Vesi- ja viemärilaitosyhdistys Helsingin Vesi Espoon Vesi Lahti Aqua Oy Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy

Raportti 67090263 15.12.2009 Vesi- ja viemärilaitosyhdistys Helsingin Vesi Espoon Vesi Lahti Aqua Oy Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy Työkalut ja mittarointi vesilaitosten ilmastonmyönteiseen toiminnan kehittämiseen

Sivu 1 (73) Sisällysluettelo 1 JOHDANTO 3 2 HANKKEEN ESITTELY 3 2.1 Energia-auditointi 4 2.2 Hiilijalanjälki 4 3 HIILIJALANJÄLJEN LASKENTA, TYÖN RAJAUKSET, LASKENTAPERUSTEET JA EPÄVARMUUSTEKIJÄT 4 3.1 Lähtökohta 4 3.2 Työn rajaus 5 3.3 Laskentaperusteet ja epävarmuustekijät 5 4 HELSINGIN VESI 9 4.1 Laitoksen esittely 9 4.2 Laitoksen energiankäytön nykytilanne 10 4.3 Potentiaaliset energiansäästökohteet ja toimenpide-ehdotukset 12 4.3.1 Korkeapainepumppaus 12 4.3.2 Suodattimien huuhteluvesipumppaus 17 4.3.3 Lämmöntalteenotto 18 4.4 Laitoksen hiilijalanjälki 18 4.4.1 Suora hiilijalanjälki 18 4.4.2 Kokonaishiilijalanjälki 19 4.5 Yhteenveto ja johtopäätökset 20 5 ESPOON VESI 22 5.1 Laitoksen esittely 22 5.2 Laitoksen energiankäytön nykytilanne 23 5.3 Potentiaaliset energiansäästökohteet ja toimenpide-ehdotukset 25 5.3.1 Tulopumppauksen imualtaan padotus pumppaushyötysuhteen nostamiseksi 25 5.3.2 Nostopumppaamon (linjoille 1-4) pinnan nosto pumppaushyötysuhteen parantamiseksi 26 5.3.3 Mädätysreaktoreiden sekoituksen parantaminen 26 5.3.4 Biokaasun hyödyntämisen parantaminen 27 5.3.5 Lämmön talteenoton järjestäminen rakennuksiin 32 5.4 Laitoksen hiilijalanjälki 33 5.4.1 Suora hiilijalanjälki 33 5.4.2 Kokonaishiilijalanjälki 34 5.5 Yhteenveto ja johtopäätökset 35 6 LAHTI AQUA OY 36 6.1 Laitoksen esittely 36 6.2 Laitoksen energiankäytön nykytilanne 37 6.3 Potentiaaliset energiansäästökohteet ja toimenpide-ehdotukset 38

Sivu 2 (73) 6.3.1 Palautuslietepumppujen uusinta 38 6.3.2 Biokaasun hyödyntäminen sähköntuotannossa kaasumoottori-investoinnilla 39 6.3.3 Vanhan kompressoriaseman uusiminen ja ilmastuksen säätö 41 6.4 Laitoksen hiilijalanjälki 42 6.4.1 Suora hiilijalanjälki 42 6.4.2 Kokonaishiilijalanjälki 43 6.5 Yhteenveto ja johtopäätökset 44 7 HÄMEENLINNAN SEUDUN VESI OY 45 7.1 Laitoksen esittely 45 7.2 Laitoksen energiankäytön nykytilanne 46 7.3 Potentiaaliset energiansäästökohteet ja toimenpide-ehdotukset 48 7.3.1 Ilmastuksen säätötavan uusiminen 48 7.3.2 Nostopumppaus 52 7.3.3 Biokaasun hyödyntäminen sähköntuotannossa kaasumoottori-investoinnilla 53 7.4 Laitoksen hiilijalanjälki 55 7.4.1 Suora hiilijalanjälki 55 7.4.2 Kokonaishiilijalanjälki 56 7.4.3 Yhteenveto ja johtopäätökset 57 8 YHTEENVETO JA JOHTOPÄÄTÖKSET 58 8.1 Energia-auditointi 58 8.2 Hiilijalanjälki 64 8.2.1 Puhdasvesilaitos 64 8.2.2 Jätevedenpuhdistamot 65 8.2.3 Vesihuoltolaitoksilla käytettyjen kemikaalien vaikutukset 67 8.2.4 Hiilijalanjälkilaskennan yhteenveto 67 9 JATKOTOIMENPITEET 68 10 LOPUKSI 71 LÄHDELUETTELO 72 Liitteet 1 Hiilijalanjäljen laskentaperusteet

Sivu 3 (73) 1 JOHDANTO Valtioneuvosto hyväksyi marraskuussa uuden ilmasto- ja energiastrategian. Strategia osoittaa selkeästi, että Euroopan komission Suomelle ehdottamia päästöjen vähentämistavoitteita, uusiutuvan energian edistämistavoitteita tai energiankäytön tehostamistavoitteita ei saavuteta ilman merkittäviä uusia ilmasto- ja energiapoliittisia toimenpiteitä. Useiden sektoreiden päästöjä on Suomessa komission esityksen mukaan leikattava kansallisin toimin vuoteen 2020 mennessä keskimäärin 16 % vuoden 2005 tasosta. Vesihuoltolaitokset kuluttavat merkittäviä määriä energiaa, joten energia- ja päästövähennysvaatimukset tulevat mahdollisesti koskemaan myös tätä sektoria. Myös sähköenergian kustannusten jatkuva nousu asettaa paineita vesihuoltolaitosten merkittävimpien energiankulutuskohteiden tunnistamiselle, yksikköprosessien optimoinnille ja tätä kautta kustannussäästöjen tavoittamiselle. Ilmastonmuutos väistämättä ohjaa poliittisia päätöksiä ja toimijoita. Lainsäädäntö kehittyy vaativammaksi, ja jokaisen on kannettava kortensa kekoon. Maailmanpankin jäteveden käsittelyä ja hiilijalanjälkeä koskevassa esityksessä (The World Bank Water Week 2009, Alvaro Orozco Jaramillo) todetaan, että jätevedenpuhdistamoiden kasvihuonekaasupäästöt vaihtelevat prosesseista ja toiminnoista riippuen hyvinkin paljon. Puhdistamoilla CO 2 -päästöt merkittävä osa kasvihuonekaasuista muodostuu epäsuorasti energiankulutuksen kautta. Tämän vuoksi energia-auditointi on merkittävä osa tätä hanketta. Nykyisin yhä useammat organisaatiot ja yritykset tuntevat toimintansa aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt, mutta vesihuoltolaitoksille hiilijalanjälkeä ei ole vielä laskettu laajamittaisesti. Suomessa aihepiiriä on tutkittu mm. Tampereen vesi- ja viemärilaitoksen elinkaarianalyysin avulla sekä selvittämällä Ekotehokkuutta vesihuollossa (SYKE:n julkaisu, 2001). Tarvetta toimialakohtaiseen toimintojen kehittämistä ohjaavan mallin luomiselle kuitenkin on. Haluamme kiittää Vesi- ja viemärilaitosyhdistystä sekä mukana olleita laitoksia kehityshankkeen tukemisesta, mikä mahdollisti taloudellisesti kehityshankkeen toteuttamisen. 2 HANKKEEN ESITTELY Tutkimushanke toteutettiin yhteistyössä 4 vesilaitoksen kanssa, joissa energiankulutusta, säästöpotentiaalia ja hiilijalanjälkeä tarkasteltiin joko pintavesilaitoksessa tai jätevedenpuhdistamolla. Kullekin mukana olleella laitoksella tehtiin energia-auditointi ja laskettiin laitoksen toiminnan hiilijalanjälki. Hankkeeseen osallistuvat vesihuoltolaitokset ovat mukana tukemassa hanketta omalla rahallisella osuudellaan. Tutkimushankkeessa mukana olevat laitokset ovat: Helsingin Vesi, Vanhankaupungin Vesilaitos Espoon Vesi, Suomenojan jätevedenpuhdistamo

