Lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaali sekä kaukolämmityksen ja -jäähdytyksen tulevaisuus Suomessa

Lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaali sekä kaukolämmityksen ja -jäähdytyksen tulevaisuus Suomessa 24.8.2007 Iivo Vehviläinen Jari Hiltunen Juha Vanhanen

SISÄLLYSLUETTELO SUMMARY... 4 1. JOHDANTO... 5 2. NYKYTILAN KUVAUS... 6 2.1 TUOTANTOKAPASITEETIT JA -TEKNOLOGIAT... 6 2.1.1 Tuotantokapasiteetit... 6 2.1.2 Tuotantoteknologiat... 7 2.2 TUOTANTOMÄÄRÄT SEKÄ KÄYTETYT POLTTOAINEET... 7 2.2.1 Kaukolämmön ja yhteistuotannon tuotanto... 7 2.2.2 Teollisuuden lämmöntuotannon polttoaineet... 9 2.2.3 Kaukolämmön tuotannon polttoaineet... 11 2.3 RAKENNUSKANTA JA LÄMMITYSTAVAT... 13 2.3.1 Rakennuskanta... 13 2.3.2 Rakennusten lämmitys... 13 2.3.3 Keskilämpötilat... 15 2.3.4 Kaukolämmitettyjen rakennusten ominaislämmönkulutus... 16 2.4 MERKITTÄVIMMÄT KAUKOLÄMMÖN TUOTANTOLAITOKSET... 17 2.5 KAUKOLÄMMÖN JA -JÄÄHDYTYKSEN KULUTUKSEN KEHITYS... 19 2.5.1 Kaukolämpö... 19 2.5.2 Kaukojäähdytys... 20 3. TAUSTASKENAARIO ENERGIATULEVAISUUDESTA... 22 3.1 YHTEISKUNNALLISET LÄHTÖKOHDAT... 22 3.2 ENERGIANKULUTUKSEN MUUTOKSET... 22 3.2.1 Energiankulutuksen kasvun hidastuminen... 22 3.2.2 Rakennusten energiatehokkuuden paraneminen... 23 3.2.3 Ilmaston lämpeneminen... 24 3.3 ENERGIANLÄHTEET... 26 3.4 TEKNOLOGISET VAIHTOEHDOT... 26 3.4.1 Lämmitystapavalinnat... 26 3.4.2. Yhteistuotantoteknologiat... 27 4. YHTEISTUOTANNON SEKÄ KAUKOLÄMMÖN JA -JÄÄHDYTYKSEN TULEVAISUUS... 28 4.1 YHDYSKUNTIEN YHTEISTUOTANTO, KAUKOLÄMPÖ JA -JÄÄHDYTYS... 28 4.1.1 Kaukolämmön potentiaali... 28 4.1.2 Kaukojäähdytyksen potentiaali... 29 4.1.3 Yhdyskuntien yhteistuotannon potentiaali... 30 4.2 TEOLLISUUDEN YHTEISTUOTANTO... 32 4.3 YHTEISTUOTANNON ENERGIALÄHTEET... 34 4.4 YHTEISTUOTANNON TUOTANTOTEKNOLOGIAT... 37 4.5 YHTEISTUOTANTOLAITOSTEN TEHOLUOKAT... 39 4.6 ALUEELLINEN KEHITYS... 40 4.7 KAUKOLÄMMÖN JA YHTEISTUOTANNON KESKEISET VAIKUTUKSET... 41 4.7.1 Todennäköinen erillistuotannon korvaaminen... 41 4.7.2 Primäärienergian säästö... 42 2

4.7.3 Kasvihuonepäästöjen vähenemä... 43 4.7.4 Kustannustehokkuus... 44 4.8 KAUKOLÄMMÖN JA YHTEISTUOTANNON MAHDOLLISUUDET JA ESTEET... 45 4.8.1 Yhteistuotantoa edistävät asiat... 45 4.8.2 Yhteistuotannon esteet... 45 5. HERKKYYSTARKASTELUT... 48 5.1 VÄESTÖRAKENTEEN JA RAKENNUSKANNAN KEHITYS... 48 5.2 RAKENNUSTEN OMINAISLÄMMÖNKULUTUS... 49 5.3 ILMASTON LÄMPENEMINEN... 50 5.4 LÄMMITYSTAPAVALINNAT... 51 5.5 BIOENERGIAN HYÖDYNTÄMINEN... 52 5.6 TEKNOLOGISET TEKIJÄT... 53 5.7 TOIMIALAN RAKENNE JA LAINSÄÄDÄNTÖ... 53 6 JOHTOPÄÄTÖKSET... 55 6.1 KAUKOLÄMPÖ JA -JÄÄHDYTYS... 55 6.2 YHDYSKUNTIEN YHTEISTUOTANTO... 56 6.3 TEOLLISUUDEN YHTEISTUOTANTO... 57 6.4 YHTEISTUOTANNON TULEVAISUUS... 58 3

Summary District heating covers almost half of the total heating need of households and offices in Finland, and the amount of district cooling has been growing in recent years. Most of the district heating and cooling produced is supplied by combined heat and power (CHP) production. The industrial CHP has been in even stronger position in the production of industrial process heat. On the basis of a survey sent to all Finnish district heating companies, the future potential of CHP production and district heating deviates considerably from the previous studies and current policy assumptions. The views of the companies, representing about 80 % of the Finnish market, indicate a district heating demand of 38,4 TWh in 2050. A scenario built on the basis of available research studies and policy guidelines (background scenario) gives a demand of 29,0 TWh in 2050. District heating companies growth expectations are higher than in the background scenario likely because of the different perceptions of climate change and energy efficiency development. On the basis of IPCC s (International Panel on Climate Change) climate scenarios, temperature dependent heating demand could decrease by some 16 % by the year 2050. Increases in energy efficiency are expected through low energy buildings with limited need for net effective heating energy and other measures. Such development could reduce the competitiveness of district heating and compensate the heating demand increases due to growth in population and living space per person. Despite the strong growth potential seen in district heating demand, the district heating companies do not seem to expect corresponding increases in CHP electricity production. However, previous studies indicate that more efficient low emitting technologies are expected to become commercially viable and increase the electricty production. On the basis of the district heating companies views, CHP electricty production in 2050 is 18,1 TWh compared to 22,1 TWh in the background scenario. On the basis of the survey, the district heating companies aim to increase production with renewable fuels at the cost of fossil fuels. Especially the use of wood and recycled fuels is expected to increase strongly. In light of the emission reduction targets, it is interesting to note that according to the expectations of the district heating companies, peat will continue to be important fuel in Finnish CHP production also in the future. The future potential of industrial CHP production is more unpredictable than district heating because of the uncertainties facing the industries themselves. The role of pulp and paper industry is central and decisions made by a single large company could have a significant impact. Increases in industrial energy efficiency are estimated to reduce the process heat demand more than the electricity use. Projects that combine industrial and district heat load can therefore be more attractive in the future. While the industrial heat load is expected to stabilize, electricity production from industrial CHP is expected to increase to 17,4 TWh by the year 2050. The future directions of energy industry as a whole are subject to policy decisions, for example regarding emissions trading and energy efficiency regulation. These decisions should be made on the basis of comprehensive analysis involving different stakeholders and taking into account the primary energy consumption and the life cycle effects in a holistic manner. 4

