Primäärienergia ja kaukolämmön

Primäärienergia ja kaukolämmön kilpailukyky Loppuraportti 27.9.2010 Marika Bröckl, Aki Pesola, Juha Vanhanen Gaia Consulting Oy

Sisällysluettelo Executive summary... 3 1 Johdanto... 4 2 Primäärienergian käsite ja määrittely... 4 2.1 Primäärienergian määrittely... 4 2.2 Sähkön ja kaukolämmön primäärienergiakertoimen määritys... 9 2.3 Primäärienergian alueellinen ja ajallinen vaihtelu... 14 3 Eri lämmitysmuodot... 16 3.1 Kaukolämmitys... 16 3.2 Sähkölämmitys ja lämpöpumput... 16 3.3 Öljylämmitys... 19 3.4 Pelletti- ja hakelämmitys... 19 3.5 Muut lämmitysmuodot... 20 4 Primäärienergiankulutusten vertailu... 21 4.1 Pientalo... 22 4.2 Asuinkerrostalo... 24 4.3 Toimistorakennus... 26 5 Kaukolämmön kilpailukyky... 28 5.1 Kilpailukykyyn vaikuttavat asiat... 28 5.2 Kustannusvaikutusten arviointia... 32 6 Johtopäätöksiä... 35 Lähdeluettelo... 37 Liite 1: E-luvun muodostuminen eri rakennuksissa... 38 Liite 2: Matalaenergiataloratkaisun rakennuskustannukset, RIL 249-2009 39 2

Executive summary Primary energy is an important topic when discussing the most efficient ways to heat buildings. It has been suggested that in the new building codes the energy consumption of buildings should be evaluated based on either their primary energy consumption or the emission of greenhouse gases. This study has an objective to analyze how the district heating primary energy coefficient, which is possibly going to be used in the new building codes, can be defined with different methods. The study also has an objective to evaluate how the competitiveness of district heating is influenced, if the future building codes are be based on different values of primary energy coefficients for electricity, heating fuels and district heating. The weighting of the consumption of different energy forms in the building codes has a great deal of influence on the competitiveness of various energy forms. The way in which energy coefficients are defined is important for the competitiveness of district heating solutions when comparing it to other forms of heating, such as electricity based heating systems, e.g. various heat pumps. Similarly important issue is how the energy-coefficients of wood based heating forms, prevalent especially in the countryside, are defined. On the other hand, the definition of primary coefficients is only one aspect which influences the competitiveness of different heating solutions. The investment costs required, operating costs as well as ease of use play an important role in the choice of heating solutions. It has to be noted that the primary energy coefficients for district heating and electricity are a function of time and place. Renewable fuels also have a big impact on the energy coefficients especially when used for combined heat and electricity production. This means that in reality district heating can t be described completely unambiguously with a standard coefficient. There are in fact several ways to define and calculate primary energy coefficients. The coefficients used in the base case of this study were for district heating 0.7, for electricity 2.0, for wood heating 0.5 and for oil heating 1.0. When the competitiveness of different heating solutions were analyzed with these coefficients, we observed that district heating is competitive with ground source heat pumps, but in a slightly weaker position compared with wood heating. Direct electricity heating and oil heating were in a clearly weaker position. If the benefit sharing method is used in the calculations, we can conclude that the competitiveness of district heating weakens compared to basic case, especially in detached housing and apartment buildings. Changing the primary energy coefficient of electricity up to 2.5 naturally weakens the competitiveness of electricity based heating methods compared to district heating. A lower district heating coefficient naturally makes district heating more competitive compared with other heating forms. Finally, it must be noted that as it is likely that district heating will in the future have a clearly defined primary energy coefficient; it would be logical and practical to define such a coefficient for other heating systems, such as ground source and air-to-air heat pumps as well. Defining primary energy coefficients for these heating forms would make it easier to compare different alternatives when choosing heating solutions for new building construction. 3

1 Johdanto Primäärienergian käsite on noussut viime vuosina esille, kun on keskusteltu siitä, mikä on kokonaisuudessaan energiatehokkain rakennusten lämmitystapa. Julkisuudessa on ollut esillä ajatus, että vuonna 2012 uudistettavissa rakennusmääräyksissä rakennusten energiankulutusta arvioitaisiin joko rakennusten primäärienergian kulutuksen pohjalta tai eri energiamuotoja tarkasteltaisiin niiden kasvihuonekaasuvaikutusten perusteella käyttäen eri energiatuotantomuodoille energiamuotokohtaisia kertoimia, jotka huomioisivat eri energiatuotantomuotojen kasvihuonekaasupäästöt suhteessa toisiinsa. Mikäli eri energiamuotojen kulutusta painotetaan eri tavalla, on sillä suuri merkitys eri energiamuotojen väliseen kilpailutilanteeseen. Erityisesti kaukolämmön osalta kysymyksenä, on se kuinka nämä kertoimet määritellään ja mikä on kaukolämmön kerroin suhteessa kilpaileviin lämmitysmuotoihin. Tämän selvityksen tavoitteena on tarkastella miten kaukolämmön primäärienergiakerroin tai vastaava rakennusmääräyksissä käytettävä kaukolämmön energiamuotokerroin voisi määrittyä erilaisten vaihtoehtoisten tarkastelujen pohjalta sekä arvioida, mikä merkitys tällä olisi kaukolämmön kilpailukykyyn, mikäli tulevaisuudessa uusien rakennusten energiankulutusta koskevat rakennusnormit perustuisivat primäärienergia- tai energiamuotokertoimeen. Tämän raportin luvussa 2 on kuvattu primäärienergian käsite sekä esitetty miten sähkön ja lämmön primäärienergiakerroin voidaan määrittää erilaisin menetelmin. Luvussa 3 on tarkasteltu lyhyesti eri lämmitysmuotoja, joihin kaukolämpöä verrataan tässä selvityksessä. Luvussa 4 on puolestaan tehty eri lämmitysmuotojen vertailu käyttäen vertailtavina kohteina tyypillistä pientaloa, asuinkerrostaloa ja toimistorakennusta. Luvussa 5 on esitetty analyysi kaukolämmön kilpailukyvystä ja siihen vaikuttavista seikoista. Raportin lopussa olevassa luvussa 6 on esitetty selvityksen keskeiset johtopäätökset. 2 Primäärienergian käsite ja määrittely Primäärienergiakeskustelulle on tunnusomaista että termit ja niiden soveltaminen eivät ole välttämättä yksiselitteisiä ja selkeitä. Tärkeimmät kansainväliset järjestöt kuten UNSD, IEA ja Eurostat ovat kuitenkin alkaneet soveltaa yhtenäisiä käytäntöjä. Seuraavassa pyritään määrittelemään ja selvittämään termit ja niiden soveltaminen. 2.1 Primäärienergian määrittely Primäärienergia Primäärienergialla tarkoitetaan luonnonvaroihin sisältyvää energiaa ennen muunnosprosesseja eli ensimmäistä jalostamatonta ja käyttämätöntä energiaa. Primäärienergia voi koostua uusiutuvista tai uusiutumattomista energiamuodoista tai molemmista eri suhteissa. Primäärienergiaa sisältävät 4