Sivu 4 (73) Lahti Aqua Oy, Ali-Juhakkalan jätevedenpuhdistamo Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy, Paroisten jätevedenpuhdistamo 2.1 Energia-auditointi Auditointi toteutettiin tilastollisena tutkimuksena kohteista saatuihin lähtötietoihin perustuen. Lähtötiedoksi kerättiin kohteiden energiaintensiivisimpien laitteiden ja yksikköprosessien yleiset toimintaparametrit sekä niiden ohjaustavat. Kerätyn lähtötiedon perusteella luotiin kuvaus kohteen energiankäytön nykytilanteesta sekä selvitettiin mahdolliset energiansäästökohteet. Mahdollisiin energiansäästökohteisiin ehdotettiin suoritettavaksi energiaa säästäviä toimenpiteitä tai suositeltiin niiden tarkempaa tarkastelua. Ehdotetuista toimenpiteistä selvitettiin karkea energiansäästöpotentiaali sekä kannattavuustarkastelu. 2.2 Hiilijalanjälki Hiilijalanjäljen laskenta, työn rajaukset, laskentaperusteet ja epävarmuustekijät on esitetty seuraavassa kappaleessa 3 sekä liitteessä 1. Laitoksilta kerätyn tiedon perusteella laskettiin laitoksen muodostama hiilijalanjälki sekä arvioitiin energiansäästökohteiden kautta saavutettava hiilijalanjäljen vähenemä. Lisäksi tarkasteltiin hiilijalanjäljen kannalta suurimpia päästökohteita laitoskohtaisesti. 3 HIILIJALANJÄLJEN LASKENTA, TYÖN RAJAUKSET, LASKENTAPERUSTEET JA EPÄVARMUUSTEKIJÄT 3.1 Lähtökohta Ilmastonmuutos on yksi aikamme vakavimmista ympäristöongelmista. Hallitusten välinen ilmastopaneeli IPCC on arvioinut, että ilmastonmuutoksen torjuminen edellyttää päästöjen leikkaamista maailmanlaajuisesti yli 60 prosentilla. Eniten päästöjä tuottavat vauraat teollisuusmaat, mutta päästöt ovat kasvaneet merkittäviin mittoihin myös monissa kehittyvissä maissa kuten Kiinassa, Intiassa ja Brasiliassa. Suomen vuosittainen päästötaso on noin 12 tonnia hiilidioksidia vuodessa henkilöä kohti. Kansainvälisesti monet organisaatiot ovat aktiivisesti ryhtyneet toimiin ilmastonmuutoksen hillintään liittyen. IPCC on tieteellinen elin, joka on 21 vuoden ajan tarkastellut ilmastonmuutoksen perustetta ja arvioinut sen ympäristö-sosioekonomisia vaikutuksia. The Greenhouse Gas Protocol (GHG-protocol) aloite on kansainvälinen kasvihuonekaasujen laskennan ja kirjanpidon yhtenäistämishanke, jossa on mukana sekä julkisia, että liikemaailman osapuolia. Aloite toimii tiiviissä yhteistyössä World Business Council For Sustainable Development:n (WBCSD) ja World Resourse Institute:n (WRI) kanssa. Aloitteessa on tehty linjauksia suorien ja epäsuorien kasvihuonekaasujen laskennasta sekä määritetty joitakin toimiala- ja tuotekohtaisia laskentakriteerejä. Aloitteessa ei ole vielä määritetty erityisesti vesihuoltolaitoksen toimintaan liittyviä kasvihuonekaasujen kirjanpidon tai laskentamenetelmiä. Maiden välisenä ilmastonmuutoksen hillinnän työkaluna on niin kutsuttu Kioton pöytäkirja. Kioton pöytäkirja on lisäys YK:n ilmaston lämpenemistä käsittelevään

Sivu 5 (73) sopimukseen. Kioton pöytäkirjan ratifioivat teollisuusmaat sitoutuvat vähentämään 2008 2012 kasvihuonekaasupäästöt alle tietyn prosenttiosuuden vuoden 1990 päästöistä. Kioton pöytäkirjassa on määritelty, että kasvihuonekaasupäästöt esitetään hiilidioksidiekvivalenttitonneina. Kansainvälisistä toimijoista huolimatta varsinaista yhdenmukaista ohjeistusta hiilijalanjäljen laskentaan ei ole. Kansainvälinen ISO-standardi, jossa tullaan määrittelemään hiilijalanjäljen laskennassa huomiotavat periaatteet, on tällä hetkellä kehitteillä. Hiilijalanjäljellä yleensä kuvataan jonkin tuotteen, palvelun tai toiminnon aiheuttamaa ilmastokuormaa eli paljonko kasvihuonekaasuja kyseisen tuotteen, palvelun tai toiminnon tuottamisessa syntyy. 3.2 Työn rajaus Tässä työssä keskityttiin tarkastelemaan hiilijalanjälkeä Kioton pöytäkirjan kattamien kasvihuonekaasujen eli hiilidioksidin (CO 2 ), metaanin (HN 4 ) ja typpioksiduulin (N 2 O) kautta. Epäsuorat kasvihuonekaasut kuten mm. otsoni, typen oksidit, hiilimonoksidi sekä haihtuvat orgaaniset yhdisteet on jätetty hiilijalanjäljen laskennan ulkopuolelle. Hiilijalanjälki muodostuu suorista ja epäsuorista päästöistä. Suora hiilijalanjälki Suora hiilijalanjälki muodostuu välittömistä, omasta toiminnasta aiheutuvista päästöistä. Vesihuoltolaitoksen suora hiilijalanjälki muodostuu itse tuotetusta energiasta, prosessista vapautuvista päästöistä (lietteen käsittely sekä ilmastus ja esi-ilmastus), laitoksen työajoista ja päivittäisistä työmatkoista. Epäsuora hiilijalanjälki Epäsuorilla hiilijalanjäljellä tarkoitetaan toimintaan liittyvien välillisten toimien päästöjä. Epäsuoria kasvuhuonekaasupäästöjä muodostuu kemikaalien ja jätteiden kuljetuksien päästöistä sekä ostetun energiantuotannon päästöistä. Tässä hankkeessa tarkastelu rajoitettiin vesihuoltolaitoksen toimipaikkakohtaiseen tarkasteluun painottuen energiatehokkuuteen ja laitoksen toimintoihin. Tarkastelussa ei ole otettu huomioon verkoston, vesistöön johdettavien vesien, laitoksen rakentamisen eikä lietteen jatkokäsittelyn (kuten kompostoinnin) päästöjä. Tarkastelua ei myöskään ole syvennetty elinkaaritutkimuksen tasolle. 3.3 Laskentaperusteet ja epävarmuustekijät Hiilijalanjälkilaskennan lähtötietoina on käytetty kyseiselle päästölähteelle soveltuvia kertoimia sekä tilastollisia tietoja, jotka on kuvattu tarkemmin jäljempänä. On tärkeä ymmärtää, etteivät käytettävät kertoimet ja laskennan tulokset edusta absoluuttista totuutta, mutta antavat käyttökelpoisen arvion laskentakohteen CO 2 -päästövaikutuksista. Yksinkertaista oikeaa tai tarkkaa menetelmää on vaikea kehittää, koska laskennan kautta saadun lopputuloksen oikeellisuus ja tarkkuus perustuu aina niihin lähtöoletuksiin, joita sovellettava menettely sisältää. Hiilijalanjälkien laskennassa käytetyt kertoimet ja laskentaperusteet on esitetty tarkemmin liitteessä 1.