1. Johdanto Sähkön ja lämmön yhteistuotanto on tehokas tapa tuottaa energiaa niin teollisuuden kuin yhdyskuntienkin tarpeisiin. Ilmastonmuutoksen hillintä CO 2 -päästöjä vähentämällä sekä ilman laadun parantaminen ovat merkittäviä tekijöitä, jotka kannustavat lisäämään yhteistuotantoa energiahuollossa. Euroopan Unionin tavoitteena onkin kasvattaa edelleen yhteistuotantoa koko Euroopan energiahuollossa 1. Suomen lämmitysmarkkinat poikkeavat monessa suhteessa useimmista EU-maista. Sen lisäksi että maamme pohjoinen sijainti asettaa omat reunaehtonsa lämmöntarpeelle, on kaukolämmöllä jo nykyisinkin varsin keskeinen merkitys erityisesti suurten kaupunkien lämmitysmuotona. Kaukolämmitys on Suomen yleisin lämmitysmuoto ja se on tarjolla lähes kaikissa kaupungeissa ja taajamissa. Kaukolämmitetyissä taloissa asuu noin 2,3 miljoonaa suomalaista ja kaukolämmityksen osuus lämmitysmarkkinoista lähestyy jo 50 %:ia. Yli 90 prosenttia asuinkerrostaloista, noin puolet rivitaloista ja valtaosa maamme julkisista ja liikerakennuksista on kaukolämmitettyjä. Yhteistuotannolla tuotetaan noin kolmannes Suomessa tuotetusta sähköstä. Yhdyskuntien kaukolämmöstä yli 70 % tuotetaan yhteistuotannolla. Tämän lisäksi teollisuudessa, esimerkiksi sellu- ja paperiteollisuudessa, merkittävä osa energiasta tuotetaan lämmön ja sähkön yhteistuotannolla. Yhteistuotantosähköstä vajaa puolet tuotetaan teollisuuden voimalaitoksissa ja reilu puolet yhdyskuntien kaukolämpövoimalaitoksissa. Muutokset energia-alalla vaativat pitkän aikajänteen, mikä on seurausta tuotantokapasiteettiin tarvittavien investointien pitkäkestoisuudesta ja kypsän teknologia-alan hitaasta kehittymisestä. Toisaalta alaan kohdistuu muutospaineita poliittisten päätöksentekijöiden puolelta. Esimerkkeinä ovat EU:n päätökset ilmakehään vapautuvien hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi ja uusiutuvien energialähteiden käytön lisäämiseksi. Tässä työssä on selvitetty lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaalia Suomessa CHPdirektiivissä määriteltyinä tarkasteluvuosina 2010, 2015 ja 2020 sekä myös pidemmällä aikajänteellä vuosina 2030, 2040 ja 2050. Lisäksi työssä selvitetään yhdyskuntien kaukolämmitys- ja kaukojäähdytysenergian tarve em. vuosina. Tarkasteltaessa Suomen sähkön ja lämmön yhteistuotannon sekä kaukolämmön potentiaalia tulevaisuudessa täytyy tarkastelussa ottaa huomioon edellä mainittu lähtötilanne sekä useita teknologisia, taloudellisia, lainsäädännöllisiä, energiapoliittisia ja yhteiskunnallisia asioita. Tarkempi kuvaus yhteistuotannon, kaukolämmön ja -jäähdytyksen nykytilasta on annettu luvussa 2. Luvussa 3 on luotu taustaskenaario kuvaamaan lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaalia sekä kaukolämmitys- ja kaukojäähdytysenergian tarvetta vuoteen 2050 asti. Taustaskenaariossa on kuvattu miltä Suomen energiatulevaisuus voisi näyttää nykyisten energiapoliittisten linjausten ja muiden energiankulutukseen ja -tuotantoon vaikuttavien keskeisten tekijöiden näkökulmasta. Taustaskenaarion lähtöoletukset perustuvat kansallisiin ja kansainvälisiin selvityksiin, joita on laadittu esimerkiksi ministeriöiden, korkeakoulujen ja muiden tutkimuslaitosten toimesta. Koska lopulliset investointipäätökset tehdään aina yrityskohtaisesti, on selvityksessä täydennetty tulevaisuuden kuvaa kaukolämpöyrityksien johdolle suunnatulla kyselyllä. Luvussa 4 peilataan alan toimijoiden näkemyksiä taustaskenaarion valossa ja käsitellään eroavaisuuksia kirjallisuuteen pohjautuvan selvitystyön ja kaukolämpöyritysten vastausten 1 Esimerkiksi CHP-direktiivi 2004/8/EY. 5

välillä. Skenaarioon liittyvien keskeisten epävarmuuksien vaikutuksia arvioidaan luvussa 5 tehdyin herkkyystarkasteluin. Luvussa 6 on esitetty selvityksen keskeiset johtopäätökset. 2. Nykytilan kuvaus 2.1 Tuotantokapasiteetit ja -teknologiat 2.1.1 Tuotantokapasiteetit Noin 95 % Suomen kaukolämmön tuotannosta raportoidaan Energiateollisuus ry:n kaukolämpötilastossa. Tilastosta puuttuu joukko pienessä mittakaavassa kaukolämpöä tuottavia kunnallisia toimijoita sekä noin parikymmentä kaukolämmön tukkutoimittajaa. Viimeisin kaukolämpötilasto vuodelta 2005 sisältää 100 kaukolämpöä myyvän yrityksen ja 50 lämmön tukkumyyjän tilastotiedot. Kaukolämpöä myyvistä yrityksistä 42 yrityksen myymä kaukolämpö on tuotettu pääsääntöisesti yhteistuotannolla joko omissa tai teollisuuden omistamissa voimalaitoksissa ja 58 kaukolämpöyritystä myi vastaavasti pääosin lämpökeskuksissa tuotettu kaukolämpöä. Kaukolämpötilaston mukaisesti vuonna 2005 kiinteitä lämpökeskuksia oli Suomessa yhteensä 527 kpl ja niiden kaukolämpöteho oli 11280 MW. Vastaavasti siirrettäviä lämpökeskuksia oli lähes 390 kpl, joiden kaukolämpöteho oli 1250 MW. Lisäksi pienillä kunnallisilla toimijoilla oli käytössään vajaa 100 pientä laitosta. Voimalaitosten kaukolämmön ja yhteistuotannon kaukolämpöteho oli yhteensä 7050 MW, josta teollisuuden osuus oli 1530 MW (ks. taulukko 2.1). Yhteensä kaukolämpötehoa (brutto) oli vuoden 2005 lopussa käytettävissä 19 580 MW 2. Taulukko 2.1. Voimalaitosten kaukolämpökapasiteetti 2005 3. Voimalaitosten kaukolämpökapasiteetti Yhteistuotanto (MW) Erillistuotanto (MW) Yhteensä Kaukolämpölaitokset Turbiinit Diesel tai kaasumoottori Suoraan kattilasta MW Kaukolämpöyritykset ja 5250 90 180 5520 tukkumyyjät Teollisuuden kaukolämmön 870 30 630 1530 myyjät Yhteensä 6240 810 7050 Nimellinen yhteistuotannon sähköntuotantokapasiteetti (brutto) oli hieman yli 7500 MW vuonna 2006 (ks. taulukko 2.2). Kapasiteettiin sisältyy sekä teollisuuden yhteistuotanto että kaukolämpöä tuottavat CHP-laitokset. 2 Tilastokeskuksen energiatilaston (vuosikirja 2006) mukaan 19877 MW. 3 Lähde: Kaukolämpötilasto 2005 6

Taulukko 2.2. Yhteistuotantosähkön asennettu tuotantokapasiteetti 2006 4. CHP-laitosten sähköntuotantokapasiteetti Yhteistuotantosähkö (MW) Kaukolämpölaitokset 4125 Teollisuus 3380 Yhteensä 7505 2.1.2 Tuotantoteknologiat Kaukolämmön tuotannossa tärkeimpiä sähkön ja lämmön yhteistuotantotekniikoita ovat nykyisin suuret ja keskikokoiset, pääsiassa hiilen tai turpeen käyttöön pohjautuvat höyryturbiinivoimalaitokset sekä kaasukombiturbiinilaitokset, joissa jätelämpö hyödynnetään vielä höyryturbiinissa lisäsähkön tuottamiseksi. 5 EU:n CHP direktiivin mukaisesti jaoteltuna Suomen yhteistuotannon sähkökapasiteetista noin puolet ja lämpökapasiteetista kaksi kolmasosaa perustuu vastapainehöyryturbiiniteknologiaan. Kaasukombiturbiineja käytetään erityisesti sähköntuotannossa ja niiden sähkökapasiteetti ylittää väliottolauhdutusturbiinien sähkökapasiteetin; lämmöntuotannossa väliottolauhdutusturbiinit ovat toiseksi suurin tuotantoteknologia (ks. taulukko 2.3). Taulukko 2.3. Yhteistuotantoteknologiat Suomessa vuonna 2005 6. Yhteistuotantokapasiteetti ja -tuotanto teknologioittain v. 2005 Kapasiteetti (MW) Tuotanto (TWh) Lämpö Sähkö Lämpö Sähkö Kaasukombiturbiini 1 857 1 538 10,5 9,5 Vastapainehöyryturbiini 10 593 2 830 46,6 11,9 Väliottolauhdutusturbiini 2 572 1 102 11,2 5,3 Kaasuturbiinit LTO:lla 537 292 1,0 0,6 Polttomoottorit 91 70 0,1 0,1 Muut 0 0 0,0 0,0 Yhteensä 15 650 5 832 69,4 27,5 2.2 Tuotantomäärät sekä käytetyt polttoaineet 2.2.1 Kaukolämmön ja yhteistuotannon tuotanto Kaukolämmön erillis- ja yhteistuotannon kehitys vuodesta 1990 lähtien on esitetty taulukossa 2.4. Viimeisen viiden vuoden aikana kaukolämmön kokonaiskulutus on ollut keskimäärin 33000 GWh. Viiden vuoden tarkastelujaksolla myös erillis- ja yhteistuotannon väliset muutokset ovat olleet suhteellisen vähäisiä ja yhteistuotannon osuus on ollut noin 72 74 %. 4 Lähde: Tilastokeskus 5 Suomen energiajärjestelmän ja päästöjen kehitysarvioita, Climtech-ohjelman skenaariotarkastelu, VTT tiedotteita 2196. 2003. 6 Lähde: Energiateollisuus ry. 7

