Pientalon lämmityksen hiilijalanjälki

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.

Teksti: Marko Kukka

 

Lähteet:

Motiva. 2019. CO2-päästökertoimet. Viitattu 14.5.2019. https://www.motiva.fi/ratkaisut/energiankaytto_suomessa/co2-laskentaohje_energiankulutuksen_hiilidioksidipaastojen_laskentaan/co2-paastokertoimet

Motiva. 2017. Pientalon lämmitystapojen vertailulaskuri. Viitattu 14.5.2019. https://www.motiva.fi/koti_ja_asuminen/rakentaminen/lammitysjarjestelman_valinta/vertaile_lammitysjarjestelmia/pientalon_lammitystapojen_vertailulaskuri

Tilastokeskus. 2019. Polttoaineluokitus 2019. Viitattu 14.5.2019. http://www.stat.fi/tup/khkinv/khkaasut_polttoaineluokitus.html

Finsolar www-sivut. 2016. Aurinkolämpöjärjestelmien hintatasot ja kannattavuus. Viitattu 14.5.2019. http://www.finsolar.net/aurinkoenergian-hankintaohjeita/aurinkolampojarjestelmien-hintatasot-ja-kannattavuus-suomessa/

Energiatehokas pientalo on askel kohti ympäristöystävällistä asumista

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 A
Taulukko 6. Ulkoseinien lämmöneristyksen muutoksen vaikutus energiakulutukseen ja hiilijalanjälkeen kohteessa B
Taulukko 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.

 

Teksti ja Kuvat: Jaakko Aaltonen

Pellettimarkkinoiden tilanne Euroopassa ja Kanadassa. – World Sustainable Energy Days 28.2.2019

Pellettien käytön tilanne

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).

Rakennusten simuloinnista tukea suunnitteluratkaisuille

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.

 

Teksti ja kuvat Jaakko Aaltonen

Ajankohtaista pelleteistä: ilmapäästöt syynissä Italiassa, raaka-aineiden hinta tippunut Pohjois-Euroopassa

Pellettit ovat Keski-Euroopassa yleisempi lämmitysmuoto kuin Suomessa. Pellettien rinnalla käytetään myös biomassaa. Tämän hetkisen pellettimarkkinoiden tilannetta Euroopassa ja Kanadassa esiteltiin World Sustainable Energy Days -konferenssissa Itävallassa 28.2.2019. Kirjoitus on tiivistelmä seminaarin esityksistä.

Pellettien käytön tilanne

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 hinnat ovat pudonneet viimeisen kahden viikon aikana.

Pellettien ja yleisemmin biomassan käyttöä pyritään edistämään eri maissa. Kanadassa on Quebecin alueella laadittu Vision Biomasse Quebec. 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.

”Sveitsin proPellets-yhdistyksen sivuille avattu laskuri, jolla voi verrata öljyn, kaasun ja sähkön lämmityksen kustannuksia ja ympäristövaikutusta pellettiin.”

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 kertoi Iso-Britannian pellettilämmityksen tukijärjestelmän hyvistä ja huonoista puolista.

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 pelleteille ja ilman laadulle

Pelleteille 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.

Martin Betele DEPV kertoi Saksassa ENplus-sertifoitujen pellettien olevan jo 65 % kuluttajamyynnistä.

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).

Konferenssin parhaan nuoren bioenergian tutkijan palkinnon voitti puun palamiskaasujen vähentämistä tutkinut Rita Strumlechner

Konferenssissa on oma osionsa nuorille tutkijoille. Heidän esityksensä keskittyvä yleensä tarkempiin, tieteellisempiin teemoihin.

