Tulevaisuudennäkymiä kuntatekniikassa Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen
2 Rakennetulla ympäristöllä on suuri vaikutus sekä ympäristöön että kestävään kehitykseen Rakennettu ympäristö kuluttaa: 17% puhtaasta vedestä 25% puumateriaalista 40% energia ja materiaalivirroista 30-40% primäärienergiasta >60% emissioista (sis. liikenteen)
3 Estimated economic mitigation potentials by sector in 2030 Source: IPCC 2007 Climate Change Synthesis Report
4 Suomen päästöt 90 80 Milj. tn CO 2 ekv. 70 60 50 40 30 20 Kioto Suomen päästöt CO2 ekv. 10 0 1990 1994 1998 2002 2006 2010 2014 2018 2022 2026 2030 2034 2038 2042 2046 2050
5 Yhdyskunta rakenteen vaikutukset kasvihuonepäästöihin Energian- ja materiaalien kulutus sekä päästöt ja jätteet per asukas yhdyskuntarakenteessa 1. Alueiden käyttö tehokkuus, etäisyydet, perusrakenteiden tarve 2. Liikennejärjestelmät liikkumis- ja kuljetustarpeet, kulkutapavalinnat 3. Energiajärjestelmät energiantarve ja muodot, ominaispäästöt Yhdyskuntarakenteen ohjaustoimenpiteet alueiden käytön suunnittelu kaavoitus maa- ja tonttipolitiikka rakentamismääräykset tontinluovutusehdot yhteistyösopimukset perusrakenteiden järjestelmävalinnat
6 100 % lisää maapinta-alaa per asukas merkitsee 50 % lisää energiakuluja per asukas PKS PKS Hämeenlinna Lahti 47 000 sukkuloijaa Kotka Tampere Mikkeli PKS Tammisaari Hämeenlinna Lahti 88 000 sukkuloijaa Turku Kotka PKS 31.12.2006 oli jo 117 500 sukkuloijaa YTV-alueelle! Tammisaari 102 500 sukkuloijaa YTV
7 Kaupunkiseutujen rakennemuutos Kaupunkiseutujen rakennemuutos 2000-2005 Taajaman maapinta-alan muutos %/v 3,5 % 3,0 % 2,5 % 2,0 % 1,5 % 1,0 % 0,5 % Lahti Kuopio Vaasa Pietarsaari Turku Joensuu Raahe Helsinki Lohja Forssa Kajaani Kotka-Hamina Kemi-Tornio Hämeenlinna Savonlinna Valkeakoski Lappeenranta Mikkeli Kokkola Kouvola Rovaniemi Pori Varkaus Rauma Iisalmi Heinola Salo Hyvinkää-Riihimäki Tampere Jyväskylä Seinäjoki Oulu harvenevat kaupunkiseudut (32 kpl = 94 %) pinta-ala kasvaa nopeammin kuin väestö tihentyvät kaupunkiseudut (2 kpl) Huom! kyseessä vain 5 vuoden trendi, jonka taustalla voi olla myös satunnaisia taajama-alueen rajausmuutoksia 0,0 % Imatra Porvoo* -0,5 % -1,0 % -0,5 % 0,0 % 0,5 % 1,0 % Taajamaväestön muutos %/v 1,5 % 2,0 % 2,5 % 3,0 % 7 Vain Porvoossa ja Jyväskylässä taajama-alan kasvu on ollut hitaampaa kuin väestönkasvu. Porvoossa kyse on tilastollisista syistä, Sköldvikin alueen irtoamisesta tilastollisesta Porvoon taajamasta. 15.5.2011 Presention name / Author Kuva Lahti P. 2010
8 Liikennejärjestelmät
9 Liikennejärjestelmän elementtejä Yhdyskuntarakenne Liikennesuoritteiden hallinta ja liikkumismuodon valinta Liikenteen energia Ajoneuvot ja niiden käyttötapa
10 Liikenne
11 Eri kulkuneuvojen päästöjä
12 Energiantuotanto
13 Ominaispäästöt g(co 2 )/kwh 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Sähkön ja kaukolämmön ominaispäästöt Kaukolämpö Sähkö 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
14 Mistä sähkö? - 5 C
15 Rakennukset energiantuottajina Netto-nollaenergiatalo
16 Energiankäyttö ja aurinkosähkö
17 Älykkäät verkot ja rakennukset Hajautettu energiantuotanto Rakennuksen energiantuottajina Energia managerointi European Technology Platform Smartgrid 2006
18 Kulutushuippujen katkaiseminen on erittäin tärkeää ekotehokkuuden kannalta Ruotsalainen /Sederlund 2008
19. ja kustannusten kannalta
20 Tuotantohuippujen varastoiminen on erittäin tärkeää ekotehokkuuden kannalta VTT Kiviluoma J, Meibom P, 2010
21 Exergia, energian laatu
22 E-luku kokonaisenergiatarkastelussa E-luvun laskenta esimerkki kaukolämpötalosta: Rakennuksen standardikäyttö
23 Lämmitystavan kokonaisenergiatarkastelu Lämmitystarve Rakennuksen kokonaisenergian käyttöä ei voi vertailla suoraan kertoimia vertailemalla Lämmitystapa Energiamuodon kerroin Lämpöpumppu 2,8: 0,45 kwh ostoen. x Sähkö 1,7 = 0,76 kwh 1 kwh Lattialämmitys 80%: 1,25 kwh kulutus Kaukolämpö 94%: 1,33 kwh ostoen. Öljykattila 81%: 1,54 kwh ostoen. x x Kaukolämpö 0,7 Fossiilinen polttoaine 1,0 = = 0,93 kwh 1,54 kwh Pellettikattila 75%: 1,66 kwh ostoen. x Uusiutuva polttoaine 0,5 = 0,83 kwh Sähköpatterit 100%: 1,0 kwh kulutus Suora sähkö100%: 1,0 kwh ostoen. x Sähkö 1,7 = 1,7 kwh
