MAALÄMMÖN JA KAUKOLÄMMÖN VERTAILU UUDESSA KERROSTA- LOSSA
Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT Ympäristötekniikan kandidaatintyö
2022 Esa Tuviala
Tarkastaja: Tutkijaopettaja, TkT Mika Luoranen Ohjaaja: Nuorempi tutkija, DI Olli Helppi
LUT Energiajärjestelmät Ympäristötekniikka
Esa Tuviala
Maalämmön ja kaukolämmön vertailu uudessa kerrostalossa
Ympäristötekniikan kandidaatintyö 34 sivua, 13 kuvaa, 3 taulukkoa
Tarkastaja: Tutkijaopettaja, TkT Mika Luoranen Ohjaaja: Nuorempi tutkija, DI Olli Helppi
Avainsanat: Kaukolämpö, maalämpö, kerrostalo, hiilijalanjälki, kustannuslaskelma
Tässä kandidaatintyössä vertaillaan kahden eri lämmitysjärjestelmän kannattavuutta uudessa kerrostalossa. Vertailtaviksi lämmitysmuodoiksi valittiin kaukolämpö ja maalämpö. Aluksi työssä käydään läpi lämmitysmuotojen toimintaa ja niiden hyviä sekä huonoja puolia.
Työn laskentaosuudessa lasketaan molempien lämmitysjärjestelmien kustannukset 20 vuo- den tarkastelujaksolle. Kustannuksiin huomioidaan investointi, käyttö- ja huoltokulut. Las- kenta suoritetaan kuvitteelliselle kerrostalolle, joka sijaitsee Lappeenrannassa. Molemmille lämmitysmuodoille laskettiin myös syntyvät hiilidioksidipäästöt yhden vuoden ajalta.
Lopuksi saadut tulokset taulukoitiin, jotta niitä olisi helppo vertailla keskenään. Viimeiseksi pohdittiin molempien lämmitysmuotojen hyviä ja huonoja puolia. Valituilla oletuksilla ja yksinkertaistuksilla vertailussa kävi ilmi, että maalämpö voitti kaukolämmön kustannusten ja hiilidioksidipäästöjen osalta.
School of Energy Systems Environmental Technology
Esa Tuviala
Comparison of geothermal and district heating in a new apartment block
Bachelor’s thesis 2022
34 pages, 13 figures, 3 tables
Examiner: Associate Professor, D. Sc. (Tech.) Mika Luoranen Supervisor: Junior Researcher, M. Sc. (Tech.) Olli Helppi
Keywords: District heating, geothermal energy, block of flats, carbon footprint, calculation of costs
This bachelor’s thesis compares the profitability of two different heating systems in a new apartment block. The two selected heating systems were district heating and geothermal en- ergy heating. Initially the thesis goes through the operation of these heating systems and pros and cons of these systems.
The profitability calculations were made for an imaginary apartment block located in Lap- peenranta, Finland. The calculations were made for a 20-year period considered. Costs taken into account were following investment, operating and maintenance costs. For both heating systems the carbon dioxide emissions were calculated for one year.
Finally, the results obtained were tabulated to make it easy to compare with each other.
Lastly, the pros and cons of both heating systems were considered. With selected assump- tions and simplifications, the comparison showed that geothermal energy beat district heat- ing in terms of cost and carbon emissions.
Roomalaiset
T lämpötila [ºC, K]
P sähkön kulutus [MWh]
M maksu [€/MWh]
X hiilijalanjälki [kgCO2]
E kustannus [€]
C päästökerroin [kgCO2/MWh]
s sähkön hinta [€/MWh]
Kreikkalaiset
Φ lämpöenergian tarve [MWh]
Alaindeksit
T tehomaksu
E energiamaksu
Lyhenteet
CHP Combined heat and power, yhdistetty sähkön ja lämmöntuotanto COP Coefficient of performance, tehokerroin
SCOP Seasonal coefficient of performance, vuotuinen lämpökerroin SPF Seasonal performance factor, kausilämpökerroin
Sisällysluettelo
Tiivistelmä Abstract
Symboli- ja lyhenneluettelo
1 Johdanto ... 6
2 Kerrostalon lämpöenergiatase ... 7
3 Maalämpö ... 8
3.1 Maalämpöpumpun toiminta ... 8
3.2 Maalämmön vahvuudet ja heikkoudet ... 9
3.3 Maalämmön aluekohtaiset vaikutukset ... 11
4 Kaukolämpö ... 13
4.1 Kaukolämpötekniikan esittely ... 13
4.2 Kaukolämmön vahvuudet ja heikkoudet ... 15
4.3 Kaukolämmön aluekohtaiset vaikutukset ... 16
5 Kustannusten ja hiilijalanjäljen laskenta ... 17
5.1 Maalämmön kustannukset ... 17
5.2 Kaukolämmön kustannukset ... 19
5.3 Maalämmön hiilijalanjälki ... 21
5.4 Kaukolämmön hiilijalanjälki ... 22
6 Tulokset ... 24
7 Yhteenveto ja johtopäätökset ... 29
Lähteet ... 30
1 Johdanto
Suomessa iso osa energiasta kuluu rakennusten lämmittämiseen, minkä takia on tärkeää ke- hittää ja tutkia uusia lämmitysmuotoja, joilla saadaan tuotettua lämpöenergiaa halvemmalla ja pienemmällä hiilijalanjäljellä. Lämpöpumpuilla saadaan tuotettua keskimäärin enemmän lämpöenergiaa kuin mitä ne vaativat sähköenergiaa (Motiva 2020b). Kaukolämmön tuotan- nossa kokonaishyötysuhde saadaan korkeaksi, koska lämpöenergiaa saadaan sähköntuotan- non sivutuotteena (Motiva 2012b).
Suomen kerrostaloista jopa 86% käyttää lämmitysmuotonaan kaukolämpöä, selviää Isän- nöintiliiton teettämästä Energiabarometristä. Selvityksestä kävi myös ilmi, että jopa 30%
taloyhtiöistä kertoi harkitsevansa maalämpöä seuraavaksi lämmitysmuodokseen. (Isännöin- tiliitto 2021.) Kaukolämmöstä vaihtamisen syiksi kerrotaan kallistuneet maksut sekä ilmas- tonäkökulmat. Maalämpö mielletään usein ilmastoystävällisemmäksi ja halvemmaksi vaih- toehdoksi kuin kaukolämpö. (YLE 2021).
Maalämpö ei kuitenkaan välttämättä ole aina paras vaihtoehto, sillä maalämmön kannatta- vuuteen vaikuttaa maaperästä saatava lämmön määrä ja pohjoisemmaksi mentäessä maasta saatava lämpöteho pienenee. Pohjoisessa saman energian saamiseksi maasta tarvitaan huo- mattavasti enemmän lämpökaivoja kuin eteläisessä Suomessa. Etelä- ja Lounais-Suomessa yhdestä lämpökaivosta saatava energia on jopa 4,5 GWh. (GTK 2019). Maalämmön käyttö- kustannus on riippuvainen sähkön hinnasta, joten kannattavuudessa tulee ottaa huomioon sähkönhinta ja sen mahdollinen nousu.
Tämän työn tavoitteena on vertailla keskenään maalämmön ja kaukolämmön kustannuksia ja hiilijalanjälkiä, kun kohteena on uusi kerrostalo. Molemmille lämmitysvaihtoehdoille las- ketaan hiilijalanjäljet yhden vuoden ajalta ja kustannukset 20 vuoden ajalta. Kustannuslas- kelmissa otetaan huomioon investoinnit, käyttö- ja huoltokustannukset. Laskenta suoritetaan kuvitteelliselle esimerkkikerrostalolle, joka sijaitsee Lappeenrannassa. Lopuksi tulokset tau- lukoidaan vertailua varten ja pohditaan kumpi tekniikka on kannattavampaa asentaa uudis- kohteeseen.
