Source: http://docplayer.fi/1287676-Tyo-ja-elinkeinoministerio-energiaosasto-29-4-2009-direktiivin-2004-8-ey-mukainen-kertomus-analyysi-kansallisista-mahdollisuuksista-tehokkaan.html
Timestamp: 2018-01-23 02:50:52+00:00
Document Index: 17457672

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

Työ- ja elinkeinoministeriö Energiaosasto DIREKTIIVIN 2004/8/EY MUKAINEN KERTOMUS: - ANALYYSI KANSALLISISTA MAHDOLLISUUKSISTA TEHOKKAAN - PDF
Työ- ja elinkeinoministeriö Energiaosasto DIREKTIIVIN 2004/8/EY MUKAINEN KERTOMUS: - ANALYYSI KANSALLISISTA MAHDOLLISUUKSISTA TEHOKKAAN
Download "Työ- ja elinkeinoministeriö Energiaosasto 29.4.2009 DIREKTIIVIN 2004/8/EY MUKAINEN KERTOMUS: - ANALYYSI KANSALLISISTA MAHDOLLISUUKSISTA TEHOKKAAN"
1 Työ- ja elinkeinoministeriö Energiaosasto DIREKTIIVIN 24/8/EY MUKAINEN KERTOMUS: - ANALYYSI KANSALLISISTA MAHDOLLISUUKSISTA TEHOKKAAN YHTEISTUOTANNON SOVELTAMISEEN ART 6 (1) - ARVIOINTI TEHOKKAITA YHTEISTUOTANTOYKSIKÖITÄ KOSKEVISTA LUPAMENETTELYISTÄ JA HALLLINNOLLISISTA ESTEISTÄ ART 9 (1 & 2) - RAPORTTI TEHOKKAAN YHTEISTUOTANNON OSUUDEN LISÄÄMISESTÄ ART 6 (3) 1
2 Sisällysluettelo SISÄLLYSLUETTELO JOHDANTO YHTEENVETO YHTEISTUOTANNOLLA SAAVUTETTAVA ENERGIANSÄÄSTÖ SUOMEN ENERGIAPOLITIIKAN TAVOITTEET JA KANSALLISET KEHITYSSUUNTAUKSET SUOMEN ENERGIAPOLITIIKAN TAVOITTEET Yleistä Hiilidioksidipäästöt ja tavoitteet Yhteistuotannon tavoitteet SUOMEN NYKYINEN ENERGIANTUOTANTO- JA KULUTUSRAKENNE PRIMÄÄRIENERGIAN LÄHTEET JA KULUTUS SÄHKÖN KULUTUS JA HANKINTA TEOLLISUUSLÄMMÖN KULUTUS JA TUOTANTO KAUKOLÄMMÖN KULUTUS JA TUOTANTO SÄHKÖN JA LÄMMÖN YHTEISTUOTANTO ANALYYSIN OLETUKSET YHTEISKUNNALLISET LÄHTÖKOHDAT ENERGIANKULUTUKSEN MUUTOKSET Energiankulutuksen kasvun hidastuminen Rakennusten energiatehokkuuden paraneminen Ilmaston lämpeneminen ENERGIANLÄHTEET TEKNOLOGISET VAIHTOEHDOT Lämmitystapavalinnat Yhteistuotantoteknologiat YHTEISTUOTANNON LISÄÄMISEN MAHDOLLISUUDET YHDYSKUNTIEN YHTEISTUOTANTO, KAUKOLÄMPÖ JA -JÄÄHDYTYS Kaukolämmön potentiaali Kaukojäähdytyksen potentiaali Yhdyskuntien yhteistuotannon potentiaali TEOLLISUUDEN YHTEISTUOTANTO YHTEISTUOTANNON ENERGIALÄHTEET YHTEISTUOTANNON TUOTANTOTEKNOLOGIAT YHTEISTUOTANTOLAITOSTEN TEHOLUOKAT KAUKOLÄMMÖN JA YHTEISTUOTANNON KESKEISET VAIKUTUKSET Todennäköinen erillistuotannon korvaaminen Primäärienergian säästö Kasvihuonepäästöjen vähenemä Kustannustehokkuus YHTEISTUOTANNON ESTEET YLEISTÄ ALAN TOIMIJOIDEN NÄKÖKULMA KANSALLINEN KEHITTÄMISSTRATEGIA LÄHDELUETTELO
3 1 Johdanto Tässä raportissa esitetään direktiivin 24/8/EY (CHP-direktiivi) 6 artiklan 1 kohdan mukainen analyysi kansallisista mahdollisuuksista tehokkaaseen sähkön ja lämmön yhteistuotantoon. Raportissa esitetään myös kyseisen direktiivin mukainen väliraportti edistymisestä [Art 1(2) - Art 6(3)], sekä raportti CHP hallinnollisista esteistä [Art 1(1) Art 9(1 & 2)]. Raportti perustuu mm. Suomen kansalliseen energia- ja ilmastostrategiaan (EIS 25), Suomen virallisiin tilastotietoihin ja yhteistuotannon sekä kaukolämmityksen ja jäähdytyksen potentiaalia Suomessa käsittelevään selvitykseen (Gaia Oy, heinäkuu 27). Selvityksessä on luotu taustaskenaario kuvaamaan Suomen energiatulevaisuutta sen hetkisten energiapoliittisten linjausten ja muiden energiankulutukseen ja -tuotantoon vaikuttavien keskeisten tekijöiden näkökulmasta. Taustaskenaarion lähtöoletukset perustuvat kansallisiin ja kansainvälisiin selvityksiin, joita on laadittu esimerkiksi ministeriöiden, korkeakoulujen ja muiden tutkimuslaitosten toimesta. Raportin viimeistelyn aikana valmistui Valtioneuvoston 28 hyväksymä Pitkän aikavälin ilmastoja energiastrategia. Raportti on päivitetty tarvittavin osin ajan tasalle. Yhdistetyn sähkön ja lämmön tuotannon osalta pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategian linjaus on pysynyt jokseenkin entisellään. Taustaskenaarion perusteella saadaan arviot yhteistuotannon potentiaaliksi CHP-direktiivissä määritellyille tarkasteluvuosille 21, 215 ja 22. Joiltain osin esitetään