Tutkimus

Teho ennen energiaa

Momentti teho ennen energiaa bem 1
Esimerkki rakennuskannan tuntitehoskenaariosta vuonna 2050 kahden tammikuun viikon osalta.
Sähköä käyttäessämme tarvitsemme tehoa, mutta energian kulutusta syntyy vasta tehon ja ajan tulona (E=Pt). Koko energiajärjestelmän tulevaisuuden toimivuuden tarkasteluun tarvitaan tietoa, miten aluetason ja koko rakennuskannan sähkötehon tarpeet kehittyvät.

Aiempaa tarkemman lähestymistavan tehotarkasteluihin mahdollistaa Suomen Akatemian RenewFin –hanke   

Optimaalinen malli kohti vuoden 2050 vähähiilistä tavoitetta

jossa tarkastellaan Suomen rakennuskantaa, energiaverkkoa ja kansallista energiantuotantojärjestelmää kokonaisuutena. Tutkimus toteutetaan Aalto-yliopiston ja Tampereen yliopiston yhteistyönä. Tampereella vastuuhenkilönä toimii prof. Arto Saari ja teholaskelmista vastaa projektipäällikkö Juhani Heljo.   

Hankkeessa tehdään tyyppitaloille tuntiteholaskelmat Aalto-yliopiston toimesta. Tampereen yliopistolla Rakentamistalouden tutkimusryhmässä nämä rakennustyyppilaskemat yhdistetään rakennuskantatietoihin ja niiden pohjalta laaditaan erilaisia vaihtoehtoisia skenaarioita sille, miten tuntitehojen tarve rakennuskannassa kehittyy vuoteen 2050 mennessä. Rakennuskannan osalta on julkaistu tähän mennessä laskelmat asuinkerrostalojen osalta (Towards the EU emissions targets of 2050: optimal energy renovation measures of Finnish apartment buildings. Hirvonen, J., Jokisalo, J., Heljo, J. & Kosonen, R., 9 elokuuta 2019, julkaisussa: International Journal of Sustainable Energy. 38, 7, s. 649-672).   

Energian kulutusta pystytään vähentämään merkittävästi erilaisten lämpöpumppuratkaisujen avulla. Tällöin kuitenkin samanaikaisesti kasvaa sähkötehon ja sähkön käyttö rakennuksissa ja oleellisesti vähentyneen kaukolämmön tarpeen myötä vähenee kaukolämmön yhteistuotannon (CHP) tuottaman sähkön määrä. Tällä CHP tuotannon vähenemisellä voi olla suurempi merkitys kuin sähkön käytön lisääntymisellä. Mitä tämä ristiriitainen kehitys aiheuttaa koko sähköjärjestelmässä – ei vielä tiedetä. Näitä koko energiajärjestelmätason asioita tarkastellaan RenewFin hankkeen loppuvaiheessa 2020-2021.  

Aalto-yliopiston ja Tampereen yliopiston yhteistyönä toteutettavan Suomen Akatemian rahoittaman RenewFIN- tutkimuksen tavoitteena on syvällisesti ymmärtää nykyinen lähtökohta ja löytää teknologiset ratkaisut ja tiekartta, joilla rakennuskanta, sähköverkot ja energiatuotannon haasteet huomioon ottaen 2050 päästötavoite voidaan saavuttaa kustannusoptimaallisesti. Euroopan haastava tavoite on vuoteen 2050 mennessä pienentää CO2 päästöjä 80 % vuoden 1990 tasosta.   

Kuvassa esimerkki rakennuskannan tuntitehoskenaariosta vuonna 2050 kahden tammikuun viikon osalta. Teho ei ollutkaan yksinkertainen asia. Käytännössä suurin osa sähkölaitteista toimii on/off periaatteella, minkä johdosta tarkastelualueen laajuudella ja aikavälitarkkuudella on iso merkitys sille, miltä tehoprofiilit näyttävät ja näkyvätkö tehopiikit ja miten tehonkäyttöä pitäisi ohjata.  

Lisätietoja:  

Projektipäällikkö Juhani Heljo, Tampereen yliopisto, Rakennetun ympäristön tiedekunta, puh. 040 544 2830, juhani.heljo [at] tuni.fi  

Professori Arto Saari,Tampereen yliopisto, Rakennetun ympäristön tiedekunta, arto.saari [at] tuni.fi 

--

Teksti ja kuva: Juhani Heljo