Taulukko 2.4. Kaukolämmön nettotuotanto vuodesta 1990 alkaen 7. Kaukolämmön nettotuotanto (GWh) Erillistuotanto Yhteistuotanto Yhteensä Verkko- ja mittaushäviöt 1990 7020 17100 24120 1850 1991 7170 18330 25500 2010 1992 7150 18420 25570 2000 1993 7350 19320 26670 2030 1994 7150 20470 27620 2290 1995 7180 20610 27790 2440 1996 7990 22050 30040 2460 1997 6820 22860 29680 2610 1998 7870 23380 31250 2740 1999 8240 22130 30370 2560 2000 7357 21395 28752 2480 2001 8101 23766 31867 2726 2002 8396 24497 32893 2865 2003 8885 25260 34145 2957 2004 8605 24637 33242 2956 2005 9205 23578 32783 3015 2006 8810 23530 32340 3000 Tällä hetkellä kauko- ja teollisuuslämmön tuotanto perustuu pääasiassa yhteistuotantolaitoksilla tuotettuun lämpöön. Kaukolämmön tuotannosta hieman yli 70 % ja teollisuuslämmön tuotannosta yli 75 % perustuu yhteistuotantoon. Teollisuuslämpöä tuotetaan lähes kaksinkertainen määrä kaukolämmön tuotantoon verrattuna (ks. taulukko 2.5). Taulukko 2.5. Kauko- ja yhteistuotantolämmön tuotanto 2004-2006 8 Kaukolämpö (TWh) Teollisuuslämpö (TWh) Teollisuuslämpö kaukolämmöksi 9 (TWh) 2004 2005 2006 2004 2005 2006 2004 2005 2006 Sähkön ja lämmön yhteistuotanto 24,6 23,6 23,5 48,8 44,2 - Lämmön erillistuotanto 8,6 9,2 8,8 13,5 13,9-2,7 2,9 - Yhteensä 33,2 32,8 32,3 62,3 58,1-2,7 2,9-7 Tiedot perustuvat Energiateollisuus ry:n tilastoihin, joita on täydennetty Suomen Kuntaliiton ja Tilastokeskuksen tiedoilla. 8 Tiedot perustuvat Energiateollisuus ry:n tilastoihin, joita on täydennetty Suomen Kuntaliiton ja Tilastokeskuksen tiedoilla. 9 Perustuu lämmönmyyjien väliseen lämpökauppaan, josta poimittu selkeät teollisuusyritykset tai teollisuuden lämpövoimayhtiöt, lähde: Kaukolämpötilasto taulukko 2. 8

Teollisuuden yhteistuotannon lämmön tuotanto (prosesseihin käytetty lämpöenergia) oli 48,8 TWh vuonna 2004 ja 44,2 TWh vuonna 2005. 10 Vastaavina vuosina kaukolämpötilaston mukaan kaukolämmön yhteistuotanto oli 24,6 TWh ja 23,6 TWh eli noin puolet teollisuuden höyryn tuotannon energiamäärästä. Teollisuuden kaukolämpöyrityksille myymän kaukolämmön osuus kaukolämmön tuotannosta on ollut suuruusluokaltaan noin 2,7 2,9 TWh vuosina 2004 2005. Teollisuuden ja kaukolämmön yhteistuotantolaitoksilla tuotetun sähkön ja lämmön kehitystä vuodesta 1990 on tarkasteltu kuvassa 2.1. Teollisuuden yhteistuotantolämmön osalta tilastoidut tiedot ovat vuodelta 2004 ja 2005. 50,0 40,0 TWh 30,0 20,0 Teollisuus, lämpö Kaukolämpö, lämpö Kaukolämpö, sähkö Teollisuus, sähkö 10,0 0,0 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 Kuva 2.1. Teollisuuden ja yhdyskuntien yhteistuotanto 1990-2006 11. 2.2.2 Teollisuuden lämmöntuotannon polttoaineet Teollisuuslämmön tuotanto perustuu lähes 80 %:sti yhteistuotantolaitoksilla tuotettuun lämpöön. Teollisuuden yhteistuotantolämmön tuotanto perustuu ensisijaisesti metsäteollisuuden jäteliemiin, joiden osuus on puolet kaikista käytetyistä polttoaineista, ks. taulukko 2.6. Muut puupohjaiset polttoaineet ovat seuraavaksi merkittävin energialähde. Yhteistuotannon osalta maakaasu on fossiilista polttoaineista käytetyin ja sen osuus ylittää myös turpeen käytön. 10 Energiatilasto, vuosikirja 2006, Tilastokeskus. Tehtaat eivät kaikissa tapauksissa erottele rakennusten lämmitykseen käytettyä osuutta. 11 Energiatilasto, vuosikirja 2006, Tilastokeskus. Tehtaat eivät kaikissa tapauksissa erottele rakennusten lämmitykseen käytettyä osuutta. Teollisuuden yhteistuotanto lämmöntuotanto ilmoitettu vain vuosina 2004-2005. 9

Taulukko 2.6. Teollisuuslämmön tuotanto 2004 ja 2005 12 Teollisuuden lämmöntuotanto Sähkön ja lämmön Lämmön tuotantomuodoittain ja polttoaineittain yhteistuotanto a erillistuotanto b vuosina 2004 2005 TWh TWh TWh TWh 2004 2005 2004 2005 Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Hiili c 1.7 1.6 0.3 0.3 Öljy 1.6 1.4 4.8 4.7 Maakaasu 6.2 5.7 1.9 1.6 Muut fossiiliset d,e 0.4 0.3 0.2 0.0 Turve 3.8 3.5 0.6 0.7 Metsäteollisuuden jäteliemet 24.9 22.4 0.2 0.0 Muut puupolttoaineet 9 8 2 2 Muut uusiutuvat d,f 0.3 0.4 0.1 0.1 Muut energialähteet g 1.0 0.8 3.6 4.6 Yhteensä 48.8 44.2 13.5 13.9 a) Sähkön ja lämmön yhteistuotanto sisältää puhtaan yhteistuotannon b) Lauhdetuotannon ja yhteistuotannon yhteydessä tuotetut reduktiolämmöt on laskettu mukaan lämmön erillistuotantoon. c) Hiili sisältää kivihiilen lisäksi masuuni- ja koksikaasun sekä koksin. d) Sekapolttoaineet (kuten kierrätyspolttoaine) on jaettu uusiutuviin ja fossiilisiin polttoaineisiin niiden sisältämän fossiilisen ja biohajoavan hiilen suhteessa. e) Muut fossiiliset polttoaineet sisältävät mm. muovipolttoaineet ja muut jätepolttoaineet sekä sekapolttoaineiden fossiilisen osuuden. f) Muut uusiutuvat polttoaineet sisältävät mm. puupolttoaineet, sekapolttoaineiden bio-osuuden ja biokaasun. g) Muut energialähteet sisältävät vedyn, sähkön sekä teollisuuden reaktio- ja sekundäärilämmön. Massa- ja paperiteollisuus on merkittävin teollisuuden lämmön tuottaja ja kuluttaja. Massaja paperiteollisuuden polttoaineiden käyttö oli vuonna 2004 kaikkiaan 79,7 TWh ja prosessilämmön tarve 52,0 TWh, joten sen prosessilämmön osuus koko teollisuuden lämmön tuotannosta (62,3 TWh) oli yli 80 %. Vastaavasti massa- ja paperiteollisuuden sähköntuotanto vuonna 2004 oli 12 TWh, joka oli 92,3 % (13,0 TWh 13 ) koko teollisuuden yhteistuotantosähköstä. Vuonna 2005 metsäteollisuuden polttoaineiden käyttö oli 67,8 TWh (244 PJ). Kuva 2.2. Metsäteollisuuden käyttämät polttoaineet vuonna 2005 14. 12 Lähde: Tilastokeskus 13 Lähde: Tilastokeskus 14 Lähde: Metsäteollisuus ry 10

2.2.3 Kaukolämmön tuotannon polttoaineet Kaukolämmön ja yhteistuotantosähkön tuotantoon käytettyjen polttoaineiden osuudet ovat säilyneet 2000-luvulla lähes ennallaan. Maakaasun, puun ja kierrätyspolttoaineiden osuudet ovat hieman kasvaneet, toisaalta kivihiilen, turpeen ja polttoöljyjen osuus on pienentynyt (ks. kuva 2.3.). 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Muut Lämpöpumpulla talteenotettu lämpö Sähkö Puunjalostusteollisuuden jäteliemet Biokaasu Teollisuuden sekundäärilämpö Kierrätyspolttoaineet Polttoöljy yhteensä Puu yhteensä Turve yhteensä Kivihiili Maakaasu 0% 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Kuva 2.3. Kaukolämmön ja yhteistuotantosähkön tuotannon polttoaineet 2000 2005. Vuoden 2005 kaukolämpötilaston mukaan kaukolämmön ja yhteistuotantosähkön tuotantoon käytetyistä polttoaineista maakaasun osuus on selvästi suurin eli lähes 40 %. Kivihiilen osuus on 25 %, turpeen osuus 16,8 % ja puupolttoaineiden osuus vajaa 11,7 %. Muiden polttoaineiden osuus on selvästi pienempi. Vuoden 2006 ennakkotietona kivihiilen osuus on noussut selvästi 29 %:iin ja maakaasun laskenut 33 %:iin muiden polttoaineiden osuuksien pysyessä likimain ennallaan. Suhteellisen suurta muutosta selittänee kivihiilen ja maakaasun keskinäisten tuotantokustannuksien (esim. polttoaineiden ja CO 2 - päästöoikeuksien hinnat) muuttuminen kivihiiltä suosivaksi, jolloin kaukolämmöntuottajat ovat mahdollisuuksiensa mukaan suosineet kivihiiltä tuotannossaan. 11

