Aurinkoenergiaa ja energian varastointia – Mitä uusi rakennusten energiatehokkusdirektiivi tuo talotekniikkaan?

Uusi rakennusten energiatehokkuusdirektiivi ohjeistaa optimoimaan aurinkoenergian tuotantopotentiaalin uusiin rakennuksiin paikan aurinkosäteilyn perusteella. Näin uudet rakennukset olisivat valmiita siihen, että aurinkoenergiateknologioita voitaisiin asentaa myöhemmin kustannustehokkaasti. 

– Optimointi tapahtuu rakennuspaikan reunaehdoilla. Kaava kertoo, mihin kohtaan rakennus rakennetaan ja saattaa kertoa myös vesikaton muodon ja lappeiden suunnat. Varjostavien puiden kaatamista tontilta direktiivi ei käsitykseni mukaan edellytä. Mutta jos aurinkoenergiaa on mahdollista tuottaa jossain kohtaa rakennusta, se mahdollistetaan, avaa ympäristöministeriössä direktiiviä käsittelevä rakennusneuvos Jyrki Kauppinen. 

Seuraava askel on Kauppisen mukaan vaatimukset aurinkoenergialaitteistojen käyttöönotosta. Ne otetaan käyttöön soveltuvin osin silloin, kun se on teknisesti, taloudellisesti ja toiminnallisesti toteutettavissa.

– Tämä jousto on erinomainen asia. Uusi rakennus voi esimerkiksi sijaita tornitalon varjossa, johon aurinko pilkahtaa hetken aikaa päivällä. Silloin ei välttämättä ole edellytyksiä ottaa laitteistoja käyttöön. Korjausten yhteydessä olevien energiatehokkuusmääräysten velvoitteiden osalta tämä sama jousto on ollut niin pitkään, kun määräys on ollut voimassa.

”Kaikki puhdas energia on kotiin päin”

Direktiivin mukaan jäsenvaltioiden on sisällytettävä kansallisiin rakennusten perusparannussuunnitelmiinsa politiikat ja toimenpiteet, jotka koskevat soveltuvien aurinkoenergialaitteistojen käyttöönottoa kaikissa rakennuksissa. 

– Määräysten valvominen onnistuu sillä, että kun tarvitaan viranomaislupa, rakennusvalvonta kiinnittää tähän huomiota. Rakennusvalvonnan ei tarvitse käsitykseni mukaan ottaa kantaa määriin. On rakennuksen omistajan asia, mitä hän katsoo pystyvänsä järkevästi hyödyntämään. Kun sen saa itse päättää, niin en jaksa uskoa, että tästä tulee mitään isoa ongelmaa. Aurinkoenergian suosio myös kasvaa koko ajan erityisesti sähkön osalta, Kauppinen sanoo. 

Jos aurinkoenergiaa on mahdollista tuottaa jossain kohtaa rakennusta, se mahdollistetaan.

Sitowisella rakennusten energiatehokkuushankkeita suunnittelevan ja johtavan Tuomas Takalon mielestä on hyvä, että direktiivi ohjaa huomioimaan aurinkoenergian uusissa rakennuksissa.

– Kaavoitusvaiheessa ehkä mietitään, miten päin rakennuksia laitetaan ja minkälaisia kattoja tehdään. Emme ehkä pysty tekemään monimuotoisia ja muita arkkitehtuurisia kattoja. Pitää olla ajatus siinä, että aurinkoenergiaa ei ole pakko nyt asentaa, mutta mitä jos se asennetaan joskus. Jos katto on vaikka täynnä piikkejä tai muuta villiä, sitä ei välttämättä hyväksytä, Takalo sanoo. 

Takalo muistuttaa, että aurinkoenergia lisääntyy, halpenee ja kannattaa. Hänellä on itselläänkin aurinkopaneelit ja pörssisähkö. Hän muistuttaa, että vaikka aurinkoenergiaa ei aiemmin ole Suomessa pidetty ehkä kannattavana ja takaisinmaksuajat ovat venyneet kahteenkymmeneen vuoteen, asia on muuttunut.