myös pidemmälle tulevaisuuteen aina vuoteen 25 asti ulottuvia arvioita. Arvioita yhteistuotannon ja kaukolämmön tulevaisuudenkuvasta on täydennetty kaukolämpöyritysten johdolle suunnatulla kyselyllä. Lisäksi raportissa esitellään aikaisempien selvitysten tuloksia yhteistuotannon mahdollisuuksista. Yhteistuotannon ja kaukolämmön potentiaaliarvioiden lisäksi analyysi sisältää kuvauksen Suomen energiapolitiikan tavoitteista, nykyisestä energiantuotanto- ja kulutusrakenteesta ja erillisen arvion yhteistuotannon esteistä. Näiden aiheiden käsitteleminen on edellytys sille, että Suomen kansallinen strategia yhteistuotannon edistämiseksi voidaan perustellusti määritellä. Raportin rakenne on seuraava. Luvussa 2 esitetään yhteenveto raportista ja sen tuloksista. Luku sisältää yhteenvedon kansallisista energiapolitiikan tavoitteista, arvioidusta yhteistuotannon potentiaalista, saavutettavasta energiansäästöstä, yhteistuotannon tunnistetuista esteistä sekä tarvittavista tukijärjestelmistä ja kansallisesta yhteistuotannon kehittämisstrategiasta. Suomen energiapolitiikan tavoitteita ja kansallisia kehityssuuntia on kuvattu luvussa 3. Luvussa 4 käydään läpi tilastotietoa Suomen energiantuotannon ja kulutuksen nykyrakenteesta. Taustaskenaarion oletukset on kuvattu luvussa 5. Oletusten pohjalta saadut arviot kaukolämmön ja yhteistuotannon potentiaalista esitellään luvussa 6. Raportissa esitettäviä selvitysten tuloksia vertaillaan mm. Suomen kansallisen energia- ja ilmastostrategian (25) skenaarioihin. Luvussa 7 käsitellään yhteistuotannon esteitä. Luvussa 8 määritellään aikaisemmissa luvuissa esitettyjen tekijöiden pohjalta Suomen kansallinen kehittämisstrategia sähkön ja lämmön yhteistuotannon edistämiseksi. 3
4 2 Yhteenveto Alla oleviin taulukoihin on koottu taustaskenaario, alan toimijoiden näkemys ja KTM:n WM skenaario kaukolämmön kysynnän, yhteistuotannolla tuotetun sähkön sekä teollisuudessa yhteistuotannolla tuotetun lämmön ja sähkön kehityksestä. Taulukko 1. Kaukolämmön kysynnän kehitys taustaskenaarion, kaukolämpöalan toimijoiden ja KTM:n WMskenaarion mukaisesti. [TWh] Taustaskenaario Alan toimijoiden näkemys KTM:n WM skenaario 25 29,8 29,8 29, ,6 32,6 3, ,1 33,8 31, ,3 34,9 32,3 Taulukko 2. Yhteistuotannolla tuotetun sähkön kehitys taustaskenaarion, kaukolämpöalan toimijoiden ja KTM:n WM-skenaarion mukaisesti. [TWh] Taustaskenaario Alan toimijoiden näkemys KTM:n WM skenaario 25 13,9 13, ,3 16, 18, ,3 16,4 19, ,2 16,9 2,9 Taulukko 3. Teollisuudessa yhteistuotannolla tuotetun lämmön ja sähkön kehitys taustaskenaarion mukaisesti. 1 Yhteistuotettu lämpö Yhteistuotettu sähkö TWh kasvu % TWh kasvu % 25 44,2 13, 21 47,7 8 % 14,3 3 % ,7 1 % 15,1 9 % 22 49,7 12 % 15,9 15 % 2.1 Yhteistuotannolla saavutettava energiansäästö Yhteistuotannolla saavutettava energiansäästö vuonna 22 on arviolta yhteensä 6 TJ, joka on noin 4 % primäärienergian kokonaishankinnasta vuonna 25. Kuvassa 1 on esitetty yhteistuotannossa aikaansaadut primäärienergian säästöt perustuen erillistuotannon korvaamiseen. 1 Vertailukohtana on käytetty vuotta 24 vuoden 25 metsäteollisuuden työtaistelun vuoksi. 4
5 Kaukolämmit ys Kaukojäähdytys Teollisuus TJ Kuva 1. Yhteistuotannolla aikaansaadut primäärienergian säästöt perustuen erillistuotannon korvaamiseen 3 Suomen energiapolitiikan tavoitteet ja kansalliset kehityssuuntaukset 3.1 Suomen energiapolitiikan tavoitteet Yleistä Matti Vanhasen II hallituksen ohjelman mukaan hallitus laati heti vaalikauden alussa pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategian, jossa määritellään kymmeniksi vuosiksi eteenpäin Suomen ilmasto- ja energiapolitiikan keskeiset tavoitteet ja keinot osana Euroopan unionia ja sen tavoitteita (Pitkän aikavälin ilmasto- ja energiastrategia ). Uuden kansallisen strategian tavoitteena on osaltaan varmistaa Kioton pöytäkirjan toimeenpanon ja velvoitteiden täyttäminen sekä Kioton kauden jälkeisten velvoitteiden nopea ja joustava toteutuksen aloittaminen vuonna 