pieni kunta vai suurkaupunki? suomessa tarvitaan erilaisia energiaratkaisuja. miimu airaksinen,...

Pieni kunta vai suurkaupunki? Suomessa tarvitaan erilaisia energiaratkaisuja

Helsingin Energian Ympäristöpäivä 21.8.2014

Tutkimusprofessori Miimu Airaksinen, VTT

Kuvapaikka (ei kehyksiä kuviin)

Click to edit Master title style

Click to edit Master text styles Second level

Third level Fourth level

Fifth level

221.08.2014 2

Suomen yhdiskunta ja elinkeinorakenne on hyvin erilainen eri puolella maata

Tämän vuoksi tarvitsemme erityyppisiä ekotehokkaita ratkaisuja

Density of inhabitants, source Finnish Statistics




Fifth level

321.08.2014 3

Kaupungeissa on monia eri järjestelmiä ja niiden alajärjestelmiä, jotka ovat vuorovaikutuksessa ja toisiinsä kytkeytyineitä. Muutos yhdessä paikassa vaikuttaa koko järjestelmään→tarvitaan kokonaisuuden huomioivaa suunnittelua

Quality ofhousing

Planned QH

Minimum QH

Housingservice life

MaximumQH

Basicdegradation rate

QH degradationrate

QH degradationby using

To berepaired

Repair rate

Repair order

Building speed

Housing in use

To be rebuilt

Rebuild rate Rebuild order

<Maximum QH>

<Minimum QH>

<Planned QH><Quality ofhousing>

Max QH restorerate

<Rebuild order>

Rebuilding starts when themaximum QH reaches 2*

minimum QH

Repairing starts when the realQH reaches minimum QH

<Minimum QH><Maximum QH>

<Basicdegradation rate>

<To be repaired>

Maximum QH isconstantly decreasing but

can be restored byrebuilding

<Population limit>

<Inhabitants>

Inhabitants

Birth rate Death rate

Basicmigration

Maximum additionalmigration rate

Additionalmigration

Averagesurrounding LQ<Quality of life>

<Population limit>

<Population limit>

Basic birth rate Basic death rate

Basic migrationrate

<Total land area>

Populationwith children

Populationwithout children

Population with specialassistance requirements

Transfer 1 Transfer 2

<Inhabitants>

Migration rate

Migration of peoplewith children

Migration of peoplewithout children

Migration of people withspecial assistance

requirements

<Relative quality ofAR-A>

<Relative quality ofAR-B>

<Relative quality ofAR-C>

Environmentalload

<Population limit>

Energy load

Emissions andwaste load

HIenergy

HIDenergy

HIcycles

HIDcycles

Occupancy factor

<Nearby jobopportunities>

<Job limit> Building load

<To be rebuilt>

HIbuild HIDbuild

<Inhabitants>Good walking

routes

Average walkingroutes from the rest

Good cyclingroutes

Average cyclingroutes

Average walkingroutes

Bad walkingroutes

Average cyclingroutes from the rest

Bad cycling routes

Bicycle parkingcapacity near houses

Bicycle parkingcapacity in public areas

Cycling ratio

Walkingsatisfaction factor

Cyclingsatisfaction factor

People cyclingWalking / Cyclingsatisfaction factor

Bicycle parkingsatisfaction factor

Total length of thestreet network

Cycling density Walking density

<Peoplewalking/cycling>




Fifth level

421.08.2014 4

Rakennuskanta muuttuu

Vanhempien rakennusten korjaaminen Täydennysrakentaminen Uudet rakennukset ja uudet alueet Poistuma

Lähde: Airaksinen, Vainio 2012




Fifth level

521.08.2014 5

Huipputehon pienentäminen on paljon vaikeampaa kuin energiankulutuksen

Lähde: Airaksinen, Vuolle 2012




Fifth level

621.08.2014 6

VTT Low Carbon Finland

Kolme eri skenaariota, joiden tavoitteena saavuttaa -80% päästövähennys vuoteen 2050 mennessä

http://www.vtt.fi/inf/pdf/visions/2012/V2.pdf




Fifth level

721.08.2014 7

Skenaariot asumisen ja yhdyskuntarakenteen näkökulmasta

OnniInnoTonni

”Business as usual” Omakotivaltaista Hieman hajaantuva

yhdyskuntarakenne

Tiivis rakennuskanta Asuinpinta-ala pienenee Energiatehokkuus paranee Teknologiaa hyödynnetään Etätyö, monitoimitilat

Hajaantunut rakennuskanta Asuinpinta-ala suurenee Rakennuskanta uudistuu Energiatehokkuus paranee Teknologiaa hyödynnetään Lähipalvelut, etätyö

Graphics Jutta Suksi




Fifth level

821.08.2014 8

Rakennuskannan loppuenergiankäyttö

Kokonaisenergiankulutus pienenee 17-30% vuoteen 2050 mennessä




Fifth level

921.08.2014 9


”INNO” ja ”ONNI” skenaarioiden rakennusten loppuenergiankulutus on lähes sama.

