana. Grafiikat kertovat, kuinka merkittäviä ne ovat kaupunkien lämmönkulutukseen verrattuna.

Avainasemassa ovat lämpöpumput.

Energiayhtiöt vaihtavat ensiksi polttoainetta

Polttoaineen vaihtaminen on ollut tähän asti merkittävin tapa päästä irti fossiilisista polttoaineista – ja päästökaupan tuomasta riskistä.

Pääkaupunkiseudulla merkittävin toteutunut esimerkki tästä on Vantaan jätteenpolttolaitos. Vaikka laitoksen piipusta tupruaakin hiilidioksidia, jätteen poltosta ei tarvitse maksaa päästöoikeuksia. Laitos hyödyttää myös pääkaupunkilaisia, sillä Helsinki omistaa Vantaan Energiasta 40 prosenttia.

Tällä hetkellä käynnissä on jätevoimalan laajennus.

Fortum ja Helen ovat korvanneet fossiilisia polttoaineita puulla. Suurin esimerkki on ensi vuonna Vuosaareen valmistuva biolämpölaitos.

Helsingin Vuosaareen rakennetaan biolämpölaitosta. Kuvan vasemmassa laidassa näkyy kivihiilen varmuusvarasto, oikeassa laidassa maakaasuvoimalan piippu. Kuva: John Palmén

Alla olevaan kuvaajaan on koottu edellä mainittujen laitosten kaukolämpöteho. Mittatikuiksi on asetettu eri kaupunkien lämmönkulutukset nollakeleillä.

Kuvaajasta näkee ainakin sen, kuinka suuri panostus Vuosaaren biolaitos on naapurikaupunkien viimeisimpiin investointeihin verrattuna – ja että kuinka paljon enemmän Helsinki kuluttaa kaukolämpöä naapureihinsa verrattuna.

Vuosaaren biovoimala jää näillä näkymin viimeiseksi polttoon perustuvaksi energialaitokseksi. Vaikka puun poltosta ei päästöoikeuksia tarvitsekaan maksaa, sen varaan ei voi juuri enempää laskea saatavuuden ja ympäristöhaittojen takia.

Lue lisää: Selvitys: Ei puuta energiantuotantoon – rajalliset bioresurssit tulisi ohjata mahdollisimman pitkälle jalostettuun käyttöön

Energiayhtiöt ovatkin jo kääntäneet katseensa samaan suuntaan kuin ne taloyhtiöt, jotka etsivät vaihtoehtoja kaukolämmölle: lämpöpumppuihin.

Jätevesistä voi tiristää vielä vähän lisää lämpöä

Lämpöpumppujen kannattavuus tiivistyy kolmeen kohtaan: energialähteen lämpötila, lämmön kokonaismäärä ja etäisyys kaukolämpöverkosta.

Tällä hetkellä energiayhtiöiden lämpöpumppujen merkittävin energialähde on jätevesi. Se on lähellä, sitä on riittävästi laitoksen rakentamista varten ja varsinkin kesäaikaan se on myös verrattain lämmintä. Monet näistä laitoksista tuottaa kesäaikaan myös kaukojäähdytystä.

Talvella laitokset tuottavat jonkin verran vähemmän lämpöä kuin kesällä.

Jätevedestä kaukolämpöä tekevä lämpöpumppu saa seuraa, kun Katri Valan laitokselle rakennetaan kuudes ja seitsemäs pumppu. Kuva: Petteri Juuti / Yle

Jätevedestä tehdään kaukolämpöä jo Helsingissä ja Espoossa, ja sitä on luvassa molempiin vielä lisää.

– Se, että ne on otettu käyttöön, kertoo niiden olevan varmasti kustannustehokkaita ratkaisuja. Mutta ei siellä dramaattista tehon kasvua ole enää luvassa, sanoo Rämä.

Alla olevaan kuvaajaan on koottu kaupunkien nykyiset ja tulevat jäteveden lämpöön perustuvat laitokset. Kuvaaja osoittaa, että vaikka Espoossa syntyisi vähemmän lämpöä jätevedestä, sen osuus koko kaupungin lämmöntarpeesta on huomattavasti suurempi kuin Helsingin jätevesilämpöpumppujen.