2 Kerrostalon lämpöenergiatase
Lämpöenergiataseesta selviää, kuinka paljon energiaa kuluu rakennuksen lämmittämiseen ja ylläpitoon sekä poistuvat lämpöenergiat. Lämpöhäviöt ovat yleensä seinien, katon ja lattian kautta karkaavaa lämpöenergiaa. Karkaavan lämmitysenergian määrää on mahdollista pie- nentää esimerkiksi parempien eristeiden ja ikkunoiden avulla. Varsinkin vanhoissa taloissa ilmanvaihdon kautta poistuvaa lämpöenergiaa on kannattavaa ottaa talteen, koska sen osuus on suuri kerrostalon lämpöenergiataseessa. Myös jätevesistä voidaan ottaa talteen lämpö- energiaa. (Virta ja Pylsy 2011, 19-20.) Kuvasta 1 nähdään kerrostalon lämpöenergiatase piir- rettynä.
Kuva 1. Lämpöenergiatase 1960 - 1980-lukujen kerrostaloissa. (Virta ja Pylsy 2011, 19)
Suomen rakentamismääräyskokoelman mukaan lämmitysjärjestelmä tulee mitoittaa siten, että lämmitysteho on tarpeeksi kattava säävyöhykkeiden mitoituslämpötiloilla. Tätä varten tulee suorittaa energiatarvelaskelmat, joissa otetaan huomioon rakennuksen eristystaso, läm- mönlähteet ja sijainti (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 30.)
3 Maalämpö
Maalämmöllä tarkoitetaan syvällä maaperässä radioaktiivisten aineiden hajotessa syntyvää lämpöenergiaa, jota voidaan hyödyntää lämmöntuotannossa. Maalämpöä voidaan kerätä eri- laisilla tekniikoilla kuten lämpökaivoilla, maa- tai vesistöpiireillä (Juvonen ja Lapinlampi 2013). Kerrostaloissa lämmönkeruu toteutetaan kuitenkin lähes poikkeuksetta lämpökai- voilla, koska maa- tai vesistöpiireillä tarvittava pinta-ala kasvaa huomattavan suureksi (Ju- vonen ja Lapinlampi 2013, 26). Suomessa suurin osa maalämmöstä kerätään lämpökaivoilla ja ainoastaan pieni osa vesistöpiireillä; Noin 85 % lämmönkeruusta tapahtuu lämpökaivoilla, noin 14 % maapiireillä ja vain noin 0,5 % vesistöpiireillä. (Majuri 2018).
3.1 Maalämpöpumpun toiminta
Maalämpöpumpulla kerätään maahan sitoutunutta lämpöenergiaa rakennusten tarpeisiin sähkön avulla. Lämpökaivossa on lämmönkeruunestettä sisältäviä putkia, jotka vievät kyl- mää nestettä alaspäin ja tuovat lämmennyttä nestettä takaisin ylös. Lämmönkeruunesteenä käytetään usein 28 % vesi-etanoliseosta, jonka pakkasenkestävyys on -17 ºC (Majuri 2018).
Näitä lämmönkeruunestettä käyttäviä järjestelmiä kutsutaan suljetuiksi piireiksi, jotka ovat yleisesti käytettyjä Suomessa. Avoimen piirin järjestelmä käyttää pohjavettä, joka pumpa- taan maanpinnalle käytettäväksi lämpöpumpussa, jonka jälkeen se palautetaan takaisin poh- javedeksi tai pintavesistöihin (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 9.)
Kun lämmönkeruuneste on kiertänyt lämpökaivon putken ja palaa takaisin ylös, johdetaan neste höyrystimeen, jossa energia siirtyy lämpöpumpun kylmäainepiiriin. Kylmäaine siirtyy kompressorin kautta lauhduttimelle, jossa kylmäaineessa oleva lämpöenergia siirtyy raken- nuksen lämmityspiiriin, jossa kiertää tavallista vettä. Kylmäaine palautuu paisuntaventtiilin kautta takaisin höyrystimelle ja kylmäaineen kierto jatkuu. Kompressorissa kylmäaine pu- ristuu höyryksi, jolloin lämpötila kasvaa. Paisuntaventtiilissä kylmäaineen painetta alenne- taan, jolloin kylmäaineen lämpötila laskee. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 10-12.) Kuvasta 2 selviää lämpöpumpun toimintaperiaate.
Kuva 2. Lämpöpumpun toimintaperiaate (mukaillen Juvonen ja Lapinlampi 2013, 12)
Maalämpöpumpun toiminnan tehokkuutta kuvaa COP-arvo (coefficient of performance).
COP-arvo kertoo kuinka monta yksikköä lämpöenergiaa lämpöpumppu antaa, kun siihen syötetään yksi yksikkö sähköä. Maalämpöpumpulle tehokerroin on yleensä 2,5 ja 3,5 välillä.
(Motiva 2020b.)
3.2 Maalämmön vahvuudet ja heikkoudet
Maalämmön hyödyntämisen riskit linkittyvät usein pohjaveteen. Koska lämpökaivoa varten täytyy porata syvä reikä maahan, on riski pohjaveden pilaantumiselle olemassa. Pohjavesi
voi pilaantua, jos huonolaatuinen maa-aines pääsee sekoittumaan hyvälaatuisen pohjaveden kanssa. Tämän vuoksi on tärkeää tietää, onko alueella mahdollista suorittaa kaivuutöitä. Me- ren läheisyydessä suolaisen pohjaveden sekoittuminen puhtaaseen pohjaveteen on mahdol- lista. Porauksen seurauksena on myös mahdollista, että pohjaveden virtausolosuhteet muut- tuvat, jolloin pohjaveden määrä voi muuttua ja lähialueen kaivot voivat tyhjentyä. Toisaalta on mahdollista, että lähialueen kaivojen vedenantoisuus paranee. Porareiän huuhtelu saattaa kuljettaa hienomaa-ainesta pohjaveteen, jolloin vaikutukset näkyvät myös kaivovedessä.
Usein tällaiset ongelmat ovat lyhytikäisiä ja lähtevät pois runsaalla veden juoksuttamisella.
(Juvonen ja Lapinlampi 2013, 40-42.)
Jos alueella pohjavesi on paineellista, voi lämpökaivon poraaminen aiheuttaa ongelman, kun poratusta reiästä alkaa tulla paineella vettä. Tämä muodostuu ongelmaksi, jos paineellista pohjavettä ei saada johdettua pois alueelta. Maaperän kantavuus voi heikentyä ja alueella olevia rakennuksia voi sortua. Valuva pohjavesi voi myös aiheuttaa vesivahinkoja kiinteis- töllä. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 43.)
Lämmönkeruunesteen vuotaminen lämpökaivossa aiheuttaa usein muutoksia pohjaveden pH-pitoisuuksissa ja mikrobimäärissä. Lämmönkeruunesteen vuotaminen pohjaveteen ai- heuttaa usein lähialueen kaivojen muuttumisen käyttökelvottomiksi ainakin hetkellisesti. Jos vuodot ovat olleet pieniä, ovat vaikutuksetkin jääneet vähäisiksi ja lyhytaikaisiksi. Vaiku- tukset kaivoveden laatuun ovat voineet kestää myös yli vuoden, jos lämmönkeruunesteen vuotomäärät ovat olleet yli 50 litraa. Usein vuotoihin liittyneet ongelmat ovat olleet van- hoissa järjestelmissä, joissa käytetyt putkijärjestelmät ovat olleet metallia, jolloin korroosio on aiheuttanut vuotoja. Nykyisissä järjestelmissä materiaalina käytetään muoviosia, jolloin korroosiota ei esiinny. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 41-42.)
Radon voi aiheuttaa ongelman sisäilmassa, jos lämpökaivoja ei ole eristetty tarpeeksi hyvin.
Radon liikkuu maanpinnan läpi rakoja pitkin lämpökaivoon ja lämpökaivo johtaa radonia maanpinnalle. Jos lämpökaivon putket eivät ole tarpeeksi hyvin tiivistettyjä voi radonia siir- tyä sisäilmaan. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 44.) Taulukkoon 1 on kerätty nelikenttätarkas- teluun maalämmön hyötyjä, ongelmia, mahdollisuuksia ja uhkatekijöitä.