erilaiset polttoaineet kuten kivihiili, raakaöljy, maakaasu, turve, puu, kasvit, uraani sekä virtaava vesi, auringon säteily ja tuuli. Primäärienergialla tarkoitetaan käytännössä saatavilla olevaa energiaa, joka voi olla mekaanista energiaa, lämpöenergiaa tai sähköenergiaa. Primäärienergiaksi kutsutaan niiden aineiden ja ilmiöiden sisältämää tai niistä saatavissa olevaa energiaa, jotka ovat ensimmäistä kertaa siinä tilassa, että niitä voidaan hyödyntää energianlähteinä. Ensimmäisiä hyödyntämiskelpoisia energianlähteitä kutsutaan primääriksi energianlähteiksi tai primäärienergian lähteiksi. Energianlähteillä tarkoitetaan käytännössä siis niitä aineita ja ilmiöitä, joiden avulla on mahdollista tuottaa lämpöä tai sähköä tai tehdä mekaanista työtä. Pääasia on että energia on hyödynnettävissä usealla eri tavalla, mikä käytännössä tarkoittaa sitä että sillä voidaan käydä kauppaa. Primäärienergian avulla pyritään kuvaamaan energianlähteistä saatavissa olevaa energiaa sekä luonnonvarojen määrää, käyttöä ja kulumista. Primäärienergiaa hyödynnetään tuotannossa tai jalostuksessa, joissa energia muutetaan käyttökelpoiseen muotoon loppukäyttöä eli kulutusta varten. Lopulta energia kulutetaan erilaisina lopputuotteina, joita ovat esimerkiksi sähkö ja lämpö. 1 Primääriset energiamuodot Energialähde (energy source) on lähde, josta hyödynnettävää energiaa voidaan siirtää tai ottaa talteen joko suoraan tai muunnettuna tai muuntuneena, esim. öljy- tai kaasukentät, hiilikaivokset, aurinko, metsät, jne. Energiamuoto (energy carrier) on aine tai ilmiö, jota voidaan käyttää tuottamaan mekaanista työtä tai lämpöä tai ylläpitämään kemiallista tai fysikaalista prosessia [ISO 13600:1997]. Primäärinen energiamuoto voi olla esimerkiksi virtaavan veden liike-energia tai auringon säteilyn sisältämä energia. Energia voidaan jakaa uusiutumattomaan ja uusiutuvaan energiaan. Uusiutumaton energia (nonrenewable energy) on energia, joka otetaan ehtyvästä lähteestä (esim. fossiiliset polttoaineet). Uusiutuva energia (renewable energy) on energia, joka otetaan ehtymättömästä lähteestä, kuten aurinkoenergia (aurinkolämpö, aurinkosähkö), tuuli, vesivoima, uusiutuva biomassa, maalämpö ja ilmalämpö. Primäärienergia (primary energy) on energia, johon ei ole kohdistunut mitään muunto- tai kuljetusprosesseja. Esimerkkejä ovat maaperässä oleva öljy, kivihiili ja uraani, puu metsässä, tuuli, aurinkolämpö, maalämpö maassa jne. Primäärienergia käsittää uusiutumattoman ja uusiutuvan energian. Jos molemmat on otettu huomioon, puhutaan kokonaisprimäärienergiasta. 2 1 Matias Keto, 2010. Energiamuotojen kertoimet rakennusten energiatehokkuuden määrittämiseksi. Diplomityö. Aaltoyliopiston teknillinen korkeakoulu, Energiatekniikan laitos. 2 Suomen Rakennusinsinöörien liitto, 2009. RIL 249-2009. Matalaenergiarakennukset. Asuinrakennukset. 5

Vesi, tuuli sekä aurinkolämmön primäärienergia Veden, tuulen ja aurinkolämmön primäärienergiaksi on määritelty käytännössä näiden sisältämä sähköenergia. Näiden primäärienergiamuotojen kerroin muodostuu nettohyötysuhteesta. Bruttohyötysuhteeksi näille on yleensä määritelty 100 % ja nettohyötysuhde on noin 99 %. 3 Ydinvoiman primäärienergia Ydinpolttoaine on ydinvoimalla tuotetun sähkön ja lämmön energianlähde. IEA ja Eurostat käyttävät primäärisenä energiamuotona lämpöenergiaa ja tarkastelu on yleensä laitoskohtainen. Muussa tapauksessa käytetään ydinvoimaa tarkasteltaessa tuotannon primäärienergiahyötysuhteena 33 %, jota myös Tilastokeskus käyttää. Primäärienergiakerroin on täten 3,03. Vesi- ja ydinvoiman primäärienergian laskennassa ja määrittelyssä on aikaisemmin käytetty myös vaihtoehtoisen tuotantotavan menetelmää. Vaihtoehtoisen tuotantotavan menetelmässä mielletään että veden ja ydinpolttoaineen sisältämä energiamäärä syrjäyttää tavanomaisia fossiilisia polttoaineita ja että niiden primäärienergia muodostuu näiden syrjäyttämästä energiamäärästä. Normaali nykyinen käytäntö on kuitenkin että kutakin polttoainetta tai energiamuotoa tarkastellaan erikseen sen sisältämän ja hyödynnettävissä olevan energian mukaan. Polttoaineiden primäärienergia Polttoaineiden primäärienergiaksi valitaan aina käytännössä lämpöenergia ja lämpöenergian primäärienergiavastineeksi polttoaineen lämpöarvo ja käytännössä alempi lämpöarvo, joka on yleensä kiinteästä tai nestemäisestä polttoaineesta riippuen 5 6 % ja maakaasussa 10 % alempi kuin ylempi lämpöarvo. Maakaasun osalta käytetään laskelmissa poikkeuksena usein ylempää lämpöarvoa, mikäli katsotaan että maakaasu on hyödynnettävissä ylemmän lämpöarvon mukaan. Primäärienergiakerroin Primäärienergiakerroin on käytännössä primäärienergiahyötysuhteen käänteisluku. Esimerkiksi lauhdesähkön primäärienergiahyötysuhde on 40 %, jolloin primäärienergiakertoimeksi muodostuu 2,5. Koko EU-27 alueen sähköntuotannon primäärienergiakertoimen arvoksi on valittu 2,5, joka siis käytännössä vastaa hiililauhteen kerrointa. Tämä heijastelee myös sitä, että ydinvoimalle on sovellettu sellaista laskentatapaa joka johtaa likimain samaan suuruusluokkaan. Vesivoiman ja muiden uusiutuvien energiamuotojen painoarvo jää koko EU alueella vähäiseksi, eikä siten pääse merkittävästi vaikuttamaan koko EU alueen sähkön primäärienergiakertoimen muodostumiseen. Kokonaisprimäärienergiakerroin (total primary energy factor) on tietyn energiamuodon primäärienergia (uusiutumaton ja uusiutuva) jaettuna tuotetulla energialla. Kokonaisprimäärienergiakerroin sisältää sekä uusiutumattomat että uusiutuvat energialähteet. Kaikkien energiamuotojen kokonaisprimäärienergiakerroin on suurempi kuin yksi. 2 3 Matias Keto, 2010. Energiamuotojen kertoimet rakennusten energiatehokkuuden määrittämiseksi. Diplomityö. Aaltoyliopiston teknillinen korkeakoulu, Energiatekniikan laitos. 6

