Miksi on tärkeää kiinnittää huomiota rakentamisen hiilidioksidipäästöihin? Miksi hiilidioksidipäästöjä halutaan rajata asetuksilla ja ohjata rakentamista vähähiiliseen suuntaan?
Ilmasto lämpenee ja ihmisen teoilla on siihen merkittävä vaikutus. Ihmisten aiheuttamat hiilidioksidipäästöt kiihdyttävät kasvihuoneilmiötä, joka aiheuttaa sen, että koko maapallo lämpenee. Pohjoisessa osassa maapalloa lämpenemisen huomaa erityisesti; Suomessa keskimääräinen lämpötila on noussut jo yli kahdella asteella (Ilmatieteenlaitos 2014). Tämä kaksi astetta on merkittävä raja globaalisti ajatellen, koska se on raja, johon asetuksilla ja ohjauksella halutaan koko maapallon lämpötilan nousun viimeistään pysähtyvän. Uusimman IPCC:n raportin mukaan, meillä olisi jopa mahdollisuus pysäyttää lämpeneminen jo 1,5 asteeseen (WWF 2019). IPCC on 1988 perustettu hallitusten välinen paneeli, joka on koottu johtavista ilmastotieteen asiantuntijoista (IPCC 2019).
Hiilidioksidipäästöt lisääntyneet viimeisten kymmenien vuosien aikana
Hiilidioksidipäästöjen taso on noussut rajusti viimeisten kymmenien vuosien aikana. Kuten IPCC:n kuvaajasta huomaa, että ensimmäisen 10 000 vuoden aikana hiilidioksidi taso on noussut 25 ppm. Seuraavan 250 vuoden aikana nousua on ollut lähes 50 ppm. Viimeiset noin 50 ppm on tullut lähimmän 25 vuoden aikana. Samanlaista suuntausta hiilidioksiditasojen noususta on nähtävissä myös ilmatieteenlaitoksen mittauksissa Pallaksen Sammaltunturilla (kuva 2). Tämä suuntaus viittaa siihen, että maapallo tulee lämpenemään entisestään, ellei todellisia toimia hiilidioksiditasojen nousua vastaan tehdä.
Kuva 1. IPCC:n vuonna 2007 julkaisemassa raportissa esitetty kuvaaja hiilidioksiditasojen kehityksestä viimeisen 10 000 vuoden aikana. IPCC, 2007: Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Pachauri, R.K and Reisinger, A. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 104 pp.Kuva 2. Ilmatieteenlaitoksen 2019 julkaisema kuvaaja Sammaltunturilla tehdyistä hiilidioksiditasojen mittauksista vuosina 1998-2019. Julkaisu Ilmatieteenlaitoksen luvalla (Ilmatieteenlaitos 2018)
Rakentamisen ohjaus antaa suuntaa vähähiiliseen rakentamiseen
Ympäristöministeriö on vuonna 2017 aloittanut rakentamisen ympäristövaikutusten ohjausjärjestelmän testaamisen sekä muun muassa hiilijalanjäljen laskentamallin ja päästötietokannan kehittämisen. Tästä vuodesta eteenpäin on tarkoitus laajentaa pilottikohteita sekä muun muassa valmistella säädösohjausta ja mahdollisia kannusteita. Ohjaus on suunnitteilla otettavaksi käyttöön vuonna 2025. Aluksi se tulisi mahdollisesti ilmoitusvelvollisuutena ennen sitovia rajoja. (kuva 3.)
On tärkeää nostaa hiilijalanjälkiajattelu osaksi rakentamista. Ohjausmenetelmää pyritään muokkaamaan lausuntojen ja pilottikohteissa havaittujen asioiden perusteella tehokkaammaksi sekä mahdollisimman helpoksi toteuttaa. Ympäristöministeriön rakennuksen hiilijalanjäljen arviointimenetelmän luonnos julkaistiinkin loppuvuodesta 2018 ja siitä on annettu yli 40 lausuntoa, joiden perusteella menetelmää kehitetään.
On tärkeää tutkia ohjausmenetelmien käytettävyyttä, valintojen vaikuttavuutta ja sitä, miten kaiken saa sujuvaksi osaksi rakennuksen suunnittelu- ja rakennusprosessia. Lisäksi on tärkeää tuoda esiin rakennuksen käytön aikaisten toimien suuren merkityksen vähähiilisen rakentamisen toteutumiseen. Tähän kaikkeen VÄHÄ0-hanke on tarttunut, vienyt tietoa eteenpäin ja pyrkinyt ratkaisukeskeisesti edistämään vähähiilistä rakentamista.
Kuva 3. Ympäristöministeriön tiekartta vähähiiliseen rakentamiseen. Julkaisu Suomen ympäristöministeriön luvalla. (Ympäristöministeriö 2017)
Teksti: Jarkko Heinonen Ja Sanna Lindgren
Lähteet:
Ilmatieteenlaitos. 2014. Suomen keskilämpötila noussut jo yli kaksi astetta. Viitattu 24.5.2019 https://ilmatieteenlaitos.fi/tiedote/40085895
IPCC.2019. About the IPCC. Viitattu 24.5.2019. https://www.ipcc.ch/about/
IPCC, 2007: Climate Change 2007: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, Pachauri, R.K and Reisinger, A. (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland, 104 pp.
Ympäristöministeriö. 2017. Tiekartta rakennuksen elinkaaren hiilijalanjäljen huomioimiseksi rakentamisen ohjauksessa. https://www.ym.fi/fi-FI/Maankaytto_ja_rakentaminen/Rakentamisen_ohjaus/Vahahiilinen_rakentaminen/Tiekartta_rakennuksen_elinkaaren_hiilijalanjaljen_huomioimiseksi
Rakennusten hiilijalanjälkeä tarkasteltaessa keskitytään usein rakennusmateriaaleihin ja niiden aiheuttamiin päästöihin. Suuri merkitys on myös sillä, millä tuotamme rakennuksessa tarvittavan lämmön. Rakennuksen koosta riippuen lämmityksellä ja lämpimän käyttöveden kulutuksella on suuri vaikutus elinkaaren aikaiseen hiilijalanjälkeen.
Uusissa pientaloissa lämpöpumput ovat viime vuosina kasvattaneet suosiotaan merkittävästi ja niiden rinnalla perinteisemmät sähkö- ja kaukolämmitys ovat pyrkineet säilyttämään paikkansa. Näiden kaikkien järjestelmien hiilijalanjälkeen vaikuttaa merkittävästi vuosittainen ostoenergian tarve sekä energian toimittajan käyttämät polttoaineet energiantuotannossa. Sähkön- ja lämmöntuotannolle julkaistaan myös keskimääräisiä päästökertoimia koko Suomen tasolla. Tilastovuoden 2016 mukaan sähkön tuotannon keskimääräinen päästökerroin Suomessa viiden vuoden liukuvana keskiarvona on ollut 164 Kg CO2/MWh ja kaukolämmön yhteistuotantoalueiden keskimääräinen päästökerroin kolmen viimeisen vuoden keskiarvona on ollut 188 KgCO2/MWh (Motiva 2019). On myös hyvä huomioida, että vaikka bioenergian laskennalliset CO2 – päästöt ovat 0 niin esimerkiksi pientalojen lämmityksessä käytettävien polttopuun ja pellettien oletuspäästökerroin on 403 Kg CO2/MWh, joka on suurempi kuin esimerkiksi öljyllä (263 Kg CO2/MWh) (Tilastokeskus 2019). Pientaloissa lämmityksen ostoenergiantarvetta voidaan pienentää aurinkolämpöjärjestelmillä, jotka tuottavat ilmaista ja puhdasta energiaa.
Lämmitysjärjestelmien vertailu
Tarkastelussa hyödynnettiin IDA-ICE simulaatio-ohjelmaa, joka mallintaa rakennuksen todellisen lämmitysenergiankulutuksen sijaintipaikkakunnan sääolosuhteiden ja rakennuksen teknisten ominaisuuksien mukaisesti. Vertailussa mukana oli passiivikivitalo, Villa Edla (nettoala 96,5 m2), hirsitalo, Luoto (nettoala 128 m2) sekä perinteinen puurunkoinen talo, Winnovan Tähti (nettoala 213 m2). Kaikkien rakennusten asukasmääräksi määritettiin kolme henkilöä ja lämpimän käyttöveden kulutukseksi 50 l/hlö/vrk.
Simuloinnin perusteella passiivikivitalo Villa Edlan tilojen ja ilmanvaihdon lämmöntarve on 6 265 kWh/vuosi, hirsitalo Luodon 23 441 kWh/vuosi ja puurunkoisen omakotitalon Winnovan Tähden 9 956 kWh/vuosi. Käyttöveden lämmitysenergiantarve on vakioidun kulutuksen vuoksi kaikissa sama; 3 183 kWh/vuosi. Lämmitysjärjestelmistä tarkasteluun otettiin sähkölämmitys, kaukolämpö, pellettilämmitys, ilmavesilämpöpumppu ja maalämpö.
