Tuulivoima ja lämpöpumput ratkaisuna hiilivoimasta luopumiseen

Wärtsilän energiajärjestelmämallin mukaan tuulivoima ja lämpöpumput ovat paras ratkaisu hiilivoimasta luopumiseen Helsingissä.

Wärtsilä on kehittänyt yksityiskohtaisen energiajärjestelmämallin ja analyysin Helsingin kaukolämmön tuotannosta. Malli osoittaa, että kivihiilen käytöstä luopuminen ja siirtyminen tuulisähköllä ja lämpöpumpuilla tuotettuun kaukolämpöön Helsingissä on taloudellisesti kannattavaa ja vähentää hiilidioksidipäästöjä lähes 90 prosenttia.

Edullinen tuulivoima muuttaa energiakenttää Suomessa voimakkaasti ja odotettua nopeammin. Muutos luo energiayhtiöille uusia mahdollisuuksia tuottaa kaukolämpöä edullisesti ja päästöttömästi.

Wärtsilä on luonut Helsingin kaukolämpöverkosta yksityiskohtaisen energiamallin ja analyysin, jossa on tutkittu kivihiilen korvaamista sekä biomassakattiloilla että useilla kaukolämmön tuotannon sähköistykseen perustuvilla vaihtoehdoilla.

Mahdollisia lämmönlähteitä lämpöpumppujen käyttöön sähköistykseen perustuvissa vaihtoehdoissa ovat merivesi, datakeskusten hukkalämpö ja geoterminen lämpö.

Wärtsilän analyysin lopputulema on, että nykyiset hiililaitokset korvataan edullisimmin lämpöpumpuilla, joiden käyttämä sähkö saadaan tuulivoimasta, ja lämmönlähteenä toimii datakeskusten hukkalämpö sekä merivesi.

Vaihtelevasti saatavilla olevan tuulisähkön käyttö lämmöntuotannossa on mahdollista toteuttaa yhdistämällä tuotantomalliin lämpövarasto, ja nopeasti käynnistyvät, vähäpäästöiset kaasumoottorikäyttöiset voimalaitokset, jolloin tuotanto voidaan optimoida sähkön markkinahinnan mukaan.

Moottorivoimalaitokset tuottavat tarvittaessa varavoiman datakeskuksille, ja niitä käytetään kaukolämmöntuotannon sekä tuulivoimahankinnan optimointiin. Wärtsilän esittämässä mallissa datakeskukset sijoitetaan käytöstä poistettuihin hiililaitoksiin Hanasaaressa ja Salmisaaressa. Salmisaaren merenalaiset kivihiilisiilot soveltuvat hyvin kaukolämpövarastoiksi.

”Mallimme mahdollistaa useiden ratkaisuiden numeerisiin faktoihin pohjautuvan tarkastelun. Analyysissamme olemme vertailleet biomassan polttoon tai lämpöpumppuihin perustuvia vaihtoehtoja nykyisen kivihiilen korvaajina”, sanoo Matti Rautkivi, liiketoiminnan ja strategian kehityksestä vastaava johtaja, Wärtsilä Energy Business.

”Perinteisesti Suomessa biomassapohjaiset polttoaineet on nähty parhaana hiilen korvaajana kaukolämmityksessä, mutta mahdollisuus edulliseen lämpöön tuulivoiman kautta vähentää huomattavasti tarvetta biomassan käytölle ja tekee hiilestä luopumisesta taloudellisesti kannattavaa jo tänään”

Säästö kaukolämmön tuotantokustannuksessa on yli 10% kivihiilen perustuvaan nykytilanteeseen verrattuna, kun taas pääasiallisesti biomassaan käyttöön pohjautuva portfolio nostaisi tuotantokustannusta noin 9% nykytilanteeseen verrattuna. Suuria merivesilämpöpumppuja käytetään lämmöntuotannossa useissa kohteissa ympäri maailman, esimerkiksi Tukholmassa vuodesta 1984 saakka.

Datakeskusten hukkalämpöä hyödynnetään jo Suomessa Mäntsälässä, ja lisäksi uusia projekteja on suunnitteilla muun muassa Espooseen. Ensimmäinen syvä geoterminen lämpölaitos on rakenteilla Espoon Otaniemessä.

Kivihiililaitosten korvaaminen lämpöpumpuilla alentaisi sähkön ja kaukolämmön tuotannon hiilidioksidipäästöjä Helsingissä lähes 90 prosenttia nykytilanteeseen verrattuna. Se vastaa päästövähenemältään yli miljoonan henkilöauton poistamista Suomen maanteiltä.

Päästöjen alentuminen on todellista, koska energiamalliin on lisätty uutta tuulivoimatuotantoa lämpöpumppujen sähkönkäyttöä vastaava määrä. Hiilidioksidipäästöjä on mahdollista vähentää vieläkin enemmän, mikäli moottorivoimalaitoksissa siirrytään käyttämään biokaasua tai synteettistä kaasua tulevaisuudessa.