Energian tuotanto Sivu 6 (73) Energian tuotannon päästöt voivat olla joko suoria tai epäsuoria riippuen tuotetaanko energia itse vai ostetaanko se ulkopuolelta. Energian tuotannon hiilijalanjälki on molemmissa tapauksissa laskettu hyödyntäen Energiateollisuus Ry:n tilastoja vuosilta 2007 2008. Sähköntuotannon päästöinä on käytetty Suomessa vuosina 2007 2008 tuotetun sähkön keskimääräistä päästöä 225 gco 2 /kwh. Laskennassa on otettu huomioon sähköverkon hävikkinä noin 3 %. Kaukolämmön laskennassa on käytetty Motivan ja Suomen Kaukolämpöyhdistyksen tilastoja yhteistuotannolla tuotetun kaukolämmön keskimääräisenä hiilidioksidipitoisuutena 220 gco 2 /kwh ja erillistuotetun 250 gco 2 /kwh. Laskennassa on huomioitu kaukolämmön hävikkinä noin 10 %. Laskennassa käytettiin Suomen energiantuotannon keskimääräisiä päästöpitoisuuksia, jotta vesihuoltolaitoksien ostetun energian tuotannon päästöjen osuus saatiin vertailukelpoiseksi. Yleisen linjauksen (IPCC, 2007) mukaisesti biomateriaalista peräisin olevan tuotetun energian päästöjä ei huomioida kasvihuonekaasulaskennassa. Laitosten itse mädättämökaasusta tuottamaan energian päästöjä ei ole siis huomioitu laskennoissa. Vanhankaupungin puhdasvesilaitos ostaa noin puolet kuluttamastaan lämmöstä Viikinmäen jätevedenpuhdistamolta. Muilla tarkastelluilla laitoksilla oli omaa lämmöntuotantoa mädättämökaasusta. Näiden osuutta ei ole huomioitu hiilijalanjäljessä, koska energia on tuotettu biologisesta alkuperästä olevasta mädättämökaasusta. Laitoksilla oli käytössä omia sähkö- ja lämpövoimalaitoksia, joissa käytetään polttoöljyä. Voimalaitosten päästöt huomioitiin hiilijalanjälkilaskennassa. Liikkuminen ja liikenne Liikkumisen ja liikenteen päästöt ovat joko suoria tai epäsuoria riippuen onko liikkuminen laitoksen henkilökunnan tekemää vai onko liikkuminen epäsuoraa, kuten ulkopuolisen tahon suorittamaa. Liikkumisen ja liikenteen hiilijalanjälki on molemmissa tapauksissa laskettu hyödyntäen VTT:n Lipasto -tietokannan päästökertoimia. Lipastotietokantaan on kerätty liikenteen aiheuttamat pakokaasupäästöt perusvuonna 2007. Lipaston yksikköpäästöissä on laskettu hiilidioksidiekvivalentti, jossa on huomioitu hiilidioksidin, metaanin sekä typpioksiduulin päästöt. Työntekijöiden liikkumisen matka, kemikaalien kuljetusetäisyydet arvioitiin vesihuoltolaitokselta saatujen lähtötietojen perusteella. Laitoksen sisäisellä liikenteellä/liikennesuoritteella tarkoitetaan laitoksen työntekijöiden tekemiä ajoja (autot ja työkoneet), jotka liittyvät laitoksen toimintaan. Työmatkat pitävät sisällään työntekijöiden päivittäiset työmatkat kotoa töihin ja takaisin kotiin. Liikkumisen ja liikenteen laskentaperusteet on kuvattu liitteessä 1. Kokonaishiilijalanjäljessä käytetään termiä laitoksen liikennöinti. Tämä pitää sisällään niin laitoksen sisäisen liikenteen, työntekijöiden työmatkat, kuin myös laitoksen käyttämien kemikaalien ja muodostuneiden jätteiden kuljettamisesta aiheutuneet päästöt. Laitoksen liikennöinnillä on haluttu kuvata laitoksen toimintaan liittyvän liikkumisen hiilijalanjäljen osuutta kokonaisuudesta.

Prosessissa muodostuvat päästöt Sivu 7 (73) Vesihuoltolaitoksen prosesseista syntyvät päästöt ovat suoria päästöjä. Vesihuoltolaitoksilla syntyy suoria kasvihuonekaasupäästöjä jäteveden puhdistusprosessista ja lietteenkäsittelystä. Näitä haihduntapäästöjä voidaan arvioida laskennallisesti tai mittauksin. Haihduntapäästöjen mittaaminen on Suomessa hyvin vaikeaa, sillä suurin osa puhdistamoista on kattamattomia laitoksia ja mittausten tekeminen luotettavasti on hankalaa. Mittaustuloksia jäteveden puhdistuksen aikaisista haihduntapäästöistä on Helsingin Veden Viikinmäen jätevedenpuhdistamolta vuodelta 2007. Haihduntapäästömittauksista johdettiin päästökertoimet ilmastuksen sekä lietteenkäsittelyn haihduntapäästöille (mädätetyn lietteen varastoinnin päästöt). Päästömittausten tarkoituksena oli selvittää puhdistamon kasvihuonekaasupäästöt Euroopan päästörekisterin raportointia varten (PRTR-raportointi). Tässä työssä käytettiin haihduntapäästöjen arvioinnissa pohjana Helsingin Veden mittaustuloksia ja niiden avulla luotua laskentamallia (PRTR-malli). Alla olevaan taulukokkoon 3.1 on koottu PRTR:n mallin mukaiset päästökertoimet. Taulukko 3.1. PRTR:n mallin mukaiset päästökertoimet Päästöt / Päästölähteet Jätevesi kg/m3 BOD 7 kg/kg Poistettu typpi kg/kg Biokaasu kg/m3 Metaani, CH4 0 0,0131 0 0,00731 Hiilioksidi, CO 2 (bio) 0 0,878 0 1,79 Hiilioksidi, CO 2 (fossiilinen) 0 0 0 0 Dityppioksidi, N 2 O 0 0 0,01620 0 Ilmastuksen aikaiset päästöt lasketaan taulukon mukaisesti jätevesivirtaaman, tulevan jäteveden BOD 7 kuorman sekä typen vähenemän kautta. Biokaasumäärän avulla saatavat päästömäärät kuvaavat lietteenkäsittelyn aikana muodostuvia kaasuja. Laskentaperusteet on kuvattu tarkemmin liitteessä 1. Jäteveden puhdistuksen hiilidioksidipäästöt ovat kasvihuonekaasutarkasteluissa neutraaleja, koska jäteveden hiili on biologista alkuperää. Siksi esimerkiksi hiilidioksidipäästöjä ilmastusaltaista sekä lietteenkäsittelystä ei huomioida laskennassa. Ilmastuksen ja muiden prosessien aikana muodostuvat metaani- ja typpioksiduulipäästöt kuitenkin otetaan huomioon laskennassa. Käytettävät kemikaalit Kemiakaalien kuljetuksien päästöt otettiin tarkastelussa huomioon epäsuorina päästöinä ja ne huomioitiin laitosten kokonaishiilijalanjäljessä laitoksen liikennöintiin liittyvässä osassa. Kemikaalien valmistuksen päästöt ovat myös epäsuoria päästöjä, mutta niiden osalta hiilijalanjälkeä tarkasteltiin erillisenä osana saatavissa olevien tietojen puutteiden ja epävarmuustekijöiden takia. Kemikaalien valmistamisen vaikutusta laitoksien hiilijalanjälkeen ei ole tarkasteltu laitoskohtaisissa kappaleissa, vaan niitä on tarkasteltu erikseen loppuyhteenvedossa kappaleessa 8.2.3.

