Talousveden tuotannon ja jakelun tietohuollon kehittäminen julkisomisteisessa vesilaitoksessa

LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN YLIOPISTO Teknillinen tiedekunta

Ympäristötekniikan koulutusohjelma

Kirsi Rautio

TALOUSVEDEN TUOTANNON JA JAKELUN TIETOHUOLLON KEHITTÄMINEN JULKISOMISTEISESSA VESILAITOKSESSA

Työn tarkastajat: Professori, TkT Risto Soukka Professori, KTT Lassi Linnanen

TIIVISTELMÄ

Lappeenrannan teknillinen yliopisto Teknillinen tiedekunta

Ympäristötekniikan koulutusohjelma Rautio, Kirsi Marjaana

Talousveden tuotannon ja jakelun tietohuollon kehittäminen julkisomisteisessa vesilaitoksessa

Diplomityö 2013

97 sivua, 17 kuvaa, 2 taulukkoa ja 2 liitettä Tarkastajat: Professori TkT Risto Soukka

Professori KTT Lassi Linnanen Ohjaajat: Professori TkT Risto Soukka

Insinööri Heikki Syrjälä

Hakusanat: vedenkäsittely, talousveden tuotanto ja jakelu, energiatehokkuus, ominaisenergiankulutus, tietohuolto, tunnusluvut

Keywords: water treatment, water production and supply, energy efficiency, specific energy consumption, information services, key performance indicator

Vesilaitokset kuluttavat merkittäviä määriä energiaa, johon on alettu kiinnittää huomiota viime vuosina. Energiatehokkuuden edistämisen hidasteeksi on noussut puutteellinen tietohuolto sekä vesilaitosten yhteisten tunnuslukujen ja kriteerien puuttuminen. Diplomityön tavoitteena on selvittää tietohuollon ongelmia Tampereen Vedellä. Työn tavoitteena on myös tutkia veden tuotannon ja jakelun energiatehokkaiden ohjaustapojen löytämistä tietohuollon ja tunnuslukujen avulla. Työssä käytetyt metodologiat ovat Tampereen Veden työntekijöiden haastattelut, prototyypin analysointi sekä vedenottamoiden ominaisenergiaan liittyvien mittauspisteiden läpikäynti.

Diplomityön tuloksena saatiin laaja kuva Tampereen Veden tietohuoltoon liittyvistä ongelmista. Merkittävimmät tietohuollon haasteet liittyvät työntekijöihin, järjestelmiin sekä mittauspisteiden puuttumiseen. Mittauspisteet ja niiden tallentuminen ovat edellytys tunnuslukujen luomiselle. Tunnuslukuja voidaan hyödyntää energiatehokkaiden ohjaustapojen löytämiseksi, mutta vesilaitosten yhteiset kriteerit tunnusluvuille puuttuvat.

Energiatehokkuustunnuslukuja on tarve tutkia lisää ja kehittää yhteistyötä vesilaitosten välillä tunnuslukujen luomiseksi sekä vertailutietojen saamiseksi.

ABSTRACT

Lappeenranta University of Technology Faculty of Technology

Environmental Engineering Rautio, Kirsi Marjaana

The development of information services of water production and supply on publicly owned waterworks

Master’s Thesis 2013

97 pages, 17 figures, 2 tables and 2 appendices Examiners: Professor, D.Sc. (Tech.) Risto Soukka

Professor, D.Sc. (Econ.) Lassi Linnanen Instructors: Professor, D.Sc. (Tech.) Risto Soukka

Engineer, Heikki Syrjälä

Keywords: water treatment, water production and supply, energy efficiency, specific energy consumption, information services, key performance indicator

Waterworks consume significant amounts of energy, which has started to receive more attention in recent years. The development of energy efficiency has been slowed down due to lack of information services and absence of common indicators and criteria of waterworks.

The objective of this thesis is to examine problems with information services at Tampere Water. The objective is also to study energy- efficient control methods of water production and supply using information services and indicators. Methodologies used in this thesis are interviews of employees of Tampere Water, analysis of prototype and studying measurement points, which are related to specific energy consumption of water supplies.

As a result of this thesis a large number of problems at Tampere Water were discovered that related to information services. The most significant challenges of information services pertain to employees, information systems and the lack of measurement points. The measurement points and their recording are prerequisites for creating indicators. Indicators can be used for identifying energy- efficient control methods, but the common criteria to construct indicators for waterworks are lacking. Further research is needed to study more about energy- efficient indicators and develop co-operation between water utilities to create common indicators and gain comparison material.

ALKUSANAT

Syksyllä 2012 tein kandidaatintyön, joka käsitteli vesihuoltoa. Työ herätti mielenkiintoni vesihuoltoalaan ja siitä olikin luontevaa jatkaa saman aiheen parissa diplomityöhön.

Diplomityön teko alkoi kevättalvella 2013, kun aloitin työskentelyn Tampereen Vedellä. Työ on edennyt siihen pisteeseen, että saan viimein kirjoittaa viimeisiä lauseita tähän työhön.

Haluan kiittää Tampereen Veden teknistä päällikköä ja työn ohjaajaa Heikki Syrjälää tarjoutuneesta mahdollisuudesta tehdä diplomityöni vesilaitokselle. Kiitän Syrjälää myös osallistumisesta työn sisällön kommentointiin. Kiitos kuuluu myös kaikille Tampereen Veden työntekijöille, joita haastattelin työhöni liittyen. Hyvän työilmapiirin ansiosta töihin on ollut hämmästyttävän mukava tulla päivästä toiseen.

Haluan kiittää myös työn toista ohjaajaa, professori Risto Soukkaa, jonka rakentavat kommentit olivat merkittäviä työni sisällön ja rakenteen kannalta. Kommenteista oli huomattava apu juuri niillä hetkillä, kun tuntui, ettei työ etene. Kiitän myös työn tarkastuksesta Risto Soukkaa sekä professori Lassi Linnasta.

Iso kiitos kuuluu Kallelle erityisesti viimeisten kuukausien kärsivällisyydestä. Kotiin on toisinaan tullut vaikka minkälainen Känkkäränkkä, jolla pyörä ei ole kulkenut ”vastatuulesta”

johtuen. Siitäkin huolimatta Kalle on jaksanut toivottaa päivästä toiseen tsemppiä.

Olen erityisen onnellinen Lappeenrannassa asuessani saaduista kaikista ystävistäni, joiden kanssa ovat opintoihin liittyvät ryhmätyöt hoituneet, vertaistukea on aina löytynyt ja kannustus ei ole koskaan loppunut. Myöskään vapaa-aika ei olisi ollut mitään ilman näitä ihania ihmisiä.

Ei tule unohtaa myöskään muita ystäviäni ja sukulaisiani, jotka ovat ymmärtäneet kiireyteni selityksellä ”diplomityö”, kiitos myös heille.

Tärkein kiitos kuuluu kuitenkin rakkaille vanhemmilleni, jotka ovat aina olleet tukenani niin opiskeluun, kuin muuhunkin elämään liittyvissä tilanteissa. Kiitos kaikesta siitä luottamuksesta, jonka olette osoittaneet harkintakykyäni ja päätöksiäni kohtaan.

Tästä on hyvä jatkaa kohti uusia haasteita.

