Lämmitystä pitää sähköistää ilmastonmuutoksen hillitsemiseksi
Sähkön käyttöä lämmitykseen on haluttu perinteisesti hillitä. Tähän tarvitaan uutta ajattelua ja asennemuutosta.
Polttamisesta on luovuttava
Aurinkopajan kiinteistö Porissa lämpenee ja jäähtyy lämpöpumpuilla, joihin sähkö tuotetaan osittain omilla aurinkopaneeleilla. Kuva: Haaslahti Mikko
Perinteinen suhtautuminen sähköenergiaan pohjautuu siihen, että sähkö on pitkälle jalostunutta mekaaniseen työhön verrattavaa energiaa, joka tuotetaan polttamalla voimalaitosprosessissa. Tällä tavoin polttoaineen kemiallisesta energiasta pystytään muuntamaan sähköksi lauhdelaitoksissa noin kolmannes ja parhaimmillaankin kaasukombivoimalaitoksilla alle 60 prosenttia. Loppu polttoaineen energiasta menee hukkaan, ellei muuta hyötykäyttöä prosessissa syntyvälle lämmölle keksitä. Tämän energiatehokkuusajattelun takia sähkön käyttöä on ollut tarpeen ja järkevää hillitä.
Tilannekuva on kuitenkin muuttunut. Pariisin COP21-kokouksessa joulukuussa 2015 sovittiin maapallon keskilämpötilan nousun rajaamisesta kahteen asteeseen vuoteen 2100 mennessä verrattuna esiteolliseen aikaan. Jotta tavoite täyttyisi, vuoteen 2050 mennessä kaikki ihmiskunnan kasvihuonekaasupäästöt on nollattava ja tämän jälkeen hiilidioksidia on sidottava ilmasta tavalla tai toisella. Viimeistään tässä vaiheessa polttamisesta tulee ongelma.
Sähköistäminen on keino tehdä lämmitysjärjestelmästä päästötön
Lämpöpumput ovat lämmitysjärjestelmän sähköistämisessä keskeisessä roolissa. Lämpöpumpuilla voidaan tuottaa lämpöä energiatehokkaasti sähköä käyttäen. Niiden avulla voidaan hyödyntää teollisuuden ja yhteiskunnan jätelämpöjä tai vesistöön, maahan ja ilmaan varastoitunutta auringon lämpöenergiaa kaukolämmön tuotantoon. Houkuttelevimpia kohteita ovat korkealämpöiset jätelämmön lähteet. Esimerkiksi teollisuuskokoluokan lämpöpumpuilla voidaan tuottaa noin 40 °C asteen lämpöisestä vedestä, jota on saatavilla esimerkiksi metsäteollisuuden prosesseista, 85 °C asteen kaukolämpövettä kolmin-nelinkertainen määrä suhteessa käytettyyn sähköenergiaan.
Lämpöpumput voivat käydä tuuli- ja aurinkovoimalla
Massatuotetuista tuuli- ja aurinkovoimasta on jo tullut tai tulossa edullisinta uutta sähköntuotantokapasiteettia useimmilla alueilla maailmassa. Yhteistä tuulelle ja auringolle on, että ne tuottavat sähköä polttoaineen ollessa ilmaista. Haittapuolena on vaihteleva tuotanto, joka lisää joustojen ja varastojen tarvetta muualla energiajärjestelmässä. Lämpöpumppuja voidaan käyttää kysynnänjoustoon ja näin lisätä sähköjärjestelmän joustavuutta. Lämpöpumppujen avulla voidaan myös lisätä edullista varastokapasiteettia. Kun uusiutuvaa sähköä on tarjolla runsaasti, lämpöpumpuilla voidaan varastoida sähköä lämmöksi kaukolämpöverkkoihin ja vesivaraajiin.
Yhteiskunnan tulisi edistää lämmityksen sähköistymistä
Päästökauppa pitää huolen siitä, että kasvava sähkön kulutus ja sitä kautta tarvittava lisätuotanto ei kasvata hiilidioksidipäästöjä. Nyt monet ohjauskeinot eivät kuitenkaan edistä lämmityksen sähköistymistä. Esimerkiksi kiinteistön energiatehokkuusluvun laskennassa sähkölämmityksen kerroin on 1.7, kun fossiilisilla polttoaineilla vastaava luku on 1.0 ja uusiutuvilla polttoaineilla 0.5. Sähkön käytöstä maksetaan Suomessa yksityisellä sektorilla ja palvelusektorilla lähes 2,8 snt/kWh sähköveroa, joka on tällä hetkellä lähes yhtä suuri kuin sähköenergian keskimääräinen veroton pörssihinta. Sähkön kulutuksen verottamisen sijaan olisikin hyödyllisempää verottaa enemmän fossiilisten polttoaineiden käyttöä.
Kirjoittaja:
Professori Jero Ahola
Lappeenrannan teknillinen yliopisto
Smart Energy Transition -hanke
Päivitetty 15.5.2017
Kirjoitus on julkaistu osana Kohti sähkömarkkinamallia 2.0 -keskustelupaperi- ja blogisarjaa, jonka tavoitteena on luoda suuntaviivoja sähkömarkkinoiden kehitykselle ja herättää keskustelua keinoista, joilla nykyiset markkinamurroksen haasteet voitaisiin ratkaista. Kirjoitussarja on laadittu Strategisen tutkimuksen neuvoston rahoittamien Smart Energy Transition ja EL-TRAN -hankkeiden sekä Tekesin rahoittaman Neo-Carbon -hankkeen tutkijoiden yhteistyönä.
