4. sukupolvi – Kaukolämmön ja -jäähdytyksen tulevaisuus

4. sukupolvi – Kaukolämmön ja -jäähdytyksen tulevaisuus

Tuottajakuluttajista energian varastointiin. Tutustu kaukolämmön ja -jäähdytyksen uusimpiin innovaatioihin.

Tässä videossa tutustumme 4. sukupolven kaukolämpö ja -jäähdytysjärjestelmiin. Käymme läpi myös näiden kestävää kehitystä tukevien järjestelmien perusperiaatteet. Kaukolämmöllä ja -jäähdytyksellä on tuotettu energiaa luotettavasti ja kustannustehokkaasti jo 1800-luvun lopun vaatimattomista ensiaskelista lähtien. Kun veden lämmitys ja jäähdytys hoidetaan keskitetysti, voidaan vastata nopean kaupungistumisen ja ilmastonmuutoksen aiheuttamiin haasteisiin. Kaukolämpö ja -jäähdytysjärjestelmät kehittyvät jatkuvasti.

4. sukupolven kaukoenergiaratkaisut saavat entistä enemmän jalansijaa, ja innovatiivisissa energiaekosysteemeissä piilee huikeita mahdollisuuksia. Miten tämä uusi sukupolvi eroaa nykyisestä? Merkittävin ero on se, että 4. sukupolven kaukolämpöjärjestelmissä menoveden lämpötila on alhainen. Koska rakennukset ovat entistä energiatehokkaampia, veden lämpötilaa voidaan alentaa huomattavasti kuluttajien käyttömukavuudesta tinkimättä.

Nykyisin menoveden lämpötila on yleensä 90 °C. Lämpöhäviöiden minimoimiseksi lämpötila voidaan kuitenkin laskea 4. sukupolven järjestelmissä 50 °C:een. Sama koskee myös kaukojäähdytystä, jolloin virtaaman lämpötila nostetaan 6 asteesta jopa 12 asteeseen. Veden lämpötilojen uudenlaisella hyödyntämisellä on selkeitä etuja. Veden lämmitykseen tai jäähdytykseen tarvitaan vähemmän energiaa, mikä säästää kustannuksia ja vähentää hiilidioksidipäästöjä. Myös jakeluverkoston putkistosta aiheutuva lämpöhäviö ja siten myös energiahävikki on pienempi.

Putkistoon kohdistuu vähemmän lämpörasitusta, minkä ansiosta voidaan estää vuodot ja pidentää järjestelmän käyttöikää. Uuden sukupolven ratkaisuilla on kuitenkin vielä yksi merkittävä etu. Alhaisen lämpötilan menoveden ansiosta kaukolämpölaitos voi lisätä uusiutuvien energialähteiden osuutta ja hyödyntää myös alhaisen lämpötilan energialähteitä, kuten maalämpöä. Myös aurinkokeräinten, tuulivoiman ja teollisuuden prosessien hukkalämpöä voidaan hyödyntää tehokkaasti.

Näin laitokset voivat hyödyntää eri energialähteitä monipuolisemmin ja panostaa kestävään tuotantoon. 4. sukupolven kaukolämpölaitokset voivat varastoida hukkalämpöä pitkiksi ajoiksi. Kun energiaa varastoidaan kausiluonteisesti maanalaisiin eristettyihin säiliöihin, laitos voi kerätä esimerkiksi aurinkoenergiaa kesällä ja hyödyntää sitä kotitalouksien lämmityksessä talvella. Tämän muutoin hukkaan kuluvan energian hyödyntäminen tehostaa alan kestävää kehitystä olennaisella tavalla.

Toinen mielenkiintoinen näkökohta 4. sukupolven kaukolämpöratkaisuissa on tuottajakuluttajien merkitys. Tuottajakuluttaja on energiankuluttaja, joka osallistuu energiantuotantoon hyödyntämällä verkosta saatavaa energiaa ja tuottamalla energiaa sitten takaisin samaan verkkoon. Tuottajakuluttajana voi toimia esimerkiksi asentamalla aurinkopaneelit tai hyödyntämällä pieneltä käyttäjäkunnalta muodostuvaa liikalämpöä.

Tuottajakuluttajat lisäävät vihreän energian tuotannon osuutta. Hiilijalanjälki pysyy pienenä, ja kuluttajat hyötyvät pienemmistä energiakustannuksista. Kaikki nämä näkökohdat tarjoavat loistavia mahdollisuuksia energiankulutuksen vähentämiseen maailmanlaajuisesti. Matkalla on kuitenkin muutamia haasteita.

Kun menoveden lämpötilaa pienennetään, ΔT on myös alhaisempi. Alhaisemman ΔT:n seurauksena verkon kauimmaisissa osissa oleville kuluttajille ei pystytä tuottamaan pienintä paine-eroa, mikäli laitokset eivät korota menopuolen painetta. Tämä haaste on kuitenkin ratkaistavissa dynaamisen kaukolämmön periaatteilla.

Sen sijaan että laitoksessa luotettaisiin yhteen tehokkaaseen jakelupumppuun, dynaamisessa kaukoenergiassa hyödynnetään useita pumppuja. Näin pumppuja voidaan käyttää alhaisemmilla nopeuksilla energiaa säästäen. Nopeussäädetyillä pumpuilla vedenjakelu hoidetaan verkoston pienemmille alueille, jolloin järjestelmän toiminta voidaan sovittaa todelliseen tarpeeseen.

Näin pumppua ei tarvitse käyttää täydellä teholla. Käyttö täydellä teholla voi alentaa verkoston painetta ja kasvattaa vuotojen riskiä. Pieni kertaus vielä lopuksi: 4. sukupolven kaukolämpö ja -jäähdytysratkaisuilla energiatehokkaisiin rakennuksiin voidaan toimittaa lämmitettyä vettä alhaisemmilla lämpötiloilla ja jäähdytettyä vettä korkeammilla lämpötiloilla.

Näin voidaan pienentää energiankulutusta ja energiahukkaa, pidentää järjestelmän käyttöikää ja lisätä joustavuutta energialähteen valinnassa. Uusiutuvien energialähteiden, kausiluonteisen varastoinnin, tuottajakuluttajien ja nopeussäädettyjen pumppujen strategisen käytön ansiosta 4. sukupolven kaukolämpöjärjestelmät ovat oiva ratkaisu 2000-luvun merkittäviin energiahaasteisiin.