Tampereella 23.10.2013 Kirsi Rautio

SISÄLLYSLUETTELO

1 JOHDANTO ... 9

1.1 Työn taustaa ... 9

1.2 Työn tavoitteet ... 11

1.3 Työn rajaukset ja rakenne ... 11

2 VESITASEEN HUOMIOIMINEN TALOUSVEDEN TUOTANNOSSA JA JAKELUSSA ... 14

2.1 Talousveden yleiset laatuvaatimukset ... 14

2.2 Käsittelytarpeen arviointi ja talousveden valmistus ... 14

2.2.1 Tautia-aiheuttavien organismien poistaminen ... 15

2.2.2 Vedessä olevan värin ja orgaanisen aineksen poistaminen ... 16

2.2.3 Hajun ja maun parantaminen ... 16

2.2.4 Raudan ja mangaanin poistaminen ... 17

2.3 Veden siirto ja talousveden jakelu ... 17

2.3.1 Raakaveden otto ... 18

2.3.2 Paineenkorotusasemat ... 18

2.3.3 Vesisäiliöt ... 19

2.4 Vesitaseen huomioiminen ... 19

2.4.1 Veden hankinnan vaihtoehdot ... 20

2.4.2 Vedenkäytön vaihtelut ... 22

2.5 Vesilaitoksen toiminnan reunaehdot ... 24

3 TUNNUSLUKUJEN MERKITYS TIETOHUOLLON KEHITTÄMISESSÄ ... 26

3.1 Tunnusluvut ... 26

3.2 Energiatehokkuustunnusluvut ... 28

3.2.1 Energiatehokkuus ... 28

3.2.2 Energiatehokkuuden mittarit ... 28

3.2.3 Mittausalueen määrittely ja rajaaminen ... 31

3.2.4 Mittareiden hyödyntäminen koko organisaatiossa ... 34

3.3 Muut tunnusluvut ... 36

3.4 Tunnuslukujen haasteet ... 38

3.5 Tunnuslukujärjestelmän haasteet ... 40

3.6 Tietohuollon kehittäminen tunnuslukujen avulla ... 41

4 TAMPEREEN VEDEN TIETOHUOLLON KEHITTÄMISEN KEINOT ... 44

4.1 Lyhyesti Tampereen Vedestä ... 44

4.2 Käytetyt metodologiat ... 46

4.2.1 Haastattelut ... 46

4.2.2 Prototyypin kehittäminen ja hyödyntäminen ... 46

4.2.3 Mittauspisteiden läpikäynti ... 48

5 VESILAITOKSEN TIETOHUOLLON JA TUNNUSLUKUJEN ONGELMAT JA NIIDEN KEHITTÄMISTARPEET ... 49

5.1 Tietohuollon ongelmat Tampereen Vedellä ... 49

5.1.1 Järjestelmiin liittyvät ongelmat ... 49

5.1.2 Raportointiin liittyvät haasteet ... 51

5.1.3 Mittauspisteiden puuttuminen... 53

5.1.4 Tunnuslukuihin liittyvät ongelmat ... 55

5.1.5 Työntekijöihin liittyvät haasteet ... 56

5.2 Prototyypin analysointi ... 58

5.3 Vedenottamoiden mittauspisteiden läpikäynti ... 60

6 VEDEN TUOTANTO- JA JAKELUKETJUN VALINTA TUNNUSLUKUJA HYÖDYNTÄEN ... 62

6.1 Vesilaitokselle soveltuvat tunnusluvut ... 62

6.1.1 Energiatehokkuustunnusluvut ... 63

6.1.2 Kemikaaleihin liittyvät tunnusluvut ... 66

6.1.3 Hiilidioksidipäästöt-tunnusluku ... 70

6.1.4 Tavoitetasojen luominen ... 71

6.1.5 Tunnuslukujen hyödyntäjät ... 71

6.2 Tunnuslukujen hyödyntäminen veden tuotanto- ja jakeluketjun valinnassa ... 73

6.3 Kokonaisvaltainen mittaaminen ... 76

7 JOHTOPÄÄTÖKSET ... 79

7.1 Työssä tulleet tulokset ja analysointi ... 79

7.1.1 Järjestelmät ... 79

7.1.2 Raportointi ... 79

7.1.3 Mittauspisteet ja tunnusluvut ... 80

7.1.4 Työntekijät ... 84

7.1.5 Muuta huomioitavaa ... 86

7.2 Jatkotutkimustarpeet ... 86

8 YHTEENVETO ... 90

LÄHTEET ... 92 LIITTEET

SYMBOLI- JA LYHENNELUETTELO

Symbolit

Es ominaisenergiankulutus [kWh/t], [kWh/m³] g putoamiskiihtyvyys [vakio 9,81 m/s²]

H nostokorkeus [m]

η hyötysuhde [%]

P teho [kW]

p paine [N/m²], [Pa], [bar]

Q tilavuusvirta [m³/s], [l/s]

ρ nesteen tiheys [kg/m³]

t aika [s], [h]

V volyymi [m³]

Lyhenteet

BAT Paras käytettävissä oleva tekniikka (Best Available Technology) EEI Energiatehokkuusindeksi (Energy Efficiency Index)

SEC Ominaisenergiankulutus (Specific Energy Consumption)

1 JOHDANTO

1.1 Työn taustaa

Euroopan komissio hyväksyi vuonna 2008 strategian ilmastotoimista, jonka mukaan komission jäsenvaltioiden yhteisiä kasvihuonekaasupäästöjä tulee vähentää vähintään 20 prosenttia vuoteen 2020 mennessä. Euroopan komissio asetti myös suuntaa antavan tavoitteen vähentää primäärienergian kulutusta 20 prosentilla verrattuna vuoden 2020 ennakoituun energiankulutukseen. Lisäksi valtioneuvosto hyväksyi vuonna 2009 uuden ilmasto- ja energiastrategian, jonka mukaan useiden Suomen sektoreiden päästöjä on leikattava vuoteen 2020 mennessä keskimäärin 16 prosenttia vuoden 2005 tasosta. Nämä tavoitteet korostavat tarvetta parantaa energiatehokkuutta Euroopan unionissa ja tavoitteiden saavuttaminen vaatii merkittäviä ilmasto- ja energiapoliittisia toimenpiteitä myös päästökaupan ulkopuolelle jäävillä sektoreilla. (Tuomaala et al. 2012a, 10; Pöyry 2009, 3.)

Kuntasektorilla päästötavoitteiden toimeenpano on vielä vapaaehtoista. Monilla kunnilla on vapaaehtoisesti erilaisia energiatehokkuussopimuksia. (Heikkilä 2008, 12.) Tampereen kaupungilla on ollut vuodesta 2007 lähtien Aalborgin sitoumukset kaupungin periaatteellisina kestävän kehityksen ohjelmana. Tampere on sitoutunut kansallisesti ja kansainvälisesti ympäristön tilan parantamiseen ja seurantaan sekä ympäristönsuojelun edistämiseen. Erilaiset strategiat ja sitoumukset edellyttävät muun muassa kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistä sekä energiatehokkuuden lisäämistä. (Tampereen kaupunki 2013, 12.) Vastuu toimenpiteiden toteutumisesta kuuluu kaikille kaupungin toimialoille ja liikelaitoksille.

Tampereen Vesi on Tampereen kaupungin omistama liikelaitos, joka vastaa veden tuotannosta ja jakelusta sekä jätevesien käsittelystä Tampereella ja osittain sen lähialueilla; Pirkkalassa, Kangasalla, Lempäälässä, Nokialla sekä Ylöjärvellä. Vesilaitoksen tulee toimittaa laadultaan hyvää talousvettä tilanteessa riippumatta. Tästä johtuen vesilaitoksen toiminta on aiemmin enemmän keskittynyt talousveden laadun ja toimintavarmuuden tavoitteluun.

Vesihuoltolaitokset kuluttavat huomattavia määriä energiaa, joten energia- ja päästövähennysvaatimukset on alettu huomioida yhä enemmän vesihuollossa. Sähköenergian kustannusten jatkuva nousu asettaa myös paineita vesihuoltolaitosten merkittävimpien energiankulutuskohteiden tunnistamiselle, yksikköprosessien optimoinnille ja täten myös kustannussäästöjen tavoittelulle. (Pöyry 2009, 3.)

Vesihuoltolaitosten energia- ja päästövähennysvaatimusten tavoittelun haasteeksi on noussut puutteellinen tietohuolto. Tietohuollolla tarkoitetaan vesihuoltolaitosten tarkkailuvelvoitteisiin ja toimintaan liittyvien tietojen keräämistä, hyödyntämistä ja julkaisemista.

Vesihuoltolaitosten tietoja tarvitsevat useat eri sidosryhmät raportteihin, seurantaan, päätöksentekoon sekä tilastoihin. Tiedon tarve kohdistuu vesihuoltolaitosten toimintaan, tekniikkaan, talouteen ja palveluihin. Tietohuolto on osittain ongelmallista, josta johtuen myös raportointi on ollut puutteellista tai jopa virheellistä. Vesihuoltolaitosten tietohuollossa ongelmia aiheuttavat muun muassa useat eriaikaiset ja osin päällekkäiset kyselyt vesihuoltolaitoksille, tietojärjestelmien hajanaisuus ja päällekkäisyys, yhtenäisten tunnuslukujen ja kriteerien puuttuminen sekä se, että laitokset eivät koe hyötyvänsä tietojen toimittamisesta. (Suomen ympäristökeskus 2013a, 3.)

Tietohuollon merkittävänä ongelmana ovat vesilaitosten eri tietojärjestelmät. Vesilaitosten tuottama tieto on hajallaan eri tahojen ylläpitämissä sekä tietosisällöltään osittain päällekkäisissä tietojärjestelmissä, jolloin vesihuoltolaitosten tiedot eivät ole helposti eri tahojen käytettävissä. Järjestelmien tuottama tieto ei ole täysin vertailukelpoisessa muodossa, josta johtuen vesihuoltolaitosten toimintaa ei voida arvioida ja vertailla luotettavasti eri järjestelmien tietojen perusteella. Suurinta osaa järjestelmistä ei ole suunniteltu kommunikoimaan keskenään. Toisin sanoen järjestelmien rajapintojen välillä ei ole siirtotietä, jonka välityksellä järjestelmien välillä tiedot siirtyisivät automaattisesti. (Suomen ympäristökeskus 2013a, 3.) Tietoja täytyy siirtää manuaalisesti, joka kasvattaa mahdollisuutta kirjata tiedot virheellisesti. Myös tehokasta työaikaa kuluu, kun sama asia kirjataan ja tarkistetaan moneen kertaan.

Energia- ja ympäristönäkökohtiin liittyvä tietohuolto on erityisen puutteellista. Vesihuollon eri prosesseissa tiedetään olevan potentiaalia energiatehokkaammille toiminnoille, mutta tietohuoltoon liittyvät ongelmat hidastavat tai jopa estävät toimintojen kehittämisen.

Energiankulutuksen vähentämisen ja energiatehostamisen tavoittelu kasvaa, johon ei riitä enää yksittäisten prosessien parantaminen, vaan koko vesihuollon paremman kokonaiskuvan hahmottaminen, joka on mahdollista hyvällä tietohuollolla ja sen hallinnalla. Tiedon keräämistä, sen hyödyntämistä sekä siitä eteenpäin raportointia on tarve kehittää, josta johtuen tämä diplomityö tehdään.

1.2 Työn tavoitteet

Tämän diplomityön tavoitteena on kehittää Tampereen Veden tietohuoltoa koskien talousveden tuotantoa ja jakelua. Diplomityön tarkoituksena on selvittää tietohuollon ongelmia ja kehittää niitä mahdollisuuksien mukaan. Työssä keskitytään kehittämään niitä tietohuollon kohtia, jotka kohdistuvat energiankulutukseen ja energiankäytön tehostamiseen, kemikaalien kulutuksiin ja kustannuksiin sekä ympäristövaikutuksiin kemikaalien ja sähkönkulutuksen osalta. Työn toisena tavoitteena on tutkia vesilaitoksen ohjaustavan optimointia energiatehokkuuden ja ympäristönkuormituksen näkökulmasta tietohuollon ja tunnuslukujen avulla. Työssä on tavoitteena kehittää tietohuoltoa luomalla vesilaitokselle tunnuslukuja liittyen energiatehokkuuteen, kemikaalien käyttöön sekä ympäristökuormituksiin.

Tunnuslukujen avulla on tarkoitus saada veden tuotanto- ja jakeluprosesseista informaatiota, jotka kertovat prosessien tehokkuudesta ja joiden avulla veden tuotantoa ja jakelua voidaan ohjata energiatehokkaammin perustuen tietoon.

1.3 Työn rajaukset ja rakenne

Vesilaitokseen luetaan kuuluviksi kaikki laitteet ja rakenteet, joita tarvitaan veden ottoon vesistöstä, veden siirtoon puhdistuslaitokselle, veden käsittelyyn, varastointiin ja jakeluun.