Kuva 1. Passiivikivitalo Villa Edla *CO2 -päästöt laskettu valtakunnallisella keskiarvolla, suluissa Pori Energian vuoden 2017 tiedoilla **pelletin osalta laskennallisesti 0, suluissa oletuspäästökertoimien mukaan laskettuna.Kuva 2. Hirsitalo Luoto *CO2 -päästöt laskettu valtakunnallisella keskiarvolla, suluissa Pori Energian vuoden 2017 tiedoilla **pelletin osalta laskennallisesti 0, suluissa oletuspäästökertoimien mukaan laskettuna.Kuva 3. Puurunkoinen talo Winnovan tähti *CO2 -päästöt laskettu valtakunnallisella keskiarvolla, suluissa Pori Energian vuoden 2017 tiedoilla **pelletin osalta laskennallisesti 0, suluissa oletuspäästökertoimien mukaan laskettuna.
50 vuoden tarkastelujaksolla lämpöpumpulla toteutetun lämmityksen CO2 – päästöt olivat kohteesta ja lämpöpumppuratkaisusta riippuen 28 – 83 tonnia CO2:a. Sähkölämmityksen 50 vuoden CO2 – päästöt olivat kohteesta riippuen 77 – 218 tonnia CO2:a ja kaukolämmölle vastaavat lukemat olivat 94 – 266 tonnia CO2:a.
Nykyisellä politiikalla pellettilämmityksen CO2-päästö 50 vuoden tarkastelujaksolla olisi 0, mutta ominaispäästökertoimella laskettuna 223 – 630 t CO2:a, joka on selvästi suurin tarkastelluista vaihtoehdoista.
Aurinkolämmön hyödyntäminen
Aurinkolämpöä, joka tuotetaan aurinkokeräimillä, käytetään pääsääntöisesti kattamaan lämpimän käyttöveden lämmitystarvetta. Karkeasti n. 50 % vuotuisesta lämpimän käyttöveden tarpeesta voidaan kattaa aurinkolämmöllä ja kesäajan kulutuksesta suurin osa. Aurinkolämmön käyttö pienentää ostoenergian tarvetta, joka osaltaan pienentää myös hiilijalanjälkeä. Simuloinnissa aurinkolämpöjärjestelmien koko oli 4 – 8 m2 ja varaajan koko 500 litraa. Tulosten perusteella aurinkolämpöjärjestelmän hyödyntäminen pienentää hiilijalanjälkeä 1-24 tonnia CO2:a 50 vuoden tarkastelujaksolla, lämmitysjärjestelmästä ja aurinkolämpöjärjestelmän koosta riippuen (pelletti oletetaan 0-päästöiseksi, jolloin säästöjäkään ei myös synny). Kuvassa 4 on esitetty Winnovan Tähden aurinkolämpöjärjestelmän tuottama kustannus- ja CO2 – säästö vuositasolla sekä vaikutus hiilijalanjälkeen 50 vuoden tarkastelujaksolla.
Kuva 4. Winnovan tähden lämmityksen ostoenergiantarpeen ja hiilijalanjäljen pienentäminen aurinkokeräinjärjestelmällä. (Finsolar www-sivut 2016)
Lämpöpumpun hyvä lämpökerroin pienentää merkittävästi ostoenergian tarvetta
Pelkästään hiilijalanjäljen näkökulmasta tarkasteltuna maalämpö- ja ilma-vesilämpöpumput ovat tehokkain ratkaisu pientalon lämmityksen hiilijalanjäljen pienentämiseksi. Syynä tähän on lämpöpumppujen hyvä lämpökerroin, jonka vuoksi ostoenergian tarve pienenee merkittävästi. Karkeasti voidaan sanoa, että vuositasolla lämpöpumppu tuottaa 2/3 ilmaisenergiaa joko ilmasta, maapiiristä tai porakaivosta. Lämmöntuoton hiilijalanjälkeen vaikuttaa tässä tapauksessa eniten sähköntuoton ominaishiilidioksidipäästöt. Taloudellisesta näkökulmasta tarkasteltuna lämpöpumput soveltuvat parhaiten suuriin paljon energiaa kuluttaviin pientaloihin, sillä niiden investointikustannukset ovat suuret.
Kasvava uusiutuvan energian käyttö pienentää sähkön ja kaukolämmön hiilijalanjälkeä tulevaisuudessa
Sähkölämmityksen CO2 – päästöt olivat hieman pienemmät kuin kaukolämmöllä johtuen pienemmästä valtakunnallisesta päästökeskiarvosta sekä paremmasta hyötysuhteesta. Tarkastelluista vaihtoehdoista näillä kahdella on suurin hiilijalanjälki 50 vuoden tarkastelujaksolla. Tulevaisuudessa kummankin päästöihin vaikuttaa merkittävästi energiantuotannon polttoaineet. Kasvava uusiutuvan energian käyttö pienentää molempien hiilijalanjälkeä, mutta sen suuruutta on vielä vaikea arvioida. Investoinniltaan sähkölämmitys on edullisin vaihtoehto, mutta paljon energiaa kuluttavissa kohteissa vuotuiset lämmityskustannukset kasvavat suuriksi. Kaukolämpö on investoinniltaan samaa luokkaa kuin ilma-vesilämpöpumppu ja pelletti.
Pelletin CO2 – päästöihin vaikuttaakin pitkällä aikavälillä merkittävästi poliittinen ilmapiiri ja bioenergian päästöjen laskentapa ja sen mahdolliset muutokset. Polttoaine on vielä kohtuullisen edullista, mutta käyttäjän näkökulmasta järjestelmä vaatii eniten ylläpitoa ja huoltoa tarkastelluista järjestelmistä.
”Parhaimmillaan aurinkolämpö on paljon lämmitysenergiaa kuluttavissa kohteissa, joissa korvataan hintavaa ostoenergiaa.”
Aurinkolämmön hyödyntäminen pienentää hiilijalanjälkeä, mutta sen haasteena on korkeahkot kustannukset pientaloissa, joihin vaikuttaa muun muassa erillisen varaajan hankinnan tarve. Esimerkkikohteissa sähkölämmitys on ainoa, jossa varaaja joudutaan joka tapauksessa hankkimaan. Muissa järjestelmissä on yleensä mukana integroitu varaaja, jonka tilavuus ei riitä järkevän kokoisen aurinkolämpöjärjestelmän tarpeisiin. Kaukolämmössä varaajaa ei ole lähtökohtaisesti ollenkaan. Parhaimmillaan aurinkolämpö on paljon lämmitysenergiaa kuluttavissa kohteissa, joissa korvataan hintavaa ostoenergiaa.
Lämmitysjärjestelmän valinta ja uusiutuvan energian hyödyntäminen ovat useimmiten kustannuskysymys. Jos halutaan ohjata pientalojen asukkaita kohti vähähiilisempää lämmöntuottoa, tulee CO2 – päästöillä olla siihen kannustava hinta.
Suunnitteluvaiheen ratkaisuilla vaikutetaan rakentamisen kokonaiskustannuksiin, käyttökustannuksiin ja hiilijalanjälkeen. Energia- ja käyttökustannukset määräytyvä 80-90 prosenttisesti suunnittelun aikana tehtyjen valintojen perusteella. Lämmöntuottotavalla on suuri merkitys ostoenergian tarpeeseen. Erilaiset lämpöpumppuratkaisut ovat nykyaikaisissa pientaloissa tavallisia ja niillä pystytään leikkaamaan kokonaisenergiankulutusta huomattavasti. Tekniset ratkaisut ovat vuorovaikutuksessa ja samanlaisilla yksittäisillä ratkaisuilla saattaa olla toisistaan poikkeavia vaikutuksia eri kohteissa. Esimerkiksi maalämmön hyödyntäminen voi olla varsin vaatimatonta pienen passiivitalon lämmittämisessä. Toisaalta kaikki energiasäästö vähentää myös rakennuksen hiilidioksidipäästöjä, vaikka kustannustehokkuuden näkökulmasta hyöty on vähäinen tai olematon.
Energiatehokkuuden saavuttaminen ei vaadi tavallisesti mitään erikoisratkaisuja rakentamisessa. Keskeiset tekijät ovat ilmanpitävät rakenteet, hyvä ilmanvaihdon lämmön talteenotto, riittävä talon vaipan eristys sekä energiatehokkaat ikkunat ja ovet.
Teoreettista tarkastelua simulointien avulla
Eri osatekijöiden vaikutusta voidaan tarkastella rakennuksesta luotujen mallien avulla. Vaihtamalla mallissa asetusarvoja saadaan käsitys teknisten ratkaisujen vaikutuksesta esimerkiksi energiankulutukseen. Kun tiedetään energiankulutus, saadaan myös arvio hiilidioksidipäästöistä.
Yksittäisten tekijöiden merkitystä selvitettiin simuloimalla kolmea pientaloa. Kohteiksi valitut rakennukset olivat varsin eri tyyppisiä, joskin suhteellisen saman kokoisia yksikerroksisia rakennuksia. Rakennusten mallien lähtötiedot olivat taulukon 1 mukaisia.