Uusiutumattoman energian primäärienergiakerroin (non-renewable primary energy factor) on tietyn energiamuodon uusiutumaton primäärienergia jaettuna tuotetulla energialla. Uusiutumattoman energian kulutus saadaan siten hankitun energian ja uusiutumattoman energian primäärienergiakertoimen tulona. Tietyn energiamuodon uusiutumattoman energian primäärienergiakerroin voi olla pienempi kuin yksi, kun energiamuoto koostuu suurelta osin uusiutuvista energialähteistä 2. Taulukossa 2.1 on esitetty yleisimpien polttoaineiden primäärienergiakertoimet sekä kokonaiskertoimen että uusiutumattoman kertoimen osalta. Taulukko 2.1. Eräiden polttoaineiden primäärienergiakertoimia. Polttoaine Uusiutumaton kerroin Kokonaiskerroin Polttoöljy 1,35 1,35 Maakaasu 1,10 1,10 Kivihiili 1,20 1,20 Turve 1,20 1,20 Koksi 1,53 1,53 Puupolttoaineet 0,10 1,10 Biokaasu 0,05 1,05 Teollisuuden sekundäärilämpö 0,05 1,05 Kierrätyspolttoaineet 0,10 1,10 Polttoöljyn, koksin ja puupolttoaineiden kertoimina on käytetty EN 15603:2008 -standardin 4 (ks. luku 2.2) mukaisia arvoja. Maakaasun, kivihiilen ja teollisuuden sekundäärilämmön kertoimina on käytetty yleiseurooppalaisen Euroheat & Power -järjestön määrittelemiä primäärienergiakertoimia 5. Turpeen primäärienergiakertoimelle ei ole olemassa yleisesti määriteltyä arvoa; näin ollen tässä on käytetty turpeelle samaa kerrointa kuin kivihiilelle. Biokaasun ja kierrätyspolttoaineiden primäärienergiakertoimet on suhteutettu uusiutuvien polttoaineiden sekä sekundäärilämmön kertoimiin siten, että ne kuvaavat mahdollisimman hyvin suomalaisessa energiantuotannossa käytettävien polttoaineiden toimitusketjua. 4 European committee for standardization, 2008. EN 15603:2008. Energy performance of buildings. Overall energy use and definition.of energy ratings. 5 EU Intelligent Energy Europe Programme, Euroheat & Power, 2006. Guidelines for assessing the efficiency of district heating and district cooling systems. 7

Kuvassa 2.1 on havainnollistettu polttoaineiden energiasisällön, kokonaisprimäärienergian ja uusiutumattoman energian primäärienergian suhdetta erään energiayhtiön kaukolämmön tuotannossa. Kuvasta 2.1 havaitaan, että kokonaisprimäärienergia on suurempi kuin polttoaineiden energiasisältö, koska jokaisen polttoaineen kokonaiskerroin on vähintään suurempi kuin 1. Uusitumattoman primäärienergian määrä on puolestaan kokonaisuudessaan pienempi, koska kyseisessä yhtiössä osa kaukolämmöstä tuotetaan uusituvilla energialähteillä (puu ja biokaasu). 600 500 GWh 400 300 200 100 Biokaasu Puupohjainen polttoaine Maakaasu Turve Polttoöljy 0 Polttoaineiden energiasisältö PE: kokonaismäärä PE:n uusiutumattoman osuuden määrä Kuva 2.1. Erään energiayhtiön vuosittaisen energiantuotannon polttoainejakauma energiasisällöllisesti sekä primäärienergiamäärällisesti. Energiamuotojen kerroin Energiamuotojen kertoimelle ei ole olemassa yksikäsitteistä määritelmää. Rakennusten energiatehokkuuden osoittaminen kiinteistöveron porrastusta varten -raportissa energiamuotojen kerroin on määritelty seuraavasti: Energialähteen tai energiatuotantomuodon polttoaineiden hiilidioksidin ominaispäästökertoimet suhteutettuna kevyen polttoöljyn hiilidioksidin ominaispäästöön. Tällä määritelmällä voidaan huomioida eri energiantuotantomuotojen hiilidioksidipäästöt. Primäärienergiakertoimen osaltahan näin ei ole suoraan ole, sillä esimerkiksi ydinvoima on hiilidioksiditonta energiantuotantoa, mutta sillä on suhteellisen korkea primäärienergiakerroin. Koska hiilidioksidipäästöjen vähentäminen on kuitenkin yksi keskeisimmistä tavoitteista, on hyvinkin mahdollista, että rakennusmääräyksissä käytettävissä kertoimissa tullaan huomioimaan juuri eri lämmitystapojen energiamuotojen kertoimet. Taulukossa 2.2. on esitetty edellä mainitussa raportissa käytetyt energiamuotojen kertoimet. 8

Taulukko 2.2. Energiamuotojen kertoimet 6. Energiamuoto Kerroin Sähkö 2,0 Kaukolämpö 0,7 Kaukojäähdytys 0,4 Fossiiliset polttoaineet 1,0 Uusiutuvat polttoaineet 0,5 2.2 Sähkön ja kaukolämmön primäärienergiakertoimen määritys Primäärienergiakerroin voidaan määritellä sekä yksittäisille polttoaineille että energiantuotannolle. Määrittely tehdään joko alueellisesti, kansallisesti tai paikallisesti. Kerroin vaihtelee maantieteellisesti, ajallisesti ja riippuen siitä, mitä primäärienergian laskentamenetelmää käytetään. Tässä luvussa esitellään laskentamenetelmistä yleisimmin käytetyt ja lasketaan kertoimet sekä kansallisella että paikallisella tasolla kaukolämmölle ja sähkölle. Referenssivuotena laskelmissa on käytetty vuotta 2008. EN 15603:2008 EN 15603:2008 on Eurooppalainen standardi, joka on vahvistettu suomalaiseksi kansalliseksi standardiksi vuonna 2008. Se koskee rakennusten energiatehokkuutta, kokonaisenergiantarvetta ja energialuokitusten määrittelyä. Standardissa on annettu keskiarvoiset primäärienergiakertoimet yleisimmin Euroopassa käytetyille polttoaineille. Standardin mukaan kaukolämmön primäärienergiakerroin lasketaan alla esitetyllä kaavalla. f P, DH jossa = i Q F, i f P, F, i i W Q C, i CHP, el f P, elt f, kaukolämmön primäärienergiakerroin [-] P DH 6 Jarek Kurnitski, 2009. Raportti B85. Rakennusten energiatehokkuuden osoittaminen kiinteistöveron porrastusta varten. Teknillinen korkeakoulu, LVI-tekniikka. 9

