LAHDEN KAUPUNKI UUSIUTUVAN ENERGIAN KUNTAKATSELMUS

Transkriptio

1 LAHDEN KAUPUNKI UUSIUTUVAN ENERGIAN KUNTAKATSELMUS Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

2 TYÖ- JA ELINKEINOMINISTERIÖN TUKEMA ENERGIAKATSELMUSHANKE Dnro: HÄMELY/009/ /2014 Päätöksen päivämäärä: MOTIVA-ENERGIAKATSELMUS UUSIUTUVAN ENERGIAN KUNTAKATSELMUS LAHDEN KAUPUNKI PL Katselmuksen ajankohta: 7/2014-9/2014 Raportin päiväys: Tilaajan yhteyshenkilö: Marko Nurminen Lahden seudun ympäristöpalvelut Puh: Energiakolmio Oy Ohjelmakaari JYVÄSKYLÄ Energiakatselmoijat: Mikko Pulkkinen Elli Ikonen Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

3 ESIPUHE Tässä uusiutuvan energian kuntakatselmusraportissa esitetään Lahden kaupungin alueen nykyinen energiatase, kaupungin alueella olevat uusiutuvan energian resurssit sekä mahdollisuudet lisätä uusiutuvan energian käyttöä. Selvitystyön tuloksena esitetään toimenpide-ehdotukset, joilla voidaan kannattavasti lisätä uusiutuvan energian käyttöä kaupungin alueella. Toimenpide-ehdotuksille on esitetty arvio saavutettavista säästöistä, toimenpiteen kokonaiskustannusarvio ja takaisinmaksuaika. Lisäksi on arvioitu, miten toimenpiteiden toteuttaminen vaikuttaa kohteen hiilidioksidipäästöihin. Myös jatkoselvityksiä suositellaan. Lahden kaupungille ei ole aiemmin tehty uusiutuvan energian kuntakatselmusta. Uusiutuvan energian kuntakatselmus tukee Lahden kaupungin tavoitteita CO 2-päästöjen vähentämisessä. Uusiutuvan energian kuntakatselmuksen ovat rahoittaneet Työ- ja elinkeinoministeriö (60 %) ja Lahden kaupunki (40 %). Lahden kaupungin yhteyshenkilö on Kestävän kehityksen koordinaattori Marko Nurminen Lahden seudun ympäristöpalveluista. Energiakatselmuksen suorittivat ja tuloksista vastaavat allekirjoittaneet Motivan auktorisoimat vastuuhenkilöt: Yritys Tekijä: Motiva nro: Katselmoija: Energiakolmio Oy Mikko Pulkkinen kk137 Katselmoija : Energiakolmio Oy Elli Ikonen kk136 Työhön osallistuivat lisäksi Eero Yliselä ja Lauri Niskakangas Energiakolmio Oy:stä. JYVÄSKYLÄSSÄ Energiakolmio Oy Mikko Pulkkinen Motiva-energiakatselmoija nro kk137 Elli Ikonen Motiva-energiakatselmoija nro kk136 Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

4 SISÄLLYSLUETTELO 1 YHTEENVETO Katselmuskunta Uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämismahdollisuudet KOHTEEN PERUSTIEDOT Yleistietoa Lahden kaupungista Elinkeinot ja teollisuus Metsämaat Suot ja turvetuotanto Kunnan omistukset energiantuotannossa Rakennuskanta Energiansäästösopimukset ja muut energiankäytön tehostamistoimet ENERGIANTUOTANNON JA -KÄYTÖN NYKYTILA Lähtötiedot Sähköntuotanto ja -kulutus Sähkön erillistuotanto Yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto Sähkönkulutus Sähköntuotannon energiatase Lämmöntuotanto- ja kulutus Kaukolämmön tuotanto Teollisuuden erillislämmöntuotanto Lämpöyrittäjyyskohteet Lämmöntuotannon energiatase Kiinteistöjen lämmitys Rakennuskanta Kaupungin kiinteistöt Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

5 3.4.3 Kokonaisenergiatase UUSIUTUVAT ENERGIALÄHTEET Puupolttoaineet Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Peltobiomassat Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Biokaasu Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Biokaasu ja liikennekäyttö Jätepolttoaineet Varannot ja nykykäyttö Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Tuulivoima Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Aurinkoenergia Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Vesivoima Lämpöpumput Maalämpö Ilmalämpöpumppu Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

6 4.8.3 Ilma-vesilämpöpumppu Poistoilmalämpöpumppu Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Kaukojäähdytys Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Teollisuuden hukkalämmöt Nykykäyttö Varannot Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Lämmitystapojen vertailu Kohteen tiedot Vertailu Aurinkoenergian kannattavuus Kuntaliitosten vaikutus Lahden alueen uusiutuvan energian käyttöön Vaikutus puupolttoaineiden ja peltobiomassan varantoihin Hajautetut ja keskitetyt energiantuotantojärjestelmät kuntaliitoksessa Yhteenveto EHDOTUKSET JATKOTOIMENPITEIKSI Kaupungin omistuksessa olevat kohteet Kaupungin omistamat öljylämmitteiset kiinteistöt pellettilämmitykseen Ilma-ilmalämpöpumppu suorasähkölämmitteisiin kiinteistöihin Lahden katuvalaisimien uusiminen Muiden omistuksessa olevat kohteet Lahti Energian kaukolämpölaitokset hakelämmitykseen Teollisuuden erillislämmöntuotantolaitokset hakelämmitykseen EHDOTUKSET JATKOSELVITYKSIKSI Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

7 6.1 Aurinkoenergiapotentiaalin kartoittaminen Kaukojäähdytys kylmäakkujen avulla Teollisuuden hukkalämmön hyödyntäminen lämmön tuottamiseen Teollisuuden oma sähköntuotanto Biokaasun käytön lisääminen SEURANTA LIITTEET Liite 1: Lahden kaupungin energiataseet Liite 2: Hyödyllisiä linkkejä Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

8 TERMIT JA LYHENTEET Alla on listattuna tässä raportissa käytetyt termit ja lyhenteet määritelmineen. Aluelämpö CHP-laitos Energialähde Energiatase Rajoitetun alueen keskitetty lämmitys ilman sähkön ja lämmön yhteistuotantoa. Energiantuotantolaitos, joka tuottaa sekä sähköä että lämpöä; yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto. Aine tai ilmiö, josta voidaan saada energiaa joko suoraan, muuntamalla tai siirtämällä. Erittely tiettyyn järjestelmään tulevista ja sieltä lähtevistä energiavirroista. Jätepolttoaine Jätettä, joka hyödynnetään suoraan energiantuotantoon polttamalla. Kaukolämpö Kaukolämmityksellä tarkoitetaan keskitettyä lämmöntuotantoa ja -jakelua. Lämmitysvesi toimitetaan jakeluverkon välityksellä kuluttajalle kiinteistön lämmittämiseen. Lämpökeskus Energiantuotantolaitos, joka tuottaa yksinomaan lämpöenergiaa. Lämpöyrittäjä Lämpöyrittäjä vastaa polttoaineen hankinnasta sekä lämpökeskuksen toiminnasta halutussa laajuudessa ja saa korvauksen asiakkaalle myydyn energiamäärän mukaan. SRF Solid Recovered Fuel. Polttoaine, jota valmistetaan yhdyskuntajätteestä kuivaamalla ja edelleen kaasuttamalla. TEM Uusiutuva energialähde Uusiutumaton energialähde Voimalaitos Työ- ja elinkeinoministeriö Uusiutuvilla energialähteillä tarkoitetaan tässä ohjeessa puu-, peltobiomassa- ja jäteperäisiä polttoaineita, aurinkoenergiaa, tuuli- ja vesivoimalla tuotettua sähköä sekä lämpöpumpuilla tuotettu lämpöä. Uusiutumattomilla energialähteillä tarkoitetaan tässä ohjeessa fossiilisia polttoaineita (öljy, hiili, maakaasu) sekä turvetta (hitaasti uusiutuva polttoaine). Energiantuotantolaitos, joka tuottaa sähköenergiaa. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

9 1 YHTEENVETO 1.1 Katselmuskunta Tässä uusiutuvan energian kuntakatselmuksessa tarkastellaan uusiutuvan energian käytön lisäämismahdollisuuksia Lahden kaupungin alueella. Uusiutuvalla energialla tarkoitetaan aurinko-, tuuli- ja vesivoimaa sekä erilaisia biopolttoaineita. Niiden lisäksi tässä raportissa on huomioitu lämpöpumput. Uusiutuvalla energialla pyritään korvaamaan fossiilisten polttoaineiden (hiili, öljy, turve, maakaasu) käyttöä. Lahden kaupunki on asettanut tavoitteet hiilidioksidipäästöjen puolittamiseksi vuoteen 2025 mennessä ja energiatehokkuuteen panostetaan vahvasti. Nämä tavoitteet on huomioitu kaupungin strategiassa ja kaupunki haluaa profiloitua ympäristökaupunkina, jossa hyödynnetään uusia energiantuotannon teknologioita ja suositaan muun muassa matalaenergiarakentamista. Uusiutuvan energian kuntakatselmus tukee osaltaan kaupungin työtä tavoitteisiin pääsemiseksi. Tarkasteluvuosi katselmuksessa on Lahden kaupungin asukasluku oli asukasta vuoden 2013 lopussa. Kaupungin taajama-aste on 99,6 % (Tilastokeskus), mikä on verrattain korkea ja tarkoittaa, että Lahdessa suurin osa väestöstä asuu taajamissa. Tällä on suuri merkitys, kun tarkastellaan uusiutuvien energianlähteiden hyödyntämistä. Suurin osa Lahden alueella käytetystä energiasta tuotetaan keskitetysti sähkön ja lämmön yhteystuotantona ja kaupungissa on laaja kaukolämpöverkko. Kaukolämpö onkin yleisin lämmitysmuoto Lahdessa. Toinen merkittävä asia on maakaasuverkosto. Maakaasua käytetään pääasiassa sähkön ja kaukolämmön tuottamiseen. Lahden energiatase on esitetty kuvassa 1-1 ja liitteessä 1. Kuvasta nähdään, että uusiutuvista energianlähteistä Lahdessa käytetään jo tällä hetkellä merkittäviä määriä jätepolttoaineita ja biokaasua. Kierrätetyn jätepolttoaineen kaasutuksessa voimalaitosmittakaavassa Lahti on edelläkävijä. Teollisuus tuottaa jonkin verran lämpöä ja höyryä omiin tarpeisiinsa. Eniten energiaa kuluu kuitenkin kiinteistöjen lämmittämiseen. Energiantuotannon häviöistä suurin osa muodostuu yhteistuotantolaitosten häviöistä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

