Rakennusten maalämpöratkaisut ovat yleistyneet kovaa vauhtia viime vuosina. Viiden vuoden kuluttua samanlainen buumi voi olla nähtävissä energian kausilämpövarastoissa.
Kausivarastoilla tarkoitetaan lämpöenergian ympärivuotista varastointia energiapaalujen tai muiden lyhyiden kaivojen avulla maaperään ja näiden varastojen hyödyntämistä kiinteistöjen lisäenergian lähteenä.
Energian varastointia voidaan hyödyntää niin olemassa olevassa rakennuskannassa kuin uudisrakentamisessa.
Varastot mahdollistavat lämpöenergian kausisiirron kesäkuukausilta talven varalle, mutta yhtä lailla niitä voidaan käyttää hukka- ja ylijäämälämmön hyödyntämiseksi.
–Hukkalämmöt ja varastointi ovat väistämättä iso osa tulevaisuutta ja osa älykästä energiajärjestelmää, nollaE:n toimitusjohtaja Nikolas Salomaa.
NollaE on turkulainen energiatehokkuuden konsulttitoimisto, joka on suunnitellut energiatehokkuusratkaisuja satoihin erilaisiin kohteisiin teollisuushalleista asuinkerrostaloihin, kauppakeskuksiin ja oppilaitoksiin.
–Olemme tehneet sekä uudisrakennuksista että olemassa olevista rakennuksista taloudellisesti kannattavasti hiilineutraaleja. Jokaiselle rakennukselle on olemassa yksi täydellinen kombinaatio energiaratkaisuja. Olemme simuloineet ja järjestelleet energiavirrat uusiksi noin tuhannessa rakennuksessa, eikä ole kahta samanlaista energiaratkaisua, Salomaa kertoo.
–Ainoana energiaratkaisuna kausivarastointi ei ole taloudellisesti kannattavin ratkaisu, mutta osana kokonaisuutta sillä päästään todella hyviin tuloksiin, Salomaa sanoo.
Tarvittavan ostoenergian määrä putosi sadasosaan
Esimerkiksi Turun uudistuvan Kauppatorin ja Toriparkin energiaratkaisu perustuu hukkalämmön hyödyntämiseen. Torikannen sulana pitäminen hoituu jatkossa kesän aikana maaperän savikerroksiin talletetulla lämpöenergialla.
NollaE:n suunnittelema ratkaisu vähentää Toriparkin hiilidioksidipäästöjä noin 950 tonnia vuosittain verrattuna lämpöpumpuilla toteutettuun ratkaisuun.
–Ratkaisulla tarvittavan ostoenergian määrä putosi noin sadasosaan. Sellaiseen ei päästä muilla kuin kausivarastointia hyödyntävillä ratkaisuilla, Salomaa sanoo.
Joulukuussa avautunut Turun Toriparkki on tiettävästi Euroopan ensimmäinen nollaenergiapysäköintilaitos sekä maailman suurin aurinkolämmön kausivarasto.
Ratkaisu yhdistää aurinkoenergian, geotermisen energian ja maanalaisen lämmön varastoinnin.
Energiajärjestelmässä auringon lämpöä kerätään kesän aikana torin pinnasta. Torin kiveyksen alla oleva keräysputkisto kuljettaa auringon lämmittämää nestettä energiapaaluihin.
Energiapaalut taas luovuttavat lämpöä ympäröivään maamassaan keskimäärin 40 metrin syvyyteen savimaahan. Maaperän lämpötila voi nousta lämpövaraston keskipisteessä viidestä asteesta jopa 40 asteeseen.
Lämmenneestä maamassasta siirtyy talvella lämpöä energiapaaluissa kulkevaan nesteeseen, joka kuljettaa lämmön ylös aina torin kanteen, pitäen torin pinnan sulana. Samalla lämmitetään myös pysäköintitiloja.
Lämmön syöttö- ja keruuputket ovat samanlaisia kuin maalämpöratkaisuissa.
–Kausivarastointiratkaisussa lämpökaivot porataan vain muutaman kymmenen metrin syvyyteen, jonka takia porauksesta ei tule isoja investointikustannuksia. Lisäksi lämpöpumput toimivat paremmalla hyötysuhteella, kun alkulämpö on korkeampi, Salomaa sanoo.
Toriparkille laskettiin 30 000 eri vaihtoehtoa
NollaE:n kehittämän ohjelmiston tekemässä energiatehokkuuden optimoinnissa energiaratkaisu perustuu kohteen yksilölliset ominaisuudet huomioivaan laskentaan.
–Kartoitimme simuloinnissa jokaisen Toriparkin kuluttaman kilowattitunnin vuoden ajalta. Ohjelmisto laski tuhansia energiatehokkuutta parantavia toimenpideyhdistelmiä ja listasi niistä taloudellisesti järkevimmät ja laiteriippumattomat vaihtoehdot, Salomaa kertoo.
Toriparkille erilaisia yhdistelmiä syntyi 30 000 kappaletta.
Tämän jälkeen toimenpideyhdistelmiä voitiin vertailla energiankulutuksen, kokonaiskustannusten, investoinnin takaisinmaksuajan, sijoitetun pääoman tuoton sekä kiinteistön tuottovaatimuksen mukaan.
NollaE:llä on simulointi ja energiavirtojen uudelleenjärjestelykohteita Suomen lisäksi Ruotsissa, Saksassa, Maltalla, Virossa, Malediiveilla ja Qatarissa. Eteläisemmillä leveysasteilla varastoidaan lämmön sijaan kylmää.
–Kuumissa maissa kylmän varastointi on taloudellisesti erittäin kannattavaa, vaikka sähkö olisi kuinka halpaa, Salomaa sanoo.
Turun AMK:ssa on käynnissä Euroopan aluekehitysrahaston tuella hankkeita, jotka pyrkivät edistämään hukkalämpöjen hyödyntämistä.
Esimerkiksi hankkeessa LÄMPÖÄ – Lämpöenergian varastoinnista liiketoimintaa tutkitaan lämpöenergian ympärivuotista varastointia energiapaalujen avulla maaperään ja näiden varastojen hyödyntämistä kiinteistöjen lisäenergian lähteenä.
–Hukka- ja ilmaislämpöjä on valtavasti, mutta niitä ei ole vielä ymmärretty hyödyntää laajasti. Suomi voi nousta tässä suunnannäyttäjäksi, mikäli yhteistä tahtoa löytyy, sanoo lämpöenergian kausivarastoinnista väitöskirjaa valmisteleva Rauli Lautkankare Turun ammattikorkeakoulusta.
LISÄTIETOA:
Turun AMK: Lämpöenergian varastoinnista liiketoimintaaa
Kuvan lähde: nollaE.