Lämmön kulutus vaihtelee voimakkaasti vuodenajan mukaan ja Helsinkikin voi kesällä 2023 selvitä ajoittain kokonaan ilman polttolaitoksia.

Mutta jotta kaupungit pysyvät lämpiminä ympäri vuoden, tarvitaan vielä paljon muuta.

Datakeskuksista saisi "superhalpaa" lämpöä – mutta sopivat paikat ovat vähissä

Vielä jätevettä parempi lämmönlähde on datakeskus.

Kaukolämpöverkko voi siirtää tietokoneiden hukkalämmön kaupunkilaisten suihkuveteen ja lämmityspattereihin.

– Se on esimerkki valtavasta lämmönlähteestä, joka on taloudellisesti hyödynnettävissä, mutta se on mahdotonta ilman kaukolämpöverkkoa, sanoo VTT:n kaukolämpötutkija Miika Rämä.

Lue lisää: Iso osa datakeskusten hukkalämmöstä menee harakoille – Espoo toivoo suuresta datakeskuksesta apua päästöjen vähentämiseen

Jäähdytysjärjestelmän osia Telian datakeskuksessa Pitäjänmäellä Helsingissä. Kuva: Arttu Timonen / Yle

Datakeskuksessa lämpö on palvelinkoneiden sivutuote, josta pitää joka tapauksessa hankkiutua eroon. Lämpötila on vielä korkeampi kuin jäteveden, jolloin lämpöpumppuja tarvitaan vähemmän ja samalla sähkönkulutuksella saa enemmän kaukolämpöä. Sitä tulee tasaisesti vuoden tai vuorokauden ajasta riippumatta.

– Minun mielestäni sitä voi sanoa superhalvaksi, sanoo Rämä.

Alla olevaan olevaan grafiikkaan on listattu suuntaa antavat arviot datakeskusten tuottamasta kaukolämpötehosta. Alkuvaiheessa datakeskukset voivat tuottaa huomattavasti vähemmän kaukolämpöä ja tehot kasvavat, kun niiden ylläpitäjä saa palveluitaan myytyä.

Yllä listattujen hankkeiden lisäksi Helenillä on esiselvityksessä useita datakeskushankkeita kymmenien megawattien edestä.

Vaikka osa Helsingin suunnitelmista puuttuu, kuvaajan pääviesti on selvä: Espoo ja Fortum yrittävät tehdä datakeskuksista erittäin merkittävää osaa kaupungin lämmityksestä. Jos aikeet toteutuvat datakeskusten lämmöstä riittänee myytävää myös helsinkiläisille.

Kuvaaja osoittaa myös sen, että datakeskusten koot vaihtelevat merkittävästi.

Datakeskusten ongelma on se, että ne tarvitsevat paljon tilaa. Pääkaupunkiseudulta sitä on vaikea löytää, tai se on ainakin kallista.

Niinpä esimerkiksi Google on päätynyt rakentamaan omat datakeskuksensa Haminaan, jossa lämpö tuupataan mereen.

Espoossakin on ollut vaikeuksia hankkia tonttia datakeskukselle Oittaan ulkoilualueelle. Myös ainakin osa paikallisista asukkaista vastustaa sitä (HS) (siirryt toiseen palveluun).

Maan syvyyksissä on lämpöä, mutta hinta ja riskit kysymysmerkkejä

Kolmas ja periaatteessa liki ehtymätön lämmönlähde kaukolämmölle on sama, mitä taloyhtiöiden lämpöpumput useimmiten käyttävät eli maa.

Energiayhtiöiden yhteisen geolämpölaitoksen koeporaukset alkoivat Tampereen Tarastenjärvellä kesäkuun puolessavälissä. Kuva: Kari Koskela

Tosin siinä missä taloyhtiöiden lämpö pumpataan yleensä reilun kolmensadan metrin syvyydestä, Espoossa toimii jo yksi 1,3 kilometriin yltävä geolämpökaivo, joka lämmittää liikekiinteistöä.