Sivu 8 (73) Kemikaalien valmistamisen ympäristökuormitusta selvitettiin keräämällä tietoa kirjallisuudesta ja kemikaalivalmistajilta. Tietojen selvittäminen hyvin yksityiskohtaisesti ja yhtenevästi oli vaikeaa, sillä kaikista kemikaaleista ei ole tehty tarkkoja elinkaarilaskelmia. Osasta kemikaaleista oli saatavilla ainoastaan valmistusvaiheen energiankulutus ja muutamasta kemikaalista oli selvillä niiden aiheuttamat kasvihuonekaasupäästöt elinkaarimallinnuksen kautta. Tästä syystä kemikaalien tuotannon osalta kerättiin pääosin energiankulutustiedot sekä kemikaalien kuljetusmatkat. Alla olevassa taulukossa 3.2 on esitelty eri laitoksilla käytettävät kemikaalit ja niiden kulutus. Taulukko 3.2. Laitosten kemikaalien kulutukset vuositasolla Kemikaalit / laitos Vanhakaupunki Ali-Juhakkala Paroinen Suomenoja tonnia/a Poltettu kalkki 988 ek ek ek Ferrisulfaatti / ferrosulfaatti 1 878 874 929 3 805 Natriumhypokloriitti 266 ek ek ek Happi 342 ek ek ek Hiilidioksidi 712 ek ek ek Ammoniakkivesi 21 ek ek ek Polymeeri ek 22 17,3 48 Meesatuhka ek ek 1 138 ek Natriumkarbonaatti eli sooda ek ek ek 1 117 Metanoli ek ek ek 1 987 ek = ei laitoksella käytössä Tutkimuksessa keskityttiin kemikaaleihin, jotka muodostavat määrällisesti noin 70 90 % vesihuoltolaitoksien kemikaalien kokonaiskulutuksesta. Tarkastelussa olivat mukana ferro- ja ferrisulfaatti, poltettu kalkki, hiilioksidi, meesatuhka ja natriumkarbonaatti eli sooda. Ferrisulfaatin valmistuksen tiedot olivat saatavissa Kemiran elinkaaritutkimuksesta, jossa on selvitetty kahden eri ferrisulfaattituotteen elinkaaren aikaisia päästöjä. Ferrosulfaatin elinkaaritietoja tai valmistusprosessin energiankulutustietoja ei ollut saatavilla. Siitä syystä tässä tutkimuksessa käytettiin ferrisulfaattivalmisteiden tietoja, myös ferrosulfaatin osalta. Tämä tekijä tulee huomioida loppuyhteenvedossa olevaa kemikaalien vaikutuksien tarkasteltaessa. Hiilidioksidin valmistuksen energiankulutustiedot laskettiin Pöyryn asiantuntijan avustuksella. Hiilidioksidi oletettiin valmistettavan vedyn valmistuksen sivutuotteena (raaka-aineena maakaasu). Hiilidioksidin valmistuksen energiankulutustietoina käytettiin talteenotetun hiilidioksidin puhdistuksen ja nesteyttämisen vaatimaa energiaa. Natriumkarbonaatin tiedot saatiin tietokannasta (Chalmers University of Techology, CPM Database). Poltetun kalkin sekä hapen tiedot saatiin kirjallisuuslähteestä (Ympäristölupa SMA Saxo Mineral Oy, Ympäristölupa AGA Oy). Luvut ovat suuntaaantavia, koska ne perustuvat laitoskohtaiseen energiankulutustietoon. Meesatuhkaa

Sivu 9 (73) muodostuu sellutehtailla tuotannon sivu-/jätetuotteena. Meesatuhkan tuotannon energiankulutustietoja ei ollut saatavilla, mutta koska sellutehtaan tuotantoprosessi on energiaylijäämäinen ja sen energialähteenä on bioperäinen puutavara, niin tässä tutkimuksessa meesatuhkan tuotannon päästöt oletettiin neutraaleiksi. Selvityksen ulkopuolelle jätettiin ammoniakki, metanoli sekä polymeerit. Näiden yhteisosuus kemikaalien kokonaiskulutuksesta (metanoli ja polymeeri) oli suurimmillaan noin 30 % Suomenojan laitoksella. Muilla laitoksilla vain noin 10% kemikaalien kokonaiskulutuksesta jätettiin selvityksen ulkopuolelle. Metanolin sekä polymeerien osalta ei valmistuksenaikaisia energiankulutustietoja ollut kirjallisuudesta saatavilla. Kuvassa 3.1. on esitelty kemikaalien valmistuksessa energiankulutuksen kautta aiheutuvat hiilidioksidipäästöt. Kemikaalien tuotannon päästöt 300 250 200 gco2 ekv. /kg 150 100 50 0 Ferrosulfaatti Ferrisulfaatti Hiilidioksidi Happi Poltettu kalkki Meesatuhka Sooda Kuva 3.1. Kemikaalien valmistuksen aikaiset hiilidioksidipäästöt 4 HELSINGIN VESI 4.1 Laitoksen esittely Vanhankaupungin vedenpuhdistuslaitos sijaitsee Helsingin Koskelassa Jokiniementien ja Vantaanjoen välissä. Laitoksen selkeytysosa on rakennettu vuonna 1928 (peruskorjattu 1988) ja sitä laajennettiin toimisto- ja kemikalointirakennuksella vuonna 1964. Hiekkasuodatus valmistui 1970 ja korkeapainepumppaus 1971. Otsonilaitos valmistui vuonna 1979 ja aktiivihiililaitos 1997. Vanhankaupungin vedenpuhdistuslaitos koostuu seuraavista prosessiyksiköistä ja vaiheista: tunnelin pystykuilu alkukemikalointikaivo (ferrisulfaatin syöttö)

