LÄMPÖPUMPPUJEN KUSTANNUS- JA YMPÄRISTÖVAIKUTUSTEN ARVIOINTI SUHTEESSA KESKITETTYYN LÄMMÖN TUOTANTOON LAHTI ENERGIAN ALUEELLA Gaia Consulting Oy 4.4.2019 1
TAUSTAA Lämpöpumppujen suosio on ollut viime vuosina merkittävässä kasvussa, mikä asettaa paineita kaukolämpöyhtiöille toiminnan kehittämisessä, ympäristö-vaikutusten pienentämisessä sekä oikeanlaisessa viestinnässä. Lämpöpumppujen kumulatiivinen määrä (Suomen lämpöpumppuyhdistys) - Lahti Energia on havainnut, että osa asiakkaista vaihtaa lämmitystapaa esim. kaukolämmöstä maalämpöön olettaen, että maalämmön ympäristö- ja kustannusvaikutukset ovat kaukolämpöä edullisemmat. - Yhtiön toiminnan kehittämiseksi ja erityisesti tehokkaan viestinnän tueksi selvitettiin lämpöpumppujen todelliset kustannus- ja ympäristövaikutukset suhteessa keskitettyyn lämmön* tuotantoon Lahti Energian alueella. Lämpöpumppujen vuotuiset asennusmäärät (Suomen lämpöpumppuyhdistys) * Tässä työssä keskityttiin pelkästään lämpöön, koska keskitetyn jäähdytyksen kysyntä on ollut Lahden seudulla hyvin vähäistä 2
LASKENTAMENETELMÄT CO 2 -OMINAISPÄÄSTÖT KAUKOLÄMPÖ: HYÖDYNJAKOMENETELMÄ Yhdistetyn sähkön ja lämmöntuotannon (CHP) osalta käytettiin nk. hyödynjakomenetelmää CO 2 -päästöjen allokoimiseksi sähkölle ja lämmölle tätä menetelmää käyttää mm. Tilastokeskus (energiamenetelmän ohella) Kyseisessä menetelmässä lasketaan ensin kaikkien CHP-tuotantoon käytettyjen polttoaineiden CO 2 -päästöt yhteensä vuositasolla. Tämän jälkeen lasketaan polttoaineiden tarve vertailutilanteessa, jossa CHP-tuotantoa ei olisi, vaan CHPtuotantoa vastaavat määrät sähköä ja lämpöä tuotettaisiin erillistuotantona (lämpöä lämpökattilalla ja sähköä lauhdetuotantona). Lämmön erillistuotannon hyötysuhteeksi tässä laskentamenetelmässä on sovittu 90 % ja sähkön lauhdetuotannon 39 % CHP-tuotannon toteutuneet päästöt jaetaan vertailulaskelmalla saatujen polttoainekulutusten suhteessa CHP-sähkölle ja CHPlämmölle Hyödynjakomenetelmä allokoi CHP-sähkölle enemmän päästöjä kuin energiamenetelmä eli vastaavasti CHP-lämmölle vähemmän KAUKOLÄMPÖ JA/TAI LÄMPÖPUMPPU: KÄYTETTYJEN LÄMPÖENERGIOIDEN SUHTEESSA Kohteissa, joissa hyödynnetään lämpöpumppuja ja/tai kaukolämpöä, lämmöntuotannon CO 2 -päästöt on laskettu lämpöenergioiden suhteessa käyttäen lämpöpumppujen kuluttamalle sähkölle Tilastokeskuksen dataan perustuvaa arviota sähkön päästökertoimen 5 vuoden keskiarvon kehityksestä. INVESTOINTIKUSTANNUKSET ANNUITEETTIMENETELMÄ Lämpöpumppujen investointikustannukset on laskettu annuiteettimenetelmällä käyttäen laskentakorkona 5% ja pitoaikana 15/20 vuotta. 3
LÄHTÖTIEDOT KAUKOLÄMMÖN TUOTANTOON KÄYTETYT POLTTOAINEET ENNEN (2017) JA JÄLKEEN (2020) UUDEN BIOVOIMALAITOKSEN KÄYTTÖÖNOTTOA Tarkastelussa on mukana Lahden ja Hollolan yhteinen kaukolämpöverkkoalue (ei Asikkalan erillisverkkoa) Vuoden 2017 data perustuu Energiateollisuuden kaukolämpötilastoon Vuoden 2020 data perustuu Lahti Energian toimittamaan arvioon Vuonna 2020 kaukolämmön tarpeen on oletettu olevan likimain sama kuin vuonna 2017, mutta polttoaineiden tarve vähenee huomattavasti johtuen a) uuden biovoimalaitoksen hyötysuhteesta, joka on huomattavasti parempi kuin korvattavan kivihiilivoimalaitoksen, ja b) vähentyneestä CHP-sähkön tuotannosta 2017 Öljy Kivihiili Maakaasu Kierrätyspolttoaineet Purkupuu Puhtaat puupohjaiset Yhteensä Kaikki 16,5 996,8 161,4 302,5 425,7 352,6 2255,5 KL-erillis 16,5 0 86,5 68,2 97 52,4 320,6 2020 Kaikki 0 0 127,4 297,7 544,3 770,2 1739,6 KL-erillis 0 0 99,4 164,2 300,2 9,7 573,5 4
