Analyysi: Voiko Hanasaaren kivihiilivoimalan korvata poistoilmalämpöpumpuilla?

Poistoilmalämpöpumppu voi olla taloyhtiölle järkevä sijoitus. Mutta niiden yleistyminen saattaisi sotkea energiayhtiö Helenin liiketoimintoja ja nykyisen sähköjärjestelmän vakautta.

energiansäästö
Hanasaaren voimalan sulkeminen vähentää lämpötehoa 440 MW ja sähkötehoa 220 MW. Jos se korvattaisiin 5300 poistoilmalämpöpumpulla, lämmön kulutus saataisiin korvattua, mutta sähkön tarve lisääntyisi 370 MW.
Petteri Juuti / Yle

Helsinki päätti reilu vuosi sitten sulkea Hanasaaren lämpöä ja sähköä tuottavan kivihiililaitoksen. Se, miten lämpö ja sähkö korvataan, jätettiin osin auki: katsotaan, kuinka paljon energian kulutusta pystytään vähentämään ja rakennetaan uutta tuotantoa sen verran kuin tarvitaan - tekniikalla, joka päätetään myöhemmin.

Konsulttiyhtiö Pöyryn kaupungille tekemässä arviossa suurin yksittäinen energian säästömahdollisuus lankeaa poistoilmalämpöpumppujen harteille.

Korjausrakentamisen säästöpotentiaali
Konsulttiyhtiö Pöyryn Helsingille tekemissä arvioissa poistoilmalämpöpumpuilta odotetaan paljon.Petteri Juuti / Yle

Kerrostalon poistoilmalämpöpumppu säästää tasaisemmin kuin omakotitalon ilmalämpöpumppu

Kun erilaisia korvausvaihtoehtoja punnitaan, on syytä pitää mielessä kaksi asiaa: kuinka paljon vaihtoehto säästää energiaa koko vuoden aikana ja kuinka paljon huippukulutuksen aikana.

Esimerkiksi pientaloissa suositut ilmalämpöpumput säästävät vuositasolla roimasti suoraan sähkölämmitykseen verrattuna, mutta kireimmillä pakkasilla sähköä kuluu pahimmillaan lähes yhtä paljon kuin ilman lämpöpumppua.

Poistoilmalämpöpumpun etu on se, että sopivaan kerrostaloon asennettuna (siirryt toiseen palveluun) säästöä syntyy läpi lämmityskauden - myös kovimmilla pakkasilla. Vuositasolla kaukolämmön tarve tippuu puoleen, kovilla pakkasilla viidenneksen.

Jos poistoilmalämpöpumppuja asennettaisiin todella paljon, ne voisivat korvata Hanasaaren lämmön myös kireänä pakkaspäivänä. Hanasaaren huippulämpötehon korvaamiseksi poistoilmalämpöpumppu pitäisi asentaa5 300 korkeaan kerrostaloon. Koko vuoden lämmöntuotannon kuittaamiseen riittäisi 3800 kerrostaloa.

Tämä oli helppo osuus.

Helen: “Vähentää kulutusta, mutta ei huipputehoa”

Kun Yle kysyi Helsingin energiayhtiö Helenin kantaa poistoilmalämpöpumppuihin, viestintäosaston tiivistys oli nihkeä.

Vähentää siis kulutusta, mutta ei huipputehoa. Ja vähentää kaukolämmön tarvetta, mutta lisää sähkönkäyttöä.

Ensimmäinen lause ei pidä paikkansa, sillä jos talo on sopiva ja remontti tehdään hyvin, kaukolämmön tarve vähenee myös paukkupakkasilla. Syy osin paikkansapitämättömän viestin välittämiseen oli todennäköisesti sekoitus tietämättömyyttä, oman bisneksen suojelua ja aitoa huolta energiajärjestelmän vakaudesta.

Helenillä ei ole vielä juurikaan käytännön kokemusta poistoilmalämpöpumpuista. Asian monimutkaisuuden takia istuimme pyöreän pöydän ääreen Helenin edustajien, energiajärjestelmien valvontaan erikoistuneen Enermixin toimitusjohtajan Janne Heinosen ja poistoilmalämpöpumppujen ja kaukolämpöverkon yhteensovittamiseen perehtyneen VTT:n tutkijan Miika Rämän kanssa.

Enermixin toimitusjohtajan esimerkit elävästä elämästä osoittivat, että useissa tapauksissa poistoilmalämpöpumpuista on hyötyä myös kovimmilla pakkasilla.

Poistoilmalämpöpumput sotkevat Helenin liiketoimintaa

Helenin bisneksiä poistoilmalämpöpumppu häiritsee kahdella tavalla. Ensinnäkin remontin tehnyt taloyhtiö ostaa vähemmän kaukolämpöä, jota ei voi ostaa muilta ja enemmän sähköä, jota voi ostaa myös kilpailijoilta.

Toiseksi poistoilmalämpöpumppu vähentää yhtiön kruununjalokivien, eli lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitosten käyttöaikaa.

Helenin kannalta paras tilanne on se, kun kaupungin kaukolämpöverkko kuluttaa saman verran lämpöä kuin Vuosaaren, Hanasaaren ja Salmisaaren yhteistuotantolaitokset sekä Katri Valan lämpöpumppulaitos tuottavat. Tällöin yhteistuotantolaitosten kalliit turbiinit tuottavat kaukolämpöä arvokkaampaa sähköä.

Jos poistoilmalämpöpumppuja asennettaisiin paljon, kaikkia yhteistuotantolaitoksia tarvittaisiin vasta myöhemmin syksyllä ja niiden tarve päättyisi aikaisemmin keväällä. Yhtiö saisi siis laitoksistaan vähemmän tuloja.