(Karttunen 2003, 41.) Tässä työssä keskitytään vesihuollosta pelkästään vesilaitokseen, eli

raakaveden ottoon, talousveden valmistukseen ja jakeluun. Työssä ei käsitellä jäteveden siirtoa tai puhdistusta, joten oikea termi jatkossa on puhua vesilaitoksesta, ei vesihuoltolaitoksesta.

Tampereen Vedelle kuuluu viisi pohjavedenottamoa sekä neljä pintavesilaitosta. Työssä pääkohteena on Ruskon vedenpuhdistuslaitos ja sen raakavedenpumppaamo Roineessa, joiden tutkimiseen ja käsittelyyn keskitytään tässä työssä tarkemmin.

Tarkastelu rajoitetaan vesilaitoksen toimipaikkakohtaiseen tarkasteluun painottuen energiantehokkuuteen ja laitosten toimintoihin. Vesilaitoksella energiaa kuluu moneen muuhun tekijään, kuin itse veden puhdistukseen ja sen siirtoon. Näitä ovat esimerkiksi vesilaitoksen tai pumppaamoiden tilojen lämmitys, jäähdytys, ilmastointi sekä valaistus.

Työssä on tarkoitus keskittyä tarkastelemaan itse prosessien energiankulutuksia, joten työn ulkopuolelle rajataan muut tekijät kuin prosessien energiankulutukset, kuten laitosten valaistusten energiankulutukset.

Vesihuollon tietohuoltoon liittyvät ongelmat on huomattu viime vuosina laajemmin Suomessa ja niitä on alettu kehittämään. Tietohuollon kehittämistä varten Maa- ja metsätalousministeriö asetti 22.5.2012 ohjausryhmän ohjaamaan VEETI-hanketta, jonka tavoitteena on kehittää vesihuollon tiedonhallintaa osana vesihuoltolain uudistamista. Hankkeen tavoitteena on luoda uusi tietojärjestelmä, johon kerätään yhtenäistä ja ajantasaista vesihuoltolaitostietoa, joka on vesihuoltolaitosten ja muiden eri sidosryhmien hyödynnettävissä ja josta viranomaiset saavat tietoja vesihuoltotoiminnasta. VEETI-hanke on laaja yhteistyöprojekti, jossa tietojärjestelmän kehittämisestä ja ylläpidosta vastaa Suomen ympäristökeskus (SYKE). Hanke on tarkoitus toteuttaa vuosien 2013–2014 aikana ja uuden tietojärjestelmän käyttöönottoa on tavoiteltu vuoden 2014 lopulla, mutta viivästystä on jo nähtävissä.

VEETI-hanke käsittelee hyvin samoja tietohuollon aiheita ja ongelmia, kuin tämä diplomityö.

Erona on, että tässä diplomityössä ei mietitä tarkkaan kehitettävää järjestelmää, vaan keskitytään löytämään tietohuollon ongelmia ja kehittämään niitä vesilaitoksen sisällä.

VEETI-hanke taas keskittyy vesihuoltolaitosten ulkopuolelle raportoitavan tiedon

kehittämiseen. Diplomityö keskittyy pelkästään talousveden tuotantoon ja jakeluun, kun taas VEETI-hankkeessa on mukana koko vesihuolto.

Kappaleessa 2 käsitellään kirjallisuuden pohjalta talousveden hankinnan ja tuotannon vaihtoehtoja sekä vedenjakelua. Talousvesi voidaan valmistaa pintavedestä, pohjavedestä tai tekopohjavedestä. Tampereen Vedellä on käytössä ainoastaan pintavesi- ja pohjavesilaitoksia, joten työssä ei käsitellä tekopohjavettä laisinkaan. Kappaleessa 3 kerrotaan tunnusluvuista, niiden merkityksestä ja käytöstä yrityksen toiminnassa. Työn painopisteet ovat laitettu energiatehokkuuden ja ympäristönäkökohtien huomioimiseen, joten tunnusluvuissa keskitytään energiatehokkaisiin ja ympäristönäkökohdat huomioiviin tunnuslukuihin.

Kappaleessa 4 kerrotaan lyhyesti Tampereen Vedestä. Kappaleessa 4 avataan myös työssä käytetyt metodologiat, joiden avulla lähdetään selvittämään työlle asetettuja tavoitteita. Työssä tulleita tuloksia käsitellään kappaleissa 5 ja 6. Kappaleessa 6 kerrotaan myös vesilaitokselle soveltuvista tunnusluvuista sekä niiden hyödyntämisestä veden tuotannon ja jakelun ohjaustavan optimoinnissa energiatehokkuuden suhteen. Johtopäätökset ja jatkokehitystarpeet kerrotaan kappaleessa 7.

2 VESITASEEN HUOMIOIMINEN TALOUSVEDEN TUOTANNOSSA JA JAKELUSSA

2.1 Talousveden yleiset laatuvaatimukset

Vesihuoltolain 1§:n mukaan vesihuoltolain tavoitteena on turvata sellainen vesihuolto, että kohtuullisin kustannuksin on saatavissa riittävästä terveydellisesti ja muutoinkin moitteetonta talousvettä. Talousveden yleiset laatuvaatimukset voidaan esittää kolmena vaatimuksena;

hygieeniset, esteettiset sekä tekniset laatuvaatimukset. Hygieenisillä laatuvaatimuksilla taataan, ettei vedessä ole myrkyllisiä aineita eikä tauteja aiheuttavia mikrobeja. Veden desinfioinnin onnistumiseksi veden vieraiden aineiden pitoisuuksien tulee olla riittävän pieniä.

Veden tulee olla miellyttävää käyttää, joka tulee esteettisistä laatuvaatimuksista. Tällöin vedessä ei ole väriä, sameutta, makuja tai hajuja eikä sen lämpötila ole kesällä liian korkea ja talvella liian matala. Tekniset laatuvaatimukset tarkoittavat sitä, että vesi ei saa tukkia, syövyttää tai muulla tavalla vahingoittaa vedenkäyttäjien putkistoja ja laitteita. Teknisten laatuvaatimusten noudattaminen on vesilaitokselle tärkeää jakeluverkon keston ja kunnossa pysymisen ja sitä kautta kustannusten takia. Veden jakelun hygieenisyys ja veden laadun muuttumattomuus jakelujärjestelmän putkissa varmistetaan vedenkäsittelyllä. (Karttunen 2003, 42.)

2.2 Käsittelytarpeen arviointi ja talousveden valmistus

Raakaveden käsittelytarvetta arvioitaessa on otettava huomioon sekä valtioneuvoston päätös (VNp 366/1994) juomaveden valmistukseen käytettävän pintaveden laatuvaatimuksista että sosiaali- ja terveysministeriön talousvedelle asettamat laatuvaatimukset sekä teknis- taloudellisesti mahdolliset puhdistusmenetelmät. (Karttunen 2004, 341.) Veden käsittelyn tarve riippuu raakavesilähteestä. Hyvälaatuinen pohjavesi tarvitsee yleensä vain desinfioinnin, kun taas pintavesi joudutaan käsittelemään usein melko raskaalla menetelmällä. Pintaveden

käsittelytarpeen aiheuttavat vedessä olevat hygieeniset epäpuhtaudet ja humus. Talousveden valmistus tapahtuu joko fysikaalisilla tai kemiallisilla käsittelymenetelmillä tai niiden yhdistelmillä. (Karttunen 1999, 127-128.) Alla olevassa kuvassa 1 on esitetty pintaveden puhdistuksen yleinen prosessikaavio.

Kuva 1. Pintaveden puhdistuksen prosessikaavio. (Mukaillen Karttunen 1999, 128.)

Pintavedet Suomessa ovat yleensä humuspitoisia, pehmeitä sekä aggressiivisia.

Aggressiivisuudella tarkoitetaan, että vesi syövyttää metallisia putkia ja laitteita. Pintavedet vaativat yleisesti kemiallisen käsittelyn sekä orgaanisten aineiden vähentämiseksi että syövyttävien ominaisuuksien poistamiseksi. Pohjavedet ovat yleisesti aggressiivisia ja niiden rauta- ja mangaanipitoisuudet voivat olla haitallisen suuria. Veden liiallinen kovuus ei ole yleistä Suomessa, mutta sitä voi esiintyä harvoin pohjavesissä. Tavallisimmat puhdistustavoitteet vedelle ovat värin ja orgaanisten aineiden poisto, raudan ja mangaanin poisto, hajun ja maun parantaminen sekä veden kovuuden muuttaminen ja kokonaissuolan poisto. (Karttunen 2004, 342; Karttunen 1999, 133.)

2.2.1 Tautia-aiheuttavien organismien poistaminen

Desinfiointia pidetään tärkeimpänä veden käsittelyn tavoitteena. Desinfioinnin hapettavan aineen avulla hävitetään vedestä tautia-aiheuttavat organismit, joista yleisimpiä ovat bakteerit, virukset ja alkueläimet. Desinfioinnin vaikutus perustuu hapettavan kemikaalin kykyyn tunkeutua tautia-aiheuttavan organismin solun sisälle ja tuhota se. Vesihuollossa eniten käytettyjä desinfiointimenetelmiä ovat klooraus, hypokloriitti, otsonointi sekä UV-säteily.

(Karttunen 2004, 152, 344.)

2.2.2 Vedessä olevan värin ja orgaanisen aineksen poistaminen

Värin ja orgaanisten aineiden esiintyminen vedessä tulevat yleensä humuksesta. Kemialliseen koagulaatioon perustuva puhdistusmenetelmä on yksi keskeisimmistä vedenpuhdistuksen prosesseista, jonka avulla poistetaan humusta. Veden negatiivisesti varautuneet kolloidit, kuten humus, hylkivät toisiaan, eivätkä voi flokkautua eli kiinnittyä toisiinsa.

Saostuskemikaalin avulla negatiivisesti varautuneet kolloidit neutraloidaan ja tätä kutsutaan koagulaatioprosessiksi. Tällöin kolloidit voivat kasvaa suuremmiksi hiukkasiksi (mikroflokit).