213. Tällöin on syytä varmistaa Kioton jälkeisen kauden päästövähennystoimien riittävyys ja esittää mahdolliset tarvittavat lisätoimet kohti vuoden 22 velvoitteita niin, että EU:n toimeenpanolle asettamat aikatauluun ja toimien tehokkuuteen liittyvät velvoitteet täyttyvät. Energia- ja ilmastostrategian taustaksi on muodostettu kaksi skenaariota, joista toinen on luonteeltaan ns. perusskenaario ja toinen skenaario, joka täyttää mm. kansainväliset päästövelvoitteet. Perusskenaariolla kuvataan kehitystä jo voimassaolevien (v. 25) politiikkatoimien valossa. Jos perusskenaarion toimenpiteillä ei saavuteta asetettuja tavoitteita, tarvitaan uusia politiikkatoimia. Tällaisista lähtökohdista muodostettuja skenaariota kutsutaan WAM-skenaarioksi (With Additional Measures skenaario). Perusskenaariosta käytetään nimitystä WM-skenaario (With Measures skenaario). Uusiutuvan energian osuus oli Suomessa vuonna 25 loppukulutuksesta laskettuna noin 28,5 % EY:n komission tilastoviraston, Eurostatin mukaan. Tavoitteena on nostaa osuus vuoteen 22 mennessä 38 %:iin komission Suomelle esittämän velvoitteen mukaisesti. Velvoite on haastava ja sen saavuttaminen riippuu olennaisesti energian loppukulutuksen kääntymisestä laskusuuntaan. 5
6 Suomen luonnonvarat mahdollistavat uusiutuvan energian lisäkäytön, minkä käynnistämiseksi kuitenkin tarvitaan nykyisten tuki- ja ohjausjärjestelmien tehostamista ja rakenteiden muuttamista. Uusiutuvan energian edistämistä koskevassa komission direktiiviehdotuksessa joustomekanismit perustuvat alkuperätakuiden kauppaan yhtäältä jäsenmaiden ja toisaalta toiminnanharjoittajien välillä. Alkusyksystä 28 näyttäisi Euroopan parlamentin raportoijan raportin, komission kannanottojen sekä energianeuvostossa käytyjen keskustelujen perusteella siltä, että direktiivin joustomekanismit perustuisivat jäsenmaiden väliseen vapaaehtoiseen yhteistyöhön. Esillä olleissa malleissa esimerkiksi uusiutuvan energian kulutusta voitaisiin siirtää tilastollisesti jäsenmaasta toiseen tai jäsenmaat voisivat sopia yhdessä tuetun laitoksen uusiutuvan energian kirjaamisesta maiden uusiutuvan energian kulutukseen laitoksen sijaintimaasta riippumatta. Järjestelmien keskeinen periaate on, että jäsenmailla säilyisi kontrolli joustomekanismien käyttöön. Monet syyt puoltavat kuitenkin sitä, että Suomen kannattaa tähdätä ensisijaisesti kansallisten uusiutuvien energialähteiden lisäkäyttöön. Silti on järkevää varautua uusiutuvan energian tarjontaa lisääviin yhteistyömuotoihin muiden jäsenmaiden kanssa. Erityisesti tulisi hyödyntää suomalaista osaamista biomassan kustannustehokkaassa käytössä yhdistetyssä sähkön ja lämmön tuotannossa. Suomi varautuu siihen, että uusiutuvan energian tavoitteet saavutetaan omin toimin ilman direktiiviin kaavailtuja joustomekanismeja jäsenmaiden välillä. Tarvittaessa Suomi voi hyödyntää joustomekanismeja joko ostajana tai myyjänä riippuen uusiutuvan energian lisäämisen kustannuksista Suomessa ja muissa jäsenmaissa. Seuraavassa taulukossa esitetään yhteenvetona eri uusiutuvien energialähteiden määrät tavoiteurassa. Taulukko 4. Uusiutuvan energian käyttö primaarienergiana energialähteittäin ja loppukulutuksena tavoiteurassa, TWh Perusura Tavoiteura Teollisuuden tuotannosta riippuvat polttoaineet Jäteliemet 36,7 43, Teollisuuden tähdepuu 23,1 26, Yhteensä 59,8 7, 6 6 Politiikkatoimien kohteena olevat A. Ei tukitarvetta Vesivoima 13,6 11, Kierrätyspolttoaineet ja halvimmat 1,7 1,9 2 3 biokaasut B. Pieni tukitarve Metsähake (1 5,8 7, Puun pienkäyttö 13,4 13, Puupelletit ja peltobiomassat,1,1,7 3 Lämpöpumput 1,8 2,4 3 5 C. Korkea tukitarve Muu biokaasu,1,5 Nestemäiset biopolttoaineet (2,, 6 6 Tuulivoima ja aurinkoenergia,2,1 1 6 Yhteensä 94,9 12, josta puupolttoaineet yhteensä (3 19,4 19, Uusiutuvan energian loppukulutus