Taulukko 1. Simulointimallien lähtötietoja
Kohteiden simuloinneissa ei tarkasteltu muita lämmitysmuotoja kuin päälämmitystapaa. Kaikissa rakennuksissa oli tulisija, mutta sen vaikutusta ei arvioitu. Ilmalämpöpumpun käyttöä ei myöskään huomioitu lämmityksessä tai jäähdytyksessä. Tuloksissa korostuu suoran sähkölämmitystalon korkeammat arvot, koska lämpöenergian tuottamiseen tarvitaan enemmän sähköenergiaa kuin lämpöpumppuja hyväksikäyttävissä rakennuksissa.
Lisäksi on huomioitava, että vertailu perustuu yksittäisen tekijän vaikutuksesta lähtötasoon. Energiakulutukseen vaikuttavat tekijät vaikuttavat toisiinsa, eikä osatekijöiden yhteenlaskeminen vastaa todellista nousua tai laskua kulutuksessa.
Hiilidioksidin kuormituksen arviointi perustuu Suomen keskimääräiseen sähköntuotannon CO2-päästökertoimeen 164 kg CO2/MWh
Ilmanpitävät rakenteet
Mitä tiiviimpi talo sitä vähemmän kuluu energiaa. Ilmatiiviyden saavuttaminen edellyttää erityisesti hyvää liitosdetaljien suunnittelua ja huolellista rakentamista. Tiivistämisen materiaalimenekki on minimaalinen.
Rakennuksen tiiviyden määrittely perustuu siihen, minkä verran vaipparakenne päästää ilmaa lävitseen aikayksikössä. Käytössä on ilmanvuotolukuluku (q50), joka ilmaisee, kuinka monta kuutiometriä ilmaa läpäisee rakenteen neliömetriä kohden tunnissa 50 Pascalin paine-erolla.
Ilmatiiviyden vaikutusta ostoenergian kulutukseen arvioitiin simuloimalla kohteita eri ilmanvuotoluvuilla Porin vuoden 2013 säätiedoilla rakennetussa kaupunkiympäristössä. Vertailuarvona käytettiin ilmanvuotolukua q50=1 m3/(h*m2), joka edustaa verraten normaalia tasoa uusien rakennusten mittaustilastoista. Parannettaessa tiiviyttä erinomaiseksi säästetään vuositasolla energiaa tarkastelluissa rakennuksissa 110 – 150 kWh. Alimmalla hyväksyttävällä tiiviystasolla (q50=4) energiankulutus kasvaisi kohteissa 560 – 1250 kWh vuodessa. Tämä merkitsee viidenkymmenen vuoden aikana 4600 – 10 250 kg hiilidioksidin lisäkuormaa.
Taulukko 2. Vuotoilman muutoksen vaikutus energiakulutukseen vertailutasosta q50=1,0 m3/(hm2)
Ilmanvaihtokoneen hyötysuhde
Ilmanvaihto on oleellinen tekijä terveellisessä ja viihtyisässä asumisessa. Yleisin tapa toteuttaa riittävä ilmanvaihto on lämmöntalteenotolla varustettu tulo-poistoilmakone. Lämmöntalteenotto on huomioitu myös rakentamismääräyksissä ja asennettaville koneille on määritelty vähimmäishyötysuhde. Käytännössä tämä tarkoittaa, sitä kuinka paljon tuloilmaa pystytään lämmittämään poistoilmasta talteen otetulla lämpöenergialla.
Kohteita simuloitiin vaihtamalla ilmanvaihtokoneen lämpötilasuhdetta ja vertaamalla vuoden energiakulutusta lähtötasoon, joka edusti varsin tyypillistä pientalon energiatehokasta konetta. Vertailukoneen tuloilman lämpötilasuhde oli 0,75. Todellinen keskimääräinen vuosihyötysuhde oli tällöin 65-75 % riippuen käytettävistä ilmamääristä.
Lämpötilasuhteella 0,60 ostoenergian kulutus kasvoi 430 – 930 kWh vuodessa. Tämä merkitsee 3550 – 7630 kg lisäystä hiilidioksidimäärässä 50 vuoden aikana. Lämpötilasuhteella 0,80 vastaava kulutus väheni 100 – 220 kWh vuodessa.
Taulukko 3. Ilmanvaihtokoneen lämpötilasuhteen muutoksen vaikutus energiakulutukseen vuodessa verrattuna 0,75 lämpötilasuhteella toimivaan IV-koneeseen
Ilmanvaihdon ilmamäärillä on vaikutusta energiakulutukseen. Tehokkaamman ilmanvaihdon energiakulutuksen lisääntyminen johtuu pääasiassa tuloilman lämmityksestä ja poistoilman mukana karkaavasta lämmöstä. Simuloimalla tehtiin arvio tehostetun ilmanvaihdon energiakulutuksesta suhteessa rakentamismääräysten minimitasoon. Minimitaso saatetaan kokea syystä tai toisesta riittämättömäksi.
Ilmavaihdon tehostaminen
Ilmamääriä kasvattamalla 20% ostoenergian kulutus kasvoi 307 – 759 kWh vuodessa ja 30 % korotus lisäsi kulutusta 460 – 1142 kWh vuodessa. Tässä yhteydessä on hyvä huomioida, että tehostettua tai normaalitasoa tarvitaan silloin kun tiloissa oleskellaan ja ilmanvaihdon pienentäminen vähentää energian kulutusta huomattavasti. Tilojen ollessa poissa käytöstä ilmanvaihdon tasoa voidaan pudottaa minimissään 0,15 litraan sekunnissa asuinneliötä kohden, joka vastaan 60 – 70 % pienempää ilman vaihtuvuutta normaalitasoon verrattuna. Käytön mukaisella ilmanvaihdon ohjauksella voidaan siis saavuttaa huomattavia vähennyksiä energiakulutuksessa riippuen asunnon käyttöasteesta.
Taulukko 4. Ilmanvaihdon tehostamisen vaikutus vuodessa verrattuna normi ilmanvaihtoon
Seinien lämmöneristävyys
Lämmöneristävyyden arvioinnissa keskityttiin seinärakenteisiin. Simuloinneissa tehtiin tarkasteluja muuttamalla seinien eristevahvuuksia ja vertaamalla vaikutuksia energiankulutuksen ja hiilijalanjäljen osalta lähtötilanteeseen, joka oli toteutettu rakennus. Toimenpiteet ja saadut tulokset ovat esitetty taulukoissa 5 – 7.
Tuloksissa korostuu seinien eristämisen vaikutus hirsitalossa, jonka seinien lämmönvastus oli lähtötilanteessa heikoin. Lisäeristämisellä saadaan merkittävä säästö energiankulutuksessa. Kun sama määrä eristettä lisätiin jo hyvin eristettyyn seinään rakennuksessa B jäi vaikutus puolta pienemmäksi energiankulutuksessa, vaikka lämmöntuotto vaati kaksinkertaisen määrän ostoenergiaa.
Kohteessa A seinärakennetta muutettiin simuloinneissa huonommaksi kuin vertailutilanne, jotta voitiin verrata ns. passiivitalon seinärakenteen vaikutusta energiakulutukseen suhteessa heikommin lämpöeristettyihin seiniin. Vaikutus oli yllättävän pieni johtuen suhteellisen pienestä ulkoseinien pinta-alasta ja lämmitysjärjestelmän korkeasta hyötysuhteesta. Verrattaessa A ja B kohteiden muutosten vaikutuksia havaitaan edelleen, että samansuuruisella seinärakenteen u-arvon muutoksella energiankulutuksen muutos poikkeaa kuitenkin merkittävästi. Tämä johtuu pääasiassa rakennuksen vähemmän ostoenergiaa käyttävästä, maalämpöä hyödyntävästä, lämmityksestä.
Taulukko 5. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa ATaulukko 6. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa BTaulukko 7. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa C
Ikkunoiden lämmöneristävyys
Simuloimalla kahta erilaista ikkunatyyppiä kohteessa B saatiin arvio paremmin lämpöä eristävien ikkunoiden vaikutuksesta energiakulutukseen. Kohteessa verrattiin lämmönläpäisyarvoiltaan 0,8 W/(m2K) ja 0,6 W/(m2K) ikkunoita. Ostoenergian kulutus pieneni 871 kWh vuodessa yhteispinta-alaltaan 24,3 m2 ikkunoilla. Tämä merkitsee 7140 kg CO2-ekv päästössä 50 vuoden aikana. Arvioidun kaltainen ikkunan U-arvon muutos ei materiaalina kasvata hiilijalanjälkeä. Kohdetta lämmitettiin suoralla sähkölämmityksellä.