Hämmennyksen eli flokkauksen avulla hiukkasia kasvatetaan vielä suuremmiksi laskeutumiskelpoisiksi hiukkasiksi (makroflokit). Lopullinen hiukkasten poistaminen tapahtuu joko flotaation tai laskeutuksen avulla sekä suodattamalla. Flotaatiossa veteen puhalletaan ilmakuplia, jotka nostattavat likahiukkaset pintaan. Veden pinnalta hiukkaset voidaan poistaa ylitteenä. (Karttunen 2004, 133, 344-345.)

2.2.3 Hajun ja maun parantaminen

Vedessä hajuja ja makuja voivat aiheuttaa esimerkiksi levät sekä teollisuudesta tai maataloudesta veteen joutuneet orgaaniset yhdisteet. Hajuja ja makuja voidaan poistaa erilaisilla puhdistusmenetelmillä kuten ilmastuksella, kemiallisella laskeutuksella ja hidassuodatuksella tai käyttämällä hapetuskemikaaleja tai adsorptioaineita. Klooraus on tunnettu hajujen ja makujen poistomenetelmä, mutta se saattaa itsessään aiheuttaa maku- ja hajuhäiriöitä. Klooridioksidi onkin kloorauksen yleinen lisätoimenpide poistamaan haju- ja makuhäiriöitä. Aktiivihiili on myös paljon käytetty hajujen ja makujen poistaja. Sitä voidaan käyttää joko jauhemaisena syöttämällä se raakaveteen ennen suodatusta, tai rakeisena pikasuodattimena suodatinhiekan tilalla tai erikseen lisäkäsittelymenetelmänä. (Karttunen 2004, 345-346.)

2.2.4 Raudan ja mangaanin poistaminen

Vedessä olevien rauta- ja mangaanipitoisuuksien poistaminen perustuu niiden aiheuttamaan esteettiseen ja käyttöhaittaan. Rauta- ja mangaanipitoisuudet aiheuttavat veden sameutta sekä värjäävät pyykkiä. Sameus voi myös heikentää desinfioinnin tehokkuutta.

Vesijohtoverkostossa pitoisuudet puolestaan saattavat edistää korroosiota. Rautapitoisuutta voidaan poistaa vedestä kemiallisen koagulaation ja sitä seuraavan suodatuksen avulla sekä eri kemikaalien, kuten kloorin tai otsonin avulla. Vähäinen ylimääräinen rauta pohjavedessä voidaan poistaa ilmastuksen ja suodatuksen avulla. Mangaanin poisto vaatii yleensä pH-arvon nostamista sekä hapettavan aineen kuten kloorin tai otsonin käyttämistä saostumisen varmistamiseksi. Raudan ja mangaanin poiston yhteydessä lisätään myös veden kovuutta hiilidioksidin, soodan tai kalkin avulla. (Karttunen 2004, 347-348.)

2.3 Veden siirto ja talousveden jakelu

Vesihuoltotekniikka on suureksi osaksi veden johtamista luonnonympäristöstä yhdyskunnan käyttöön ja sieltä takaisin luonnonympäristöön. Käsittelyn yhteydessä vesi joudutaan johtamaan osaprosessista toiseen. Vesi johdetaan painovoimaisesti paikasta toiseen joko avouomassa tai osittain täynnä olevassa putkessa. Vesi voidaan johtaa myös pumppaamalla se paineputkessa. (Karttunen 2004, 21.) Tällöin kyseessä on yleensä joko veden suoranainen tai välitön nosto korkeammalle tasolle tai veden paineenkorottaminen. Veden nosto voi tulla tarpeeseen esimerkiksi veden käsittelylaitoksissa. Veden paineen korottamista voidaan käyttää, jotta vesi paineen avulla voisi myöhemmin nousta haluttuun tasoon. (Kajosaari 1973, 155.)

Vedenjakelujärjestelmä koostuu päävesijohdosta, jakelujohdoista, tonttijohdoista, vesisäiliöistä sekä paineenkorotusasemista. Vesilaitoksen on ylläpidettävä verkostoa, johon kuuluu järjestelmän käytön lisäksi kunnossapito, vaurioiden korjaus, huolto, puhdistus ja koekäyttö. (Isomäki et al. 2006, 47.)

2.3.1 Raakaveden otto

Pintavedestä valmistettava talousvesi pumpataan yleensä järvestä tai joesta. Vedenottokohdan tarkoituksenmukaisella valinnalla pystytään vähentämään satunnaisia vaihteluita veden laadussa ja siten edistää hyvän tuloksen saavuttamista käsittelyprosessissa. Raakavesipumput sijaitsevat joko erillisessä tai rantakaivon yhteydessä olevassa pumppaamossa, josta ne pumppaavat veden vesistöstä vedenpuhdistuslaitokselle. Pumppujen määrä riippuu laitoksen koosta, mutta yleisenä periaatteena käyttövarmuus edellyttää, että yksi pumppu voi milloin tahansa olla korjattavana tai huollossa. (Karttunen 2004, 325; Karttunen 1999, 85.)

Pohjaveden käyttöönottoa varten rakennetaan yksi tai useampi kaivo. Kaivon tyyppi vaihtelee rakennuspaikan maaperästä, ottamon tehosta sekä pohjaveden pinnan korkeudesta maanpintaan riippuen. Pohjavesikaivoja ovat muun muassa kuilukaivot, putkikaivot sekä kallioporakaivot. Ennen pohjavedenottamon suunnittelua ja mitoitusta tarvitaan pohjavesiesiintymästä hyvät lähtötiedot, jotka sisältävät tutkimukset alueen maaperästä ja pohjavesiolosuhteista. Tutkimukset sisältävät muun muassa vedenottamon antoisuuspumppaustiedot, koepumppaustulokset, veden laatutiedot sekä vedenottamon suojaamismahdollisuudet. (Karttunen 2004, 280-281.)

2.3.2 Paineenkorotusasemat

Vedenjakelujärjestelmällä tulee olla johtoverkon painetaso sekä rakenteet ja laitteet sen ylläpitämiseksi. Jakelualueen pitäminen yhdessä painepiirissä on ideaalista, mutta usein mahdotonta. Painetasovaatimuksia voi olla useita esimerkiksi jakelualueen laajuuden ja vaihtelevan topografian takia. Tällöin on edullisinta järjestää paineenkorotuksia määrätyillä alueilla ja jättää muu osa jakelualueesta alemman painetason varaan.

Paineenkorotuspumppuja, joiden avulla vedenjakelu tapahtuu vesijohtoverkostossa sekä vesisäiliöt täytetään, on ohjattavissa tilanteesta riippuen useilla eri menetelmillä. Menetelmät voivat olla ylä- tai alasäiliön pinnankorkeuden perusteella tai verkoston paineen perusteella.

(Karttunen 2004, 232, 331.)

2.3.3 Vesisäiliöt

Yhdyskunnan veden käyttö vaihtelee paljon vuorokauden eri tunteina. Vedenkäsittelylaitoksen talousveden tuotanto on yleensä tasainen koko käyntiajan, josta johtuen keskiarvoa suuremman tuntikäytön aikana vettä tarvitaan myös muualta kuin suoraan vesilaitokselta.

Turvatakseen keskeytymättömän vedenjakelun kaikissa olosuhteissa, ovat vesilaitokset rakennuttaneet ala- ja ylävesisäiliöitä. Vedenkulutuksen ollessa suurta vesi virtaa käyttöön yhtä aikaa suoraan vedenkäsittelylaitokselta, verkoston osista sekä säiliöistä. Yöllä kulutuksen laskiessa virtaus suuntautuu säiliöihin, jotka täyttyvät. Vesisäiliöitä tarvitaan kulutushuippujen tasaamisen lisäksi myös jakeluverkoston kulutuspaineiden tasaamiseksi sekä jakeluhäiriöiden varalle, kuten sähkönjakeluhäiriön sekä sammutusvesivarastoiksi. (Asola 2003, 16-20;

Karttunen 2004, 331.)

Ylävesisäiliöksi kutsutaan järjestelmää, jossa käsitelty vesi johdetaan pumppaamolta ensin ympäristöään ylempään varastosäiliöön ja vasta sieltä painovoimaisesti verkostoon. Säiliön vedenpinta vaihtelee kulutuksen mukaan, jota säädellään automaation avulla. Virtaama-, paine- ja pinnankorkeustiedot voidaan sähköisen viestinnän kautta välittää pumppujen toimintaa valvovalle tietokoneelle, joka muuttaa pumpun sähkömoottorin syöttövirran taajuutta. Taajuuden muuttuessa pumpun tuotto, nostokorkeus sekä energiankulutus vaihtuvat uusiin arvoihin. (Asola 2003, 16-20.)

2.4 Vesitaseen huomioiminen

Vesitaseen huomioiminen lähtee liikkeelle aina kuluttajien vedenkäytöstä. Aluksi tulee tietää kuinka paljon vettä kulutetaan, jonka jälkeen mietitään miten kulutukseen voidaan vastata.

Vesitasetta voidaan hallita monitorointijärjestelmillä, joiden avulla voidaan määrittää kuinka paljon vettä on käytettävissä tällä hetkellä ja kuinka paljon sitä tulee olla käytettävissä lähitulevaisuudessa. Vedenjakelun ohjaus voi tapahtua vanhaan tietoon, ajantasaiseen tietoon

sekä ennusteisiin perustuen. Vesitasetta tulee hallita kokonaisvaltaisesti, jossa taloudelliset, sosiaaliset sekä ympäristölliset näkökulmat huomioidaan yhtä aikaa ja mahdollisimman tasapainoisesti. Myös erilaiset tiedon muodot, menetelmät ja toimintapolitiikat pitää pyrkiä sovittamaan yhteen. (Keskinen 2011, 5-6.)

2.4.1 Veden hankinnan vaihtoehdot

Vesilaitos voi käyttää vedenottoon joko pintavettä, pohjavettä tai tekopohjavettä. Pohjavedellä on pintaveteen verrattuna huomattavia etuja, joten vedenhankinta on suositeltavaa järjestää pohjaveden avulla mahdollisuuksien mukaan. (Karttunen 1999, 74.) Pohjaveden käytön etuja pintaveteen verrattuna on listattu seuraavaksi:

- Pohjavesi on tavallisesti laadultaan parempaa kuin pintavesi.