veden jako hiutalointiin ja hiutalointi selkeytys hiekkasuodatus vesien kokoaminen ja ph:n säätö kalkilla (jälkikemikalointi 1) otsonointi CO 2 lisäys otsonoinnin jälkeisen kontaktikanavan alkuun tulopumppaus (vain poikkeustilanteissa jokijakson aikana) aktiivihiilisuodatus UV-desinfiointi NaOCl:n ja NH 3 :n lisäys jälkikemikalointi 2 (ph:n säätö CO 2 :lla ja kalkilla) välipumppaus varastointi puhdasvesialtaissa korkeapainepumppaus Sivu 10 (73) Kuvassa 3.1 on esitetty Vanhankaupungin vedenpuhdistuslaitoksen periaatteellinen prosessikaavio. Kuva 4.1 Vanhankaupungin vedenpuhdistuslaitoksen prosessikaavio. 4.2 Laitoksen energiankäytön nykytilanne Tarkasteluvuodeksi Vanhankaupungin vesilaitoksen osalta otettiin vuosi 2007, koska vuosi 2008 oli vesilaitoksen toiminnan kannalta poikkeuksellinen Päijännetunnelin remontin aiheuttaman jokijakson vuoksi. Raakavesi laitokselle vuonna 2008 otettiin pääasiassa Vantaanjoesta, joten luotettavien lähtötietojen saaminen vuodelta 2008 ei olisi ollut mahdollista. Vuonna 2007 Vanhankaupungin laitoksen sähköenergian kulutus oli yhteensä 12 693 MWh, josta 12 677 MWh ostettiin Helsingin Energialta ja 16 MWh tuotettiin varavoimakoneilla. Kuvassa 4.2 on esitetty kuukausittainen sähköenergiankulutus Vanhankaupungin vesilaitoksella vuonna 2007. Tarkasteluvuonna 2007 Vanhankaupungin vesilaitokselta pumpattiin verkostoon yhteensä 36 232 000 m 3 vettä, mikä tarkoittaa, että sähköenergiaa kulutettiin 0,35 kwh/m 3. Elokuulle ajoittuva piikki sähkönkulutuksessa selittyy ilmankuivaimien käytöstä. Ilmankosteus prosessitiloissa nousee elokuussa huomattavasti, minkä takia ilmaa joudutaan kuivaamaan. Heinäkuussa 2007 vedenkulutus sekä verkostopumppaukseen käytetty sähköenergia olivat vuoden alhaisimmat, tästä syystä vesilaitoksen alhaisin sähkönkulutus sijoittui heinäkuulle.

Sivu 11 (73) Kuukausittainen sähköenergiankulutus, kwh 1 150 000 1 100 000 1 050 000 1 000 000 950 000 900 000 Tammi Helmi Maalis Huhti Touko Kesä Heinä Elo Syys Loka Marras Joulu Kuva 4.2 Kuukausittainen sähkönkulutus Vanhankaupungin vesilaitoksella vuonna 2007. Kuvassa 4.3 on esitetty sähkönkulutuksen jakautuminen Vanhankaupungin vesilaitoksella eri yksiköiden kesken. Ylivoimaisesti suurin sähköenergian kuluttaja on korkeapainepumppaus verkostoon, joka käsittää yli 60 % kokonaissähköenergiankulutuksesta. Toiseksi suurimpana sähköenergiankuluttajana on hiekkasuodatuksen ja välipumppauksen 14 %:n osuus, joka koostuu pääasiassa välipumppauksesta. Välipumppauksella tarkoitetaan puhdistetun veden pumppausta puhdasvesisäiliöön, josta vesi pumpataan edelleen verkostoon. Sähkönkulutuksen jakautuminen Vanhankaupungin vesilaitoksella 2007 Helsingin energia: 12 677 MWh Varavoima: 16 MWh KP-PUMPPAUS 14 % 10 % OTSONOINTILAITOS KEMIKAALIRAKENNUS. 9 % 5 % 62 % HIEKKASUODATUS JA VÄLIPUMPPAUS AKTIIVIHIILILAITOS Kuva 4.3 Sähkönkulutuksen jakautuminen Vanhankaupungin vesilaitoksella 2007.

Sivu 12 (73) Vanhankaupungin vesilaitos on yhdistetty kaukolämpöverkkoon. Vuonna 2007 Vanhankaupungin laitoksen lämpöenergian kulutus oli yhteensä 3 790 MWh, josta 1 971 MWh ostettiin Helsingin Energialta ja 1 819 MWh tuotettiin biokaasusta Helsingin Veden jätevedenpuhdistamolla Viikinmäessä. Kuvassa 4.4. on kuvattu lämpöenergian hankinnan kuukausittainen jakautuminen Helsingin energialta ostettuun sekä Viikinmäessä tuotettuun lämpöenergiaan vuonna 2007. Lämpöenergianhankinta Vanhankaupungin vesilaitoksella 2007, MWh 600 500 400 300 200 100 0 TAMMI MAALIS TO UKO HEINÄ SYYS MARRAS Viikinmäki HKE Kuva 4.4 Lämpöenergian hankinnan kuukausittainen jakautuminen Vanhankaupungin vesilaitoksella 2007. 4.3 Potentiaaliset energiansäästökohteet ja toimenpide-ehdotukset Laitosauditoinnin, haastattelujen ja lähtötietojen läpikäynnin jälkeen tarkasteltaviksi potentiaalisiksi energiansäästökohteiksi Vanhankaupungin vesilaitoksella valittiin seuraavat kohteet: Korkeapainepumppaus Suodattimien huuhteluvesien otto välipumppaamosta Lämmöntalteenoton kannattavuuden selvittäminen rakennuksissa, joissa sitä ei ole toteutettu 4.3.1 Korkeapainepumppaus Korkeapainepumppaus Vanhankaupungin vesilaitoksella jakaantuu kahteen linjaan Alppilan ja Myllypuron linjoihin. Korkeapainepumppuja on yhteensä 7. Pumput 1-3 pumppaavat Alppilan linjaan, ja pumput 4-7 pumppaavat Myllypuron suuntaan. Alppilan linjan pumput (1 3) on uusittu vuonna 2004, tällöin ei uusittu pumppujen moottoreita, jotka ovat vuodelta 1971. Myllypuron linjaan pumppaavat pumput (4-7) ovat hankitut vuonna 1971 ja ne edustavat moottoreiden energiankulutuksen sekä hyötysuhteiden osalta jo vanhentunutta tekniikkaa. Kaikki pumput toimivat nyt 3 kv:n jännitteellä, eikä niillä ole taajuusmuuttajaohjausta. Säätö suoritetaan pumpun tai pumppuyhdistelmän valinnan avulla. Pumppuyhdistelmän valinnalle on olemassa