Maakaasu 38,9% Biokaasu 0,5% Puu yhteensä 11,7% Kierrätyspolttoaineet 1,3% Turve yhteensä 16,8% Teollisuuden sekundäärilämpö 1,2% Polttoöljy yhteensä 4,0% Kivihiili 25,0% Muut 0,6% Sähkö 0,0% Lämpöpumpulla talteenotettu lämpö 0,0% Puunjalostusteollisuuden jäteliemet 0.1% Kuva 2.4. Kaukolämmön ja yhteistuotantosähkön polttoaineet 2005 (yhteensä 52766 GWh). Myös kaukolämmön erillistuotannossa maakaasun osuus on selvästi suurin (29 %). Raskasta polttoöljyä käytetään polttoaineena seuraavaksi eniten, jonka jälkeen tulevat kotimaiset polttoaineet (puuperäiset ja turve). Kaukolämmön erillistuotannossa polttoaineita käytettiin vuonna 2005 yhteensä 9722 GWh. Biokaasu Kevyt polttoöljy 3% 2% Kivihiili 7% Teollisuuden sekundäärilämpö 6% Muut 5% Maakaasu 29% Metsäpolttoaine 10% Turve 9% Teollisuuden puutähde 13% Raskas polttoöljy 16% Kuva 2.5. Kaukolämmön erillistuotannon polttoaineet 2005 15. 15 Kaukolämpötilasto 2005 12

2.3 Rakennuskanta ja lämmitystavat 2.3.1 Rakennuskanta Rakennuskannan kerrosala oli vuonna 2000 noin 490 miljoonaa neliömetriä ja tilavuus 1850 miljoonaa kuutiometriä, sisältäen lämmitetyn ja lämmittämättömän rakennuskannan kokonaisuudessaan. Kerrosalalla mitattuna yli puolet rakennuskannasta on varsinaisia ja vapaa-ajan asuinrakennuksia, kolmannes palvelurakennuksia ja talous- ja maatalousrakennuksia sekä 15 prosenttia teollisuus- ja varastorakennuksia, ks. taulukko 2.7. Rakennuskantaa muuttavat uudistuotanto ja laajennukset, poistuma sekä rakennusten korjaaminen ja käyttötarkoitusmuutokset. Taulukko 2.7. Suomen rakennuskanta vuonna 2000 16. 2.3.2 Rakennusten lämmitys Rakennusten lämmityksessä polttoaineista yleisimmät ovat edelleen kevyt öljy (14,8 %) ja puun pienkäyttö (11,1 %), joiden yhteinen osuus kaikkien rakennusten lämmityksen hyötyenergian käytöstä on n. 26 %. Sähkölämmityksen osuus on hieman vajaa 20 %. Raskaan polttoöljyn osuus on vajaa 5 % ja vastaavasti lämpöpumppujen osuus on noin 4 % ja maakaasun osuus on alle 2 %. Kaukolämmön osuus rakennusten lämmityksessä energiamuotona on kuitenkin suurin (44,7 %). Kaukolämpöä käytetään erityisesti asuinkerrostaloissa ja palvelurakennuksissa, joissa sen osuus on 49 %. Puun pienkäyttö lämmitysmuotona on yleistä vapaa-ajan asunnoissa ja sähkölämmitystä käytetään yleisesti pientaloissa. Öljylämmitys on edelleen teollisuus- ja maatalousrakennusten yleisin lämmitysmuoto. Rakennusten lämmitykseen käytettyjen energialähteiden osuudet eri rakennustyypeissä on esitetty tarkemmin kuvassa 2.6. 16 Suomalaisten rakennusten energiakorjausmenetelmät ja säästöpotentiaalit, VTT tiedotteita 2377. 2007. 13

100% 80% 60% 40% 20% Sähkölämmitys Kaukolämmitys Lämpöpumput tms. Maakaasu Öljyt ja hiili yhteensä Turve Puun pienkäyttö 0% Erilliset pientalot Kytketyt pientalot Asuinkerrostalot Vapaa-ajan asuinrakennukset Palvelurakennukset Teollisuusrakennukset Maatalousrakennukset Kuva 2.6. Rakennusten lämmitykseen hyötyenergia 2005 17 Kaukolämmön kulutus oli vuonna 2005 kaikkiaan 29 300 GWh, mikä oli 0,8 % vähemmän kuin vuonna 2004. Kulutuksesta oli asuintalojen osuus 56 %, teollisuusyritysten osuus 10 % ja muiden asiakkaiden osuus 34 %. Kaukolämpöön liitettyjen rakennusten tilavuus vuoden 2005 lopussa oli 753 milj.m 3, josta asuintalojen osuus oli 47 %, teollisuusyritysten osuus 13 % ja muiden asiakkaiden osuus 40 %. Asuintaloasiakkaat (rak. til.) Teollisuusasiakkaat (rak. til.) Muut asiakkaat (rak. til.) Asuintaloasiakkaat (kl kul.) Teollisuusasiakkaat (kl kul.) Muut asiakkaat (kl kul.) Rakennustilavuus m3 400000 350000 300000 250000 200000 150000 100000 50000 18000 15000 12000 9000 6000 3000 Kaukolämmön kulutus GWh 0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 0 Kuva 2.7. Kaukolämpöön liitetty rakennustilavuus ja kaukolämmön kulutus asiakastyypeittäin vuonna 2005. 17 Energiatilasto, vuosikirja 2006. Lämmitysenergialähteille on käytetty seuraavia oletushyötysuhteita: puun pienkäyttö 55 %, turve 60 %, hiili 60 %, raskas polttoöljy 83 %, kevyt polttoöljy 78 %, maakaasu 90 % ja maalämmölle kerrointa 1,5. Kauko- ja sähkölämmitys on laskettu hyötyenergiaksi sellaisenaan. 14

2.3.3 Keskilämpötilat Monet rakentamiseen ja rakennusten lämmitykseen liittyvät käytännöt perustuvat yleisesti käytettyyn viralliseen ilmastotietoon normaalijaksoilta 1961 1990 tai 1971 2000, jotka eivät ilmeisesti vastaa esimerkiksi lämpöoloiltaan kovinkaan hyvin edes kuluvaa vuosikymmentä 2001 2010. 18 Tämä voidaan helposti havaita myös kuvassa 2.8. esitetyistä vuosikeskilämpötilojen poikkeamista verrattuna tarkastelujakson 1961 1990 keskiarvoon, joka oli noin 1,5 ºC. 80-luvun lopusta lähtien kaikki vuosikeskilämpötilojen poikkeamat ovat olleet positiivisia eli koko maan keskilämpötila on ollut korkeampi kuin jaksolla 1961 1990. Kuva 2.8. Suomen vuosikeskilämpötilan poikkeamat jakson 1961 1990 keskiarvosta [ºC], 1847 2006. Musta tasoitettu käyrä vastaa suunnilleen 10-vuoden liukuvaa keskiarvoa. 19 Tarkasteltaessa viime vuosien kehitystä myös suhteessa uudemman jakson 20, eli 1971 2000 keskiarvoon, samankaltainen kehitys on edelleen jatkunut, vaikka tarkastelu kohdistettaisiin maantieteellisesti eri puolilla Suomea sijaitseville paikkakunnille. Eri paikkakuntien vuosikeskilämpötiloja on esitetty taulukossa 2.8. Viimeisten kolmen vuoden aikana eri paikkakuntien keskilämpötilat ovat olleet 0,6 1,9 astetta korkeampia kuin pidemmän tarkasteluajan (1971 2000) keskiarvo. 18 Ilmastonmuutoksen kansallinen sopeutumisstrategia, Maa- ja metsätalousministeriö, MMM 1/2005 19 Lähde: Ilmatieteen laitos 20 Uusi ilmastollinen vertailukausi (Ilmatieteen laitos) 15