7 (1 Tämän lisäksi metsähaketta arvioidaan käytettävän biojalostamojen raaka-aineena. (2 Sisältää liikenteen ja työkoneiden biopolttoaineet sekä lämmityksessä käytettävän biopolttoöljyn (3 Ei sisällä teollisuuden jäteliemiä eikä tähdepuuta Hiilidioksidipäästöt ja tavoitteet Vuonna 25 valmistuneen energia- ja ilmastostrategian mukaan primäärienergian ja sähkönkulutuksen odotetaan kasvavan Suomessa tulevina vuosina. Energian kulutuksen kasvun myötä lisääntyvät myös hiilidioksidipäästöt. Päästöjen kasvu aiheutuu lähes yksinomaan EY:n päästökauppadirektiivin tarkoittaman päästökauppasektorin eli lähinnä energiantuotannon ja teollisuusprosessien päästöjen kasvusta. Suomen kasvihuonekaasupäästöt olisivat ilman lisätoimenpiteitä Kioton kaudella keskimäärin vuodessa 11 miljoonaa tonnia suuremmat kuin Kioton sitoumus. Valtio varautuu hankkimaan päästövähenemiä Kioton joustomekanismeilla 1 miljoonan tonnin edestä koko kaudella, eli vuosikeskiarvona 2 miljoonaa tonnia. Täten vähennystarve jää vuositasolla noin 9 miljoonaan tonniin, josta päästökauppasektorin vähennystarve on keskimäärin noin 8 miljoonaa tonnia Yhteistuotannon tavoitteet Vuoden 25 energia- ja ilmastostrategian WAM (With Additional Measures) skenaarion mukaiset sähkön ja lämmön yhteistuotannolla tuotettavan sähkön määrät vuosille 21 ja 225 ilmenevät seuraavasta taulukosta (Taulukko 5). WAM -skenaariossa sähkön ja lämmön yhteistuotannolla tuotetun sähkön määrä ja osuus kasvavat. Yhteistuotannolla tuotetun sähkön osuus koko sähkön hankinnasta on skenaariossa noin 4 % vuonna 225. Taulukosta ilmenevät myös muiden tuotantomuotojen tuotantotavoitteet ja osuudet. Taulukko 5. Sähkön hankinta WAM-skenaariossa, TWh ja % -osuudet (EIS taustaraportti). TWh Osuudet, % Ydinvoima 21,8 31,1 34,6 25,6 33,3 33, Vesivoima 9,5 13,3 14, 11,2 14,2 13,4 Yhteistuotanto, kaukolämpö 15,1 19,7 23,5 17,8 21,1 22,4 Yhteistuotanto, teollisuus 12,7 15,2 18,4 14,9 16,3 17,5 Yhteistuotanto yhteensä 27,8 34,9 41,9 32,7 37,4 39,9 Lauhdetuotanto 21,1 4,5 6,2 24,7 4,9 5,9 Tuulivoima,1,9 2,9,1,9 2,8 Tuotanto 8,3 84,7 99,6 94,3 9,7 95, Nettotuonti 4,9 8,6 5,2 5,7 9,2 5, Yhteensä 85,2 93,3 14,8 1, 99,9 1, Yhteistuotannolla tuotetun sähkön määrää pyritään WAM-skenaariossa kasvattamaan sekä teollisuus- että kaukolämpösektorilla. Sekä absoluuttinen että suhteellinen kasvu ovat hieman voimakkaampia kaukolämpösektorilla. Yhteistuotannolla tuotetun sähkön osuuksien kehittymistä sektoreittain havainnollistaa Kuva 2. 7
8 CHP-sähkön tavoitteet ja sähkön kokonaiskulutuksen skenaario , TWh TWh 6 5 sähkön kulutus Yhteistuotanto, teollisuus Yhteistuotanto, kaukolämpö Vuosi Kuva 2. CHP-sähkön tavoitteet ja sähkön kokonaiskulutuksen skenaario , TWh WAM-skenaarion mukaisessa kehityksessä vuoden 225 kaukolämmön tuotannon yhteydessä tuotetusta yhteistuotantosähköstä valtaosa, yhteensä n. 67 %, tuotetaan tuontipolttoaineilla, joista tärkeimmät ovat maakaasu ja kivihiili (Kuva 3) Yhteistuotantosähkö, kaukolämpö 25 2 Tuontipolttoaineilla Kotimaisilla polttoaineilla GWh Kuva 3. Kaukolämmön tuotannon tuonti- ja kotimaisten polttoaineiden kehitys WAM-skenaariossa WAM-skenaarion mukaisessa kehityksessä kaukolämmön yhteydessä tuotetun yhteistuotantosähkön kasvuvauhti hidastuu. Kasvuvauhdin hidastumista selittää osaltaan se, että kaukolämmön osuus uusien kiinteistöjen lämmityksessä on skenaarion mukaisessa kehityksessä 8
9 laskeva. Kaukolämmön osuutta uusien kiinteistöjen lämmityksessä skenaarion mukaisessa kehityksessä havainnollistaa (Kuva 4). Kaukolämmön osuus uusien kiinteistöjen lämmityksessä % asuinpientalot rivitalot asuinkerrostalot liike- ja julkiset rakennukset Kuva 4. Kaukolämmön osuus uusien kiinteistöjen lämmityksessä WAM-skenaariossa. 4 Suomen nykyinen energiantuotanto- ja kulutusrakenne 4.1 Primäärienergian lähteet ja kulutus Suomessa energiantuotantoon käytetään monipuolisesti useita eri energianlähteitä ja tuotantomuotoja. Vuonna 25 primäärienergian kokonaiskulutus Suomessa oli TJ eli GWh (Tilastokeskus 26). Vuonna 27 primäärienergian kokonaiskulutus oli TJ eli GWh (Tilastokeskus 28), ja se jakautui energialähteittäin alla esitetyn kuvan (Kuva 5) mukaisesti. 9