LÄHTÖTIEDOT TYYPPIKOHTEET Laskennassa käytettiin Lahti Energian määrittelemiä tyyppikohteita alla olevin lähtötiedoin Tyyppikohde KL-perusmaksun tariffi KL-perusmaksu KL-tilausteho Tilausvesivirta KL-kulutus Kaukolämmön keskihinta tyyppikohteessa 2019 hinnastoon perustuen (2019 hinnaston mukaan) EUR/v kw m3/h MWh/v EUR/MWh; kokonaishinta Omakotitalo (alv 24 %) 1 479,84 12 18 95,73 Kerrostalo (alv 0 %) 2 4707,4 162 2 400 65,20 Teollisuus (alv 0 %) 3 11 760,87 420 7 900 68,02 CO2-päästökertoimet (Tilastokeskus) kgco2/mwh Kivihiili 335,5 Maakaasu 199,1 Kierrätyspolttoaineet 114,5 Purkupuu 41,0 Keskiraskaat öljyt (kevyt polttoöljy) 264,6 Puhtaat puupohjaiset 0 5
OLETUKSET Lämpöpumput Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma Käyttöikä (v) 20 20 15 15 COP 3,5 3,0 2,0 2,5 Lämmitystavan osuus 40% 100% 50% 40%* Poistoilmalämpöpumppu Kerrostalo Teollisuus Omakotitalo Ominaisinvestointi (EUR/kW) 2 500 2 680 5 000 Investointikustannus (EUR) 80 000 192 857 9 000 Huoltokustannus (EUR/v) 500 500 200 Maalämpöpumppu Kerrostalo Teollisuus Omakotitalo Ominaisinvestointi (EUR/kW) 1 400 1 320 2 500 Investointikustannus (EUR) 224 000 475 714 18 000 Huoltokustannus (EUR/v) 500 500 200 *Lämmitystavan osuus: Muissa tapauksissa lämpöpumppu kattaa tilalämmitystä + lämmintä käyttövettä, mutta ilma-ilmalämpöpumppu kattaa vain tilalämmitystä, ja 40 % siitä; lämpimän käyttöveden tarpeeksi on oletettu 25 % lämmön kokonaistarpeesta 6
OLETUKSET Lämpöpumput Ilma-vesilämpöpumppu Kerrostalo Teollisuus Omakotitalo Ominaisinvestointi (EUR/kW) - - - Investointikustannus (EUR) - - 10 800 Huoltokustannus (EUR/v) - - 200 Ilma-ilmalämpöpumppu Kerrostalo Teollisuus Omakotitalo Ominaisinvestointi (EUR/kW) - - - Investointikustannus (EUR) - - 2 250 Huoltokustannus (EUR/v) - - 150 Laskelmien lähtökohta oli nykyiset kaukolämpöasiakkaat (tyyppikohteet), jotka miettivät lämpöpumppujen hyödyntämistä ts. kaukolämmöllä ei ole investointikustannuksia (laitteet & liittymismaksu) Lisäksi on oletettu, että kaukolämmön käyttö ei aiheuta huoltokustannuksia 7
Sähkön päästökerroin (tco2/gwh) OLETUKSET Muut oletukset Sähkön CO 2 -päästökertoimen arvioidaan kehittyvän oheisen skenaarion mukaisesti. Skenaarion taustalla on Tilastokeskuksen data sähkön päästökertoimen 5 vuoden keskiarvosta sekä oletus kertoimen tasaisesta pienenemisestä nollaan vuoteen 2050 mennessä. Huom. yksittäisen asiakkaan kohdalla sähkön päästökerroin voi olla nolla (vihreän sähkön hankkiminen). Sähkön kokonaishinnan osalta laskennassa on käytetty ohessa esitettyjä arvioita (kerrostalo ja teollisuus alv 0 %, omakotitalo alv 24 %). 350 300 250 200 150 100 50 Skenaario Suomessa tuotetun sähkön päästökertoimen kehittymisestä Hyödynjakomenetelmä, 5 vuoden keskiarvo 0 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050 Sähkön hinta (EUR/MWh) Vuosi Historia (Tilastokeskus) Arvio Arvio vuonna 2020: 145 tco2/gwh Korko investointilaskelmassa Kerrostalo 100 5% Teollisuus 80 5% Omakotitalo 150 5%* * Muissa tapauksissa 5 %, paitsi ilma-ilmalämpöpumpun kohdalla 0 % 8