Konferenssin parhaan nuoren bioenergian tutkijan palkinnon voitti Rita Strumlechner. Hänen tutkimuksensa keskittyi Suomessakin paljon puhuttuun kotitalouksien puuta polttoaineena käyttävien lämmityslaitteiden päästöihin. Pienen mittakaavan tilalämmittimet, eli takat ovat suurimpia päästöjen aiheuttajia. Mittaukset toteutettiin niin, että varsinainen loppukäyttäjä suoritti puun polton. Kun lähtötilanne oli tarkasteltu, koulutettiin loppukäyttäjää polttotapaan liittyen. Muutoksia tehtiin mm. puiden kokoon ja asetteluun sekä sytytystapaan. Ohjeet koskivat päältä sytyttämistä, ilmamäärän säätöä sekä polttoaineen (puun) ominaisuuksia ja asettelua. Tulokset olivat merkittäviä, sillä päästöt alenivat kaikilla mitatuilla osa-alueilla pelkän koulutuksen perusteella. Huomattavaa oli kuitenkin, että poikkeuksia ilmeni, ja joissa tapauksissa päästöjen määrä nousi, sillä kyseiselle laitteelle ei sopinut päältä sytyttäminen.

Esityksen lopputuloksena todettiin, että loppukäyttäjän suuri vaikutus on mahdollinen sekä yleisesti suositeltu päältä sytyttäminen ei sovellu kaikille ratkaisuille. Sopivampaa olisikin tehdä laitekohtaiset suositukset sytytys- ja polttotavoista.

Konferenssin parhaan nuoren energiatehokkuustutkijan palkinnon sai Colin Nolden. Hänen tutkimuksensa otsikko oli Collecting silences: Entrepreneurs, energy efficiency, carbon emissions and de-growth markets.

Teksti ja kuvat: Aino Pelto-Huikko ja Meri Olenius

Bioenergiaa verrattiin lähiruokaan – World Sustainable Energy Days 27.2.2019

World Sustainable Energy Days -konferenssi järjestetään Itävallassa Welsissä 27.2.-1.3.2019. Kirjoitamme blogikirjoituksia kunkin päivän ydinasioista.

Osallistujia konferenssiin on yli 600 yli 60 maasta. Konferenssi keskittyy mm. eurooppalaisiin pellettimarkkinoihin, energiatehokkuuspolitiikkaan, nuorten tutkijoiden tukemiseen sekä teollisuuden energiatehokkuuteen.

Vuoden 2019 konferenssi alkoi pellettikonferenssilla, sekä nuorten tutkijoiden konferenssilla. Pellettimarkkinoista olivat puhumassa mm. Gilles Gauthier Bioenergy Europesta ja Maria Michela Morese Global Bioenergy Partnershipistä. Sektorin edustajat eivät pelänneet nostaa esille alaa koskettavaa ilmanlaatukysymystä pellettien polttoainekäytössä. Pääpaino puheenvuoroissa oli kuitenkin markkinatilanteen kuvauksessa ja alan kehityksen ja edistämisen toimissa.

”Bioenergia on ainut uusiutuvan energian lähde, joka voi tuottaa sähköä, lämpöä ja liikenteen polttoainetta.”

Maria Michela Morese korosti bioenergian roolia tulevaisuudessa. Bioenergia on ainut uusiutuvan energian lähde, joka voi tuottaa sähköä, lämpöä ja liikenteen polttoainetta. Sen käytössä tulee kuitenkin huomioida kestävyys, sillä esimerkiksi Paraguayssa vain n. 10% metsien käytöstä bioenergian lähteenä on kestävää. Moresen edustama organisaatio on julkistanut 24 indikaattoria, joilla voi arvioida ja monitoroida bioenergian kestävyyttä. Raportti ja indikaattorit ovat julkisesti saatavilla täällä.

”Politiikassa bioenergia ei kuitenkaan ole riittävän näkyvää, sillä bioenergian käyttö on keskittynyt kaupunkien ulkopuolelle.”