10 Kuva 5. Energian kokonaiskulutus Suomessa vuonna 27. (Lähde: Tilastokeskus) Kuva 6 havainnollistaa kokonaiskulutuksen rakenteen muuttumista energialähteittäin vuodesta 197. Käytettävien energialähteiden monipuolistuminen ja sitä myötä öljyriippuvuuden vähentyminen ovat huomionarvoisimpia seikkoja energian kokonaiskulutuksen kehityksessä. Öljyn merkitystä primäärienergian lähteenä ovat pienentäneet ydinvoiman ja maakaasun käyttöönotto sekä puupolttoaineiden käytön lisääntyminen. 1
11 Kuva 6. Energian kokonaiskulutus (Lähde: Tilastokeskus) Energian loppukäyttö Suomessa vuonna 25 oli TJ (Energiatilasto 26). Vuoden 25, jota tässä raportissa monin paikoin tarkastellaan esimerkkivuotena, kohdalla on syytä huomioida metsäteollisuuden pitkä työselkkaus ja lämmin sää. Osaltaan työselkkauksen ja lämpimän sään vuoksi Suomen energiankäyttö pieneni edellisvuoteen verrattuna. Loppukäytöllä tarkoitetaan eri sektorien energian loppukäyttöä (sähkö, kaukolämpö, suora polttoainekäyttö), joten siihen eivät sisälly sähkön ja lämmön tuotannon häviöt. Sektoreittain energian loppukäytöstä 48 % kohdistui teollisuuteen, 21 % lämmitykseen, 17 % liikenteeseen ja 14 % muuhun kulutukseen. Muut -sektori sisältää kotitalouksien, julkisen ja yksityisen palvelusektorin, maa- ja metsätalouden sekä rakennustoiminnan sähkön ja polttoaineiden käytön. Kansainvälisessä vertailussa teollisuuden osuus Suomen energian loppukäytöstä on huomattavan suuri. Huomioitavaa on myös Suomen ilmastosta johtuva verrattain suuri energiantarve lämmitystarkoituksiin. Energian loppukäytön jakaantumisen historiallista kehitystä havainnollistaa Kuva 7. Teollisuuden osuus on säilynyt noin 5 %:ssa energian loppukäytöstä koko jakson ajan. Loppukäytön kehityksestä voidaan todeta rakennusten lämmitykseen käytettävän energian suhteellisen merkityksen pieneneminen. Vielä 196-luvulla rakennusten lämmitykseen käytettiin enemmän energiaa kuin teollisuuden tarpeisiin. Kehitys on seurausta kaukolämmön käytön lisääntymisestä rakennusten lämmittämiseen ja rakennusten energiatalouden tehostumisesta uudisrakentamisen yhteydessä. 11
12 Kuva 7. Energian kokonaiskulutus ja loppukäyttö sektoreittain (Lähde: Tilastokeskus). Liikennesektorin energian loppukäyttö on ollut kasvussa (Kuva 7), vaikka ajoneuvokohtainen polttoainekulutus onkin pienentynyt, sillä autojen määrä on yli kymmenkertaistunut kolmessa vuosikymmenessä. Pääosa liikennesektorin energiankulutuksesta tapahtuu maantieliikenteessä, ja autojen polttoaineet, moottoribensiini ja dieselöljy, muodostavat yhteensä yli 9 % kotimaanliikenteessä käytetystä polttoaineesta. Koska energian loppukäyttösektoreista suurin on ollut teollisuus, sen energiankäytöllä ja - hankinnalla on merkittävin vaikutus Suomen energiatalouteen kokonaisuudessaan. Teollisuudenaloista suurin energiankuluttaja on metsäteollisuus. Kuva 8 esittää laajasti teollisuuden ja teollisuutta palvelevan sähkön ja lämmön tuotannon, tuotantoprosessien sekä teollisuusrakennusten lämmityksen polttoaineiden kulutusta vuosina Teollisuuden polttoainekulutus PJ Kuva 8. Teollisuuden polttoainekulutus (Lähde: Tilastokeskus) 12 Reaktiolämpö Puupolttoaineet Kierrätyspolttoaineet Turve Maakaasu Hiili Öljy
13 Teollisuuden polttoainekulutuksen kehityksessä (Kuva 8) nähdään puupolttoaineiden käytön ja niiden suhteellisen osuuden huomattava kasvu tarkasteluajanjaksolla. Tämä johtuu ennen kaikkea niiden hyödyntämisen lisääntymisestä metsäteollisuuden piirissä. Kuten Kuva 9 osoittaa, lähes kolme neljäsosaa metsäteollisuuden käyttämistä polttoaineista on puuperäisiä. Vuonna 25 metsäteollisuuden polttoaineiden käyttö oli 67,8 TWh (244 PJ). Teollisuudessa lisääntynyt puupolttoaineiden käyttö selittää suuren osan puupolttoaineiden osuuden kasvusta Suomen kokonaisenergiankulutuksessa (Kuva 6). Kuva 9. Metsäteollisuuden käyttämät polttoaineet vuonna Sähkön kulutus ja hankinta Sähkön kokonaiskulutus vuonna 25 Suomessa oli GWh. Reilut puolet (52 %) tästä kuluu teollisuuden