Ikkunoilla ja niiden sijoittelulla on vaikutusta kiinteistön lämpötaseeseen. Niiden muut ominaisuudet esimerkiksi auringonsäteilyn suhteen lisäävät vaihtoehtoja eri vuodenaikoina tapahtuvassa lämmönsiirtymisessä. Valinnoilla on merkitystä myös tilojen ylilämpenemisen suhteen.
Huomioita simulointien tuloksista
Vuotoilman aiheuttama energiankulutus on lähes suoraan verrannollinen suhteessa vuodon määrään. Rakennuksen vaipan kautta tapahtuvassa ilmanvaihdossa poistoilma ohittaa lämmön talteenoton ja sisään tuleva ilma on ulkoilman lämpöistä. Sisään tuleva ilma joudutaan lämmittämään lämmitysjärjestelmällä tavoitelämpötilaan, josta johtuva energiakulutus on suoraan sidoksissa rakennuksen lämmitysjärjestelmän hyötysuhteeseen. Simuloiduista tapauksista ostoenergiaa kuluu tästä syystä eniten suoran sähkölämmityksen kohteessa.
Tulokset ilmanvaihtokoneen hyötysuhteen vaikutusten arvioinnista olivat saman suuntaiset. Suurin hyöty paremmasta laitteesta saadaan eniten ostoenergiaa lämmitykseen kuluttavasta kohteessa. Kohteessa A suurempi ilmamäärän vaikutus kokonaisenergiankulutukseen kompensoituu hyötysuhteeltaan hyvällä maalämpöjärjestelmällä.
Edelleen, suurin ilmamäärien kasvattamisesta aiheutuva vaikutus energiankulutukseen havaitaan suoran sähkölämmityksen rakennuksessa.
Seinien lämmöneristävyyden parantamisella saadaan paras vaikutus kohteessa, jossa alkuperäinen seinien lämmönjohtavuus on suurin. Eristeen hiilijalanjälki on pieni ja mahdollisesti tarvittava lautavuoraus sitoo hiiltä materiaalina. Esimerkiksi 25 mm tuulensuojalevyn ja lautavuorauksen lisääminen hirsitaloon vähentää hiilidioksidipäästöjä 50 vuodessa 6500 kg. Samaa luokkaa on vaikutus, kun valitaan U-arvoltaan 0,2 W/(m2K) paremmat ikkunat.
Edellä mainittuja ratkaisuja on hyvä miettiä jo siinä vaiheessa, kun rakennusta suunnitellaan. Niiden materiaalinen vaikutus hiilijalanjälkeen on häviävän pieni ja kustannukset vähäiset. Pienten tekijöiden yhteisvaikutuksella voidaan saavuttaa suuret säästöt energiankulutuksessa, kun tarkastellaan rakennuksen koko elinkaarta.
Mallien taustana olevissa kohteissa on huomioitu energiasäästö. Suoran sähkölämmityksen talossa ilmalämpöpumppu huolehtii suuren osan rakennuksen lämmityksestä. Hirsirakennuksessa on panostettu säätöautomaatioon ja lämmitysjärjestelmän optimointiin. Kolmas rakennus oli passiivitalo, jossa energiasäästö oli huomioitu kaikissa ratkaisuissa.
Rakentamisen hiilijalanjälkeen liittyviä kansallisia säädöksiä tai ehdotuksia on Euroopassa ainakin neljässä maassa: Saksassa, Hollannissa, Ranskassa sekä Ruotsissa. Myös Norjassa on oma kansallinen laskentastandardi, CO2-laskenta, joka tulee olemaan pakollinen kaikissa valtion rakennushankkeissa. Tämän lisäksi on olemassa yleiseurooppalainen raportointikehys LEVEL(s), jota testataan tällä hetkellä useissa rakennushankkeissa ympäri Eurooppaa.
Hiilijalanjäljen arviointitapa vaihtelee eri maissa niin oletusten kuin huomioon otettavien vaiheiden suhteen (ks. kuva 1). Useissa menetelmissä energiankäytön osalta on huomioitu niin lämmitys, viilennys, lämmin käyttövesi, valaistus kuin käyttölaitteetkin. Menetelmät myös erottelevat paikalla tuotetun energian jakamisen varsinaisesta laskelmasta, esimerkiksi pientalossa aurinkopaneeleilla tuotetun energian myymisen valtakunnalliseen sähköverkkoon.
Teksti pohjautuu Rakennusten elinkaariarvioinnin taustamuistioon, jossa on käsitelty hiilijalanjälki laskennan tilannetta Euroopassa sekä perusteltu Suomen arviointimenetelmään valittuja laskentamenetelmiä. Taustamuistio on julkaistu marraskuussa 2018 ja maiden tilanteet pohjautuvat siinä esitettyyn tietoon. Maat työstävät eteenpäin omia ohjausmenetelmiään, jotta rakentamisen hiilijalanjäljen laskeminen olisi tehokasta ja vaikuttavaa, mutta myös mahdollisimman helppo toteuttaa.
Ruotsi
Ruotsissa ei tällä hetkellä ole velvoittavaa lainsäädäntöä, mutta jonkinlaista mallia on suunniteltu tuotavan asetukseksi vuonna 2021, joka velvoittaisi ilmoittamaan rakentamisen CO2-päästöt. Boverket on julkaissut ehdotuksen laskentamenetelmästä tammikuussa 2018. Menetelmän ja laskentasääntöjen tarkoituksena on lisätä osaamista ja tukea kansallisen hiilineutraaliustavoitteen saavuttamista. On ehdotettu, että rakentamisen hiilijalanjäljen arvioinnin valvonta annettaisiin Boverketille. Boverket on Ruotsin kansallinen asumisen, rakentamisen ja suunnittelun lautakunta.
Ruotsin menetelmässä vain vaiheet A1–A3 ovat pakollisia (ks. kuva 1). Täydellisen, standardin mukaisen laskennan on todettu olevan liikaa aikaa vievää sekä liian kallista. Energian käytön hiilijalanjäljen laskeminen on Ruotsissa vapaaehtoista, myös purkuvaiheen moduulien C1–C4 sisällyttäminen laskentaan on vapaaehtoista. Tulokset on tarkoitus ilmaista yksikössä Kg CO2-e/m2.
Kuva 1. Hiilijalanjälkilaskennan tulee viitata standardin EN 15643-2 vaiheisiin. Julkaisu Suomen ympäristöministeriön luvalla. (Ympäristöministeriö 2018)
Hollanti
Hollannissa asetus perustuu siihen, mitä ympäristön haittavaikutukset tulevat maksamaan ja tulokset ilmaistaankin yksikössä €/Kg CO2-e (ks. kuva 2). Ympäristövaikutusten laskenta on Hollannissa tullut pakolliseksi vuoden 2018 alusta. Hollannissa käytössä oma kansallinen päästötietokanta, joka perustuu standardiin EN 15804.
Hollannissa on käytössä kansallinen hiilijalanjäljen arviointimenetelmä GWW. Menetelmän avulla lasketaan rakennusten ympäristösuorituskyky koko elinkaaren ajalta. Menetelmälle on kehitetty useita erilaisia laskentatyökaluja, jotka ovat SBK:n eli Stichting Bouwkwaliteitin hyväksymiä. Stichting Bouwkwaliteit on rakentamisen laadun järjestö, jonka tavoitteena on edistää rakentamisen laadunvarmistusta sekä koordinoida ja yhdenmukaistaa sertifiointia rakennusalalla.
Laskenta perustuu myös Hollannissa standardiin EN 15978, sillä erolla, että Hollannin arviointimenetelmä kattaa myös Infrarakentamisen. Energiankäyttö pyritään Hollannin mallissa kuvaamaan mahdollisimman todenmukaisesti niin, että rakennuksen energiankulutukseen suositellaan laskettavaksi mukaan myös käyttäjien toiminnasta ja laitteiden käytöstä aiheutuva energiankulutus.
Kuva 2. Hollannin ympäristövaikutusten kustannusten määräytyminen (Hollannin rakentamisen laatujärjestön www-sivut 2014). Julkaistu Hollannin kansallisen tietokannan, Nationale Milieu Databasen luvalla. Milieueffectcategorie = Ympäristövaikutusten kategoriat, Equivivalent eenheid = Ekvivalentti yksikkö, Weegfactor = painotettu tekijä, Grondstoffen = raaka-aineet, Emissies = Päästöt, 1-puntsscore = 1 pistemäärä, ADP = abioottisten raaka-aineiden poistuminen/fossiilisten energialähteiden kuluminen, GWP 100 j. = Ilmaston muutos 100 vuotta, ODP = Otsonikato, POCP = Fotokemiallisen hapettimen muodostuminen, AP = Happamoituminen, EP = Rehevöityminen, HTP = Ihmiselle myrkyllinen, FAETP = Ekotoksinen makean veden vesieliöille, MAETP = Ekotoksinen merivedelle, TEPT = Ekotoksinen maa-alueille
Ranska
Ranskassa on tällä hetkellä kokeilu, jossa rakennuksille, joilla on pienemmät päästöt, annetaan lisää rakennusoikeutta. Tämän kokeilun lisäksi Ranskassa on käynnissä pilotointijakso Ranskan valtion määrittämällä laskentamenetelmällä, jonka perusteella kehitellään hiilijalanjäljen laskentaa velvoittavaa lainsäädäntöä. Laskenta menetelmä noudattaa tietyin rajoituksin ja laajennuksin standardia EN15978.
