Yritysten räätälöidyt energiaratkaisut

Räätälöimme tehokkaat energiaratkaisut yritysten yksilöllisiin tarpeisiin. Lue alta, minkälaisia kokonaisuuksia olemme toimittaneet.

Monitoimitalon monimuotoinen energiaratkaisu

Teksti: Pekka Karppinen

Keravan Energia toteutti Keravanjoen monitoimitaloon uusiutuvaan energiaan perustuvan hybridimallin, jossa maalämpöä täydennetään biokaukolämmöllä. Sähköä maalämpöpumppujen pyörittämiseen saadaan omasta aurinkovoimalasta.

Uuden ja uljaan monitoimitalon takapuolella on joutomaan oloinen niitty, jonka reunassa kulkee junarata. Niityn maaperään varastoituneesta auringon lämmöstä ja syvemmältä nousevasta geotermisestä lämmöstä saadaan energiaa talon huoneilman ja käyttöveden lämmittämiseen – ja kesällä tilojen jäähdyttämiseen. Lämpökaivot, joita on yhteensä 22 kappaletta, on porattu 300-320 metrin syvyyteen.

Elokuussa 2021 käyttöönotetun rakennuksen täyttää arkipäivisin noin tuhat lasta ja nuorta esikoululaisista yhdeksäsluokkalaisiin. Opettajia ja muuta henkilökuntaa on satakunta henkeä. Iltaisin, viikonloppuisin ja koulujen loma-aikoina tiloja käytetään monipuoliseen harrastustoimintaan.

Jaakkolan ja Lapilan koulujen tilalle haluttiin rakentaa ympäristöystävällinen ja terve rakennus, jossa hyödynnettäisiin tehokkaasti uusiutuvaa energiaa.

”Alhainen energiankulutus tuottaa alhaisemmat käyttökulut ja pienemmän hiilijalanjäljen kiinteistön elinkaaren aikana”, talotekninen asiantuntija Mika Turunen Keravan kaupungilta summaa energiajärjestelmälle asetettuja tavoitteita.

Turunen osallistui taloprojektiin tiiviisti kolmen ja puolen vuoden ajan rakentamisallianssin osapuolten kilpailuttamisesta ja talotekniikan suunnittelusta toteutukseen saakka. Viime vaiheessa hän toimi kohteen LVIA-valvojana.

Energiatehokkuudeltaan monitoimitalo edustaa parasta A-luokkaa. Energiankulutusta mitataan monipuolisesti ja kattavasti, jotta nähtäisiin, kuinka hyvin suunnitteluvaiheessa tehdyt laskelmat ja simulaatiot toteutuvat elävässä elämässä.

Räätälöity ratkaisu

Maaenergiajärjestelmän toteutuksesta vastasi Keravan Energia, joka koordinoi laitteiden asentamisen ja käyttöönoton. Yhtiö omistaa laitteistot ja huolehtii niiden käytöstä sekä ylläpidosta. Projektipäällikkönä toiminut Aleksi Törmänen Keravan Energialta kertoo, että järjestelmä räätälöitiin allianssin toiveiden mukaisesti.

“Allianssilta tuli meille suunnitteluvaiheessa selkeä toive tällaisen laitekokonaisuuden toimittamisesta kaupungille uutta koulua varten. He katsoivat, että meillä on lämmön tuottamisesta ja siihen tarvittavien laitteiden käytöstä sellaista kokemusta, jota kaupungilla ei ainakaan vielä ole.”

Päälämmönlähteeksi haluttiin maaenergiaa, mutta alusta saakka oli selvää, että sen tueksi kaivattaisiin kaukolämpöä.

”Näin isoon kohteeseen ei ole millään tavalla kustannustehokasta tehdä pelkkää maalämpöjärjestelmää”, Törmänen toteaa.

Kiinteistössä on kaksi maalämpöpumppua, joiden yhteislämmitysteho on 180 kilowattia. Kylmimpinä talvipäivinä lämmitys voi kuitenkin vaatia hetkellisesti lähes tuhannen kilowatin huipputehoja. Kuilu katetaan kaukolämmöllä.

Optimaalinen mitoitus

Maalämpöpumput tuottavat 75-80 prosenttia kiinteistön vuotuisesta lämmitysenergian tarpeesta, mikä katsottiin järkeväksi lähtökohdaksi maalämpötehon osalta. Järjestelmälle saadaan maksimaalinen käyttö, ja kaukolämmöllä tuotettavaksi jää vain viidesosa.

”Kaukolämmön ja maalämmön yhdistäminen on järkevää, koska maalämmön mitoittaminen huipputeholle olisi niin kallista. Pumppujen pitäisi olla isompia, eikä niiden käyttö vajaalla kuormituksella ole optimaalista”, Turunen tiivistää.

Jäähdytys saadaan kesäaikaan suoraan maalämpöpiiristä ilman erillisiä veden jäähdyttimiä. Ilmastonmuutoksen myötä jäähdytyksen tuottaminen energia- ja kustannustehokkaasti käy yhä tärkeämmäksi.
Keravalainen kaukolämpö on kaupungin ilmasto-ohjelmapäällikkö Johanna Kuusiston mielestä oivallinen pari maalämmölle.

”Turpeen käytöstä luovuttiin biovoimalaitoksella vuonna 2020 ja kivihiilen käyttö lopetettiin Keravalla jo 20 vuotta sitten. Meidän kaukolämpömme on todella ympäristöystävällistä ja tuo perusturvaa uusiutuvien energiamuotojen rinnalle.”