- Laatu säilyy lähes muuttumattomana vuodenajoista riippumatta; talvella pohjavesi on suhteellisen lämmintä, joka vähentää verkoston jäätymisvaurioita ja kesällä se on pintavettä viileämpää ja siten miellyttävää käyttää.

- Pohjaveden puhdistuksen tarve on suoritettavissa yksinkertaisimmilla toimenpiteillä, raakaveden puhdistus talousvedeksi vaatii yleensä pelkän desinfioinnin.

- Pohjavesi ei yleensä ole yhtä altis likaantumaan ja sen saastumisriski on pieni.

(Karttunen 1999, 75.)

Pohjavettä ei tarvitse käsitellä yhtä raskaasti kuin pintavettä, joka tarkoittaa muun muassa pienempiä kemikaalimääriä. Pohjaveden valmistus on myös kustannuksiltaan halvempaa kuin pintavedestä laitosmaisesti kemiallisella käsittelyllä valmistettu talousvesi. (Pirkanmaan ympäristökeskus 2006, 22.) Pohjaveden käytön esteenä voi olla pohjavesiesiintymän antoisuuden lasku. Antoisuudella tarkoitetaan sitä vesimäärää, joka voidaan jatkuvasti ottaa vesiesiintymästä. Pohjaveden pumppausmahdollisuudet vaihtelevat vuosittain pohjaveden muodostumiseen vaikuttavien sade- ja lumimäärien mukaan. Pohjavettä muodostuu, kun osa sadannan ja lumen sulamisvesistä suotautuu pohjaveteen vajovesivyöhykkeen kautta. Syksyllä pohjaveden muodostuminen on suurinta vähäisen haihdunnan takia sekä keväällä

sulamisvesien johdosta. Vähäisin pohjaveden muodostuminen on taas kesällä suuren haihdunnan takia sekä talvella lumipeitteen johdosta. Ilmaston vaihtelulla on suora vaikutus pohjavesien muodostumiseen sekä pohjavesienpinnan korkeuksiin, jota on havainnollistettu kuvassa 2. Pohjavesien pintoja tarkkaillaan ja tarpeen mukaan pienennetään pohjavedenottoa, jotta pohjavedenpinnan korkeus ei pääse laskemaan alle sallittujen lupa-arvojen. (Okkonen &

Klöve 2010, 15.)

Kuva 2. Esimerkki pohjavedenpinnan korkeuden vuodenaikaisvaihtelusta pohjavesiesiintymässä. (Vienonen et al. 2012, 9.)

Pintavettä käytetään raakavesilähteenä, jos pohjavettä ei ole riittävästi saatavilla. Yleisesti vesilaitosten jakamasta talousvedestä on pohjavettä tai tekopohjavettä 60 prosenttia ja pintavettä 40 prosenttia. (Okkonen & Klöve 2010, 14.)

2.4.2 Vedenkäytön vaihtelut

Veden kulutus vaihtelee paljon vuorokauden tai jopa eri tuntien aikana. Veden kulutushuippuja vuorokauden aikana ovat aamut ennen töihin ja kouluun lähtöä sekä illat kotitalouksien tehdessä ruokaa ja pestessä pyykkiä. Yhdyskunnan talousveden kulutuskäyrät vaihtelevat käyttäjien aktiivisuuden mukaan. Päivällä vedenkäyttö voi olla 4-5 kertaa suurempaa yökäyttöön verrattuna. (Karttunen 2004, 244-245.) Kuvassa 3 on esitetty vedenkäytön vaihtelut vuorokausitasolla yhden kuukauden aikana.

Kuva 3. Vedenkäytön vaihtelut yhden kuukauden aikana. (Karttunen 2004, 245.)

Vedenkäyttö vaihtelee paljon myös vuodenajoista riippuen. Kesällä vaihtelut ovat suurempia, kun vettä käytetään kasteluun. Kuvassa 4 on havainnollistettu vedenkäytön vuodenaikavaihtelua.

Kuva 4. Vedenkäytön vaihtelut talvella ja kesällä. (Karttunen 2004, 244.)

Vedenjakelun ohjauksessa tärkeintä on tietää vedenkäyttömäärä ja sen vaihtelut. Vedenkäytön vaihtelujen huomioimisessa tulee tietää keskeisimmät vedenkäyttötiedot, joita ovat:

- keskimääräinen vuorokausikäyttö - suurin vuorokausikäyttö

- huipputuntikäyttö - sammutusveden määrä

- pienin tuntikäyttö. (Karttunen 2004, 269.)

Kotitalouksien veden käytössä on eroja asiakasryhmien ja rakennustyyppien välillä.

Vedenkäyttö riippuu paljon muun muassa vedenkäyttötottumuksista sekä veden säännöstelytarpeesta. Omakoti- ja paritalojen ominaiskulutus on yleensä pienempi kerrostaloihin verrattuna, koska omakoti- ja paritaloissa on kiinteät vesimittarit, jotka puuttuvat yleensä kerrostaloista. (Vienonen et al. 2012, 64.)

Normaalin päivittäisen vedenjakelun ohella tarvitaan ajoittain hetkellisesti runsaasti vettä sammutustarkoituksiin. Hetkellinen sammutusveden tarve riippuu rakennusten määrästä ja

laajuudesta, jotka yhdessä määräävät alueen palokuorman. Vedenkäsittelylaitoksen ja jakeluverkoston toimintoja pyritään ohjaamaan mahdollisimman säännöllisesti, josta johtuen vedenkulutushuippuihin ei aina voida varautua suoraan vedenjakelulaitokselta. Vedenkäytön vaihteluihin varaudutaan ylä- ja alavesisäiliöiden avulla. Myös taajuusmuuttajalla varustettuja pumppuja voidaan käyttää vedenkäytön vaihteluiden tasaamiseksi. (Karttunen 2004, 244-245, 271.)

2.5 Vesilaitoksen toiminnan reunaehdot

Vedentuotannon ja -jakelun järjestämiselle on olemassa useita eri vaihtoehtoja, joiden toteuttamista voidaan harkita eri näkökulmista, kuten energiankulutuksen tai kustannusten perusteella. Vedentuotannon ja -jakelun järjestämisessä on kuitenkin reunaehtoja, joiden tulee toteutua eri tilanteista riippumatta. Alle on listattu vaadittavat reunaehdot:

- viranomaisten velvoittama talousveden hyvä laatu - toimintavarmuus

- sammutusveden riittävyys - veden vaihtuvuus verkostossa - painetasot.

Talousveden laatuvaatimukset ja tarvittavat tutkimukset laadun varmistamiseksi on annettu sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa 19.5.2000. Laatuvaatimukset käsiteltiin jo kappaleessa 2.1 ja ne tulee täyttyä tilanteesta riippumatta. Toimintavarmuus on myös tärkeä edellytys vesilaitoksen toiminnassa. Toimintavarmuudella taataan, että vettä on käytettävissä eri vuorokaudenaikoina ja häiriötilanteiden varalle. Vesisäiliöiden hyödyntämisellä varmistetaan veden jakelun riittävyys. Vesilaitoksen on varauduttava vesisäiliöiden avulla myös tilanteisiin, joissa esimerkiksi verkoston putkirikon takia ei voida jakaa vettä käsittelylaitokselta kuluttajille. Tällöin säiliöissä olevan veden tulee hetkellisesti riittää koko kulutusalueelle. Näitä tilanteita varten vesilaitokset ovat tehneet erilaisia toimintavarmuusmallinnuksia, joissa on laskettu häiriötilanteiden varalle vedenjakelun

riittävyys verkoston eri kohtiin. Vesilaitoksen tärkeimpien prosessien laitteet ovat kahdennettu tai hajautettu. Tämän avulla varmistetaan vesilaitoksen toimintavarmuus esimerkiksi sähkökatkoksen tai tietoteknisten ongelmien varalle.

Talousveden tulee vaihtua verkostossa, että siihen ei ehdi muodostua bakteereita, jotka alentavat veden laatua ja ovat terveydelle vaaraksi. Myös painetasojen ja –vaihteluiden tulee olla hyvät, jotta paineolot ovat mahdollisimman stabiilit ja tarkoituksenmukaiset, ja että järjestelmän rakentaminen, käyttö ja kunnossapito voidaan suorittaa tarkoituksenmukaisesti ja taloudellisesti. (RIL 237-2-2010 2010, 22.)

3 TUNNUSLUKUJEN MERKITYS TIETOHUOLLON KEHITTÄMISESSÄ

3.1 Tunnusluvut

Tunnusluku tarkoittaa täsmällistä määriteltyä menetelmää, jonka avulla kuvataan tietyn menestystekijän suorituskykyä. Tunnusluvusta voidaan puhua myös mittarina. Tunnuslukuja käytetään yrityksen toiminnan ohjauksen ja seurannan apuna. Toiminnan ohjaamisen apuna voidaan käyttää esimerkiksi kirjanpidon tuottamia liiketoiminnan tunnuslukuja. Tehokkuuden arvioinnissa tunnusluvut voivat olla käyttöaste tai myyntikate. Taloudellisten tunnuslukujen lisäksi toiminnan johtamisessa tarvitaan omia resurssien käyttöä ja toiminnan tuloksia kuvaavia tunnuslukuja. (Haverila et al. 2005, 398.)

Tunnuslukuja käytetään myös tavoitteiden asettelun välineenä. Tunnusluvuilla voidaan johtaa ja analysoida tuotannon keskeisten tavoitteiden toteutumista. Kuvassa 5 on kuvattu toiminnan johtamista. Kuvasta nähdään, että tunnusluvuilla on suuri merkitys toiminnan johtamisen kannalta.

Kuva 5. Toiminnan johtaminen. (Mukaillen Haverila et al. 2005, 397.)

Tuotannon tunnusluvuista yleisimpiä ovat kustannustehokkuutta ja tuottavuutta, tuotteiden laatua sekä toimintavarmuutta kuvaavat tunnusluvut. Kuvaan 6 on lueteltu toiminnan ohjauksen keskeisiä tunnuslukuja.