Gilles Gauthier nosti esille markkinoiden kasvamiseen liittyvän kriittisen asian. Polttoaineen saatavuus on varmistettava, jotta tilanne ei ehdi kumuloitua siihen, ettei ole polttoainetta saatavilla. Gauthierin ehdotuksia varmistustoimenpiteille olivat mm. polttoaineen tarpeen ennakoinnin kehittäminen sekä lainsäädännöllisesti kansallisen polttoainereservin muodostaminen.

Kansallisten lainsäädäntöjen vaatimukset vaikeuttavat kansainvälisen kaupan käymistä ja siten investointeja kapasiteetin lisäämiseen. Ohjaus toimiin tulisi tulla EU:n tasolta, jotta voidaan varmistaa EU:n sisämarkkinat ja siten polttoaineen saatavuus valtioissa, joilla oma tuotanto ei vastaa kysyntää. Politiikassa bioenergia ei kuitenkaan ole riittävän näkyvää, sillä bioenergian käyttö on keskittynyt kaupunkien ulkopuolelle. Tähän viitattiin paneelikeskustelussa, jossa mm. tuotiin esille, että EU:n keskeinen päätöksenteko on sijoittunut Brysseliin.

”Pellettejä verrattiin lähiruokaan, sillä energian raaka-aineeseen ja sen tuotantotapaan on mahdollista vaikuttaa ja tutustua.”

Paneelikeskustelussa painotettiin, että alan tulee panostaa kuluttajamarkkinointiin. Pellettejä verrattiin lähiruokaan, sillä energian raaka-aineeseen ja sen tuotantotapaan on mahdollista vaikuttaa ja tutustua.

Poliittisista keinoista ympäristöystävällisemmän energiantuotannon tukemiseen keskusteltiin paneelissa. Tähän liittyen yleisölle esitettiin kysymys. Lähes puolet oli sitä mieltä, että fossiilisten polttoaineiden verotusta tulisi korottaa. Muita vaihtoehtoja poliittisiksi toimiksi olivat fossiilisia polttoaineita käyttävien lämmitysjärjestelmien kieltäminen (18%), taloudellinen tuki teknologiainnovaatioille (24%), viestintä (12%) ja joku muu (2%).

Pellettien käyttö lämmönlähteenä on kasvanut entisestään. Euroopan suurimpia pellettien kuluttajia ovat Italia, Tanska, Saksa, Ranska ja Ruotsi. Suomi sijoittuu keskikastiin.

Konferenssin toisen päivän kuulumiset ovat luettavissa seuraavassa blogitekstissä loppuviikon aikana.

 

Teksti ja kuvat:

Aino Pelto-Huikko, Meri Olenius

Puun käytöstä pientalojen lämmityksessä

Perinteisesti suomalaiseen pientaloon on rakennettu tulisija joko päälämmönlähteeksi tai muun lämmitysjärjestelmän rinnalle. Lämmitysjärjestelmät ovat kehittyneet ja monipuolistuneet. Samaan aikaan asumistottumukset ja tilankäyttö rakennuksissa ovat muuttuneet. Merkittävä puun käyttö lämmityksessä vaatii aikaa ja varastointitilaa.

Useimmiten koti kannattaa lämmittää muulla kuin puulla, esimerkiksi kauko- tai maalämmöllä tai ilmalämpö­pumpulla. Uusien pientalojen lämmitysenergian kulutus asuinneliötä kohti on huomattavasti pienempää kuin vanhojen ja usein tulisija jää varsin vähälle käytölle. Kun rakennusta lämmitetään lämpöpumpulla, ei puun käytöllä päästä taloudellisessakaan mielessä kovin suuriin säästöihin, ellei puuta saada omasta metsästä.

Toisaalta ostoenergian hinnannousu näkyy lisääntyneenä puunpolttona pientalojen lämmityksessä. Talven kovina pakkasjaksoina sähköenergian käyttö on Suomessa huippulukemissa ja esimerkiksi varaavaa takkaa voidaan käyttää lisälämmön­lähteenä. Varaavassa takassa puita poltetaan vain pieni määrä kerrallaan. Iso osa lämpöenergiasta varastoituu tulisijan rakenteisiin ja vapautuu huoneeseen pikkuhiljaa.

