Miten Helsinki lämmitetään tulevaisuudessa?
Teksti: Juha Karhu, 3/2022. Kuva: Pixabay.
Maailma on energiamurroksessa, jossa fossiiliset poltto- ja raaka-aineet korvataan nopealla tahdilla vähäpäästöisillä energiantuotantomuodoilla ja raaka-aineilla. Suomi pyrkii hiilineutraaliksi vuoteen 2035 mennessä ja hiilinegatiiviseksi pian sen jälkeen. Murros merkitsee myös uusia tapoja lämmittää kodit, teollisuusrakennukset, koulut, sairaalat, jalkapallohallit ja muut sisätilat. Helsingissä kaukolämpöyhtiö Helen Oy, joka lämmittää n. 90 % helsinkiläisistä kodeista, aikaistaa kivihiilestä luopumista. Miten Helsinki siis lämmitetään tulevaisuudessa? Helsinkiläiset vihreät yhdistykset lähtivät pohtimaan asiaa avoimessa seminaarisarjassa, jossa vuoden 2022 aikana esitellään Helsingin lämmittämisen eri vaihtoehdot niin teknologia kuin järjestelmätasolla.
Sähköllä voi lämmittää suoraan, mutta tehokkainta on pumpata sillä lämpöä erilaisista lähteistä: hukkalämmöistä, ilmasta, maaperästä, meri- ja järvivedestä. Helenin ja Helsingin kaupungin tulee ratkaista millä tuotetaan sähkö ja mistä lähteistä lämpö otetaan. Sellainen vaara on kuitenkin olemassa, että kivihiilen korvaamiseksi poltetaan lisää öljyä, puuta tai maakaasua ja siten syödään kivihiilestä luopumisen ilmastohyötyjä. Maakaasu ostetaan suurelta osin Venäjältä, mikä ei tässä maailmanpoliittisessa tilanteessa ole kannatettava suunta. Luontokadon pysäyttäminen vaikeutuu, jos puun polttoa lisätään merkittävästi. Tärkeä kysymys on myös se, mitä tehdään kivihiilestä luopumisen ansiosta vapautuville päästöoikeuksille: myydäänkö vai mitätöidäänkö? Myyminen siirtäisi vastaavat päästöt muualle, mitätöinti tekisi fossiilisten käytöstä kalliimpaa muualla Euroopassa. Helsingissä taloyhtiöt ovat kaukolämmön korkean hinnan takia aktivoituneet energiaremontteihin ja vaihtamaan kaukolämpö maalämpöön ja lämmön talteenottoon poistoilmasta ja jätevesistä eli juurikin pumppaamaan sähköllä lämpöä eri lähteistä hallinnoimaltaan kiinteistöltä. Tähän kehitykseen liittyy tärkeä kysymys siitä, hajautuuko lämmöntuotanto merkittävissä määrin ja kuinka hajatuotanto kytkeytyy, vai kytkeytyykö, kaukolämpöverkkoon.
Näihin kaikkiin ja moniin muihin kysymyksiin haemme vastauksia vuoden 2022 aikana seminaarisarjalla, jonka järjestävät Länsi-Helsingin Vihreät ry, Pohjois-Helsingin Vihreät ry, Helsingin tieteen ja teknologian vihreät ry, Kestävän talouspolitiikan seura ja Helsingin vihreät ry. Seminaarisarjan tilaisuudet ovat avoimia, mutta mietitty erityisesti ajatellen vihreitä aktiiveja, luottamushenkilöitä ja päättäjiä.
Yleisluontoinen, globaaliltakin kannalta aihetta käsittelevä aloitusseminaari “Suuri energiamurros eli miten korvaamme fossiiliset riittävän nopeasti, turvallisesti ja oikeudenmukaisesti?” järjestettiin tiistaina 18.1.2022 (tallenne: Facebook, Youtube).