Kuva 6. Toiminnan ohjauksen keskeisiä tunnuslukuja. (Mukaillen Haverila et al. 2005, 399.)

Talouteen liittyvät tunnusluvut ovat olleet tähän asti merkittävimpiä tunnuslukuja, joita on käytetty yritysten toiminnassa. Energiatehokkuudella on yhä keskeisempi rooli yrityksen toiminnassa. Energiatehokkuuden johtaminen teollisuudessa linkittyy prosessien käyttöön, kustannusjohtamiseen ja operatiiviseen johtamiseen. (Tuomaala et al. 2012b, 183). Tämä on luonut tarpeen kehittää myös energiatehokkuustunnuslukuja. Energiatehokkuuden mittaamista ja tehostamispotentiaalien laskentaa on tutkittu vasta viime vuosina ja eri aloilla toimivaa yhteistä menetelmää ei ole vielä kehitetty. Tutkimusten perusteella voidaan kuitenkin käsitellä energiatehokkuustunnuslukuja seuraavassa kappaleessa 3.2.

3.2 Energiatehokkuustunnusluvut

3.2.1 Energiatehokkuus

Energiatehokkuudelle on useita määritelmiä. Energiapalveludirektiivin 2006/32/EY mukaan energiatehokkuudella tarkoitetaan suoritteen, tavaran, palvelun tai energian tuotoksen ja energiapanoksen välistä suhdetta. Suorite, tavara, palvelu tai energian tuotos on laaja joukko erilaisia asioita ja niiden määrittely vaikuttaa siihen millaiseksi energiatehokkuusluku muodostuu. (Tuomaala et al. 2012a, 15.)

Energiatehokkuuden parantamisen tarkoituksena voi olla joku seuraavista:

- vähentää kasvihuonekaasupäästöjä - parantaa huoltovarmuutta

- alentaa kustannuksia. (Heikkilä et al. 2008, 20.)

Energian tehokkaalla käytöllä voidaan tarkoittaa käytetyn energian määrän optimointia suhteessa prosessin energiatarpeeseen. Energiatehokkuus paranee, kun

1) sama määrä tuotetta tuotetaan pienemmällä energiankulutuksella, 2) suurempi määrä tuotetta tuotetaan samalla energiankulutuksella tai

3) suhteessa suurempi määrä tuotetta tuotetaan kasvaneella energiankulutuksella (ts.

osoittaja kasvaa vähemmän kuin nimittäjä). (Heikkilä et al. 2008, 20.)

3.2.2 Energiatehokkuuden mittarit

Energiatehokkuusmittareiden käyttöönotto liittyy yleensä ennalta asetettuihin tavoitteisiin pienentää laitoksen energiankulutusta ja päästöjä. Mittareiden tarkoituksena on auttaa seuraamaan ja analysoimaan laitoksen energiankulutusta. Energiatehokkuustunnusluvuille

tuotantoyksikössä tulee olla järjestelmä, joka automaattisesti valvoo ja tuottaa vertailutietoa prosessien energiankulutuksesta ja tehokkuudesta. Automaattisen seurannan ja niihin perustuvien analyysien avulla voidaan energiankulutukseen liittyviin vikatilanteisiin puuttua välittömästi. Tehdasalueen tasolla energiatehokkuuden kääntyessä laskuun pystyy tehtaan johto etsimään syitä tuotantoyksiköistä. Tuotantoyksiköiden tulee tunnistaa omista prosesseista energiatehokkuutta heikentävät tekijät ja kehittää niitä, jos se on taloudellisesti kannattavaa. Mittaroinnilla on myös mahdollista seurata erilaisten energiatehokkuusohjelmien ja laiteinvestointien todellisia vaikutuksia. (Heikkilä et al. 2008, 21, 27.)

Tavallisin energiatehokkuuden mittari on ominaisenergiankulutus (Specific Energy Consumption, SEC). Ominaisenenergiankulutus voidaan määritellä seuraavasti (Tuomaala et al. 2012b, 169.):

𝑆𝐸𝐶 =

𝑡𝑢𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜𝑚ää𝑟ä

= [

𝑡

] 𝑡𝑎𝑖 [

𝑡

]

Ominaisenergiankulutuslukuun vaikuttavat muutokset prosessissa, joten se ei sovellu hyvin erilaisten prosessien vertailuun. Energiatehokkuutta tulee tarkastella useammasta näkökulmasta kattavan kokonaiskuvan saamiseksi ja energiatehokkuuden optimoinnissa tulee huomioida myös muita kuin energiaa kuvaavia tekijöitä. Näitä voivat olla prosessin ja materiaalin käyttöön liittyvät tekijät sekä laatua ja toimintaa kuvaavat tekijät. Kapasiteetin käyttöaste on merkittävin ominaisenergiankulutuslukuun vaikuttava tekijä. Muita lukuun vaikuttavia tekijöitä ovat muun muassa raaka-aineen ja tuotetun tuotteen laatu, prosessin syklisyys sekä ympäristön lämpötila. (Tuomaala et al. 2012a, 15-18, 54; Tuomaala et al.

2012b, 172, 182.)

Energiatehokkuuden mittareita käytetään usein seuraamaan energiankulutusta suhteessa johonkin tiettyyn referenssitasoon, -jaksoon tai –laitokseen. Referenssi- eli vertailujaksoksi valitaan esimerkiksi tietty vuosi tai kuukausi, johon seuraavien vuosien tai kuukausien energiankulutuksia verrataan. Energiatehokkuuden vertaamisesta referenssilaitokseen tai useampiin laitoksiin käytetään termiä ”benchmarking”. (Heikkilä et al. 2008, 21.)

Vertailutilanne, joka voi olla myös tavoitetilanne voi olla joko ideaalitilanne tai paras nykykäytäntö. Parasta käytäntöä edustaa esimerkiksi BAT (Best Available Technology, Paras käytettävissä oleva tekniikka). Tämän vaihtoehdon haaste on määrittää sellainen samankaltainen kohde, johon vertailu voidaan suorittaa. Ideaalitilanne voi olla teollisuudessa teoreettinen minimikulutus. Ideaalitilanteen määrittämiseen ei ole teollisuudessa vielä käytännön valmiuksia ja siinä on laskentateknisiä haasteita. (Tuomaala et al. 2012a, 41, 54.)

Ominaisenergiankulutuksesta jalostettu dimensioton energiatehokkuusindeksi (Energy efficiency index, EEI) on toinen tyypillinen energiatehokkuustunnusluku.

Energiatehokkuusindeksin avulla voidaan seurata ominaisenergiankulutusta suhteessa tavoitearvoon. Energiatehokkuusindeksi soveltuu prosessin energiankulutuksen pitkäaikaiseen seurantaan. Energiatehokkuusindeksin käyttö edistää tavoitetason hahmottamista.

Energiatehokkuusindeksi saadaan seuraavasti (Tuomaala et al. 2012b, 171.):

𝐸𝐸𝐼 =

,

missä SECref on referenssiarvo.

Energiankäytön tehostamispotentiaali saadaan laskettua energiatehokkuusindeksistä seuraavasti (Heikkilä et al. 2008, 22):

𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑛𝑘ä𝑦𝑡ö𝑛 𝑡𝑒ℎ𝑜𝑠𝑡𝑎𝑚𝑖𝑠𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑎𝑙𝑖 = 1 − 𝐸𝐸𝐼 (3)

Konkreettisen mittaustiedon, tavoitteiden ja vertailupohjan määrittäminen on tärkeää, koska niiden puuttuessa on epätodennäköistä, että energiatehokkuuteen vaikuttaviin tekijöihin aktiivisesti puututaan. (Heikkilä et al. 2008, 27.)

3.2.3 Mittausalueen määrittely ja rajaaminen

Energiatehokkuuden mittaamisen lähtökohtana on mittauskohteen määrittely ja rajaaminen;

mitä systeemiä tarkastellaan ja mitä energialajeja seurataan. Tunnuslukuja kehittäessä tulee miettiä mikä on mittareiden käyttötarkoitus ja millä tasolla mittareita halutaan seurata; tunti-, vuorokausi- vai kuukausitasolla. Mitä lyhyempi ajanjakso on, sitä tarkempaa tietoa saadaan, jonka avulla pystytään paremmin kehittämään prosessien ja laitoksen energiatehokkuutta.

(Heikkilä et al. 2008, 24, 26.)

Energiatehokkuustunnuslukujen muodostaminen alkaa prosessitason mittaustiedoista, jotka ovat välittömimmin laitoksen operaattoreiden käytössä. Tunnuslukujen määrittelyyn tarvittavat taustatiedot pitää pystyä mittaamaan ja tallentamaan luotettavasti. Jalostamalla prosessimittaustietoja saadaan laitos-, prosessi- ja tehdastason tunnuslukuja. (Tuomaala &

Virtanen 2011, 220.)

Teollisuuden prosessit ovat monesti monimutkaisia kokonaisuuksia, josta johtuen energiatehokkuusmittareiden käyttöönotto vaatii tarkasteltavan järjestelmän rajaamista.

Rajauksen tarkoituksena on ottaa kantaa mitä huomioidaan laskelmissa ja mitkä asiat jätetään laskennan ulkopuolelle. Energiatieteessä tätä rajausta kutsutaan taserajan määrittelyksi.

Taserajat ovat hierarkkisia toisiinsa nähden, jolloin laaja kokonaisuus sisältää useita pieniä kokonaisuuksia. Energiatehokkuutta voidaan seurata esimerkiksi tehdastasolla tai tuotannon osista kuten prosessi-, osaprosessi- ja laitekohtaisesti. Eri osien energiatehokkuuden laskenta kytkeytyy toisiinsa ja vuorovaikutusta eri osien välillä on haasteellista kuvata. Taseraja on olennaisen tärkeä laajojen kokonaisuuksien hallitsemiseksi, mutta niiden asettaminen on yksi energiatehokkuuden mittaamisen haasteista. Taserajat ovat myös apuna, jotta vältetään osaoptimointi, eli se, että haettava ratkaisu on edullinen vain jonkin osan suhteen, mutta ei kokonaisuuden kannalta paras mahdollinen. (Tuomaala et al. 2012a, 26, 30, 53.)