Hiilijalanjäljen laskennan voi suorittaa joko yksinkertaistetusti tai laajasti, ja Ranskan valtio on laskentaa varten hyväksynyt 8 erilaista laskentaohjelmistoa. Ranskan on tarkoitus ottaa käyttöön rajat hiilidioksidipäästöille vuonna 2020. Lopputulos ilmoitetaan Kg CO2-e/m2 splancher, joka tarkoittaa kilogrammaa ekvivalenttipäästöjä per kerrosala.
Ranskassa laskelmaan otetaan huomioon rakennuksen arvioitu energiankulutus elinkaaren aikana. Energiamäärä kerrotaan päästökertoimella ja käyttöiällä, joka on arvioinnissa 50 vuotta. Ranskassa on käytössä kansallinen päästötietokanta INIES laskentaa varten.
Saksa
Saksassa kestävää rakentamista ohjeistetaan monen eri järjestelmän avulla. LFNB on kestävän rakennuksen ohjeistus ja WECOBIS on rakennusmateriaalitietojärjestelmä, joka tarjoaa tuotekohtaista ympäristö- ja terveystietoa. Varsinaiseen hiilijalanjäljen laskemiseen ja rakennuksen ympäristövaikutusten arvioimiseen on kehitetty arviointimenetelmä BNB, jonka pohjalle on luotu ilmainen, internetpohjainen laskuri eBNB, joka kytkeytyy kansalliseen materiaalitietokantaan ÖKOBAUDATiin. ÖKOBAUDAT tarjoaa yhdenmukaista ja laadukasta, EN 15804 -standardiin perustuvaa tietoa materiaaleista ympäristöselosteiden pohjalta.
BNB-menetelmän laskenta perustuu koko elinkaareen. Elinkaarilaskenta pohjautuu todelliseen dataan, joka yhdistetään oletuksiin rakennuksen käytöstä ja purkamisesta. Laskenta rajautuu rakennustasolle, jolloin rakennuksen ulkopuoliset rakenteet, esimerkiksi puutarhavaja tai viherrakentaminen jätetään laskennasta pois. Tarkasteltavan elinkaaren pituus on 50 vuotta. Lämmöntuotannon osalta käytetään ÖKOBAUDAT-tietokannan tietoja kyseisen energiamuodon kohdalla. Tulos ilmaistaan yksikössä Kg CO2-e/m2ngfa·a, joka tarkoittaa kilogrammaa ekvivalenttipäästöjä per nettokerrosala.
LEVEL(s)
LEVEL(s) on Euroopan unionin raportointikehys, jonka tarkoituksena on kehittää rakennusten ympäristöystävällisyyttä, energiatehokkuutta, terveellisyyttä ja kestävyyttä. LEVEL(s) perustuu standardeihin EN 15978 ja EN 15804. LEVEL(s) on pääasiallisesti suunnattu toimisto- ja asuinrakennuksille.
LEVEL(s) tarjoaa laskentaan kolme oletustyökalua, 1. rakennuksen ja elementtien käyttöiän suunnitteluun, 2. muuntojoustavuuden ja korjaamisen suunnitteluun ja 3. purkamiseen ja uudelleenkäyttöön. LEVEL(s) raportointikehyksessä on myös oletukset rakennuksen käyttöön liittyen. Elinkaaren tarkastelujaksona LEVEL(s)issä on joko 60 vuotta tai suunniteltu käyttöikä tai taloudellinen pitoaika. Tulokset ilmaistaan Kg CO2-e/m2.
Tällä hetkellä LEVEL(s)-viitekehys on pilotointivaiheessa, tarkoituksena analysoida tarkkaan tuloksia, oletuksia ja käytettävyyttä.
Kuva 4. LEVEL(s) menetelmään sisältyvät mittarit ja arviointimenetelmät. Julkaisu Suomen ympäristöministeriön luvalla. (ympäristöministeriön www-sivut 2018)
Rakennusmateriaalien uusiokäyttö Euroopassa
Materiaalien kierrätykseen ja niiden uusiokäytön mahdollisen hyödyn laskemiseen ei tällä hetkellä ole olemassa voimassa olevia eurooppalaisia standardeja. D-vaiheen voi kuitenkin halutessaan raportoida laskennassa (ks. kuva 1). Lasin, bitumin, puun tai kipsin uudelleenkäytöstä olisi todennäköisesti kuitenkin hyötyä ympäristönäkökulmasta verrattuna uuden tuotteen valmistamiseen.
Muovien kierrätysaste on tällä hetkellä Euroopassa matala. Muoveista kierrätetään mahdollisesti vain noin 10–30 %. Nimenomaan muovien kierrätyksellä voitaisiin saada huomattavia ilmastohyötyjä. Rakentamisessa käytettävien muovien kierrättämisessä haasteena on muovien erilaiset lisäaineet ja vierasaineet. Rakennuksessa yleisimpiä muoveja ovat Polyvinyylikloridi eli PVC-muovi (mm. viemäriputket), erilaiset polyetyleenit eli PE-muovit (mm. kosteus- ja höyrynsulku) sekä polystyreeni eli PS-muovi (mm. eristeet).
Teksti: Sanna Lindgren
Lähteet:
Ympäristöministeriö. 2018. Taustamuistio rakennusten elinkaariarvioinnin menetelmäohjeeseen. Viitattu 21.5.2019. https://www.lausuntopalvelu.fi/FI/Proposal/DownloadProposalAttachment?attachmentId=9520
Hollannin kansallisen ympäristötietokannan www-sivut. 2019. Bepalingsmethode Milieuprestatie Gebouwen en GWW-werken
Berekeningswijze. Viitattu 29.5.2019. http://www.milieudatabase.nl/imgcms/SBK_Assessment_method_version_2_0_TIC_versie.pdf
Itämeri on yksi maailman saastuneimmista meristä (WWF www-sivut). Itämeren suojelun yksi tavoitteista on turvata sen ekosysteemi, jolle ilmastonmuutos on suuri uhka. Lämpenevä vesi vaikuttaa niin alueen lintulajeihin kuin pienimpiinkin eliöihin. (Ilmasto-opas www-sivut.) Tämän vuoksi kaikki teot, jotka ehkäisevät ilmaston lämpenemistä ovat tärkeitä Itämeren suojelussa. Eurooppa-päivänä 9.5.2019 järjestettiin SAMKin Merimäen kampuksella Raumalla Itämeritapahtuma Meremme tähden–Eloa ja elinkeinoa.
Hiiliajalanjälki kiinnosti lapsia
Lapset kiersivät ryhmissä tapahtuman esittelypisteillä ja kävivät tutustumassa myös rakentamisen hiilijalanjälkeen. Oli hienoa huomata, miten kiinnostuneita lapset olivat, vaikka pienimmille hiilijalanjälki käsitteenä olikin vieraampi. Lapset juttelivat innoissaan omista kokemuksistaan ja heiltä kuultiin useita, hienoja oivalluksia. Yksi pojista pohti, että vaikka puu on rakennusmateriaalina hyvä, saastuttaa moottorisaha kuitenkin, kun metsässä puut kaadetaan. Yksi tytöistä taas kertoi, miten heillä on vanha puutalo maalattu punamullalla. Pisteellämme oli lapsia varten esillä tyypillisimpiä rakennusmateriaaleja, joita lapset saivat tutkailla ja arvuutella, minkälainen vaikutus materiaalilla voisi olla rakennuksen hiilijalanjälkeen.
Vähä0-hankkeen esittelypiste kiinnosti lapsia Meremme tähden–tapahtumassa.
Olimme tapahtumassa kertomassa rakentamisen ympäristövaikutuksista. Aamupäivällä tapahtumassa vieraili 4.–6. luokkalaisia lapsia. Koululaisia oli saapunut paikalle ympäri Satakuntaa ja muutamia ryhmiä oli saapunut Raisiosta asti. Iltapäivällä esittelypisteet olivat avoinna kaikelle yleisölle ja kävijöitä riittikin mukavasti.
Eurooppa-päivä (9. toukokuuta) on Euroopan rauhan ja yhtenäisyyden päivä. Kyseessä on Ranskan ulkoministeri Robert Schumanin julistuksen vuosipäivä. Julistuksessa hän ehdotti Euroopalle uudenlaista poliittista yhteistyötä, joka poistaisi sodan uhan Euroopan kansakuntien väliltä. (Euroopan unioni www-sivut.)