tarpeisiin. Metsäteollisuus (kuvassa puu- ja paperiteollisuus), metalliteollisuus ja kemianteollisuus muodostavat yhteensä lähes 9 % teollisuuden sähkönkulutuksesta (Kuva 1). Sähkönkulutus sektoreittain 25 Koti- ja maatalous 25% 12% 14% Muut Kemian teollisuus Teollisuus ja rakentaminen 52% 18% Metalliteollisuus 19% Palvelut, julkinen ja muu kulutus Siirto- ja jakeluteollisuus 4% Kuva 1. Sähkönkulutus sektoreittain 25. (Lähde: Tilastokeskus) 56% Puu- ja paperi- teollisuus Sähkön tuotantoon kuluva osuus primäärienergiasta on lähennellyt 4 %:n tasoa 2-luvun alkuvuosina. Korkea osuus on eräs Suomen energiajärjestelmän erityispiirteistä. 2 Lähde: Metsäteollisuus ry 13
14 Tärkeimmät sähköntuotannon energialähteet Suomessa ovat ydinvoima, vesivoima, kivihiili, maakaasu, puupolttoaineet sekä turve. Suomi on osa yhteispohjoismaisia sähkömarkkinoita, ja sähkön nettotuonnin osuus sähköntuotannosta vaihtelee paljolti sen mukaan, kuinka paljon pohjoismaisilla sähkömarkkinoilla on tarjolla vesivoimaa Norjasta ja Ruotsista. Tätä kautta myös fossiilisten polttoaineiden, lähinnä hiilen, osuus sähkön hankinnan energialähteistä vaihtelee. Sähkön hankintaa tuotantomuodoittain ja energialähteittäin vuonna 25 havainnollistaa Kuva 11. Vasemmanpuoleisessa diagrammissa, jossa sähkön hankinta on jaoteltu tuotantomuodoittain, on eritelty kaukolämmön (osuus 18 %) ja teollisuuslämmön tuotantoon (osuus 13 %) liittyvä sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Sähkön hankinta 25 Tuotantomuodoittain Energialähteittäin Sähkön nettotuonti 2% Ydinvoima 26% Sähkön nettotuonti 2% Ydinvoima 26% Yhteistuotanto 18% Lauhdevoima 6% Vesivoima 16% Muut 2% 2% Öljy Öljy 1% Turve 5% Vesivoima 16% Yhteistuotanto 13% Maakaasu 13% Puupolttoaineet 1% Hiili 7% Kuva 11. Sähkön hankinta 25. (Lähde: Tilastokeskus) 4.3 Teollisuuslämmön kulutus ja tuotanto Teollisuus tarvitsee lämpöenergiaa (höyryä) tuotantoprosessiensa ylläpitämiseen, ja tämä lämpö on usein hyödyllistä tuottaa teollisuuslaitosten yhteydessä. Teollisuudessa tuotettiin Suomessa vuonna 25 58,1 TWh lämpöä (Energiatilasto 26). Lukuun sisältyvät teollisuusrakennusten lämmitystä ja teollisuuden prosesseja varten teollisuudessa tuotettu lämpöenergia. Suurin osa teollisuuslämmöstä (n. 76 % v. 25) tuotetaan yhteistuotantona sähköntuotannon yhteydessä, jota käsitellään omassa kappaleessaan. Teollisuuslämmön tuotannossa käytettäviä polttoaineita käsitellään yhteistuotantoa käsittelevän kappaleen yhteydessä. 4.4 Kaukolämmön kulutus ja tuotanto Kaukolämpö on pääasiassa rakennusten ja käyttöveden lämmittämiseen tarvittavan lämmön keskitettyä tuotantoa ja jakelua yleiseen kulutukseen laajalle alueelle, kaupunginosille tai koko kaupungille. Asuin- ja palvelurakennusten lämmitystarpeeseen kului Suomessa hyötyenergiana laskettuna vuonna 25 56,1 TWh lämpöenergiaa. Kaukolämmön osuus asuin- ja palvelurakennusten kuluttamasta lämmitysenergiasta oli suurin( Kuva 12). 14
15 Asuin- ja palvelurakennusten lämmitysenergia 25 Kaukolämmitys 49% Sähkölämmitys 18% Öljy 16% Muut energialähteet 5% Puun pienkäyttö 12% Kuva 12. Asuin- ja palvelurakennusten lämmitysenergia 25. (Lähde: Tilastokeskus) Jakauma rakennusten lämmitystapojen hyötyenergian suhteellisista osuuksista rakennustyypeittäin on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 13). Suomen asuin- ja palvelurakennuskannasta lähes puolet on liitetty kaukolämmitykseen. Yli 9 prosenttia asuinkerrostaloista, noin puolet rivitaloista ja valtaosa julkisista ja liikerakennuksista on kaukolämmitettyjä. Suurimmissa kaupungeissa kaukolämmön osuus onkin yli 9 prosenttia. Suomessa on kaiken kaikkiaan 1,2 miljoonaa kaukolämmitettyä asuntoa, joissa asuu yhteensä 2,5 miljoonaa ihmistä. 1% 8% 6% 4% 2% Sähkölämmitys Kaukolämmitys Lämpöpumput tms. Maakaasu Öljyt ja hiili yhteensä Turve Puun pienkäyttö % Erilliset pientalot Kytketyt pientalot Asuinkerrostalot Vapaa-ajan asuinrakennukset Palvelurakennukset Teollisuusrakennukset Maatalousrakennukset Kuva 13. Rakennusten lämmityksen hyötyenergia Energiatilasto, vuosikirja 26. Lämmitysenergialähteille on käytetty seuraavia oletushyötysuhteita: puun pienkäyttö 55 %, turve 6 %, hiili 6 %, raskas polttoöljy 83 %, kevyt polttoöljy 78 %, maakaasu 9 % ja maalämmölle kerrointa 1,5. Kauko- ja sähkölämmitys on laskettu hyötyenergiaksi sellaisenaan. 15
