mainos_1046

Energiainfra ja uudet energiateknologiat (Kaukolämpö, kaukojäähdytys)
Energian tuotanto, jakelu ja varastointi (Lämpökeskukset ja -laitokset)
Energiatehokkuus ja energiansäästö (Lämmön talteenotto ja hyötykäyttö)

Lämpöä kannattaa varastoida

artikkelikuva: Lämpöä kannattaa varastoida

Lämpöenergian varastointi on merkittävä tapa ottaa ylijäämäenergiaa talteen sekä tasata kulutushuippuja esimerkiksi kylminä talvikausina. Toisaalta energiavarastot helpottavat uusiutuvan energian hyödyntämistä ja siirtymistä päästöttömään energiantuotantoon. Esimerkiksi Vantaan Kuusikonmäkeen kaavaillaan jättimäistä lämmön kausivarastoa. Muitakin hankkeita on Suomessa vireillä ja joitakin jo toteutettukin.

MONESTI LÄMMÖN varastointi on järkevää, koska silloin voidaan hyödyntää kesäaikaan tuotettua hukkalämpöä sekä jätteen energiahyödyntämisestä syntyvää ylijäämälämpöä myöhempää käyttöä varten. Talteen otettu lämpöenergia voidaan sitten tarvittaessa – muun muassa talven pitkinä pakkasjaksoina – purkaa varastosta ja käyttää vaikkapa kaukolämpöverkossa.

Energian varastointi tuo siis joustavuutta energian kulutustarpeen ja tuotannon välille. Lämmön varastoinnin arvioidaan myös olevan merkittävässä asemassa tulevien vuosien ja vuosikymmenien fossiilittomissa energiajärjestelmissä.

Nyt vireillä olevassa Vantaan Energian lämpövarastohankkeessa tarkoituksena on rakentaa kausivarasto, jossa kuumaan veteen varastoitaisiin muun muassa aurinko-, tuulija hukkalämmöstä saatavaa uusiutuvaa energiaa. Varaston kapasiteetiksi tulee 90 gigawattituntia (GWh), mikä vastaa keskisuuren suomalaisen kaupungin vuosittaista lämmönkulutusta.

”Energian varastointi tuo joustavuutta energian kulutustarpeen ja tuotannon välille.

”Lämmön kausivaraston esisuunnitteluvaihe on nyt meneillään ja tulevan toteutuksen konseptia hiotaan. Hanketta alettiin kaavailla jo kesällä 2021”, kertoo viestintä- ja yhdyskuntasuhteiden johtaja Juha Luomala Vantaan Energia Oy:stä.

Myös projektin kustannusarviota vielä viimeistellään. Päätös hankkeen rakennustöiden aloittamisesta on odotettavissa aivan lähikuukausina, näillä näkymin maalis-huhtikuussa 2024.

”Tarkoituksenamme on edetä niin, että kausivarasto olisi käytössä vuonna 2028”, Luomala sanoo.


Helsingin Mustikkamaan lämpöluolavarasto
KUVA: JARI KIPPOLA / HELEN OY

Varastoista apua vihreään siirtymään

Hanke on osa Vantaan Energian tavoitetta luopua fossiilisista polttoaineista vuoteen 2026 mennessä sekä tavoitetta korvata maakaasun käyttöä. Lämmön kausivarasto osaltaan auttaa yhtiötä hyödyntämään jätteiden energiakäytöstä syntyvää lämpöä ja uusiutuvia energialähteitä sekä tehostamaan energiavarastointia.

Varastosta saadaan edullisesti suuri lämmitysteho, joka on tarpeen kylminä ajanjaksoina. Luomalan mukaan Vantaan Energian tavoitteena on päästä energiantuotannossa hiilineutraalisuuteen viimeistään vuonna 2030. Päästövähennystavoitteen saavuttaminen edellyttää myös kaukolämmön tuotannon päästöjen merkittävää leikkaamista, ja lämpövarastohanke osaltaan auttaakin päästöjen vähentämisessä.

”Energian varastointi ylipäätään on keskeisiä haasteita siirryttäessä fossiilisista polttoaineista uusiutuvaan energiantuotantoon”, Luomala muistuttaa.

Kulutushuippuja tasataan

Energiaa ei kuluteta Vantaalla tai muuallakaan tasaisesti kaikkina ajankohtina tai vuodenaikoina.

”Esimerkiksi kesä- ja talvikauden aikaisissa kulutuksissa on paljon vaihtelua, jota lämpövaraston avulla on mahdollista tasata. Varasto tuo tarvittavaa joustavuutta.”