Taserajojen määrittely on tärkeää myös silloin, kun halutaan vertailla eri kohteista saatuja tuloksia keskenään. Kohteiden tulee olla samankaltaisia vertailtaessa esimerkiksi saman

toimialan yrityksiä ja niiden osaprosesseja toisiinsa. Tarkastelemalla taserajoja voidaan huomata päällekkäisiä mittausalueita tai välttää katvealueita. Myös tuotteiden vertailussa on hyvä tietää taserajat ja laskennassa käytetyt arvot, jotta mittauksiin on huomioitu samat kohteet. (Tuomaala et al. 2012b, 164.)

Energiatehokkuuden mittaamisen vaihtoehtoisia rajauksia prosessiteollisuudessa on esitetty kuvassa 7. Tuotantoprosessi muodostaa tasealueen ”tehdas”. Sen alajoukko on ”prosessi”, josta alempi joukko on ”osaprosessi” ja viimeisenä ”laite”. Jos rajaamista laajennetaan tuotantoprosessin ulkopuolelle ja huomioidaan tuotantoprosessin yhteydessä oleva energiantuotantolaitos, on tasealue ”alue”. Energiantuotanto voi olla integroitu läheisen yhdyskunnan kanssa, jolloin ylijäämälämpö hyödynnetään yhdyskunnan rakennusten lämmityksissä ja tasealue on tällöin ”yhdyskunta”. Taserajojen määrittely tulee tehdä tarkasti, jotta tarkastellaan kulloinkin järkevää kokonaisuutta. (Tuomaala et al. 2012b, 165.)

Kuva 7. Prosessiteollisuuden mittaamisen taserajat. (Mukaillen Tuomaala et el. 2012a, 30.)

Taserajojen valinnat vaikuttavat lopputulokseen. Esimerkiksi tehtaan ominaisenergiankulutus lasketaan jakamalla laitoksen kokonaisenergiankäyttö tuotannon määrällä.

Ominaisenergiankulutuslukua voidaan pienentää ostamalla puolivalmisteita, jolloin siirretään esivalmistus- ja jatkokäsittelyvaiheet laskennan ulkopuolelle. Laskentaohjeistusta ja sääntöjä tulisi kehittää, ettei tulkinnanvaraa syntyisi ja laskelmista tulisi käydä ilmi muun muassa oma energiantuotanto ja puolivalmisteiden käyttö. (Tuomaala et al. 2012a, 36.)

Kuvassa 8 on havainnollistettu energiatehokkuuden mittaamisen liittyen valinta- ja rajauskysymyksiä.

Kuva 8. Valinta- ja rajauskysymyksiä liittyen energiatehokkuuden mittaamiseen. (Mukaillen Tuomaala et al.

2012a, 21.)

3.2.4 Mittareiden hyödyntäminen koko organisaatiossa

Energiatehokkuuden mittaaminen on konkreettinen energianhallinnan työkalu laitosten operaattoreille, tekniselle henkilöstölle mutta myös yrityksen johdolle. Operaattori- ja laitetasolla seurataan pääasiassa pelkkiä teknisiä energiatehokkuustunnuslukuja.

Operaattoritasolla korostuvat osaprosessien ja laitteiden tehokas käyttö, kun taas energiatehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden huomioiminen ja muu tiedon tuottaminen energiatehokkuuteen liittyen ovat muun organisaation tehtävänä. Tunnusluvut tuleekin jalostaa organisaation eri tasojen toiminnan ohjaukseen soveltuvaan muotoon. Tunnusluvut johdetaan organisaation strategiasta ja tavoitteista ja yritystason indikaattorit ovat yleensä tunnuslukujen suunnittelun lähtökohtana. Alemmille hierarkian tasoille tulee tehdä sellaisia mittareita, jotka tukevat tavoitteiden edistämistä. (Tuomaala & Virtanen 2011, 217, 222.)

Mittareiden välisiä suhteita voidaan jäsentää muodostamalla mittariketjuja ja linkittämällä mittareita toisiinsa moniulotteisiksi mittaristoiksi esimerkiksi tasapainotetun mittariston (Balanced Scorecard) avulla. (Tuomaala & Virtanen 2011, 222.) Energiatehokkuuteen vaikuttavat teknisten kriteerien lisäksi myös muut tekijät kuten ympäristö- ja talousnäkökulma, joiden vaikutukset pystytään ymmärtämään paremmin tasapainotetun mittariston avulla. Tasapainotetun mittaamisen rinnalla voidaan puhua myös kokonaisvaltaisesta mittaamisesta tai strategisesta mittaamisesta. Tasapainotetussa mittaamisessa tunnuslukujen tulee kuvata tasapainoisesti, eri näkökulmista organisaation kilpailuasemaan ja menestymiseen vaikuttavia tekijöitä. Ei siis riitä pelkkien energiatehokkuustunnuslukujen huomioiminen, vaan suurempi kokonaisuus tulee olla hallussa. Erilaisia tunnuslukuja yhdistämällä pyritään muodostamaan monipuolinen kuva organisaation tilasta ja tulevaisuuden kehittämistarpeista. (Lönnqvist & Mettänen 2003, 37.)

Kuvassa 9 on kuvattu tasapainotettua mittaristoa, jolla kuvataan kuinka strategian ja vision toteuttaminen vaatii sekä taloudellisen näkökulman, prosessinäkökulman, asiakasnäkökulman sekä oppimisen ja kasvun näkökulman huomioimista. Kuvan avulla ymmärretään, että kaikki neljä näkökulmaa vaikuttavat toisiinsa ja niiden tulee olla tasapainossa toistensa kanssa.

Kuva 9. Tasapainotettu mittaristo, eli Balanced Scorecard. (Mukaillen Lönnqvist & Mettänen 2003, 38.)

Taloudellisen näkökulman mittarit kertovat menneestä, prosessi- ja asiakasnäkökulman mittarit nykyhetkestä sekä oppimisen ja kasvun näkökulman mittarit tulevasta. Taloudellisen näkökulman mittarit määrittelevät strategian taloudellisen suoritustason, jonka perusteella määräytyvät muiden näkökulmien mittarit ja tavoitteet. Asiakasnäkökulman mittareita voivat olla esimerkiksi asiakastyytyväisyys. Asiakasnäkökulmassa on otettava huomioon sekä olemassa olevat asiakkaat että potentiaaliset asiakkaat. Prosessinäkökulmien mittauksissa tulee keskittyä prosesseihin, joilla on suuri vaikutus taloudellisiin tavoitteisiin sekä asiakastyytyväisyyteen. Tärkeää on tunnistaa toiminnan kriittisimmät prosessit ja keskittyä niihin. Prosesseilla tarkoitetaan liiketoimintaprosesseja, ei pelkkiä teknisiä prosesseja.

Organisaation kehittymistä ja oppimista mitataan oppimisen ja kasvun näkökulman mittareilla.

Tavoitteet näille mittareille johdetaan kolmen muun näkökulman tavoitteista. (Lönnqvist &

Mettänen 2003, 38-39.)

Tasapainotettua mittaristoa voidaan käyttää kommunikoimiseen, informointiin sekä oppimiseen. Mittaristo ei ole ainoastaan johdon käyttämä kontrollijärjestelmä, vaan sen avulla

on mahdollista kommunikoida työntekijöille organisaation strategiasta ja tavoitteista.

(Lönnqvist & Mettänen 2003, 39.)

3.3 Muut tunnusluvut

Energiatehokkuus on osa ekotehokkuutta, joka tarkastelee luonnonvarojen kuten energian, materiaalin ja veden tehokasta käyttöä. Kestävä kehitys taas sisältää ekologisen, taloudellisen ja sosiaalisen näkökulman, johon kuuluvat sekä energiatehokkuus että ekotehokkuus. Kuvassa 10 on havainnollistettu kuinka energiatehokkuus on osa kestävää kehitystä.

Energiatehokkuuden mittaaminen osana kestävää kehitystä on vielä vaikeaa. Käytännössä ympäristönäkökulmat huomioidaan liittämällä tarkasteluun mukaan erilaisia ympäristökriteereitä. Energiatehokkuuden rinnalla mitataan useimmiten hiilidioksiditehokkuutta tai kasvihuonekaasutehokkuutta. Näitä tunnuslukuja voidaan käyttää energiatehokkuutta tukevina tai täydentävinä menetelminä. Hiilidioksiditehokkuutta ei suositella käytettäväksi ainoana kriteerinä, koska se ei ole yksiselitteistä. Tämä johtuu esimerkiksi bioenergiaa koskevista sopimuksista, jotka laskevat bioenergian hiilidioksidineutraaliksi polttoaineeksi. Hiilineutraalin energian säästön tulee myös olla tavoiteltavaa. (Tuomaala et al. 2012a, 19, 42.)

Kuva 10. Energiatehokkuuden mittaaminen osana ekotehokkuutta ja kestävää kehitystä. (Mukaillen Tuomaala et al. 2012a, 20.)

Energiankulutustieto voidaan muuttaa hiilidioksidipäästöiksi (CO2-päästöiksi), jolloin mittari korostaa ympäristö- ja ilmastonäkökulmaa. Lukua voidaan tällöin kutsua ominaishiilidioksidipäästöksi (specific CO2 production, CO2 efficiency) ja se muodostuu seuraavasti (Tuomaala et al. 2012b, 168.):

η

=

𝑡𝑢𝑜𝑡𝑎𝑛𝑡𝑜𝑚ää𝑟ä

= [

𝑡𝑡𝑢𝑜𝑡𝑒

],

missä ηCO2 on hiilidioksiditehokkuus.