St1 yrittää yrittää Espoon Otaniemessä ammentaa lämpöä yli kuudesta kilometristä, jolloin lämpötila on jo niin korkea, ettei lämpöpumppuja tarvita laisinkaan.

Jos St1 saa Otaniemen laitoksen toimimaan, jo muutama samankaltainen laitos tuottaisi merkittävän määrän lämpöä kaupunkien kulutukseen verrattuna. Matalammat geolämpölaitokset ovat sen verran pieniä, että niitä pitäisi alkaa tehdä kovaan tahtiin sarjatuotantona, jotta niistä olisi merkittävää apua fossiilisten polttoaineiden korvaamisessa.

Yllä listattujen lisäksi ainakin Helenillä on esiselvityksessä useita maan lämpöä hyödyntäviä hankkeita kymmenien megawattien edestä. Vantaan Energia on puolestaan mukana energiayhtiöiden yhteisessä projektissa Tampereella.

Siitä ei ole epäilystä, etteikö maan syvyyksissä olisi lämpöä, mutta sen saaminen hyötykäyttöön on osoittautunut ainakin toistaiseksi kalliiksi ja hankalaksi.

Lue lisää:Suomen ensimmäinen geolämpölaitos käynnistyi – se saattaa korvata kivihiilen ja mullistaa lämmöntuotannon: "Olen suorastaan voitonriemuinen"

Ilmastakin voi tehdä kaukolämpöä, mutta talvisin vähemmän

Ilmalämpöpumput tekivät tuloaan omakotitaloihin jo vuosikausia sitten, mutta aivan viime aikoina ulkoilmaa on päätetty kokeilla myös kaukolämmön energialähteenä etenkin Fortumilla Espoossa.

Tähän asti toteutuneet laitokset ovat vielä pieniä, mutta suunnittelupöydällä olevien projektien enimmäistehot nousevat jo erittäin merkittäviksi, kun niitä verrataan Espoon lämmöntarpeeseen.

Ilma on siitä hyvä energialähde, että sitä on kaikkialla, eikä sitä varten tarvitse porata hankalia energiakaivoja.

Ilmaa hyödyntäviä kaukolämpölaitoksia on tutkittu myös VTT:n laskemissa mallinnuksissa.

– Ne ovat hämmästyttävän kustannustehokkaita, koska investointi jää pieneksi, sanoo VTT:n Miika Rämä.

Huono puoli on se, että ilmasta kuumaa vettä pumppaavien laitosten energiatehokkuus tippuu kovimmilla pakkasilla, kun lämmön tarve on suurimmillaan.

Laitokset ovat tehojen kasvaessa myös huomattavan kookkaita, eivätkä siksi mahdu aivan joka paikkaan.

– Kuulostaisi hassulta, että niitä nimenomaan kantakaupungissa olisi, mutta esimerkiksi energiantuotannolle kaavoitettu alue ei olisi poissuljettu vaihtoehto, sanoo Rämä.

Myös Helenillä on selvityksessä useita ympäristö- ja hukkalämpöä hyödyntäviä lämpöpumppuja. Vuosaaren maakaasuvoimalan yhteyteen rakennetaan 13 megawatin lämpöpumppu, joka hyödyntää talvella laitoksen hukkalämpöä ja kesällä merivettä.

Lämpöä kymmenien kilometrien päästä öljynjalostamolta tai meren pohjasta, mutta millä hinnalla?

Tarvittaessa kaukolämpöä voi hakea pitkänkin matkaan päästä, jos sitä on saatavilla todella paljon. Tämän hetken suurimmat lämpöpumppusuunnitelmat ulottuvatkin kymmenien kilometrien päähän Helsingin keskustasta.

Helen, Fortum ja Keravan Energia miettivät parhaillaan, voisiko lämpöä pumpata Kilpilahden öljynjalostamoalueelta Porvoosta. Hukkalämpöä on niin paljon, että sillä voitaisiin kattaa jopa neljännes koko pääkaupunkiseudun tarpeesta.