Näköpiirissä on yhteiskunnan sähköistyminen tuuli-, aurinko ja ydinvoimalla. Akut, vety ja muut energiavarastot tulevat tasaamaan sääriippuvaisten aurinko- ja tuulivoiman vaihteluita. Pohjois-Helsingin vihreiden aktiivi ja Fortumin aurinkoenergiateknologiapäällikkö (virkavapaalla) Eero Vartiainen esitteli energiantuotantoa maailmanlaajuisesti ja Suomessa sekä sitä, miten aurinko-, tuuli- ja ydinvoima rakentaminen suhteutuvat tarpeeseen. Kuten Vartiainen seminaarissa totesi, globaalisti uutta aurinko- ja tuulivoimaa rakennetaan tällä hetkellä sähköntuotantomuodoista kaikkein eniten. Niillä katetaan energiatarpeen kasvu, muttei vielä juurikaan korvata fossiilista tuotantoa. Siksi vähäpäästöiseen sähköntuotantoon investointia pitäisi vielä lisätä merkittävästi. Maailmassa on vielä 700 miljoonaa ihmistä kokonaan ilman sähköä. Oikeudenmukaista on mahdollistaa sähkönkäyttö myös heille. Aurinkosähkö modulaarisena tuotantomuotona soveltunee tähän parhaiten, jos tarvittavien investointien rahoitusmahdollisuuksia lisätään.
Espoon vihreiden varavaltuutettu ja VTT:n johtava tutkija Ville Tulkki keskittyi ydinvoiman mahdollisuuksiin energiamurroksessa. Tulkki maalasi tulevaisuuteen kolmen erilaisen toisiaan täydentävän energian järjestelmän: halvan vaihtelevan energian (aurinko ja tuuli), nopean säätöenergian (akut + vety) sekä vakaan energian (ydinvoima) järjestelmän. Mikäli jokin näistä puuttuu, energiajärjestelmän puhdistaminen päästöistä ja etenkin viimeisistä hiilitonneista tulee erittäin kallliiksi. Ydinvoimaa tultaneen tulevaisuudessa käyttämään monipuolisemmin. Nykyisten isojen sähköntuotantolaitosten lisäksi tullee pienempiä ja sähkön lisäksi teollisuushöyryä, vetyä ja lämpöä tuottavia laitoksia. Teollisuuspolitiikalla on suuri rooli ydinvoiman tulevassa roolissa.
Tuulivoimatuotanto kasvaa voimakkaasti ja on jo nyt halvinta uutta kapasiteettia. On mahdollista, että aurinkoenergian kehitys noudattaa samaa uraa. Lappeenrannan teknillisen yliopiston professori Jero Ahola esitteli aurinkoenergian roolia energiajärjestelmässä. Ahola kertoi aurinkosähköteknologian tehokkuuden kehityksestä ja hinnan laskusta, tuotantokapasiteetin kasvusta maailmanlaajuisetsi ja Suomessa. Suomessa on noin kymmenesosa Australiaan asennetuista paneeleista väestön määrään nähden ja Suomi on noin kolme vuotta Ruotsia perässä. Aurinkosähkön tuotanto on kannattavaa lähes kaikkialla, jos tuotannon pystyy käyttämään itse. Tuotantokustannus tulee edelleen laskemaan.
Helenin hallituksen puheenjohtaja Osmo Soininvaara pohti energiasiirtymää Helenin ja käytäntöön soveltamisen näkökulmasta. Soininvaara kertoi Helenin ja Helsingin lämmöntuotantoteknologian historiasta. Helen on jo investoinut paljon lämpöpumppuihin ja lämpövarastoihin. Kaukolämpöverkkoa tarvitaan tulevaisuudessakin vaikka sähkön ja lämmön yhteistuotanto tuleekin loppumaan. Suuret hukkalämmön- (Kilpilahti) ja ympäristölämmönlähteet (meri) vaativat kaukolämpöverkkoa. Myös modulaariset ydivoimalat voisivat syöttää lämpöä kaukolämpöverkon kautta. Helen tuottaa taloudellisesti erittäin hyvin Olkiluodon vanhoista ydinvoimaloista tuotetulla sähköllä. Tuulivoimaa Helen rakentaa myös paljon. Hakevoimaa ei tulla enää ainakaan paljoa lisäämään, öljyä ja maakaasua tuskin niitäkään.