Energiankulutustiedon muuttaminen hiilidioksidipäästöiksi voidaan tehdä kyseiselle päästölähteelle soveltuvien kertoimien sekä tilastollisten tietojen avulla. Valtion ympäristöhallinnon yhteisen verkkopalvelun (www.ymparisto.fi) vuoden 2013 tietojen mukaan esimerkiksi sähkönhankinnan CO2-päästökertoimeksi voidaan määritellä vuosien 2006-2008 keskiarvona 287 kgCO2/MWh. Päästökerroin ei anna absoluuttista totuutta sähkönhankinnan CO2-päästökertoimesta, mutta antaa käyttökelpoisen arvion laskentakohteen CO2-päästövaikutuksista. Energiankulutuksen hiilidioksidipäästöt (kgCO2) sähkönhankinnan osalta voidaan täten laskea seuraavasti:

𝑘𝑢𝑙𝑢𝑡𝑒𝑡𝑡𝑢 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 [𝑀𝑊ℎ] ∙ 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎𝑛ℎ𝑎𝑛𝑘𝑖𝑛𝑛𝑎𝑛 𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑖𝑠𝑝ää𝑠𝑡ö𝑡 [𝑘𝑔𝐶𝑂₂

𝑀𝑊ℎ] = [𝑘𝑔𝐶𝑂₂] (5)

Kuten energiatehokkuuden mittareissa, myös hiilidioksidipäästöjen laskuissa on merkitystä mittauskohteen määrittelyllä ja rajaamisella. Jos verrataan esimerkiksi tuotteiden hiilijalanjälkiä keskenään ja toiseen tuotteeseen on huomioitu koko elinkaari ja toisesta puuttuu esimerkiksi kuljetuksesta aiheutuneet päästöt, ei tuotteita ole mielekästä verrata toisiinsa niiden rajaamisesta johtuvien erojen takia.

Elinkaarinäkökulma voidaan tuoda mukaan osana energiatehokkuuden laskemista.

Energiatehokkuuden tarkastelu elinkaarinäkökulmasta voidaan tehdä joko laitoksen elinkaariarvioinnilla tai tuotteen elinkaariarvioinnilla. Tuotteen elinkaariarviointi on laajempi toimintojen ketju, joka alkaa tuotteen valmistuksesta ja päättyy käytön jälkeen purkuun tai hävitykseen. Tuotteen elinkaariarviointi on vielä nykyisin haastavaa lähtötietojen puuttumisen vuoksi. (Tuomaala et al. 2012a, 37, 39; Tuomaala et al. 2012b, 172-173.)

Yleensä energiatehokkuus ilmaistaan termodynaamis-fysikaalisella mittarilla [MWh/t].

Ympäristönäkökulmien lisäksi energiatehokkuustieto voi ilmaista myös taloudellista näkökulmaa, esimerkiksi muuttamalla tuotantomäärä taloudelliseksi arvoksi [MWh/EUR] tai energiankulutus energiakustannuksiksi [EUR/t]. Taloudellis-fysikaaliset mittarit ovat käytännöllisiä siksi, että niiden on havaittu lisäävän energiatehokkuuden havainnollisuutta ja työntekijöiden ymmärrystä asiasta. (Tuomaala & Virtanen 2011, 218, 222.)

3.4 Tunnuslukujen haasteet

Energiatehokkuustunnuslukujen muodostamisessa on vielä omat haasteensa.

Energiankulutuksen vaihtelut aiheuttavat haasteita energiatehokkuuden seurannalle ja laskennalle. Energiankulutuksen vaihtelut johtuvat käyttöolosuhteiden ja –tilanteiden muutoksista, teollisuudessa muun muassa sääolosuhteet sekä raaka-aineen ja kapasiteetin käyttöaste voivat muuttaa energiankulutusta. Esimerkiksi prosessin käyttöasteen aleneminen, mukaan lukien katkot ja häiriöt alentavat prosessin energiatehokkuutta. Energiatehokkuuteen vaikuttaa myös materiaalin käytön tehokkuus, joka voi olla esimerkiksi materiaalin sisäinen puhdistus. Energiatehokkuuslaskujen haasteellisuuden tekee lukuun vaikuttavien muiden tekijöiden määrittely. (Tuomaala et al. 2012a, 23.)

Tekniset kriteerit eivät ole ainoita asioita jotka tulee huomioida, myös ympäristönäkökulma ja talousnäkökulma vaikuttavat energiatehokkuuteen. Eri kriteerit ja näkökulmat ovat vuorovaikutuksissa toistensa kanssa ja jossain tilanteissa toisen parantaminen saattaa johtaa toisen heikkenemiseen. Esimerkiksi prosessissa raaka-aineen talteenotto sisäisiä kiertoja ja

suodatuksia lisäämällä voi johtaa sähkönkulutuksen kasvuun. Tutkijat ovat esittäneet, että energiatehokkuuden kasvun myötä ei mahdollisesti saavutetakaan vastaavaa energiankulutuksen laskua, vaan tehokkaampi energian käyttö voi jopa nostaa energiankulutusta. Asiasta ei kuitenkaan ole täyttä yksimielisyyttä. Mitä suurempi kokonaisuus huomioidaan, sitä haasteellisemmaksi tulee energiatehokkuuden tulkitseminen osana muita merkittäviä tunnuslukuja. (Tuomaala et al. 2012a, 42, 49; Tuomaala & Virtanen 2011, 218-219.)

Energiatehokkuustunnuslukujen käyttö johtamisen työkaluna on myös haastavaa. Kyky ilmaista strategiset energiatehokkuuteen liittyvät tavoitteet mitattavassa muodossa sekä muodostaa organisaation eri tasoille sopivia mittaristoja tuottavat haasteita. (Tuomaala &

Virtanen 2011, 217, 220-221.)

Taserajan määrittäminen voi olla vaikeaa, koska laitoksen tai prosessien rajat ovat usein epätäsmällisiä eikä mittauksia ole saatavilla. (Tuomaala & Virtanen 2011, 218.) Laskennan haasteita lisää laitoshierarkia. Energiansäästöpotentiaaliarvioiden tekeminen osaprosessi- ja prosessitasoilta vaativat kehittyneiden prosessianalyysimenetelmien käyttöä (esim. pinch- analyysi). Energiankulutuksen pienenemisen vaikutuksia tulee arvioida mahdollisimman laajasti, jolloin tulee ymmärtää miten osaprosesseissa tehdyt muutokset vaikuttavat koko laitoksen energiatehokkuuteen. (Tuomaala et al. 2012b, 181.)

Tavoitteiden asettaminen on oleellista energiatehokkuuden parantamiseksi. Tavoitetasot tulee määrittää niin, että ne ovat mahdollista saavuttaa ja että työntekijät voivat vaikuttaa niihin.

Tämä on vaikeaa vielä tällä hetkellä, joka johtuu osaksi siitä, että mittaus on kohtuullisen uusi asia ja referenssitietoa tavoitetason asettamiseksi ei ole saatavissa. Vertailutilan määrittämiseen ja laskemiseen ei ole olemassa yleisesti hyväksyttyä, käytössä olevaa menettelytapaa ja tästä johtuen käytännöt vertailutilanteen määrittämiseksi vaihtelevat.

(Tuomaala et al. 2012a, 41, 54: Tuomaala & Virtanen 2011, 222-223.)

Tavoitteiden asettamisen ja vertailutilan puuttuminen näkyvät myös työntekijöiden asenteista energiatehokkuutta kohtaan. Tutkimukset ovat osoittaneet, että energiatehokkuuden mittarit

eivät täytä vielä kaikkia tunnuspiirteitä, mitä hyvän suorituksen mittareilta odotetaan.

Kriteereistä huonoiten täyttyvät oikea-aikaisuus ja vaikutettavuus. Työntekijät eivät tiedä tarpeeksi hyvin miten mittarin arvoon on mahdollista vaikuttaa. Tämä taas heijastuu siihen, ettei työntekijöillä ole motivaatiota prosessien energiatehostamista kohtaan.

Energiatehokkuuden tärkeyden merkitystä ei myöskään silloin ymmärretä. Oikea-aikaisuus taas ei täyty, koska ajan tasalla olevaa tietoa energiatehokkuudesta ei usein ole käytettävissä.

Energiatehokkuuden online-tason mittaaminen ja tiedon hyödyntäminen vaativatkin vielä kehitystyötä. (Tuomaala & Virtanen 2011, 217, 220-221.)

3.5 Tunnuslukujärjestelmän haasteet

Vesilaitosyhdistyksellä (VVY) on ollut käytössä vuodesta 2006 lähtien web-pohjainen tunnuslukujärjestelmä sen jäsenilleen. Vesihuoltolaitokset raportoivat tunnuslukujärjestelmään laitoksensa tietoja, joista muodostetaan tunnuslukuja. Järjestelmän tarkoituksena on benchmarkkaus. Benchmarking tarkoittaa oman yrityksen toiminnan tai prosessin vertaamista parhaaseen vastaavaan käytäntöön, tyypillisesti oman toimialan sisällä. Benchmarking merkitsee vertailujen tekemistä toisten yritysten kanssa ja ottamista opikseen siitä mitä toiset yritykset paljastavat. Benchmarking perustuu luotettavaan ja hyvään tietoon.

Benchmarkingissa on välttämätöntä olla käytettävissä keskeisiä tunnuslukuja, jotka ovat samoilla periaatteilla kerättyjä tiedon vertailukelpoisuuden vuoksi. (Heikkilä et al. 2008, 38.)

Vesilaitosyhdistyksen tunnuslukujärjestelmässä voidaan verrata esimerkiksi samansuuruisten vesilaitosten toiminnan tunnuslukuja keskenään ja huomata vuosien aikana tulleet muutokset.

Tunnusluvuista saadaan vertailulukuja, kun verrataan esimerkiksi muiden vesilaitosten vedenjakelun energiankulutusta suhteessa omaan laitokseen. Referenssiarvojen avulla vesilaitokset huomaavat selvemmin oman toiminnan tehokkuuden suhteessa muihin laitoksiin ja referenssiarvojen perusteella voidaan tehdä tavoitteita seuraavilla vuosille.

Vesihuoltolaitokset ovat käyttäneet tunnuslukujärjestelmää vaihtelevasti.

Tunnuslukujärjestelmää ei ole hyödynnetty siinä määrin, mitä varten se on luotu, johtuen