Kilpilahdessa lämpötila on hyvä ja rakentamisen riskit liki olemattomat geolämpöön verrattuna. Suurin ongelma on 40 kilometrin etäisyys Helsingistä.

Kilpilahden jalostamoissa syntyy valtavat määrät hukkalämpöä, joka voisi lämmittää meren sijaan pääkaupunkiseudun koteja. Kuva: Mikko Stig / Lehtikuva

Lue lisää: 40 kilometrin päässä Helsingistä mereen valuu hukkalämpöä, jolla lämmittäisi neljänneksen pääkaupunkiseudusta – Miljoonien veroale voi muuttaa kaiken

Tämän lisäksi Helen laskeskelee, voisiko Helsinkiä lämmittää talvella hyisellä merivedellä. Veden määrä ei ole ongelma, mutta lämpötila on juuri ja juuri riittävä, että homma ylipäätään toimii. Siksi se tuottaa samalla sähkömäärällä vähemmän lämpöä kuin vaikkapa taloyhtiön oma maalämpöpumppu.

Laitosta varten pitäisi louhia myös parikymmentä kilometriä pitkä tunneli meren pohjan alle.

Merivettä siirrettäisiin tunnelissa rannalla sijaitsevaan lämpöpumppulaitokseen, joka tekisi siitä kaukolämpöä kaupunkiin.

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

Kun näiden suunnitelmien lämpötehoja vertaa kaupunkien kulutukseen, on selvää että ollaan erittäin suurten kysymysten äärellä.

Vaikka laskelmat ovat kesken, Helen vakuuttaa lämmön olevan sekä öljynjalostamon, että meriveden tapauksessa halvempaa kuin sen tekeminen kivihiililaitoksissa nyt.

– Kyllä se on kokonaisuutena edullisempaa, vakuuttaa Helenin yksikön päällikkö Janne Rauhamäki.

Vastaus on siinä mielessä erikoinen, että kumpikin idea on menneinä vuosina kuopattu liian kalliina.

Voiko se pitää paikkansa?

– Voi se pitää. Tämä liittyy hyvin kiinteästi siihen, että teollisten lämpöpumppujen käyttämän sähkön verotusta alennetaan, sanoo Rämä.

Sähköveron muutokseen vetoaa myös Helenin Rauhamäki.

Siksi Yle laski, kuinka merkittävästä muutoksesta on kyse.

Laskelman pohjana on Helsinkiläinen esimerkkihuoneisto, jonka kaukolämpölasku on tällä hetkellä noin 1 440 euroa vuodessa. Huoneisto sijaitsee vuosituhannen vaihteessa valmistuneessa rivitaloyhtiössä.

Jos asunnon kaikki lämpö pumpattaisiin lämpöpumpuilla merivedestä, Helenin pitäisi maksaa siitä vuodessa 170 euroa sähköveroa nykytaksalla (22,5 €/MWh). Se vastaisi siis 12 prosenttia tämänhetkisestä lämpölaskusta. Summa tippuisi 4 euroon, jos vero laskee EU:n minimitasoon (0,5 €/MWh).

Vertailun vuoksi: jos asunnon kaikki lämpö tehtäisiin kivihiiltä polttamalla, siitä pitäisi maksaa päästöoikeuksia noin 250 euroa vuodessa (50 €/tCO2). Tämä vastaa 17 prosenttia tämänhetkisestä lämpölaskusta. Vielä muutama vuosi sitten päästöoikeuksista olisi pitänyt maksaa vain muutama kymppi, kun hinnat olivat alle viidenneksen nykyisestä.

Toisin sanoen veronalennus laskee merivesilämmön hintaa suurin piirtein saman verran kuin mitä päästöoikeuksien viime vuosien hinnannousu on nostanut kivihiililämmön hintaa.