Taulukko 2.8. Keskilämpötilat eri paikkakunnilla vuosina 2004-2006 ja vertailu keskiarvoon 1971-2000. 21 Keskilämpötilat (poikkeama keskiarvosta) [ o C] Turku Helsinki- Kaisaniemi Jyväskylä Oulu Sodankylä Keskiarvo 1971-2000 5,2 5,6 3,0 2,4-0,8 2004 5,8 (+0,6) 6,2 (+0,6) 3,6 (+0,6) 3,2 (+0,8) 0,4 (+1,2) 2005 5,9 (+0,7) 6,6 (+1,0) 4,2 (+1,2) 3,9 (+1,5) 1,1 (+1,9) 2006-6,7 (+1,1) 4,1 (+1,1) 3,4 (+1,0) 0,6 (+1,4) Rakennusten lämmönkulutuksen kannalta muutokset talvikuukausien keskilämpötiloissa ovat merkittävämmät. Esimerkiksi Helsingissä talven (joulu-helmikuu) keskilämpötila on ollut 1971 2000 välisenä tarkastelukautena -3,8 o C. Vuodesta 1988 lähtien talven keskilämpötila Helsingissä on ollut ainoastaan viisi kertaa alle vertailukauden keskiarvon (ks. kuva 2.9). Vastaava suuntaus on todettu myös muilla paikkakunnilla. Kuva 2.9. Helsinki-Kaisaniemen talvikauden keskilämpötilan poikkeama vertailukauden 1971 2000 keskiarvosta. 22 2.3.4 Kaukolämmitettyjen rakennusten ominaislämmönkulutus Viimeisten 35 vuoden aikana ominaislämmönkulutus on pudonnut noin 30 kwh/m 3 (ks. kuva 2.10). Merkittäviä tekijöitä ominaislämmönkulutuksen lähes puoliintumiseen kyseisellä aikajaksolla ovat olleet rakennusten lämmöneristyksissä ja rakenteissa tapahtuneet parannukset tiukentuneiden rakennusmääräysten takia. Rakennusteknisistä muutoksista vaikutuksia on ollut myös termostaattisten patteriventtiilien asennuksilla ja lämmönsiirtimien sekä lämmityksen säätöjen ja lämmitystä ohjaavan automatiikan kehittymisellä 23. Myös kaukolämpöalan pattereiden mitoituslämpötiloja laskeneilla suosituksilla on ollut kulutusta alentava vaikutus. Lisäksi sähkölaitteiden lisääntyminen ja niiden kulutuksen kasvu on lisännyt sähkölaitteiden kehittämää hukkalämpöä, mikä puolestaan vähentää muuta lämmitystarvetta. Vastaava vaikutus on myös kosteiden tilojen lämmityksessä voimakkaasti yleistyneellä sähköisellä lattialämmityksellä 24. 21 Lähde: Ilmatieteen laitos 22 Lähde: Ilmatieteen laitos 23 Ks. esim. Perusparannusten energiavaikutukset julkisissa rakennuksissa, 2001, Energiansäästön päätöksenteon ja käyttäytymisen tutkimusohjelma. 24 Ks. esim. Kaukolämpötalojen sähkölämmitys kummastuttaa, tiedoite 11.6.2007, ClimBusteknologiaohjelma. 16

Kuva 2.10. Kaukolämmitettyjen rakennusten lämpötilakorjattu ominaislämmönkulutus vuosina 1970 2005. 25 Aivan viimeisten vuosien kehitystä (vuodesta 2000 eteenpäin) kaukolämmitettyjen rakennusten lämpötilakorjatun ominaislämmönkulutuksen osalta on tarkemmin tarkasteltu taulukossa 2.9. Huomionarvoista on se, että vuoden 2005 lämpötilakorjattu ominaislämmönkulutus 41,7 kwh/m3 oli alhaisin tähän mennessä saavutettu arvo (vertaa edellä kuva 2.10.). Taulukko 2.9. Kaukolämmitettyjen rakennusten ominaislämmönkulutukset. Kaukolämmitettyjen rakennusten lämpötilakorjatut ominaislämmönkulutukset (kwh/m 3 ) 2000 45,2 2001 43,9 2002 44,3 2003 43,1 2004 42,3 2005 41,7 2.4 Merkittävimmät kaukolämmön tuotantolaitokset Taulukossa 2.10. on esitetty vuoden 2005 Kaukolämpötilaston mukaiset kaukolämpöteholtaan yli 100 MW olevat kaukolämmön tuotantolaitokset Suomessa. Suurimmat kaukolämpölaitokset omistaa Helsingin Energia ja sen kaukolämmön tuotantolaitoksista 8 kpl on kymmenen suurimman laitoksen joukossa. Lisäksi taulukossa on esitetty tilastossa mukana olleet kaukolämpöteholtaan yli 100 MW olevat kaukolämmön tukkumyyjien tuotantolaitokset. Teollisuuslaitosten osalta tuotantotehoista merkittävin osuus on tarkoitettu teollisuuden prosessilämmön tuottamiseen ja pienempi osa kaukolämmön tuotantoon. 25 Kaukolämpötilasto 2005 17

Taulukko 2.10. Suurimmat kaukolämmön tuotantolaitokset. 26 Tuotantolaitos Käyttöönottovuosi Kattiloiden tai yksiköiden lukumäärä Yhteensä 27 MW Sähköteho MW Pääpolttoaine tai lämmönlähde Vuosaari (Helen) 1991 4 580.0 630.0 Maka Hanasaari (Helen) 1973 2 420.0 228.0 Kihi Lassila (Helen) 1977 4 334.0 - Maka Salmisaari (Helen) 1984 1 300.0 160.0 Kihi Ruskeasuo (Helen) 1972 4 280.0 - Rpö Naistenlahti (Treen sähköl.) 1971 2 264.0 189.0 Maka Patola (Helen) 1982 6 240.0 - Rpö Myllypuro (Helen) 1978 2 240.0 - Rpö Munkkisaari (Helen) 1969 5 235.0 - Rpö Haapaniemi (Kuopion Energia) 1972 2 225.0 90.0 Jtu Maarinkunnas (Vantaan Energia) 2002 5 200.0 - Maka Kymijärvi (Lahti Energia) 1976 1 185.0 148.0 Kihi Salmisaari (Helen) 1986 1 180.0 - Kihi Fortum, Na 2 1964 1 175.0 86.0 Kihi Fortum, Na 3 1972 1 174.0 86.0 Kihi Toppila 2 (Oulun Energia) 1995 1 170.0 112.0 Jtu Alppila (Helen) 1964 4 164.0 - Rpö Suomenoja 1 (Fortum (E.ON)) 1977 1 162.0 75.0 Kihi Tapiola (Fortum (E.ON)) 2002 2 160.0 - Rpö Suomenoja 1 (Fortum (E.ON)) 1977 1 160.0 - Rpö Lielahti (Treen sähköl.) 1988 2 160.0 147.0 Maka Linna (Turku Energia) 1980 4 160.0 - Rpö Toppila 1 (Oulun Energia) 1977 1 157.0 76.0 Jtu Koivukylä (Vantaan En.) 1972 4 145.0 - Maka Martinlaakso 2 (Vantaan En.) 1982 1 135.0 80.0 Kihi Kivenlahti (Fortum (E.ON)) 1974 2 130.0 - Bio Kantaverkko (Rovaniemen Energia) 1980 9 121.0 - Kpö Otaniemi (Fortum (E.ON)) 2001 3 120.0 - Rpö Salmisaari (Helen) 1978 3 120.0 - Rpö Vuosaari (Helen) 1989 3 120.0 - Maka Hovinsaari (Kotkan Energia) 1997 3 120.0 50.0 Maka Nekala (Treen sähköl.) 1985 3 120.0 - Maka Hakametsä (Treen sähköl.) 1995 3 120.0 - Rpö Martinlaakso 1 (Vantaan Energia) 1975 1 120.0 60.0 Maka Joensuu (Fortum (E.ON)) 1986 1 101.0 47.0 Tept Hervanta (Treen sähköl.) 1976 3 100.0 - Rpö Kaukolämmön tukkumyyjät JAVO/Jämsänkoski (UPM) 2002 1 403.0 46.5 jtu JAVO/Jämsä (UPM) 2004 1 403.0 46.5 jtu Kaipola (UPM) 2000 3 206.5 26.5 popu Mertaniemi (Lappeenranta).... 175.0 170.0 maka Vaskiluoto 2 (Vaasa) 1998 1 175.0 210.0 kihi Rauhalahti 1 (Jyväskylä) 1986 1 120.0 60.0 jtu Kainuun Voima (Kajaani) 1989 2 112.5 35.0 jtu Aittaluoto (Pori) 1967 2 100.0 55.0 jtu Sevo (Vaskiluodon Voima, Seinäjoki) 1990 1 100.0 108.0 jtu Polttoaineiden lyhenteet: kihi = kivihiili maka = maakaasu rpö = raskas polttoöljy popu = metsäpolttoaine kpö = kevyt polttoöljy tept = teollisuuden puutähde jtu = jyrsinturve bio = biokaasu ptu = palaturve 26 Kaukolämpötilasto 2005 27 Turbiinien kautta ja suoraan kattilasta 18