”Vantaalla esimerkiksi otetaan jätteen energiahyödyntämisestä syntyvän lämmön lisäksi yhä enemmän talteen kaupan ja teollisuuden hukkalämpöjä. Kesäkaudella syntyy ylilämpöä, jota voitaisiin varastoida ja purkaa käytettäväksi talven aikana. Silloin huippukuormatilanteissa ei kenties tarvitse käynnistää varavoimalaitoksia, joiden polttoaineina tyypillisesti käytetään esimerkiksi maakaasua tai kivihiiltä”, toteaa Luomala.

Vantaan Energialla on Långmossebergenin alueella nykyisen jätevoimalaitoksen yhteydessä jo 10 000 kuution lämpöakku, mutta sitä ei ole suunniteltu pitkäaikaista lämpöenergian varastointia varten.

”Uuden lämpövaraston ideana on, että siihen voidaan varastoida paljon erilaisilla tavoilla tuotettua lämpöä – ei pelkästään jätevoimalaitoksesta vaan myös esimerkiksi Martinlaakson voimalaitoksen yhteyteen suunnitteilla olevasta sähkökattilasta. Muutenkin lähivuosina tulee tarvetta varastoida vaikkapa tuulivoimalla tuotettua sekä jonkin verran myös geotermistä lämpöä”, Luomala arvioi.

”Lämpövarastohanke osaltaan auttaakin päästöjen vähentämisessä.


Viestintä- ja yhdyskuntasuhteiden johtaja Juha Luomala Vantaan Energia Oy:stä kertoo, että joissakin kaupungeissa on rakennettu lämpöenergian varastoja olemassa oleviin luolastoihin, mutta tämäntyyppistä varta vasten louhittavaa lämpövarastoa ei vielä ole muualla Suomessa.
KUVA: VANTAAN ENERGIA

Kuumaa vettä kalliovarastoihin

Vantaalla lämmön kausivarasto on tarkoitus louhia Kuusikonmäen alueelle Kehä-III:n ja Vanhan Porvoontien liittymän tuntumaan. Varastoitavan lämpöenergian purkuteho on 200 megawattia (MW).

”Maan alle sijoitetaan kolme vesisäiliötä, joiden yhteistilavuus on 900 000 kuutiometriä. Säiliöt ovat 300 metriä pitkiä, 20 metriä leveitä ja 50 metriä korkeita”, Luomala kuvailee varaston toteutusta.

Varaston maanalainen ajoyhteystunneli tulee kulkemaan Kehä III:n alapuolella. Tunnelin suuaukko sijoitetaan Kehä III:n ja Vanhan Porvoontien ramppialueen sisäpuolelle. Kallioon louhitaan myös maanpintaan ulottuva pystykuilu.

”Louhinta toteutetaan siten, että säiliöiden pohja tulee 140 metrin syvyyteen maanpinnasta. Esimerkiksi Helsingin metro kulkee lähempänä maanpintaa.”

Sijoittamalla säiliöt syvälle pohjavedenpinnan alle varmistetaan riittävä painetaso vesitilassa. Tällöin vettä voidaan lämmittää vaikkapa +140 °C:n lämpötilaan ilman että se alkaa kiehua.

Rakennuspaikkaa koskeva maanalainen asemakaava tuli voimaan vuoden 2022 lopulla.

”Joissakin kaupungeissa on rakennettu lämpöenergian varastoja olemassa oleviin luolastoihin, mutta tämäntyyppistä varta vasten louhittavaa lämpövarastoa ei vielä ole muualla Suomessa”, Luomala mainitsee.


Vaasan Vaskiluodon vuonna 2020 käyttöön otettu suuri lämpöenergiavarasto.
KUVA: MIKAEL MATIKAINEN / VAASAN KAUPUNKI

Lämpöluolia rannikkokaupungeissa

Muuallakin Suomessa on kuitenkin joko suunnitteilla, rakenteilla tai toiminnassa monenlaisia lämpöenergian varastointihankkeita.

Vantaan naapurikaupungissa Helsingissä on jo joitakin maanalaisia vesivarastoja, joista saatavaa energiaa hyödynnetään kaupungin kaukolämpö- ja kaukojäähdytysverkoissa. Lähiaikoina käytöstä poistuviin Salmisaaren voimalaitoksen maanalaisiin hiilisäiliöihin ja -tunneleihin kaavaillaan lisääkin energiavarastoja.

Helsingin Mustikkamaan saaren alapuolella on energiayhtiö Helenin kaukolämpöluolia, jotka on täytetty vedellä. Luolat saatiin toimintavalmiiksi vuonna 2021.