Sivu 13 (73) optimointiohjelma, joka ei kuitenkaan ole automaation ohjaamana käytössä, vaan käyttäjä tekee valinnan kokemukseensa perustuen. Käyttövarmuutta silmällä pitäen on harkittu siirtymistä taajuusmuuttajaohjattuihin pumppuihin. 3 kv:n jännitteellä toimiville pumpuille on pumppukohtaisen taajuusmuuttajaohjauksen järjestäminen kallis toteutettavaksi, tämän vuoksi on tutkittu siirtymistä 690 V:n jännitteeseen. 690 V:n muuntaja ja sähkökeskustilat sekä kaapelointi täytyy rakentaa jännitteen muutoksen yhteydessä. Investointikustannuksissa on huomioitu näistä johtuvat kustannukset. Vanhojen pumppujen hyötysuhteen on arvioitu olevan 76 % (Vanhankaupungin energiaselvitys, Pöyry Energy Oy, v. 2003). Vuonna 2004 uusittujen pumppujen hyötysuhde on noin 77 %. Vaihdettaessa 2004 vuoden pumppuihin uudet energiatehokkaat moottorit, tulee kokonaishyötysuhteeksi arviolta noin 80 %. Uusien energiatehokkaiden pumppujen ja moottoreiden yhdistelmän kokonaishyötysuhteen on laskelmassa oletettu olevan 85 %. Vuonna 1971 hankitut pumput ovat käyttöikänsä päässä, joten ne tuli saneerata peruskorjaamalla tai vaihtamalla uusiin viiden seuraavan vuoden aikana. Korvausinvestoinnin arvo on esitetty alla olevissa taulukoissa, ja on vähennetty taulukoissa esitetyistä kokonaiskustannuksista. Vaihtoehto A: uusitaan vain kapasiteetin ja säädettävyyden kannalta tarpeellisin osin pumput ja varusteet. Nykyisellä laitoksen kapasiteetilla (vuonna 2007 keskimäärin noin 4140 m 3 /h) pumppujen uusimisen investointikustannukset ovat noin 1,4 M, sisältäen seuraavat toimenpiteet: Myllypuron linjan pumput 4 ja 5 korvataan uusilla Uusiin pumppuihin asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit (2 kpl) Alppilan linjan pumppuihin 1, 2 ja 3 asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit (3 kpl) Pumppuihin 1, 2 ja 3 vaihdetaan nopeussäätöön soveltuvat kytkimet Viiteen pumppuun asennetaan taajuusmuuttajat Säästöpotentiaali on yhteensä noin 840 MWh/a. Taulukossa 4.1. on esitetty laskelma investoinnin kannattavuudesta. Taulukko 4.1. Korkeapainepumppujen ja moottoreiden uusiminen laitoksen nykyisellä kapasiteetilla. Korkeapainepumppaus, vuoden 2007 pumppaustiedoilla Energiankulutus v. 2007 7 904 MWh/a Energiankulutus uusituilla pumpuilla ja moottoreilla 7 241 MWh/a Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 46 419 /a Korkeapainepumppauksen korvausinvestointi (arvio) 360 000 Korkeapainepumppauksen investointi (arvio) (* 1 420 000 Takaisinmaksuaika (korkokanta 5 %) > 100 a (* Investoinnista on vähennetty korvausinvestoinnin arvo. (Ts. Ne käyttöikänsä päässä olevat pumput ja moottorit sekä putkivarusteet on uusittu, jotka kapasiteetin toteuttamiseksi minimissään vaaditaan.)

Sivu 14 (73) Laitoksen kapasiteetin nostoa 8000 m 3 /h:iin, sekä verkoston hallintaa silmälläpitäen varten korkeapainepumppausta joudutaan saneeraamaan. Kokonaisuudessaan investointi on noin 2,1 M, seuraavat toimenpiteet suorittaen: Myllypuron linjan pumput 4,5 ja 6 korvataan uusilla Uusiin pumppuihin asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit (3 kpl) Alppilan linjan pumppuihin 1, 2 ja 3 asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit (3 kpl) Pumppuihin 1, 2 ja 3 vaihdetaan nopeussäätöön soveltuvat kytkimet Kuuteen pumppuun asennetaan taajuusmuuttajat Säästöpotentiaali laitoksen kohonneella kapasiteetilla on noin 1 580 MWh/a verrattuna nykyisiin pumppuihin. Taulukko 4.2. Korkeapainepumppujen ja moottoreiden uusiminen laitoksen kapasiteetilla 8000 m 3 /h. Korkeapainepumppaus, tilanteessa 8000 m 3 /h Nykyisillä pumpuilla energiankulutus (8000 m 3 /h) 14 847 MWh/a Energiankulutus uusituilla pumpuilla ja moottoreilla 13 931 MWh/a Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 64 134 /a Korkeapainepumppauksen korvausinvestointi (arvio) 530 000 Korkeapainepumppauksen investointi (arvio) (* 1 600 000 Takaisinmaksuaika (korkokanta 5 %) > 100 a (* Investoinnista on vähennetty korvausinvestoinnin arvo. (Ts. Ne käyttöikänsä päässä olevat pumput ja moottorit sekä putkivarusteet on uusittu, jotka kapasiteetin toteuttamiseksi minimissään vaaditaan.) Investointi ei ole kannattava, huomioiden pelkästään energiansäästön avulla saatu kustannushyöty. Laitoksen kapasiteetin noustessa 8 000 m 3 /h voidaan korkeapainepumppaus uusia hydraulisilta ja mekaanisilta osiltaan, uusimatta moottoreita. Tällöin investointi on laskennallisesti kannattava (taulukko 4.3.). Taulukko 4.3. Korkeapainepumppujen hydraulisten ja mekaanisten osien uusiminen laitoksen kapasiteetilla 8 000 m 3 /h. Korkeapainepumppaus, minimi-investointi tilanteessa 8000 m 3 /h Nykyisillä pumpuilla energiankulutus (8000 m 3 /h) 14 847 MWh/a Energiankulutus uudet pumput, vanhat moottorit 14 145 MWh/a Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 49 155 /a Korkeapainepumppauksen investointi (arvio) (** 510 000 Takaisinmaksuaika (korkokanta 5 %) 15,0 a (** Investointi on käytännössä korvausinvestointia, ja ne käyttöikänsä päässä olevat pumput, moottorit sekä putkivarusteet on uusittu, jotka kapasiteetin toteuttamiseksi minimissään vaaditaan.