Paneelikeskustelussa pohdittiin sitä pitäisikö rajallinen uusi aurinkosähkötuotantokapasiteetti jättää käytettäväksi alueille, joissa se tuottaa Suomea paremmin ja meillä keskittyä tuuleen ja ydinvoimaan. Ahola ja Soininvaara vetosivat sekä aurinko- että tuulisähkön halpuuteen ja niiden tuotannon ajalliseen eriaikaisuuteen eli toisiaan täydentävyyteen. Siksi aurinkovoimaa kannattaa rakentaa lisää myös Suomeen. Toisaalta, koska polttoaineiden kuljettaminen on sähkön siirtoa helpompaa Power-2-x voimalat kannattaisikin ehkä rakentaa nimenomaan Etiopian ylängöille tai Espanjaan, jossa samoista aurinkopaneeleista saadaan huomattavasti enemmän energiaa kuin Suomessa. Tulkki puolestaa totesi, että mikäli sääriippuvaisten tuotantomuotojen osuudet kasvavat tarpeeksi, niillä tuotetusta sähköstä sähköpörssissä saatava hinta tippuu tuotantopiikkien aikaan ja syö niiden kannattavuutta. Vartiainen haastoikin nykyisen markkinamallin ja peräänkuulutti uudenlaista malli. Maailmalla suosittu PPA (power purchase agreement) malli on yleistynyt suomessakin. Siinä kuluttaja (esim. iso yhtiö) sitoutuu ostamaan tietyn määrän sähkö tuotantolaitoksesta tiettyyn hintaan. Sähköntuotannon kustannuksiin ja sähköllä tuotettuun vetyyn pätee suuruuden ekonomia, jota ei varsinkaan vedyntuotannnossa ole vielä toteutettu.
Oletettavissa on, että sitä mukaa kun aurinkovoimaloita ja vedyntuotantoa skaalataan ylospäin näiden tuotankokustannukset alenevat edelleen merkittävästi. Ahola ennakoi aurinkosähköntuotannon kasvavan noin 10 % koko sähköntuotannosta Suomessa. Soininvaara ja Vartiainen puolestaan uskoivat uusiin kattoihin integroitaviin paneeleihin tai sähköntuotanto-ominaisuuksiin. Soininvaara myös esitti toiveensa, että sähkön siirtomaksusta tehtäisiin kiinteä, kapasiteettipohjainen eikä suoraan kulutuksesta riippuvainen. Eiväthän sähköjohdot kulu siitä kuinka paljon sähköä siellä kulkee (ylikuormitus tulee tietysti välttää oikealla mitoituksella).
Sähköistäminen on käytännössä erittäin hyvä energiatehokkuustoimi, koska useimmiten energiakäytön hyötysuhde paranee merkittävästi (esim. sähköautot vs. polttomoottoriautot). Mikäli lisäksi pörssisähköstä tulisi vallitseva kulutussähkön hankintamuoto, se paitsi että olisi kuluttajille pitkässä juoksussa halvin myös automaattisesti hinnallaan ohjaisi sähkön järkevään käyttöön: käytetään paljon silloin kun sähköä on paljon ja se on puhdasta ja käytetään vähemmän silloin kun se on kallista ja samalla saastuttavampaa. Tätä kutsutaan myös kulutusjoustoksi. Todettiin, että lainsäädäntöä mm. kaavoitus- ja verotuslainsääntäntöä tulisi uudistaa, jotta se turvaisi sekä ihmisten perusoikeudet ja turvallisuuden, mutta mahdollistaisi myös järkevän ja reippaan energiasiirtymän pois polttavista laitoksista vähäpäästöisiin.
Panelistit eivät pidä materiaalien ja kaivannaisten riittävyyttä energiasiirtymän esteenä. Joitain hetkellisiä pullonkauloja (esim. iridiumin ja koboltin saatavuus) saattaa syntyä, mutta ennakoitavissa pullonkaulat ovat ohitettavissa. Tärkeää on kuitenkin huolehtia energiatuotannon, varastoinnin ja käytön energiatehokkuudesta. Uusien teknologioiden turvallisuutta sekä koettua turvallisuus pohdittiin pienten modulaaristen ydinreaktorien (SMR) sijoittamisen kautta. Ahola ja Vartiainen piti kansantalouden ja työllistämisen kannalta sähköntuotantomuodoista parhaana. Soininvaara korosti halvan energian merkitystä taloudelle ja sitä kautta työllisyydellä.
Luonnon monimuotoisuuden suojelun ja luontokadon pysäyttämisen kannalta pidettiin tärkeänä että puubiomassan polttaminen lopetettaisiin ja käytettäisiin se materiaalina. Tuulivoiman voimakas rakentaminen on aiheuttanut kritiikkiä, koska se on vienyt paljon paikallisesti tärkeää metsä- ja tunturialaa. Uusista mullistavista teknologioista Ahola nosti esille ruuan tuotannon sähkön avulla (soleiini ja Solar Foods). Toisaalta todettiin, ettei mullistavia teknologioita tarvita, koska nykyisillä teknologioilla voidaan ilmastonmuutos torjua, jos siihen vain on riittävästi poliittista tahto. Lopuksi ennakoitiin, että puuta ja metsää tullaan tulevaisuudessa entistä enemmän käyttämään hiilivarastona ja biologisen hiilen talteenottona ja varastointina.