Q F, i polttoaineen kulutus tarkasteluvuotena [Wh] f P F, i, polttoainekohtainen primäärienergiakerroin [-] W CHP, el yhteistuotannon sähkön nettotuotanto tarkasteluvuotena[wh] f P, elt sähkön primäärienergiakerroin [-] Q C, i kaukolämmön tuotanto tarkasteluvuotena [Wh] Taulukossa 2.3 on esitetty kaukolämmön kokonaisprimäärienergiakerroin ja uusiutumattoman osuuden primäärienergiakerroin kansallisella tasolla sekä viidelle eri suomalaiselle esimerkkiyhtiölle. Eri polttoaineiden primäärienergiakertoimina on käytetty taulukon 2.1 arvoja. Tarkastellut esimerkkiyhtiöt ovat seuraavat: Esimerkkiyhtiö 1 kuvaa suurta kaukolämpöyhtiötä, jolla on paljon fossiilisilla polttoaineilla tehtyä yhteistuotantoa. Esimerkkiyhtiö 2 on keskikokoinen yhteistuotantoyhtiö, jossa kaukolämmön ja sähkön tuotannossa käytetään paljon fossiilisia polttoaineita. Esimerkkiyhtiö 3 on kaukolämpöyhtiö, jossa kaukolämpöä tuotetaan suurelta osin uusiutuvilla polttoaineilla ilman yhteistuotantoa. Esimerkkiyhtiö 4 on kaukolämpöyhtiö, jossa kaukolämpö tuotetaan pelkästään fossiilisilla polttoaineilla ilman yhteistuotantoa Esimerkkiyhtiö 5 on kaukolämpöyhtiö, jossa kaukolämmön tuotannossa käytetään suurimmaksi osaksi uusiutuvia polttoaineita, kuitenkin vähemmässä määrin kuin esimerkkiyhtiö 3:ssa. Taulukko 2.3. EN 15603:2008 -standardin mukaan laskettu kaukolämmön primäärienergiakerroin; vertailu Suomen keskiarvon ja viiden esimerkkiyhtiön välillä vuoden 2008 lähtöarvoilla. Kokonaiskerroin Uusiutumattoman osuuden kerroin Kansallinen 0,86 0,59 Esimerkkiyhtiö 1 0,21 0,21 Esimerkkiyhtiö 2 1,02 0,99 Esimerkkiyhtiö 3 1,17 0,17 Esimerkkiyhtiö 4 1,10 1,10 Esimerkkiyhtiö 5 1,20 0,36 10

Taulukko 2.3 havainnollistaa hyvin yrityskohtaisten primäärienergiakertoimien eroja, jotka johtuvat ennen kaikkea laitosten polttoainejakaumasta sekä energiantuotannon rakenteesta; erityisesti yhteis- ja erillistuotannon määrästä. Tehokas yhteistuotanto siis pienentää primäärienergiakerrointa. Mitä enemmän kaukolämpöyhtiö käyttää fossiilisia polttoaineita tuotannossaan, sitä pienempi on kokonaiskertoimen ja uusiutumattoman osuuden kertoimen välinen ero. Sähkön primäärienergiakertoimena on laskelmissa käytetty EU-27 -maiden keskiarvoista hiililauhteen kerrointa 2,5. Taulukosta 2.3 nähdään myös, että kansallisella tasolla määriteltynä kaukolämmön kokonaiskerroin on 0,86, kun sähkön primäärienergiakertoimena käytetään arvoa 2,5. Uusiutumattoman energian primäärienergiakerroin on puolestaan 0,59 johtuen siitä, että kaukolämmön tuotannossa käytetään huomattavasti myös uusiutuvia energialähteitä. Hyödynjakomenetelmä Hyödynjakomenetelmässä yhteistuotantona tuotetulle lämmölle ja sähkölle määritellään vaihtoehtoinen erillistuotantotapa. Vakiintuneeksi käytännöksi on muodostunut käyttää vaihtoehtoisena sähköntuotantotapana hiililauhdetuotantoa, jonka hyötysuhde on 40 %. Vaihtoehtoisen lämmöntuotannon (lämmön erillistuotanto) hyötysuhde on 90 %. Kun tiedetään kuinka paljon polttoaineita kuluu kaukolämmön ja yhteistuotantosähkön tuotantoon sekä kaukolämmön erillistuotantoon, voidaan laskea polttoainemäärä, joka kuluisi vaihtoehtoisiin tuotantotapoihin, joilla saavutetaan sama tuotannon taso kuin alkuperäisessä tilanteessa. Lisäksi tulee tietää kaukolämmön yhteis- ja erillistuotettu energiamäärä sekä yhteistuotantosähkön energiamäärä lähtötilanteessa. Kaukolämmön yhteistuotantomäärä jaetaan vaihtoehtoisen lämmöntuotannon hyötysuhteella ja yhteistuotantosähkön määrä jaetaan vaihtoehtoisen sähköntuotantomuodon hyötysuhteella. Näistä tuotantomääristä voidaan määrittää vaihtoehtoisten tuotantotapojen suhde. Vaihtoehtoisen lämmöntuotannon primäärienergiankulutus saadaan tämän jälkeen kertomalla yhteistuotantopolttoaineiden kulutusmäärä vaihtoehtoisen lämmöntuotannon prosenttiosuudella ja lisäämällä tähän kaukolämmön erillistuotannon polttoaineet. Vaihtoehtoisen sähköntuotannon primäärienergiankulutus saadaan vastaavasti kertomalla yhteistuotantopolttoaineiden kulutusmäärä vaihtoehtoisen sähköntuotannon prosenttiosuudella. Primäärienergiakerroin kaukolämmölle saadaan lopulta jakamalla saatu vaihtoehtoisen lämmöntuotannon primäärienergiankulutus kaukolämmön nettotuotantomäärällä. Sähkön primäärienergiakerroin saadaan jakamalla edellä laskettu vaihtoehtoisen sähköntuotannon primäärienergiankulutus yhteistuotantona tuotetun sähkön määrällä. Laskukaavat kaukolämmön ja sähkön primäärienergiakertoimien laskemiseksi hyödynjakomenetelmällä on esitetty alla. f h, HM x Q h CHP h =, W h, net + Q jossa x h W h CHP η h = WCHP W + η η el el f el, HM x Q el CHP =, W el jossa x el h W el η el = WCHP W + η η el el 11