tco2/gwh OLETUKSET Muut oletukset Lahden kaukolämmön CO 2 -päästö-kerrointa vuonna 2020 haluttiin verrata Suomen keskimääräisen kaukolämmön CO 2 - päästökertoimeen, mitä varten laadittiin oheinen arvio Suomen keskimääräisen kaukolämmön CO 2 -päästökertoimen kehityksestä vuoteen 2020 asti. Päästökertoimen oletettiin laskevan lineaarisesti samaan tapaan kuin se on laskenut kuluvalla vuosikymmenellä. 250 200 150 100 50 Kaukolämmön CO2-päästökerroin, Suomi keskimäärin Hyödynjakomenetelmä, 5 vuoden keskiarvo Historia (Tilastokeskus) Arvio Arvio vuonna 2020: 140 tco2/gwh 0 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022 9
KAUKOLÄMMÖN CO 2 -PÄÄSTÖT 250 Lahti Energia - kaukolämmön CO2-päästöt 220,5 200 170,7 150 100 50 68,4 53,5 0 Kokonaispäästöt (ktco2/v) Ominaispäästöt (tco2/gwh) 2017 2020 10
Vuosikustannus LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE VUOSIKUSTANNUKSET KERROSTALOASIAKKAALLE - Tyyppikohde 400 MWh/v, max KL-tehon tarve 162 kw - 32 kw poistoilmalämpöpumppu, jonka avulla tilausvesivirtaa voidaan pienentää tehoa vastaavasti 35 000 30 000 25 000 26 080 Vuosikustannukset ( ): kerrostalo 28 139 31 808 13 333 20 000 15 000 16 648 500 10 000 5 000 4 571 500 6 419 17 974 0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Investointikustannukset Huoltokustannukset Sähkökustannukset Kaukolämmön kustannukset 11
Lämmön kokonaishinta /MWh LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE LÄMMÖN KOKONAISHINTA KERROSTALOASIAKKAALLE - Tyyppikohde 400 MWh/v, sama kuin edellä 90 Lämmön kokonaishinta: kerrostalo 80 70 60 50 40 30 65 70 80 20 10 0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö 12
Vuosikustannus LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE VUOSIKUSTANNUKSET TEOLLISUUSASIAKKAALLE - Tyyppikohde 900 MWh/v, max KL-tehon tarve 420 kw - 72 kw poistoilmalämpöpumppu, jonka avulla tilausvesivirtaa voidaan pienentää tehoa vastaavasti Vuosikustannukset ( ): teollisuus 70 000 61 218 64 605 62 673 60 000 50 000 24 000 40 401 40 000 500 30 000 20 000 8 229 500 38 173 10 000 15 475 0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Investointikustannukset Huoltokustannukset Sähkökustannukset Kaukolämmön kustannukset 13
Lämmön kokonaishinta /MWh LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE LÄMMÖN KOKONAISHINTA TEOLLISUUSASIAKKAALLE - Tyyppikohde 900 MWh/v, sama kuin edellä 80 Lämmön kokonaishinta: teollisuus 70 60 50 40 30 68 72 70 20 10 0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö 14
Vuosikustannus LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE VUOSIKUSTANNUKSET OMAKOTITALOASIAKKAALLE - Tyyppikohde 18 MWh/v 3 500 Vuosikustannukset ( ): omakotitalo 3 000 3 017 2 500 2 385 2 544 1 101 2 000 1 500 1 000 500 0 1 723 900 1 154 1 830 200 675 309 200 1 206 200 1 444 722 1 040 324 150 150 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma Investointikustannukset Huoltokustannukset Sähkökustannukset Kaukolämmön kustannukset 15