– Suomessa on paljon potentiaalia ja rakennettua aurinkoenergiaa. Kun on valoa, aurinkoenergia tuottaa pilviselläkin säällä. Kaikki puhdas energia on kotiin päin, hyödyksi ja toivottavaa. Hyvä, että tämäkin tuodaan säädöstasolta jokaisen mietittäväksi rakennushankkeessa ihan yhtä lailla kuin meillä on tarkat määräykset esimerkiksi hulevesistä, Takalo sanoo.

Kysyntäjoustoa kiinteistökantaan

Direktiivin mukaan komissio vahvistaa älyratkaisuvalmiutta koskevan indikaattorin määritelmän sekä menetelmän, jolla se on laskettava. Menetelmän on direktiivin mukaan perustuttava rakennuksen ja sen teknisten järjestelmien suhteen myös rakennuksen energian kokonaistarpeen joustavuuteen. Mukaan luetaan rakennuksen kyky mahdollistaa osallistuminen kysyntäjoustoon energian varastoinnin ja sen takaisin verkkoon vapauttamisen kautta.

– Kysyntäjoustoahan tehdään jo sähkömarkkinassa, pörssisähkö on aika hyvä. Energiayhtiöt ovat alkaneet ottaa rakennuksia osaksi aktiivista energiaverkkoa, ja isommissa kokonaisuuksissa päästään osaksi Fingridin siirtokapasiteettia. Siinä tarvitaan isot akustot, mutta automaatiolla siihen voidaan päästä sähkömarkkinassa aika joustavasti, Takalo sanoo. 

Takalon mukaan pienemmillä energiayhtiöillä on ollut kaukolämmössä myös pienemmän kokoluokan kysyntäjoustoa. 

– Mutta nyt mietitään ihan koko kiinteistökantaa siihen, että saataisiin kaukolämpöjärjestelmät kysyntäjouston piiriin. Meillä on rakennuksissa massaa, jonne varautuu energiaa. Automaation kautta tehtävät lyhyet lämmityskatkokset eivät juurikaan muuta olosuhteita. Tietyissä paikoissa olosuhdetta voidaan myös ehkä vähän muuttaa, vähentää vaikka energiankäyttöä valmiiksi ohjelmoiduilla toimenpiteillä.

Lämpöenergian varastointia

Direktiivin mukaan jäsenvaltioiden on edistettävä uusiutuvan energian varastointia rakennuksissa. Takalo muistuttaa, että nykytilanteessa on tapauskohtaista, miten eri rakennuksia kannattaa varustaa energiavarastoiksi. Teknistaloudellisesti mullistavia energiavarastoja ei Takalon mukaan vielä löydy.

– Tällä hetkellä ehkä nostetaan vain vaikka lämpötiloja, jolloin rakennuksen rakenteet keräävät energiaa. Se on tällainen ei-ehkä-niin-hyvä keino, jossa voi tulla esimerkiksi turhia ylilämmityksiä. Kiinteistötasolla varauskapasiteettia ei vielä aivan hirveästi ole, käytännössä ne ovat vesivarastoja. Maalämmönkin hyötysuhde on aika huono, kun sille lähdetään varaamaan. Erilaisia hiekkavaraajia voi miettiä, tällaisia pilotteja on, Takalo sanoo.

Takalo toivoo, että direktiivin myötä varaajia aletaan oikeasti kasvattaa, jotta rakennuksiin saataisiin jonkinlainen energiavarasto ja -omavaraisuus.

Kun on valoa, aurinkoenergia tuottaa pilviselläkin säällä.

– Jotta niitä tulisi, lainsäädäntö on se pakottava, mutta ei välttämättä kovin kiva keino. Toivoisin energiayhtiöiltä porkkanoita tilanteisiin, joissa rakennuksesta pystyttäisiin vaikka poistamaan energiayhtiöille haitalliset kulutuspiikit.

Mihin energiaa sitten tulevaisuudessa kannattaisi varastoida?  

– Halvimpia ovat vesisäiliöt. On myös erilaisia faasimuutosaineita, mutta ne ovat vielä kalliita. Faasimuutosaine muuttaa olomuotoaan, jolloin se tietyssä lämpötilassa sitoo valtavan määrän energiaa pieneen tilaan. 