Seuraavassa webinaarissa (ti 8.3. klo 18-20) kuullaan keväästä 2021 valmisteilla olleista Helsingin vähähiilisistä lämmitystiekartoista yksikön päällikkö Kaisa-Reeta Koskisen kertomana. Alustus, kommenttipuheenvuorot ja paneelikeskustelu striimataan ja tallennetaan. Kommenttipuheenvuorot pitävät Jukka Makkonen, Energiajärjestelmän kehityksen päällillö, Helen Oy (https://www.linkedin.com/in/jukka-makkonen-36a8203/), vihreä aktiivi David Pemberton, (https://www.linkedin.com/in/david-pemberton-1788941/) ja toimitusjohtaja Rauli Partanen, (www.thinkatom.net). Paneelikeskustelua johtaa Kestävän talouspolitiikan seuran Petri Viglione.
Helen Oy, 21.12.2021. Helen lopettaa hiilen käytön yli viisi vuotta suunniteltua aiemmin, https://tinyurl.com/2p8ae3k7.
HS, 22.6.2021. Helsingin näkyvin hiilikasa katoaakin etuajassa: Hanasaaren voimalaitoksen sulkeminen aikaistuu kahdella vuodella, https://tinyurl.com/39rfryx8.
Helsingin kaupunki, 29.06.2021. Helsinki on käynnistänyt hiilineutraalin lämmityksen tiekartan valmistelun, https://tinyurl.com/mrxtmp82.
29.1.2022 “Lisää kaupunkia Helsinkiin” -faceryhmässä aloitettu: https://tinyurl.com/mpkvnp5f
Helsingin Sanomat, 19.1.2022. Lukijan mielipide: Hukka- ja ydinlämpöä Kilpilahdesta, https://tinyurl.com/5n8e4b6h.
Smart Energy Transition -hanke 2015-2021, http://smartenergytransition.fi.
Roques et al., 2021. Enabling cost-efficient electrification in Finland, SITRA studies 194, https://tinyurl.com/2p8j3vux.
Lindroos et al., 2021. Replacing fossil fuels with bioenergy in district heating – Comparison of technology options, Energy, Volume 231, 15 September 2021, 120799, https://doi.org/10.1016/j.energy.2021.120799.
Simon P. Michaux, August 2021. Assessment of the Extra Capacity Required of Alternative Energy Electrical Power Systems to Completely Replace Fossil Fuels, GTK Open File Work Report 42/2021, https://tinyurl.com/2p8tr4re.
Janne Rauhamäki, lokakuu 2020. 15 vaihtoehtoa hiilineutraalin kaukolämmön toteutukseen, Helen Oy blogi, https://tinyurl.com/mr25wp9u
Lukkarinen et al., 2020. Taloyhtiöistä tulevaisuuden energiatuottajia – Muutospolut vuoteen 2035 ja murrosareena tiedon yhteistuotannon menetelmänä, Suomen ympäristökeskuksen raportteja 39/2020, https://tinyurl.com/5n846p65.
T.Vadén et al., 2019. To continue to burn something? Technological, economic and political path dependencies in district heating in Helsinki, Finland, Energy Research & Social Science, Volume 58, December 2019, 101270, https://doi.org/10.1016/j.erss.2019.101270.
Ekomodernistien, Sitran, Helenin, FinNuclearin, Fortumin, TVOn , Fennovoiman ja ThinkAtomin järkkäämä seminaari ydinvoimakaukolämmöstä, 29.9.2019, https://thinkatom.net/clean-nuclear-district-heating-seminar/
Greenpeace Suomi, 2018. Seminaari kivihiilen vaihtoehdoista, Tiedekulma 26.9.2018, https://www.youtube.com/watch?v=4xxwaJQ10Iw.
Helsinki City, 2018. The Carbon-neutral Helsinki 2035 Action Plan, https://tinyurl.com/2emfywwz.
Karna Dahal and Jari Niemelä, 2016. Initiatives towards Carbon Neutrality in the Helsinki Metropolitan Area, Climate, 4(3), 36, https://doi.org/10.3390/cli4030036.