Yhdyskuntarakennetta tarkasteltaessa (sis. liikenteen) skenaarioiden ero näkyy.




Fifth level

1021.08.2014 10

Energian loppukäyttö liikenteessä

”INNO”-skenaariossa henkilöautojen energiankäyttö vähenee merkittävästi tehokkaan joukkoliikenteen ansiosta




Fifth level

1121.08.2014 11


Kaikissa skenaariossa sähkön osuus määräävä, pääasiassa laitteisiin ja

valaistukseen kuluvaa sähköä




Fifth level

1221.08.2014 12


Lämmityksessä puupohjaiset kiinteät polttoaineet säilyttävät asemansa, kaukolämmöllä on

merkittävä osuus




Fifth level

131321.08.2014

Lämpöpumput ja kaukolämpö (CHP) energiajärjestelmässä

Raportissa tutkittiin kaupunkien lämmitysjärjestelmien toimintaa osana laajempaa sähkömarkkinaa.

CHP:n lämmöntuotanto vähäpäästöinen tapa tuottaa yhdyskuntien lämmitys

CHP:ssa otetaan hyötykäyttöön sähköntuotannossa syntyvä lämpö, joka muuten menisi hukkaan (lauhdetuotanto: tuotetaan vain sähköä, lämpö ohjataan vesistöön tai lauhdutustorniin). Samalla menetetään hieman sähköntuotantoa.

Maalämpöpumppu kuluttaa sähköä, ja tuottaa n. 3-4 kertoimella lämpöä. Maalämpö on erittäin suositeltava korvaamaan esim. öljylämmitystä tai suoraa sähkölämmitystä, mutta ei CHP-lämpöä.

Tulevaisuudessa erittäin tärkeää kehittää kaikkia energiajärjestelmiä vähäpäästöisemmiksi

Lähde: Rinne S., Syri S., 2013, Lämpöpumput ja kaukolämpö energiajärjestelmässä, Suomen Ilmastopaneeli, Raportti 3/2013




Fifth level

1421.08.2014 14

Alueverkot

Matalan kulutustiheyden alueilla verkon suunnittelun merkitys korostuu ja vaatimukset tarkkuudelle tulevaisuuden kehityksen osalta ovat suuremmat

Tällaiset alueet vaativat usein jonkin ohivirtausjärjestelyn, jotta kaukolämmön menopuolen lämpötilataso olisi riittävän korkea käyttöveden tuottamiseen matalan kulutuksen aikana, käytännössä kesällä

Korkea liityntäaste on tärkeä järjestelmän kokonaistehokkuuden kannalta

Nykytilanne 100 % liityntäaste Lähde: Tukalen




Fifth level

1521.08.2014 15

Kaukolämpökytkennät ja paikallinen uusiutuva

Uusiutuvan energian (aurinkolämpö) liittäminen kokonaisjärjestelmään. Aurinkolämpöä saadaan merkittävästi maaliskuusta lokakuuhun. Lämmitykseen

siirtyvä energia jää pieneksi koska aurinkoenergian tuotto ja lämmitystarve eivät kohtaa kovin hyvin. Mutta aurinkolämmöllä voidaan saada vuositasolla katettua yli puolet lämpimän käyttöveden lämmitystarpeesta. Kiertojohtoon siirtyvä energia jää pieneksi, koska varaajan yläosan lämpötila on harvoin korkeampi kuin kiertojohdon paluulämpötila 55 oC

Talvella paluulämpötila määräytyy pääosin lämmitysverkoston paluulämpötilan perusteella ja kesällä käyttöveden lämmitystarpeen sekä kiertojohdon lämpötilan perusteella. Aurinkolämmitys nostaa paluuveden lämpötilaa muutamalla asteella

Lähde: Tukalen




Fifth level

1621.08.2014 16

Monen skaalan energiajärjestelmä

Hajautettu ja keskitetty energiantuotanto

Energiaverkon managerointi Energianvarastointi (energia-

varastot ja energiaverkkojen hyödyntäminen varastoina)

European Technology Platform Smartgrid 2006




Fifth level

1721.08.2014 17

Tiedon yhdistäminen eri lähteistä ja sen hyödyntäminen informaation ja päätöksenteon tueksi

TEKNOLOGIASTA TULOSTA

pieni kunta vai suurkaupunki? suomessa tarvitaan erilaisia energiaratkaisuja. miimu airaksinen,...

Engineering