Lähes kaikkien uusien omakotitalojen vakiovarusteisiin kuuluu tulisija”

Tulisija on tarpeellinen myös sähkökatkojen aikaan, jolloin muuta lämmitystä ei voida käyttää. Talvimyrskyjen takia monen omakotitalon lämmitys on ollut täysin puulämmityksen varassa pitkiäkin aikoja.

Lähes kaikkien uusien omakotitalojen vakiovarusteisiin kuuluu tulisija.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vaikka puu on uusiutuva luonnonvara, liittyy sen energiakäyttöön samoja ongelmia kuin fossiilisten polttoaineiden käyttöön. Puuhun varastoitunut hiilidioksidi vapautuu poltossa ilmaan ja sen uudelleensitomiseen kasvaviin puihin vie suhteellisen pitkän ajan. Puun pienpoltossa polttoprosessi on usein puutteellinen ja ilmaan vapautuu tarpeettoman paljon hiukkaspäästöjä. Päästöjen haittoja voidaan vähentää oikealla polttotekniikalla ja oikeanlaisilla tulisijoilla.

Päästöjen synnyn kannalta haitallisinta on, jos tulipesä ahdetaan täyteen ja palamista pitkitetään pienellä ilmamäärällä. Esimerkiksi varaavaan uunin polttopuumäärä on 3–5 kg pesällistä kohti. Ensimmäisessä pesällisessä vähemmän ja pienempiä noin 5 cm halkaisijaltaan olevia pilkkeitä ja toisessa pesällisessä hieman suurempia n. 1 kg suuruisia puita. Pilkkeet tulee latoa pesään siten, että ilma pääsee kulkemaan polttopuiden väleistä ja vapaata tilaa pitää olla 1/3 tulipesän korkeudesta. Puita lisätään vasta kun edelliset ovat palaneet lähes hiillokselle. Hehkuva hiillos luovuttaa lämpöä 25–50 % puun energiasisällöstä ja hiilloksella olevan pesän ilmavirtausta pienennetään. Hormipellit suljetaan kuitenkin vasta kun hiillos on palanut loppuun.

Tulisijat ovat kehittyneet ja esimerkiksi pesän parantuneella ilmavirtauksella aikaansaadaan parempi polttoprosessi. Tehdasvalmisteisten uunien myötä päästöjen arviointi on luotettavammalla pohjalla ja päästöt kontrolloidumpia. Paikalla muurattuihin uuneihin on tehty vuosien kuluessa parannuksia ja uusia innovaatioita, jotka johtavat esimerkiksi täydellisempään savukaasujen palamiseen, on tuotu markkinoille. Jotkin puulämmitteiset kiukaat ovat jo varsin energiatehokkaita ja vähäpäästöisiä, mutta pääsääntöisesti kiuasvalmistajilla on vielä paljon tehtävää tässä suhteessa.

Pienhiukkaset puunpolton ongelma

Pääkaupunkiseudulla vuonna 2014 tehdyn selvityksen mukaan tulisijojen hiukkaspäästöt ovat siellä samaa suuruusluokkaa kuin autoliikenteen pakokaasujen hiukkaspäästöt. Puunpoltosta vapautuvat pienhiukkaset vaikuttavat asuinalueiden ilmanlaatua heikentävästi ja aiheuttavat suurempina pitoisuuksina kohonneen terveysriskin. Noki ja osa tuhkasta kulkeutuu palokaasujen mukana ilmaan. Pienhiukkaset kulkeutuvat hengityselimistöön ja riippuen altistuksen määrästä aiheuttavat varsinkin herkistyneillä ihmisillä oireita ja lisäävät sairastumisriskiä. Puun pienpolton yleistyessä kuntien terveydensuojeluviranomaisille tehdyt polttoa koskevat savuvalitukset ovat lisääntyneet.