10 Kuva 1-1. Lahden kaupungin energiatase vuonna Energiankulutuksen yksikkö on GWh. 1.2 Uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämismahdollisuudet Lahdessa on asetettu tavoitteet uusiutuvien energianlähteiden käytön lisäämiseksi ja hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Avainasemassa tavoitteiden saavuttamisessa on olemassa olevan energiainfrastruktuurin hyödyntäminen. Uusiutuvia energianlähteitä on Lahdessa jo tällä hetkellä käytössä jonkin verran: Lahti Energian Kymijärven voimalaitoksessa kaasutetaan jätettä ja osittain puuta. Biokaasua kerätään Kujalan vanhalla kaatopaikalla sekä vedenpuhdistamolla. Pieni määrä puupolttoaineita käytetään kiinteistöjen erillislämmitykseen. Lahdessa on tiivis kaupunkirakenne, jossa on laaja kaukolämpöverkosto. Lisäksi kaupungin energiainfrastruktuurin erityispiirteenä on maakaasuverkosto. Uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämisessä ja hiilidioksidipäästöjen vähentämisessä suurin vaikutus tulee olemaan uudella Kymijärven voimalaitoksella (Bio2020), jossa on tarkoitus käyttää pääasiassa puupolttoainetta. Toinen merkittävä asia on biokaasun tuotannon lisääntyminen uuden kompostointilaitoksen myötä. Kuvassa 1-2 on esitetty kuntakatselmuksessa selvitetty uusiutuvan energian nykykäyttö ja lisäämispotentiaali Lahden kaupungin alueella. Taulukossa 1-1 on esitetty eri energianlähteiden kulutus nykytilanteessa ja kulutusennuste ehdotettujen toimenpiteiden jälkeen. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

11 SRF Puupolttoaineet Biopolttoaineet Biokaasu Lämpöpumput Peltobiomassat Jätepolttoaineet Yhteensä Uusiutuvan energian käyttö ja lisäämispotentiaali Lahden kaupunki Potentiaali [GWh/a] Nykyinen [GWh/a] Kuva 1-2. Uusiutuvan energian käyttö Lahdessa vuonna 2013 sekä uusiutuvan energian hyödyntämispotentiaali. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

12 Taulukko 1-1. Energianlähteiden kulutus nykytilanteessa ja kulutusennuste ehdotettujen toimenpiteiden jälkeen. Nykytilanne Ehdotettujen toimenpiteiden jälkeen Tyyppi GWh/a % GWh/a % CO2-muutos tonnia/a Öljy % % Turve 0 % 0 % Kivihiili % 0 0 % Maakaasu % 206,9 6 % Muut uusiutumattomat 2 0 % % Uusiutumattomat yhteensä % 878,9 27 % - Puupolttoaineet % % Peltobiomassat 0 % 13 0 % Biokaasu 9 0 % 59,6 2 % Jätepolttoaineet % % Tuulivoima 0 % 0 % Aurinkoenergia 0 % 0 % Vesivoima 0 % 0 % Muut uusiutuvat % 228,1 7 % Uusiutuvat yhteensä % 2367,7 73 % - Kaikki yhteensä % 3246,6 100 % Sähkön tuonti Sähkön vienti Ehdotetut toimenpiteet ja niille arvioidut takaisinmaksuajat on esitetty tarkemmin taulukossa 1-2. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

13 Taulukko 1-2. Yhteenveto ehdotetuista toimenpiteistä. HÄMELY/009/ /2014 EHDOTETUN TOIMENPITEEN KUVAUS TALOUDELLISET TIEDOT TOIMENPITEEN VAIKUTUKSET ERITTELY Investointi Säästö TMA Korvattava energianlähde Uusiutuvien energianlähtei no EUR EUR/a a GWh/vuosi t/a T,P,H,E CO 2 - päästön Raportin kohta Sovitut jatko- 1 Kaupungin omistamat öljylämmitteiset kiinteistöt pellettilämmitykseen ,8 POK Ilma-ilmalämpöpumppu kaupungin omistamiiin suorasähkölämmitteisiin kiinteistöihin ,8 Sähkö Katuvalaistuksen uusiminen ,9 Sähkö Poistoilmalämpöpumput kaupungin omistamiin kerrostaloihin ,1 Kaukolämpö Aurinkosähköjärjestelmä hiihtostadionille ,4 Sähkö Biokaasulaitoksen käyttöönotto Maakaasu Bio2020 -voimalaitoksen käytttöönotto Kivihiili, maakaasu YHTEENSÄ Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

14 2 KOHTEEN PERUSTIEDOT Tässä luvussa esitetään perustietoja Lahden kaupungista. Tiedot ovat oleellisia arvioitaessa uusiutuvan energian varantoja ja niiden käyttömahdollisuuksia. Uusiutuvan energian kuntakatselmuksen rajoina ovat Lahden kaupungin maantieteelliset rajat. 2.1 Yleistietoa Lahden kaupungista Lahden kaupunki kuuluu Päijät-Hämeen maakuntaan ja Etelä-Suomen lääniin. Lahden kartta on esitetty kuvassa 2-1. Kaupungin pinta-ala on 155 km², josta sisävesistöjä on 20 km². Metsätalousmaata on 82 km² ja suota 3 km². Lahden väkiluku oli vuoden 2013 lopussa asukasta. Tilastokeskuksen väestöennusteen mukaan Lahti on kasvava kaupunkiseutu. Väestön kasvu lisää periaatteessa energiankulutusta, mutta uudisrakentamisessa pystytään hyödyntämään energiatehokkaita ratkaisuja paremmin kuin vanhoissa rakennuksissa. Alueella on käynnissä kuntaselvitys, joka voi muuttaa Lahden maa-aluetta ja väestömäärää nykyisestä. Myös uusiutuviin energianlähteisiin ja niiden hyödyntämiseen kuntarakenteella on vaikutusta: tällä hetkellä Lahti on tiivistä kaupunkiseutua, jossa on vain vähän peltoa tai metsää, mutta kuntaliitosten myötä Lahdesta saattaa tulla yksi Suomen maatalousvaltaisimmista kaupungeista. Kuntarakenteen mahdollisella muutoksella on vaikutuksia muun muassa alueellisen peltobiomassan, puupolttoaineen, biokaasun ja jätepolttoaineen energiapotentiaaleihin. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

15 Kuva 2-1. Lahden kaupungin kartta. (Maanmittauslaitos, Kansalaisen karttapaikka) Lahdessa on laaja kaukolämpöverkosto, joka ulottuu myös Nastolaan ja Hollolaan. Lahteen tulee maakaasuputki ja maakaasua käytetään niin Kymijärven voimalaitoksissa kuin lämpökeskuksissakin. Kaukolämpöverkoston ja maakaasuverkoston kartta on esitetty kuvassa 2-2. Kaukolämpöverkko on merkitty punaisella, maakaasuverkko keltaisella ja aluelämpö vihreällä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

16 Kuva 2-2. Lahden kaukolämpö- ja maakaasuverkko (Lahti Energia). 2.2 Elinkeinot ja teollisuus Lahden kaupungissa eniten ihmisiä työllistyy palvelusektorille sekä julkisten palveluiden ja hallinnon tehtäviin (kuva 2-3). Suurimpia työllistäjiä kaupungin ohella ovat Isku-Yhtymä Oy, Esakonserni, Hartwall Oyj Abp ja Fazer Leipomot Oy/Oululainen. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

17 8 % 4 % 0 % 40 % Palvelut Teollisuus- ja kaivostoiminta Julkiset palvelut ja hallinto 33 % Rakentaminen Muut Maa- ja metsätalous 15 % Kuva 2-3. Lahden kaupungin elinkeinorakenne (Tilastokeskus) 2.3 Metsämaat Lahdessa on tiivis kaupunkirakenne, ja taajama-aste on korkea. Kuitenkin Lahden kokonaismaaalasta 60 % luokitellaan metsätalousmaaksi. Metsäpinta-alat on esitetty taulukossa 2-1. Taulukko 2-1. Lahden metsien pinta-alat (Metla VMI9) Alue Metsämaa Kitumaa Joutomaa Metsätalousmaa yhteensä Kokonaismaaala [km²] [km²] [km²] [km²] [km²] Lahti Metsäpinta-ala ei suoraan kerro puupolttoaineiden lisäämismahdollisuuksista, mutta antaa käsityksen kaupungin alueen rakenteesta ja metsämaan suhteellisesta osuudesta. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

18 2.4 Suot ja turvetuotanto Lahden suopinta-ala on 314 ha, josta teknisesti käyttökelpoista suota on 145 ha. Lahden alueen arvioitu turvemäärä on yhteensä 6 milj. m³ (Geologian tutkimuskeskus). Lahden kaupungin alueen turvevarannot eivät ole kuitenkaan järkevästi hyödynnettävissä energiantuotantoon, eikä Lahdessa tällä hetkellä ole turvesoita. 2.5 Kunnan omistukset energiantuotannossa Lahden kaupunki omistaa 100 % Lahti Energia Oy:stä, joka myy ja tuottaa sähköä sekä kaukolämpöä Lahden kaupungin alueelle. Lahti Energian kaukolämpöverkko ulottuu myös Nastolaan ja Hollolaan. 2.6 Rakennuskanta Yli puolet Lahden rakennusten kerrosalasta on asuinrakennusten käytössä. Suurin ryhmä (muut asuinrakennukset) muodostuu rivi-, ketju- ja asuinkerrostaloista. Rakennuskannan jakautuminen kerrosalan mukaan on esitetty kuvassa % 0,11% 19 % Pientalot 12 % Muut asuinrakennukset Teollisuus ja varastorakennukset Liike- ja toimistorakennukset 20 % Julkiset ja liikennerakennukset 39 % Muut rakennukset Kuva 2-4. Lahden rakennuskanta 2012 (Tilastokeskus). Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