Keskiverto suomalainen heittää kotiin ostetusta ruoasta vuodessa keskimäärin yli 60 kiloa roskikseen. Koko ruokaketjusta, pellolta kuluttajalle, roskiin päätyy melkein puolet ruoasta. Jätteiden määrään voi vaikuttaa esimerkiksi suunnittelemalla ruokaostokset etukäteen. Näin voi minimoida roskiin heitettävän ruoan määrän. Kaatopaikalla, sekajätteen joukossa biojäte aiheuttaa metaanipäästöjä, kun jätteen eloperäinen aines hajoaa. Metaani on kasvihuonekaasu, joka kiihdyttää ilmaston lämpenemistä.
Suomalaiset ovat yksi eniten ilmastoa kuormittavista kansoista suhteessa asukaslukuun. Keskivertosuomalaisen hiilijalanjälki on noin 10 000 kgCO2 -ekv. vuodessa. Asuminen, liikkuminen ja ruoka ovat suurimmat yksityisen kulutuksen kasvihuonekaasupäästöjen aiheuttajat. Päästöt vaikuttavat maapallomme lämpenemiseen vuosi vuodelta enemmän.
Satakunnan vihertietokeskuksella ja sen ohessa toimivassa kompostointipuistossa voi käydä tutustumassa kompostointiin ja kuulemaan lisää jätteiden lajittelusta, kierrätyksestä ja siitä, miten yksilönä voimme vähentää jätettä ja laittaa sitä eteenpäin hyötykäyttöön. Kompostointipuisto on avoinna huhtikuun alusta lokakuun loppuun kellon ympäri omatoimista tutustumista varten. Jäteneuvojat päivystävät puistossa läpi kesän tiettyinä aikoina.
Komposti sopii pientaloasujan pihaan
Jos biojätteen keräys ei ole mahdollista, silloin kompostointi on hyvä vaihtoehto. Markkinoilla on useita kompostorimalleja, mutta kompostorin voi rakentaa myös itse. Materiaalina voi käyttää esimerkiksi puuta, vaneria, muovia tai metallia, myös kierrätysmateriaaleja. Itse rakennettu kompostori on ihanteellinen puutarhajätteelle ja se on kooltaan suurempi kuin biojätekompostori. Biojätekompostorin tulee olla jyrsijäsuojattu ja lämpöeristetty, joten siinä tulee olla kiinteä kansi ja pohja.
Komposti tarvitsee huoltoa ja monenlaisia aineksia toimiakseen tehokkaasti. Satakunnan vihertietokeskuksella voi tutustua oheiseen infotauluun kompostoinnista.
Päästöttömän biojätteen kierrätysmenetelmän ydin on kuivike, jossa on erityinen sekoitus tehokkaita mikro-organismeja ja leseitä. Kaikki tavallinen ruokajäte kuten liha, kala, kasvikset, vihannekset, leipä ja kahvinporot muuntuvat mikrobien avulla nopeasti ja ilman pahaa hajua maanparannusaineeksi, jota voidaan suoraan käyttää kukkapenkkiin ja viljelyyn. Aine antaa maaperälle ja kasveille uutta elinvoimaa, kun proteiinit, vitamiinit, mineraalit ja ravinteet rikastavat maaperää. Menetelmässä hiili sitoutuu maaperään eikä muutu hiilidioksidiksi ja näin ravinteet jäävät talteen.
Kierrätykseen tarvitaan ilmatiivis ämpäri tai bokashi-astia ja kuiviketta. Bokashi-kompostointitapa on lähtöisin Japanista, jossa boka shi -sanapari tarkoittaa käynyttä eloperäistä ainetta. Keittiössä syntyvä biojäte laitetaan astiaan, josta se myöhemmin siirretään ulkona sijaitsevaan multatehtaaseen. Kahden viikon kuluttua maahan kaivamisen jälkeen voi aloittaa istuttamisen. Lisätietoja bokashi-kompostoinnista saa esimerkiksi hyötykasviyhdistyksestä.
Kerrostaloasunnossa kompostointia voi harrastaa pienen bokashi-astian avulla.
Pellettilämmityksen määrä vaihtelee maittain. Yhteisinä syinä pellettien käytölle nähtiin paitsi alhaisemmat kustannukset, ilmaston suojelu ja polttoaineen paikallisuus. Saksan ja Sveitsin osalta nostettiinkin esille, että pelletteihin sijoitetut rahat jäävät pääosin kotimaahan toisin kuin öljylämmityksessä. Pellettien hintojen kehitystä tuotiin esille useammassa esityksessä. Usein hinnat olivat tällä vuosikymmenellä olleet hienoisessa kasvussa. Baltian ja Pohjoismaiden tilannetta kuvannut Didjis Palejs toi esille, että tilanne on nyt mielenkiintoinen, sillä raaka-aineiden ja pellettien hinnat ovat pudonneet konferenssia edeltäneen, viimeisen kahden viikon aikana.
Pellettien ja yleisemmin biomassan käyttöä pyritään edistämään eri maissa. Kanadassa on Quebecin alueella laadittu Vision Biomasse Quebec. http://visionbiomassequebec.org/ Sveitsissä ja Saksassa on panostettu markkinointiin sekä energianeuvojien koulutukseen. Tähän liittyen on Sveitsin proPellets-yhdistyksen sivuille avattu laskuri, jolla voi verrata öljyn, kaasun ja sähkön lämmityksen kustannuksia ja ympäristövaikutusta pellettiin. https://www.propellets.ch/startseite.html
Martin Bentele, DEPV (Saksa)
Poliittiset ratkaisut vaikuttavat pellettilämmityksen kysyntään
Pellettilämmitystä tuetaan poliittisilla ratkaisuilla. Iso-Britanniassa pellettien käyttö on noussut marginaalista merkittäväksi tekijäksi 2010 vuoden jälkeen. Tähän on merkittävänä tekijänä ollut valtion myöntämä tuki pienlämmityskohteiden (kotitalouksien/maaseudun) investoinneille (RHI, Renewable Heat Incentive). Valitettavasti tuki on tuonut mukanaan myös väärinkäytöksiä. Harrison mainitsi esityksessään jopa 400 000 £ vuodessa tukea saaneita hankkeita, joissa kymmeniä pieniä lämpökattiloita on rakennettu teollisuushalliin. Iso-Britanniassa tukea maksetaan edelleen, mutta ehtoja on tiukennettu ja tuen määrää per kWh on laskettu ollen nykyisin 3,5 c/kWh (korkeimmillaan 13 c/kWh). Kuitenkin väärinkäytökset ovat huonontaneet alan mainetta. Itävallassa maksetaan tukea pellettilämmitykselle ja uudet tuet julkaistaan maaliskuun 2019 alussa. Tämän oletetaan lisäävän pellettilämmityksen määrää Itävallassa.
Neil Harrison, Reheat/Wood Heat Association
Myös öljyn vaikuttavat poliittiset toimet vaikuttavat pellettilämmityksen kysyntään. Espanjassa pellettien kuluttajakysyntää on kasvattanut myös sekaannus dieselin verotuksessa. Liikenteessä käytettävän dieselin verotusta nostettiin, mutta sekaannusten vuoksi tämän ajateltiin koskevan myös lämmitysöljyä. Itävallassa kiellettiin joillakin alueilla öljykattiloiden käyttö uusissa kiinteistöissä. Tämä aiheutti myös vanhojen kiinteistöjen öljylämmityksen vaihtamista pelletteihin.
Laatuvaatimuksia pelletteille ja ilman laadulle
Pelletteille on tehty ENplus-laatuvaatimukset. Tätä näkyi eurooppalaisissa esityksissä olevan käytössä useammassa maassa. Saksassa mainittiin erikseen kuluttajamyynnistä 65% käyttävän ENplus-sertifiointia. Kanadan puheenvuorossa tuotiin esiin lämpökattilalaitosten vientiin liittyen haasteena erilaiset vaatimukset ja eurooppalaisten laitteiden soveltuvuuden osoittaminen Kanadan vaatimuksiin nähden. Tulevaisuuden haasteina hän näki eurooppalaisen pellettilämmittimien maahantuonnin. Tämän mahdollistamiseksi tulisi olla yhtenäiset laatuvaatimukset tuotteille Euroopassa ja Kanadassa.
Ainoa maana Italian esityksessä nostettiin esiin ilman laatuun liittyvät haasteet. Pienhiukkasten suurin lähde on kiinteistöjen lämmitys (45%). Tämä johtuu pääosin (97%) puun poltosta. Biomassalle luotu laatujärjestelmä todennetaan ympäristösertifikaatille ja siinä seurataan viittä parametriä (PP, OGC, NOx, CO, η), jotka luokitellaan viisiportaisella asteikolla. Tämä on viety myös lainsäädäntöön ja ajan myötä pyritään asentamaan vain parhaimpia laitteita.
