München pyrkii irti kivihiilestä ja kokeilee aurinkokaukolämpöä
Münchenin kaupungin tavoitteena on toimia 100% uusiutuvalla energialla vuoteen 2040 mennessä. Tuoreen tilannekatsauksen mukaan nykyiset toimet eivät ole johtamassa ilmasto- ja energiatavoitteiden saavuttamiseen, joten kaupungissa käydään parhaillaan kiivasta keskustelua tarvittavista lisätoimenpiteistä päästöjen vähentämiseksi sähkö-, lämpö- ja liikennesektoreilla.
Münchenissa suunnitellaan kivihiilestä luopumista, samoin kuin Helsingissä
Suuri keskustelun aihe on kivihiilestä luopuminen. Suurin osa Münchenin kaukolämmöstä tuotetaan kivihiilellä sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitoksessa. Kaupungin energiayhtiö SWM Stadtwerke München on ehdottanut laitoksen sulkemista vuoteen 2035 mennessä, mutta kaupunkilaiset toivovat CHP-voimalan sulkemista vuonna 2025. Ajoituksesta kiistellään suhteessa Saksan ruskohiilivoimaloiden sulkemisaikatauluihin, koska ruskohiili on vielä kivihiiltäkin pahempi ”ilmastomyrkky”.
München sijaitsee lähellä Alppeja. Kaupungin visio ja suunnitelma on korvata kivihiili pääasiassa vuoriston lähellä sijaitsevan geotermisen kuumavesiesiintymän avulla. Lisäksi keinovalikoimassa on rakennuskannan energiatehokkuuden ja aurinkolämmön, lämpöpumppujen ynnä muiden uusiutuvien energialähteiden voimakas lisääminen.
Vierailimme Ackermannbogenissa 29.11.2016 aurinkoisena pakkaspäivänä, jolloin ulkolämpötila oli noin -6 oC. Lämpövaraston lämpötila oli noin 40 astetta, joten asuinalue lämpeni pääasiassa varastoidulla aurinkolämmöllä sekä osittain lämpöpumpulla ja kaukolämmöllä.
Münchenin kaukolämpöverkossa kokeillaan aurinkolämmön kausivarastointia
Münchenin Ackermannbogenin kerrostaloalue lämpenee pitkälti uusiutuvan energian hybridiratkaisulla. Voimala koostuu 13 kerrostalon katoille rakennetuista yhteensä noin 3 000 neliömetrin aurinkolämpökeräinkentästä, teollisesta lämpöpumpusta sekä lämmön kausivarastosta. Voimala on kytketty kaukolämpöverkkoon ja kaukolämpöä hyödynnetään alueella lisälämmön lähteenä. Uusiutuvalla lähienergialla lämmitetään vuositasolla noin 60 prosenttisesti asuinalueen asukkaiden kodit ja käyttövesi.
Ackermannbogenin hybridivoimala toimii yksinkertaistetusti niin, että kesällä aurinkolämmöllä tankataan kausivarastoa, syksyllä käytetään lämpövarastoa, keskitalvella kausivarastoa ja kaukolämpöä yhdessä sekä keväällä kaukolämpöä. Todellisuudessa voimalan toiminta on paljon monimutkaisempaa ja voimalaa ohjaa jatkuvan optimoinnin periaatteella älykäs automaatiojärjestelmä. Riippuen ulkolämpötilasta ja kausivaraston tilanteesta, hybridivoimalalla on kahdeksan erilaista toimintatilaa.
Ackermannbogenin lämmön kausivarastona toimiva 6000 kuutiometrin vesisäiliö on sijoitettu asuinalueen viereiseen puistoon ja maisemoitu luonnon kumpareeksi.
Ackermannbogenin asukkaille on tehty kysely, jossa selvitettiin mitä mieltä he ovat alueen innovatiivisesta aurinkokaukolämpöratkaisusta. Vastausten mukaan kolmannes ei tiennyt, kolmannes suhtautui välinpitämättömästi sekä kolmannes oli aurinko-lähilämpövoimalasta erittäin ylpeä. Asuinalueella on yhteensä 319 eri tasoista ja kokoista vuokra- ja omistusasuntoa.
Ackermannbogenin kokeiluvoimala oli yli kymmenen vuotta sitten varsin kallis uutuusratkaisuineen maksaen yhteensä noin viisi miljoonaa euroa. Rahoittajina toimivat valtio, Münchenin kaupunki, kaupungin energiayhtiö ja rakentajat. Demolaitoksen tuottaman lämmönhinta on noin 500 eur/MWh kattaen laiteinvestoinnit ja käyttökulut 15 vuoden laskenta-ajalla. Münchenin asukkaille kaukolämpö maksaa kuitenkin 90 eur/MWh riippumatta siitä, mistä lähteistä lämpö tulee.
