Tutkittua tietoa energiaremonttien vaikutuksista – ”Investoinnit ovat mittavia”

Diplomi-insinööri Danny Le tutki diplomityössään vanhan asuinrakennuksen energiatehokkuuden parantamisen vaikutuksia energiankäyttöön ja energiakustannuksiin. Lappeenrannan–Lahden teknillisessä yliopistossa LUTissa sähkötekniikkaa opiskelleen Len tutkimus valmistui päivätyön ohessa.

– Olen töissä Eerika Consultingilla, ja meilläkin on viime vuosien aikana tullut vastaan yhä enemmän energiaremontteja. Aina herää keskustelua, kuinka paljon remontti maksaa ja paljonko tuo säästöä ja miten se oikeasti kannattaa. Huomasimme, että tutkimuksia, joissa tutkitaan todellisia kohteita ja sitä, miten energiaparannushanke on vaikuttanut niihin teknisesti ja taloudellisesti, ei hirveästi ollut. Oikeastaan yhtään ei tullut vastaan.

Tehotietojen tarkastelussa havaittiin, että uudet sähköliittymät olivat varsin ylimitoitettuja.

Kaikissa Len tutkimuksessa mukana olleissa kohteissa oli siirrytty kaukolämmöstä maalämpöön. Niissä kohteissa, joissa oli koneellinen poistoilmanvaihto, oli toteutettu myös lämmön talteenotto.

– Halusimme tietää, miten energiaremontti on vaikuttanut kiinteistön energiankäyttöön eli miten energiankulutus on muuttunut ja kuinka paljon sähköenergian käyttö on lisääntynyt. Toisena tavoitteena oli tutkia, miten ja kuinka paljon lämpöpumppujärjestelmä on vaikuttanut sähkötehon tarpeeseen. Kaikissa kohteissa myös nostettiin pääsulakekokoa eli liittymisoikeutta, ja selvitimme samalla, ovatko nostot olleet tarpeellisia. Kolmantena aspektina oli raha, miten remontti on vaikuttanut vuotuisiin energiakustannuksiin. Otimme huomioon, mitä hankkeet ovat maksaneet ja mikä niiden takaisinmaksuaika on.

Ostoenergian tarve väheni huomattavasti

Tutkimuskohteina oli seitsemän pääkaupunkiseudulla sijaitsevaa asuinkerrostaloa. Mukaan valituista kohteista pyydettiin aluksi kattava lähtötietoaineisto, kuten kulutus- ja tehotietoja, lämmityskustannuksia sekä energiaremontin suunnitelmat ja investointikustannukset, tilinpäätökset, pääkirjanotteet ja vanhat ja uudet energiatodistukset.

– Osan tiedoista isännöitsijät toimittivat itse, osa tiedoista haettiin valtakirjalla verkkoyhtiöiltä. Hain sähkönjakeluverkkoyhtiöiltä tuntikohtaista sähkönkulutuksen mittausdataa muutamalta vuodelta ennen remonttia ja sen jälkeen ja kaukolämpöyhtiöiltä tuntikohtaiset lämpötehot ennen remonttia. Urakoitsijoilta pyydettiin myös katseluoikeudet lämpöpumppujärjestelmien rakennusautomaatiojärjestelmään ja aurinkosähköjärjestelmien taustajärjestelmiin.

Tutkimusdatasta ilmeni, että kohteiden kokonaisenergiankulutus ja ostoenergian tarve pienentyivät energiaremontin myötä merkittävästi. Lämmityksen ostoenergia väheni remonttia edeltävästä ajasta keskimäärin 71 prosenttia. Pääosa säästöstä syntyi kaukolämmöstä luopumisesta.

– Havaitsimme datasta myös sen, että kaikki energiaremontit eivät välttämättä ole niin ruusuisia kuin miten niitä myydään. Nyrkkisääntönä teoreettisesti laskettaessa lämpöpumppujärjestelmän hyötysuhde eli SCOP-arvo on 3. Silloin yhdellä kilowattitunnilla sähköenergiaa saadaan tuotettua kolme kilowattituntia lämpöenergiaa – 2/3 energiasta saadaan otettua talteen maasta tai ilmasta ja 1/3 on sähköenergiaa. Huomasimme, että kahdessa seitsemästä tutkittavasta kohteesta oli ollut tarkasteluaikana lämpöpumpuissa häiriötä, minkä takia lämpöpumput eivät toimineet oikein ja kiinteistöä lämmitettiin suoralla sähköllä. Se on heikentänyt hyötysuhdetta, ja energiasäästöt ovat olleet pienemmät.

Rakennusautomaatiojärjestelmistä saadun mittausdatan perusteella tutkimuskohteiden kokonaislämmitysenergian tarve hieman laski energiaremontin myötä. Pientä energiansäästöä toi esimerkiksi lämmityksen tasapainotus ja säätö.