Eivätkä yhteistuotantolaitokset ole pelkästään hyvää bisnestä. Kun Sitra esitteli Marrakechin ilmastokokouksessa pohjoismaisia keinoja ilmastonmuutoksen torjuntaan, listan ykkösenä oli nimenomaan lämmön ja sähkön yhteistuotanto. Sitran keinoista voit lukea lisää Helsingin Sanomien verkkosivuilta (siirryt toiseen palveluun).

Helsingin tapauksessa poistoilmalämpöpumppuja ei voi ainakaan hetkeen syyttää yhteistuotannon alasajosta, sillä kaupunki on päättänyt sulkea Hanasaaren laitoksen joka tapauksessa. Vaikka Helsinki saavuttaisi Pöyryn laskeman poistoilmalämpöpumppujen potentiaalin, se paikkaisi vain viidesosan Hanasaaren vuosituotannosta ja huipputehosta vielä reilusti vähemmän.

Jäljelle jääviä yhteistuotantolaitoksia voi siis käyttää vähintään yhtä paljon kuin tähänkin asti poistoilmalämpöpumpuista huolimatta.

Poistoilmalämpöpumppu palauttaa lämpöä taloon
Petteri Juuti / Yle

Mutta mistä se sähkö tulee?

Helenin huoli sähkön kulutuksen lisääntymisestä on tukevimmalla pohjalla.

Poistoilmalämpöpumppu kuluttaa sähköä noin kolmasosan tuottamansa lämmön määrään nähden. Tästä saattaa koitua vielä ongelmia.

Vanha ratkaisu paukkupakkasten varalle on ollut se, että rakennetaan ympäri kaupunkia pelkkää lämpöä tuottavia lämpökeskuksia, jotka ovat yhteistuotantolaitoksia pienempiä ja halvempia. Tarpeen tullen lämpökeskuksissa voidaan polttaa säiliöön varattua öljyä, haketta tai kaasua.

Resepti on ollut toimiva ja pitänyt Helsingin talot lämpiminä kylmimpienkin talvien läpi. Viime vuosina kaukolämpöverkon joustoa on lisätty erilaisilla lämpövarastoilla, jotka ovat huomattavasti sähkövarastoja halvempia.

Poistoilmalämpöpumppujen myötä osa pakkaspäivien lämmitysvastuusta siirtyy kaukolämpöverkolta sähköjärjestelmän harteille. Sähköjärjestelmällä on puolestaan vaikeuksia jo ilman poistoilmalämpöpumppujakin.

Hieman kärjistäen, sopivalla säällä sähköä tuottavat tuulivoimalat ovat pakottaneet sulkemaan pelkkää sähköä tuottavia kivihiilivoimaloita, jotka ovat taanneet sähkön riittävyyden myös kovimman kysynnän hetkinä.

Viimeisin testi oli tämän vuoden tammikuussa, kun Suomi teki sähkönkulutusennätyksen.

Jos yhteistuotantolaitoksia korvataan poistoilmalämpöpumpuilla, sähkön kulutus kasvaa ja tuotanto vähenee, eli sähköjärjestelmän ongelmat kasvavat molemmista päistä.

Voiko sähköjärjestelmän ongelmat ratkaista?

Lopulta poistoilmalämpöpumppujen järkevyys riippuu siitä, pystyykö sähköjärjestelmä selvityy murroksesta, joka sillä on joka tapauksessa edessään. Pessimisti heittää hanskat tiskiin, optimisti selvittää, sopisiko poistoilmalämpöpumppu omaan taloon.

Ilmastotavoitteisiin pääseminen on erittäin hankalaa ilman, että kivihiilen, maakaasun ja turpeen polttamista vähennetään rajusti. Lyhyellä aikavälillä tarkasteltuna myös puun polttamista tulee harkita tarkoin. Siksi liekeillä lämmitettyyn kaukolämpöön nojautuminen ei ole ongelmatonta.

Kasvavista sähköntuotantomuodoista aurinkosähkö pelaa kenties huonoiten yhteen poistoilmalämpöpumppujen kanssa, koska nykyhinnoilla kesän lämpö kannattaa ostaa mielummin kaukolämpöverkosta kuin tehdä poistoilmalämpöpumpuilla.

Tuulivoima on jo hieman parempi vaihtoehto, etenkin jos vesivoimaa voidaan säästellä tuulisina tunteina tyyniä aikoja varten. On kuitenkin muistettava, että jo nyt vesivoimalat käyvät täysillä kysyntähuippujen aikaan.

Uudet ydinvoimalat sopivat tasaisen tuotantonsa takia poistoilmalämpöpumppujen rinnalle paljon paremmin, kunhan kesän sähkölle löytyy muuta käyttöä.

Sähkön kysynnän ja tarjonnan välinen tasapainottelu on vaikea laji, mutta erilaisten ratkaisujen kehitystyö käy kuumana. Ainakin Fortum ja Helen ovat aloittaneet kotitalouksien niputtamisen virtuaalivoimalaksi, joka voi joustaa tarpeen tullen. Taloyhtiöiden oma sähköntuotanto voi lisääntyä ja Ruotsin ja Suomen välille kaavaillaan uutta sähkönsiirtoyhteyttä.

Hieman myöhemmin myös sähkön varastointi voi onnistua riittävän edullisesti polttoaineisiin tai akkuihin.

Haastatteluja tai kommentteja analyysiin ovat antaneet: Mika Oksanen / HOAS, Jorma Hentilä / Caverion, Janne Heinonen / Enermix, Timo Kuusiola / Helsingin kaupunki, Petri Pylsy / Kiinteistöliitto, Jouni Kivirinne / Helen, Miika Rämä / VTT, Pasi Vainikka / VTT, Teemu Kettunen / Ilmastoinfo.