Nokipäästöillä on myös ilmastovaikutuksia. Varsinkin pohjoisilla alueilla nokihiukkaset laskeutuessaan lumen pinnalle nopeuttavat sen sulamista. Paljastunut maan pinta imee auringonvaloa ja lämpöenergiaa lämmittäen omalta osaltaan ilmastoa.

Joka tapauksessa puuta tullaan vielä pitkään käyttämään asuntojen lämmittämiseen ja sen määrä pysyy arvioiden mukaan samana tai jopa lisääntyy lähivuosina. Sen takia tulisijojen hyvä tekninen taso ja oikeanlainen polttaminen ovat päästöjen vähentämisen kannalta ensiarvoisen tärkeitä tekijöitä, joilla haitallisia päästöjä voidaan vähentää.  Muutama perusasia, joilla saadaan mm. noen muodostumista vähenemään, on hyvä muistaa:

  • Polta vain kuivaa puuta.
  • Säilytä polttopuut ilmavassa paikassa ja suojassa sateelta.
  • Puunpoltossa käytettävä lämmityslaite pitää nuohota säännöllisesti.
  • Sytytä polttopuut pesään ladottujen pilkkeiden yläosasta.
  • Huolehdi palamisprosessin riittävästä ilmansaannista.
  • Älä polta roskia.

Hyvä opas oikeanlaiseen puunpolttoon löytyy tästä linkistä https://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2008/VTT-R-10553-08.pdf

 

Teksti ja kuva: Jaakko Aaltonen

Lähteet:

Tulisijojen käyttö ja päästöt pääkaupunkiseudulla vuonna 2014. HSY:n julkaisuja 2/2016. Helsinki. Viitattu 2.1.2019

https://www.hsy.fi/sites/Esitteet/EsitteetKatalogi/Julkaisusarja/2_2016_Tulisijojen_kaytto_ja_paastot_2014.pdf

Alakangas, A. Erkkilä, H. Oravainen, 2008. Tehokas ja ympäristöä säästävä tulisijalämmitys. Polttopuun tuotanto ja käyttö. VTT. Jyväskylä. Viitattu 2.1.2019

https://www.vtt.fi/inf/julkaisut/muut/2008/VTT-R-10553-08.pdf

 

World Sustainable Energy Days 2018

World Sustainable Energy Days on yksi Euroopan suurimmista vuosittain järjestettävistä konferensseista. Tapahtuma järjestetään Itävallassa ja osallistujia on yli 700 viidestäkymmenestä eri maasta. Konferenssissa keskitytään erityisesti uusiutuvaan energiaan ja energiatehokkuuteen eri osa-alueilla. Tiistain ohjelmassa oli pellettikonferenssi sekä nuorten tutkijoiden konferenssi.

Nuorten tutkijoiden konferenssissa oli useita puhujia eri instituutioista ja aihealueet käsittelivät muun muassa rakennusten energiatehokkuutta, rakennusten energiasimulointia, uusiutuvaa energiaa ja kasvihuonekaasupäästöjä. Esitykset perustuivat hyvin vahvasti teoreettiseen tutkimukseen ja selvityksiin, mutta useassa esityksessä oli mukana myös käytännössä suoritettuja kenttäkokeita.

Tulevaisuuden haasteena nähdään erityisesti voimakas väestönkasvu ja sen seurauksena kasvava energiantarve. Toiveena on, että kehittyvissä maissa voitaisiin siirtyä suoraan uusiutuviin energiamuotoihin fossiilisten polttoaineiden sijaan.

”Toiveena on, että kehittyvissä maissa voitaisiin siirtyä suoraan uusiutuviin energiamuotoihin fossiilisten polttoaineiden sijaan.”