Lämmön kokonaishinta /MWh LÄMMÖN HINTA ASIAKKAILLE LÄMMÖN KOKONAISHINTA OMAKOTITALOASIAKKAALLE - Tyyppikohde 18 MWh/v 180 Lämmön kokonaishinta: omakotitalo 160 140 120 100 80 60 40 96 132 141 168 102 20 0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma 16
t CO2/vuosi t CO2/MWh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET KERROSTALO - Tyyppikohde 400 MWh/v CO2-päästöt: kerrostalo Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): kerrostalo 25,0 0,10 21,4 20,0 19,5 19,3 0,08 15,0 6,6 0,06 0,053 0,049 0,048 10,0 0,04 0,017 5,0 12,8 0,02 0,032 0,0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö 0,00 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö kaukolämmön päästöt sähkön päästöt kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 17
t CO2/MWh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET KERROSTALO - Tyyppikohde 400 MWh/v Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): kerrostalo 0,150 0,140 0,125 0,100 0,075 0,050 0,053 0,049 0,048 0,017 0,025 0,032 0,000 Kaukolämpö, Suomi keskimäärin Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 18
t CO2/vuosi t CO2/MWh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET TEOLLISUUS - Tyyppikohde 900 MWh/v CO2-päästöt: teollisuus Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): teollisuus 60,0 0,10 50,0 48,1 43,8 43,5 0,08 40,0 30,0 14,9 0,06 0,053 0,049 0,048 20,0 0,04 0,017 10,0 28,9 0,02 0,032 0,0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö 0,00 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö kaukolämmön päästöt sähkön päästöt kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 19
t CO2/MWh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET TEOLLISUUS - Tyyppikohde 900 MWh/v Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): teollisuus 0,150 0,140 0,125 0,100 0,075 0,050 0,053 0,049 0,048 0,017 0,025 0,032 0,000 Kaukolämpö, Suomi keskimäärin Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 20
t CO2/vuosi t CO2/Mwh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET OMAKOTITALO - Tyyppikohde 18 MWh/v CO2-päästöt: omakotitalo Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): omakotitalo 1,2 1,13 0,10 1,0 0,96 0,88 0,87 0,99 0,08 0,8 0,6 0,4 0,2 0,30 0,58 0,65 0,48 0,31 0,67 0,06 0,04 0,02 0,053 0,049 0,048 0,017 0,032 0,063 0,055 0,036 0,017 0,037 0,027 0,0 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma 0,00 Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma kaukolämmön päästöt sähkön päästöt kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 21
t CO2/MWh LÄMMÖN ASIAKASKOHTAISET CO 2 -PÄÄSTÖKERTOIMET OMAKOTITALO - Tyyppikohde 18 MWh/v 0,150 0,140 Päästökerroin 2020 (tco2/mwh): omakotitalo 0,125 0,100 0,075 0,050 0,053 0,049 0,048 0,017 0,063 0,055 0,036 0,017 0,025 0,032 0,027 0,037 0,000 Kaukolämpö, Suomi keskimäärin Kaukolämpö, Lahti Poistoilma Maalämpö Ilma-vesi Ilma-ilma kaukolämmön osuus päästökertoimesta sähkön osuus päästökertoimesta 22