Maalämpöpumppua voidaan myös käyttää jäähdytykseen, kun prosessia käytetään toisin- päin. Maahan johdetaan rakennuksesta kerättyä lämpöenergiaa ja rakennukseen tuodaan ta- kaisin viilentynyttä lämmönkeruunestettä. (Motiva 2018b, 13.)
Taulukko 1. Maalämmön hyödyt, ongelmat, mahdollisuudet ja uhkatekijät
Hyödyt
-Energiatehokkuus -Ympäristöystävällisyys -Käyttövarma
-Asiakkaalle helppokäyttöinen
Ongelmat
-Suuret investoinnit
-Ei välttämättä sovi tiheään rakennetulle alueelle
-Pohjoisessa maaperän lämpöenergian vä- hyys
Mahdollisuudet -Jäähdytys
-Yhdistetty lämmitysmuoto esimerkiksi kaukolämmön kanssa
Uhkatekijät
-Pohjaveden pilaantuminen -Maaperän jäähtyminen
3.3 Maalämmön aluekohtaiset vaikutukset
Maalämmön käytössä on otettava huomioon myös aluekohtaiset vaikutukset kuten pohjave- sialueet, geotermisen energian määrä kyseisellä alueella ja maanalaisen rakentamisen vaiku- tus (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 13). Maalämpöjärjestelmä vaatii maankäyttö- ja rakennus- lain mukaisen luvan, jos kunta on rakennusjärjestyksessään näin todennut. Vesilain mukai- nen lupa vaaditaan, jos todetaan, että järjestelmä voi olla vaaraksi vedenotolle tai pohjave- delle. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 14-17.) Kuvasta 3 voidaan nähdä että, Etelä-Suomi on parasta aluetta maalämmön hyödyntämiselle. Yhdeksi ongelmaksi maalämmössä muodos- tuu se, ettei sitä ole saatavilla siellä missä sitä eniten tarvittaisiin, kuten Lapissa.
Maalämpöjärjestelmän hankinnassa tulee ottaa myös huomioon alueen geotermisen energian määrä ja miettiä onko alueelle järkevää asentaa maalämpöpumppua vai onko jokin toinen lämmitysmuoto huomattavasti kustannustehokkaampi ratkaisu. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 30.)
Kuva 3. Geoenergianteho Suomessa 300 metriä syvässä lämpökaivossa (GTK 2019)
Kaupunkialueella tulee huomioida kiinteistön koko ja mahdolliset maanalaiset rakennelmat kuten tunnelit. Kerrostalojen lämmittämiseen tarvitaan useita lämpökaivoja, jotta energian- tarve saadaan tyydytettyä. Lämpökaivojen energiakenttään tulee siis varata tarpeeksi suuri alue, koska lämpökaivoilla tulee olla tarpeeksi suuri etäisyys toisiinsa nähden. Pinta-alan tarvetta voidaan vähentää poraamalla reikiä vinoon. (Juvonen ja Lapinlampi 2013, 26.) Vi- noon poratut lämpökaivot voivat tosin aiheuttaa ongelmia naapurikiinteistölle estämällä maanalaisen rakentamisen kokonaan. Porareikiä voidaan joutua poistamaan käytöstä ja täyt- tämään betonilla. Myös vahingossa vinoon porattu lämpökaivo joudutaan täyttämään. (Ju- vonen ja Lapinlampi 2013, 44.)
4 Kaukolämpö
Kaukolämmöllä tarkoitetaan usein sähkön- tai teollisentuotannon sivutuotteena syntynyttä lämpöenergiaa, jota käytetään hyödyksi rakennusten lämmittämisessä. Koska tätä sivutuot- teena syntynyttä lämpöenergiaa hyödynnetään, saadaan tuotantolaitosten hyötysuhde suu- remmaksi kuin tilanteessa, jossa lämmölle ja sähkölle olisi erikseen omat tuotantolaitokset.
Tällaista tekniikkaa kutsutaan sähkön ja lämmön yhteistuotannoksi (Combined heat and po- wer, CHP). Kaukolämpöä voidaan myös tuottaa omissa lämmöntuotantolaitoksissa, joissa usein pyritään käyttämään paikallisia polttoaineita kuten puuta tai muuta biomassaa. Myös teollisuudessa syntyvää hukkalämpöä voidaan käyttää hyväksi lämpöpumppujen avulla, ja siirtää näin hukkalämpö kaukolämpöverkkoon. (Motiva 2012b.)
4.1 Kaukolämpötekniikan esittely
Kaukolämpöverkossa kiertävä lämmitetty vesi siirtyy asiakkaalle, missä se lämmittää asiak- kaan käyttö- ja lämmitysveden. Kun kaukolämpövesi kiertää asiakkaan lämmönvaihtimissa, se luovuttaa ensin lämpöenergiaa asiakkaan järjestelmään, jonka jälkeen se palaa takaisin tuotantolaitokselle uudelleen lämmitettäväksi. Kaukolämpöverkossa kiertävä vesi ei siis se- koitu asiakkaan veden kanssa (Motiva 2012b.)
Vuonna 2019 kaukolämmön energiajakauma oli seuraavanlainen: Noin 90% energiasta oli polttoaineilla tuotettua ja loppu 10% lämmöntalteenotolla ja lämpöpumpuilla tuotettua. Polt- toaineilla tuotetusta kaukolämmöstä suurin osa, noin 40%, tuotettiin puulla tai muulla bio- massalla. Noin 22% kaukolämmöstä oli tuotettu hiilellä ja noin 15% maakaasulla. Kauko- lämmön hiilijalanjälkeä on saatu pudotettua noin 40% viimeisen 20 vuoden aikana. Kun vuonna 2000 kaukolämmön hiilijalanjälki oli noin 230 gCO2/kWh, niin vuonna 2018 se oli enää noin 136 gCO2/kWh. (Energiateollisuus 2020a, 4.) Kuvasta 4 voidaan nähdä kauko- lämmön energiajakauman kehitys vuodesta 2000 koko Suomessa.
Vuonna 2018 suurin osa asuin- ja palvelurakennuksista käytti lämmitysmuotonaan kauko- lämpöä (Energiateollisuus 2021, 17). Kuitenkin kaukolämpöä käytetään lähinnä kaupun- geissa tai taajamissa, joissa lähettyvillä sijaitsee lämmityslaitos tai CHP-laitos (Kara et al.
2014, 60). Vuonna 2019 Suomesta löytyi 174 kuntaa, joissa hyödynnettiin kaukolämpöä.
Kunnista 132:ssa kaukolämmön pääasiallisena polttoaineena oli biomassa tai muu hiilineut- raaliksi luokiteltu polttoaine (Energiateollisuus 2020a, 2). Uusissa kerrostaloissa kauko- lämpö on yhä suosituin lämmitysmuoto, sen sijaan pientaloissa kaukolämmön käyttö on vä- hentynyt (Energiateollisuus 2021, 19).
Kuva 4. Kaukolämmön ja teollisuuslämmön tuotanto polttoaineittain 2000-2019 (Tilastokeskus 2020)
Kuten kuvasta 4 nähdään, on kaukolämmön polttoaineiden kehitys muuttunut hiilineutraa- limpaan suuntaan. Muutosta selittää osaltaan se, että fossiiliset polttoaineet, kuten öljy, ovat kallistuneet. Kaukolämmön hinnasta noin 30% koostuu veroista. Fossiilisiin polttoaineisiin liittyvien verojen nousun vuoksi kaukolämmöntuottajat ovat siirtyneet käyttämään matala- veroisia polttoaineita eli vähähiilisempiä vaihtoehtoja. (Energiateollisuus 2014.) Esimer- kiksi päästökustannus ja vero turpeelle ovat nousseet parissa vuodessa noin 4 €/MWh:sta noin 18 €/MWh (Energiateollisuus 2021, 14). Lappeenrannassa kaukolämmön polttoaineina käytetään vähähiilisempiä vaihtoehtoja verrattuna Suomessa keskimäärin tuotettuun kauko- lämpöön (Lappeenrannan energia 2021). Kuvasta 5 nähdään Lappeenrannassa tuotetun kau- kolämmön polttoainejakauma vuonna 2020.