Energiaintensiivisillä teollisuuden aloilla, kuten betoniteollisuudessa, keskitytään ympäristöystävällisempien materiaalien ja ratkaisuiden hyödyntämiseen valmistusprosessin eri vaiheissa. Tällä on merkittävä vaikutus kasvihuonekaasupäästöihin ja sitä kautta ilmaston lämpenemisen hidastamiseen. Tutkimuksissa selvitettiin muun muassa arkkitehtuurin, rakennussimuloinnin, eristysratkaisuiden ja aurinkosuojauksen mahdollisuuksia jäähdytys- ja lämmitystarpeen vähentämisessä rakentamisessa. Tulevaisuudessa materiaalien olomuodon muutokseen perustuvat ratkaisut rakennusten energiankulutuksen pienentämisessä ovat erityisen kiinnostuksen kohteena.

Pellettikonferenssin keskeinen sanoma oli, että tulevaisuudessa eri energian tuotantomuodot yhdistyvät. Esimerkiksi pellettikattiloiden savukaasuista otetaan lämpöä talteen lämpöpumpuilla ja näin tehostetaan erillisiä järjestelmiä. Lämmitysjärjestelmien myynnin odotetaan siirtyvän verkkoon, laitteiden vuokraus yleistyy ja tulevaisuudessa laitteiden hankinnasta vastaa yritys ja asiakas maksaa pelkästä energiasta. Pienten CHP (yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto) laitteiden käyttö yleistyy tulevaisuudessa. Tällöin esimerkiksi pellettikattilalla tuotetaan sekä sähköä että lämpöä kiinteistön tarpeisiin. Tulevaisuudessa laitteiden älyominaisuudet kehittyvät, jolloin laitteita voidaan käyttää puheohjauksella ja ajantasainen tieto laitteiden toiminnasta on reaaliajassa saatavilla. Laitteiden teknologiakehityksen kärjessä ovat mm. Froling ja Hargassner, joilla on jo useita laitoksia asennettuna ympäri Eurooppaa. Tulevaisuuden osalta tutkimuksen mielenkiinto kohdistuu pelletin valmistus- ja palamisprosessin kehittämiseen ja päästöjen vähentämiseen muun muassa näyttämällä erilaisia lisäaineita. Pellettiteollisuus korostaa polttoaineen laadun merkitystä hinnan rinnalla ja valmistajat pyrkivät luomaan muista erottuvaa brändiä.

Molempien konferenssien kantavana ajatuksena oli, että tehtävät toimenpiteet eivät saa vaarantaa viihtyisää, terveellistä ja tuottavaa toimintaympäristöä.

”Pellettikonferenssin keskeinen sanoma oli, että tulevaisuudessa eri energian tuotantomuodot yhdistyvät. Esimerkiksi pellettikattiloiden savukaasuista otetaan lämpöä talteen lämpöpumpuilla ja näin tehostetaan erillisiä järjestelmiä. Lämmitysjärjestelmien myynnin odotetaan siirtyvän verkkoon, laitteiden vuokraus yleistyy ja tulevaisuudessa laitteiden hankinnasta vastaa yritys ja asiakas maksaa pelkästä energiasta.”

Konferenssin toisen päivän kuulumiset ovat luettavissa seuraavassa blogitekstissä loppuviikon aikana.

Teksti ja kuvat: Marko Kukka

Lämmitysmuotojen jäljillä

Suomalaisten asumisen hiilijalanjälkeen vaikuttaa eniten asunnon lämmitysmuoto ja lämmitysenergian määrä. Kuitenkin vain harva on tietoinen siitä, kuinka paljon oman kodin lämmittämiseen menee energiaa. Tuoreimmat Tilastokeskuksen energiankulutustiedot ovat vuodelta 2016, ja silloin asumisen energiankulutuksesta 68 % meni asuinrakennusten tilojen lämmittämiseen ja 15 % käyttöveden lämmitykseen. Loput 17 % jää siis kaikelle muulle kuten valaistukselle, ruoan laitolle ja muille sähkölaitteille. Keskimäärin vuoden kokonaisenergiankulutus vaihtelee 15 000 kWh molemmin puolin talouden koosta, asumismuodosta ja rakennuksen iästä riippuen. Lisäksi omilla kulutustottumuksilla on merkittävä vaikutus kokonaiskulutukseen.