Sivu 15 (73) Vaihtoehto B: Kaikkien normaalisti käytössä olevien pumppujen kokonaishyötysuhteen tulee olla vähintään 85 %. Uusimalla kaikki pumput korkean hyötysuhteen pumppuihin ja moottoreihin päästään täysimääräiseen energiansäästöpotentiaaliin. Laitetoimittajalta tulee takuuarvona vaatia vähintään 85 % kokonaishyötysuhdetta uusille hankittaville pumpuille. Vanhemmat, hyötysuhteeltaan alhaisemmat pumput jäävät varakäyttöön. Tällöin tulee tehdä seuraavat toimenpiteet nykyisen kapasiteetin tilanteessa: Pumput 1,2,4,6 korvataan uusilla Pumput 3,5 peruskorjataan ja niihin vaihdetaan nopeussäätöön soveltuvat kytkimet Uusiin pumppuihin asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit Pumppuihin 3 ja 5 asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit Neljään uusittavaan pumppuun asennetaan taajuudenmuuttaja Säästöpotentiaali on yhteensä noin 840 MWh/a. Taulukossa 4.4. on esitetty laskelma investoinnin kannattavuudesta. Taulukko 4.4. Korkeapainepumppujen ja moottoreiden uusiminen laitoksen nykyisellä kapasiteetilla. Korkeapainepumppaus Nykyinen energiankulutus (v. 2007) 7 904 MWh/a Energiankulutus uusituilla pumpuilla jamoottoreilla 7 067 MWh/a Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 58 566 /a Korkeapainepumppauksen korvausinvestointi (arvio) 460 000 Korkeapainepumppauksen investointi (arvio) (* 1 300 000 Takaisinmaksuaika (korkokanta 5 %) > 100 a (* Investoinnista on vähennetty korvausinvestoinnin arvo. (Ts. Ne pumput ja moottorit sekä putkivarusteet on uusittu, jotka kapasiteetin toteuttamiseksi minimissään vaaditaan.) Laitoksen kapasiteetin nostoa 8000 m 3 /h:iin, sekä verkoston hallintaa silmälläpitäen varten korkeapainepumppausta joudutaan saneeraamaan. Kokonaisuudessaan investointi on noin 2,1 M, josta korvausinvestoinnin osuus on noin 0,6 M. Kustannusarvio sisältää seuraavat toimenpiteet: Pumput 1,2,4,6,7 korvataan uusilla Pumput 3,5 peruskorjataan ja niihin vaihdetaan nopeussäätöön soveltuvat kytkimet Uusiin pumppuihin asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit Pumppuihin 3 ja 5 asennetaan IE2 IEC 60034-30;2008 moottorit Viiteen uusittavaan pumppuun asennetaan taajuudenmuuttaja Säästöpotentiaali laitoksen kohonneella kapasiteetilla on noin 1 580 MWh/a verrattuna nykyisiin pumppuihin.

Sivu 16 (73) Taulukko 4.5. Korkeapainepumppujen ja moottoreiden uusiminen laitoksen kapasiteetilla 8000 m 3 /h. Korkeapainepumppaus Nykyisillä pumpuilla energiankulutus (8000 m 3 /h) 14 943 MWh/a Energiankulutus uusituilla pumpuilla ja moottoreilla 13 361 MWh/a Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 110 754 /a Korkeapainepumppauksen korvausinvestointi (arvio) 590 000 Korkeapainepumppauksen investointi (arvio) (* 1 530 000 Takaisinmaksuaika (korkokanta 5 %) 25,8 a (* Investoinnista on vähennetty korvausinvestoinnin arvo. (Ts. Ne pumput ja moottorit sekä putkivarusteet on uusittu, jotka kapasiteetin toteuttamiseksi minimissään vaaditaan.) YHTEENVETO KORKEAPAINEPUMPPAUKSESTA Korkeapainepumppaus v. 2007 8 000 m 3 /h Nykyisillä pumpuilla Pumppaus keskimäärin m 3 /h 4 194 8 000 Vuosittainen pumpattu vesimäärä m 3 /a 36 232 000 69 112 000 Vuotuinen pumppausenergia kwh/a 7 904 000 14 943 000 Keskimääräinen nostokorkeus m 61 61 Keskimääräinen kok. hyötysuhde (arvio) % 76,4 76,7 Pumppauksen tehokkuus, kwh/m 3 /100m 0,36 0,36 Uudet pumput ja moottorit Vuotuinen pumppausenergia kwh/a 7 067 000 13 361 000 Vuosittainen pumpattu vesimäärä m 3 /a 36 232 000 69 112 000 Keskimääräinen nostokorkeus m 60,8 60,8 Keskimääräinen kok. hyötysuhde (vaadittu) % 85 85 Pumppauksen tehokkuus, kwh/m 3 /100m 0,32 0,32 Pumppausenergian säästö (arvio) kwh/a 837 000 1 582 000 Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) 59 000 111 000 Investointiarvio, korvausinvestoinnit vähennetty 1 300 000 1 530 000 Takaisinmaksuaika (Korkokanta 5 %) > 100 25,8 Siirtyminen 690 V:n jännitteeseen ja pumppukohtaiseen taajuusmuuttajaohjaukseen laitoksen nykyisen kapasiteetin tilanteessa ei ole investointina kannattava. Kapasiteettitilanteessa 8000 m 3 /h nykyisten pumppujen mekaanisten osien uusinta, sekä pitäytyminen 3 kv:n sähköjärjestelmässä on energiansäästön ja investoinnin kannattavuus arvioiden perusteltavissa oleva hankinta. Kapasiteettitilanteessa 8000 m 3 /h myös uusimpien vuonna 2004 hankittujen pumppujen vaihtaminen entistä energiatehokkaampiin pumppu- ja moottoriyhdistelmiin 690 V:n järjestelmässä tuo merkittävän energiasäästön, joka maksaa investoinnin takaisin, olettaen että uudet pumput kestävät käytössä samalla tavalla kuin nyt käytössä useita vuosikymmeniä olleet.

Sivu 17 (73) Investoinnit eivät kuitenkaan ole vertailtavissa ainoastaan energiansäästöpotentiaalin ja takaisinmaksuajan perusteella, myös korkeapainepumppauksen käyttövarmuus tulee huomioida. Pumppukohtaisella taajuusmuuttajaohjauksella voidaan myös optimoida korkeapainepumppausta nykyistä paremmin, vastaamaan verkoston tarpeita ja ylävesisäiliöiden vedenpintaohjauksen toimintaperiaatteita. 4.3.2 Suodattimien huuhteluvesipumppaus Vanhankaupungin vesilaitoksen hiekkasuodattimien huuhteluvetenä käytetään puhdistettua talousvettä, joka otetaan Myllypuron korkeapainelinjasta. Se johdetaan juoksuttamalla pesuvesisäiliöön (700 m 3 ), josta se johdetaan erillisen pesuvesilinjan kautta suodattimien pesuun. Keskimääräinen vesimäärä suodattimien pesussa on vuositasolla noin 250 000 280 000 m 3. Hiekkasuodinten huuhtelussa vaadittava paine on huomattavasti alhaisempi kuin verkon paine. Mikäli suodattimien pesussa käytettävä pesuvesi pumpattaisiin omalla pumppaamolla välipumppaamosta ennen puhdasvesialtaisiin pumppaamista, voidaan saavuttaa pumppausenergian säästöä. Tätä ennen on kuitenkin selvitettävä, voidaanko prosessia häiritsemättä toteuttaa erillinen pesuveden pumppaus. Helsingin Vedessä on tulevaisuudessa kaavailtu Vanhankaupungin vesilaitoksen kapasiteetin nostamista, mikä tarkoittaa, että myös hiekkasuodinten huuhtelun tarve kasvaa. Vanhankaupungin vesilaitoksen kapasiteetti on tällä hetkellä n. 6 000 m 3 /h, ja tulevaisuudessa laitoksen kapasiteetin on kaavailtu nousevan tasolle 8 000 m 3 /h. Tällöin vesimäärä kasvaa kolmanneksella, jolloin voitaisiin ajatella, että myös huuhteluvesien määrä kasvaa samassa suhteessa. Kun hiekkasuodatusta edeltävän selkeytyksen läpi johdetaan kolmannes enemmän vettä nykyiseen verrattuna, lyhenee viipymä selkeytysaltaissa ja selkeytystulos heikkenee. Tämä johtaa siihen, että selkeytyksestä poistuva vesi sisältää enemmän kiintoainetta kuin aikaisemmin, jolloin hiekkasuotimet likaantuvat aikaisempaa enemmän. Tämä taas lisää hiekkasuodinten huuhtelutarvetta merkittävästi. Näin ollen voidaan olettaa, että huuhtelutarve vähintään kaksinkertaistuu, mikäli kapasiteettia nostetaan lukemaan 8 000 m 3 /h. Hiekkasuodinten huuhteluun käytettävä vesimäärä olisi tällöin 500 000 560 000 m 3 /a. Alla olevassa taulukossa 4.6 on esitetty laskelma huuhteluvesien oman pumppaamon kannattavuudesta. Taulukko 4.6. Hiekkasuodinten pesuvesipumppaamon kannattavuuslaskelma. Hiekkasuodinten huuhteluvesipumppaus v. 2007 8 000 m 3 /h Vuosittainen pesuvesimäärä m 3 /a 250 000 280 000 500000 560000 Nykyinen pumppauskorkeus (verkoston painetasoon) m 56 56 56 56 Tarvittava nostokorkeus (putkihäviöt mukana) m 12 12 12 12 Keskimääräinen hyötysuhde % 70 70 70 70 Säästetty nostokorkeus (56-12) m 44 44 44 44 Pumppauksen tehokkuus, kwh/m 3 /100m 0,389 0,389 0,389 0,389 Pumppausenergian säästö kwh/a 42 821 47 960 85 643 95 920 Kustannussäästö (sähkön hinta 0,07 /kwh) /a 2 998 3 357 5 995 6 714 Investointi (arvio) 25 000 25 000 25 000 25 000 Takaisinmaksuaika (Korkokanta 5%) a 11,1 9,5 4,8 4,2