Jo näitä varastoluolia aiemmin – vuonna 2020 – Vaasan Vaskiluodossa otettiin käyttöön suuri lämpöenergiavarasto, jossa on lataus- ja purkutehoa 100 MW eli noin puolet Vantaan varastointihankkeen kapasiteetista. Energiavaraston kapasiteetti on 7–9 GWh. Varasto on suunniteltu monipuolistamaan alueen lämmöntuotantoa sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä.

Tässä Vaasan EPV Energian lämpövoimatuotannon projektissa varastoidaan voimalaitosten hukkalämpöä, minkä jälkeen energiavarastosta puretaan lämpöä alueen kaukolämpöverkkoon. Lämpöenergiavarastoa voidaan tulevaisuudessa hyödyntää energian tuotantomuodosta riippumatta.

”Myös tuulivoima soveltuu hyvin energiavaraston lämmittämiseen.

Vaasa vähentää kivihiilen käyttöä

Vaskiluodon lämpövarastona on käytetty maanalainen luolastoa. Kaksi lämpövarastoluolaa ovat tilavuuksiltaan 150 000 kuutiota ja 60 000 kuutiota.

Luolat on rakennettu 1970-luvulla öljyn säilytystä varten, mutta ne on tyhjennetty öljystä ja puhdistettu 1990-luvun lopulla. Energiavarastosäiliöiden korkeudet ovat 22 ja 30 metriä sekä pituudet vastaavasti 178 ja 313 metriä.

Ensi vaiheessa Vaasassa on varastoitu Westenergyn jätteenpolttolaitoksen ylimääräistä lämpöenergiaa, minkä jälkeen sitä on purettu lämpöä alueen kaukolämpöverkkoon.

Talvikaudella energiavarastoa lämmitetään Vaskiluodon voimalaitoksen sähköntuotannossa syntyvällä lämpöenergialla. Samalla pystytään vähentämään kivihiilen käyttöä kaukolämmön tuotannossa yli 30 prosenttia. Myös tuulivoima soveltuu hyvin energiavaraston lämmittämiseen.

Laskenta-algoritmeja hyödyntämällä varaston ja muun lämpöjärjestelmän toimintaa voidaan ohjata myös sähkön markkinahinnan perusteella.


Kankaanpään hiekka-akku.
KUVA: VATAJANKOSKI OY

Energiaa talteen hiekka-akkuihin

Erikoisempiakin lämpöenergian varastointitapoja on kehitetty ja toteutettu. Esimerkiksi Kankaanpäähän on rakennettu maailman ensimmäinen kaupallinen hiekkaan perustuva lämpövarasto eli hiekka-akku.

Tamperelaisyhtiö Polar Night Energyn kehittämässä ratkaisussa ylijäämäenergiaa – kuten uusiutuvan energian ylituotantoa – varastoidaan hiekkaan lämpöenergiana, minkä jälkeen sitä voidaan purkaa kaukolämpöverkkoon tai kiinteistöille.

Kankaanpään hiekka-akku toimii paikallisen kaukolämpöyhtiön Vatajankoski Oy:n verkossa. Akun lämpöä hyödynnetään kaukolämmöksi esimerkiksi kulutushuipputilanteissa. Hiekka-akku rakennettiin kesällä 2022 kankaanpääläisen kaukolämpölaitoksen pihalle ja se on teräslieriö, jonka korkeus on seitsemän metriä ja jonka sisällä on hiekkaa peräti sata tonnia. Akussa sähkövastuksella kuumennettu ilma kiertää kehää putkistoissa ja lämmittää hiekkaa yli +500 °C:n lämpötilaan.

Hiekka-akun varastointikapasiteetti on 8 MWh. Sittemmin Polar Night Energy on alkanut kaavailla jopa 20 kertaa suuremman akkuhankkeen toteutusta ja neuvotellut aiheesta ainakin kotimaisten toimijoiden kanssa.

Teksti: Ari Mononen

Mitä mieltä olit artikkelista?

arvosana 1 arvosana 2 arvosana 3 arvosana 4 arvosana 5

Seuraa Enertec

Enertec uutiskirje

LUE UUSIN NÄKÖISLEHTI
Enertec 1/2024

enertec
mainos_1057

UUTISVIRTA




Seuraa Enertec
Facebook, seuraa LinkedIN, seuraa
PubliCo B2B mediat:
enertec »     HR viesti »     kita »     prointerior »     prometalli »     proresto »     seatec »