Kuva 5. Lappeenrannassa tuotetun kaukolämmön energialähteet vuoden 2020 aikana (mukaillen Lappeenran- nan energia 2021)
4.2 Kaukolämmön vahvuudet ja heikkoudet
Kaukolämmössä myyntivaltteina ovat pienet investoinnit ja helppokäyttöisyys asiakkaan osalta, koska asiakkaalta ei vaadita käyttö- eikä huoltotöitä. Toisaalta kaukolämmöllä on korkeat perusmaksut. Kaukolämmön hyötyjä, mahdollisuuksia ja ongelmia on tarkasteltu taulukossa 2.
Kaukolämpöyhtiöt voivat tarjota kesäisin kaukojäähdytystä, eli viilennettyä vettä, joka kier- tää asiakkaan lämmitysjärjestelmissä sitoen itseensä ylimääräistä lämpöenergiaa. Viileää vettä saadaan esimerkiksi järvistä tai meristä. Asiakkaan lämmitysjärjestelmässä lämmennyt vesi johdetaan kaukolämpöverkkoon. Kaukojäähdytystä on tosin saatavilla ainoastaan suu- rissa kaupungeissa, joissa asiakkaiden määrä on tarpeeksi suuri. (AFRY 2020.)
71%
16,20%
7,45%
5,20% 0,15%
Biopolttoaineet
Maakaasu
Turve
Teollisuuden sekundaarilämpö
Kevyt polttoöljy
Taulukko 2. Kaukolämmön hyödyt, ongelmat, mahdollisuudet ja uhkatekijät (mukaillen Koskelainen et al.
2006, 25)
Hyödyt
-Energiatehokkuus -Ympäristöystävällisyys
-Tuotanto voidaan jakaa tehokkaasti eri tuo- tantomuotojen kesken
-Käyttövarma
-Asiakkaalle helppokäyttöinen
Ongelmat
-Suuret kulutusvaihtelut vuodenaikojen vä- lillä
-Ei sovellu harvaan asutuille alueille -Siirtohäviöt
Mahdollisuudet
-Edulliset ja vähäpäästöiset polttoaineet -Yhteistuotanto hyödyttää myös sähkön tuo- tantoa
-Mahdollisuus käyttää prosessien jäteläm- pölähteitä
-Kaukojäähdytys
-Matalalämpötilaisen lämmön hyödyntämi- nen
Uhkatekijät -Epäterve kilpailu -Epäterve sääntely
-Lämmitysratkaisun valitsee rakennuttaja, ei loppukäyttäjä
4.3 Kaukolämmön aluekohtaiset vaikutukset
Kaukolämpöä ei voida kuljettaa pitkiä matkoja lämpöhäviöiden ja infrastruktuurin takia. Pit- kät kuljetusmatkat vaatisivat pitkiä kaukolämpöputkia, joissa siirrosta aiheutuvat lämpö- ja painehäviöt kasvaisivat suuriksi. Tämän takia kaukolämpö on kannattavaa tuottaa asiakkai- den läheisyydessä. Suuret CHP-laitokset asutuskeskusten läheisyydessä ovat oivallinen paikka tuottaa kaukolämpöä. Kaukolämpöä ei myöskään ole alueilla, joissa ei ole tarpeeksi asiakkaita, koska lämmityslaitoksen rakentamisen kustannukset ovat yksinkertaisesti liian suuret saatavaan hyötyyn nähden. Kaukolämpöä tarjoaa usein ainoastaan yksi yhtiö tietyllä alueella, joten kilpailu voi olla epätervettä (Koskelainen et al. 2006, 25).
5 Kustannusten ja hiilijalanjäljen laskenta
Tässä työssä käytetään laskennassa esimerkkikerrostaloa, jonka vuotuinen energiantarve ti- lojen ja käyttöveden lämmitykseen on noin 600 MWh. Esimerkkikerrostalossa lämmitetty pinta-ala on 6700 m2. Kerrostalon asuntojen lukumäärä on 80. (Energiateollisuus 2021b.) Oletetaan, että esimerkkitalo sijaitsee Lappeenrannassa. Tässä työssä tarkoituksena on las- kea lämmitysjärjestelmien hinnat, kun otetaan huomioon alkuinvestoinnit, käyttö- ja huolto- kustannukset. Työssä lasketaan kustannukset molemmille järjestelmille 20 vuoden tarkaste- lujaksolle.
5.1 Maalämmön kustannukset
Maalämmön kustannuksista suurin osa menee alkuinvestointiin, toisaalta alkuinvestoinnin jälkeen käyttö- ja huoltokustannukset ovat suhteellisen pieniä. Maalämpöjärjestelmän kus- tannus voi olla jopa 100 000–300 000 €, kun järjestelmä asennetaan kerrostaloon (Urakka- maailma.fi ja Tielinen 2020, 64) Oletetaan tässä työssä investoinnin suuruudeksi 300 000 €.
Oletetaan sähkön hinnaksi 10 snt/kWh (Tilastokeskus 2021). Oletetaan, että kerrostaloon asennetaan 3x125 ampeerin pääsulakkeet maalämpöpumpun toimintaa varten. Sähköliitty- män maksuksi tulee tällöin 13 230 € (Caruna 2020). Oletetaan tässä työssä maalämpöpum- pun tehokertoimen COP olevan 3.
Lämpöpumpun tehokerroin COP lasketaan kaavalla 1 (Motiva 2014, 17).
𝐶𝑂𝑃 =Φ 𝑃
(1)
jossa Φ on tuotettu lämpöenergia [MWh] ja P käytetty sähköenergia [MWh].
Koska kerrostalo tarvitsee lämmitykseen 600 MWh lämpöenergiaa vuodessa, voidaan kaa- vasta 1 ratkaista tarvittava sähkömäärä. Ratkaistaan kaavasta 1 tarvittava sähköenergia P
𝑃 = Φ 𝐶𝑂𝑃
(2)
𝑃 =600 𝑀𝑊ℎ
3 = 200 𝑀𝑊ℎ
Lasketaan seuraavaksi tarvittavan sähkön kustannukset, kun oletetaan sähkön keskimää- räiseksi hinnaksi 10 snt/kWh.
𝐸 = 𝑠 × 𝑃 (3)
Jossa E on kustannus [€] ja s on sähkönhinta [€/kWh].
𝐸 = 0,10 €
𝑘𝑊ℎ× 200 000 𝑘𝑊ℎ = 20 000 €
Maalämmön sähkönkäyttökustannukset vuodessa tyyppikerrostalolle ovat siis 20 000 €.
Käyttökustannuksiin tulisi ottaa myös huomioon mahdollinen maalämpöpumpun kompres- sorin uusiminen, joka tulee vaihtaa noin 15-30 vuoden välein. Kompressorin vaihdon kus- tannukseksi syntyy noin 2000-3000 € (Motiva 2020a). Otetaan laskennassa huomioon, että kompressori uusitaan kerran tarkastelujaksolla ja kustannukseksi tulee 3000 €.
Maalämmön kokonaiskustannuksiksi tulee 20 vuoden aikana siten 300 000 € + 13 230 € + 3000 € + 20 × 20 000 € = 716 530 €.
Maalämmön kannattavuutta laskiessa kannattaa ottaa huomioon mahdollinen sähkönhinnan kehitys. Nykyisellään sähkön hinta on ollut nousujohteista viimeisen kymmenen vuotta, ku- ten kuvasta 6 voidaan nähdä. Kannattavuuslaskelmia tehdessä voi olla järkevää laskea hinta käyttäen hieman korkeampaa sähkön hintaa kuin se nykyisellään on, tai laskea kaavalla, joka arvioi vuosittaista sähkönhinnan nousua. Tässä työssä käytetyissä kaavoissa ei ole otettu huomioon mahdollisia hintojen nousua.
