Geokaukolämmön energiatalous kaukolämpöverkossa sisältää monta muuttujaa
Yksi kaukolämpöliiketoiminnan erikoinen piirre on se, että tuotetun kaukolämmön arvo voi olla negatiivinen.
Kaukolämmön hinta vaihtelee tunneittain kaukolämpöverkossa ja on riippuvainen kyseisen verkkoalueen tuotantorakenteesta – ja Suomessa erityisesti myös vuodenajasta. Suuresta kysynnän vaihtelusta johtuen kaukolämmön arvo energiayhtiölle on talven kovilla pakkasilla moninkertainen nollakelillä tuotettuun lämpöön nähden.
Suuria laitoksia ei voida hetkellisesti pysäyttää ja voimakas lämpöenergian kysynnän vuorokausivaihtelu pakottaa joissain tilanteissa jopa hukkaamaan tuotettua lämpöä lisäjäähdytyksenä vesistöihin ja savukaasuihin. Negatiivinen hinta voi toteutua keväällä tai syksyllä, kun suuri tuotantolaitos on vielä käynnissä ennen kesähuoltoa ja ulkolämpötila nousee yllättävän korkeaksi. Onneksi näitä tilanteita on harvoin.
Kaukolämpöverkon toiminnan dynamiikka antaa taloudellisia reunaehtoja geokaukolämmön potentiaalille Suomessa. Energiamäärät ovat niin suuria, ettei varastointi eri vuodenaikojen välillä onnistu. Edes suuren kalliovaraston kapasiteetti ei riitä lämmityskauden pidentämiseen kuin viikkotasolla (klikkaa linkkiä). Luonnollisesti monen kilometrin syvyistä geolämpökaivoa ei kannata rakentaa vain muutaman kuukauden vuosittaista käyttöä varten.
Kysynnän suuri vaihtelu nostaa hintaa
Jos kaukolämmön kulutus olisi tasainen vuoden jokaisena tuntina, sen kustannus olisi ehkä vain puolet nykyisestä, koska koko tuotanto voitaisiin mitoittaa isolle yksikölle ja edullisimmalle polttoaineelle. Tutkimuksissa on havaittu, että nykyinen pitkän historian myötä kehittynyt kaukolämmön tuotantotapa on itse asiassa hyvin kustannustehokas nykyisellään, mikä on yllättänyt myös joitain politiikan toimijoita Suomessa. Nykyistä tuotantorakennetta vastaan kilpaillessa tarvitaan siis aidosti disruptiivinen teknologia.
Lämmönostosopimuksessa, jonka perusteella porausyhtiö investoi uuteen tuotantolaitokseen, Sähkölaitos sitoutuu ostamaan kaukolämpöenergiaa rakennettavalta laitokselta. Vaikka keväällä kaukolämmön arvo voi olla hetkellisesti negatiivinen, uudelle kilpailukykyiselle tuotannolle tulee tilaa Tampereen kaltaisessa kaukolämpökaupungissa optimoinnin kautta. Kokonaisuus vaatii tarkkaa laskentaa, jotta uusi tuotanto saadaan aidosti hyödyntämään kaukolämpöasiakasta.
Kun kesän aikainen kaukolämmön kysyntä on täytetty, alkaa mahdollinen vuosittainen tuntimäärä lämmön ostolle pienentyä nopeasti. Käyttötuntien mukana laskee tyypillisesti myös uusien laitosten kannattavuus. Se ei kuitenkaan välttämättä tarkoita sitä, ettei uutta tuotantoa kannata lisätä. Kyse on energian muuttuvista kokonaiskustannuksista. Suuremmassa mitassa vanhaa syrjäyttävältä tuotannolta vaaditaan toki vahvaa kilpailukykyä, luotettavuutta ja säädettävyyttä.
Kaukolämmön laatukriteerit
Kaukolämpöenergia luokitellaan priima- tai sekundalaatuiseksi tuotannon ajoituksen, ohjattavuuden ja lämpötilan suhteen. Ajoituksen suhteen sekundatuote on esimerkiksi sellainen lämpöenergia, jonka tuottaja käyttää itse talviaikaan, jolloin sen arvo olisi kaukolämpöverkossa kaikkein suurin.
Kaukolämpöverkko on rakennettu siten, että kovalla pakkasella verkostossa kulkevan veden lämpötilan tulee olla 120 astetta, jotta riittävä määrä energiaa saadaan siirrettyä Tampereen jokaiseen kolkkaan. Tämä muodostuu haasteeksi monella tuotantomuodolla, kuten lämpöpumpuilla. Toki pumppujen tekniikka kehittyy myös hyvää vauhtia. Verkon lämpötilaa ei voi huippupakkasella laskea, silloin saman energiamäärän siirtäminen vaatisi kaukolämpöputkien vaihtamista suurempiin. Tällainen sekundalämpö on kyllä hyödynnettävissä, mutta se tarvitsee priimaavan lämmönlähteen, joka vaikuttaa yllättävän paljon tuotannon hintaan.
Kaukolämmön laatukriteereiden täyttäminen määrittääkin geovoimalaitoksen soveltuvuutta lämmön tukkumarkkinoille keskeisellä tavalla.
Hankittavan geolämmön laatukriteeriksi tulee siis kyky tuottaa luotettavasti 120-asteista vettä ympäri vuoden. Tämä asettaa geolämpökaivolle samalla syvyysvaatimuksen. Normaaliin maalämpöön verrattuna syvälämmöllä on laatupotentiaali olemassa, kuten myös muut suuremman tuotantoyksikön skaalaedut kunnossapitoon, tuotannon optimointiin ja käyttöön nähden.
Geolämpökaivoihin saattaa liittyä myös energian lataus- purkupotentiaali, mikä onnistuessaan lisäisi teknologian soveltuvuutta voimakkaasti profiloituneeseen kaukolämpökäyttöön.
Jukka Joronen
Johtaja, Energiamarkkinat