19 Rakennettu kerrosala m² Rakennusten lkm Kuvassa 2-5 on esitetty Lahden rakennuskanta rakennusvuosien perusteella jaoteltuna. Suurin osa asuinrakennuksista on yli 20 vuotta vanhoja. Muita rakennuksia rakennettiin eniten vuosien välisenä aikana, kun tarkastellaan tilannetta kerrosneliöiden perusteella. Lukumääräisesti eniten pientaloja on rakennettu sotien jälkeen sekä 1980-luvulla Asuinrakennukset m² Muut rakennukset m² Asuinrakennukset kpl Muut rakennukset kpl Rakennusvuosi Kuva 2-5. Lahden rakennuskannan ikäjakauma kerrosalan ja rakennusten lukumäärän mukaan (Tilastokeskus). Energiankäytön kannalta rakennuskannan iästä voidaan tehdä seuraavat johtopäätökset: rakennusten energiajärjestelmät ovat iäkkäitä, mikäli energiaremontteja ei ole tehty luvulla pientaloissa suosittiin suoraa sähkölämmitystä, ja näiden talojen lämmitysjärjestelmien muuttaminen vesikiertoiseksi on hankalaa. Vanhoissa kerrostaloissa on lämmitysmuotona kaukolämpö, mutta vastaavasti rakenteet eivät vastaa nykyisiä energiatehokkuusvaatimuksia. 2.7 Energiansäästösopimukset ja muut energiankäytön tehostamistoimet Lahden kaupunki on profiloitunut vahvasti energiatehokkuuden ja uusiutuvan energian saralla. Kaupunki on asettanut kunnianhimoiset ympäristötavoitteet, joihin kuuluu myös CO 2-päästöjen vähentäminen. Esimerkiksi rakentamisessa halutaan huomioida vahvasti ympäristönäkökulmat ja tiiviin kaupunkirakenteen edut energiankäytön kannalta. Uusiutuvien energianlähteiden käyttöä halutaan lisätä reilusti nykyiseen verrattuna. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

20 Näkökulma on huomioitu niin kaupungin strategiatyössä kuin yleiskaavassakin. Lahdessa on käynnissä Green City -hanke, jonka puitteissa toteutetaan erilaisia hankkeita ympäristötavoitteisiin pääsemiseksi. Oleellinen osa hanketta on energiatehokkuuden parantaminen ja uusiutuvien energianlähteiden käytön lisääminen. Lahden tiede- ja yrityspuisto Oy johtaa Suomen cleantech-alan osaamiskeskusten verkostoa ja Lahdessa sijaitsee uusiutuvan energian tutkimuskeskus Energon. Lahden kaupunki on liittynyt kuntien energiatehokkuussopimukseen (KETS) vuonna Sopimuskausi kestää vuoteen 2016 asti. KETS-sopimuksen mukaisesti Lahti on asettanut 9 %:n energiansäästötavoitteen, joka on energiamääränä 16 GWh. Lisäksi Lahden kaupunki on sitoutunut KETS-sopimusta kunnianhimoisempaan 15 prosentin säästötavoitteeseen vuoden 2005 tasosta vuoteen 2016 mennessä. (Lahden SEAP) Lahti on toteuttanut energiatehokkuustoimenpiteitä, jotka on raportoitu KETS-järjestelmään. Näiden toimenpiteiden laskennallinen lämpöenergiansäästö on noin 8 GWh/vuosi ja säästyneen polttoaineen määrä on 0,8 GWh. Luvuissa huomioidut toimenpiteet on tehty vuosina Lisäksi Lahden kaupungin omistamien kiinteistöjen todennettu sähkökulutus on pienentynyt noin 2 GWh/vuosi vuosina Yhteenlaskettuna energiansäästötoimenpiteiden vaikutus on 10,8 GWh/vuosi. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

21 3 ENERGIANTUOTANNON JA -KÄYTÖN NYKYTILA Tässä luvussa esitetään perustietoja Lahden kaupungin energian tuotannon ja käytön nykyisestä tilanteesta. Olemassa olevat rakenteet määrittävät mahdollisuuksia lisätä uusiutuvan energian käyttöä. 3.1 Lähtötiedot Katselmuksen tarkasteluvuodeksi on valittu vuosi Kaikkia tietoja ei ollut kuitenkaan saatavilla vuodelta 2013, joten soveltuvin osin käytetään vuoden 2012 tietoja. Lähtötietoja on kerätty useista eri lähteistä. Tilastoja on kerätty muun muassa Tilastokeskuksen internet-sivuilta. Lämmön kulutustiedot ovat kiinteistökohtaisen lämmityksen osalta laskennallisia, sillä kiinteistökohtaisen lämmityksen polttoainekäyttöä ei tilastoida. Lämmitysenergian käytön tulokset ovat siis suuntaa-antavia laskennallisia arvoja. Energiataseiden laatimiseen on käytetty Lahden kaupungilta saatuja tietoja alueen energiantuotannosta ja -kulutuksesta sekä Lahti Energian vuoden 2013 vuosikertomusta. 3.2 Sähköntuotanto ja -kulutus Sähkön erillistuotanto Lahdessa sähkön erillistuotantolaitoksia on yksi: Sopenkorven kaasuturbiinilaitos, joka toimii huippuvoimalaitoksena. Vuonna 2013 laitos tuotti sähköä 0,25 GWh. Teollisuusbensiinin kulutus Sopenkorven laitoksella energiantuotantoon oli 1,68 GWh Yhdistetty sähkön- ja lämmöntuotanto Valtaosa sähköstä ja lämmöstä tuotetaan Lahti Energian Kymijärvi I ja II -voimalaitoksissa (kuva 3-1). Teivaanmäen, Ahtialan ja Koneharjun yhteistuotantolaitokset ovat pienellä käytöllä. Niiden yhteenlaskettu energiantuotanto vuonna 2013 oli 16 GWh. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

22 Kuva 3-1. Lahti Energian Kymijärven voimalaitokset. (Lahti Energia) Kymijärvi I -voimalaitoksessa on niin sanottu perinteinen läpivirtauskattila, jossa poltetaan sekä kivihiiltä että kaasua. Voimalaitoksessa on myös kaasuturbiini, jonka perässä olevaa jätelämpökattilaa käytetään joko pääkattilan syöttöveden lämmitykseen tai kaukolämmön tuotantoon. Lisäksi voimalaitoksessa on kaasutinprosessi, jolla tehdään kierrätyspolttoaineista (mm. jätepuu) tuotekaasua. Tuotekaasu poltetaan höyrykattilassa, kun taas kaasuturbiinissa poltetaan maakaasua. Kaasuttimella korvataan n % höyrykattilan fossiilisesta polttoaineesta. Höyrykattilan elinkaari alkaa olla loppusuoralla ja sen korvaamista uudella leijupetikattilalla suunnitellaan. (Lahti Energia) Kymijärvi II -voimalaitoksessa on kaasutin, jossa tehdään jätteestä tuotekaasua. Voimalaitos valmistui vuonna Kaasutus tapahtuu kiertoleijukaasuttimessa, jonka jälkeen tuotekaasu puhdistetaan ja poltetaan tavallisessa kaasukattilassa. Jätettä kerätään Etelä-Suomesta myös Lahden rajojen ulkopuolelta. Kymijärvi II käyttää polttoaineena ensisijaisesti yhdyskuntajätteestä saatavaa tuotekaasua. Jätteen lisäksi voimalaitoksessa käytetään puuperäistä polttoainetta. Voimalaitos saikin vuonna 2011 Vuoden ilmastoteko -palkinnon. Kuvassa 3-2 on esitetty Kymijärvi II -voimalaitoksen kaasutusprosessi. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

23 Kuva 3-2. Kymijärvi II -voimalaitosprosessi. Kymijärvi II:n käyttämä teknologia on harvinaista, eikä sitä ole Suomessa käytössä muissa voimalaitoksissa. Alkuvaiheessa pelkästä kierrätyspolttoaineesta tehdyn tuotekaasun puhdistuksessa on kuitenkin ollut haasteita. Ongelma ratkaistiin kierrätyspuuta sisältävän polttoaineseoksen käytöllä kierrätyspolttoaineen rinnalla. (Lahti Energian kotisivut ja Lahti Energian vuosikertomus 2013). Lahden alueella sijaitsevat yhdistetyn sähkön- ja lämmöntuotantolaitokset (CHP, Combined Heat and Power) on esitetty taulukossa 3-1. Tiedot ovat vuodelta Taulukko 3-1. Lahden CHP-laitokset (Lahti Energia) Laitoksen nimi Pääpolttoaine Polttoaine Sähköteho Tuotettu sähkö Lämpöteho Tuotettu lämpö [GWh/a] [MW] [GWh/a] [MW] [GWh/a] Kymijärvi I Kivihiili Kymijärvi II Jäte ja puu Teivaanmäki Maakaasu Ahtiala Maakaasu Koneharju Maakaasu Yhteensä Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

24 Yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto on tyypillistä Suomen kaupungeissa, ja laitosten hyötysuhteen ovat korkeita. Kun sähköä tuotetaan höyrykattilan ja turbiinin avulla, syntyy aina sivutuotteena lämpöä, joka on Suomen olosuhteissa kaikkein järkevintä käyttää kiinteistöjen lämmittämiseen sen sijaan, että lämpö lauhdutettaisiin vesistöön. Lisäksi keskitetyn energiantuotannon etuna on se, että polttoaineiden kuljetus kohdistuu yhteen paikkaan ja päästöjen hallinta on tehokasta. Kaukolämpöverkon lämpölaitoksia tarvitaan lähinnä huippukuormien aikaan talvella, sillä yhteistuotantolaitosten kaukolämmön tuotantoa ei ole järkevää mitoittaa alueen huipputarpeen mukaisesti Sähkönkulutus Vuonna 2013 Lahden kaupungin alueen sähkön kokonaiskulutus oli 901 GWh. Sähkönkulutuksen jakauma on esitetty tarkemmin kuvassa 3-3. Teollisuuden osuus kaupungin kokonaissähkönkulutuksesta on hieman yli 20 %. Palvelut ja rakentaminen -sektorin sähkönkulutus on pienentynyt 6 % vuodesta Asumisen ja maatalouden sekä teollisuuden sähkönkulutus on lisääntynyt vuoden takaisesta kummallakin sektorilla noin 3 %. 33 % 48 % Asuminen ja maatalous Teollisuus Palvelut ja rakentaminen 19 % Kuva 3-3. Sähkön kulutuksen jakautuminen vuonna 2013 (Energiateollisuus ry). Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