Kuva 6. Sähkön hintakehitys yritys- ja yhteisöasiakkaille vuosina 2009-2021 (Tilastokeskus 2021)
5.2 Kaukolämmön kustannukset
Kaukolämmössä kustannukset koostuvat liittymismaksusta, teho- tai perusmaksusta ja ener- giamaksusta. Liittymismaksu maksetaan nimensä mukaisesti liityttäessä kaukolämpöverk- koon. Liittymismaksun suuruuteen vaikuttavat etäisyys lämmityslaitoksesta ja kiinteistön koko. Maksulla on tarkoituksena kattaa kaukolämpöverkon rakentamiskustannuksia. Teho- tai perusmaksulla tarkoitetaan liittymän koon mukaisesti maksettavaa maksua. Energia- maksu tarkoittaa käytettyyn energiaan sidonnaista maksua. Kaukolämmön maksut vaihtele- vat alueen ja energiayhtiöiden mukaan. (Motiva 2019.) Kaukolämmön investointiin kuuluu myös lämmönvaihtimen hankinta (Motiva 2020a).
Lappeenrannassa kaukolämpöverkon liittymismaksu pientaloja suuremmille tapauksille las- ketaan aina erikseen perustuen rakennuskustannuksiin, joita kaukolämpöverkolle aiheutuu taloyhtiön liittymisestä (Tielinen 2020, 37). Toisaalta Energiateollisuus ry:n vuoden 2021 kaukolämmön hintatilaston perusteella voidaan sanoa, että 80 asunnon kerrostalolle, jonka energiantarve vuodessa on 600 MWh, liittymismaksu on ollut 22 103 €, joten käytetään tätä lukua laskennassa apuna.
Vuonna 2020 energiamaksu kaikille kohteille Lappeenrannassa oli 70,50 €/MWh (Lappeen- rannan energia 2020a).
Tehomaksu määräytyy kohteen liittymän koon ja kulutetun tehon perusteella, joten se on eri kokoinen eri liittymillä. Tehomaksun hinta esimerkkikerrostalolle on 11,58 €/MWh. (Ener- giateollisuus 2021.)
Kaukolämmön lämmönvaihtimen elinajan odote on 20-30 vuotta ja sen vaihtaminen kustan- taa 5000-6000 € (Motiva 2020a). Oletetaan tässä työssä, että lämmönvaihdin vaihdetaan kerran 20 vuoden aikajänteellä.
Koska kaukolämpöenergia tulee sellaisenaan kerrostaloon, eikä välissä ole mitään laitetta, jolla saataisiin ”ilmaisenergiaa”, käytetään laskennassa suoraan lämmitykseen tarvittavaa energiamäärää. Lasketaan seuraavaksi kerrostalon lämmityskustannus vuodessa, kun ote- taan huomioon teho- ja energiamaksu.
𝐸 = (𝑀𝑇+ 𝑀𝐸) × 𝛷 (4) Jossa MT on tehomaksu [€/MWh] ja ME on energiamaksu [€/MWh].
𝐸 = (11,58 €
𝑀𝑊ℎ+ 70,50 €
𝑀𝑊ℎ) × 600 𝑀𝑊ℎ = 49 248 €
Kerrostalon lämmitys kaukolämmöllä maksaa lähes 50 000 € vuodessa.
Kaukolämpöjärjestelmän alkuinvestoinniksi syntyy liittymismaksu ja kaukolämmönvaihti- men hankkiminen ja asennus. Oletetaan kaukolämmönvaihtimen hankinnan hinnaksi sama kuin järjestelmän uusimisen hinnaksi eli 5000 €. Tyyppikerrostalolle kokonaisinvestoinniksi syntyy siis noin 27 000 €.
Kaukolämmön kokonaiskustannuksiksi 20 vuoden aikana tulee siis 20 × 49 248 € + 27 103
€ + 5000 € = 1 017 063 €.
Myös kaukolämmön kustannustarkasteluun kannattaa huomioida kaukolämmön hintakehi- tys, joka on ollut nousujohteista viimeisen kymmenen vuoden aikana kuten kuvasta 7 voi- daan todeta. Tässä työssä mahdollista hinnannousua ei ole huomioitu.
Kuva 7. Kaukolämmön hintakehitys viimeisen 10 vuoden aikana Suomessa (Energiateollisuus 2021c)
5.3 Maalämmön hiilijalanjälki
Maalämpöpumpun aiheuttamat päästöt syntyvät pumpun rakennus- ja käyttövaiheessa. Ra- kennusvaiheessa päästöjä aiheuttavat esimerkiksi itse lämpöpumpun ja lämmönkeruupiirien rakentaminen. Käyttövaiheessa lämpöpumppu kuluttaa sähköä ja sähköntuotanto aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä. Tässä työssä lasketaan ainoastaan maalämpöpumpun käyttämän säh- kön tuottamat hiilidioksidipäästöt. Suomessa keskimääräinen CO2-päästökerroin sähköntuo- tannolle on vuosien 2017, 2018 ja 2019 liukuvana keskiarvona laskettuna 131 kgCO2/MWh (Motiva 2021a). Koska tiedetään, että rakennuksen lämmön tarve on 600 MWh vuodessa, voidaan COPin kautta laskea maalämpöpumpun tarvitsema sähköntarve. Käytetään kaavaa 1 hiukan muutettuna.
𝑃 =600 𝑀𝑊ℎ
3 = 200 𝑀𝑊ℎ Seuraavaksi voidaan laskea itse hiilijalanjälki:
𝑋 = 𝐶 × 𝑃 (5) Jossa X on hiilijalanjälki [kgCO2] ja C on päästökerroin [kgCO2/MWh].
𝑋 = 131𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝑀𝑊ℎ × 200 𝑀𝑊ℎ = 26 200 𝑘𝑔𝐶𝑂2
Kyseisen kerrostalon lämmittäminen maalämpöpumpulla aiheuttaa siis noin 26 tuhatta kilo- grammaa CO2-päästöjä vuodessa.
Suomessa tuotetun sähkön päästöt ovat laskeneet vuodesta 2003 lähtien kuten kuvasta 8 voi- daan huomata. Tähän syynä ovat nousseet polttoainemaksut fossiilissa polttoaineissa ja päästöoikeuksien kohonnut hinta. Tavoitteena Suomella on pienentää huomattavasti sähkön- tuotannon päästöjä vuoteen 2030 mennessä. (Energiateollisuus 2020d.)
Kuva 8. Suomessa tuotetun sähkön ominaispäästöt vuosina 2000-2018 (Tilastokeskus 2018)
5.4 Kaukolämmön hiilijalanjälki
Lappeenrannassa kaukolämmön CO2-päästökerroin on 68 kgCO2/MWh (Lappeenrannan energia 2021). Koko Suomen keskiarvo kaukolämmön päästökertoimelle on 127 kgCO2/MWh (Lappeenrannan energia 2021 & Energiateollisuus 2021, 8). Lasketaan työssä molemmilla arvoilla aiheutuvat päästöt. Käytetään kaavaa 5 hieman muutettuna.
0 50 100 150 200 250 300 350
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Ominaishiilidioksidipäästöt [gCO2/kWh]
𝑋 = 𝐶 × Φ (6) Jossa Φ on kaukolämmöstä saatu lämmitysenergia [MWh].
𝑋 = 68𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝑀𝑊ℎ × 600 𝑀𝑊ℎ = 40 800 𝑘𝑔𝐶𝑂2
Kerrostalon lämmitys Lappeenrannan kaukolämmön päästökertoimella aiheuttaa noin 41 tu- hatta kilogrammaa hiilidioksidipäästöjä vuodessa. Lasketaan seuraavaksi koko Suomen kes- kimääräisellä päästökertoimella.
𝑋 = 127𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝑀𝑊ℎ × 600 𝑀𝑊ℎ = 76 200 𝑘𝑔𝐶𝑂2
Suomen keskimääräisellä kaukolämmön päästökertoimella saadaan tulokseksi lähes kaksin- kertainen määrä päästöjä.
Kaukolämmön päästökehitys on ollut laskevaa viimeisten vuosikymmenien aikana kuten kuvasta 9 voidaan todeta. Päästöjä aiotaan pudottaa jatkossakin, tavoitteena on saada pie- nennettyä päästöjä 80% vuoteen 2030 mennessä, kun vertailukohtana on vuoden 2017 arvo.