jossa f h, HM kaukolämmön primäärienergiakerroin [-] f, sähkön primäärienergiakerroin [-] el HM Q CHP yhteistuotannon polttoainekulutus tarkasteluvuotena [Wh] Q h kaukolämmön erillistuotannon polttoainekulutus tarkasteluvuotena [Wh] W h, net kaukolämmön nettotuotanto tarkasteluvuotena [Wh] W CHP kaukolämmön yhteistuotanto tarkasteluvuotena [Wh] W el yhteistuotannon sähkön nettotuotanto tarkasteluvuotena[wh] η h vaihtoehtoisen lämmöntuotantomuodon hyötysuhde [-] η el vaihtoehtoisen sähköntuotantomuodon hyötysuhde [-] Taulukossa 2.4 on esitetty hyödynjakomenetelmällä lasketut primäärienergiakertoimet kaukolämmölle ja sähkölle sekä kansallisella tasolla että viidelle esimerkkiyhtiölle. Hyödynjakomenetelmää sovellettaessa ei käytetä polttoainekohtaisia primäärienergiakertoimia, joten menetelmällä voidaan laskea kaukolämmölle ja sähkölle pelkästään kokonaiskertoimet. Erot kertoimissa johtuvat polttoainejakaumasta sekä energiantuotannon rakenteesta. Esimerkkiyhtiöille 3, 4 ja 5 ei luonnollisesti voida laskea sähkön primäärienergiakerrointa, koska niissä ei tuoteta sähköä. Taulukko 2.4. Hyödynjakomenetelmällä laskettu kaukolämmön ja sähkön primäärienergiakerroin; vertailu Suomen keskiarvon ja viiden esimerkkiyhtiön välillä vuoden 2008 lähtöarvoilla. Kaukolämpö Sähkö Kansallinen 0,90 1,84 Esimerkkiyhtiö 1 0,73 1,57 Esimerkkiyhtiö 2 0,88 1,97 Esimerkkiyhtiö 3 1,06 - Esimerkkiyhtiö 4 1,00 - Esimerkkiyhtiö 5 1,11-12

Energiamenetelmä Energiamenetelmässä yhteistuotantona tuotetulle lämmölle ja sähkölle määritellään osuudet suoraan kokonaisenergiantuotannosta. Käytetyt polttoaineet jyvitetään sähkölle ja lämmölle näiden osuuksien perusteella. Tämä tarkoittaa, että jos esimerkiksi kaukolämpöä tuotetaan 600 GWh ja sähköä 400 GWh, niin 40 % käytetystä yhteistuotannon primäärienergiasta jyvitetään sähkölle ja 60 % lämmölle. Lisäksi, kuten hyödynjakomenetelmänkin tapauksessa, lämmön primäärienergiankulutukseen lisätään vielä lämmön erillistuotannon polttoaineet. Primäärienergiakerroin lämmölle saadaan jakamalla yhteenlaskettu lämmöntuotannon polttoainekulutus kaukolämmön nettotuotantomäärällä. Sähkön primäärienergiakerroin saadaan jakamalla yhteistuotantosähkön polttoainekulutus yhteistuotantona tuotetun sähkön määrällä. Laskukaavat kaukolämmön ja sähkön primäärienergiakertoimien laskemiseksi energiamenetelmällä on esitetty alla. f h, EM x Q h CHP h =, W h, net + Q jossa x h W = W CHP CHP + W el f el, EM x Q W el CHP =, el jossa x h = W Wel + W CHP el jossa f h, EM kaukolämmön primäärienergiakerroin [-] f, sähkön primäärienergiakerroin [-] el EM Q CHP yhteistuotannon polttoainekulutus tarkasteluvuotena [Wh] Q h kaukolämmön erillistuotannon polttoainekulutus tarkasteluvuotena [Wh] W h, net kaukolämmön nettotuotanto tarkasteluvuotena [Wh] W CHP kaukolämmön yhteistuotanto tarkasteluvuotena [Wh] W el yhteistuotannon sähkön nettotuotanto tarkasteluvuotena[wh] Taulukossa 2.5 on esitetty energiamenetelmällä lasketut primäärienergiakertoimet kaukolämmölle ja sähkölle sekä kansallisella tasolla että viidelle esimerkkiyhtiölle. Energiamenetelmää sovellettaessa ei käytetä polttoainekohtaisia primäärienergiakertoimia, joten menetelmällä voidaan laskea kaukolämmölle ja sähkölle pelkästään kokonaiskertoimet. Taulukosta 2.5 nähdään, että energiamenetelmä johtaa siihen, että sähkön ja kaukolämmön primäärienergiakertoimet ovat likimain yhtä suuret, mikä poikkeaa merkittävästi sekä hyödynjakomenetelmästä (ks. taulukko 2.4) että EN 15603:2008 standardin mukaisesta laskelmasta (ks. taulukko 2.3). 13

Taulukko 2.5. Energiamenetelmällä laskettu kaukolämmön ja sähkön primäärienergiakerroin; vertailu Suomen keskiarvon ja viiden esimerkkiyhtiön välillä vuoden 2008 lähtöarvoilla. Kaukolämpö Sähkö Kansallinen 1,19 1,20 Esimerkkiyhtiö 1 1,11 1,10 Esimerkkiyhtiö 2 1,21 1,21 Esimerkkiyhtiö 3 1,06 - Esimerkkiyhtiö 4 1,00 - Esimerkkiyhtiö 5 1,11-2.3 Primäärienergian alueellinen ja ajallinen vaihtelu Primäärienergiakerroin vaihtelee yhtiökohtaisesta varsin paljon, kuten taulukot 2.3 2.5 osoittivat. Primäärienergiakertoimet vaihtelevat vielä alueellisestikin varsin paljon ja riippuen myös siitä, mitä primäärienergian laskentamenetelmää käytetään. Kuvissa 2.2 ja 2.3 on tarkasteltu primäärienergiakerrointa maakunnittain Suomessa käyttäen lähtötietoina vuoden 2008 tilastotietoja. 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Kaukolämmön alueellinen primäärienergiakerroin 2008 Painotettu keskiarvo, HM: 0,90 Painotettu keskiarvo, EM: 1,19 Painotettu keskiarvo, EN: 0,86 Hyödynjakomenetelmä Energiamenetelmä EN 15603:2008 Kuva 2.2. Kaukolämmön alueellinen primäärienergiakerroin. 14