16 Kaukolämpökapasiteetti (Kuva 14) ja kaukolämmön käyttö ovat Suomessa viime vuosikymmeninä jatkuvasti kasvaneet. Suomen kaukolämpökapasiteetti on lisääntynyt lähes 6 %:lla viimeisen kahdenkymmenen vuoden aikana Siirrettävien lämpökeskusten kaukolämpöteho Kiinteiden lämpökeskusten kaukolämpöteho Voimalaitosten kaukolämpöteho, erillinen lämmöntuotanto Voimalaitosten kaukolämpöteho, yhteistuotanto 15 MW vuosi Kuva 14. Kaukolämpökapasiteetti Suomessa (Lähde: Tilastokeskus 26). Kaukolämmön nettotuotanto Suomessa vuonna 25 oli GWh. Kaukolämmön tuotantoon Suomessa käytettäviä polttoaineita käsitellään kappaleessa Sähkön ja lämmön yhteistuotanto. Vuosina kaukolämmön tuotanto noin kolminkertaistui ja 8-luvuilla vallinnut voimakas kaukolämmön tuotannon kasvu on tasaantunut viime vuosina, sillä suurin osa potentiaalisesta rakennuskannasta on jo liitetty kaukolämpöverkkoon. Kaukolämmön tarvetta ovat tasoittaneet myös vanhoissa rakennuksissa tehtävät peruskorjaukset, jotka alentavat lämmitystehon tarvetta rakennusten parantuvan energiatehokkuuden myötä. Kaukolämmön kulutuksen kasvua ja sen osuutta asuin- ja palvelurakennusten lämmitykseen käytetystä energiasta havainnollistaa Kuva
17 Kaukolämmityksen osuus asuin- ja palvelurakennusten lämmityksestä hyötyenergiana, MWh MWh 3 kaukolämmitys 2 42% 47% 48% 49% vuosi Kuva 15. Kaukolämmityksen osuus asuin- ja palvelurakennusten lämmityksestä hyötyenergiana (Lähde: Tilastokeskus 26) Kaukolämmön nettokulutus jakautui vuonna 25 sektoreittain siten, että 56 % oli asuintalojen, 34 % muiden kuluttajaryhmien, kuten julkisten ja palvelurakennusten, ja 1 % teollisuusrakennusten kulutusta. Kaukojäähdytystä Suomessa on ollut tarjolla vasta alle kymmenen vuotta. Tällä hetkellä sitä on saatavilla kolmella paikkakunnalla. Vuonna 25 kaukojäähdytysenergian myynti oli 26 GWh, joka on alle tuhannesosa kaukolämmön vastaavasta. 4.5 Sähkön ja lämmön yhteistuotanto Sähkön ja lämmön yhteistuotannolla on merkittävä rooli Suomen energiajärjestelmässä. Sähkön ja lämmön yhteistuotanto tehostaa energiantuotantoa verrattuna erillistuotantoon. Tällöin saavutetaan korkeampi kokonaishyötysuhde, jolloin polttoainetta kuluu vähemmän ja hiilidioksidipäästöt pienenevät. Sähkön ja lämmön yhteistuotannon taloudellisuuden perusedellytys on riittävän suuri ja tasainen lämpökuorma. Suomessa yhteistuotantoa käytetään sekä teollisuuden että yhdyskuntien sähkön- ja lämmöntarpeen tuotantoon. Taulukko 6 erittelee vuoden 25 sähkön ja lämmön tuotannon yhteisja erillistuotannon teollisuudessa sekä kaukolämmön yhteydessä tapahtuneen tuotannon mukaan. 17
18 Taulukko 6. Sähkön ja lämmön erillis- ja yhteistuotanto Suomessa v. 25 (TWh) (Lähde: Tilastokeskus 26). Sähkö Lämpö Teollisuuslämmön Kaukolämmön tuotannon yhteydessä tuotettu tuotannon yhteydessä tuotettu Teollisuuslämpö Kaukolämpö Yhteistuotanto 11,3 15,1 44,2 25,3 Erillistuotanto 41,4 13,9 7,3 Yhteensä 67,8 58,1 32,6 Suurin osa Suomessa yhteistuotannolla tuotetusta lämmöstä (n. 64 % vuonna 25) tuotetaan teollisuudessa. Sekä teollisuudessa tuotetusta lämmöstä että kaukolämmöstä noin kolme neljäsosaa on yhteistuotantoa. Yhteistuotannolla tuotetusta sähköstä hieman suurempi osa tuotettiin vuonna 25 kaukolämmön tuotannon yhteydessä (15,1 TWh) kuin teollisuudessa (11,3 TWh). Yhteensä Suomen sähkönhankinnasta lähes kolmannes on yhteistuotantoa. EU:ssa yhteistuotannolla tuotetaan keskimäärin alle 1 prosenttia sähkön kokonaishankinnasta. Yhteistuotantosähkön osuuden kehitystä sähkön kokonaishankinnasta ja sen jakaantumista teollisuus- ja kaukolämpöyhteistuotannon välillä havainnollistaa (Kuva 16). Kuvasta nähdään yhteistuotantosähkön pitkällä