25 3.2.4 Sähköntuotannon energiatase Lahdessa valtaosa energiasta tuotetaan yhdistetyllä lämmön- ja sähköntuotannolla. Suurimmat CHP-laitokset ovat Kymijärvi I ja Kymijärvi II. Pääpolttoaine CHP-laitoksissa on kivihiili. Toiseksi suurin energialähde on energiajäte (SRF). Myös biopolttoaineita, maakaasua ja biopolttoaineita käytetään CHP-laitoksissa. Yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon energiatase on esitetty kuvassa 3-4 ja liitteessä 1. Kuva 3-4. Lahden kaupungin alueen yhdistetyn lämmön- ja sähköntuotannon energiatase. Energiankulutuksen yksikkö on GWh. Kuvan 3-4 mukaiset häviöt koostuvat CHP-laitoksien tuotantohäviöistä. CHP-laitosten vuosihyötysuhde on noin 75 %. Vaikka sähkömarkkinat on vapautettu ja kuluttajat voivat ostaa sähkönsä muualtakin kuin Lahti Energialta, niin tasetarkastelussa ajatellaan Lahden alueella tuotetun sähkön kuluvan Lahden rajojen sisäpuolella. Ostosähkön osuus on esitetty kokonaisenergiataseessa. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

26 3.3 Lämmöntuotanto- ja kulutus Kaukolämmön tuotanto Lahden alueen kaukolämmön tuottaa Lahti Energia. Suurin osa Lahden kaukolämmöstä tuotetaan Kymijärven CHP-laitoksissa (tiedot nähtävissä taulukossa 3-1). Lämpöä tuotetaan lisäksi erillisissä lämpölaitoksissa. Lämpölaitosten tiedot on esitetty taulukossa 3-2. Tiedot ovat vuodelta Lämpölaitosten tuottaman kaukolämmön osuus Lahden kaukolämmöntuotannosta on pieni noin 4 % ja suurin osa tästä lämmöstä tuotetaan maakaasulla. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

27 Taulukko 3-2. Lahden lämpölaitosten tiedot Laitoksen nimi Pääpolttoaine Lämpöteho Polttoaine Lämmön tuotanto [MW] [GWh/a] [GWh/a] Möysä POK 35,0 0,1 0,1 Liipola Maakaasu 40,0 16,0 13,8 Sammonkatu POK 35,0 0,2 0,2 Riihelä POK 9,0 0,0 0,0 Rautakankare POK 4,3 0,0 0,0 Keskussairaala POK 24,0 2,8 2,3 Nikula Maakaasu 1,5 0,2 0,2 Rekola POK 0,6 0,0 0,0 Ilmarisentie Maakaasu 45,0 5,3 4,9 Mukkula Maakaasu 47,0 14,0 13,5 Kartanonmaa Maakaasu 7,3 0,5 0,4 Viuha Maakaasu 0,4 0,1 0,0 Sopenkorpi Maakaasu 30,0 10,6 10,0 Laatukatu Maakaasu 3,7 0,4 0,3 Karisto II Maakaasu 3,7 0,2 0,1 Asko Maakaasu 0,2 0,1 Miekkiö Maakaasu 1,0 0,8 Yhteensä 286,5 51,6 46,7 Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

28 3.3.2 Teollisuuden erillislämmöntuotanto Lahden kaupungissa sijaitsevilla teollisuuslaitoksilla/-alueilla on jonkin verran erillislämmöntuotantoa. Maakaasulla tuotettua lämpöä ja prosessihöyryä käytetään pääasiassa yritysten omiin tarpeisiin. Merkittävimmät teollisuuden lämmöntuotantolaitokset ovat Lahti Energian hallinnoimia. Taulukossa 3-3 on nähtävissä käytettävien laitosten tiedot vuodelta Taulukko 3-3. Teollisuuden erillislämmöntuotantolaitokset Lahdessa Laitoksen nimi Pääpolttoaine Lämpöteho Polttoaine Lämmön tuotanto Höyryn tuotanto [MW] [GWh/a] [GWh/a] [GWh/a] Oululainen Maakaasu 3,5 2,6 2,4 Polttimo Maakaasu 20,0 64,5 60,8 0,4 Isku Maakaasu 2,0 4,4 4,3 Hartwall Maakaasu 10,0 40,5 6,2 29,4 Schauman Maakaasu 10,0 15,1 4,4 11,5 S-E Packaging Maakaasu - 7,4 5,8 Yhteensä Lämpöyrittäjyyskohteet Lahden alueella ei toimi erillisiä lämpöyrittäjiä Lämmöntuotannon energiatase Lahden kaupungin lämmöntuotannon energiatase on esitetty kuvassa 3-5 ja liitteessä 1. Kuten nähdään, valtaosa lämmöstä käytetään kuluttajien toimesta kaukolämpönä. Myös teollisuuden lämmönkulutus on merkittävää. Häviöitä syntyy niin CHP-laitosten tuotannossa kuin lämmönsiirtoverkostoissakin. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

29 Kuva 3-5. Lahden kaupungin lämmöntuotannon tase. Energiankulutuksen yksikkö on GWh. 3.4 Kiinteistöjen lämmitys Rakennuskanta Rakennuskannan lämmityksen jakautuminen energianlähteiden mukaan on esitetty taulukossa 3-4. Lämpöenergian kulutus Lahden alueella on noin GWh, josta kiinteistöjen lämmitykseen käytetään noin 1400 GWh. Lahden rakennusten merkittävin lämmitysmuoto on kaukolämpö ja sen jälkeen öljy sekä sähkö. Maalämmöllä tuotetaan vain pieni osa alueen lämmöstä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

30 Taulukko 3-4. Lahden rakennuskannan lämmitysmuotojen jakautuminen energian käytön mukaan Lämmitysmuoto Lämmönkäyttö Polttoaine-energia [GWh/vuosi] [GWh/vuosi] % Kaukolämpö ,0 81 % Öljy, kaasu 96,3 107,0 7 % Sähkö ,0 7 % Puu, turve 32 40,0 3 % Maalämpö 2,5 1,0 0 % Tuntematon 19 19,0 1 % Yhteensä 1438, % Kuvasta 3-6 nähdään lämmitystapojen jakautuminen polttoaine-energian mukaan. Kaukolämmön osuus rakennusten lämmityksestä on suuri, yli 80 %. Kuvassa 3-7 puolestaan nähdään lämmitystapojen jakautuminen kerrosalan mukana. Kuvaajat ovat lähes samanlaisia. 3 % 0 % 1,30% 7 % 7 % Kaukolämpö Öljy, kaasu Sähkö Puu, turve Maalämpö Tuntematon 82 % Kuva 3-6. Rakennuskannan lämmitysmuotojen jakautuminen polttoaine-energian mukaan jaoteltuna. (Tilastokeskus) Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

31 2 % 2 % 0,37% 9 0,08% 10 % Kauko- tai aluelämpö Öljy, kaasu Sähkö Puu, turve Muu, tuntematon Maalämpö Kivihiili 77 % Kuva 3-7. Rakennuskannan lämmitysmuotojen jakautuminen kerrosalan mukaan. (Tilastokeskus) Kuvissa 3-8 ja 3-9 on esitetty Lahden rakennuskannan lämmitysmuotojen jakautuminen rakennustyypeittäin eroteltuna kerrosalan mukaan. Huomioitavaa on sähkölämmityksen suuri osuus pientaloissa. Kerrosalan mukaan määritettynä pientaloissa sähkölämmityksen käyttö on yhtä yleistä kuin kaukolämpö. Kuvasta nähdään myös, että lähes kaikki sähkölämmitys kohdistuu pientaloihin. Tämä tarkoittaa sitä, että Lahdessa pientalojen sähkölämmitykseen käytetään noin 100 GWh energiaa vuodessa. Asuinkerrostaloista lähes kaikki lämpiävät kaukolämmöllä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

32 Kerrosala [m2] Kerrosala [m2] Kauko- tai aluelämpö Öljy, kaasu Sähkö Puu, turve Maalämpö Kuva 3-8. Rakennuskannan lämmitysmuotojen jakautuminen eri rakennustyypeittäin Erilliset pientalot Kauko- tai aluelämpö Öljy, kaasu Sähkö Puu, turve Maalämpö Kuva 3-9. Erillisten pientalojen lämmitysmuotojen jakauma. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

33 Kuvista 3-8 ja 3-9 nähdään, että mikäli Lahden kaupunki haluaa panostaa rakennuskannan energiaremontteihin ja lisätä uusiutuvan energian käyttöä vanhoissa rakennuksissa, on pientaloilla tässä suuri merkitys. Kaukolämmitteisten kerrostalojen lämmitysjärjestelmiä ei kannata muuttaa vaan keskittyä energiatehokkuuden parantamiseen. Pientalopuolella tarvitaan opastusta ja tukea siihen, millä tavoin vanhojen öljy- ja sähkölämmitteisten omakotitalojen energiaremontteja kannattaa tehdä. Suoran sähkölämmityksen korvaaminen vesikiertoisella on hankalaa ellei mahdotonta, mutta rakennusten sähkönkulutusta pystyy pienentämään esimerkiksi ilmalämpöpumppuratkaisuilla. Myös aurinkosähkön tai lämmön hyödyntäminen voi tulla houkuttelevaksi sitten, kun järjestelmien investointikustannukset laskevat kannattavalle tasolle. Öljylämmityksen pystyy korvaamaan pelletillä ja joissain tapauksissa maalämmöllä, mutta todennäköisesti liittyminen kaukolämpöverkkoon on järkevintä, mikäli verkko kulkee talon lähistöllä Kaupungin kiinteistöt Lahden kaupunki on myös merkittävä kiinteistöjen omistaja ja omissa kiinteistöissään kaupunki pystyy olemaan edelläkävijä uusiutuvan energian käytön lisäämisessä ja energiatehokkuuden parantamisessa. Lahden kaupungin omistamien kiinteistöjen tilavuus on m 3. Kaupunki omistaa kiinteistöjä sekä Lahden Tilakeskuksen että Lahden Talojen kautta. Kuvassa 3-10 on Lahden omistamat kiinteistöt rakennustilavuuden mukaan jaoteltuna. Suuri osa Lahden omistamista kiinteistöstä on opetusrakennuksia. Myös terveydenhoitorakennuksia sekä teatteri- ja konserttirakennuksia on merkittävästi. Kaupungin omistamasta kiinteistötilavuudesta 98 % lämmitetään kaukolämmöllä (kuva 3-11). Noin 2 % lämmitetään öljyllä. Kaupunki on vähentämässä öljyn käyttöä kiinteistöjen lämmittämisessä ja siirtämässä näitä kohteita kaukolämmön piiriin. Tämä vähentää kyseisten kiinteistöjen energiankustannuksia. Kaukolämmitteisissä kiinteistöissä Lahden kaupunki panostaa energiatehokkuuden parantamiseen ja sitä kautta energiankulutuksen pienentämiseen. Uudisrakentamisessa pystytään ottamaan hyvin huomioon energiatehokkuus ja uusiutuvan energian käyttö ja tähän suuntaan ohjaavat myös rakennusmääräykset. Esimerkiksi Lahden Talojen Lanssikadun uusissa kerrostaloissa hyödynnetään maalämpöä ja aurinkoenergiaa sekä lisäksi energiankulutusta pienentäviä ratkaisuja. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

