Lämpövaraston rooli osana kehittyvää kaukolämpöjärjestelmää
Vantaan Energia on suunnittelemassa maailman suurimman lämmön kausivaraston toteuttamista Vantaalle. Varaston sisältämällä 90 GWh lämmitettäisiin keskikokoinen suomalainen kaupunki ja se vastaa myös noin viittä prosenttia koko Vantaan vuosittaisesta lämmönkulutuksesta. Suurimpia lämmön kausivarastoja maailmalla ovat tähän saakka olleet Vojensin (200 000 m3) ja Marstalin (75 000 m3) aurinkolämpöjärjestelmiin kytketyt varastot. Näihin voidaan varastoida lämpötilatasoista riippuen noin 11 GWh tai 4 GWh lämpöä. Järjestelmät perustuvat aurinkolämmön hyödyntämiseen, joten varaston koko kaukolämpökuormaan nähden on helposti kymmeniä prosentteja. Helsingissä Mustikkamaalla aikoinaan öljyvarastona käytettyyn kallioluolaan rakennetun lämpövaraston kapasiteetti on arvioitu olevan 11.6 GWh. Vastaava osuus koko Helsingin kaukolämpökuormasta on alle 0.2 %.
Suurimpana innovaationa on syvälle kallioperään sijoitettavan varaston hydrostaattisen paineen mahdollistama suurempi lämpötilataso, jolla lähes kaksinkertaistetaan kapasiteetti saman kokoluokan normaaliin lämpövarastoon verrattuna.
Teknologisia innovaatioita ja kokoluokkaa tärkeämpi asia on kuitenkin varaston mahdollistava rooli Vantaan kaukolämmön kehityksessä kohti hiilineutraalia järjestelmää.
Uudet vähähiiliset ratkaisut ovat usein investointikustannuksiltaan kalliimpia kuin perinteiset ratkaisut ja niiden tulee saavuttaa korkea käyttöaste ollakseen kannattavia. Kaukolämpöjärjestelmään mahtuu kuitenkin vain sen hetkisen lämmönkulutuksen verran tuotantoa ja kaikille tuotantomuodoille ei aina löydy tilaa. Varastoratkaisu synnyttää tätä tilaa ja voi nostaa uusien tuotantomuotojen käyttöastetta juuri sen verran, että ne ovat teknistaloudellisesti kannattavia ja näin myös toteutuvat. Lämmityksen kausivaihtelut ovat huomattavia; kesäajan kulutus on vain noin kymmenesosa huippupakkasilla tarvittavasta lämmöstä.
Jo nykytilanteessa kausivarasto parantaa Vantaan jätevoimalan tuottaman lämmön hyödyntämistä varastoimalla sitä lämmityskauden huippua varten. Sama pätee hukkalämpöjen hyödyntämiseen yleisemmin; datakeskukset, kaupat, jäähdytysjärjestelmät saadaan tehokkaammin osaksi kaukolämmön tuotantorakennetta. Näin saadaan leikattua erityisen kallis maakaasupohjainen huipputuotanto pois ja kustannusten lisäksi myös kaukolämmön kokonaispäästöt putoavat. Investoinnit huippulämmöntuotantoon pelletti- tai maakaasukattilan muodossa ovat kannattamattomia, toisin kuin investointi lämpövarastoon. Kausivarastolla saavutetaan siis välittömiä hyötyjä sen lisäksi, että se mahdollistaa uusien vähähiilisten tuotantomuotojen lisäämisen järjestelmään. Ratkaisuiden kehittyessä päästövähennyskeinot parantavat myös järjestelmän kustannustehokkuutta entisestään.
Kaukolämpöjärjestelmän eli suuren yhteen kytketyn lämpökuorman ansiosta lämpövarastoa voidaan myös käyttää energiavarastona yhteistuotantoa säätämällä tai lämpöpumppupohjaista tuotantoa hyödyntämällä. Investointikustannuksiltaan lämpövarastot ovat esimerkiksi akkuvarastoja merkittävästi halvempia. Lämpövaraston investointikustannus liikkuu 1 €/kWh ympärillä, kun se akkuvarastoilla on parhaimmillaan 100 €/kWh tietämillä.
Tulevaisuuden kaukolämpöjärjestelmä on joustava niin kulutukseltaan kuin tuotantorakenteelta. Mittava lämpövarasto tukee tuotannon joustoa ja näin parantaa lämmitys- ja sähköjärjestelmien välisen sektori-integraation mahdollisuuksia. Tämä ominaisuus järjestelmässä tulee vaihtelevan uusiutuvan sähköntuotannon kasvaessa rahanarvoinen mahdollisuus kaukolämpöyhtiöille.
Tämä tuuli- ja aurinkovoimaan perustuva sähköntuotanto kasvaa valtavaa vauhtia maailmalla. Euroopassa on myös voimakkaasti keskusteluissa kiinteistö- tai asuntokohtaisia kaasu- ja sähkökattiloiden korvaaminen kaukolämpöratkaisuilla. Kaukolämmön kehittyessä Euroopassa kiinnostus lämmön varastointiratkaisuja kohtaan varmasti kasvaa energiajärjestelmän joustotarpeiden lisääntyessä. Lämmitys- ja jäähdytyssektori ylipäätään tarjoaa sekä joustolle että päästövähennyksille monia kiinnostavia mahdollisuuksia.