YHTEENVETO - Lahti Energian kaukolämmön CO2-päästöt laskevat lähes 70 % uuden biovoimalaitoksen ja kivihiilestä luopumisen myötä, mikä on erittäin merkittävä kertaluontoinen edistysaskel. - Kaukolämpö on Lahdessa myös jatkossa hinnaltaan keskimäärin kilpailukykyinen lämpöpumppuihin verrattuna, lämpöpumpputyypistä riippumatta. - Lämpöpumppuinvestointi ei ole tarkkaan määriteltävissä yleisellä tasolla, vaan se riippuu mm. kohteesta; näin ollen Lahdessakin todennäköisesti on kohteita, joissa jokin lämpöpumppu voi tulla (pelkkää) kaukolämpöä edullisemmaksi, mutta keskimäärin kaukolämmön hintakilpailukyky on hyvä. - Uuden biovoimalaitoksen myötä Lahden kaukolämpö on myös ominaispäästöiltään samaa luokkaa kuin lämpöpumpuilla tuotettu lämpö tosin talvina, jolloin on runsaasti huippupakkasia, joudutaan käyttämään enemmän fossiilisia polttoaineita, jolloin Lahden kaukolämmön CO2-ominaispäästöt ovat suuremmat kuin tässä lasketut (vuosi 2017 oli suhteellisen leuto); ilmaston lämpenemisen myötä tällaisten talvien osuus kuitenkin mitä todennäköisimmin pienenee - Tulevaisuudessa on odotettavissa, että sähkön ominaispäästöt laskevat edelleen, jolloin lämpöpumput lisäävät uudelleen etumatkaa Lahti Energian kaukolämpöön verrattuna, jos kaukolämmön tuotannon polttoainejakauma Lahdessa säilyy samanlaisena kuin vuonna 2020. - Laskelmissa lähtökohta oli nykyiset kaukolämpöasiakkaat, jotka miettivät lämpöpumppujen hyödyntämistä ts. kaukolämmöllä ei ollut investointikustannuksia (laitteet & liittymismaksu); uudiskohteet vaatisivat näin ollen erillisen tarkastelun, jossa myös kaukolämmöllä olisi investointikustannukset 23
VASTUUNRAJAUS Raporttimme perustuu kyseisen toimeksiannon suorittamisen yhteydessä saamiimme tietoihin ja ohjeisiin huomioiden toimeksiannon suorittamisen aikana vallitsevat olosuhteet. Oletamme, että kaikki meille toimitetut tiedot ovat oikeita ja virheettömiä, ja että asiakas on tarkistanut luovutettujen tietojen oikeellisuuden. Emme ole vastuussa raportin tietojen täsmällisyydestä tai täydellisyydestä, emmekä anna niitä koskevia vakuutuksia, ellei toisin ole mainittu. Raporttia ei tule miltään osin pitää päätöksentekoa koskevana suosituksena tai kehotuksena. Emme ota vastuuta siitä, olemmeko tunnistaneet kaikki toimitettuihin asiakirjoihin sisältyvät seikat, joilla voi olla merkitystä, mikäli näitä asiakirjoja käytetään myöhemmin tehtävien sopimusten osana. Toimitetun materiaalin ja asiakirjojen läpikäynti on toteutettu siten kuin olemme katsoneet asiassa asianmukaiseksi tarjouksessa sovitun työn laajuuden ja tarkoituksen valossa. Emme ole vastuussa raportin päivittämisestä myöhempien tapahtumien osalta (päivämäärä raportin etusivulla). Ellei asiasta ole nimenomaisesti muuta sovittu, tätä raporttia ei saa luovuttaa kolmansille osapuolille tai käyttää muussa kuin tässä kuvatussa tarkoituksessa ilman Gaia Consulting Oy:n kirjallista etukäteistä suostumusta. Mikäli kolmas osapuoli saa käyttöönsä raportin jäljennöksen tai raportissa ollutta tietoa, kyseisellä kolmannella osapuolella ei ole mitään oikeuksia Gaia Consulting Oy:ä kohtaan. 24
Our Clients Make the World Cleaner and Safer. www.gaia.fi Gaia Group Oy, Bulevardi 6 A, FI-00120 HELSINKI, Finland Tel +358 9686 6620 ADDIS ABABA BEIJING BUENOS AIRES GOTHENBURG HELSINKI SAN FRANCISCO TURKU ZÜRICH