Yritykset ovat oppineet Ackermannbogenin kokeilusta kehittäen kustannustehokkaampia ratkaisuja. Tällä hetkellä vastaavia ratkaisuja toteutetaan noin 80 eur/MWh hinnalla. Uusissa alueellisissa hybridilämpölaitoksissa säästetään kustannuksissa esimerkiksi niin, että lämpövarastot sijoitetaan rakennusten alle tai läheisyyteen maan alle ns. kelluvilla katteilla, jolloin putkitus-, rakennus- ja eristyskustannuksissa säästetään merkittävästi. Myös laitteiden hinnat ovat laskeneet. Ackermannbogenin kokeilussa varasto rakennettiin maan päälle melko etäälle rakennuksista.
Uuden energian kokeiluista otetaan Saksassa systemaattisesti opiksi
Saksan valtiolla on ollut käynnissä aurinkolämmön kehitysohjelma vuodesta 1998 alkaen. Ohjelmassa on toteutettu vuorotellen eri puolella Saksaa kokeiluprojekteja, joissa kehitetään osittain samoja elementtejä ja osittain uusia innovatiivisia ratkaisuja. Parhaillaan on käynnissä ohjelman kymmenes aurinkokaukolämmön kokeiluprojekti Crailsheimissa.
Jokaisesta kokeilusta on otettu talteen opit hyvistä käytännöistä ja myös virheistä. Ohjelmassa huolehditaan, että kokeiluissa saadut opit leviävät muille ja seuraavien projektien hyödyksi. Ackermannbogenin hybridilämpökokeilusta opittiin kustannusoptimoinnin lisäksi, että aurinkolämpökeräinten putkien pitää kestää hyvin suuret lämpötilojen vaihtelut ja merkittävä paine. Aurinkokeräinten putkissa on ollut vuotoja ja niiden korjaaminen on tullut tietenkin kalliiksi. Kansallinen aurinkolämpöohjelma ja Münchenin kaupunki itse ovat pitäneet kokeiluissa esiintyneitä ongelmia aktiivisesti esillä, eikä vastaavaa virhettä ole sen koommin tehty. Opit niin hyvässä kuin pahassakin on saksalaisten kokeilukulttuurissa keskiössä: virheistä ja epäkohdista viestitään aktiivisesti, jotta osaaminen kumuloituu ja ratkaisut kehittyvät projekteista sekä yrityksistä toisiin.
Teksti ja kuvat:
Vuorovaikutusjohtaja, tutkija Karoliina Auvinen
Aalto-yliopisto
Blogi on kirjoitettu Saksalais-Suomalaisen Kauppakamarin järjestämän Solar fact finding mission -matkan muistiinpanojen pohjalta. Opintomatkalla käytiin tutustumassa aurinkoenergian sovelluskohteisiin ja alan yrityksiin Münchenin alueella 28.11-1.12.2016. Ja tietenkin myös paikalliseen Hofbräuhausiin.
Tutustuimme Dynahaus -plusenergiataloon, joka tuottaa vuositasolla enemmän energiaa kuin kuluttaa. Energiaratkaisu perustuu rakennuksen energiatehokkuuteen, 7,7 kW:n aurinkosähkövoimalaan, lämpöpumppuun ja sähköakkuun. Energiaratkaisun takaisinmaksuaika oli toteutushetkellä kolme vuotta sitten 17 vuotta, mutta nykyisin jo halvempi laitteiden hintojen alenemisen myötä.
Schletterin tehdas oli hieno. Yritys on yksi maailman johtava aurinkovoimaloiden kiinnikkeiden suunnittelija ja valmistaja. Yritys on toimittanut kiinnikkeet yhteensä 15 000 GW:n voimalakantaan. Yrityksessä opittiin, että myös arktisiin olosuhteisiin aurinkopaneelit ja -keräimet voidaan kiinnittää erittäin kestävästi, kun asennus suunnitellaan ja toteutetaan ammattimaisesti. Tehdas on pitkälti energiaomavarainen, sillä tehtaan alueella on yhteensä 4 MW aurinkosähköpaneeleita ja 1 MW:n biolämpökeskus.
Lisää aiheesta:
- Jalas, M. & Ahonen, T. 2016. Energiamurroksen ennakoidut vaikutukset 2030: Lämpöpumput, aurinkolämpö ja lämmön varastointi. Smart Energy Transition -hanke. Saatavissa: Energiamurroksen ennakoidut vaikutukset 2030: Lämpöpumput, aurinkolämpö ja lämmön varastointi (Aaltodoc)
- Tanskan kaukolämpöyhtiöt panostavat hajautettuun uusiutuvaan energiaan
- Esimerkki hajautetusta energiaratkaisusta: Helsingin Sakarinmäen koulun hybridivoimala
- UUDEN ENERGIAN pilotit, demonstraatiot, kokeilut: www.energiakokeilut.fi