PORVOON ENERGIA LUONNOLLINEN VALINTA. Mikko Ruotsalainen

Transkriptio

1 PORVOON ENERGIA LUONNOLLINEN VALINTA

2 Skaftkärr Skaftkärr hankkeen tavoitteena on rakentaa Porvooseen uusi energiatehokas 400 hehtaarin suuruinen, vähintään 6000 asukkaan asuinalue.

3 Skaftkärr Koko projekti koostuu kolmesta eri osaalueesta: Energiakaava Ensimmäistä kertaa kaavoituksessa otetaan huomioon energiatehokkuus Kaavoitustyössä huomioidaan mm. yhdyskuntarakenne ja -kustannukset, alueen energiankulutus ja -ratkaisut, liikenne ja ympäristövaikutukset, palvelut ja sosiaalinen ympäristö sekä rakennustapa Energiakaavassa laaditaan siis keskeiset linjaukset alueelle energiatehokkuuden näkökulmasta.

4 Skaftkärr Living Lab Alueen on tarkoitus toimia taloteknisten tuotteiden kehitysalustana, tuoden loppukäyttäjän mukaan tuotekehitysprosessiin Luonteeltaan pitkäaikainen, innovaatioiden kehitysalusta, jossa toimijaverkostolla on yhteinen operaattori Energiaratkaisut ja uudet liiketoimintamallit Tavoitteena kehittää innovatiivisia, puhtaita ja taloudellisesti kilpailukykyisiä energiaratkaisuja

5 Taustaa - Energiaratkaisut Lämmönkulutuksen huomattava pienentäminen edellyttää energiayhtiöiltä liiketoimintamallien kehittämistä sekä lämmöntuotannon ja -jakelun sovittamista muuttuneeseen tilanteeseen. Tavoitteena on tarjota kaukolämpöä kannattavasti alueelle, jossa on matala- ja passiivienergiarakennuksia toisin sanoen tutkia ratkaisuja, jotka tukevat energiatehokasta rakentamista Tämän lisäksi tietysti tutkimme miten energiaratkaisut saadaan toteutettua ympäristön kannalta mahdollisimman kestävällä tavalla Tavoitteena nostaa uusiutuvan energian osuus 90 % vuoteen 2015 mennessä

6 Lämmöntuotanto Porvoossa Erillistuotanto 8,2%

7 Polttoainejakauma, Porvoo

8 Tolkkinen B Uusi biovoimalaitos tulee toimimaan peruskuormalaitoksena kaukolämpöverkossamme Nykyinen laitoksemme jää huippu- ja varalaitokseksi Tarkoituksena korvata talviaikainen maakaasun ja polttoöljyn käyttö entistä suuremmassa määrin Puhdasta puuperäistä biopolttoainetta käytetään keskimäärin n tonnia vuodessa Vuotuinen käyttöaika noin tuntia Polttoaineteholtaan 49 MW:n leijukattila Lämpöä tuotetaan kl-verkkoon n. 250 GWh/a ja sähköä n. 78 GWh valtakunnan verkkoon

9 Aurinkokaukolämpö Toteutuessaan olisi Euroopan mittakaavassa merkittävän kokoluokan hanke Sovellus liitettäisiin olemassa olevaan klverkkoon eli aurinkokaukolämpö olisi myös muiden Porvoon asukkaiden käytettävissä

10 Aurinkokaukolämpö Tavoitteena saada alueen lämmitysratkaisusta vuositasolla päästötön Lämpö tuotetaan 6 kesäkuukauden aikana Tarkastelu tehdään kolmelle eri vuosituotannon tasolle: 6, 13 ja 20 GWh Aurinkokaukolämpöprojektin esisuunnittelu sisältää: Eri voimalakonseptien määritys Aurinkokeräinvaihtoehdot KL:n lämpötilatasojen vaikutus keräintyyppiin (normaali taso, korkeampi taso, matalampi taso yhdistettynä lämpöpumppukäyttöön)

11 Aurinkokaukolämpö Lämmöntuotannon laskenta ja arviointi Aurinkokeräimillä saatava lämpöenergia (kwh/m2) määritetään em. kolmella eri lämpötilatasolla Kaukolämpöverkon mallinnus ja sen käytön optimointi Eri toteutusvaihtoehtojen kokonaiskustannukset Investointi-, rakennus- sekä käyttö- ja kunnossapitokustannukset Taloudelliset kannattavuuslaskelmat eri toteutusvaihtoehdoille Voimalan vaatiman maapinta-alan määrittäminen ja sijoittelu Lämmön varastointitavan määrittäminen

12 Aurinkokaukolämpö

13 Keräinten sijoittelu Suomen ja Porvoon sijaitessa pohjoisilla leveysasteilla on keräinten suuntaamisella merkittävä rooli aurinkoenergian saantiin Keräimet suunnataan etelään Keräinten kallistuskulma optimoidaan heinäkuulle, jolloin lämpöä saadaan eniten. Optimaalinen kallistuskulma on 38 Optimaalinen rivien väli 5,5 m varjostushäviöt 8,1% Tällöin keräinten aluetehokkuus on 39,1%

14 Keräinteknologia Vakuumiputkikeräimellä saadaan enemmän lämpöä talteen erityisesti kylminä aikoina Huhtikuussa tasokeräimellä ei saada korkeita lämpötiloja talteen Matalalla lämpötilatasolla tasokeräimien hyötysuhde on lähellä vakuumiputkikeräimien hyötysuhteita

15 Keräinteknologia Lämmön saanti keräinalaa kohti Varsinkin tasokeräimillä saatava lämpömäärä keräinalaa kohti laskee rajusti lämpötilatason kasvaessa Vakuumiputkikeräimien hyöty saadaan korkeilla lämpötilatasoilla

16 Tarvittava keräin- ja maa-ala Tarvittava maa- ja keräinala, kun kaasun käyttö on minimoituna Case_max tapauksessa elokuussa joudutaan rajoittamaan auringon hyödyntämistä, jotta Tolkkisen minimiteho ei alitu.

17 Polttoaine- ja käyttökustannukset Polttoaine- ja käyttökustannukset eri vaihtoehdoissa Case välitehossa vuosittaiset kustannukset kasvavat nykytilasta Muissa vaihtoehdoissa kustannukset alenevat

18 Yhteenveto Keräimet ja lämpötilataso Tasokeräimet ovat vakuumiputkikeräimiä kannattavampia Lämpöpumpun käyttö lämpötilatason nostoon on taloudellisesti mahdollista Sijoitus Keräimet olisi kannattavinta sijoittaa yhteen paikkaan Skaftkärrin keskiosaan Keräin- ja maa-ala Hehtaarille maata saadaan sijoitettua noin 3900 m2 keräimiä Keräimillä saadaan aurinkolämpöä talteen kwh/m2/a keräintyypistä ja lämpötilatasosta riippuen

19 Yhteenveto Auringolla tuotettava energiamäärä Aurinkokeräinpuiston pitää olla riittävän iso, jotta kaikki lämpö kesä- ja heinäkuussa saadaan tuotettua auringolla tai riittävän pieni, jotta Tolkkisten minimitehoa ei aliteta Kannattavuus Pelkällä 40 % investointituella aurinkokaukolämpö ei tule kannattavaksi. Aurinkokaukolämmön kannattavuutta heikentää merkittävästi Tolkkisen biovoivoimalaitoksen erittäin pienet lämmön tuotantokustannukset. Investointituen lisäksi tarvittaisiin aurinkokaukolämpöön liittyjiltä esimerkiksi korotettua liittymismaksua tai normaalia kaukolämpöä korkeampaa energiamaksua