34 5% 5% 7% 7% 3% 3% 2% 1% 1% 1% Peruskoulu-, lukio yms. rakennukset 3% Terveydenhoitorakennuks et 35% Teatteri- ja konserttirakennukset Toimistorakennukset Lasten päiväkodit Liikenteen rakennukset Muut 12% 15% Kirjasto-, museo- ja näyttelyrakennukset Muut (urheilu ja kuntoilu) Kuva Lahden kaupungin kiinteistöjen jakauma eri rakennustyyppeihin tilavuuden mukaan. 1,5 % 0,0 % 0,1 % 0,2 % 0,2 % Kaukolämpö Öljy Maakaasu Pelletti Sähkölämmitys Muu 98,1 % Kuva Lahden kaupungin kiinteistöjen lämmitysmuodot rakennustilavuuden mukaan eriteltynä Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

35 Taulukossa 3-5 on esitetty Lahden kaupungin omistamien öljylämmitteisten kiinteistöjen tietoja. Taulukossa 3-6 puolestaan nähdään kaupungin omistaman sähkölämmitteisen kiinteistön tiedot. Taulukko 3-5. Lahden kaupungin omistamien öljylämmitteisten kiinteistöjen tiedot Kohde Rakennustilavuus Lämmönkulutus m³ MWh Mäntymäen lastenkoti Pirttiharjun lastentalo Renkomäen päiväkoti Renkomäen ala-aste Yhteensä Taulukko 3-6. Kaupungin sähkölämmitteisen kiinteistön tiedot Kohde Rakennustilavuus m³ MWh Lämmönkulutus (arvio) Nikulankuja Kokonaisenergiatase Lahden kaupungin kokonaisenergiatase on esitetty kuvassa 3-12 ja liitteessä 1. Suurin osa Lahdessa tuotetusta energiasta tuotetaan Lahti Energian voimalaitoksissa. Pääpolttoaine on kivihiili, jonka osuus Lahti Energian energiantuotannosta on noin 60 %. Energiajätteen ja uusiutuvan energian osuus on myös merkittävä, yhteenlaskettuna noin 30 %. Teollisuuden osuus kokonaisenergiankulutuksesta on verrattain pieni, 15 % (kun ei huomioida häviöitä eikä liikennettä ja työkoneita). Eniten energiaa kuluu kiinteistöjen lämmitykseen. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

36 Kuva Lahden kaupungin energiatase. Energiankulutuksen yksikkö on GWh. Kokonaisenergiataseesta nähdään selvästi se, millä tavalla fossiilisten polttoaineiden käyttöä ja sitä kautta uusiutuvan energian käyttöä kannattaa lisätä: korvaamalla kivihiiltä ja maakaasua keskitetyssä energiantuotannossa. Sen lisäksi öljyn käyttö kiinteistöjen lämmitykseen tulisi korvata uusiutuvilla energianlähteillä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

37 4 UUSIUTUVAT ENERGIALÄHTEET Tässä kappaleessa tarkastellaan Lahden kaupungin alueen uusiutuvan energian nykykäyttöä sekä arvioidaan uusiutuvien energialähteiden varantoja sekä tuotanto- ja hyödyntämispotentiaaleja. Perinteisten uusiutuvien energianlähteiden lisäksi on tarkasteltu teollisuuden hukkalämpöjen hyödyntämistä. Lämpöpumput ovat myös mukana tarkastelussa. Ne hyödyntävät ilman, maan tai veden lämpöä, mutta sen muuttamiseksi käyttökelpoiseen muotoon tarvitaan suhteessa paljon sähköä. 4.1 Puupolttoaineet Nykykäyttö Lahden kaupungissa käytetään puuta kiinteistöjen erillislämmitykseen 45 GWh vuodessa. Osuus koostuu lähinnä polttopuusta ja pelletistä. Lahti Energia käyttää yhdistettyyn sähkön- ja lämmöntuotantoon 204 GWh/a puuperäisiä polttoaineita Varannot Lahden kaupungin alueen metsätalousmaan pinta-ala on 82 km², josta metsämaata on 79 km². Metsätalousmaan jakauma on esitetty kuvassa 4-1. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

38 1 % 0 % Metsämaa 99 % Kitumaa 1 % Joutomaa 0 % 99 % Kuva 4-1. Lahden alueen metsätalousmaan jakauma (Metla). Pelkästään Lahden kaupungin alueen energiapuukertymää ei ole arvioitu, joten tarkastelu tehdään käyttäen Häme-Uusimaan metsäkeskuksen alueen tietoja. Lahden kaupungin osuus energiapuukertymästä lasketaan käyttäen Lahden metsämaan suhteellista osuutta koko Häme- Uusimaan metsäkeskuksen metsämaasta. Koko Häme-Uusimaan metsäkeskuksen alueen (johon Lahden kaupunki kuuluu) metsätalousmaan pinta-ala on 7727 km², josta metsämaata on 7665 km². Näin ollen Lahden kaupungin metsämaan osuus koko Häme-Uusimaan metsäkeskuksen metsämaasta on noin 0,8 %. Energiapuun kertymän vuotuinen tilavuus ja energiamäärä on esitetty taulukossa 4-1. Tiedot on kerätty käyttäen Metlan TuPa-hakupalvelua. Energiapuunkertymä on arvioitu käyttäen suurinta kestävää energiapuunkertymää. Energiapuun lämpöarvo laskelmissa on 1,75 MWh/m³. (Metla) Taulukko 4-1. Energiapuun kertymä Alue Kokonaistilavuus Energiamäärä m³ GWh Lahti Häme-Uusimaa Lahden kaupungin alueen vuotuinen energiapuukertymä on 24 GWh. Verrattuna esimerkiksi Lahti Energian CHP-laitoksissa käytettävän polttoaineen määrään (2 733 GWh/a) Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

39 energiapuukertymä on varsin pieni. Häme-Uusimaan metsäkeskuksen alueen energiapuupotentiaali on noin GWh, jota voidaan pitää merkittävänä varantona Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Energiapuun käyttömahdollisuuksia hankaloittaa sen työläs kerääminen ja kuljettaminen poltettavaksi. Tämä nostaa energiapuun hintaa, ja jotta se olisi kilpailukykyistä kivihiilen kanssa, joutuu valtio käytännössä tukemaan puun korjuuta/käyttöä. Toisaalta hiilidioksidipäästöjen leikkaaminen ei onnistu ilman biopolttoaineiden käytön merkittävää lisäämistä. Lahden kaupungin alueelta saatava energiapuu voitaisiin jatkossa hyödyntää Lahti Energian CHP-laitoksessa polttoaineena, mutta potentiaali on varsin pieni. Lämpölaitoksissa ja teollisuuden erillislämmöntuotantolaitoksissa olisi mahdollista hyödyntää energiapuuta, mutta tämä tarkoittaisi sitä, että kaasu- ja öljykattilat pitäisi muuttaa hake- tai pellettikattiloiksi. Lahti Energialla on suunnitelmissa korvata nykyinen, pääasiassa kivihiiltä käyttävä, Kymijärvi I - voimalaitos uudella monipolttoainevoimalaitoksella. Kymijärvi I -voimalaitoksen käyttöikä tulee täyteen ja uusi voimalaitos tarvitaan joka tapauksessa. Hanketta kutsutaan Bio2020-hankkeeksi. Laitoksen pääpolttoaineeksi on kaavailtu puuperäistä biopolttoainetta. Voimalaitoksen teho tulisi olemaan noin 310 MW ja käytettävänä kattilatekniikkana kiertoleijukattila. Uusi voimalaitos pyritään saamaan kaupalliseen käyttöön vuonna Voimalaitoksen myötä Lahden alueen kasvihuonepäästöt vähenisivät merkittävästi. Toisaalta monipolttoainekattila toimisi myös pelkästään kivihiilellä ja turvekin kuuluisi polttoainevalikoimaan. Näin varaudutaan voimalaitoksen käyttöiän aikaisiin polttoaineiden ja lainsäädännön hinnanmuutoksiin. Joka tapauksessa Lahden kaupungin kasvihuonekaasupäästötavoitteen saavuttamisessa uusi voimalaitos on ratkaiseva tekijä. Kymijärvi I- ja Bio2020-voimalaitosten laskennalliset päästöt on esitetty taulukossa 4-2. Laskennoissa on oletettu, että uusi voimalaitos tuottaa saman verran energiaa kuin Kymijärvi I - voimalaitos. Vertailuun on otettu Kymijärvi I:n arvioitu polttoainekulutus ja energiantuotanto vuodelta Molemmissa voimaloissa laskennassa käytetty vuosihyötysuhde on 75 %. Kymijärvi I:n polttoainemäärät ovat arvioita. Bio2020-voimalan polttoainemäärät perustuvat siihen oletukseen, että laitoksen polttoaineena käytetään 70 % puuta ja 30 % turvetta. Ominaispäästökertoimet on esitetty luvun 5 alussa. Kuten nähdään, hiilidioksidipäästöjen vähenemä on erittäin suuri, tonnia. Määrä on yli 40 % Lahden nykyisistä hiilidioksidipäästöistä. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