aikavälillä kasvava trendi. Tämä näkyy sekä suhteellisen että absoluuttisen osuuden kasvuna. Kasvu jatkunee edelleen, mutta ei enää voimakkaana, sillä suurin osa keskitetyistä lämpökuormista on jo yhteistuotannon piirissä. CHP-sähkön osuudet sähkön kokonaishankinnasta , MWh MWh 5 4 CHP-sähkökaukolämpö CHP-sähkö-teollisuus % 26% 3% 31% 31% vuosi Kuva 16. CHP-sähkön osuudet sähkön kokonaishankinnasta (Lähde: Tilastokeskus 26) Vuonna 26 Suomessa oli 61 paikkakunnalla kaukolämpöverkkoon liitettyä sähkön ja lämmön yhteistuotantoa. Sähkön ja lämmön yhteistuotannon kokonaiskapasiteetti oli 418 MW sähköä ja 18
19 75 MW lämpöä. Kaukolämpöteholtaan yli 1 MW yhteistuotantolaitokset muodostavat kaukolämmön yhteistuotantokapasiteetista noin puolet. Myös pienemmän kokoluokan voimalaitoksilla on merkitystä Suomen kaukolämpösektorin yhteistuotannon kannalta. Suomessa on kaukolämpöverkkoon liittyneenä 4 alle 2 MW:n sähkön ja lämmön yhteistuotantolaitosta. Näistä kymmenen käyttää polttoaineenaan öljyä tai hiiltä ja loput maakaasua, biomassaa tai turvetta. Viimeisen kymmenen vuoden aikana rakennetut uudet laitokset käyttävät kaikki polttoaineenaan joko biomassaa tai maakaasua. Suurimmassa osassa biomassaa käyttävistä laitoksista käytetään myös turvetta. (OPET Report 12: Small-scale biomass CHP technologies, Situation in Finland, Denmark and Sweden) Kuva 17 esittää kaukolämmön tuotannon kehitystä Suomessa ja yhteistuotannon osuutta kaukolämmön kokonaistuotannosta vuosina Yhteistuotannon osuus kaukolämmön tuotannosta on jatkuvasti kasvanut. Vuonna 26 peräti 74 % kaukolämmön nettotuotannosta oli sähkön ja lämmön yhteistuotantoa. Kaukolämmön tuotanto ja CHP-tuotannon osuus, MWh MWh 2 Kaukolämpö, CHP % 71% 74% 74% 72% vuosi Kuva 17. Kaukolämmön tuotanto ja CHP-tuotannon osuus (Lähde: Tilastokeskus 26) Kuva 18 esittää polttoaineiden käytön jakaantumisen koko sähkön ja lämmön yhteistuotannon alueella, kun sekä teollisuus- että kaukolämpösektori on huomioitu. Koko yhteistuotannon alueella merkittävin polttoaine on teollisuustuotannon yhteydessä syntyvät jäteliemet. Jäteliemiä käytetään polttoaineena teollisuuden yhteistuotannossa, ja ne muodostuvat selluloosan keittoprosessin sivutuotteena paperiteollisuudessa. Metsäteollisuuden jäteliemiä polttoaineena käyttäen tuotettiin vuonna 25 lähes 51 % teollisuudessa yhteistuotannolla tuotetusta lämmöstä. Metsäteollisuuden sivutuotteet onkin tällä hetkellä suurin kotimainen energianlähde. 19
20 Kuva 18. Polttoaineiden käyttö sähkön ja lämmön yhteistuotannossa 24 ja 25. (Lähde: Tilastokeskus) Kaukolämmön ja kaukolämmön tuotantoon liittyvän sähkön tuotannossa merkittävimmät polttoaineet ovat maakaasu (39 % vuonna 25), kivihiili (25 %), turve (19 %) ja puutähde sekä metsähake (yhteensä 11 %). Tärkeimmät polttoaineet, maakaasu ja kivihiili, ovat fossiilisia tuontipolttoaineita. Maakaasun osuus on ollut kasvussa, ja se on ollut merkittävin polttoaine viime vuosikymmenen lopulta lähtien. Käytetyistä polttoaineista merkittävän osan, yhteensä 32 %, muodostavat myös kotimaiset polttoaineet turve, puutähde, metsähake, kierrätyspolttoaine ja teollisuuden jätelämpö. Turpeen osuus on pitkään säilynyt noin 2 prosentissa, sen sijaan puutähteen ja metsähakkeen kulutus on kasvanut. Kuva 19 havainnollistaa kaukolämmön ja kaukolämmön tuotantoon liittyvän sähkön polttoainekulutuksen jakautumista eri polttoaineiden välillä vuosina Kaukolämmön ja kaukolämmön tuotantoon liittyvän sähkön polttoainekulutus PJ Kuva 19. Kaukolämmön ja kaukolämmöntuotantoon liittyvän sähkön polttoaineenkulutus (Lähde: Tilastokeskus) Muut Kierrätyspolttoaineet ja jätelämpö Puu Turve Maakaasu Öljy Hiili
Lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaali sekä kaukolämmityksen ja -jäähdytyksen tulevaisuus Suomessa
Lämmön ja sähkön yhteistuotannon potentiaali sekä kaukolämmityksen ja -jäähdytyksen tulevaisuus Suomessa 24.8.2007 Iivo Vehviläinen Jari Hiltunen Juha Vanhanen SISÄLLYSLUETTELO SUMMARY... 4 1. JOHDANTO...