24 Rakennuskanta Kuva Huovila P. 2010
25 Vuonna 2050 on yhtä paljon vuoden 2010 jälkeen rakennettua rakennuskantaa kuin ennen vuotta 2010 rakennettua rakennuskantaa Vuoden 2010 rakennuskanta vuonna 2050 Uudistuotanto 2010 2050 290 milj. m2 270 milj. m2 milj. m 2 80 70 60 50 40 30 20 10 Rakennuskannan kerrosala ikäluokittain v. 2050 Vapaa-ajan asuinrakennukset Tuotantorakennukset Julkiset palvelurakennukset Liike- ja toimistorakennukset* Asuinkerrostalot Rivitalot 0 Ennen 1950 1950 -luku 1960 -luku 1970 -luku 1980 -luku 1990 -luku 2000 -luku 2010 -luku 2020 -luku 2030 -luku 2040 -luku Omakotitalot 2010
26 Kaikki meistä eivät näe tämän rakennuksen kauneutta
27 Rakennuskannan energiatehokkuuden ja ympäristömyönteisen tuotannon vaikutukset kasvihuonekaasupäästöihin 25 Optimistinen rakennusten energiatehokkuusskenaario 25 Sekä optimistinen rakennusskenaario että ympäristömyönteinen energiantuontanto 20 20CO 2 -päästöt MT/a CO 2 -päästöt MT/a Kaikki energia Kaikki energia 15 15 Tilojen lämmitys Tilojen lämmitys Sähkö (ei lämmitys) Sähkö (ei lämmitys) 10 10 Lämmin käyttövesi Lämmin käyttövesi 5 5 0 2010 2020 2030 2040 2050 0 2010 2020 2030 2040 2050 Energiantuotannon ympäristömyönteisyyden parantaminen: kaikissa uudisrakennuksissa 15 % aurinkolämpöä (vähennykset sähkö- ja öljylämmityksestä), kaikki vanhat rakennukset korjataan 3,5 % vuodessa 15 %:lle aurinkolämpöä (vähennykset sähkö- ja öljylämmityksestä), kaikki jäljelle jäävä sähkö- ja öljylämmitys kaikissa rakennustyypeissä (uudet ja vanhat) korvataan lämpöpumpuilla, kaukolämpö tuotetaan 2050 mennessä kokonaan puupolttoaineella, sähköntuotanto muutetaan 2050 mennessä päästöttömäksi
28 Miten kaupunki/alue toimii? Kuva Huovila P. 2010
29 Aikaisempia tutkimuksia tyytymättömyyden kohteet asuinalueilla Eniten tyytymättömyyttä lisäävät: Puuttuvat peruspalvelut Huonot mahdollisuudet vaikuttaa asuinalueen kehittämiseen Asukkaiden mielestä nykyinen kaavaprosessi ei tue osallistumista riittävästi Lisääntynyt autoilu ja siitä aiheutuva turvattomuus asuinalueen sisällä Toisaalta, autolla halutaan päästä lähelle omaa asuntoa. Asuinalueen yhteiset tilat, kuten leikkipaikat, urheilualueet yms. Toisaalta: Asuinalueen ja asunnon valinta on lähes aina kompromissi Jo tehtyyn asuinalueen valintaan ollaan kohtalaisen tyytyväisiä Ympäristökysymykset tulevat esille joissain tutkimuksissa, mutta eivät vielä kovin laajasti Kuva Pekka Huovila
30 Kaupunkirakenne Kaupunkirakenteen merkitys on tärkeä myös antisosiaalisen käyttäytymisen kannalta. Kuvassa siniset pisteet ovat graffitteja
31
32 Ekotehokkuus = Elämänlaatu Ympäristöpaine * Resurssien käyttö * Kustannukset Kestävä kehitys = puhdas ja terveellinen ympäristö laadukkaat ja kestävät tuotteet sosiaalisesti hyväksyttävä päästöt ym. ympäristöhaitat materiaalien ja energian kulutus elinkaarikustannukset Näitä lisää (elämän laadun paraneminen palkitsee) Näitä vähemmän (rajoituksilla, määräyksillä, kannustimilla) valokuva Pekka Huovila
33 Systeemi dynaaminen mallintaminen, VTT tool People using cars frequency People willing to use cars Public transport capacity <Inhabitants> People using cars Public transport users People walking/cycling Passengers not transported Need for travelling <Nearby private services> <Nearby public services> Local people in local jobs rate Nearby job opportunities Non-service job opportunities Service-to-job rate
34 Systeemi dynaaminen mallintaminen, VTT tool Good walking routes Total length of the street network Average walking routes from the rest Average walking routes Walking satisfaction factor Cycling density Walking density Bad walking routes Good cycling routes Walking / Cycling satisfaction factor Cycling ratio People cycling <People walking/cycling> Average cycling routes from the rest Average cycling routes Cycling satisfaction factor Bicycle parking satisfaction factor Bicycle parking capacity near houses Bad cycling routes Bicycle parking capacity in public areas
35 Energian käyttö Uusiutuvan energian potentiaali Monitavoite aluesuunnittelu Olemassa olevat verkot Suosituimmat asuinalueet
36 VTT creates business from technology