Pellettien tuotannon haasteet
Tuotannon yleisinä haasteina ovat pellettiraaka-aineen hinnan vaihtelut sekä (erityisesti) kiinteistökohteissa pellettien kysynnän vaihtelu talvien lämpötilojen mukaan. Espanjassa on tänä talvena kolmen lämpimämmän vuoden jälkeen ollut haasteita saada riittävästi pellettiä kuluttajille. Vastaavan saatavuushaasteen ratkaisemiseksi Itävallassa on ehdotettu pellettien tuottajille ja maahantuojille velvoitetta varastoida 10% edellisvuoden myynnistä joulukuussa, josta 5% tammikuussa. Näin varauduttaisiin helmikuun mahdollisiin kylmiin ilmoihin ja pelletin määrän vähäisyyteen.
Teksti ja kuvat: Aino Pelto-Huikko
Kirjoitus perustuu WSED-konferenssin session What’s new on European and global pellet markets esityksiin 28.2.2019. Oman maidensa tilanteen esittivät seuraavat henkilöt:
Didzis Palejs, Latvian Biomass Association (Baltia ja Pohjoismaat), John W Arsenal, Quebec Wood export Bureau/Wood Pellet Association of Canada (Kanada), Neil Harrison, Reheat/Wood Heat Association (Iso-Britannia), Pablo Rodero Masdemont, Avebiom (Espanja), Christian Rakos, proPellets Austria (Itävalta), Martin Bentele, DEPV (Saksa), Martina Caminada, proPellets.ch (Sveitsi), Gustav Melin, Svebio (Ruotsi) ja Matteo Favero, AIEL (Italia).
”Samalla kun pienentää henkilökohtaista hiilijalanjälkeä voi säästää rahaa ja muuttaa elintapojaan terveellisempään suuntaan.”
Hiilijalanjäljestä ja ympäristön suojelusta löytyy paljon tietoa. Nämä aiheet ovat olleet eri medioissa pinnalla jo useamman vuoden ajan. Silti monet kokevat, että oman hiilijalanjäljen pienentäminen vähentää elämisen mukavuutta, on vaivalloista sekä hankalaa toteuttaa omassa arjessa. Joillekin ympäristöystävällinen elämäntapa viittaa ajatuksissa kaikesta luopumiseen, autollakaan ei saisi enää ajaa. Jokainen haluaa, totta kai, nauttia elämästään. Saavutetuista eduista ei ole helppoa luopua. Hiilijalanjälki ei kuitenkaan ole niin suuri peikko, kuin monet sen mielessään kuvittelevat. Samalla kun pienentää henkilökohtaista hiilijalanjälkeä voi säästää rahaa ja muuttaa elintapojaan terveellisempään suuntaan.
Asuminen aiheuttaa kotitalouksien suurimmat päästöt
Joidenkin mielestä me suomalaiset olemme jo tehneet tarpeeksi. Keskivertosuomalaisen hiilijalanjälki on vuodessa 10300 kgCO2 (Sitra www-sivut). Vertailuna keskivertoruotsalaisen vastaava lukema vuonna 2014 oli lähes puolet suomalaisen hiilijalanjälkeä pienempi (the World Bank www-sivut). Suomalaisten ylikulutuspäivä oli tänä vuonna 5. huhtikuuta, maailmanlaajuinen ylikulutuspäivä on viime vuosina osunut elokuulle. (WWF Suomi www-sivut 2019.) Tässä valossa asiaa tarkasteltuna suomalaisilla on vielä tehtävää omien kulutustottumustensa suhteen.
Asuminen aiheuttaa kolmanneksen kotitalouksien hiilijalanjäljestä.
Suomen ympäristökeskuksen tutkimuksen mukaan asuminen aiheuttaa kolmanneksen päästöistä, jotka vaikuttavat hiilijalanjälkeen. Ruoka ja liikkuminen aiheuttavat molemmat osaltaan noin viidenneksen päästöistä. Neljännes henkilökohtaisista päästöistämme syntyy muusta kulutuksesta kuten tavaroista ja palveluista. (Sitra www-sivut 2019.) Tutkimuksesta voidaan päätellä, että omien asumis- ja kulutustottumusten pohtiminen ja tapojen muuttaminen vähemmän ympäristöä kuormittaviin vaihtoehtoihin vaikuttaa huomattavasti omaan henkilökohtaiseen hiilijalanjälkeen.
Pienillä muutoksilla suuri vaikutus
Pienet muutokset eivät arkielämässä tunnu kovin merkittäviltä mutta usealla pienellä teolla on jo vaikuttavuutta omaan henkilökohtaiseen hiilijalanjälkeen. Pienistä puroista kasvaa suuret virrat. Arkipäiväisessä elämässä tehdään päivittäin asioita, joiden kohdalla voi miettiä valintaansa myös hiilijalanjäljen kannalta. Pienten muutosten tekeminen ei vaadi suuria resursseja, niistä on hyvä aloittaa, kun haluaa muuttaa elintapojaan ”hiiliystävällisemmäksi”. Lämpimän veden käytön rajoittaminen on yksi helpoimmista ja vaikuttavimmista teoista kotona. Pystyisikö suihkussa peseytymään muutamassa minuutissa 15 minuutin sijaan? Lihasta ei ole pakko luopua, mutta voisiko ajatella, että vähentäisi sitä ja lisäisi kasvisten syöntiä? Voisiko ruokaa hankkia lähituotantona ja viettää joka viikkoisen tapasillan, jossa naposteltavat on tehty viikon aikana jääkaappiin jääneistä ruuantähteistä.
Pyöräily kesäkuukausina autoilun sijaan on hyvä ja helppo keino vaikuttaa omaan hiilijalanjäljen suuruuteen.
Ympäristöystävällisyys luo säästöjä
Pienet teot ovat vaikuttavia ja helppoja toteuttaa. Suurempia muutoksia kannattaakin miettiä vasta silloin, kun uuden auton hankinta tai esimerkiksi talon lämmitysjärjestelmän uusiminen tulee laitteiston kunnon vuoksi ajankohtaiseksi. Sitten voi miettiä, voisiko öljykattilan uusimisen sijaan ajatella hankkivansa tilalle lämpöpumpun tai hankkisiko vanhan dieselauton tilalle sähköllä tai biokaasulla kulkevan menopelin. Nämä ovat rahallisesti suuria investointeja, joita ei pelkän energian säästön vuoksi kannata tehdä, mutta suurista investointikustannuksista huolimatta saattavat pidemmällä aikavälillä tuoda käyttäjälle säästöjä. Säästöt ovatkin yksi suurimmista motivaattoreista hiilijalanjäljen pienentämiseen. Kun hankkii tavaroita käytettynä, suosii satokauden kasviksia ja pyöräilee sen sijaan, että käyttää autoa lyhyemmillekin matkoille, säästää selvää rahaa. Kasvisten syönnin ja liikunnan lisääminen vaikuttaa säästöjen lisäksi positiivisesti myös omaan terveyteen.
” Vuotava wc-istuin saattaa valuttaa jopa 200€ viikossa suoraan viemäristä alas.”
Erityisesti lämpimän veden käytön rajoittaminen ja huonelämpötilan laskeminen ovat tehokkaita tapoja pienentää kotitalouden hiilijalanjälkeä. Verconin vedenkäyttöoppaassa (2016, 12) mainitaan, miten suuri vaikutus lämpimän veden käytön vähentämisellä on. Oppaassa kerrotaan, että ” kolmihenkinen keskivertoperhe käyttää noin 70 000 litraa lämmintä vettä vuosittain. Sen lämmittämiseen kuluu noin 4 000 kilowattituntia energiaa. Tavallisen sähkösaunan lämmittäminen kahdesti viikossa kuluttaa noin 600 kWh energiaa vuodessa”.
Vialliset ja vuotavat vesikalusteet aiheuttavat myös turhia kustannuksia. Vuotava wc-istuin saattaa valuttaa jopa 200 euron edestä vettä viikossa alas viemäriin. (Vercon 2016, 22.) Lämpimän veden käytön osuus kokonaisenergiankulutuksesta voi olla jopa 30 %. Joten lämpimän veden käytön rajoittaminen on todella tehokas keino vähentää energian kulutusta sekä pienentää omaa hiilijalanjälkeään. (Kotkan energia www-sivut.)
Tehokkaimpia keinoja pienentää hiilijalanjälkeä kotitalouksissa on vähentää lämpimän veden käyttöä.
Simulointi on todellisuuden jäljittelyä. Rakennusten suunnitteluvaiheessa voidaan käyttää tietokoneohjelmaa, jossa luotua rakennusmallia tarkastellaan tulevassa ympäristössään. Malliin voidaan tuoda muuttuvat sää-, valaistus-, kuormitus- ja ääniolosuhteet sekä muut halutut tekijät ja tarkastella suunniteltujen teknisten ratkaisujen vaikutuksia. Erityisen arvokasta tällä tavalla saatu tieto on tilanteissa, joista ei ole aikaisempaa käytännön kokemusta. Rakentaja voi esimerkiksi vertailla erilaisten rakenne- ja laitevalintojen vaikutuksia rakennuksen pitkäaikaisiin käyttökustannuksiin.