Sähköliittymän ylimitoittaminen yleistä

Olennainen osa tutkimusta oli selvittää, miten sähkötehon tarve on muuttunut ja miten välttämätöntä sähköverkon kapasiteetin korottaminen on ollut. Huipputehot kasvoivat tutkimuskohteissa keskimäärin 157 prosenttia.

– Kaikissa kohteissa sähköliittymän kapasiteettia lisättiin, ja keskimäärin liittymän koko kasvoi 69 %. Tehotietojen tarkastelussa havaittiin kuitenkin, että uudet sähköliittymät olivat varsin ylimitoitettuja: toteutuneet huipputehot olivat vain 25–46 prosenttia uuden sähköliittymän kapasiteetista.

Sähköliittymien kokoa kannattaa tarkastella ottaen huomioon todelliset historialliset mittauslukemat.

Le havaitsi, että vanhan sähköliittymän kapasiteetti olisi riittänyt kaikissa tutkimuskohteissa edelleen hyvin yhtä kohdetta lukuun ottamatta.

– Näissä kuudessa tapauksessa toteutunut huipputeho suhteessa vanhan sähköliittymän kokoon oli 39–60 prosenttia, eli edelleen siellä oli jonkin verran vapaata kapasiteettia. Toki pitää muistaa, että lämmitysjärjestelmät pitää mitoittaa pääkaupunkiseudulla -26 asteen ulkolämpötilan mukaisesti, ja tarkasteluajanjaksona ei ollut missään -26 astetta. Mutta vaikka olisi ollutkin, liittymät olivat silti varsin ylimitoitettuja.

Le toteaa, että ylimitoitus johtuu usein varmuuskertoimista mutta myös varautumisesta sähköisen liikenteen yleistymiseen. Osittain ylimitoitus on hänen mukaansa suunnittelukulttuuriin kuuluvaa.

– Se on suunnittelijan oman selustan turvaamista mutta saattaa myös johtua siitä, että suunnittelijat eivät ole välttämättä hyödyntäneet vanhoja kulutustietoja. Sähköliittymien kokoa kannattaa tarkastella ottaen huomioon todelliset historialliset mittauslukemat. Jos valtakunnallisella tasolla jokainen kiinteistö ylimitoitetaan, niin kollektiivisesti se vaikuttaa jakeluverkkojen investointitarpeeseen ja heijastuu viime kädessä kuluttajille, kun siirtomaksut nousevat.

Säästöt ylittävät lainanlyhennykset

Tutkimuskohteiden energiaremontit tehtiin vuosina 2021–2023, ja valtaosa kohteista sai Aran energia-avustusta. Remonttien hintoja tarkastellessa huomattiin, että suuremmassa kohteessa investointikustannus oli pienempi suhteessa neliömäärään. Muuttujia investointikustannuksiin toivat muun muassa erilaiset urakkasisällöt, sijainti ja maaperä.

– Nämä investoinnit ovat mittavia, ja niitä varten on pitänyt ottaa erillinen laina, jota taloyhtiössä lyhennetään pääomavastikkeen muodossa. Vertasimme, miten paljon säästöjä keskimäärin on syntynyt per neliö ja kuinka paljon on arviolta syntynyt pääomavastiketta. Lähes kaikissa kohteissa säästömäärä oli isompi kuin mitä vuodessa laskennallisesti lyhennettiin lainaa. Ne kohteet, joissa lainalyhennykset olivat säästöjä suuremmat, olivat sellaisia, joissa lämpöpumppujen toiminnassa oli havaittu vikoja, mikä puolestaan heikensi järjestelmien hyötysuhdetta ja säästöpotentiaalia.

Sähkösopimus ja vaihtoehtoiskustannus eli kaukolämmön hinta vaikuttavat takaisinmaksuaikaan.

Tutkimuksessa selvitettiin myös remonttien takaisinmaksuaikaa. Se vaihteli tutkimuskohteissa 9 ja 27 vuoden välillä.

– Takaisinmaksuajat elävät jatkuvasti, ja energian hinnalla on siinä suuri merkitys. Sähkösopimus ja vaihtoehtoiskustannus eli kaukolämmön hinta vaikuttavat takaisinmaksuaikaan.

Le arvelee, että hänen tutkimuksestaan on erityisesti hyötyä energiaremonteista päättäville tahoille eli kiinteistönomistajille. Aiemmin tutkittua faktatietoa hankkeiden tosiasiallisesta kannattavuudesta ei ole ollut. Myös jatkotutkimuksen aihe on jo valmiina.

– Sähkön hinnassa on jonkin verran optimoimisen varaa. Lämpöpumppujärjestelmällä ja automatiikalla on mahdollista pohtia älykästä sähkönkulutuksen ohjausta eli ns. kysyntäjoustoa. Näissä järjestelmissä kysyntäjoustolla voi olla mahdollisuuksia, mutta asiaa pitäisi tutkia enemmän ja ylipäätään sitä, miten se toteutettaisiin. Siinä olisi hyvä lisätutkimuksen paikka.