Biovoimalassa lämpöä tehdään uusiutuvista biopolttoaineista, joiden alkuperä on varmistettu riippumattoman todentajan toimesta. Biopolttoaineet ovat pääosin kotimaista alkuperää. Maakaasua käytetään vain silloin, kun laitosta käynnistetään uudelleen huoltoseisokin jälkeen, ja mahdollisissa biopolttoaineen käsittelyn vikatilanteissa. Vuonna 2020 maakaasun osuus biovoimalaitoksen käyttämästä polttoaineesta oli 0,03 prosenttia. Keravan kaukolämpöverkossa käytetään biopolttoaineiden lisäksi noin 10 prosenttia maakaasua lähinnä kylmien sääjaksojen aikana. Maakaasun osuutta tullaan pienentämään erilaisilla uusiutuvilla energiaratkaisuilla, kuten hukkalämpöjen tehokkaammalla hyödyntämisellä.

Energiantuotannosta ja -kulutuksesta saatavaa dataa voidaan hyödyntää koululaisten opetuksessa, Johanna Kuusisto ja Aleksi Törmänen katsovat. 

Lämmöt talteen

Monitoimitalon keskuskeittiössä pystytään valmistamaan 3 000 ruoka-annosta päivässä. Kylmäteknisten laitteiden synnyttämä lauhdelämpö ajetaan jäähdytysverkoston kautta maalämpökaivoihin.

”Sieltä se on uudelleen hyödynnettävissä, kun kiinteistö tarvitsee lämmitystä. Kiertotaloudeksikin tätä voitaisiin kutsua”, Törmänen pohtii.

Lämmöt otetaan talteen myös ilmanvaihdon poistoilmasta. Kaikissa niin sanottuja puhtaita tiloja, kuten luokkahuoneita ja auloja, palvelevissa ilmanvaihtokoneissa on lämmön talteenottoroottori. Wc-, sosiaali- ja keittiötiloista lämmön talteenotto tapahtuu nestekiertoisesti. Vain muutamien ns. likaisten tilojen, kuten vetokaappien ja hitsaustilan, erillispoistoissa ei talteenottoa ole. Monitoimitaloon valittiin Turusen mukaan iv-koneet, joissa lämmön talteenoton hyötysuhde ylittää vähimmäisvaatimukset.

“Pienellä lisäinvestoinnilla saimme paremmat laitteet ja hyötysuhdeprosentit. Sitä kautta säästetään energiaa ja pienennetään hiilijalanjälkeä.”

Sähköä auringosta

Kiinteistön katolla kimmeltää 99 aurinkopaneelia, joiden tuottama sähkö käytetään maalämpöpumppujen pyörittämiseen. Aurinkovoimalan huipputeho on 27,7 kilowattia, ja vuodessa sähköä syntyy noin 26 megawattituntia. Lämmönjakolaitteistojen vuotuisesta sähkönkulutuksesta pystytään aurinkosähköllä kattamaan simulaatioiden mukaan noin 13 prosenttia. Kaikki muu kiinteistöllä käytettävä sähkö otetaan yleisestä verkosta.

Aurinkovoimala mitoitettiin sillä idealla, että paneelien tuottama sähkö hyödynnetään mahdollisimman täysimääräisesti kiinteistöllä, koska se on taloudellisinta. Hukkaan ei ylijäämäkään silti mene.

”Sähköverkon kahdensuuntaisuus on siinä mielessä hieno asia, että vaikka aurinkosähköstä olisi hetkellisesti ylijäämää, se menee verkkoon ja voidaan käyttää hyödyksi jossain muualla”, Kuusisto katsoo.

Aurinkosähkön hyödyntämisessä koulukiinteistöllä on tietenkin haasteena se, että vuoden aurinkoisimpana aikana ei koulua käydä. Siksi on tärkeää, että talolla on muutakin kuin koulukäyttöä.

Opit käyttöön

Kahden lämmitysmuodon hybridijärjestelmä on potentiaalinen vaihtoehto myös kaupungin tulevissa rakennus- ja peruskorjaushankkeissa, Mika Turunen arvioi.

”Kun peruskorjattaviksi tulee isompia kouluja, niin kyllä niissä luultavasti huomioidaan tällainen ratkaisumalli. Maa- ja kaukolämmön yhdistämisestä ei ole toistaiseksi mitään pahaa sanottavaa.”

Aleksi Törmäsen mukaan tekniikka on skaalattavissa niin pienempiin kuin suurempiinkin kohteisiin. Peruskorjauksissa jäähdytys saattaa osoittautua ratkaisevaksi tekijäksi, joka kallistaa vaa’an hybridin hyväksi.

”Jos jäähdytykselle pitää joka tapauksessa tehdä jotain, voi järkevin ratkaisu olla koko lämmöntuotantojärjestelmän uusiminen. Silloin maasta saadaan sekä jäähdytystä että lämpöä.”

Monitoimitalon lämmitysratkaisussa uutta on sekin, että energiayhtiö vastaa laitteiston käytöstä ja huollosta. Kaupunki maksaa lämmitys- ja jäähdytysenergiasta, josta valtaosa saadaan edullisesti maalämpökaivoista. Rakennusvaiheessa kaupungin ei tarvinnut rahoittaa laitehankintoja, vaan se maksaa laiteinvestointia kuukausittain takaisin energiayhtiölle.

Johanna Kuusisto uskoo hybridimallista saatujen hyvien kokemusten kannustavan kaupunkia miettimään laajemminkin, halutaanko kaikelle rakentamiselle tai korjaamiselle asettaa uusia vaatimuksia uusiutuvan energian käytöstä ja energiatehokkuudesta.

”Yksittäinen kiinteistö ei tietenkään muodosta kovin suurta osaa Keravan koko hiilijalanjäljestä, mutta monitoimitalolla on iso esimerkkivaikutus. Merkityksellisyyttä lisää entisestään se, että kyseessä on koulurakennus, jota tulevat sukupolvet käyttävät lämpenevässä ilmastossa.”