Kaukolämmön tuotannossa käytetään yhä enemmän vähäpäästöisiä polttoaineita ja järjestel- miä on kehitetty tehokkaammiksi. Suurin vaikuttaja päästöjen pienentämiselle on ollut pääs- töoikeuksien kohonnut hinta. (Motiva 2021b.)
Kuva 9. Kaukolämmön päästökehitys Suomessa (Energiateollisuus 2021, 8)
6 Tulokset
Seuraavaan taulukkoon on koottu molempien lämmitystekniikoiden kustannuksia ja päästö- potentiaalit.
Taulukko 3. Esimerkkikerrostalon kustannukset ja päästöt maa- ja kaukolämmöllä
Kaukolämpö Maalämpö
Alkuinvestointi Liittymismaksu 22 103 €, lämmönvaihtimen hankinta ja asennus 5000 €
Maalämpöpumpun ja keruu- piirin hankinta ja asentami- nen 100 000–300 000 €, sähköliittymämaksu 13 230
€ Käyttökustannukset 49 248 €/a, kun kaukoläm-
mön hinta on 82,08 €/MWh
20 000 €/a, kun sähkön hinta on 10 snt/kWh
Huoltokustannukset Lämmönvaihtimen uusimi- nen 5000 €
Maalämpöpumpun komp- ressorin uusiminen 2000–
3000 €
Päästöt 40 800 kgCO2/a, kun kauko-
lämmön päästökerroin on 68 kgCO2/MWh
26 200 kgCO2/a, kun sähkön päästökerroin on 131 kgCO2/MWh
Kokonaiskustannus 20 vuo- den aikana
1 017 063 € 716 530 €, kun alkuinves- tointi on 300 000 €
Taulukosta 3 voidaan todeta, että tehdyillä oletuksilla ja yksinkertaistuksilla maalämpö vai- kuttaa päihittävän kaukolämmön jokaisessa tutkittavassa kohdassa. Tarkastelua tehtäessä tu- lee kuitenkin muistaa, että tässä työssä lasketut arvot ovat tyyppirakennukselle, eikä näin ollen anna kuin suuntaa antavaa neuvoa maalämmöstä ja kaukolämmöstä. Jokaiselle raken- nuskohteelle tulisi aina erikseen selvittää ja laskea eri lämmitysmuotojen kannattavuus, jotta saataisiin realistisia arvoja. Taulukon arvot ovat koottu kuvaan 10, jotta niitä olisi helpompi vertailla keskenään.
Kuva 10. Lämmitysmuotojen kustannukset esitettynä yhdessä kuvaajassa
Maalämmön suhteen tulee kuitenkin muistaa, että alkuinvestointi on huomattavasti suurempi kuin kaukolämmössä. Työssä käytetty summa investointiin on todennäköisesti huomatta- vasti alakanttiin, koska investointilaskelmia ei löytynyt näin suuren kokoluokan kerrosta- lolle. Investoinnit voivat siis nousta jopa kaksinkertaiseksi käytetystä arvosta. Maalämmössä on asiakkaalla myös suurempia riskejä verrattuna kaukolämpöön, tästä esimerkkinä pohja- vesien pilaantuminen ja maaperän jäähtyminen. Maalämmön kustannukset voivat myös yl- lättävästi nousta, jos käy ilmi, että maaperän laatu ei olekaan sitä mitä oletettiin, ja keruupii- rin laajuutta joudutaan kasvattamaan. Maalämpöä ei myöskään voi käyttää pohjavesialueilla pilaantumisriskin takia. Kaupunkialueilla ei välttämättä mahduta rakentamaan riittäviä ke- ruupiirejä kerrostaloille.
Kaukolämmön riskeinä ovat mahdolliset katkot lämmöntoimituksessa, mutta tähän men- nessä lämmöntoimitus on ollut vuodessa keskimäärin 2 tuntia keskeytyneenä, eli lämmön- toimitus on ollut lähes 100 prosenttisen toimintavarmaa (Energiateollisuus 2020b, 2). Ku- vasta 11 voidaan nähdä viimeisten vuosien keskimääräiset lämmönjakelun keskeytysajat per asiakas. Kaukolämmön mahdollisiin riskeihin kuuluvat myös hinnan mahdollinen nousu, mutta tähän mennessä hinnan kehitys on ollut tasaista kuten kuvasta 7 voidaan nähdä.
27103 €
49248 €
5000 € 313230 €
20000 €
3000 € 0 €
50000 € 100000 € 150000 € 200000 € 250000 € 300000 € 350000 €
Investointi Käyttökustannukset/a Huoltokustannukset
Kaukolämpö Maalämpö
Kuva 11. Kaukolämmön keskimääräinen keskeytysaika per asiakas vuosina 2007-2019 (Energiateollisuus 2020b)
Maalämmön käytössä riskinä ovat mahdolliset sähkökatkot, jolloin lämpöpumput lakkaavat toimimasta. Kuitenkin kuvasta 12 voidaan nähdä keskimääräisen sähkökatkon pituuden ole- van suhteellisen lyhyt, varsinkin asemakaava-alueella, joten kovinkaan suurta riskiä ei ole.
Asemakaava-alueen ulkopuolella sähkökatkojen aiheuttamat lämpökatkot voivat aiheuttaa suuriakin ongelmia, jos sähköntoimituksen palautuminen kestää liian kauan.
Kuva 12. Sähkönjakelun keskimääräinen keskeytysaika vikatilanteessa (Energiateollisuus 2020c)
Vaikka kaukolämmöstä aiheutuvat päästöt ovat tällä hetkellä suuremmat kuin maalämmön aiheuttamat, tulee muistaa, että kaukolämmöstä on tavoitteena saada lähes päästötöntä vuo- teen 2030 mennessä. Tällä hetkellä joissain kunnissa voi jo ostaa hiilineutraalia kaukoläm- pöä, esimerkiksi Lappeenrannassa (Lappeenrannan energia 2020b). Vaikka maalämmön hyödyntämisen aiheuttamat päästöt syntyvät sähkön käytöstä tulee muistaa, että tavoitteena
on saada Suomessa tuotetun sähkön päästöjä laskettua merkittävästi (Ympäristöministeriö).
Voidaankin todeta, että päästöjen vertaileminen on hieman turhaa, koska tulevaisuudessa molemmat tekniikat voidaan laskea lähes päästöttömiksi.
Maalämpöpumppu käyttää lämmönkeruuseen sähköä, joten sähkön hinnan nousulla on iso vaikutus maalämmön kannattavuuteen. Jos sähkön hinta nousee huomattavasti ja kaukoläm- mön hinta laskee tai pysyy samana, on mahdollista, että maalämpöpumppujärjestelmän hankkiminen ei ole kannattava vaihtoehto. Kuvaan 13 on tehty herkkyystarkastelu, josta voi- daan nähdä kuinka paljon sähkön hinnan tulee olla, jotta maalämpö tulee kalliimmaksi kuin kaukolämpö. Oletuksena kaukolämmön kustannukset pysyvät samoina. Maalämmön osalta investointi ja huoltokustannukset pysyvät samoina.
Kuva 13. Maalämmön kustannus 20 vuoden tarkastelujaksolla, kun sähkön hinta muuttuu (kaukolämmön hin- takomponentit pysyvät samoina)
Lämpöpumppua hankkiessa tulee ottaa myös huomioon pumpun tehokkuus eli COP. Mitä pienempi COP sitä huonompi hyötysuhde lämpöpumpulla on. COP vaihtelee riippuen pii- rille tulevan lämmönkeruunesteen lämpötilasta. Koska maan lämpötila pysyy lähes samana ympäri vuoden, voidaan maalämpöpumpun COP:in olettaa pysyvän lähes samansuuruisena
400000 € 500000 € 600000 € 700000 € 800000 € 900000 € 1 000000 € 1 100000 € 1 200000 €
5 10 15 20 25
Kustannus 20 vuoden aikana
Sähkön hinta [snt/kWh]
Kaukolämpö Maalämpö
(Motiva 2018b, 27). COP:ille vaihtoehtoina ovat vuotuinen lämpökerroin SCOP (Seasonal Coefficient of Performance) ja kausilämpökerroin SPF (Seasonal Performance Factor).