2.5 Kaukolämmön ja -jäähdytyksen kulutuksen kehitys 2.5.1 Kaukolämpö Kaukolämmön nettokulutuksen (ei lämpötilakorjattu) kehitys vuodesta 1990 lähtien asuintaloissa, teollisuusrakennuksissa ja muissa kulutuskohteissa on esitetty taulukossa 2.12. Kaukolämmön kokonaiskulutus on ollut viiden viimeisen vuoden aikana keskimäärin 30000 GWh. Kyseisellä tarkastelujaksolla myös eri kuluttajaryhmien väliset muutokset ovat olleet vähäisiä. Vuosien 1971 2000 keskilämpötilaan lämpötilakorjatut kulutuslukemat osoittavat kaukolämmön kulutuksen näissä oloissa olevan kuitenkin edelleen lievässä kasvussa (noin 1%/v). Taulukko 2.12. Kaukolämmön kulutus eri kuluttajaryhmissä vuodesta 1990 alkaen. 28 Lämpötilakorjattu Kaukolämmön kulutus (GWh) kulutus (GWh) Asuintalot Teollisuus- Muut Yhteensä Yhteensä rakennukset kuluttajat 1990 12520 2030 7720 22270 23940 1991 13030 2100 8360 23490 24547 1992 13050 2110 8410 23570 25102 1993 13850 2340 8450 24640 25133 1994 14040 2410 8880 25330 25710 1995 14300 2680 8370 25350 26744 1996 15310 2860 9410 27580 27718 1997 15060 2890 9120 27070 28288 1998 15590 2980 9940 28510 28795 1999 15390 2960 9460 27810 29479 2000 14868 2592 8812 26272 30108 2001 16199 2876 10066 29141 30030 2002 16596 3040 10392 30028 30809 2003 17361 2964 10863 31188 31406 2004 16126 2913 11247 30286 31482 2005 16641 2960 10167 29768 31347 Kuvassa 2.11 on esitetty kaukolämmön kulutuksen vaihteluja eri kuukausina vuodesta 2003 nykyhetkeen. Lisäksi kuvassa on esitetty kaukolämmön kulutuksen keskiarvo vertailukaudelta 1971 2000 eri kuukausina. Talvikuukausien lämpötilavaihtelut näkyvät selvästi kaukolämmön kulutuksessa ja esimerkiksi vuoden 2006 helmi-maaliskuu olivat selvästi keskimääräistä kylmempiä, toisaalta loppuvuoden kuukaudet olivat selvästi keskimääräistä lämpimämpiä. 28 Tiedot perustuvat Energiateollisuus ry:n tilastoihin, joita on täydennetty Suomen Kuntaliiton ja Tilastokeskuksen tiedoilla. Lämpötilakorjaus tehty Energiateollisuus ry:n laskelmien pohjalta. 19

Kaukolämmön kulutus GWh 5000 4000 3000 2000 1000 0 tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu v. 2003 v. 2004 v. 2005 v. 2006 v. 2007 vertailukausi 1971-2000 Kuva 2.11. Kaukolämmön kulutuksen kehitys eri kuukausina vuodesta 2003 29. 2.5.2 Kaukojäähdytys Vuonna 2005 kaukojäähdytykseen liittyneiden asiakkaiden (56 liittymää) liittymisteho oli Suomessa yhteensä hieman yli 40 MW. Kaukojäähdytystä tuotetaan Helsingissä, Turussa ja Lahdessa. Kaukojäähdytyksen kulutus oli vuonna 2005 yhteensä 26 GWh 30, joskin kaukojäähdytyksen kulutuksen ja tuotannon kasvutrendi on selvästi nähtävissä. Muun muassa Helsingin Energia on toteuttanut vuonna 2006 sekä kaukolämmön että kaukojäähdytyksen tuotannon mahdollistavan lämpöpumppulaitoksen, jonka kaukojäähdytyksen tuotantoteho on yhteensä 60 MW. Lisäksi Turku Energian kaukojäähdytyksen myynti kasvoi 72 % vuonna 2006 (14 GWh:iin). Suomen kaukojäähdytysenergian myynnin ja -tehon kehitystä on tarkasteltu tarkemmin kuvassa 2.12. 29 Lähde: Energiateollisuus ry 30 Lähde: Energiateollisuus ry 20

Myynti MWh Kaukojäähdytysenergian myynti ja sopimusteho Sopimusteho MW 25 000 50 20 000 40 15 000 30 10 000 20 5 000 10 0 2001 2002 2003 2004 2005 0 myynti sopimusteho Kuva 2.12. Kaukojäähdytysenergian myynnin ja sopimustehon kehitys Suomessa vuosina 2001 2005. 31 31 Lähde: Energiateollisuus ry 21

3. Taustaskenaario energiatulevaisuudesta 3.1 Yhteiskunnalliset lähtökohdat Yhteistuotannon sekä kaukolämmön ja -jäähdytyksen tulevaisuuden arvioinnin taustalla on skenaario, jossa Suomen energiapolitiikkaa ohjaavat vahvasti seuraavat poliittisen tason lähtöoletukset tiedossa olevien tai ennakoitujen linjausten mukaisesti. Kasvihuonekaasupäästöjen osalta EU:n tasolla on sovittu päästöjen vähentämisestä 20 prosentilla vuoden 1990 tasosta vuoteen 2020 mennessä 32. Päästövähennysten oletetaan jatkuvan siten, että kasvihuonekaasupäästöt vuonna 2050 ovat EU:ssa 50 prosenttia vuoden 1990 tasosta 33. Suomen osalta oletetaan päästövähennykseksi 10 prosenttia vuoteen 2020 mennessä ja edelleen 40 prosenttia vuoteen 2050 mennessä kun vertailukohtana käytetään vuoden 1990 tasoa. Toisena keskeisenä teemana poliittisen päätöksenteon puitteissa on, että energiaomavaraisuutta pyritään kasvattamaan ja toimitusvarmuus pitämään vähintään nykyisellä tasolla. Tavoitteen saavuttamiseksi oletetaan, että kotimaisten polttoaineiden (turve, puu, peltobiomassa, kierrätyspolttoaineet) osuus energiantuotannossa kasvaa nykyisestä merkittävästi. Kolmantena teesinä energiapolitiikassa on kohtuuhintaisen energian saatavuus maan kilpailukyvyn säilyttämiseksi. Tämän seurauksena oletetaan, että mitään päästötöntä, vähäpäästöistä tai päästöjen kannalta neutraalia energialähdettä, mukaan lukien ydinvoima, ei rajata pois energiantuotantovaihtoehdoista. Lisäksi kansantalouden kasvun oletetaan säilyvän kohtuullisena, joskin kasvuvauhdin oletetaan hitaasti hiljenevän. Vuonna 2030 vuotuinen kasvu on noin tasolla 2,3 % ja vuonna 2050 noin tasolla 1,7 %. 34 3.2 Energiankulutuksen muutokset 3.2.1 Energiankulutuksen kasvun hidastuminen Energiankulutuksen kasvua oletetaan hillittävän verotuksellisin keinoin. Polttoaineveron ja sähköveron oletetaan nousevan ja olevan vuonna 2030 puolitoistakertaiset suhteessa vuoteen 2000. 35 Sähkön kulutuksen oletetaan kasvavan aiempaa maltillisemmin johtuen kasvihuonekaasupäästöjen vähentämistavoitteista, energiankulutuksen kasvua hillitsevistä toimista ja energiatehokkuuden lisääntymisestä. Toisaalta jäähdytyksen tarpeen odotetaan 32 EU:n päätös huippukokouksessa 8. 9.3.2007. 33 Puheenjohtajamaan päätelmissä Euroopan neuvoston huippukokouksesta 8-9.3.2007 todetaan, että kehittyneiden maiden olisi vähennettävä kollektiivisesti päästöjään 60-80 % vuoden 1990 tasosta. Esimerkiksi Britannia on ilmoittanut 60 % vähennystavoitteesta ja Norja CO 2-päästöjen osalta neutraalia tilannetta vuoteen 2050 mennessä. 34 Ilmastonmuutoksen kansallinen sopeutumisstrategia, Maa- ja metsätalousministeriö, MMM 1/2005. Esitetyt arviot perustuvat SILMU-ohjelmassa tehtyjen arvioiden perusskenaarioon. 35 Energy Visions 2030, VTT, 2003. 22