40 Taulukko 4-2. Kymijärvi I- ja Bio2020 -voimalaitosten hiilidioksidipäästöjen vertailua Voimalaitos Käytetty polttoaine Tuotettu energia CO2- päästöt GWh Kivihiili Maakaasu Tuotekaasu Puu Turve GWh t Kymijärvi I Bio CO2-päästöjen vähenemä Bio2020 -voimalaitos tarvitsee vuodessa GWh puupolttoainetta. Irtokuutiometreissä tämä vastaa noin i-m³:ä puuta. Kiintokuutioissa tarvittavan puun määrä on m³. Toisin sanoen, energiapuuta joudutaan tuomaan laajasti Lahden kaupungin nykyisten rajojen ulkopuolelta. 4.2 Peltobiomassat Peltobiomassoja ovat kivennäis- ja turvemaiden pelloilla kasvatettavat energiakasvit (esimerkiksi ruokohelpi, hamppu, öljykasvit), nopeakasvuiset puuvartiset kasvit (esimerkiksi energiapaju) tai viljakasvien osat (olki). Peltobiomassoja voidaan käyttää joko sellaisenaan tai niistä voidaan jalostaa kiinteitä tai nestemäisiä biopolttoaineita. Peltobiomassoja voidaan viljellä mm. elintarviketuotannosta vapautuneilla pelloilla, kesannoilla ja entisillä turvetuotantosoilla. Merkittävin peltoenergiakasvi Suomessa on ruokohelpi, jonka tuotantoala oli vuonna 2008 noin hehtaaria. EU-tukijärjestelmä sallii ei-ruoantuotantoon tarkoitettujen energiakasvien (niin kutsutut non-food -kasvit) viljelyn tukemisen. Viljelyn tuet ovatkin peltoenergiakasvien tuotannon kannalta taloudellisesti ratkaiseva asia. Ruokohelven viljelyyn saatava tuki on noin /MWh. (Motiva Oy) Nykykäyttö Lahden alueella ei hyödynnetä tällä hetkellä peltobiomassoja energiantuotannossa. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

41 4.2.2 Varannot Lahden kaupungin alueen maatalousmaat on esitetty taulukossa 4-3. Lahden alueella on noin 237 ha maatalousmaita, jotka ovat poissa elintarviketuotannosta (kesannot, luonnonhoitopellot, viherlannoitusnurmet). Nämä ovat niitä alueita, jotka teoriassa sopisivat peltobiomassojen tuotantoon. (Maataloustilastot) Taulukko 4-3. Lahden alueen maatalousmaat Tyyppi Pinta-ala [ha] Viljelty ala 845 Poissa elintarviketuotannosta 237 Yhteensä Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Olettaen, että poissa elintarviketuotannosta olevat maatalousmaat hyödynnetään ruokohelven viljelemiseen, olisi Lahden vuotuinen ruokohelven energiapotentiaali 7,8 GWh/a (saanto 7 t/ha ja lämpöarvo 4,7 MWh/t) (Motiva Oy). Jos Lahden alueen viljellyn maatalousmaan olkisadosta käytettäisiin 60 % energiantuotantoon, oljen vuotuinen energiapotentiaali olisi 5,3 GWh/a (oljen saanto 3 t/ha ja lämpöarvo 3,5 MWh/t) (Pro Agria Oulu). Ruokohelven ja oljen kuljettamiseen ja polttamiseen liittyvät ongelmat rajoittavat niiden käyttöä. Ruokohelven ja oljen kuljettaminen kauas viljelykseltä on harvoin kannattavaa, joten energiantuotantolaitosten tulee sijaita lähellä viljelyksiä. Toisaalta ruokohelpeä ja olkea käytetään perinteisesti korkeintaan 10 % energiantuotantolaitoksella käytettävän kiinteän polttoaineen määrästä. Yhteenveto oljen ja ruokohelven potentiaaleista on esitetty taulukossa 4-4. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

42 Taulukko 4-4. Ruokohelven ja oljen energiapotentiaalit Tyyppi Pinta-ala Saanto Lämpöarvo Energiasisältö [ha] [tka/ha] [MWh/tka] [GWh/a] Olki ,5 5,3 Ruokohelpi ,7 7,8 Yhteensä ,1 4.3 Biokaasu Biokaasua muodostuu erilaisten mikrobien hajottaessa orgaanista ainesta hapettomissa olosuhteissa. Hajotuksen tuloksena syntyy runsaasti metaania sisältävää biokaasua sekä lannoitekäyttöön soveltuvaa orgaanista mädätysjäännöstä. Prosessia voidaan kutsua myös anaerobiseksi käsittelyksi, mädätykseksi tai biokaasutukseksi. Biokaasu on kaasuseos, joka sisältää tavallisesti % metaania, noin % hiilidioksidia ja hyvin pieninä pitoisuuksina mm. rikkiyhdisteitä. Biokaasu on arvokas, uusiutuva biopolttoaine ja energialähde, jonka ympäristöedut ovat huomattavat. Biokaasua hyödynnetään lämmön- ja sähköntuotannossa ja siitä voidaan jalostaa ajoneuvojen polttoainetta. Metaani on vapaasti ilmakehään päästessään kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu. Muodostuvan biokaasun talteenotolla ja hyötykäytöllä voidaan merkittävästi vähentää kasvihuonekaasujen päästöjä. Biokaasua muodostuu jatkuvasti kosteikoissa, vesistöjen pohjakerroksissa ja eläinten suolistossa. Biokaasun tuottamiseen kontrolloidusti on useita erilaisia teknisiä vaihtoehtoja, kuten biokaasureaktorit tai biokaasun keräys kaatopaikoilta pumppaamalla. Biokaasun tuotannolla on myös ympäristönsuojelullisia etuja. Anaerobisen käsittelyn avulla lannan ja muiden biojätteiden hajuhaitat ja kasvihuonekaasupäästöt vähenevät sekä hygieenisyys paranee samalla, kun saadaan puhdasta energiaa, biokaasua (Biokaasuyhdistys) Nykykäyttö Lahden alueen jätevedenpuhdistamoissa lietteenkäsittelyssä syntyy biokaasua, joka hyödynnetään lämmitysenergiana. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

43 Vuonna 2013 biokaasua muodostui yhteensä 2,72 milj. m 3, josta tuotettiin lämmitysenergiaa 16,6 GWh. Tästä määrästä puhdistamoiden omaan lämmitykseen kului 9,3 GWh ja 7,3 GWh myytiin Lahti Energian kaukolämpöverkkoon. Puhdistamoilla syntyvän biokaasun hyötykäyttöaste on 100 %. (Lahti Aqua) Kujalan jätekeskuksen suljetulla kaatopaikalla on biokaasun keräysjärjestelmä. Kaatopaikalla syntyy mätänemisprosessissa metaania, josta osa saadaan kerättyä talteen. Vuonna 2013 kaasua kerättiin 1,69 miljoonaa kuutiota, mikä vastaa energiana 7,6 GWh. Noin 80 % kerätystä biokaasusta syötetään Hartwallin tehtaalle Lahti Energian omistamaan voimalaitokseen, jossa tuotetaan prosessihöyryä kaasukattilassa. Lopulla 20 % tuotetaan mikroturbiinilaitoksessa sähköä ja lämpöä Kujalan jätekeskukseen. Mikroturbiineilla tuotettiin sähköä 501 MWh ja lämpöä 289 MWh vuonna (Päijät-Hämeen Jätehuolto Oy) Varannot Lahden alueen jätevedet käsitellään Lahti Aquan omistamissa jätevedenpuhdistamoissa, jotka sijaitsevat Kariniemessä ja Ali-Juhakkalassa. Molemmat puhdistamot ovat biologis-kemiallisia puhdistamoita. Puhdistamoissa käsitellään noin m³ jätevettä päivässä. Jätevedestä erotettua lietettä käsitellään mädättämöissä. Mädättämisen yhteydessä lietteen orgaaninen aines hajoaa metaanikaasuksi, jota voidaan hyödyntää lämmitysenergiana. (Lahti Aqua). Lahden alueella vuonna 2013 syntyneen yhdyskuntajätevesilietteen määrä oli tonnia (kuiva-ainemassa). Laskennallinen lietteen biokaasupotentiaali on m 3, ja energiapotentiaali 34 GWh/a. Laskelmissa biokaasun saantona on käytetty 0,45 m 3 /kg ja lämpöarvona 6,4 kwh/m 3. Tulokset on esitetty taulukossa 4-5. Taulukko 4-5. Jätevesilietteestä syntyvän biokaasun energiasisältö Kuiva-aine (TS) t /a Biokaasun saanto 0,45 m 3 /kg Biokaasupotentiaali m 3 /a Lämpöarvo 6,4 kwh/m 3 Energiasisältö 34,5 GWh/a Kujalan kaatopaikalla vapautuu laskennallisten menetelmien mukaan metaania 1473 t/vuosi, josta osa kerätään tällä hetkellä talteen. Mikäli koko metaanimäärä saataisiin kerättyä talteen, Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

44 olisi sen energiasisältö noin 21 GWh (taulukko 4-6). Käytännössä tämä on kuitenkin mahdotonta käytettävissä olevilla tekniikoilla. Taulukko 4-6. Yhdyskuntajätteestä syntyvän biokaasun energiasisältö Biokaasupotentiaali (vapautuva metaani) 1473 t/a Lämpöarvo (metaani) 14 kwh/kg Energiasisältö 20,6 GWh/a Lahden alueella nautaeläimiä on 118 kpl (kauden tietoja). Nautaeläimet tuottavat lantaa keskimäärin 1500 kg ka/a. Lahden alueella olevien nautaeläimien vuotuinen biokaasun tuotantopotentiaali on noin m 3 /a, jonka energiasisältö olisi noin 0,4 GWh/a. Lahden nautakarjan biokaasun tuotantopotentiaali on esitetty taulukossa 4-7. Taulukko 4-7. Nautakarjan biokaasun tuotanto Naudat 118 kpl Lannantuotanto 1500 kg (VS)/a,kpl Lannantuotanto 177 t(vs)/a Biokaasun määrä 400 m3/t(vs) Biokaasun tuotanto m3/a Metaanin osuus 60 % Metaanin lämpöarvo 0,0099 MWh/m3 Energiasisältö 0,4 GWh/a Sikatiloja Lahdessa ei ole, mutta hevosia on yhteensä 39 kappaletta. (kauden tietoja). Hevosten tuottaman biokaasun määrä ja laskennassa käytetyt arvot on esitetty taulukossa 4-8. Lahden hevosten biokaasupotentiaali on 0,12 GWh vuodessa. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