Sähkön alueellinen primäärienergiakerroin 2008 Painotettu keskiarvo, HM: 1,84 Painotettu keskiarvo, EM: 1,20 Vakio arvo, EN: 2,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Hyödynjakomenetelmä Energiamenetelmä EN 15603:2008 Kuva 2.3. Sähkön alueellinen primäärienergiakerroin. Tarkastelun ajankohta vaikuttaa myös jonkin verran kertoimeen, kuten käy ilmi taulukosta 2.6, jossa on tarkasteltu kaukolämmön sekä sähkön primäärienergiakertoimien muuttumista vuosina 2005 2010 kahdella eri laskentamenetelmällä. Näin lyhyellä aikavälillä primäärienergiakertoimien muutokset ovat hyvin pieniä, mutta pidemmällä aikavälillä muutokset voivat olla merkittäviä energiantuotantorakenteen muuttuessa. Perustavanlaatuinen analyysi pitkän tai keskipitkän aikavälin primäärienergiakertoimen muutoksesta vaatisi tarkkojen energiantuotantomallien ja -skenaarioiden tekemistä, joten tämä analyysi on rajattu tämän selvityksen ulkopuolelle. Taulukko2.6. Kaukolämmön ja sähkön primäärienergiakerroin; vertailu hyödynjako- ja energiamenetelmillä laskettujen arvojen välillä 2005 2009. Kaukolämmön primäärienergiakerroin 2005 2006 2007 2008 2009 Painotettu keskiarvo Hyödynjakomenetelmä 0,89 0,89 0,90 0,90 0,89 0,89 Energiamenetelmä 1,17 1,17 1,17 1,19 1,16 1,17 Sähkön primäärienergiakerroin 2005 2006 2007 2008 2009 Painotettu keskiarvo Hyödynjakomenetelmä 1,79 1,79 1,81 1,84 1,77 1,80 Energiamenetelmä 1,17 1,17 1,18 1,20 1,16 1,18 15

3 Eri lämmitysmuodot 3.1 Kaukolämmitys Kaukolämpö on Suomen yleisin lämmitysmuoto. Kaukolämmityksen osuus lämmitysmarkkinoista on lähes 50 prosenttia. Kaukolämmitys on sitä taloudellisempaa mitä tiheämmin rakennettu alue on ja mitä isompia rakennukset ovat. Lähes 95 % asuinkerrostaloista sekä valtaosa julkisista ja liikerakennuksista ovat kaukolämmitettyjä. Omakotitaloista kaukolämmitettyjä on runsas 6 % lämmitysenergiasta. Suurimmissa kaupungeissa kaukolämmön markkinaosuus on yli 90. 7 Kaukolämmön tyypillisiä polttoaineita ovat maakaasu, kivihiili, turve, öljy sekä enenevässä määrin puu ja muut uusiutuvat energialähteet, kuten biokaasu. Lähes 80 % kaukolämmöstä saadaan lämpöä ja sähköä tuottavista lämmitysvoimalaitoksista (yhteistuotanto), teollisuuden ylijäämälämpönä tai kaatopaikkojen biokaasujen poltosta. Pienillä paikkakunnilla näitä lämmönlähteitä ei usein ole käytettävissä. Tällöin kaukolämpö tuotetaan pelkkää lämpöä tuottavissa lämpökeskuksissa. Asiakkaille lämpö siirretään kaukolämpöverkossa kiertävän kuuman veden avulla. Menojohdon kuuma vesi luovuttaa asiakkaan lämmönsiirtimen välityksellä lämpöä talon lämmitys- ja lämpimän käyttöveden verkkoihin. 3.2 Sähkölämmitys ja lämpöpumput Sähkölämmitystä käytetään erityisesti pientaloissa, jotka sijaitsevat kaukolämpöverkon ulkopuolella. Suoran ja varaavan sähkölämmityksen lisäksi viime vuosina erilaiset sähköllä toimivat lämpöpumppuratkaisut ovat kasvattaneet suosiotaan. Seuraavassa on tarkasteltu erilaisia sähköön perustuvia lämpöpumppuratkaisuja. Suoran ja varaavan sähkölämmityksen osalta tilanne on selkeä, sillä lämmitykseen käytettävän sähkön primäärienergian kulutus määräytyy suoraan sähkön primäärienergian perusteella. Lämpöpumput yleisesti Lämpöpumppua käytetään rakennusten ja käyttöveden lämmittämiseen. Lämpöpumppujen toimintaperiaate on samantapainen kuin kylmälaitteissa, jotka ottavat lämmön ruokatavaroista ja siirtävät sen kylmälaitteen ulkopuolelle. Lämpöpumppu toimii vastaavalla tavalla kerätessään maaperään, veteen tai ilmaan varastoitunutta lämpöä ja siirtäessään sitä sisälle rakennukseen. Lämpöpumpuilla pystytään korvaamaan perinteisestä kotitalouden lämmöntuotannosta 40 66 % uusiutuvalla energialla. Säästön määrä perinteiseen energiaan verrattuna riippuu kohteen lämmön tarpeesta ja lämmityskohteen ominaisuuksista, kuten tilan koosta ja eristepaksuuksista. 8 7 Energiateollisuus ry, www.energia.fi. 8 Motiva Oy, www.motiva.fi. 16