kasvavan. Esimerkiksi kaukojäähdytyksen kulutuksen on aiemmissa selvityksissä oletettu potentiaalisesti kasvavan 2,6 TWh:iin vuoteen 2030 mennessä. 36 3.2.2 Rakennusten energiatehokkuuden paraneminen Kaukolämmön ja siihen kytkeytyvän yhteistuotannon potentiaalia arvioitaessa on rakennusten lämmitystarpeella keskeinen osuus. Rakennusten lämmön kulutuksen voidaan ajatella muodostuvan seuraavista komponenteista: - rakennuskanta kuutioina, - rakennuskannan ominaislämmönkulutus, - lämmitystarve lämpötilaerona. Rakennuskanta voidaan jakaa karkeasti asuinrakennuksiin ja toimitiloihin, joita ovat palvelurakennukset sekä tuotanto- ja muut rakennukset. Väestönkehitys, väestörakenteen ja perhekoon muutokset sekä asumisväljyyden muutokset vaikuttavat asumiseen tarkoitetun rakennuskannan tarvittavaan kuutiomäärään. Suomen väkiluku kasvaa arviolta vuoteen 2028 asti, jolloin väkiluku on 5,45 miljoonaa ja kääntyy sen jälkeen laskuun. 37 Asumisväljyyden oletetaan kasvavan vuoden 2005 36,6 m²:stä asukasta kohti vuoden 2025 44 m²:iin 38 ja tästä eteenpäin samalla vauhdilla. Asuinrakennusten vuotuisen poistuman oletetaan olevan 0,4 %. Muun rakennuskannan nettomääräisen kasvun oletetaan olevan keskimäärin 0,6 % vuosittain. Näin saadut arviot rakennuskannan muutoksista vuoteen 2050 asti on esitetty kuvassa 3.1. Vanhat asuinrakennukset Teollisuusrakennukset Asuinrakennusten uudistuotanto Muut rakennukset 3 000 2 500 milj. m^3 2 000 1 500 1 000 500 0 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 Kuva 3.1. Asuinrakennusten rakennuskannan kehittyminen jaoteltuna uudistuotantoon ja vanhoihin asuinrakennuksiin sekä teollisuusrakennusten ja muiden rakennusten rakennuskannan kehittyminen. 36 Energy Visions 2030, VTT, 2003. 37 Väestöennuste, Tilastokeskus, 2004. 38 Asuinrakentaminen vuoteen 2025, 2005, VTT. 23

Rakennuskannan ominaislämmönkulutus pienenee merkittävästi uudisrakentamisen tiukentuvien normien ja korjausrakentumisen myötä. Rakennuskannan ominaislämmönkulutuksen kehittymiseen vaikuttavat olemassa olevan rakennuskannan korjausrakentaminen ja poistuma, uudisrakennuskannan kehitys sekä korjaus- ja uudisrakentamisen ominaislämmönkulutuksen muutokset. Rakennusten ominaislämmönkulutus voidaan ilmoittaa, olettaen normaalit ilmastoolosuhteet, energian tarpeena tilavuutta kohden. Niin sanotuissa matalaenergiataloissa on muun energiankulutuksen ohella pienennetty rakennuksien lämmitykseen tarvittavan energian osuutta merkittävästi, esimerkiksi nykyisillä ratkaisuilla jopa noin 70 % nykyisestä normaalitasosta 39. Matalaenergiatalojen osuuden oletetaan kasvavan siten, että vuoteen 2030 mennessä yli 50 % uusista rakennettavista asuinrakennuksista on matalaenergiataloja 40 ja osuus kasvaa 70 %:iin vuoteen 2050 mennessä. Energiatehokkuusvaatimuksen oletetaan lisäksi johtavan teknologiseen kehitykseen, jonka myötä sekä matalaenergiatalojen, että muun uudistuotannon ominaislämmönkulutus pienenee hieman yli prosentin vuosivauhdilla ja tähän oletetaan sisältyvän myös korjausrakentamisen tuomat parannukset. Näillä oletuksilla koko rakennuskannan ominaislämmönkulutus pienenee keskimäärin noin prosentin vuosivauhdilla, mikä vastaa historiallista kehitystä. Kuvassa 3.2 on esitetty ominaislämmönkulutusten kehittyminen. Uudet matalaenergiatalot Uudet muut Uudistuotannon ka Koko kannan ka kwh/m^3 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 Kuva 3.2. Uudistuotannon ja koko rakennuskannan ominaislämmönkulutuksen ennakoitu kehitys. 3.2.3 Ilmaston lämpeneminen Ilmastonmuutoksen myötä Suomen keskilämpötilan oletetaan nousevan 2,3 astetta vuoteen 2030 ja 3,2 astetta vuoteen 2050 mennessä suhteessa vuosien 1961 1990 keskiarvoon. Muutos on suurempi talvella kuin kesällä arviolta kuvan 3.3 osoittamalla tavalla. 41 39 Energy Use, Visions and Technology Opportunities in Finland, VTT, 2007. 40 Ympäristöteknologian ennakointi, Sitra, 2006. 41 Ilmastonmuutoksen kansallinen sopeutumisstrategia, Maa- ja metsätalousministeriö, MMM 1/2005. Esitetyt arviot pohjautuvat Kansainvälisen ilmastonmuutospaneelin (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC) skenaarioiden keskiarvoihin ja neljännesvuosittaisten muutosten perusteella laskettuihin kuukausimuutoksiin. 24

2030 2050 C 5 4 3 2 1 0 tammi helmi maalis huhti touko kesä heinä elo syys loka marras joulu Kuva 3.3. IPCC:n ennakoiman ilmaston lämpenemisen vaikutus vuosien 1971 2000 kuukausittaisiin keskilämpötiloihin. Lämmitystarvetta mitataan yleisesti lämmitystarveluvulla, joka kuvaa ulkoilman lämpötilan ja tavoitellun sisälämpötilan välistä erotusta. Lämmitystarpeeseen ei sisällytetä sitä osaa lämmöstä, joka syntyy ihmisten ja laitteiden tuottamasta hukkalämmöstä. Kuvassa 3.4 esitetään lämmitystarveluvun muutos, kun otetaan huomioon IPCC:n skenaarioiden ennakoima ilmaston lämpeneminen. Skenaarioiden mukaisten laskelmien perusteella lämmitystarve vähenee noin 12 % vuoteen 2030 ja noin 16 % vuoteen 2050 mennessä verrattuna vuosien 1961 1999 keskimääräiseen lämmitystarpeeseen. 42 Skenaarion mukainen lämmitystarveluku Vuosien 1961-1999 ka 5 000 4 500 Astevuorokautta 4 000 3 500 3 000 2 500 2005 2010 2015 2020 2030 2040 2050 Kuva 3.4. Laskennallinen lämmitystarveluvun muutos perustuen IPCC:n ilmastonmuutosskenaarioihin keskimäärin koko maan tasolla. Vertailukohtana keskilämpötilan muutoksessa on vuosien 1961 2000 keskiarvo 43. Vuoden 2005 luku on toteutunut, muut ovat ennusteita. 42 Lämpimän käyttöveden osuudeksi on oletettu 30 % kokonaislämmitysenergiasta. Aiemmissa laskelmissa on päädytty vastaavan suuntaisiin ennusteisiin, Ilmatieteen laitoksen mukaan lämmitystarpeen vähenemä olisi 10 14 % seuraavan 50 vuoden kuluessa, Ilmatieteen laitoksen WWW-sivut, luettu 15.6.2007. 43 Teknisistä syistä johtuen 1961 1999 joissain tapauksissa. 25

3.3 Energianlähteet Fossiilisten polttoaineiden hintojen reaalisen kasvun oletetaan olevan maltillista. Eri polttoaineiden hintasuhteissa ei oleteta tapahtuvan merkittäviä muutoksia vuoteen 2030 mennessä. Fossiilisten polttoaineiden saatavuuden oletetaan säilyvän hyvänä. 44 Suomen sähkönhinta lähestyy eurooppalaista hintatasoa. Sähkönhinta nousee Euroopassa nykyisestä tasosta päästövähennystavoitteiden ja fossiilisten polttoaineiden hinnannousun vuoksi. Keskimääräiset arviot maakaasu- ja kivihiilipohjaisen sähköntuotannon kustannusten muutoksista vuoteen 2030 mennessä vaihtelevat 20 50 % välillä 45. Uusiutuvia energialähteitä ja yhteistuotantoa suositaan ja niiden kilpailukyky varmistetaan erilaisin tukimekanismein, jotta tavoiteltavat päästövähenemätavoitteet saavutetaan. EU on asettanut sitovan tavoitteen, jonka mukaan uusiutuvan energian osuus EU:n kokonaisenergiankulutuksesta olisi 20 prosenttia vuoteen 2020 mennessä. 46 Erilliset öljykäyttöiset lämpökattilat korvataan pääsääntöisesti biovoimaloilla tai hake- ja bioöljykattiloilla, kun vanhat laitokset tulevat käyttöikänsä päähän. 47 3.4 Teknologiset vaihtoehdot 3.4.1 Lämmitystapavalinnat Fossiilisten polttoaineiden kallistumisella ja niiden lämmityskäytön aiheuttamien päästöjen rajoittamistoimilla oletetaan olevan niiden suhteellista kilpailukykyä heikentävä vaikutus. Samat kustannuspaineet kohdistuvat kuitenkin myös sähkön ja kaukolämmön tuotantoon. Nykyisistä lämmitystavoista edullisimmilta näyttäisivätkin biopolttoaineiden pienpolton lisääminen esimerkiksi puun tai pellettien muodossa ja erilaisten lämpöpumppujen lisääntyminen. Nykyisten ohjausmekanismien valossa biomassojen osalta kysyntää on kuitenkin oletettavissa myös eri teollisuuden aloilta ja eri käyttötarkoituksiin, myös vientiin erilaisten muiden maiden toteuttamien tukimekanismien ohjaamana. Tämä voi lisätä biomassojen hintaa kotimaassa merkittävästikin, mikä saattaa hillitä niiden käytön leviämistä. Lämpöpumppujen määrä on ollut voimakkaassa kasvussa vuoden 1994 arviolta 300 myydystä lämpöpumpusta vuoden 2006 noin 37 000 myytyyn lämpöpumppuun. Lämpöpumppujen kokonaismäärä oli vuoden 2006 lopulla arviolta reilut 110 000. 48 Lämpöpumppujen osuus Suomessa on kuitenkin edelleen vähäinen verrattuna Ruotsiin, jossa vuoden 2003 lopulla arvioitiin olevan yhteensä 265 000 lämpöpumppua ja vuoden 2005 lopussa jo 444 000 erilaista lämpöpumppua. 49 Uudisrakennusten ominaislämmönkulutuksen alenemisella on vaikutuksia myös lämmitystapavalintojen perusteisiin. Koska rakennusten elinkaaren aikainen 44 World Energy Outlook, IEA, 2006. 45 Energy Policy Data, EU, 2007. Tiedot kustannusrakenteesta pohjautuen IEA:n raporttiin Energy Technology Perspectives, 2006, jossa on huomioitu teknologian muutokset, polttoaineiden maltillinen hinnan nousu ja CO 2-päästöhinta välillä 20 30 /tn. 46 EU:n päätös huippukokouksessa 8. 9.3.2007. 47 Hallitusohjelma, 19.4.2007. 48 Suomen lämpöpumppuyhdistys, Lämpöpumppujen määrät Suomessa 1973 2004. 49 Energistatistik för småhus, SCB Sveriges statistiska centralbyrön, 2005. 26