45 Taulukko 4-8. Hevosten lannan biokaasun tuotantopotentiaali Hevoset 39 kpl Lannantuotanto 4500 kg/a Yhden hevosen metaanin tuotto 317,25 m3/a Metaanin määrä yhteensä m3/a Metaanin lämpöarvo 0,0099 MWh/m3 Energiasisältö 0,12 GWh/a Biokaasua on mahdollista valmistaa myös ns. biokaasunurmea kaasuttamalla. Biokaasunurmen viljelyyn sopivat poissa viljelystä olevat peltomaat, mm. kesantopellot. Nurmen kuivaainepitoisuus on korkea, minkä takia kaasutuksessa nurmen sekaan on lisättävä eläinten lietelantaa onnistuneen kaasutuksen takaamiseksi. Taulukossa 4-9 on esitetty biokaasunurmen energiapotentiaali Lahden kaupungin alueella. Laskelmissa oletetaan, että biokaasunurmea saadaan yksi sato vuodessa. Biokaasunurmen energiapotentiaalia voi verrata ruokohelven energiapotentiaaliin. Ruokohelven energiapotentiaali on suurempi (7,8 GWh). Taulukko 4-9. Biokaasunurmen energiapotentiaali Lahdessa Tuotanto 18 t/ha Kuiva-aineosuus 0,35 % Orgaanisen materiaalin osuus 1 % Biokaasun määrä 550,0 m 3 /t Metaanipitoisuus 1 % Energiasisältö hehtaaria kohti 17,1 MWh/ha Viljelemättömän maan ala 237 ha Energiasisältö 4,0 GWh MTT on tehnyt selvityksen, millä edellytyksillä Etelä-Suomen alueella bionurmesta voitaisiin tuottaa biokaasua kestävästi (Nurmesta biokaasua liikennepolttoaineeksi, Bionurmi-hankkeen loppuraportti). Selvityksessä on muun muassa tarkasteltu biokaasuntuotannon potentiaalia Etelä-Suomessa (kuva 4-2). Lahden alueella biokaasupotentiaali on kohtalainen muihin alueisiin verrattuna. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

46 Kuva 4-2. (a) Laitosehdotukset, maatilat ja pelto käytettävissä biokaasun tuotantoon, (b) Biokaasuntuotannon potentiaali 10 km kuljetussäteellä laskettuna, (c) biomassan korjuualueet (10-50 km). (Nurmesta biokaasua liikennepolttoaineeksi, Bionurmi-hankkeen loppuraportti) Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Jätevesilietteestä saatavan biokaasun laskennallinen potentiaali on suurempi kuin käytännössä hyödynnettävä osuus. Nykyisellään Lahti Aqua kerää kaiken biokaasun, mikä on mahdollista eikä lisäämissuunnitelmia ole. (Lahti Aqua) Kaatopaikkakaasun keräyksen lisäämisen selvittämistä on harkittu, sillä suljetun kaatopaikan kaasuntuotto on heikentynyt viime vuosina. Tarkasta lisäyspotentiaalista ei ole siis vielä laskelmia. Uuden kaatopaikka-alueen lisääminen kaasunkeräykseen ei ole vielä kannattavaa, sillä metaania syntyy vähäisiä määriä. (Päijät-Hämeen jätehuolto) Lahdessa on investoitu uuteen biokaasutuslaitokseen Gasumin ja LABIO:n toimesta. Laitos rakennetaan Kujalan kompostointilaitoksen yhteyteen. Biokaasulaitos rakennetaan Lahteen Kujalan jätekeskuksen alueelle. Paikalla käsitellään jo nyt merkittävä osa Päijät-Hämeen Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

47 erilliskerätystä biojätteestä LABIO Oy:n kompostointilaitoksessa. Biokaasulaitoksen avulla jätteiden sisältämä energia saadaan hyötykäyttöön. Laitoksessa orgaaninen jäte mädätetään kaasuksi, joka jalostetaan koostumukseltaan maakaasua vastaavaksi eli vähintään 95 % metaaniksi. Jalostettu biokaasu syötetään maakaasuverkostoon, jonka kautta biokaasu siirretään käyttökohteisiin. Biokaasua tuotetaan maakaasuverkkoon, josta sitä jaetaan eteenpäin. Laitos aloittaa toiminnan kesän 2014 aikana. Kaasua kaavaillaan tuotettavan noin 50 GWh vuodessa, eli laskennallisesti noin kahden ja puolen tuhannen omakotitalon vuotuisen lämmitystarpeen verran Biokaasu ja liikennekäyttö Biokaasun syöttäminen maakaasuverkkoon tarkoittaa myös sitä, että liikennekäyttöön tarkoitetussa maakaasussa on biokaasukomponentti. Tulevassa LABIO Oy:n kompostointilaitoksessa tuotettavaa biokaasumäärää on laskennallisesti verrattu Lahden kaupunkiliikenteen polttoainetarpeeseen, mikäli kaupunkiliikenteen bussit olisivat kaasukäyttöisiä. Kuitenkin, jotta kaupunkiliikenteessä alettaisiin käyttää kaasubusseja, tarkoittaisi se kalustoinvestointeja. Lahden paikallisliikenteen toimijoilla ei kuitenkaan ole kiinnostusta investoida kaasubusseihin vaan muut tekniset ratkaisut ovat kiinnostavampia. Mikäli haluttaisiin bussien käyttävän vain biokaasua, pitäisi sillä olla erillinen jakeluverkko. Tällä hetkellä Lahdessa on yksi kaasuautojen tankkausasema. 4.4 Jätepolttoaineet Varannot ja nykykäyttö Lahden kaupungin alueella syntyvä jäte käsitellään Päijät-Hämeen Jätehuolto Oy:n toimesta. Yrityksen päätoimipaikka on Kujalan jätekeskus, jossa käsitellään jätteitä koko maakunnasta. (Päijät-Hämeen Jätehuolto). Lahdessa syntyvän jätteen määrä vuonna 2013 oli tonnia. Jätemäärästä kierrätettiin tonnia vuonna Energiantuotantoon jätemäärästä käytettiin tonnia. Kokonaishyödyntämisaste oli 95 %. Näin ollen kaatopaikalle päätyvän jätteen määrä on tonnia. Päijät-Hämeen Jätehuollon käsittelemän yhdyskuntajätteen jakauma on esitetty kuvassa 4-3. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

48 5 % 1 % 10 % 12 % 43 % Sekajäte Biojäte ja haravointijäte Paperi ja kartonki Energiajäte Puut ja risut Lasi, metalli ja sähkölaitteet 14 % Vaaralliset jätteet 15 % Kuva 4-3. Päijät-Hämeen Jätehuollon käsittelemän yhdyskuntajätteen jakauma. (PHJ Oy) Lahdessa sijaitsevassa Kymijärvi II voimalaitoksessa hyödynnetään jätettä energiantuotantoon. Poltetun SRF-kierrätyspolttoaineen energiasisältö vuonna 2013 oli 537 GWh Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Nykyisellään Lahden jätteiden hyödyntämisaste on korkea (95 %). Kaatopaikalle päätyvän jätteen määrä vuonna 2013 oli 3020 tonnia. Jos kaatopaikalle päätyvästä jätteestä saataisiin hyödynnettyä energiantuotantoon 50 %, tarkoittaisi se 4,8 GWh:n lisäystä energiantuotantoon. Laskennassa käytetyt arvot ja tulokset on esitetty taulukossa Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

49 Taulukko Jätteen energiapotentiaali Jätteen määrä 3020 t/a Hyödyntämisprosentti 50 % Jätteen lämpöarvo 4,2 MWh/t Voimalaitoksen hyötysuhde 76 % Energiasisältö 4,8 GWh/a Kaatopaikalle päätyvän jätteen energiasisällön hyödyntäminen olisi mahdollista Kymijärven voimalaitoksissa, mutta Kymijärvi II:n kaasutusprosessissa on korvattu osa jätteestä kierrätyspuulla. Kaatopaikalta jätteen energiasisältö tullaan aikanaan hyödyntämään biokaasun muodossa. 4.5 Tuulivoima Tuulivoima on tuulen eli ilman virtauksen liike-energian muuntamista tuuliturbiineilla sähköksi. Tuulivoima on uusiutuvaa energiaa, joka on peräisin Auringon säteilyenergiasta. Suurimmassa osassa nykyaikaisia tuulivoimaloita pyörivien lapojen liike-energia muutetaan sähkövirraksi (Suomen Tuulivoimayhdistys ry) Nykykäyttö Lahden alueella ei ole tällä hetkellä käytössä omaa merkittävän kokoluokan tuulivoiman tuotantoa. Lahden alueelle hankittiin vuonna GWh tuulivoimalla tuotettua sähköä Hyötytuuli Oy:ltä, jonka tuulivoimalat sijaitsevat länsirannikolla. (Lahti Energian vuosikertomus 2013) Varannot Lahden kaupungin alueella on melko tyynet tuuliolosuhteet. Tuuliatlaksesta arvioitu vuoden keskituulennopeus on n. 5 m/s 50 metrin korkeudella (kuva 4-4). Lahden alueella ei ole tällä hetkellä tuulivoiman tuotantoa, eikä suunnitteilla ole tuulivoimahankkeita. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

50 Kuva 4-4. Vuoden keskituulennopeus 50 metrin korkeudessa Lahdessa (Tuuliatlas) Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Lahden kaupunkia koskevia tuulivoimaselvityksiä on tehty kaksi kappaletta, Etelä-Suomen yhteistoiminta-alueen tuulivoimaselvitys 2010 sekä Päijät-Hämeen potentiaalisten tuulivoimaalueiden jatkoselvitys. Selvitysten mukaan Lahden kaupungin alueelle ei ole kannattavaa sijoittaa tuulivoimaloita. Lahden lähikunnissa sen sijaan olisi mahdollisesti kannattavaa investoida tuulivoimaan. (Päijät-Hämeen potentiaalisten tuulivoima-alueiden jatkoselvitys) 4.6 Aurinkoenergia Aurinkoenergiaa voidaan hyödyntää joko passiivisesti tai aktiivisesti. Passiivisesti auringon valoa ja lämpöä voidaan käyttää suoraan ilman erillistä laitetta. Aktiivisessa hyödyntämisessä auringonsäteily muunnetaan joko sähköksi aurinkopaneeleilla tai lämpimäksi vedeksi aurinkokeräimillä. Pientaloissa voidaan käyttää sekä passiivisia että aktiivisia menetelmiä (Motiva Oy). Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