Lämpöpumpun primäärienergiakerroin saadaan jakamalla sähkön primäärienergiakerroin lämpöpumpun COP-kertoimella. Mikäli lämpöpumpun teho ei riitä kattamaan rakennuksen koko lämmöntarvetta, käytetään usein tukevana lämmitysmuotona suoraa sähkölämmitystä. Näin ollen mitä tehokkaampi lämpöpumppu on, sitä alhaisempi primäärienergiakerroin saavutetaan, kun sähkön käyttö on mahdollisimman vähäistä. 9 Ilma-ilmalämpöpumppu Ilmalämpöpumppu siirtää lämpöä ulkoilmasta sisään rakennukseen. Ilma-ilmalämpöpumpun vuoden keskiarvoinen COP-kerroin on Suomessa ulkolämpötilasta riippuen tavallisesti 2,0 2,7 välissä. Tässä tarkastelussa käytetään COP-kerrointa 2,4. Tämä vastaa tämänhetkistä kehittynyttä tekniikkaa. 10 Ilmalämpöpumppua käytetään pelkästään tilojen lämmitykseen, eli käyttövesi lämmitetään yleensä erikseen sähköllä. Tämä on huomioitu seuraavissa tarkastelussa. Maalämpöpumppu Maalämmön talteenotossa lämpöpumppu siirtää maaperään tai kallioon varastoitunutta lämpöä rakennukseen. Lämmönkeruuputkisto voidaan asentaa joko vaakatasoon pintamaahan tai pystysuoraan tekemällä porakaivoja kallioperään. Omakotitalolle riittää usein yksi porakaivo, kun taas suuremmissa kohteissa reikiä tehdään useampia. Pintamaa-asennuksessa maalämpöä kerätään maahan kaivetulla usean sadan metrin pituisella muovisella putkistolla, joka on asennettu vaakatasoon noin metrin syvyyteen. Porakaivon syvyys vaihtelee kohteen mukaan ollen tavallisesti 100 ja 250 metrin välillä. Porakaivojen keskinäinen etäisyys toisistaan tulee olla vähintään 15 metriä. Kun maalämpöpumppu mitoitetaan taloudellisesti, se kattaa 50 70 % omakotitalon huipputehosta ja tuottaa 85 98 % lämmön tarpeesta. Loput tarvittavasta lämmöstä saadaan perustilanteessa lämpöpumppuun asennetuilla sähkövastuksilla. Pinta-alaltaan 100 150 m 2 :n talossa lämpöpumpun teho on 3,5 5,0 kw. Pintamaa-asennuksessa tarvitaan 200 400 m keruuputkistoa, joka mahtuu 300 1 000 m 2 :n pinta-alalle. Tyypillisesti talon ja käyttöveden lämmitykseen kuluu sähköä vuodessa 5 000-9 000 kwh eli kolmannes siitä, mitä vastaavassa sähkölämmitteisessä talossa kulutetaan. 11 Tässä tarkastelussa käytetään täystehomitoitettua, COP-arvoltaan 3,2 maalämpöpumppua, jota käytetään sekä tilojen että käyttöveden lämmitykseen. 12 9 Suomen Lämpöpumppuyhdistys, www.sulpu.fi. 10 TM Rakennusmaailma 5E/2010. Ilmalämpöpumppuvertailu. Vertailussa kahdeksan ilmalämpöpumppua normipientalossa, jonka pinta-ala on 140 m 2. Laskenta perustui kolmeen eri säävyöhykkeeseen (Helsinki, Jyväskylä ja Sodankylä), joissa tarkasteltiin erilaisia lämmöntarpeita ja saavutettavia lämmitysenergiansäästöjä. Paras malli saavutti keskimmäisessä säävyöhykkeessä (Jyväskylä) vuoden keskiarvoisen COP-arvon 2,67 ja heikoin malli COP-arvon 2,21. Helsingin säävyöhykkeellä COP-arvot olivat tätä parempia ja Sodankylän säävyöhykkeellä luonnollisesti huonompia. Vertailun kahdeksasta lämpöpumpusta viisi pystyi tuottamaan kaikilla kolmella säävyöhykkeellä kaiken tyyppitalon tarvitseman lämpöenergian ilman lisälämmittimiä. 11 Motiva Oy, www.motiva.fi. 12 Maalämpöpumppujen keskimääräinen vuositason lämpökerroin on välillä 2,6-3,6. Lähde: Suomen Lämpöpumppuyhdistys, www.sulpu.fi. 17

Primäärienergiakerroin Tarkasteltaessa sähköön perustuvien lämmitysratkaisujen primäärienergiankulutusta voidaan keskustella siitä, miten ostetun sähkön alkuperä pitäisi huomioida tarkastelussa. Ostetun sähkön alkuperähän on periaatteessa tiedossa, mutta se on kuluttajasta, ei rakennuksesta riippuva asia. Esimerkiksi mikäli rakennuksessa käytetään uusiutuvalla energialla tuotettua sähköä, ei voida olla varmoja, että jatkossakin käytetään uusiutuvaa energiaa esimerkiksi rakennuksen omistussuhteiden muuttuessa. Tämän vuoksi vakiintuneena käytäntönä on, että sähkön osalta käytetään koko markkinan laskennallista primäärienergiakerrointa eikä yksittäisen kohteen sähkön alkuperän mukaista kerrointa. Markkinan määrittely voidaan tehdä markkina-alueen mukaan (EU, Pohjoismaat, Suomi). Tässä tarkastellussa ei kuitenkaan oteta kantaa määrittelyalueeseen, vaan tarkastellaan kahta eri primäärienergiakerroinvaihtoehtoa, jotka ovat 2,5 tai 2,0. Edellä mainittu 2,5 vastaa EN 15603:2008 - standardia ja jälkimmäinen 2,0 puolestaan kiinteistöverotyön yhteydessä käytettyä sähkön energiamuodon kerrointa. Taulukossa 3.1 on havainnollistettu, mikä vaikutus sähkön energiakertoimella on kaukolämmön kanssa kilpaileviin sähköpohjaisiin lämmitysmuotoihin. Taulukko 3.1. Kaukolämmön kanssa kilpailevien sähköpohjaisten lämmitysmuotojen primäärienergiakertoimet; COP-arvot on määritetty vastaamaan nykyaikaista kehittynyttä tekniikkaa. Kilpaileva lämmitysmuoto Kokonaiskerroin Ilmalämpöpumppu (COP = 2,4)* VE 1 (sähkön kerroin 2,5) 1,04 VE 2 (sähkön kerroin 2,0) 0,83 Maalämpöpumppu (COP = 3,2) VE 1 (sähkön kerroin 2,5) 0,78 VE 2 (sähkön kerroin 2,0) 0,63 Suora sähkölämmitys VE 1 (sähkön kerroin 2,5) 2,50 VE 2 (sähkön kerroin 2,0) 2,00 * Ilmalämpöpumppua ei käytetä lämpimän käyttöveden valmistukseen, eli taulukossa sille ilmoitettu COP-arvo ei ole verrannollinen maalämpöpumpun COP-arvoon, sillä maalämpöpumpun avulla lämmitetään myös käyttövesi. Mikäli käyttöveden lämmityksen osuudeksi oletetaan 40 % rakennuksen lämmöntarpeesta, ovat lämmityksen primäärienergiakertoimet ilmalämpöpumpulle 1,62 (VE 1) ja 1,30 (VE 2). 18