SCOP ottaa huomioon lämmitystarpeen eri ulkolämpötiloissa ja saatavan ilmaisenergian vuoden ajalta eri lämpötiloissa, eli esimerkiksi auringonvalon vaikutuksen lämmitykseen.
SPF-arvo ilmoittaa saadun lämpöenergian määrän suhteessa käytettyyn sähköenergiaan.
SPF-arvo kuvaa paremmin lämpöpumpun hyötysuhdetta, koska se ilmoittaa koko lämmitys- kauden ajalta tuotetun lämpöenergian, eikä ainoastaan hetkellistä lämpötilariippuvaista tuot- tosuhdetta. (Motiva 2018b, 33-34.)
7 Yhteenveto ja johtopäätökset
Tässä työssä tarkoituksena oli tarkastella uuden kerrostalon lämmitysjärjestelmiä ja vertailla niitä. Työn tarkoituksena on myös tarjota apuvälineitä laskentaan ja tarkasteluun. Tarkastel- taviksi lämmitysmuodoiksi valittiin maalämpö ja kaukolämpö. Molemmille lämmitysmuo- doille laskettiin kustannukset 20 vuoden ajalle, kun otettiin huomioon investointi, käyttö- ja huoltokustannukset. Lämmitysmuodoille laskettiin myös yhden vuoden ajalta syntyvät pääs- töt. Lopuksi saadut tulokset taulukoitiin ja arvioitiin kumpi tekniikka olisi kannattavampaa asentaa uuteen kerrostaloon. Lopuksi pohdittiin molempien tekniikoiden hyviä ja huonoja puolia.
Saaduista tuloksista voitiin päätellä maalämmön tuottavan pienemmät hiilidioksidipäästöt, mutta tämä riippuu paljolti käytetystä energiasta. Lappeenrannassa on mahdollista ostaa päästötöntä kaukolämpöä, joten kaukolämmöllä voidaan lämmittää päästöttömästi, kun va- litaan oikea sopimus. Toisaalta Lappeenrannassa on myös mahdollista ostaa päästötöntä säh- köä, joten voidaan ajatella, että molemmilla tekniikoilla on mahdollista lämmittää päästöt- tömästi tai lähes päästöttömästi.
Kustannusten osalta maalämpö tuli tehdyillä oletuksilla halvemmaksi lämmitysvaihtoeh- doksi. Laskentaan kuitenkin liittyy epävarmuutta, koska maalämmön investoinnin suuruu- teen vaikuttavat useat tekijät, kuten sijainti, maaperä ja lämmöntarve. Tässä työssä esitetty arvio maalämmön investoinnille on todennäköisesti alakanttiin, joten tuloksia tulee tarkas- tella kriittisesti. Työssä ei ole myöskään huomioitu kummallekaan tekniikalle mahdollisia lisähuoltokustannuksia tai käyttömaksujen nousua.
Saaduista tuloksista voitiin päätellä maalämmön olevan parempi vaihtoehto esimerkkiker- rostalon lämmitysmuodoksi. Kuitenkin lämmitysvaihtoehtoja tutkiessa tulee ottaa huomioon useita tekijöitä, eikä esimerkkikerrostalolle saadut tulokset välttämättä sovi muille kerrosta- loille. Kaikille rakennuskohteille tulee laskea energia- ja kustannuslaskennat erikseen, jotta saadaan tarkkaa tietoa siitä, mikä on paras lämmitysmuoto kyseiselle rakennukselle.
Lähteet
AFRY. 2020. Hukkalämmöstä jäähdytystä – mitä on kaukokylmä? [verkkosivu]. [viitattu 21.11.2021]. Saatavissa: https://afry.com/fi-fi/artikkeli/hukkalammosta-jaahdytysta-mita- kaukokylma
Caruna. 2020. Liittymismaksuhinnasto. [verkkodokumentti]. [viitattu 12.1.2022]. Saata- vissa: https://images.caruna.fi/liittymismaksuhinnasto_caruna_oy_1.12.2020.pdf
Energiateollisuus. 2014. Energiavuosi 2013 Kaukolämpö: Puusta tuli kaukolämmön tärkein energialähde. [verkkosivusto]. [viitattu 1.11.2021]. Saatavissa: https://www.epressi.com/tie- dotteet/paperiteollisuus/energiavuosi-2013-kaukolampo-puusta-tuli-kaukolammon-tarkein- energialahde.html
Energiateollisuus. 2020a. Kaukolämpötilasto 2019. [verkkodokumentti]. [viitattu 28.10.2021] Saatavissa: https://energia.fi/files/5384/Kaukolampotilasto_2019.pdf
Energiateollisuus. 2020b. Kaukolämmön keskeytystilasto 2019. [verkkodokumentti]. [vii- tattu 16.11.2021]. Saatavissa: https://energia.fi/files/5328/Kaukolammon_keskeytysti- lasto_2019.pdf
Energiateollisuus. 2020c. Keskeytystilasto 2019. [verkkodokumentti]. [viitattu 12.1.2022].
Saatavissa: https://energia.fi/files/4972/Sahkon_keskeytystilasto_2019.pdf
Energiateollisuus. 2020d. Energia-alan vähähiilisyyskartta. [verkkodokumentti]. [viitattu 12.1.2022]. Saatavissa: https://energia.fi/files/4946/Energia-alan_vahahiilisyystie- kartta_2020.pdf
Energiateollisuus. 2021a. Energiavuosi 2020 – Kaukolämpö. [verkkodokumentti]. [viitattu 31.10.2021]. Saatavissa: https://energia.fi/files/5650/Kaukolam- povuosi_2020_netti_kj_paivitetty_20210318.pdf
Energiateollisuus. 2021b. Kaukolämmön hintatilasto. [verkkosivu]. [viitattu 8.11.2021]. Päi- vitetty 21.9.2021. Saatavissa: https://energia.fi/uutishuone/materiaalipankki/kaukolam- mon_hintatilasto.html#material-view
Energiateollisuus. 2021c. Kaukolämmön hintagraafit. [verkkodokumentti]. [viitattu 16.11.2021]. Päivitetty 22.9.2021. Saatavissa: https://energia.fi/uutishuone/materiaali- pankki/kaukolammon_hintagraafit.html#material-view
Euroopan komissio. 2016. Komission tiedonanto Euroopan parlamentille, neuvostolle, Eu- roopan talous- ja sosiaalikomitealle ja alueiden komitealle – lämmitystä ja jäähdytystä kos- keva EU:n strategia. [verkkodokumentti]. [viitattu 1.11.2021]. Saatavissa: https://ec.eu- ropa.eu/transparency/documents-register/detail?ref=COM(2016)51&lang=fi
GTK. 2019. Geoenergian ja geotermisen energian potentiaalikartoitukset: Suomessa on val- tava puhtaan energian varasto. [verkkoartikkeli]. [viitattu 29.9.2021]. Saatavissa:
https://www.gtk.fi/ajankohtaista/geoenergian-ja-geotermisen-energian-potentiaalikartoituk- set-suomessa-on-valtava-puhtaan-energian-varasto/
Isännöintiliitto. 2021. Energiabarometri. [verkkodokumentti]. [viitattu 12.1.2022]. Saata- vissa: https://www.isannointiliitto.fi/wp-content/uploads/2021/02/energiabarometri- 2021.pdf
Juvonen Janne, Lapinlampi Toivo. 2013. Energiakaivo Maalämmön hyödyntäminen pienta- loissa. [verkkodokumentti]. [viitattu 29.9.2021]. Saatavissa: https://helda.hel- sinki.fi/bitstream/handle/10138/40953/YO_2013.pdf?sequence=4&isAllowed=y
Kara Mikko et al. 2004. Energia Suomessa – Tekniikka, talous ja ympäristövaikutukset. 3.
painos. Helsinki: Edita Prima Oy. ISBN 951-37-4256-3
Kauppalehti. 2019. Kaukolämpö vai maalämpö? [verkkouutinen]. [viitattu 29.9.2021]. Saa- tavissa: https://www.kauppalehti.fi/kumppaniblogit/energiaremontti/kaukolampo-vai-maa- lampo/64daa846-5eb1-52b2-aedc-be268f05ac06?