lämmitysenergian tarve on suhteessa aiempaa vähäisempi, ei matalaenergiataloissa ole kannattavaa tehdä suuria investointeja lämmityksen infrastruktuuriin. Lähitulevaisuudessa matalaenergiarakentamisen ja lämpöpumppujen lisääntyminen kasvattaakin todennäköisesti sähkölämmityksen asemaa muiden lämmitysmuotojen kustannuksella. Tästä johtuen jatkossa matalaenergiarakentamisen suosimista voi rajoittaa niiden primäärienergian kulutuksen näkökulmasta heikompi energiatehokkuus 50. Suurilla yksiköillä tuotettavan kaukolämmön kilpailukykyyn pien- ja ketjutalojen lämmitystapavalintana vaikuttaa oleellisesti asuinpaikan sijainti. Pohjoisesta etelään ja pienistä taajamista isompiin suuntautuvan muuttoliikkeen aikaansaama yhdyskuntarakenteen oletettu tiivistyminen pitänee kaukolämmön aseman vakaana koko maan tasolla, huolimatta muista muutoksista kilpailukentässä. Kaukolämpö oletetaan valittavaksi keskimäärin 47 % uudisrakennettavasta rakennustilavuudesta. 51 3.4.2. Yhteistuotantoteknologiat Perinteiset energiantuotantoteknologiat, kuten kaasukombiturbiinit, vastapainehöyryturbiinit, väliottolauhdutusturbiinit, kaasuturbiinit ja polttomoottorit, kehittyvät nykyisellä tahdilla. Tämän kehityksen ja uusien teknologioiden, kuten Integrated Gasification Combined Cyclen eli IGCC:n ja Natural Gas Combined Cyclen eli NGCC:n 52, myötä laitosten rakennusaste paranee siten, että 53 polttoaineteholtaan yli 100 MW voimaloissa rakennusaste saavuttaa vuonna 2020 arvon 1,0 ja vuonna 2030 arvon 1,2 uusissa voimaloissa. Polttoaineteholtaan alle 100 MW voimaloissa rakennusaste saavuttaa vuonna 2020 arvon 0,9 ja vuonna 2030 arvon 1,0 uusissa voimaloissa. Rakennusasteen kehittymistä voi rajoittaa käytettävän polttoainevalikoiman muutos, kun esimerkiksi jätteiden ja puun polttoa lisätään. Lisäksi oletetaan, että pienet, polttoaineteholtaan alle 1 MW, voimalaitokset, kuten mikroturbiinit, polttokennot ja Stirling-moottorit, tulevat markkinoille 2010 2020. 50 Ks. esim. Hur bygger man energieffektiva hus? Energianvändning och -försörjning för byggnader ur ett systemperspektiv, Svensk Fjärrvärme, 2006. 51 Arvio perustuu oletukselle, että kaukolämpö valitaan uudisrakentamisessa lämmitystavaksi 20 % omakotitaloista (vuosien 2005 ja 2006 keskiarvo 15 %), 60 % rivi- ja muissa ketjutaloista (55 %) sekä 97 % kerrostaloista (97 %). Lämmitystapavalintoja on painotettu Tampereen Teknillisen Yliopiston raportin, Rakennusten energiankulutus ja CO 2-ekv päästöt Suomessa, 2005, ennakoiman uudisrakentamisen määrän mukaisesti. Arvioiden mukaan lähes 60 % uudisrakentamisesta kohdistuu pientalokohteisiin, mikä selittää kaukolämmön suhteellisen pientä kokonaisosuutta. 52 IGCC = kiinteän biomassan kaasutukseen perustuva kombivoimalaitos, NGCC = maakaasukombivoimalaitos 53 Energy Visions 2030, VTT, 2003. 27

4. Yhteistuotannon sekä kaukolämmön ja -jäähdytyksen tulevaisuus 4.1 Yhdyskuntien yhteistuotanto, kaukolämpö ja -jäähdytys 4.1.1 Kaukolämmön potentiaali Kaukolämmön potentiaalia on hankkeessa selvitetty kaikille Suomen kaukolämpöyrityksille lähetetyn kyselyn avulla 54. Kyselyyn vastanneita yrityksiä oli 42 kappaletta ja ne edustivat noin kolmea neljännestä koko maan kaukolämmön kulutuksesta ja noin 85 % osuutta yhteistuotannosta. Kyselyn tulokset on esitetty skaalaamalla vastaukset vuoden 2005 tuotanto- tai kulutustietojen perusteella koko maan lukuja vastaaviksi, jollei toisin ole mainittu. Yksittäisten vastaajien puutteellisia vastauksia on tarpeen mukaan täydennetty olettaen kehityksen jatkuvan trendinomaisesti. Taulukossa 4.1 on esitetty kaukolämpöyritysten näkemysten perusteella muodostettu arvio koko maan kaukolämmön kysynnän kasvusta vuoteen 2050 asti. Tätä on havainnollistettu myös kuvassa 4.1. Lisäksi toimijoiden näkemystä on verrattu taustaskenaarion pohjalta laskennallisesti saatuun kaukolämmön kysynnän kehitykseen ja eräisiin viimeaikaisiin muualla esitettyihin skenaarioihin. Alan toimijoiden näkemysten mukainen kaukolämmön kysynnän kasvu on aiempia skenaarioita vahvempaa. Taustaskenaarion oletuksilla laskennallisesti saadut kaukolämmön kulutusarviot poikkeavat alan toimijoiden näkemyksistä vieläkin selkeämmin. Näin huolimatta siitä, että kyselyyn vastattaessa toimijoilla on ollut käytössä taustaskenaarion keskeiset oletukset. Alan toimijoiden näkemyksen mukaisesti kaukolämmön kulutus jatkaa kasvuaan ainakin vuoteen 2050 asti, kun taustaskenaariossa kulutus taittuu laskuun vuoden 2020 jälkeen 55. Näin merkittäviä eroja alan toimijoiden näkemysten ja taustaskenaarion välillä voi syntyä lähinnä ilmaston lämpenemiseen tai rakennusten lämmitysenergiankulutukseen liittyvien oletusten eroista. Eroja tarkastellaan lähemmin seuraavan luvun herkkyystarkasteluiden yhteydessä. Taulukko 4.1. Kaukolämmön kysynnän kehitys taustaskenaarion, kaukolämpöalan toimijoiden, KTM:n WM-skenaarion ja VTT:n Energy Visions 2030 selvityksen mukaisesti. Alan toimijoiden KTM:n WM [TWh] Taustaskenaario näkemys skenaario 2005 29,8 29,8 29,8 2010 31,3 32,6 30,1 2015 31,6 33,8 31,2 2020 31,6 34,9 32,3 VTT Energy Visions 2030 31,1 36,5 30,5-36,3 2040 30,2 37,4 2050 29,0 38,4 54 Kysely toteutettiin WWW-kyselynä Energiateollisuuden kaukolämpöyritysjäsenille toukokuussa 2007. Kysely on esitetty liitteessä 1. 55 Energy Visions 2030, VTT, 2003. Esitetty arvio vastaa likimain muutosta teoksen Techno-skenaariossa 28