3.3 Öljylämmitys Öljylämmitysjärjestelmä koostuu öljykattilasta, öljypolttimesta, säätölaitteista ja öljysäiliöstä. Järjestelmä tuottaa sekä huonetilojen että lämpimän käyttöveden tarvitseman energian, joten erillistä lämminvesivaraajaa ei tarvita. Lämpö jaetaan huoneisiin vesikiertoisella lämmönjakojärjestelmällä. Öljylämmityskattilan hyötysuhde vaihtelee kattilan iän ja kunnon mukaan. Nykyaikaisten öljylämmityskattiloiden hyötysuhde on erittäin hyvä, noin 90 95 %. Tämän raportin laskennassa hyötysuhteena käytetään kiinteistöverotyöryhmän raportissa esitettyä arvoa 85 %. Öljylämmityksen osuus uusissa pientaloissa on tällä hetkellä hyvin pieni, johtuen öljyn hinnan noususta ja vaihteluista. Kehitteillä ja osin jo käytössä on polttonesteitä, joissa osa polttoaineesta on biopohjaista. Öljylämmitys voidaan yhdistää aurinkolämmitykseen, jolloin noin 25 35 % lämmöntarpeesta voidaan kattaa aurinkolämpöjärjestelmällä. Tarjolla on myös kaksoispesäkattiloita, jolloin öljyn rinnalla voidaan käyttää puuta. Öljylämmityskattilassa on mahdollisten häiriöiden varalta sähkövastukset. Kattila nuohotaan ja poltin huolletaan noin kerran vuodessa ja öljysäiliö puhdistetaan 5 10 vuoden välein säiliöstä riippuen. 13 3.4 Pelletti- ja hakelämmitys Pellettilämmitys Pellettien raaka-aineena käytetään kutterinpurua, sahajauhoa ja hiontapölyä, jota saadaan puusepän- ja sahateollisuuden sivutuotteena. Pelletit puristetaan hienonnetusta puumassasta pieniksi, tiiviiksi sylintereiksi. Pelleteissä on puuenergiaa hyvin tiiviissä muodossa yksi kuutio pellettejä sisältää saman energiamäärän kuin 300 330 litraa kevyttä polttoöljyä. Pellettilämmitysjärjestelmä koostuu kattilasta, polttimesta, siirtoruuvista ja varastosiilosta. Pelletit varastoidaan siiloon kattilahuoneen läheisyyteen. Siilon on oltava täysin kuiva, pölytiivis ja sähkötön. Omakotitalossa sopiva siilon koko on noin 8 m³, jolloin siihen mahtuu vuoden pellettien tarve eli noin 4 tonnia pellettejä (6,5 m³). Kuten öljylämmityskattilan tapauksessa, myös pellettikattilan hyötysuhde vaihtelee kattilan iän ja kunnon mukaan.. Tämän raportin laskennassa hyötysuhteena käytetään kiinteistöverotyöryhmän raportissa esitettyä arvoa 85 %. Pelletit siirretään varastosta polttimelle siirtoruuvilla. Pellettejä poltetaan erityisesti pellettien polttoon suunnitelluissa polttimissa. Polttimen ohjausyksikkö säätää polttoaineen syöttöruuvin, palamisilmapuhaltimen ja polttimen toimintaa lämmöntarpeen mukaan. Pellettipoltin voidaan asentaa erityisesti pelletin polttoon suunniteltuun kattilaan, mutta myös useimpiin öljy- ja puukattiloihin. Pelletti voidaan toimittaa asiakkaalle säiliöautolla, kun tilausmäärä on vähintään 4 tonnia. Pellettiä voidaan hankkia myös 500 kg:n suursäkeissä. Pellettikattila nuohotaan ja tuhkat poistetaan säännöllisesti. Joissain kattilatyypeissä huolto on tehtävä 1 2 kuukauden välein, täysautomaattisissa kattiloissa muutaman kerran vuodessa. Kattilan 13 Motiva Oy, www.motiva.fi. 19

säädöistä sekä polttimen, palopesän ja kattilan puhdistuksesta huolehtiminen pitää myös palamisen hiukkaspäästöt pieninä. Siilo on hyvä puhdistaa muutaman vuoden välein, sillä siilon pohjalle kertyy hienoainesta, joka saattaa haitata pelletin siirtoa. Pellettilämmityksen markkinaosuus uusissa pientaloissa on vielä melko pieni, mutta on odotettavissa, että se kasvattaa suosiotaan jonkin verran. 14 Hake-, pilke- ja halkokattilat Puukattiloissa käytetään polttoaineina pilkkeitä, halkoja ja haketta. Lämmönjakojärjestelmänä on yleensä joko vesikiertoinen patteri- tai lattialämmitysverkko. Puulämmitysjärjestelmässä voi olla varaaja, johon kattilan kehittämä lämpö varastoidaan. Parhaimmillaan yksi lämmityskerta ja pesällinen polttoainetta riittää jopa vuorokaudeksi. Hyvän puukattilan hyötysuhde nimellisteholla on yli 80 %. Hiukkaspäästöjen minimoimisen kannalta säännöllinen huolto ja säätö ovat tärkeitä. Lisäksi on tärkeää, että käytettävä polttoaine on riittävän kuivaa. Puukattilat jaetaan ala-, ylä- ja käänteispalokattiloihin. Pilkkeitä voidaan polttaa kaikissa kattiloissa, haketta vain ruuvisyötin- ja alapalokattilassa. Yläpalokattilassa polttoainetta pitää lisätä pienissä erissä lyhyin väliajoin. Yläpalokattila vaatii rinnalleen lämminvesivaraajan, johon kattilan tuottamaa lämpöä varastoidaan. Yläpalokattila vaati asukkailta eniten työtä. Alapalokattilassa puun palaminen on tasaisempaa ja puun lisäysväli on pidempi kuin yläpalokattilalla. Käänteispalokattilassa puu palaa kahdessa vaiheessa. Ensin puu kaasuuntuu, jonka jälkeen kaasu virtaa jälkipolttotilaan, jossa polttoaine palaa tehokkaasti. Kattilan toimintaperiaate mahdollistaa puhtaan palamisen ja tehokkaan lämmönsiirtymisen kattilaveteen. Puulämmitys vaatii asukkailta enemmän työtä kuin muut lämmitystavat. Pientalon vuotuinen puupolttoaineen tarve on noin 20 pinokuutiometriä. Puulämmitystä harkittaessa on syytä miettiä etukäteen mistä polttoainetta hankitaan ja missä sitä säilytetään talossa tai tontilla. Puuta voidaan toki hankkia vuoden mittaan useammassa erässä. Pilkettä ja haketta voidaan säilyttää lämmittämättömässä varastossa. 15 3.5 Muut lämmitysmuodot Aurinkoenergia Suomessa aurinkoenergian hyödyntäminen on mahdollista helmikuun alusta marraskuuhun saakka. Aurinkolämpöä voidaan hyödyntää asumisessa sekä passiivisesti että aktiivisesti. Passiivinen hyödyntäminen tarkoittaa esimerkiksi ikkunoiden suuntaamista etelään ja aurinkolämmön varaamista massiivisiin materiaaleihin. Aktiivinen hyödyntäminen tapahtuu esimerkiksi aurinkokeräimillä, jotka tuottavat lämpöenergiaa niin kiinteistöjen kuin veden lämmittämiseen. Sähköä tuotetaan puolestaan aurinkopaneeleilla. Aurinkosähköjärjestelmiä käytetään pääosin silloin, kun sähköverkkoon ei ole mahdollista liittyä esimerkiksi kesämökeillä, veneissä ja saaristokohteissa, mutta ne todennäköisesti tulevat yleistymään myös muissa kohteissa, kuten pientaloissa. 14 Motiva Oy, www.motiva.fi. 15 Motiva Oy, www.motiva.fi. 20