Koskelainen Lasse, Saarela Rauli ja Sipilä Kari. 2006. Kaukolämmön käsikirja. 1. Painos.
Helsinki. Energiateollisuus. 566 sivua. ISBN 952-6515-08-1.
Lappeenrannan energia. 2020a. Kaukolämpöhinnasto. [verkkosivu]. [viitattu 8.11.2021].
Päivitetty 14.9.2020. Saatavissa: https://www.lappeenrannanenergia.fi/hinnastot-ja-eh- dot/kaukolampohinnasto
Lappeenrannan energia. 2020b. Vihreällä Kaukolämmöllä ympäristöystävällisempää tule- vaisuutta. [verkkosivu]. [viitattu 17.11.2021]. Saatavissa: https://www.lappeenrannanener- gia.fi/tuotteet-ja-palvelut/vihrealla-kaukolammolla-ymparistoystavallisempaa-tulevaisuutta Lappeenrannan energia. 2021. Kaukolämpöä biovoimalla. [verkkosivu]. [viitattu 14.11.2021]. Saatavissa: https://www.lappeenrannanenergia.fi/tuotteet-ja-palvelut/kauko- lampoa-biovoimalla
Majuri Pirjo. 2018. Technologies and environmental impacts of ground heat exchangers in Finland. Geothermics, 2018: 73. Sivut: 124-132. ISSN 0375-6505.
Motiva. 2012a. Lämpöä omasta maasta [verkkodokumentti]. [viitattu 27.9.2021]. Saata- vissa: https://www.motiva.fi/files/7965/Lampoa_omasta_maasta_Maalampopumput.pdf Motiva. 2012b. Lämpöä kotiin keskitetysti – Kaukolämpö. [verkkodokumentti]. [viitattu 27.9.2021]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/files/7963/Lampoa_kotiin_keskitetysti_Kau- kolampo.pdf
Motiva. 2014. Ylijäämälämmön taloudellinen hyödyntäminen. [verkkodokumentti]. [viitattu 15.11.2021]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/files/13513/Ylijaamalammon_taloudelli- nen_hyodyntaminen_Lampopumppu-_ja_ORC-sovellukset.pdf
Motiva. 2018a. Energiatodistuksen laadintaesimerkki: uusi kerrostalo – Energiatodistusop- paan 2018 liite. [verkkodokumentti]. [viitattu 8.11.2021]. Saatavissa: https://www.mo- tiva.fi/files/16470/Energiatodistuksen_laadintaesimerkki_-_Uusi_kerrostalo.pdf
Motiva. 2018b. Lämpöpumppujen hankintaopas – kunnat ja taloyhtiöt. [verkkodokumentti].
[viitattu: 17.11.2021]. Saatavissa: https://www.motiva.fi/files/14752/Lampopumppu- jen_hankintaopas_kunnat_ja_taloyhtiot.pdf
Motiva. 2019. Kaukolämmön hinta. [verkkosivu]. [viitattu 8.11.2021]. Päivitetty 23.7.2019.
Saatavissa: https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/rakentaminen/lammitysjarjestel- man_valinta/lammitysmuodot/kaukolampo/kaukolammon_hinta
Motiva. 2020a. Lämmitysjärjestelmien elinkaari. [verkkosivu]. [viitattu 15.11.2021]. Päivi- tetty 17.3.2020. Saatavissa: https://www.energiatehokaskoti.fi/suunnittelu/taloteknii- kan_suunnittelu/lammitys/lammitysjarjestelmien_elinkaari
Motiva. 2020b. Maalämpöpumppu, MLP. [verkkosivu]. [viitattu 25.11.2021]. Päivitetty:
11.11.2020. Saatavissa: https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/rakentaminen/lammitys- jarjestelman_valinta/lammitysmuodot/maalampopumppu_mlp
Motiva. 2021a. CO2-päästökertoimet. [verkkosivu]. [viitattu: 14.11.2021]. Saatavissa:
https://www.motiva.fi/ratkaisut/energiankaytto_suomessa/co2-paastokertoimet
Motiva. 2021b. Energiateollisuus ry: Kaukolämmön päästöt vähenevät, energian vähähiili- syystiekartta piti kirjoittaa uusiksi vuodessa. [verkkosivu]. [viitattu 17.11.2021]. Päivitetty 6.5.2021. Saatavissa: https://www.motiva.fi/ajankohtaista/tiedotteet/muut_tiedot- teet/2021/energiateollisuus_ry_kaukolammon_paastot_vahenevat_energian_vahahiilisyys- tiekartta_piti_kirjoittaa_uusiksi_vuodessa.16921.news
Paiho Satu, Saastamoinen Heidi. 2018. How to develop district heating in Finland? Energy Policy, 2018: 122. Sivut: 668-676. ISSN 0301-4125.
Tekniikan Maailma. 2021. Kaukolämpö on jäämässä suosiossa maalämmön ja ilmalämpö- pumppujen taakse. [verkkouutinen]. [viitattu 29.9.2021]. Saatavissa: https://rakennusmaa- ilma.fi/kakolampo-on-jaamassa-suosiossa-maalammon-ja-ilmalampopumppujen-taakse/
Tielinen Annamaria. 2020. Kaukolämmöstä maalämpöön vaihtamisen taloudellinen kannat- tavuus asuintaloissa Lappeenrannassa. Diplomityö. Lappeenrannan-Lahden teknillinen yli- opisto LUT, School of Energy Systems, Energiatekniikka. Lappeenranta. 100 sivua.
Tilastokeskus. 2018. Sähkön ja lämmön tuotannon CO2-päästöt. [verkkosivu] [viitattu 12.1.2022]. Saatavissa: https://pxhopea2.stat.fi/sahkoiset_julkaisut/ener- gia2019/html/suom0011.htm
Tilastokeskus. 2020. Uusiutuvilla polttoaineilla tuotettiin 2019 ensimmäistä kertaa enem- män kaukolämpöä kuin fossiilisilla polttoaineilla [verkkosivu]. Päivitetty 19.11.2020. [vii- tattu 31.10.2021]. Saatavissa: https://www.stat.fi/til/salatuo/2019/salatuo_2019_2020-11- 03_tie_001_fi.html
Tilastokeskus. 2021. Sähkön hinta kuluttajatyypeittäin (sis. sähköenergian, siirtomaksun ja verot). [verkkosivu]. [viitattu 15.11.2021]. Saatavissa:
https://pxnet2.stat.fi/PXWeb/pxweb/fi/StatFin/StatFin__ene__ehi/statfin_ehi_pxt_12gx.px/
Urakkamaailma.fi. Maalämpö taloyhtiöön: Mitä tulee tietää. [verkkosivu]. [viitattu 8.11.2021]. Saatavissa: https://www.urakkamaailma.fi/maalampo-taloyhtioissa
Vaasan sähkö. 2021. Kaukolämmön hinta: Lähilämpö ja ilmastotakuu. [verkkosivu]. [vii- tattu 27.9.2021]. Saatavissa: https://www.vaasansahko.fi/kaukolampo/kaukolammon-hin- nat/
Virta Jari, Pylsy Petri. 2011. Taloyhtiön energiakirja. [verkkodokumentti]. [viitattu 31.10.2021]. Saatavissa: https://issuu.com/mediat/docs/taloyhtion_energiakirja
YLE. 2021. Puhtaampi maalämpö houkuttelee kaukolämmön kallistuessa, mutta sopiiko se juuri sinun taloyhtiöösi? Näillä nyrkkisäännöillä pääset jyvälle. [verkkouutinen]. [viitattu 27.9.2021]. Saatavissa: https://yle.fi/uutiset/3-12112001
Ympäristöministeriö. Hallituksen ilmastopolitiikka: kohti hiilineutraalia Suomea 2035.
[verkkosivu]. [viitattu 18.11.2021]. Saatavissa: https://ym.fi/hiilineutraalisuomi2035