Sivu 18 (73) Nykytilanteessa, kun vuosittainen hiekkasuodinten huuhteluvesimäärä on välillä 250 000 280 000 m 3 /a on kustannussäästö sähköenergian osalta n. 3 000 /a. Tulevaisuudessa, jos/kun laitoksen kapasiteettia tullaan nostamaan, nousee kustannusvaikutus luokkaan 6 000 /a. Investoinnin voidaan todeta olevan kannattava, mikäli takaisinmaksuaika alittaa investoinnin käyttöiän. Koneiston osalta käytetään käyttöikänä tyypillisesti 15 vuotta, joten investointi on kannattava jo tämän päivän huuhteluvesivirtaamilla. 4.3.3 Lämmöntalteenotto Vanhankaupungin vanhemmissa rakennuksissa ei ole järjestetty lämmön talteenottoa. Lämmön talteenoton järjestäminen laitosalueen rakennuksiin parantaisi laitoksen lämpöomavaraisuutta. Lämmön talteenotto on kannattavaa rakennuskuutioiltaan yli 400 m 3 :n rakennuksien lämpimissä tiloissa (20-22 C), joissa lämmitys tapahtuu kaukolämmön avulla. Sähkölämmitettyjen tilojen rakennuskuutioraja on 200 m 3, johtuen sähkön hinnasta. Puolilämpimien (10 C) tilojen lämmön talteenotto ei kannata Etelä-Suomessa. Jos tilassa on sisäinen lämpökuorma, kuten pumppuja, lämmön talteenotto ei yleensä ole kannattavaa. Viranomaiset kuitenkin vaativat lämmön talteenottoa uudisrakentamisessa ja merkittävissä saneerauskohteissa. Laitokselle suositellaan tehtäväksi tarkempi selvitys lämmöntalteenoton kannattavuudesta rakennuksissa, joissa sitä ei ole toteutettu. 4.4 Laitoksen hiilijalanjälki 4.4.1 Suora hiilijalanjälki Vanhankaupungin puhdasvesilaitoksen suora hiilijalanjälki laskettiin itse tuotetusta energiasta (kevyt polttoöljy), laitoksen liikennesuoritteista ja päivittäisistä työmatkoista. Vanhankaupungin puhdasvesilaitoksella työskentelee keskimäärin 30 henkilöä. Työhön liittyviä ajojen liikennesuorite tarkasteluvuonna oli noin 21 000 km ja työntekijöiden työmatkoiksi arvioitiin noin 75 000 km. Puhdasvesilaitoksella on varavoimakone, jota koeajetaan säännöllisesti. Vuonna 2007 koeajoissa tuotettiin 16 MWh sähköä. Vanhankaupungin vedenpuhdistamon tarkasteluvuodeksi valittiin vuosi 2007, koska se kuvaa laitoksen toimintaa normaalioloissa; vuonna 2008 Päijännetunnelia saneerattiin ja Vanhankaupungin puhdistamolle otettiin raakavesi Vantaanjoesta. Kuvassa 4.5 on esitetty suoran hiilijalanjäljen muodostuminen tarkasteluvuonna 2007. Suora hiilijalanjälki Vanhankaupungin laitoksella oli 19 hiilidioksidiekvivalenttitonnia (tco 2 ekv./a), mikä tarkoittaa, että suora hiilijalanjälki oli noin 0,5 gco 2 ekv./m 3 puhdistettua raakavettä.

Sivu 19 (73) Suora hiilijalanjälki tco2 ekv./a Laitoksen sisäinen liikenne 20% Työmatkat 57% Oma sähköntuotanto 23% Kuva 4.5 Suora hiilijalanjälki Vanhankaupungin laitoksella 4.4.2 Kokonaishiilijalanjälki Kokonaishiilijalanjälkeen laskettiin lisäksi kemikaalien ja jätteiden kuljetukset, ostetun sähkön sekä lämmön päästöt. Vanhakaupunki kulutti tarkasteluvuotena 2007 yhteensä noin 4207 tonnia kemikaaleja ja jätettä muodostui noin 30 tonnia. Taulukossa 3.2 on esitetty käytettyjen kemikaalien määrät. Tulevaisuudessa kapasiteetin noston ja sitä kautta prosessimuutosten myötä kemikaalimäärät tulevat muuttumaan, mikä vaikuttaa mm. kemikaalikuljetusten kasvihuonekaasupäästöihin tulevaisuudessa. Vanhakaupunki kulutti tarkasteluvuonna 12 677 MWh sähköä ja 3790 MWh lämpöä. Sähkö ostettiin Helsingin Energialta. Lämpöä ostettiin 1971 MWh Helsingin Energialta, ja 1819 MWh tuotettiin Helsingin Veden Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla. Viikinmäessä tuotettu lämpö tuotetaan puhdistamolietteestä ja yleisen linjauksen (IPCC 2007) mukaan biomateriaalista tuotettua energiaa ei huomioida kasvihuonekaasutaselaskennoissa. Kuvassa 4.6 on esitetty laitoksen kokonaishiilijalanjälki. Tarkasteltu kokonaishiilijalanjälki on 3401 tco 2 ekv./a, joka on puhdistettuun vesikuutiota kohti 94 gco 2 ekv./m 3 Ostetun sähkön osuus hiilijalanjäljestä on 2852 tco 2 ekv./a ja lämmön osuus 434 tco 2 ekv./a Laitoksen toimintaan liittyvä liikennöinti aiheutti kokonaisuudessaan 110 tco 2 ekv./a päästöjä, josta kemikaalien kuljetukset muodostivat suurimman osan, 95 tco 2 ekv./a.