Rakennus on jatkuvassa vuorovaikutuksessa ympäristön kanssa. Tässä vuorovaikutuksessa tapahtuu lukuisia muuttuvia ja samanaikaisia fysikaalisia ilmiöitä, jotka tulee huomioida, kun tavoitellaan toimivia ja energiatehokkaita rakennuksia. Tietokoneiden kasvanut laskentateho ja kehittyneet ohjelmat mahdollistavat ilmiöiden yhtäaikaisen tarkastelun. Vaatimuksena on se, että tarkasteltavasta kohteesta on olemassa riittävät lähtötiedot. Simulointiohjelma laskee annetuissa aikaperiodeissa tuloksia, joita voidaan tarkastella rakennuksen eri käyttötilanteissa ja ajankohtina.
Simulointiohjelmilla saadaan erityisen hyödyllistä tietoa tiloista ja rakennuksista, joilta vaaditaan vakaita sisäilmaolosuhteita. Mallin avulla tehtävä auringon lämpösäteilyn, varjostuksen, lämmityksen, jäähdytyksen ja ilmanvaihdon yhteisvaikutusten tarkastelu auttaa löytämään energiankäytön kannalta optimaalisia ratkaisuja niin talotekniikassa kuin rakenteiden suunnittelussa. Suurin hyöty simuloinnista saadaan, kun sen tuloksia käytetään jo suunnitteluvaiheen alkupuolella, jolloin tehdään suuri osa esimerkiksi rakennuksen energiatehokkuuteen vaikuttavista päätöksistä. Vaikka uudet suomalaiset rakennukset ovat jo varsin energiatehokkaita, parannettavaa riittää aina. Jatkossa vaaditaan yhä pienempien tekijöiden vaikutusten huomioimista nollaenergiatasoon pyrittäessä. Mallinnuksella on mahdollista löytää ja erotella näitä pienempiä tekijöitä.
Rakennuksen tekninen säätöautomaatio on lisääntynyt viime vuosikymmenten aikana. Varsinkin uudempien toimistorakennusten valaistus-, lämmitys-, ilmanvaihto- ja jäähdytysjärjestelmiä ohjataan käyttöprofiilien mukaisesti kiinteistöautomaatiojärjestelmien avulla. Tässä on suuri etu simulointien tuottamista tuloksista. Hyvän simulaatiomallin ja todellisen energiakulutuksen vertailulla on mahdollista löytää kehityskohteet järjestelmässä ja kontrolloida systeemiä.
Mallinnuksen tuloksista voidaan poimia esimerkiksi olohuoneeseen tuleva auringon lämpösäteily (keltainen) maaliskuun 19 päivänä. Teho on suurimmillaan yli 1200 W.
Talotekniikka on lisääntynyt myös asuinrakennuksissa ja varsinkin pientaloissa on hyvin eri tasoisia järjestelmiä. Kehitys näyttäisi kulkevan kohti tilannetta, jossa yhä suurempaa osaa talon ilmanvaihto- ja lämmitysjärjestelmiä ohjataan automaation kautta, jota erilaiset toimintasensorit ohjaavat. Ennakkoon toteutettavalla olosuhdesimuloinnilla voidaan pientalonkin suunnittelussa löytää optimaalisia ratkaisuja esimerkiksi energiatehokkuuden tai sisäilmaston laadun suhteen. Tilojen ylilämpenemisen arviointiin simulointimallit ovat hyvä väline. Ikkunoiden suuntaus, auringonvalon, lämpösäteilyn varjostavien elementtien ja kasvillisuuden vaikutusten huomioiminen ovat asumismukavuuteen vaikuttavia tekijöitä, jotka korostuvat kuumina kesäpäivinä.
Aurinkoenergian parempi hyödyntäminen
Uusiutuvan energian, esimerkiksi aurinkoenergian, potentiaalista saadaan hyvinkin tarkka arvio niin tuoton kuin kulutuksenkin osalta, kun käytettävissä on riittävät lähtötiedot. Optimoimalla järjestelmä ennakkoon mahdollistetaan haluttu lopputulos ja vältytään yli- tai alimitoitukselta vaikka aurinkopaneelien määrässä.
Pitkäaaltoisen säteilyn ja konvektion vaikutus (W/m2) rakennuksessa. Simuloidut tilanteet maaliskuussa klo 15.30 ja 22.00
Aurinkoenergian passiivisen hyödyntämisen arvioinnissa simuloinnilla saadaan arvokasta tietoa esimerkiksi eri vuorokauden aikana auringonsäteilyn vaikutuksista eri tiloissa. Kuvassa 2 korostuu maaliskuun päivä- ja yöaikainen ero. Päivällä tilat keräävät energiaa auringosta ja viileän yön tunteina ikkunat päästävät lämpöä toiseen suuntaan. Erilaisilla ratkaisujen avulla on mahdollista parantaa rakennuksen energiatehokkuutta esimerkiksi parantamalla lämpöenergian varastoitumista rakenteisiin tai lämmitysjärjestelmään.
Toinen WSED-konferenssipäivä (28.2.2019) alkoi energiatehokkuuspolitiikkaan liittyvillä puheenvuoroilla. Karlis Goldstein Euroopan komissiosta nosti puheenvuorossaan esille tulevaisuuden haasteita, mutta myös mahdollisuuksia. 2020 säästötavoitteiden eteen tulee vielä tehdä ahkerasti töitä mm. varmistamalla lakien käyttöönotto tuotteiden standardoinnin osalta, käynnistämällä uusia toimia ja investoimalla julkisiin rakennuksiin, jotta saadaan esimerkkejä energiatehokkuustoimenpiteistä. Tulevaisuuden haasteista hän nosti esille kolme teemaa:
Tuleeko muuttaa kuluttajien käyttäytymistä vai riittääkö lainsäädännöllinen ohjaus?
Miten IoT:n myötä energiatehokkuusratkaisuissa varmistetaan mukavuus, yksityisyys ja tehokkuus?
Miten yksityinen ja julkinen liikenne saadaan sitoutumaan toimiin?
Tulevaisuuden mahdollisuuksina Goldstein kuitenkin näki seuraavat kolme teemaa:
Kaupungit ja alueet partnereina energiasäästötoimien määrittämisessä ja jalkauttamiseksi
Hajautettu energiantuotanto osana isoa järjestelmää
Ratkaisut, jotka ovat kohteen perusteella määritetty
” Vaikka toimia tehdään energiatehokkuuden ja uusiutuvan energian käytön eteen, on energiasäätötoimenpiteiden vaikutus viime vuosikymmenen aikana hidastunut”
Ranskassa toimiva energia- ja ilmastotalouden konsultti Samuel Thomas kuvasi EU:n energiankulutuksen muutosta. Vaikka toimia tehdään energiatehokkuuden ja uusiutuvan energian käytön eteen, on energiasäätötoimenpiteiden vaikutus viime vuosikymmenen aikana hidastunut. Tekijä, johon ei voi vaikuttaa, on sää. Lämpimät ja kylmät vuodet vaikuttavat merkittävästi energian kulutukseen, sillä suurin osa kotitalouksien energiasta kuluu lämmitykseen.
Thomas nosti myös esille taloudellisen kasvun vaikutuksen energian kulutukseen, vaikka kotitaloudet ostavat esimerkiksi energiatehokkaampia televisioita, ostetaan niitä yhden olohuoneessa sijaitsevan television lisäksi myös makuuhuoneisiin. Näin kumotaan energiatehokkaamman tuotteen vaikutus, kun energiaa kuluttavia yksiköitä, vaikkakin energiatehokkaampia, on useampi.
” On haastavaa selvittää, miten voidaan vaihtaa energiaa ja maksaa siitä eri organisaatioiden välillä.”
Wolfgang Urbantschitsch itävaltalaisesta e-controlista kertoi Itävallassa toteutetuista piloteista sekä näkemyksistään tulevaisuuden suhteen. Hän mukaansa tulevaisuuden sähköverkon tarpeisiin ei tarvita kantaverkon muutoksia tai laajennuksia, jos kehitetään lisää paikallista varastointia ja kulutusta. Tällä hän viittasi esimerkiksi hajautetun energiatuotannon lisäämiseen ja kuluttamiseen lähellä tuotantokohdetta. Näin voidaan keventää siirtoverkon kuormaa. Tähän teemaan viittasi myös Christiane Egger OÖ Energiesparverbandista. Hän kertoi Ylä-Itävallan alueella aloitetusta teollisuuden mikroverkon pilotista. Pilotissa testataan energiayhteisön toimintaa ja yritysten välistä energianvaihtoa. Haasteeksi hän kertoi liiketoimintamallin kehittämisen. On haastavaa selvittää, miten voidaan vaihtaa energiaa ja maksaa siitä eri organisaatioiden välillä.
Egger viittasi puheessaan myös energian historiaan suhteessa teollisuuden historiaan. Eri teollisuuden vaiheet ovat linkittyneet vahvasti energian historiaan (esim. höyry, sähkö, elektroniikka). Egger toi esille näkemyksensä siitä, että teollisuus 5.0 on fossiilisista polttoaineista vapaa teollisuus.