Viileämpi vesi kaukolämpöverkossa parantaisi energiatehokkuutta – muutos olisi halvin Helsingissä

Rämä lisää lämpöpumppuihin vielä yhden, omaa väitöskirjaansa koskevan muuttujan.

Nykyisin kaukolämpöverkon lämpötila vaihtelee kesän 65:stä talven noin 100 asteeseen. Mitä kauempana lämpöpumpun energialähteen, siis vaikkapa ulkoilman, maan tai meriveden lämpötila on tästä, sitä enemmän laitos kuluttaa sähköä saman lämpömäärän tuottamiseen.

Koska energialähteiden lämpötilaan ei yleensä voi vaikuttaa, ainoa tapa parantaa laitosten hyötysuhdetta olisi laskea kaukolämpöverkon lämpötilaa.

– Merkitys lämpöpumppujen kannattavuudelle olisi iso. Se olisi samaa luokkaa kuin sähköveron alennus, arvioi Rämä.

Esimerkiksi merivesilämpöpumpun hyötysuhde nousisi suurinpiirtein samalle tasolle kuin maalämpöjärjestelmän, joka lämmittää perinteistä pattereilla lämpenevää taloyhtiötä.

Espoossa uudelle Keran asuinalueelle rakennetaan matalan lämpötilan verkko, jolloin aluetta lämmittävän ilmavesilämpöpumpun hyötysuhde on parempi.

Lämpötilan lasku olemassaolevassa kaukolämpöverkossa tietäisi muutostöitä niin energiayhtiöille kuin osalle taloyhtiöitä. Se kirpaisisi eniten siellä, missä on laaja kaukolämpöverkko, mutta kuluttavat asiakkaat harvassa.

Juuri nyt vaikeimmassa paikassa olevalla Helsingillä olisi tuolloin etulyöntiasema naapureihinsa Vantaaseen ja Espooseen nähden.

Lue lisää aiheesta: Energiateollisuus aikoo alentaa kaukolämpöverkkojen lämpötilaa – suihkuvesi ei jäähdy, mutta taloihin voi tulla tuhansien eurojen remontteja

Tutkija: "Lämpöpumput ovat avainteknologia"

Kaukolämpöverkkoon kytketyt lämpöpumput lisäävät päänvaivaa niissä taloyhtiöissä, joissa maalämpöön siirtymisen taloudellinen kannattavuus on kiikun kaakun. Päätös olisi helpompi tehdä, jos tiedossa olisi varma ja tasainen kaukolämmön hinnan nousu.

Päänvaivaa lisää se, että kaukolämpöyhtiöillä on paremmat mahdollisuudet varastoida lämpöä kuin taloyhtiöillä. Voit lukea lisää lämpövarastoista seuraavasta jutusta.

Maalämpö toi lämpövaraston pyykkitupaan, energiayhtiö rakentaa omansa kallioluolaan – kumpi vastaa paremmin energiamurroksen haasteisiin?

Toisaalta kaukolämpötutkijan näkemys siitä, että uusi tekniikka voi hillitä kaukolämmön hintoja, on erittäin tervetullut kaikille niille, joiden talo ei syystä tai toisesta ole sopiva maalämmölle.

Lopulta tärkeintä on se, että lämmityksen päästöt ja hinta pysyvät mahdollisimman alhaalla – vaihdettiin teknologiaa sitten taloyhtiön kellarissa tai kaukolämpöyhtiön laitoksessa.

– Näen että lämpöpumput ovat avainteknologia kaikissa kokoluokissa. Tarvitaan sekä isoja kaukolämpöä tuottavia lämpöpumppuja, että pienempiä kiinteistökohtaisia lämpöpumppuja, sanoo VTT:n Miika Rämä.

Uskotko lämpöpumppujen hillitsevän kaukolämmön hinnannousua? Valitsisitko itse taloyhtiön maalämmön vai kaukolämmön? Voit osallistua keskusteluun perjantaihin kello 23 saakka. Myös energiayhtiöiden edustajat ovat lupautuneet osallistumaan keskusteluun ja vastaamaan yleisön kysymyksiin.