Takalo uskoo, että energiavarastot kyllä kehittyvät. 

– Ensimmäinen steppi on saada rakennukset aktiiviseksi osaksi energiainfraa. Sitten voidaan hetkellisesti pudotella lämpötiloja, ilmanvaihtoja, pihasulatuksia ja muita. Uudessa rakennuksessa kestää aika kauan ennen kuin kukaan edes huomaa, jos lämmitys sammutetaan kokonaan. Mutta toki lämmityksen käynnistäminen tarkoittaa sitten taas kulutuspiikkiä. Se pitää pystyä optimoimaan.

Kaksisuuntaista sähköautolatausta

Direktiivin mukaan sähköajoneuvojen älykästä ja kaksisuuntaista latausta voidaan käyttää keinona rakennusten energiajärjestelmän integrointiin. Tilanteissa, joissa kaksisuuntainen lataus lisäisi uusiutuvan sähkön osuutta liikenteen sähköajoneuvokannassa ja sähköjärjestelmässä yleensä, toiminnallisuus olisi asetettava saataville.

Takalo pitää latauspisteiden kaksisuuntaisuutta hyvänä asiana. Autothan seisovat ison osan ajasta paikoillaan. 

– Kun siihen saadaan kysyntäjoustoa ja muita toimintoja, niin miksipä en antaisi käyttää oman autoni akkua vaikkapa 40 prosenttia. Minulle jäisi aina 60 prosenttia. Jos olisin seuraavana päivänä lähdössä pitkälle matkalle, estäisin käytön, hän sanoo. 

Takalo uskoo, että energiavarastot kyllä kehittyvät.

Latauspisteiden kaksisuuntaisuus tuo Takalon mukaan mukanaan kuitenkin myös haasteita. Haluammeko luovuttaa omien sähköautojemme akkuja taloyhtiöiden käyttöön? 

– Näissä pitää olla joku kompensoiva porkkana.

Jos sähköautoista tulee osa energiaverkkoa, minkälaisia tehoja kaksisuuntaisista latauspisteistä saataisiin irti?

– Huomattavia. Jos päivällä paistaa aurinko ja käymme omassa kodissani koko perheellä saunassa ja suihkussa, koko päivän kulutus on yökulutuksen kanssa noin 20 kilowattituntia. Sähköautoissa on usein 80 kilowattitunnin akkuja. Sillä pärjää omakotitalo kesällä monta päivää, Takalo sanoo. 

Sähköautojen akut ovat myös akuista edullisimmasta päästä. 

– Jos nyt ostaa taloyhtiöön tai kotiin aurinkoenergia-akun, se on viisi kertaa auton akkua kalliimpi. Siellä on paljon ilmaa. Autoteollisuus tilaa kymmeniä miljoonia akkuja, joten ne ovat halpoja ja hyvin tehtyjä. Mutta sitä pitää miettiä, mikä hyöty kansalaiselle on tarjota  energiaverkolle itse maksamaansa auton akun kulutusta. Akku kuluu, kun sitä ladataan ja puretaan, Takalo sanoo.

Aurinkoenergiaa on Takalon mukaan yksinkertaista varastoida akkuihin. 

– Siitä saadaan myös helposti tehtyä lämpöä sähköstä. Aika näyttää, minkälaisia varastoja tulevaisuudessa tulee. Voi olla, että lämpöenergiavarastot jäävät isojen energiayhtiöiden harteille, ja sähköenergiavarastot tulevat esimerkiksi akkuihin tai sähköautoihin. 

Fakta

• Rakennusten energiatehokkuusdirektiivi (EPBD, Energy Performance of Buildings Directive) tuli voimaan 28.5.2024. 
• Direktiivi on täytäntöönpantava viimeistään vuonna 2026.
• Rakennusten energiatehokkuuden parantamisen lisäksi direktiivissä tavoitellaan päästöttömän rakennuskannan saavuttamista viimeistään vuonna 2050. 

Tämä juttu on toinen osa Talotekniikka-lehden kaksiosaista EPBD-juttusarjaa. Edellinen osa julkaistiin lehdessä 6/24.