51 Aurinkolämmitysjärjestelmä voidaan yhdistää kaikkiin päälämmitysmuotoihin. Erityisen hyvin se soveltuu sellaisen lämmitysjärjestelmän yhteyteen, jossa jo on vesivaraaja (esimerkiksi puu- tai hakelämmitys), mutta myös lämpöpumppujärjestelmiin. Öljy- ja aurinkolämmön yhdistämiseksi on kehitetty tarkoitukseen sopiva öljykattila. Sähkölämmitteisessä talossa aurinkosähköllä voidaan lämmittää käyttövesi ja jos talon lämmönjako on vesikiertoinen, voidaan aurinkolämpöä käyttää myös huoneiden lämmittämiseen kytkemällä se lämminvesivaraajaan (Motiva Oy). Aurinkosähköjärjestelmiä on perinteisesti käytetty siellä, missä verkkosähköä ei ole saatavilla. Tavallisimpia niin kutsuttuja omavaraisia sovelluskohteita ovat esimerkiksi kesämökit, veneet, väyläloistot, linkkimastot ja saaristo- ja erämaakohteet. Aurinkosähköllä voidaan kuitenkin tuottaa huomattava osa myös esimerkiksi kotitalouden tarvitsemasta sähköstä. Sähköverkkoon kytketyt aurinkosähköjärjestelmät ovatkin yleistymässä (Motiva Oy). Aurinkolämpö Talon katolle asennettu aurinkolämpökeräin sieppaa auringonsäteilyn energiaa ja sitoo sen lämmöksi keräimessä kiertävään nesteeseen tai joissain järjestelmissä ilmaan. Näin lämpöenergia voidaan kuljettaa väliaineen mukana joko lämpövarastoon tai suoraan kulutukseen (Auringosta lämpöä ja sähköä, Motiva Oy). Auringonsäteily lämmittää keräimen mustaa absorptiopintaa, joka sitoo itseensä energiaa ja kuumenee. Jotta lämmönsitovuus saadaan vielä tehokkaammaksi, absorptiopinnalla on selektiivinen pinnoite ja se on katettu karkaistulla lasilla tai muovilevyllä. Sekä pinnoite että kate ottavat hyvin sisäänsä säteilyenergiaa auringonsäteilyn aallonpituuksilla, mutta estävät mustan absorptiolevyn lämpösäteilyä vuotamasta ulos. Kuumenneesta absorptiolevystä lämpö siirtyy keräimen sisällä olevissa ohuissa putkissa virtaavaan nesteeseen. Ympärivuotisessa käytössä olevissa lämpökeräimissä lämpöä siirtävänä nesteenä käytetään jäätymätöntä seosta. Kesäkäyttöön, esimerkiksi kesämökin tai uima-altaan lämmittämiseen, vesi on tehokkain lämmönsiirtoneste (Auringosta lämpöä ja sähköä, Motiva Oy). Aurinkokeräimien toimintaperiaate on esitetty kuvassa 4-5. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

52 Kuva 4-5. Aurinkokeräimen kytkentäperiaate käyttöveden lämmitykseen suorasähkölämmitteisessä talossa (Nova Future Oy) Tavallisimmat aurinkokeräimet ovat pinta-alaltaan 1-2 m 2. Suomessa yhden neliömetrin keräin tuottaa energiaa n kwh/a (Aurinkolämpöjärjestelmien perusteet, mitoitus ja käyttö, Solpros Ay). Aurinkosähkö Aurinkosähköä tuotetaan aurinkopaneelilla. Paneelit koostuvat aurinkokennoista, joissa auringonsäteiden energia saa aikaan sähköjännitteen. Kennojen raaka-aineena käytetään useimmiten kiteistä, monikiteistä tai amorfista piitä. Auringonsäteily synnyttää kennon ala- ja yläpinnan välille jännitteen, ja kytkemällä tarpeellinen määrä kennoja sarjaan saadaan haluttu jännitteen taso. Aurinkopaneelin tuottaman virran suuruus on suoraan verrannollinen auringonsäteilyn voimakkuuteen. Aurinkopaneelin tuottama sähkö varastoidaan yhdessä tai useammassa akussa. Oikeantyyppinen ja hyvälaatuinen akku on tärkeä osa tehokasta ja hyvin toimivaa järjestelmää. Akkua käytetään yöllä ja pilvisinä päivinä, ja se sijoitetaan ilmastoituun ja lapsilta suojattuun tilaan. Akkujen kapasiteetti mitoitetaan kattamaan muutaman päivän normaalikulutus ilman latausta. Aurinkoenergiasovelluksia varten on kehitetty akku, joka kestää usein toistuvaa purkausta ja latausta. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

53 Aurinkopaneelia voidaan käyttää myös ilman akkua, jolloin energia on käytettävä suoraan esimerkiksi rakennuksen ilmastointiin tai veden pumppaamiseen vesisäiliöön tai kasteluun (Motiva Oy) Nykykäyttö Lahdessa hyödynnetään jonkin verran aurinkoenergiaa yksittäisissä kohteissa. Esimerkkinä mainittakoon Lahden Vanhusten palvelukeskus Onnelanpolku, jossa hyödynnetään sekä aurinkolämpöä että aurinkosähköä Varannot Päijät-Hämeen alueella auringonsäteilyenergian määrä optimaalisella kallistuskulmalla (41 astetta) on vuodessa 1092 kwh/m². Säteilymäärä vaakatasoon on 904 kwh/m².(euroopan aurinkosäteilykartta) Energiantuotanto- ja hyödyntämispotentiaali Kesämökkien tyypillinen aurinkosähköpaneeli on nimellisteholtaan 240 W. Tällaisella järjestelmällä voidaan tuottaa sähköä esimerkiksi television, jääkaapin ja valaistuksen tarpeisiin. Lahdessa oli kesämökkejä vuonna kappaletta (Tilastokeskus). Jos 240 W aurinkosähköjärjestelmää käytettäisiin maaliskuun alusta elokuun loppuun neljäsosassa Lahden kesämökeistä viikonloppuisin sekä heinäkuussa jatkuvasti kahden viikon ajan, voitaisiin niillä tuottaa 2,2 MWh/a sähköenergiaa. Lahden kaupunki suunnittelee lisäksi aurinkoenergian hyödyntämistä hiihtostadionilla. Tarkoitus olisi asentaa aurinkosähköjärjestelmä stadionin pääkatsomon katolle. Järjestelmän tuottama sähkö kaavaillaan käytettäväksi pääkatsomon, mäkikatsomon ja hiihtomuseon tarpeisiin. Järjestelmän arvioitu vuosittainen sähköenergian tuotantomäärä on 130 MWh. Lahden kaupunki on suunnittelemassa laajemman aurinkoenergiaselvityksen teettämistä. Selvityksen tarkoituksena on laatia aurinkoenergiakartta Lahden alueelle, jonka avulla voidaan arvioida yksittäisten kiinteistöjen aurinkoenergian tuottopotentiaali. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

54 4.7 Vesivoima Lahden alueella ei ole tällä hetkellä käytössä vesivoimaa, eikä sen hyödyntäminen kannattavasti ole mahdollista. 4.8 Lämpöpumput Maalämpö Maalämpö on maaperän tai veden massaan varastoitunutta lämpöenergiaa. Auringon säteilyn tuottama maalämpö ulottuu Suomessa enintään 15 metrin syvyyteen. Suomessa käytetyistä porakaivoista saatava lämpö on alkuperältään pääosin geotermistä lämpöä. Geoterminen lämpö on maankuoreen johtuvaa energiaa, joka syntyy maan sisuksissa tapahtuvien radioaktiivisten hajoamisten seurauksena. Maalämpö kerätään maahan, porakaivoon, veteen tai sedimenttiin asennetun putkiston avulla (keruupiiri). Putkistossa kiertää jäätymätön neste, joka maapiirissä kiertäessään lämpenee kiertonsa aikana. Keruupiirissä kiertävä neste luovuttaa lämpöä lämpöpumpussa kiertävään kylmäaineeseen. Kylmäaine puristetaan kompressorilla korkeampaan paineeseen ja lämpötilaan. Käyttökohteessa lämmönsiirtoaine luovuttaa vastaanottamansa lämmön. Lämpöpumpun tehokkuutta mitataan lämpökertoimella (COP H), joka on saadun lämmitystehon suhde tarvittavaan sähkötehoon. Lämpökerroin riippuu maan ja käyttökohteen lämpötiloista. Tyypillisesti maalämpöpumppujen lämpökerroin on vuositasolla noin 2,8 (Motiva Oy). Lämpöpumpun toimintaperiaate on esitetty kuvassa 4-6. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh

55 Kuva 4-6. Maalämpöpumpun toimintaperiaate Ilmalämpöpumppu Ilmalämpöpumppu on laitteisto, jolla siirretään lämpöenergiaa ulkoilmasta sisäilmaan ulko- ja sisäyksiköiden avulla. Ilmalämpöpumpulla voidaan usein myös jäähdyttää sisäilmaa, jolloin sen toimintaperiaate on käänteinen lämpöpumpputoiminnolle. Tällöin sisäyksikkö toimii höyrystimenä (sitoo lämpöä huoneistosta, jolloin huoneisto jäähtyy) ja ulkoyksikkö lauhduttimena (luovuttaa sisäyksikön ja kompressorin kylmäaineeseen luovuttaman lämmön ulkoilmaan). Esimerkit ilmalämpöpumpun sisä- ja ulkoyksiköistä on esitetty kuvassa 4-7. Kuva 4-7. Ilmalämpöpumpun ulko- ja sisäyksiköt. Energiakolmio Oy Ohjelmakaari 10, Jyväskylä Puh