Lähes puoli Suomea kaukolämmössä

Lämmityksen hiilijalanjälkeen vaikuttaa lämmityslaitteisto ja sen rakentamisesta muodostuneet päästöt, mutta pitkässä juoksussa suurimmat päästöt muodostuvat energian tuotantoon käytetystä polttoaineesta. Pienimmät päästöt saadaan biopolttoaineilla kuten pelletillä ja hakkeella. Suurimmat päästöt aiheutuvat turpeesta (jyrsinturve 381 g CO2/kWh), kivihiilestä (341 g CO2/kWh) ja polttoöljyistä (kevyt polttoöljy 267 g CO2/kWh). Näitä polttoaineita käytetään pääasiassa kaukolämmön ja sähkön yhteistuotantoon, jolloin kaukolämmön käyttäjien päästöt näyttävät yhtäkkiä melko korkeilta. Kuitenkin monissa kaukolämmöntuotantolaitoksissa iso osa turpeesta korvataan biopolttoaineilla, joilla päästöt ovat laskennallisesti nollassa. Tämä pienentää kaukolämmön hiilijalanjälkeä. Kaukolämmön yhteistuotantolaitosten hiilidioksidipäästöjen keskiarvo vuonna 2017 oli noin 176 g CO2/kWh (Motiva).

Maalämmön markkinaosuus on viimeisen 10 vuoden aikana lisääntynyt vuoden 2008 alle 30 %:n osuudesta jo lähes 60 %:iin. Samaan aikaan sähkölämmityksen osuus on pudonnut 45 %:sta alle 20 %:iin. Sähköntuotannon päästöt ovat viimevuosien uusiutuvan energian buumin johdosta laskeneet yli 200 grammasta jo alle 100 g CO2/kWh. Näillä luvuilla sähkölämmitys on hyvinkin ekologinen vaihtoehto ja maalämmön hiilidioksidipäästöt jäävät vielä tästä alle kolmannekseen, kun huomioidaan laitteen lämpökerroin (COP).

Vertailuun löytyy työkaluja

Energiaratkaisujen vertailuun löytyy Energiavalinta.fi-verkkopalvelu, joka tosin toistaiseksi toimii vain Lahden ja Lappeenrannan seudulla, myös Forssa on tulossa pian mukaan. Palveluun syötetään oma osoite, jolla se etsii rakennuksen tiedot, tekee arvion energian kulutuksesta sekä laskelman vaihtoehtoisista energiantuotantomuodoista. Lisäksi se ilmoittaa säästetyt hiilidioksidipäästöt ja kustannukset. Tietokantaan on syötetty maalämmön ja aurinkoenergian potentiaalista kuntakohtaista tietoa, jota palvelu hyödyntää laskennassaan. Palvelu vertailee seuraavia energiaratkaisuja: aurinkolämpö ja -sähkö, ilma-vesilämpöpumppu, kaukolämpö, maalämpöpumppu, pelletti sekä vihreä sähkö ja antaa näistä keskimääräisiin kulutustietoihin perustuvat takaisinmaksuajat ja vaikutukset hiilidioksidipäästöihin. http://energiavalinta.fi

Teksti ja kuvat: Petri Lähde

Lähteet:

Ympäristöhallinnon verkkopalvelu. http://www.ymparisto.fi/fi-FI/Kulutus_ja_tuotanto/Suomalaiset_eivat_tiedosta_asuntojen_lam%2828008%29

Motivan verkkosivut. https://www.motiva.fi/files/3193/Polttoaineiden_lampoarvot_hyotysuhteet_ja_hiilidioksidin_ominaispaastokertoimet_seka_energianhinnat_19042010.pdf